"Miskonsepsi" tentang Hukum Mendel?

Oleh: Herry Eko Jaya Putra 
Ilmu genetika tidak akan pernah melupakan jasa seorang ahli botani berkebangsaan Austria yang bernama Gregor Johann Mendel (1822-1884). Ia menyilangkan kacang ercis (Pisum sativum) dengan hati-hati berulang kali selama 12 tahun, kemudian hasil persilangan ditanam dan di amati. Dari pengamatannya, Mendel mengembangkan teori pewarisan sifatnya beberapa dasawarsa sebelum kromosom dapat terlihat dengan mikroskop dan nilai penting kromosom dipahami. Saat itu teori Mendel belum diakui. Setelah ditemukannya berbagai teknologi pada abad ke-20 terutama mikroskop elektron, barulah teori Mendel diakui menjadi sebuah hukum dimana saat itu ia sudah meninggal. Hukum pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan dalam karyanya “Percobaan Mengenai Persilangan Tanaman” dan kemudian menjadi dasar bagi perkembangan ilmu genetika.

Hukum ini terdiri dari dua bagian, yaitu hukum 1 Mendel yang dikenal dengan hukum pemisahan (segregation) dan hukum 2 Mendel yang dikenal sebagai hukum berpasangan secara bebas (independent assortment). Pada kebanyakan buku pelajaran disekolah, hukum 1 mendel dijelaskan dengan persilangan monohibrid dan hukum 2 mendel dijelaskan melalui persilangan dihibdrid. Sebenarnya tidak ada yang salah dengan hal tersebut, karena memang hukum 1 Mendel dapat dibuktikan dengan memperhatikan satu sifat yang diwariskan dari generasi ke generasi. Begitu juga dengan hukum 2 Mendel dapat dibuktikan dengan memperhatikan kombinasi-kombinasi yang terbentuk dari dua sifat atau beberapa sifat yang diamati dari hasil persilangan. Masalahnya adalah efek yang timbul dari penjelasan tersebut. Beberapa efek pemahaman yang muncul dikalangan guru maupun siswa tentang hukum mendel tersebut antara lain sebagai berikut.

1.      Hukum 1 Mendel hanya berlaku untuk persilangan monohibrid

2.      Hukum 2 Mendel hanya berlaku untuk persilangan dihibrid atau polihibrid

3.      Hukum 1 dan hukum 2 Mendel seolah-olah adalah 2  hukum yang terpisah

4.      Bila ditanya tentang hukum 1 atau hukum 2 Mendel, yang paling diingat adalah persilangan monohibrid atau dihibridnya

5.      Jika ditanya bunyi hukum 1 atau 2 mendel, agak kesulitan menjawab disebabkan karena hukum tidak dijelaskan dengan baik oleh guru atau buku pelajaran di sekolah. Yang banyak adalah penjelasan tentang persilangan monohibrid dan dihibrid.

Untuk mengetahui bagaimana sebenarnya hukum Mendel ini, mari kita lihat satu persatu.

A.  Hukum 1 Mendel

Dikenal sebagai hukum pemisahan (segregation), berbunyi:

Saat pembentukan gamet (gametogenesis) terjadi pemisahan (segregasi) gen-gen yang berpasangan (alel) dari diploid menjadi haploid, sehingga setiap sel anak mendapatkan 1 buah gen (tidak berpasangan lagi).

Coba perhatikan bunyi hukum 1 mendel diatas, sangat jelas tidak berbicara tentang persilangan monohibrid. Sebaliknya bunyi hukum diatas menjelaskan tentang proses pembentukan gamet. Lantas dimana persilangan monohibridnya? persilangan monohibrid dapat dijadikan sebagai upaya untuk membuktikan hukum 1 mendel. Ingat, upaya untuk membuktikan, bukan penjelasan dari hukum 1 mendel.

Penjelasan dari hukum 1 mendel tersebut dapat kita perhatikan dari diagram berikut.

 Gambar 1. Ilustrasi hukum 1 mendel

Tahap 1, sebuah sel dengan sepasang kromosom yang akan membelah melakukan duplikasi sehingga terbentuk sepasang kromosom dalam bentuk duplikat (sister kromatid). Ingat kromosom yang berbentuk huruf X adalah kromosom dalam keadaan terduplikat. Sepasang kromosom yang homolog ini (bentuk, ukuran dan struktur gen nya sama) merupakan kromosom yang dahulunya berasal dari ayah dan ibu yang bergabung saat terjadi fertilisasi. Sekarang kita anggap saja kromosom yang berwarna merah adalah kromosom yang berasal dari ayah, sedangkan kromosom yang berwarna biru merupakan kromosom yang berasal dari ibu. Saat pembentukan gamet, kedua kromosom homolog yang berasal dari ayah dan ibu ini akan dipisahkan kembali seperti semulanya dalam keadaan haploid (tidak berpasangan) saat sebelum terjadi fertilisasi.

Tahap 2, pada meiosis 1 kedua kromosom homolog tesebut yang telah sekian lama bergabung kemudian dipisahkan pada sel yang berlainan saat sel membelah. (memang tidak ada pertemuan yang kekal didunia ini, setiap pertemuan pasti akan ada perpisahan. Maka setiap kita harus siap jika suatu saat harus berpisah bahkan dengan orang-orang yang kita sayangi).

Tahap 3, pada meiosis 2 kromosom yang tadinya diduplikat (sister kromatid) akan dipisahkan saat pembelahan sel berikutnya. Sehingga dihasilkan 4 sel gamet dalam keadaan haploid tidak lagi berpasangan seperti sel sebelum proses gametogenesis.

Penjelasan seperti ini memang tidak ditemukan dalam karya Mendel “Percobaan Mengenai Persilangan Tanaman” karena ketika itu ilmu tentang kromosom belum diketahui. Penjelasan ini muncul setelah ilmu pengetahuan mengetahui informasi dan nilai penting kromosom dalam pewarisan sifat, dan inilah penjelasan yang lebih tepat untuk menjelaskan bunyi hukum 1 mendel.

A.  Hukum 2 Mendel

Dikenal sebagai hukum berpasangan secara bebas (independent assortment), berbunyi:

Pada waktu pembentukan gamet (gametogenesis), alel-alel berbeda (pada kromosom non homolog) yang telah berpisah (segregasi), akan bergabung secara bebas (independent assortment) membentuk genotip dengan kombinasi yang berbeda

Dari kalimat diatas, dapat kita lihat bahwa hukum 2 Mendel merupakan kelanjutan dari hukum 1 Mendel. Bila pada penjelasan hukum 1 Mendel kita hanya memperhatikan 1 pasang kromosom maka sebenarnya pada kebanyakan organisme terdapat lebih dari 1 kromosom. Oleh sebab itu, kromosom-kromosom ini pada saat meiosis akan membentuk berbagai kemungkinan kombinasi saat pembelahan sel.

Penjelasan dari hukum 2 Mendel tersebut dapat kita perhatikan dari diagram berikut.

Gambar 2. Ilustrasi hukum 2 mendel

Saat pembentukan gamet, dua pasang kromosom homolog dapat tersusun dalam dua cara yang berbeda saat metaphase 1. Dari diagram diatas kita ketahui sebuah sel tanaman mengandung gen YyRr, pada metaphase 1 kromosom-kromosom homolog ini dapat berjajar dalam dua cara. Cara pertama membentuk kombinasi seperti terlihat pada sel disebelah kiri dan cara kedua seperti terlihat pada sel sebelah kanan. Masing-masing kombinasi akan menghasilkan sel gamet yang berbeda. Inilah yang disebut dengan bergabung secara bebas (independent assortment) saat tersusun dibidang equator bersama kromosom homolognya pada metafase 1, sehingga memungkinkan terbentuknya kombinasi-kombinasi yang berbeda.

Mari kita lihat. Bila kromosom berjajar dengan cara pertama maka sel anak (haploid) yang akan dihasilkan adalah sel dengan kromosom yR dan sel dengan kromosm Yr. Sedangkan bila kromosom berjajar seperti cara kedua, maka sel anak yang akan dihasilkan adalah sel anak yang mengandung kromosom yr dan sel anak yang mengandung kromosom YR.

Bila satu sel dengan 2 pasang kromosom dapat berkombinasi melalui 2 cara dan menghasilkan empat kombinasi gamet yang mungkin terbentuk. Maka untuk sel yang memiliki banyak kromosom pasti akan memiliki peluang kombinasi gamet yang lebih banyak akibat independent assortment ini, sehingga memungkinkan terjadinya variasi-variasi dalam individu. Untuk menghitung berapa banyak kombinasi yang mungkin terbentuk dari jumlah kromosom, dapat kita gunakan rumus seperti yang terlihat pada tabel berikut.

  

KESIMPULAN

1.      Hukum mendel berbicara tentang proses pembentukan gamet (gametogenesis)

2.      Persilangan monohibrid dapat dijadikan cara untuk membuktikan hukum 1 mendel

3.      Persilangan dihibrid dapat dijadikan cara untuk membuktikan hukum 2 mendel

4.     Hukum 2 mendel merupakan kelanjutan dari hukum 1 mendel dalam proses gametogenesis jadi bukanlah kejadian yang terpisah