IMITASI PERBANDINGAN GENETIS

1.Hukum Mendel
Perbedaan fenotip dari keturunan yang diperoleh atau diperkirakan akan diperoleh pada percobaan persilangan adalah hasil dari persatuan gamet tetua jantan dan betina yang berlangsung secara acak pada waktu terjadi pembuahan o0leh sperma pada sel telur. Menurut Mendel, persilangan atau pembentukan hibrid, mengikuti kaidah (3+!)n untuk sifat kedominanan penuh, dan {(1+2)+1}n untuk sifat kedominanan tak penuh. Pada rumus untuk sifat kedominanan penuh, angka 3 menunjukkan angka nisbah fenotipeyang sama pada homozigot dominan dan heterozigot (=hibrid) sedangkan angka 1 menunjukkan angka nisbah fenotipe homozigot resesif. Pada rumus untuk sifat kedominanan sebagian, angka nisbah 3 tersebut memecah (=bersegregasi) menjadi (1+2) yaitu 1 menunjukkan angka nisbah fenotipe homozigot dominan dan 2 menunjukkan angka nisbah fenotipe heterozigot. Untuk kedua rumus tersebut bilangan eksponensial n menunjukkan banyaknya sifat beda yang dikendalikan secara genetik.
Contoh 1: Kacang kapri (Pisum sativum) berbeda genetik untuk warna biji. Kuning merupakan warna biji dominan sedangkan hijau warna biji resesif. Berdasarkan warna resesif gen tersebut diberi nama g (dari kata green) sehingga fenotipe biji hijau mempunyai genotipe gg, sedangkan fenotipe biji kuning GG dan Gg. Nisbah fenotipe biji kuning : biji hijau dengan demikian adalah (3+1)n yaitu 3 : 1 (n=1, persilangan monohibrid untuk warna biji). Tetapi untuk bunga `pukul 4 sore` (Mirabilis jalapa) warna merah diatur oleh gen berkedominanan tidak penuh. Bila fenotip resesif adalah bunga berwarna putih (genotipe ww, dari kata white), maka segregasi menghasilkan {(1+2)+ 1}n yaitu 1 bunga warna merah : 2 bunag merah muda : 1 bunag putih. Warna merah muda merupakan fenotipe heterozigot. Jelaslah terjadi perbedaan nisbah fenotipe pada kedua sifat kedominanan tersebut, karena munculnya sifat heterozigot (=hibrid) pada kedominanan sebagian. Pada kedominanan penuh sukar menduga genotipe heterozigot dari fenotipenya. Pada contoh warna biji kacang kapri, fenotipe biji warna kuning akan selalu menimbulkan pertanyaan apakah biji tersebut dari genotipe homozigot dominan GG ataukah dari genotipe heterozigot Gg. Sebaliknya pada kedominanan sebagian, seperti pada contoh warna bunga `pukul 4 sore`, selalu dapat ditetapkan bahwa fenotipe bunag merah adalah dari genotipe WW, bunga merah muda dari genotipe Ww, dan bunga putih dari genotipe ww.
Contoh 2: Bagaimana bila kita memasukkan sifat kedua kacang kapri, yaitu bentuk biji bulat (dominan, genotipe WW) dan keriput (resesif, genotipe ww dari wrinkle). Karena pada kapri kedua sifat tersebut diatur oleh gen berkedominanan penuh, maka berlaku rumus dihibrid (n=2, untuk sifat warna biji dan bentuk biji) yaitu (3+1)2 = 32 + 2 (3) + 1 yang terkenal dengan nisbah fenotipe 9:3:3:1. Nisbah ini diuraikan sebagai 9 (sifat I dominan, sifat II dominan) : 3 (I dominan, II resesif) : 3 (I resesif, II dominan) : 1 (I resesif, II resesif). Pada kedua sifat biji kapri tersebut, nisbah tersebut menjadi 9 kuning, bulat : 3 kuning, keriput : 3 hijau, bulat : 1 hijau, keriput. Dengan tiga sifat berbeda dominan penuh, untuk tipe batang menjalar (dominan, genotipe DD) dan tipe semak (resesif, genotipe dd dari dwarf) yaitu (3+1)n nisbah tersebut menjadi 33 + 3(3)2 + 3(3) + 1 jadi nisbah fenotipenya 27:9:9:9:3:3:3:1 yaitu, 27 (sifat I,II,II dominan) : 9 (I dan II dominan, III resesif) : 9 (I dan III dominan, II resesif) : 9 (II dan III dominan, I resesif) : 3 (I dominan, II dan III resesif) : 3 (II dominan, I dan III resesif) : 3 (III dominan, I dan II resesif) : 1 (I, II dan III resesif).
Seandainya kedua sifat beda tersebut dikendalikan oleh gen berkedominanan sebagian, nisbah fenotipe akan mengikuti rumus {(1+2)+1}n = 1:2:1:2:4:2:1:2:1 yaitu 1 (I dan II dominan) : 2 (I dominan, II heterozigot) : 1 (I dominan, II resesif) : 2 (II dominan, I heterozigot) : 4 (I heterozigot, II heterozigot) : 2 (I heterozigot, II resesif) : 1 (I resesif, II dominan) : 2 (I resesif, II heterozigot) : 1 (I dan II resesif). Kembali terlihat bahwa terjadi perbedaan nisbah fenotipe antara pengendalian gen berkedominanan penuh dan berkedominanan sebagian, karena terekspresinya fenotipe heterozigot pada kedominanan sebagian. Ekspresi fenotipe heterozigot tersebut menghilangkan keragu-raguan dalam menentukan kombinasi gen (=genotipe) yang terdapat pada suatu individu. Ekspresi dominan menunjukkan individu genotipe homozigot dominan, ekspresi heterozigot menunjukkan individu genotipe heterozigot, dan ekspresi resesif menunjukkan individu genotipe homozigot resesif. Dikatakan bahwa pada gen berkedominanan tidak penuh, nisbah fenotipe = nisbah genotipe.


2. Analisis χ2
Uji χ2 (chi-square) merupakan alat bantu untuk menentukan seberapa baik kesesuaian suatu percobaan (goodness of fit). Pada uji ini penyimpangan nisbah amatan (observed) dari nisbah harapan (expected) dengan rumus
χ2 = Σ (O – E)2 ⁄ E

χ2 = (O1 – E1) ⁄ E1 + (O2 – E2) ⁄ E2 + .......... + (On – En) ⁄ En

Nilai χ2 diinterpretasikan sebagai peluang dengan mencocokkannya ke tabel χ2 berdasarkan derajat bebasnya. Derajat bebas (db) adalah banyaknya fenotip yang dapat diekspresikan (n) dikurangi satu. Pada satu sifat beda berkedominanan penuh terdapat dua fenotip dan db = n-1 = 2-1 = 1. Pada dua sifat beda berkedominanan sebagian, db = 9-1 = 8.
Contoh: Berdasarkan persilangan dihibrid kapri berbiji bulat, kuning x kapri berbiji keriput hijau. Mendel mengamati 315 biji bulat, kuning : 108 biji bulat, hijau : 101 biji keriput, kuning : 32 biji keriput, hijau dari total 556 biji. Berdasarkan nisbah fenotip 9:3:3:1 yang dapat diharapkan oleh Mendel sebenarnya adalah 9/16 x 556 = 312,75 biji bulat, kuning : 3/16 x 556 = 104,25 biji bulat, hijau : 3/16 x 556 = 104,25 biji keriput, kuning : 1/16 x 556 = 34,75 biji keriput, hijau. Seberapa baik percobaan Mendel tersebut dibandingkan harapan dapat dihitung dengan
χ2 = Σ (O-E)2 / E = (315 – 312,75)2 / (312,75) + (108-104,25)2 / (104,25) + (101-104,25)2 / (104,25) + (32-34,75)2 / 34,75
χ2 = 0,016 + 0,135 + 0,101 + 0,218 = 0,470 dengan db = 4 fenotipe – 1 = 3 dicocokkan pada Tabel χ2 (Fisher dan Yates, 1943):
Derajat bebas P = 0,99 0,95 0,80 0,50 0,20 0,05 0,01
1 0,000157 0,00303 0,0642 0,455 1,642 3,841 6,635
2 0,020 0,103 0,446 1,386 3,219 5,991 9,210
3 0,115 0,352 1,005 2,366 4,642 7,815 11,345
4 0,297 0,711 1,649 3,357 5,989 9,448 13,277
5 0,554 1,145 2,343 4,351 7,289 11,070 15,086
6 0,872 1,635 3,070 5,348 8,558 12,592 16,812
7 1,239 2,167 3,822 6,346 9,803 14,067 18,475
8 1,646 2,733 4,549 7,344 11,030 15,507 20,090
9 2,088 3,325 5,380 8,343 12,242 16,919 21,666
10 2,558 3,940 6,179 9,342 13,442 18,307 23,209

Dari tabel tersebut χ2 = 0,407 (db=3) terletak pada P=0,80 – 0,95, sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan Mendel tersebut sesuai dengan harapan nisbah fenotipe 9:3:3:1 sebesar 80-90%.