LAPORAN PRAKTIKUM
GENETIKA TUMBUHAN
ACARA I
PENGAMATAN PERILAKU KROMOSOM
Semester: Ganjil 2014
Oleh:
Muhammad Fachri S. A1L013199/F
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN BIOTEKNOLOGI PURWOKERTO
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sel merupakan unit terkecil penyusun tubuh makhluk hidup yang dapat mengalami perkembangan dan pertumbuhan. Perkembangbiakan sel (reproduksi sel) ada dua macam, yaitu secara mitosis dan meiosis. Reproduksi sel merupakan salah satu ciri utama makhluk hidup. Pada makhluk hidup bersel satu atau uniseluler, proses ini bertujuan sama seperti tujuan perkembangbiakan, yaitu menghindari kepunahan. Adapun pada makhluk hidup bersel banyak atau multiseluler, reproduksi sel bertujuan untuk memperbaiki jaringan tubuh yang rusak, pertumbuhan, dan perkembangan sel. Semua aktifitas makhluk hidup termasuk reproduksi sel, selalu membutuhkan energi. Energi ini diperolehdari proses oksidasi zat-zat makanan yang akan menghasilkan adenosin tri-phosphat
(ATP), ATP tersebut dihasilkan selama proses glikolisis dan daur krebs.
Setiap organisme berupaya agar jenisnya tetap lestari dengan cara melakukan reproduksi. Tubuh makhluk hidup dapat menjadi besar karena ada penambahan jumlah sel di dalam tubuhnya. Sel-sel hasil penambahan tersebut berasal dari reproduksi sel. Sel baru tersebut terbentuk dengan diawali oleh pembelahan inti lebih dahulu yang dapat dilihat dari perubahan kedudukan kromosomnya.
B. Tujuan
II. TINJAUAN PUSTAKA
Unit terkecil dari makhluk hidup dinamakan sel. Semua benda hidup tersusun dari unit dasar ini, dari struktur uniselular yang sederhana seperti bakteri dan protozoa hingga struktur-struktur kompleks seperti manusia, hewan dan tumbuhan. Di dalam sel terdapat berbagai macam materi kimia yang membentuk suatu organel-organel, inti sel dan lainnya. Di dalam inti sel dari kebanyakan makhluk terdapat kromosom, yaitu benda-benda halus berbentuk batang panjang atau pendek dan berbentuk lurus atau bengkok (Suryo, 1986).
Setiap sel somatik pada organisme tingkat tinggi mempunyai jumlah kromosom dasar, yaitu suatu set diwariskan dari induk dan satu set diwariskan dari ayah. Masing-masing kromosom mempunyai pasangan yang identik yaitu kromosom homolog. Dua set kromosom ini disebut diploid (2n). Sel kelamin atau gamet mempunyai separuh jumlah kromosom pada sel somatik. Kromosom ini disebut haploid (1n). Satu genom sama dengan satu set kromosom haploid. Jumlah kromosom somatik sama untuk suatu spesies tertentu (Crowder, 1986).
Sel dari spesies dan individu tumbuhan yang berbeda mempunyai komponen yang berbeda. Keadaan ini menuntut perlakuan yang berbeda terhadap sel-sel tersebut agar kromosom dapat diamati. Bahan standar yang bisa digunakan dalam pengamaatn mitosis adalah sel-sel ujung bawang merah karena komposisi dinding selnya tersusun atas lapisan senyawa-senyawa yang mudah ditembus oleh larutan fiksatif dan pewarna. Pada saat sel aktif membelah, kromosom relatif mudah diamati hanya dengan memperlakukan sel-sel tersebut dengan metode fiksasi dan pewarnaan yang sederhana (Andersoon, 2006).
III. METODE PRAKTIKUM A. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada praktikum pengamatan perilaku kromosom yaitu, akar bawang merah, larutan 0,002 M hidroxichinolin, larutan 45% CH3COOH, larutan HCl dan larutan aceto orcein/ carmin.
Sedangkan alat yang digunakan yaitu, kaca preparat, cover glass, beker glass, penangas air, pembakar bunsen, mikroskop, dan jarum.
B. Prosedur Kerja
1. Umbi bawang merah dipilih yang bagus dan sehat dan dikecambahkan di air sampai muncul akar.
2. Akar bawang merah dicuci dengan air sampai bersih.
3. Ujung akar bawang merah dipotong sepanjang ± 1 cm dan dimasukan ke dalam larutan 0,002M Hydroxychinolin.
4. Ujung akar disimpan di ruang gelap dengan suhu 20 ºC selama 1 jam. 5. Fiksasi ujung akar bawang merah dilakukan dengan menggunakan larutan
45% CH3COOH selama ± 10 menit.
6. Bahan dimaserasikan dengan campuran larutan HCl dan CH3COOH
dengan perbandingan 3 : 1 pada suhu 60 ºC selama ± 3 menit.
7. Bagian ujung akar bawang merah diambil 1 mm dan diletakan di atas gelas preparat.
8. Pewarnaan dilakukan dengan aseto carmin (larutan staining).
9. Gelas preparat ditutup dengan gelas penutup (cover glass) dan dihancurkan dengan cara ditekan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil
Tabel 1.1. Hasil Pengamatan Perilaku Kromosom
Menurut Sastrosumarjo (2006), Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang berisi DNA di mana informasi genetik dalam sel disimpan. Kata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti warna dan
soma yang berarti badan. Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer / kinekthor yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang). Kromosom merupakan alat transportasi materi genetik (gen atau DNA) yang sebagian besar bersegregasi menurut hukum Mendel, kromosom ialah susunan beraturan yang mengandung DNA yang berbentuk seperti rantai panjang. Setiap kromosom dalam genom biasanya dapat dibedakan satu dengan yang lainnya oleh beberapa kriteria, termasuk panjang relatif kromosom, posisi suatu struktur yang disebut sentromer yang memberi kromosom dalam dua tangan yang panjangnya berbeda-beda, kehadiran dan posisi bidang (area) yang membesar yang disebut knot (tombol) atau kromomer. Selain itu, adanya perpanjangan arus pada terminal dan material kromatin yang disebut satelit, dan sebagainya (Masitah, 2008).
hidup multiseluler dan uniseluler sangatlah berbeda namup pada dasarnya sama yaitu perbayakan sel (Suryo, 1984).
Pembelahan mitosis merupakan proses yang menghasilkan dua sel anak yang identik. Pembelahan mitosis terjadi pada sel-sel somatis tumbuhan yang menentukan tingkat pertumbuhan jaringan. Siklus pembelahan mitosis terjadi pada tumbuhan tingkat tinggi dan satu siklus sel memerlukan waktu antara 18-24 jam. Siklus sel pembelahan mitosis terdiri dari periode pra-sintesis, periode sintesis DNA, periode pasca-sintesis DNA, periode mitosis. Pembelahan mitosis terdiri atas dua stadia yaitu stadia tidak membelah (fase interfase) dan stadia membelah (mitosis). Pada sel akar bawang, pembelahan mitosis terdapat 4 tahap fase pembelahan, yaitu profase, anafase, metafase, dan telofase.
1. Fase profase
Fase profase merupakan tahapan pembelahan sel yang paling lama dan membutuhkan energi yang cukup besar, setrta merupakan permulaan dari mitosis yang ditandai dengan beberapa perubahan. Nukleolus mulai menghilang sedangkan kromosomnya mulai timbul. Untaian kromosom yang semula meluas menjadi pilinan (heliks). Dengan demikian untaian itu lebih pendek dan menebal sehingga tampak lebih nyata.
a. Kromosom mengerut dan menebal. Pemendekan ini akibat dari berpilinnya kromosom.
b. Terlihat dua sister chromatid dan kromosom tampak rangkap dua.
c. Kromatid-kromatid dihubungkan oleh sentromer dan lukleolus menjadi kabur dan hilang oleh sentromer.
d. Selaput inti mulai menghilang dan benang gelendong mulai terbentuk e. Kromosom mulai bergerak ke tengah atau equator dari sel.
2. Fase metafase
Tahapan metafase membutuhkan waktu sekitar 2-6 menit. Pada fase ini kromosom menyusun diri secara acak pada satu bidang ekuator pada tengah-tengah sel. Awal fase ini membran nukleus dan nukleolus lenyap. Sentromer suatu daerah vital bagi pergerakan kromosom melekat pada serabut gelendong yang bertanggung jawab terhadap arah pembelahan kromosom selama pembelahan. Metafase dicirikan oleh barisan kromosom yang amat rapi sepanjang bidang equatorial (Fried, 2006).Pada tahapan ini sedikit terlihat adanya gambaran benang spindelnya.
Pada tahap ini kromosom atau kromatid mudah diamati atau dipelajari. Ciri-ciri fase ini adalah:
a. Benang-benang gelendong menjadi jelas pada permulaan metafase dan teratus seperti kumparan.
b. Masing-masing kromosom terletak berbaris pada bidang equator.
c. Sentromer melekat pada benang gelendong. Beberapa benang gelendong mencapai kutub tanpa melekat pada sentromer.
d. Sentromer membelah dan masing-masing kromatid menjadi kromosom tunggal (Welsh dan Mogen 1991).
Tahapan anafase membutuhkan waktu sekitar 3-15 menit. Pada fase anafase kromosom yang mengumpul di tengah sel terpisah dan mengumpul pada masing-masing kutub, sehingga telihat adal dua kumpulan kromosom. Awal anafase sentromer masing-masing kromosom berpisah, sehingga kromatid kini berupa kromosom yang terpisah dan dipandung seolah serat gelendong yang melekat padanya. Satu kromatid dari setiap pasang digerakkan ke salah satu kutub, sementara kromatid yang satunya digerakkan ke kutub yang berlawanan. Pembelahan sentromer menurut Suryo (1997) dapat pula berlangsung pada permulaan anafase. Benang gelendong ini memendek sehingga belahan sentromer masing-masing bergerak ke kutub sel yang berlawanan dengan membawa kromatid. Fase anafase adalah fase terpendek dari fase-fase mitosis. Akhir anafase sekat sel mulai terbentuk dekat bidang equator. Ciri-ciri fase ini:
a. Dua sister chromatid bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Sentromernya tertarik karena kontraksi dari benang gelendong.
b. Selain itu mungkin ada gaya tolak menolak dari belahan sentromer itu. c. Terjadi penyebaran kromosom dan ADN yang seragam di dalam sel. 4. Fase telofase
Pada telofase terjadi peristiwa kariokinesis (pembagian inti menjadi dua bagian) dan sitokinesis (pembagian sitoplasma menjadi dua bagian). Tahapan telofase membutuhkan waktu sekitar 30-60 menit. Ciri-ciri fase telofase adalah:
a. Benang-benang gelendong hilang
b. Selaput inti dan nukleolus terbentuk kembali
Tubuhan melakukan pembelahan mitosis karena untuk dapat membelah diri dalam jumlah yang banyak, sel melakukan pembelahan sel. Kaitannya dengan genetika tumbuhan adalah pembelahan sel baik itu mitosis maupun meiosis sebenarnya mempunyai tujuan yang sama yaitu mewariskan sifat (genetik) yang ada pada sel yang sedang membelah tersebut kepada sel-sel turunannya. Di dalam sel terdapat kromosom yang mengandung gen. Ketika sel melakukan pembelahan, kromosom di dalam inti akan menduplikat yang akan diwariskan kepada sel anak. Sehingga sel anak akan menerima (mewarisi) kromosom-kromosom dan gen-gen dengan tipe dan ukuran yang sama dengan induknya. Dengan demikian setiap individu mempunyai jumlah kromosom yang sama dengan induknya dan masing-masing kromosom tersebut merupakan sumbangan dari kedua induknya.
nyala api bunsen sebanyak tiga kali, hal ini berfungi untuk memantapkan warna pada objek preparat agar bisa terlihat lebih jelas. Sedangkan larutan yang digunakan untuk mengamati pembelahan sel diantaranya adalah larutan 0,002 M Hydroxychinolin yang berfungsi untuk menghentikan/ menonaktifkan kegiatan sel akar bawang merah. Larutan 45% CH3COOH
berfungsi untuk meluruhkan organel dalam sel akar bawang merah. Kemudian larutan HCl, larutan tersebut berfungsi untuk menghidrolisis dinding sel agar menjadi lunak dan mudah dipencet pada saat pembuatan preparat squash dan juga berfungsi untuk menghilangkan RNA dari sel. Selanjutnya adalah larutan aseeto carmin atau aseto orcein, aseto carmin berfungsi untuk pewarna pada sel dan memberi warna pada benang-benang kromatin agar jika diamati kromosom dan inti sel dapat terlihat jelas.
Menurut (Margono, 1973) waktu yang tepat dalam pemotongan akar bawang merah yang akan digunakan sebagai objek preparat adalah pada pukul 00.00. Hal ini dikarenakan pada ujung akar bawang merah banyak sel yang mengalami aktifitas pembelahan dengan rentang 5 menit sebelum dan sesudah pukul 24.00 malam sehingga diharapkan tahap-tahap mitosis dapat diamati. Sedangkan waktu yang baik untuk megamati pembelahan mitosis pada ujung akar bawang merah adalah pada kisaran pukul 08.00-11.00 karena pada kisaran waktu tersebut sel-sel meristem ujung akar paling akif membelah.
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
1. Pembelahan sel adalah peristiwa dimana sebuah sel membelah menjadi dua atau lebih sel baru.
2. Pembelahan mitosis merupakan proses yang menghasilkan dua sel anak yang identik dan terjadi pada sel-sel somatis tumbuhan yang menentukan tingkat pertumbuhan jaringan. Pembelahan mitosis secara utuh terdiri dari 4 fase yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.
3. Hasil yang diperoleh pada pengamatan pembelahan mitosis di dapatkan tiga tahap, yaitu tahap profase, tahap anafase, dan tahap telofase dengan jumlah kromosom 16 dan perbesaran 40 kali. Sedangkan tahap yang tidak didapatkan pada pengamatan adalah tahap metafase yang dikarenakan pada saat menghancurkan ujung akar bawang merah dengan cara ditekan kurang tipis akibatnya sel kurang menyebar.
B. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Anderson. 2006. Patofisiologi Proses-Proses Penyakit Edisi 6. EGC. Jakarta. Campbell, N.A. dan J.B. Reece. 2010. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Erlangga.
Jakarta.
Crowder, L.V. 1986. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Margono, Hadi. 1973. Pengaruh Colchicine terhadap pertumbuhan Memanjang Akar Bawang Merah (Alium cepa L.). Skripsi tidak diterbitkan. IKIP. Malang.
Masitah, 2008. Anatomi Tumbuhan. JICA. Malang.
Suryo. 1984. Genetika Strata 1. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Sastrosumarjo, S. 2006. Panduan laboratorium. IPB Press. Bogor.
Wagner. 1980. Introduction to Modern Genetics. John Wiley & Sons, Inc. New York.
