LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105)
PENGENALAN MUTAN
Tanggal Praktikum: 16 September 2013 Tanggal Pengumpulan: 23 September 2013
Disusun oleh:
Alda Wydia Prihartini Azar 10612066
Kelompok 13 Asisten:
Danang Crysnanto 10610032
PROGRAM STUDI BIOLOGI
SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
BANDUNG
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Pada praktikum ini dilakukan pengamatan terhadap mutan dari Drosophila melanogaster dan diamati perbedaannya dengan individu normalnya. Mutasi sendiri merupakan perubahan permanen pada sekuens DNA dari suatu gen. Sekuens DNA pada setiap gen ini menentukan asam amino pada protein yang akan dikodekan. Jika terjadi mutasi maka susunan asam amino dari protein yang akan dikodekan oleh gen akan rusak (Colorow, 2013).
Konsep mutasi ini pada dasarnya dapat dimanfaatkan dalam kehidupan manusia. Adapun beberapa konsep mutasi yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan manusia diantaranya sebagai berikut:
- Adaptasi terhadap suhu tinggi dan rendah dari Eschericia coli (Bannet et al, 1992)
- Adaptasi ragi terhadap ketersediaan glukosa di lingkungan melalui duplikasi gen dan seleksi alam (Brown, 1997)
- Adaptasi terhadap pertumbuhan dalam gelap dari Chlamydomonas sp (Williams, 2013)
Pada percobaan pengenalan mutan ini digunakan Drosophila melanogaster sebagai bahan pengamatan karena hewan ini mudah dipelihara dan dapat diamati tanpa menggunakan mikroskop. Selain itu, ukurannya yang kecil juga memungkinkan Drosophila ini disimpan dalam jumlah yang banyak dalam satu waktu. Dalam penyimpanannya juga tidak merepotkan, cukup disimpan di suhu ruangan (Service, 2013). Alasan lain menggunakan Drosophila dalam percobaan ini antara lain karena hewan ini memiliki banyak jenis mutan, sehingga kita dapat mengamati keberanekaragaman jenis mutan ini dari beberapa aspek seperti warna mata, bentuk mata, bentuk sayap dan warna tubuh.
1.2 TUJUAN
Menentukan ciri-ciri fenotipe dari mutan Drosophila melanogaster dibandingkan dengan wildtype
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Struktur dan Karakteristik Drosophila melanogaster wildtype
Drosophila melanogaster, seperti anggota ordo Diptera pada umumnya, tumbuh dewasa melalui metamorfosis. Seperti hewan insecta lainnya, Drosophila ini juga terbungkus oleh eksoskeleton yang terbuat dari kitin, memiliki 2 segmen tubuh utama dan 3 pasang kaki berbuku (Miller, 2000). Tidak seperti pada manusia, setiap wildtype dari Drosophila melanogaster ini akan terlihat sangat mirip satu sama lain.
Wildtype itu sendiri merupakan tipe Drosophila yang dapat kita jumpai di alam
(Service, 2013).
Wildtype dari Drosophila memiliki tubuh berwarna coklat kekuningan (tan) dan panjangnya hanya mencapai sekitar 3 mm dengan lebar 2 mm (Manning, 1999 dan Patterson, et al, 1943). Kepala dari wildtype Drosophila ini berbentuk bulat dengan mata majemuk besar berwarna merah, 3 mata tunggal berukuran kecil dan antena yang pendek (Patterson and Stone, 1952). Biasanya Drosophila betina berukuran lebih besar dari paa Drosophila jantan (Patterson, et al, 1943). Pada abdomen dari Drosophila melanogaster ini terdapat garis-garis hitam yang dapat menandakan jenis kelamin. Drosophila jantan akan memiliki pigmen hitam lebih banyak yang terkonsentrasikan pada ujung posterior dan bagian abdomennya (Patterson and Stone, 1952).
Seperti lalat pada umumnya, Drosophila melanogaster memiliki sepasang sayap yang terbentuk dari tengah segmen rongga dadanya (Raven dan Johnson, 1999). Pada Gambar 2.1 di bawah ini ditunjukkan gambar masing-masing Drosophila melanogaster jantan dan betina.
Gambar 2.1 Drosophila melanogaster wildtype
Betina (kiri) dan Jantan (kanan) (Exploratorium, 2013) 2.2 Mutasi dan Jenis-jenisnya
Menurut Understanding Evolution Team (2013), mutasi merupakan perubahan dalam susunan DNA. Mutasi dapat merubah struktur protein yang akan dikodekan sehingga protein tersebut tidak diekspresikan. Mutasi juga meliputi perubahan yang terjadi pada pasangan basa nukleotida. Mutasi ini sering disebut sebagai mutasi titik (point mutation). Perubahan pada pasangan basa ini dapat menghasilkan 3 jenis mutasi yang berbeda, yaitu:
1. Missense mutation, yaitu menghasilkan asam amino yang digantikan satu sama lain dalam suatu protein.
2. Nonsense mutation, yaitu menggantikan kodon yang seharusnya mengekspresikan asam amino menjadi kodon stop, sehingga terjadi terminasi translasi lebih awal.
3. Frameshit mutation, yaitu mutasi yang menyebabkan perubahan frame pembacaan asam amino, dapat menimbulkan asam amino yang seharusnya tidak terbentuk pada protein tersebut, biasanya disertai dengan kodon stop (Lodish, et al., 2000).
Jenis mutasi yang kedua adalah mutasi yang meliputi perubahan dalam skala besar, merubah struktur kromosom dan berdampak pada pengaktifan dari banyak gen.
Mutasi ini menghasilkan perubahan fenotipe yang jelas terlihat. Mutasi jenis ini disebut sebagai mutasi kromosom (chromosomal mutations). Mutasi kromosom juga meliputi delesi atau insersi dari beberapa gen yang berdampingan, inversi pada gen yang berasal dari satu kromosom yang sama, atau dapat berupa pertukaran segmen DNA di antara kromosom homolog (Lodish, et al., 2000).
Mutasi juga dapat dikelompokkan berdasarkan tempat terjadinya. Berdasarkan tempat terjadinya, mutasi dibedakan menjadi 2 jenis yaitu mutasi pada sel somatik/sel tubuh (autosom) dan mutasi pada sel kelamin (gonosom). Efek dari mutasi pada sel tubuh ini kebanyakan tidak terlihat secara nyata, namun ada pula yang berdampak sangat besar bagi kelangsungan hidup suatu organisme, mutasi yang mempengaruhi pembelahan sel misalnya. Jenis mutasi ini merupakan dasar dari segala bentuk penyakit kanker (Carroll, et al., 2013).
Jika dilihat dari keberlangsungannya, mutasi juga dapat dibedakan menjadi mutasi spontan dan mutasi terinduksi. Mutasi spontan adalah mutasi yang muncul secara alami seperti dari replikasi DNA. Mutasi terinduksi merupakan mutasi yang terjadi akibat pengaruh dari lingkungan.
2.3 Efek Mutasi pada Fungsi Gen dan DNA
Menurut Carroll, et al.(2013), mutasi merupakan sumber penyebab keberagaman dalam suatu populasi. Mutasi ini juga dapat menyebabkan bermacam- macam efek pada suatu individu. Dalam beberapa kasus, mutasi ini terbukti memberikan keuntungan bagi individu terkait dengan cara membuat individu tersebut
lebih bisa beradaptasi dengan lingkungannya. Di sisi lain, mutasi ini juga dapat membahayakan individu terkait. Mutasi juga dapat meningkatkan kerentanan untuk terjangkit penyakit. Ada juga mutasi yang bersifat netral, mutasi ini memberikan keuntungan serta kerugian sekaligus. Untuk itu efek dari mutasi ini bervariasi, sama seperti tipe-tipenya yang juga bervariasi.
Menurut NLM National University of Health (2013), mutasi genetik merupakan perubahan permanen pada sekuens DNA. Mutasi ada yang dapat diturunkan dari orang tua kepada anaknya. Mutasi ini disebut mutasi sex/kelamin.
Mutasi yang lain dapat terjadi di DNA dari suatu individu selama individu tersebut hidup. Mutasi ini disebut mutasi somatik, bisa disebabkan oleh faktor lingkungan seperti akibat dari radiasi ultraviolet. Jenis mutasi ini tidak dapat diturunkan pada keturunannya.
Beberapa perubahan genetik jarang ditemukan, perubahan ini biasanya terjadi dalam populasi. Perubahan genetik yang terjadi pada lebih dari 1% populasi disebut polimorfisme. Mutasi jenis ini biasanya masih dianggap sebagai variasai normal pada DNA. Polimorfisme ini bertanggug jawab atas perbedaan pada tipe darah (pada manusia), warna mata atau warna rambut (NLM National University of Health, 2013).
2.4 Jenis-jenis Mutan Drosophila melanogaster
Menurut Zarzen (2004) dari Karmana (2010), beberapa jenis mutasi yang terlihat pada fenotipe Drosophila melanogaster dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok besar, yaitu berdasarkan warna mata, bentuk mata, warna tubuh dan bentuk sayap. Berbeda dengan Zarzen, menurut P.A Otto (2000), mutan dari Drosophila melanogaster ini dapat dikelompokkan sebagai berikut:
- Antena Gambar 2.2 Aristaless - Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Bentuk Tubuh
Gambar 2.3 Rotated Abdomen
Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Warna Tubuh
Gambar 2.4 Yellow
- Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Bulu/Rambut
Gambar 2.5 Spinless
Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Warna Mata
Gambar 2.6 White
Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Bentuk Mata
Gambar 2.7 Kidney
Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Oseli
Gambar 2.8 Ocelliless
Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Tarsi
Gambar 2.9 Four Jointed
Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
- Sudut yang dibentuk oleh Sayap Gambar 2.10 Taxi
Contoh:
(Lindsley & Grell, 1972)
