• Tidak ada hasil yang ditemukan

pigmen mata drosophila melanogaster

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "pigmen mata drosophila melanogaster"

Copied!
17
0
0

Teks penuh

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105)

KROMATOGRAFI PIGMEN MATA

Drosophila melanogaster

Tanggal Praktikum: 26 September 2014 Tanggal Pengumpulan: 3 Oktober 2014

Disusun oleh : Dary Aulia Muhammad

10613016 Kelompok 13

Asisten : Sandika Restiana

10611044

PROGRAM STUDI BIOLOGI

SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2014

(2)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada tahun 1941, Beadle dan Tatum merumuskan istilah “one gene one protein”, yang berartikan, “di dalam suatu gen terdapat satu protein”. Pada tahun tersebut juga, mereka melakukan percobaan terhadap jamur Neurospora crassa yang dikenal sebagi jamur roti merah. Beadle dan Tatum mengarahkan sinar UV ke jamur tersebut yang menyebabkan mutasi, dan mereka mengamati bahwa beberapa jamur mengalami kehilangan kemampuan memproduksi senyawa organik tertenti untuk bertahan hidup. Mereka menambahkan senyawa berbeda namun serupa dan menyaksikan bila jamur menggunakan enzim tersebut, ternyata terjadi reaksi kimia yang menyintesis bahan kimia yang diperlukan. Akhirnya disimpulkan bahwa karakteristik fungsi gen adalah mengendalikan sintesis enzin tertentu. (Judd, 2010)

Setelah melakukan percobaan tersebut, akhirnya Beadle dan Tatum menarik hipotesis bahwa gen mengkode enzim dan mereka juga berhipotesis bahwa satu gen menyintesis satu enzim ( one gene one

enzyme). Namun beberapa puluh tahun kemudian, teori one gene one enzyme yang disusun oleh Beadle dan Tatum akhirnya terbantahkan. Hal

ini didasarkan pada ditemukannya suatu fakta bahwa gen mengkode protein yang tidak hanya berfungsi sebagai enzim saja. Selain itu, beberapa protein tersusun dari dua atau lebih enzim. Dengan ditemukannya hal tersebut, teori one gene one enzyme Beadle dan Tatum dimodifikasi menjadi teori one gene one protein. (Judd, 2010)

Manfaat percobaan yang dilakukan Beadle dan tatum adalah mereka membuktikan bahwa pembentukan enzim atau kelompok enzim diatur oleh gen atau kelompok gen dalam kromosom. Mereka

(3)

menemukan gen pengendali sintesis protein dan enzim yang disimpulkan dala suatu teori “one gene, one enzyme”. (Judd, 2010)

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Menentukan nilai Rf dari hasil kromatografi pigmen mata

Drosophila melanogaster

2. Menentukan kelompok pigmen mata pada mutan berdasarkan hasil pemberian sinar UV

(4)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hubungan Gen, Protein, DNA dan Enzim

Gen merupakan bagian dari kromosom (DNA) yang dapat ditranskripsi dan ditranslasi sehingga menghasilkan suatu protein. DNA menentukan sifat makhluk hidup, menentukan urutan asam amino pada setiap protein yang disintesis. DNA mengontrol metabolisme dengan memerintahkan sel untuk menghasilkan enzim spesifik dan protein lain. Diantara fungsi protein di dalam sel adalah sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi yang terjadi ataupun sebagai protein struktural yang membentuk sel (Beament, 1970).

DNA berada di inti sel (nukleus) dan tidak dijumpai di sitoplasma. Protein yang berperan dalam metabolisme ada di sitoplasma dan tidak ada di inti. Oleh karena itu perlu adanya penghubung antara DNA dengan protein, yaitu molekul yang terdapat di inti maupun di sitoplasma, yakni RNA. Transkripsi dan translasi merupakan proses utama yang menghubungkan gen ke protein. Transkripsi adalah transfer informasi nukleotida-nukleotida dari DNA ke RNA, sementara translasi merupakan transfer informasional dari urutan nukleotida dalam RNA ke urutan asam amino dalam suatu polipeptida. Asam nukleat (DNA) maupun protein merupakan polimer informasional dengan urutan monomer linear yang masing-masing adalah nukleotida dan asam amino (Campbell et al., 2008).

Nukleus merupakan pusat utama dari sebuah sel. Informasi genetika dari suatu organisme terdapat di dalam kromosom. Di dalam nukleus terdapat kromosom yang terbentuk dari benang-benang halus kromatin. Kromosom terdiri atas dua komponen yaitu DNA dan protein. Molekul DNA akan berikatan dengan protein histon dan non-histon yang

(5)

nantinya akan membentuk nukleosom dan akan menjadi lipatan solenoid akibat adanya pemadatan pada bentuk benang. Lipatan solenoid ini akan membentuk kromatin dan kromatin akan membentuk menjadi kromosom. Kromosom terdiri atas molekul-molekul DNA yang dibungkus oleh protein. Protein merupakan bentuk utama dari suatu gen. akibat aktivitas dari protein dapat kita lihat fenotip-fenotip yang dapat kita amati (Campbell et al., 2008).

Percobaan Beadle dan Tatum tahun 1941 pada strain mutan

Neurospora memunculkan hipotesis one gene one enzyme (satu gen-satu

enzim). Hal ini menerangkan bahwa gen bertanggung jawab untuk memproduksi sebuah enzim tunggal dalam jalur metabolisme. Kemudian teori ini dimodifikasi dan dikembangkan menjadi one gene

one polypeptide (satu gen-satu polipeptida) oleh Vernon melalui sidik

jari protein, bahwa variasi genetik dapat dibedakan dalam rantai polipeptida tunggal dalam protein multinumerik. Atau dengan kata lain suatu gen menentukan urutan asam amino rantai polipeptida (Fruton, 1999).

2.2 Hubungan Kerja Protein Dengan Pigmen Mata

Aktivitas dalam kromosom, yaitu aktivitas gen merupakan faktor yang memengaruhi serta membentuk pigmen mata pada Drosophila melanogaster. Gen menghasilkan protein di dalam sel sebagai enzim katalisator reaksi dalam sel. Ketika terjadi mutasi dengan mutan yang bersifat resesif, suatu protein kehilangan fungsinya. Hal ini menyebabkan terbentuknya pigmen mata yang beragam pada mutan

Drosophila melanogaster. Pada umumnya, Drosophila melanogaster

memiliki pigmen mata yang berwarna merah yang disebabkan oleh pteridin. Pteridin itu sendiri terdiri atas drosopterin yang menyebabkan warna merah dan ommokrom yang menyebabkan warna cokelat. Ketika salah satu dari ommokrom maupun drosopterin mengalami malfungsi

(6)

yang menyebabkan kegagalan pada sintesis protein, terbentuklah pigmen baru yang disebut pigmen mutan (Wolpert, 2002).

Protein di dalam sel berfungsi sebagai enzim yang mengkatalis reaksi-reaksi yang terjadi di dalam sel. Protein adalah produk utama dari suatu gen. Aktivitas dari protein terlihat dari fenotipe yang teramati. Jika suatu gen termutasi yang menyebabkan urutan nukleotida dari gen tersebut berubah membuat protein yang dihasilkannya pun berubah, sehingga aktivitas protein dan fenotipenya yang teramati terjadi perubahan. Jika dilihat pada mutan eyemissing, terdapat mata titik atau tidak sama sekali. Hal ini disebabkan pada perubahan urutan nukleotida yang menyebabkan tidak terjadinya sintesis drosopterin dan ommokrom sehingga tidak terbentuk pigmen mata pada mutan eyemissing. (Strickberger, 1962).

2.3 Alur Sintesis Pigmen Mata Drosopterin dan Ommokrom

Sintesis protein yang terjadi pada mata Drosophila melanogaster umumnya menyebabkan adanya pigmen mata. Pada Drosophila

melanogaster wildtype, pigmen matanya berwarna merah. Tetapi jika

dilihat pada mutan lalat, terjadi perubahan warna pigmen mata. Ketika terjadi mutasi, terjadi perubahan susunan nukleotida (terjadi delesi, insersi, transklokasi, duplikasi, inversi) yang menyebabkan disfungsi pada protein tertentu sehingga sintesis ommokrom dan sintesis drosopterin tidak berjalan dengan lancar (Warianto, 2011).

(7)

Tabel 2.1 Biosintesis pigmen mata Drosophila melanogaster (Warianto, 2011).

A. Sintesis Ommokrom B. Sintesis Drosopterin

Triptofan N- formilkinurenin Kinurenin cn 3-hikdroksikinurenin St Xanthomatin Guanosin triposfat Dihidroneopteri triposfat dihidropterin sepiapterin dihidropterin Xanthopterin Drosopterin Isoxanthopterin

2.4 Prinsip Dasar Kromatografi dan Rf

Kromatografi adalah istilah umum yang digunakan untuk bermacam-macam teknik pemisahan yang didasarkan atas partisi sampel diantara suatu fasa gerak yang bisa berupa gas ataupun cair dan fasa diam yang juga bisa berupa cairan atau suatu padatan (Sisunandar, 2011). Metode kromatografi terbagi menjadi 2, yaitu column chromatography dan

planar chromatography. Kromatografi yang termasuk didalam

kromatografi planar adalah kromatografi lapisan tipis (TLC), kromatografi kertasn (PC), dan elektrokromatografi (Skoog et all, 1996). Kromatografi digunakan untuk mengidentifikasi suatu protein tunggal dari suatu komponen sel atau jaringan suatu makhluk hidup. Langkah-langkah yang dilakukan adalah menggiling jaringan tersebut agar jaringan mengalami lisis. Selanjutnya adalah memisahkan komponen-komponen kimiawi yang ada dalam jaringan tersebut. Cara pemisahan menggunakan prinsip interaksi molekul yang berbeda

(8)

melalui medium stasioner (fase diam) di bawah pengaruh fase gerak. Cara pemisahan tersebut berdasarkan kecepatan migrasi tiap-tiap komponennya melalui medium stasioner (fase diam) di bawah pengaruh fase gerak (mobile). Aliran (gerakan) fase gerak tersebut menyebabkan perbedaan migrasi campuran, sehingga dapat terpisahkan (Pai & Apandi, 2011).

Kromatogram yang dihasilkan diuraikan dan zona-zona dicirikan oleh nilai-nilai Rf. Menurut Heftmann (2004), Rf digunakan untuk mengukur kecepatan bergeraknya suatu zona relatif terhadap garis depan (Heftmann, 2004). Nilai Rf dirumuskan dengan :

R

Harga Rf digunakan mengukur kecepatan bergeraknya zona relatif terhadap garis depan pengembang. Nilai Rf menunjukkan identitas-identitas asam amino dan intensitas zona itu dapat digunakan sebagai ukuran konsentrasi (Basset 1998: 226).

(9)

BAB III METODE KERJA

3.1 Alat dan Bahan

Tabel 3.1 Alat dan Bahan Percobaan Kromatografi

3.2 Cara Kerja

Kertas Kromatografi digunting dengan ukuran 16x20cm. Dibuat dua garis lurus dengan pensil sejajar pada sisi yang 16 cm, yang pertama 2cm dan sisi yang kedua 10 cm dari garis pertama. Diberi tanda o dengan pensil pada garis pertama,dengan jarak masing-masing 2cm. Nama kelompok ditulis disebelah atas kertas kromatografi dengan menggunakan pensil

Bejana kromatografi diisi dengan larutan NBA setinggi 1cm. Pada bagian mulutnya diberi vaselin dan ditutup dengan kaca. Kemudian lalat buah diambil masing-masing 3 dengan fenotipe yang sama. Kepala lalat

Alat Bahan

Kertas saring Whatman no 1 Drosophila melanogaster normal

(wild type)

Gunting Mutan white

Penggaris Mutan claret

Pensil Mutan sepia

Jarum pentul Larutan NBA (N-butanol : asam

asetat glasial : akuades = 20 : 3 :7)

Staples Vaselin

Pengering rambut/oven Sinar UV

Bejana kromatografi dengan tutup kaca

(10)

buah tersebut dipotong dengan jarum pentul. Satu kepala diletakkan diatas tanda o dan kepalanya ditekan hingga mengeluarkan cairan. Langkah pemotongan di ulangi untuk fenotipe berbeda untuk tanda o berikutnya. Pada kertas saring harus ada kepala lalat normal, white, claret, dan sepia.

Kertas saring digulung sehingga letak sisi kiri dan kanan bersebelahan dan jepret kertas saring dua kali di sebelah atas dan dua kali di sebelah bawah. Hati-hati jangan sampai kedua sisitersebut bersentuhan atau tumpang tindih. Kertas saring dimasukkan secara tegak di dalam bejana.

Bejana ditutup dan diberi vaselin sehingga bejana tertutup dengan rapat. Didiamkan beberapa jam sampai larutan eluen bergerak melewati garis kedua. Kertas saring diambil, buat garis dengan pensil pada batas pergerakan eluen. Kertas saring dikeringkan dan diamati di bawah sinar putih dan sinar ultra violet. Diberi tanda dengan pensil sekeliling bercak yang terlihat dan catat warna fluorosensinya.

(11)

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Foto Hasil Pengamatan Foto Sebelum NBA

Sumber : Dokumentasi Pribadi Sumber : Dokumentasi Pribadi

Foto Sesudah NBA Foto Sesudah Terpapar Sinar UV

(12)

4.1.2 Perhitungan RF

Nilai RF Wild Type :

; Rf : Nilai RF White : Nilai RF Sephia : 738 Nilai RF Claret : 4.2 Pembahasan

Hasil pemendaran cahaya mata dari Drosophila melanogaster beserta mutannya yang didapatkan pada praktikum ini memiliki hasil yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh sebuah peritiwa fluorosensi. Fluoresensi merupakan pemancaran sinar oleh atom atau molekul setelah terlebih dahulu disinari sinar UV. Peristiwa fluororesensi merupakan peristiwa pemantulan warna atau berpendarnya warna yang tersembunyi karena absorbsi cahaya tertentu yang diberikan secara disengaja. Peristiwa ini biasanya terjadi terhadap senyawa-senyawa tertentu (dalam praktikum ini dimaksudkan pigmen warna mata) yang mempunyai sifat memendarkan cahaya (Dahmann, 2008).

Pigmen pada mata Drosophila melanogaster disebabkan oleh kehadiran Pteridin. Pada Drosophila melanogaster normal (wild

type), pteridin ini terdiri dari dua kelompok, yaitu Drosopterin yang

menyebabkan warna mata menjadi merah; dan Ommokrom yang menyebabkan warna mata menjadi coklat. Jika terjadi mutasi pada gen yang berperan dalam pembentukan pteridin, maka warna mata yang teramati akan bergantung pada kombinasi jenis pteridin yang ada. Warna mata akan menjadi coklat, bila kelompok drosopterin tidak ada; sedangkan warna mata akan menjadi merah terang jika kelompok ommokrom tidak ada. Dengan kata lain, mutasi akan

(13)

menyebabkan terhambatnya ekspresi suatu gen/enzim yang berperan dalam pewarnaan mata Drosophila melanogaster (Judd, 2010).

Menurut Ignat dan Bara (2003), nilai Rf pada pigmen mata keempat jenis Drosophila melanogaster didapatkan dalam data seperti berikut

Tabel 4.1 Nilai RF

Jenis Nilai RF Literatur Nilai Rf hasil

percobaan

Wild type 0,0483 0,46

White 0 0

Claret 0,229 0,36

Sepia 0,385 0,783

Berdasarkan hasil pengamatan, nilai Rf yang tertinggi ditunjukkan oleh pigmen mata sepia. Hal ini membuktikan bahwa pigmen mata sepia paling non-polar jika dibandingkan dengan pigmen mata white, claret, serta wildtype. Sementara itu, pigmen white bersifat paling polar karena nilai Rf yang dimilikinya paling kecil (Warianto, 2011).

Fungsi larutan NBA adalah sebagai eluen karena memiliki perbandingan N-Butanol : Asetat Glacial : Akuades = 20 : 3 : 7. Larutan NBA merupakan campuran dari larutan yang memiliki tingkat kepolaran: polar, semi-polar, dan non-polar. Sehingga larutan NBA dapat memisahkan pigmen-pigmen pada mata lalat buah yang memiliki tingkat kepolaran hampir sama. Fungsi vaselin adalah agar udara yang berada di dalam bejana tidak dapat keluar dan udara yang diluar tidak dapat masuk melalui celah-celah antara bejana dengan penutup. Pemberian vaseline pada tutup bejana berfungsi agar bejana tempat eluen kromatografi kedap udara. Sehingga eluen yang merupakan larutan NBA tidak habis karena menguap (Falk, 2009).

(14)

Karena pigmen mata pada Drosophila melanogaster tidak bisa terlihat apabila menggunakan cahaya putih (contoh seperti lampu neon), digunakan sinar ultraviolet untuk membantu pemendaran cahaya. Ketika sinar UV menyinari kertas saring, komponen pigmen mata akan mengabsorbsi cahaya UV dengan panjang gelombang tertentu dan memendarkan warna yang lebih kontras sesuai dengan warna asli senyawa tersebut. Pigmen mata pteridin tidak dapat terlihat dalam cahaya putih (lampu neon/lampu pijar), tetapi akan berfluorensi dalam cahaya ultraviolet. (Strickberger, 1962).

(15)

BAB V KESIMPULAN

1. Berdasarkan percobaan dan pengamatan yang telah dilakukan,

telah ditentukan nilai Rf dari masing-masing pigmen mata

Drosophila melanogaster yang didapat sebagai berikut :

 Rf Wild Type = 0,46 (isoxantopterin) ; Rf = 0.131 (drosopterin)

 Rf White = 0

 Rf Sephia = 0,738

 Rf Claret = 0,36 (isoxantopterin) ; Rf = 0.0983 (drosopterin)

2. Setelah melakukan pemaparan sinar UV pada kertas kromatograf,

kita dapat menentukan kelompok pigmen mata pada tiap jenis mutan maupun pada Drosophila melanogaster wildtype.

Drosophila melanogaster wild type tergolong dalam kelompok

pigmen mata drosopterin dan ommokrom. Mutan white tergolong dalam kelompok pigmen mata yang memiliki pteridin dan ommokrom tetapi karena adanya mutasi, pigmen mata tersebut tidak terekspresikan. Mutan sephia tergolong dalam kelompok pigmen mata yang memiliki sepiapterin. Mutan claret tergolong dalam kelompok pigmen mata yang memiliki drosopterin tanpa tersintesisnya pigmen ommokrom yang menyebabkan warna merah terang.

(16)

DAFTAR PUSTAKA

Beament J.W.L.1970. Advances In Insect Physiology. Academic Press, inc : London.

Campbell, Reece, Urry, Peterson, Wasserman, Minorsky, Jackson. 2008.

Biology Concept and Connection 7th. Pearson International: New

York.

Dahmann, Christian. 2008. Drosophila: Methods and Protocols. United States : Humana Press Inc.

Falk, Raphael. 2009. Genetic Analysis: A History of Genetic Thinking. England : Cambridge University Press.

Fruton, J.S. 1999. Proteins, Enzymes, Genes: The Interplay of Chemistry

and Biology. Yale University Press : New Haven.

Heftmann.E. 2004. Chromatography 6th Edition. Elsevier : San Diego Ignat Valentina, Bara I. Ion. 2003. "Biochemical Seperation Of Eye

Pigments of Drosophila melanogaster."Genetica Biologie

Moleculara 13(1): 196-198

Judd, Sandra. 2010.Genetic disorders sourcebook. Omnigraphics, Inc : United States.

Morange, M. 1998.A History of Molecular Biology. Harvard University Press : Cambridge.

Reichsman. 2009. DNA and Biotechnology. Elsevier : California

Skoog, D.A., D.M. West & F.J. Holler. 1996. Fundamental of analytical

chemistry 7th ed. Saunders College Publishing : Fort Worth

Strickberger, M.W. 1962. Experiments in genetics with Drosophila. John Wiley and Sons: New York.

Warianto, Chaidar. 2011. Mutasi. http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf (diakses pada 13/10/2012).

Wolpert, Lewis. 2002. Principles of Development 2nd Edition. Oxford University Press : New York.

(17)

Gambar

Tabel 3.1 Alat dan Bahan Percobaan Kromatografi
Tabel 4.1 Nilai RF

Referensi

Dokumen terkait

Presentasikan hasil pembelajaran Anda dengan menggunakan berbagai media baik secara tertulis seperti laporan tertulis, artikel yang dilengkapi power point, gambar, foto,

Pertama-tama, orang harus mengeluarkan uang yang banyak, termasuk pajak yang tinggi, untuk membeli mobil, memiliki surat ijin, membayar bensin, oli dan biaya perawatan pun

Penelitian ini membahas mengenai hasil penggabungan dari dua jenis antena, yaitu antena Biquad yang biasa digunakan untuk wifi, dan antena mikrostrip yang memiliki keunggulan

Tujuan dari studi ini adalah untuk mengisolasi dan karakterisasi bakteri penghasil bakteriosin hasil isolasi dari sapi yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri ETEC

Proses pendataan dilakukan untuk wajib pajak baru dan wajib pajak yang sudah memiliki, dimulai dengan persiapan formulir SPTPD, pengisian SPTPD oleh wajib pajak,

Dalam pelaksanaannya, teknik RIL-C dapat berkontribusi menurunkan emisi karbon yang dihasilkan dari rangkaian kegiatan pemanenan hasil hutan yang meliputi penebangan kayu,

Saleh Darat, qana>’ah memiliki arti beragam, termasuk di dalamnya, menerima sedikit atas apa yang diberikan (nrimo kelawan sekedik sangking peparing), tidak berharap pada

Dampak penyalahgunaan kebebasan pers menurut Undang-Undang (UU) No. 40 Tahun 1999 tentang pers menyebutkan bahwa “Kemerdekaan pers adalah suatu wujud kedaulatan