Penyimpangan Semu Hukum Mendel - Interaksi Genetik

Selain terjadi interaksi antar alel, interaksi juga dapat terjadi secara genetik. Interaksi genetik terjadi bila dua atau lebih gen mengekspresikan protein enzim yang mengkatalis langkah-langkah dalam suatu jalur bersama.

Jalur metabolisme sederhana yang melibatkan enzim yang diekspresikan dari gen

Dalam jalur yang paling sederhana sekalipun biasanya diperlukan beberapa gen untuk merinci enzim yang terlibat. Setiap metabolit (A, B, C) dihasilkan oleh kerja katalis berbagai enzim (ex) yang ditentukan oleh berbagai gen tipe normal (gx).

Interaksi genetik menyebabkan terjadinya peristiwa atavisme, polimeri, kriptomeri, epistasis dan hipostasis, serta komplementer. Interaksi ini menyebabkan dihasilkannya rasio yang tidak sesuai dengan hukum Mendel, namun menunjukkan adanya suatu variasi.

ATAVISME 

Atavisme adalah munculnya suatu sifat sebagai akibat interaksi dari beberapa gen. Contoh atavisme adalah sifat genetis pada jengger ayam. Ada empat macam bentuk jengger ayam, yaitu walnut, rose, pea, dan single. 

Beberapa jenis jengger ayam

Bentuk jengger ayam tidak hanya diatur oleh satu gen, tetapi oleh interaksi dua gen. Persilangan ayam berjengger rose (RRpp) dengan ayam berjengger pea (rrPP) akan menghasilkan keturunan Fj 100% berjengger walnut (RrPp). Hasil perkawinan sesama F2 akan menghasilkan keturunan F dengan perbandingan fenotip walnut: rose : pea : single = 9 : 3 : 3 : 1. Penyimpangan yang terjadi pada atavisme bukan mengenai perbandingan fenotip F2, melainkan munculnya sifat baru pada jengger ayam, yaitu walnut dan single. Tipe jengger walnut merupakan hasil interaksi dari dua gen yang berdiri sendiri, sedangkan tipe jengger single merupakan hasil interaksi dua gen resesif. 

atasvisme - ayam jenis rose disilanngkan dengan jenis ayam jenis pea

POLIMERI

Polimeri merupakan bentuk interaksi gen yanff bersifat kumulatif (saling menambah). Polimeri terjadi akibat interaksi antara dua gen atau lebih, sehingga disebut juga sifat gen ganda. Ingat, alel ganda berbeda dengan gen ganda. Pada alel ganda suatu sifat (karakter) disebabkan oleh kerja satu gen dengan banyak alel, sedangkan gen ganda dapat menumbuhkan suatu sifat akibat banyaknya gen yang bekerja sama secara kumulatif. Contoh polimeri terdapat pada percobaan yang dilakukan oleh H. Nilsson-Ehle (l913) terhadap biji gandum. Hasil persilangan gandum berbiji merah dengan gandum berbiji putih akan menghasilkan Fj 100% gandum berbiji merah, tetapi warna merah yang dihasilkan tidak sama dengan warna pada induknya. Hasil perkawinan sesama Fj akan menghasilkan keturunan F2 dengan perbandingan fenotip merah : putih = 15 : 1. Perhatikan diagram berikut.

Polimeri -- Perkawinan silang antara Gandum berbiji merah dan gandum berbiji putih

Warna merah gelap berarti mengandung semua alel dominan (M1,M2,M3,M4) dan wama putih tidak mengandung alel dominan (m1,m2,m3,m4). Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa gradasi mutu wama gandum itu disebabkan oleh jumlah alel dominannya.

KRIPTOMERI

Kriptomeri adalah sifat gen dominan yang tersembunyi, .jika gen dominan tersebut berdiri sendiri. Namun, jika gen dominan tersebut berinteraksi dengan gen dominan lainnya, akan muncul sifat gen dominan yang sebelumnya tersembunyi. Contoh kriptomeri dapat dilihat pada persilangan tumbuhan bunga Linaria maroccana berwarna merah (AAbb) dengan bunga berwarna putih (aaBB) yang akan menghasilkan F1 100% berbunga ungu. Hasil perkawinan sesama F2 akan menghasilkan keturunan F2 dengan perbandingan fenotip bunga ungu : merah : putih = 9:3:4. Perhatikan diagram berikut.

Kriptomeri -- persilangan bunga Lanaria Maroccana merah dan putih

Dari persilangan di atas, sifat yang tersembunyi (bunga warna ungu) muncul karena adanya dua gen dominan yang berinteraksi, sehingga diperoleh perbandingan fenotip 9:3:4.

EPISTATIS DAN HIPOSTATIS

Pada beberapa kasus perkawinan dihibrid, trihibrid, atau polihibrid, ada gen-gen yang saling berpengaruh. Gen yang sifatnya mempengaruhi (menghalangi) gen lain disebut ggn epistasis, sedangkan gen yang dipengaruhi (dihalangi? disebut gen hipostasis. Akibatnya, hasil perkawinan seolah- olah menyimpang dari kaidah atau hasil yang seharusnya berdasarkan prinsip Mendel. Padahal perkawinan tersebut secara prinsip masih memenuhi hukum Mendel. Berikut ini beberapa contoh di antaranya. 

Epistasis dominan

Pada peristiwa epistasis dominan, gen dengan alel dominan menutupi kerja gen lain. Contohnya adalah epistasis dominan pada labu. Gen untuk warna labu memiliki alel K dan k. K dominan terhadap k dan akan menghasilkan warna kuning sementara alel k dalam keadaan homozigot akan menghasilkan warna hijau. Kerja gen tersebut dipengaruhi oleh gen lain, yaitu gen yang menentukan munculnya warna pada labu yang memiliki alel P dan p. Alel P akan menutupi kerja alel K dan k sehingga menghasilkan labu tidak berwarna (putih). Warna kuning atau hijau baru dapat muncul jika gen epistasisnya tersebut dalam keadaan homozigot resesif (pp). 

Epistatis Dominan pada labu (A) labu putih (b) labu kuning dan (c) labu hijau

Jika labu putih (PPKK) disilangkan dengan labu hijau (ppkk), akan dihasilkan F1 labu putih heterozigot (PpKk). Namun perkawinan sesama F1 akan menghasilkan F2 dengan perbandingan putih : kuning : hijau = 12 : 3 : 1. Perhatikan diagram berikut.

Epistatis dominan -- persilangan antara lambu putih dan labu hijau

Epistasis resesif

Pada peristiwa epistasis resesif, gen dengan alel homozigot resesif mempengaruhi gen lain. Contohnya adalah epistasis resesif pada warna rambut tikus. Warna rambut tikus ditentukan oleh gen dengan alel A dan a. Alel A bersifat dominan terhadap a dan akan menghasilkan wama rambut abu-abu agouti. Alel a dalam keadaan homozigot (aa) akan menghasilkan wama rambut hitam. Kerja gen tersebut dipengaruhi oleh gen yang menentukan terjadinya pigmentasi wama pada rambut tikus dengan alel H dan h. 

Alel H menentukan terjadinya pigmentasi wama sehingga gen yang menghasilkan warna tetap bekerja. Gen penentu wama rambut akan tertutupi jika terdapat alel h dalam keadaan homozigot (hh) sehingga menghasilkan rambut tikus tidak berwarna (putih).  Alel h menentukan tidak terjadinya pigmentasi wama pada rambut dan bersifat resesif.

Jika dilakukan persilangan antara tikus wama hitam (HHaa) dengan tikus wama putih (hhAA), akan menghasilkan F1 100% tikus wama abu-abu agouti (HhAa). Hasil perkawinan sesama F1 menghasilkan keturunan F2 dengan komposisi wama abu-abu agouti : hitam : putih : 9 : 3 : 4. Perhatikan diagram berikut.

Persilangan tikus hitam dan tikus albino

Epistasis gen dominan rangkap

Epistasis gen dominan rangkap adalah peristiwa dua gen dominan atau lebih yang bekerja untuk munculnya satu fenotip tunggal. Salah satu gen dominan atau bersama-sama gen dominan lain akan menyebabkan munculnya fenotip dominan. Sebaliknya, jika dalam genotip tidak ada gen yang dominan satupun, fenotip resesif akan muncul. Contoh epistasis gen dominan rangkap adalah pada tanaman kantong gembala. Dua gen dengan alel dominan A dan B menyebabkan kapsul biji berbentuk segi tiga, sedangkan resesifnya berbentuk membulat. Persilangan antara tanam berbiji segitiga dengan tanaman berbiji membulat menghasilkan semua tanaman berbiji segitiga. Hasil perkawinan sesama Fa menghasilkan keturunan F2 dengan perbandingan fenotip biji segitiga : biji membulat = 15 : 1. Perhatikan diagram berikut ini.

Epistatis gen dominan rangkap biji segitidan dan biji membulat

Komplementer (Epistasis Gen Resesif Rangkap)

Komplementer merupakan interaksi beberapa gen yang saling melengkapi. Interaksi tersebut dapat dinamakan juga epistasis gen resesif rangkap sebab jika salah satu gen bersifat homozigot resesif, pemunculan suatu karakter oleh gen lain menjadi tidak sempurna atau terhalang. Dalam interaksi komplementer, tiap gen dapat bersifat epistasis bagi gen yang lain. Misalnya pada bunga Lathyrus odoratus, gen C bekerja menumbuhkan zat bahan mentah pigmen dan alelnya c tidak dapat menumbuhkan zat tersebut. Sebaliknya, gen P bekerja menumbuhkan enzim untuk mengubah bahan mentah pigmen menjadi antosian yang berwarna ungu, sedangkan alelnya p tidak dapat menumbuhkan enzim tersebut.

Warna pada bunga muncul akibat adanya pigmen dan enzim pengaktif pigmen. Jika tidak ada bahan pigmen, aktivitas enzim tidak tampak, sedangkan jika tidak ada enzim pengaktif pigmen, pigmen warna tidak akan teraktifkan. Penyilangan bunga Lathyrus odoratus warna putih (CCpp) dengan warna putih (ccPP) akan menghasilkan perbandingan fenotip ungu : putih = 9:7. Perhatikan diagram berikut. 

Persilangan komplementer antara bunga putih dengan bunga putih

Perbedaan antara polimeri dengan komplementer, yaitu pada polimeri, munculnya suatu sifat disebabkan oleh munculnya satu gen (alel dominan), sedangkan pada komplementer disebabkan munculnya dua atau lebih gen (alel dominan).