MENDEL

1
MENDEL
Genetika tentang gen, pewarisannya, perubahan
dan keragamannya.
Prinsip-prinsip genetika diterapkan pada tanaman
Pemuliaan tanaman Meningkatkan produktivitas
tanaman
Bioteknologi
2
Sebelum Mendel
Orang Babilonia dan Assyria kuno
kurma
dioecious
Polen dari sedikit saja tanaman ? dapat
ditransfer ke stigma
1. Berguna secara ekonomi Diperlukan sedikit
tan ? 2. Meningkatkan variasi
Cara pewarisan sifat belum diketahui
3
Tahun 1760 Josef Fölreuter (Jerman)
intermediet
Hibrid
sama dengan salah satu induk
Persilangan sendiri terus-menerus memunculkan
kembali sifat-sifat yang tidak muncul pada
generasi sebelumnya
Tahun 1820 Karl Freidrichvon Gaertner (Jerman)
Sifat-sifat tertentu yang disukai
4
MENDEL
Pisum sativum
Keragaman yang jelas bisa dibedakan warna biji,
bentuk biji, warna bunga. Bunga cukup besar,
memudahkan persilangan buatan Siklus hidup
pendek
5
Sifat-sifat Pisum sativum
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9
Mendel mulai dari menyilangkan tanaman dengan
1 sifat beda
Hasilnya
Sampel Dominan
Resesif Rasio 7.324 biji
5.474 bulat 1.850 keriput
2.96 1 8.023 biji
6.022 kuning 2.001 hijau
3.01 1 929 tanaman
705 bunga ungu 224 bunga putih
3.15 1 580 tanaman 428
polong hijau 152 polong kuning
2.82 1
10
KESIMPULAN 1. Sifat dikontrol oleh faktor yang
menurun 2. Setiap individu memiliki sepasang
faktor (kecuali pada sel reproduktif) 3.
Faktor diteruskan (segregasi) ke keturunan
melalui sel reproduktif (mendapat 1 faktor
dari pasangan faktor) 4. Pada fertilisasi tiap
faktor memiliki peluang yang sama untuk
berpasangan
GEN
ALEL
genotipe
Faktor yang mengendalikan/gen
Karakter yang terlihat yang dikontrol oleh gen
fenotipe
11

• Versi alternatif gen (alel-alel yang berbeda)
  menjelaskan
• adanya variasi karakter yang diwarisi. Versi
  alternatif dari gen
• disebut alel.
• Jika kedua alel berbeda, maka salah satunya alel
  dominan
• diekspresikan sepenuhnya dalam penampakan
  organisme,
• alel yang satunya alel resesif.

12
Persilangan dengan
2 sifat beda
Kombinasi warna biji dan bentuk biji
13
Gen dan Interaksi Gen
Konsep alel
Mendel 2 variasi alel untuk tiap karakter
Sifat TINGGI diasuh oleh 1 lokus dimana terdapat
2 alel
Dominan huruf besar (T) Resesif huruf kecil
(t)
Hanya ada 2 alel untuk tiap gen
14
Dalam 1 lokus, bisa terdapat beberapa alel
Multiple allele/alel ganda
Pada tumbuhan
Self incompatibility Pada Nicotiana alata 1
locus, multiple alleles (S1, S2, S3, S4) Lokus
menentukan pollen and a stigma Tabung polen
tidak akan tumbuh pada stigma yang membawa alel
yang sama
15
Pollen with S1 allele will not grow on stigma
with S1 allele
16
S1
S2
S1S2
No Pollen Germination
17
S2
S3
S1S2
Only S3 Pollen Grows
18
S3
S4
S1S2
Both S3 and S4 Pollen Grow
19
Self incompatibility Inability of plants
having functional gametes to set seed when
self-pollinated Purpose minimize inbreeding
maximize genetic heterogeneity
S1
S2
S1
S2
S2
S1
S1S2
S1S3
S3S4
20
Cara kerja gen
Mendel kekedominanan dan keresesifan

• Interaksi
• antar alel pada lokus yang sama (intralokus)
• antar alel pada lokus-lokus yang berbeda
  (interlokus)

Interaksi Intralokus
1. Dominan
2. Incomplete dominance/ intermediet
21
3. Overdominan Kombinasi alel menghasilkan
fitness yang lebih tinggi pada heterozygot

• Co-dominan kedua parental alel terekspresi pada
  
• heterozygot

22
Interaksi Interlokus
Perubahan pada distribusi F2
Ekspresi dari satu alel dapat berubah karena
adanya alel lain pada lokus berbeda
a. Epistasis dominan
Pada kedelai kehilangan warna hijau saat matang
hitam, coklat, tan dikontrol oleh 2
lokus pada 1 lokus ----
L1 hitam, l1 coklat jika terdapat L2

tan jika l2 homozygot pada lokus
lain
L1L1L2L2 (hitam) x l1l1l2l2 (tan)
P
F2
9 L1_L2_ (hitam) 3 L1_l2l2 (hitam) 3 l1l1L2_
(coklat) 1 l1l1l2l2 (tan)
F1
L1l1L2l2 (hitam)
23
10
9
5
4
3
b. Epistasis resesif
Warna kulit bawang genotipe resesif pada gen A,
epistasis terhadap gen B A dominan
terhadap tak berwarna B warna merah,
dominan thd alelnya warna kuning
24
15
13
10
5
3
c. Aksi inhibitor
Pada jagung alel I dominan inhibitor, epistasis
thd alel C yang memproduksi warna
adanya alel I akan menghambat warna
Pada F2 9 C_I_ (tak berwarna) 3 C_ii
(warna) 3 ccI_ (tak berwarna)
1 ccii (tak berwarna)
25
15
15
10
5
1
d. Duplikat epistasis dominan
Pada kedelai terdapat sistem genetik yang
mengontrol klorofil Pada lokus 1? alel G dominan
warna hijau, resesifnya g kuning Pada lokus 2 ?
alel Y dominan warna hijau, y kuning
Pada F2 9 G_Y_ (hijau) 3 ggY_ (hijau) 3
G_yy (hijau) 1 ggyy (kuning)
26
10
9
7
5
e. Duplikat epistasis resesif
Pada semanggi kandungan hydrocianic acid
(HCN) High HCN x low HCN
P
High HCN
F1
9 high HCN 7 low HCN
F2
9 A_B_ (high HCN) 3 aaB_ (low HCN) 3 A_bb (low
HCN) 1 aabb (low HCN)
Kondisi homozygot resesif pada lokus manapun
menghambat ekspresi alel dominan pada lokus lain
27
Warna kulit bawang
Alel B (genotipe B_)
Alel A (genotipe A_)
Enzim B aktif
Enzim A aktif
merah
kuning
substansi
Enzim B tidak aktif
Enzim A tidak aktif
Alel a (genotipe aa)
Alel b (genotipe bb)
28
(No Transcript)
29
Additive gen action
tiap alel pada satu lokus akan menambah atau
mengurangi derajat nilai fenotipe
warna bagian dalam biji gandum
- 3 lokus R1, R2 dan R3 dengan 2 alel pada tiap
lokus
- merah gelap ke putih - intensitas warna
tergantung pada jumlah dari alel yang menambah
warna.
merah gelap R1R1R2R2R3R3
putih r1r1r2r2r3r3
x
20
20
15
R1r1R2r2R3r3
15
15
10
6
6
5
1
1
Merah sangat gelap
Merah medium
Putih
30
Transgressive segregation
R1R1R2R2r3r3
r1r1r2r2R3R3
x
R1r1R2r2R3r3
31
Other terms Polygenic trait Or Quantitative
trait
32
Pada aksi gen ? genotipe-genotipe yang sama
tetapi tidak mengekspresikan fenotipe yang sama
walaupun keadaan lingkungan seragam. Perbedaan
ini disebut perbedaan dalam penetrasi.
Penetrasi adalah presentase individu untuk
genotype tertentu yang menampilkan fenotipe
dari genotype tersebut
Ekspresivitas adalah derajat atau tingkat suatu
genotype tertentu
mengekspresikan fenotipenya pada suatu individu.
33
Pleiotrophy
Pleiotropy is one gene affecting several traits.
This is quite common genes make proteins and
often affect the overall phenotype in subtle
ways that affect many different systems.
uzu gene barley Uz normal, uz semi-dwarf,
dense spike, short erect leaf flag
Pada chickpea
Terdapat alel resesif yang mengontrol panjang
daun, bentuk daun, tinggi tanaman, jumlah
cabang, jumlah polong dan jumlah biji
Very closely linked loci
34
(No Transcript)
35
Environmental Effects
Banyak sifat dipengaruhi oleh lingkungan dan
genetik
Suhu Banyak proses biokimia dipengaruhi oleh
suhu. Lintasan reaksi biokimia
melibatkan enzim yang peka terhadap suhu
Cahaya Lamanya penyinaran atau lamanya periode
gelap dapat menginduksi munculnya
bunga pada beberapa species tanaman
Nutrisi Contohnya, efek beberapa genotype dapat
dilihat hanya kalau tanaman dalam
lingkungan stress
Perlakuan buatan Ekspresi suatu sifat bisa tidak
nampak karena pemberian
senyawa kimia atau hormon.
36
(No Transcript)
37
flower color is controlled first by flower color
genes similar to those in the pea purple vs.
white with complete dominance.
pH But, pink vs. purple is controlled by the
acidity of the soil in which the plants grow.
38
Summary of Extensions to Mendels Analysis