A. JUDUL
Pengamatan Kromosom Raksasa Pada Drosophila melanogaster B. TUJUAN
Pada praktikum ini, ada beberapa tujuan antara lain:
1. Untuk mengetahui letak kromosom raksasa pada Drosophila melanogaster 2. Untuk mengetahui bentuk dan struktur kromosom raksasa pada Drosophila
melanogaster
3. Untuk mengetahui dan memahami perbedaan kromosom politen dengan kromosom biasa
C. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan tujuan praktikum kali ini, dapat diketahui bahwa rumusan masalah sebagai berikut:
1. Dimanakah letak kromosom raksasa pada Drosophila melanogaster?
2. Bagaimana bentuk dan struktur kromosom raksasa pada Drosophila melanogaster?
3. Bagaimana perbedaan kromosom politen dengan kromosom biasa? D. DASAR TEORI
Drosophila melanogaster (lalat buah) merupakan salah satu jenis serangga family Drosophilidae. Drosophila melanogaster berperan penting dalam perkembangan Ilmu Biologi dan dalam mempelajari dasar-dasar genetika. Dalam perkembangannya D. melanogaster mengalami metamorfosis sempurna yaitu melalui fase telur, larva, pupa dan D. Melanogaster dewasa (Frost, 1959). Pada pengamatan kromosom raksasa menggunakan fase larva Drosophila. Hal ini sesuai dengan penryataan bahwa Drosophila memiliki empat pasang kromosom raksasa yang terdapat pada kelenjar saliva pada fase larva (Strickberger, 1962).
Kromosom adalah struktur pembawa materi genetik yang tersusun atas kromatin yang memendek dan menebal (Rittner & Mc Cabe, 2004). Pada setiap makhluk hidup memiliki jumlah kromosom yang berbeda. Pada Drosophila memiliki 8 buah kromosom yang terdapat pada inti selnya dan dibedakan atas 6 buah kromosom (atau 3 pasang) yang pada lalat betina maupun jantan bentuknya sama dan karena itu disebut autosom (kromosom tubuh) dan 2 buah kromosom (atau 1 pasang) yang disebut kromosom kelamin (seks kromosom) sebab anggota dari sepasang kromosom ini tak sama bentuknya pada lalat betina dan jantan (Suryo, 2005). 8 buah kromosom yang dimiliki Drosophila melanogaster ini memungkinkan untuk mudah menghitung jumlah kromosom dan memiliki berbagai macam muatan sehingga dapat dilakukan berbagai persilangan (Hartati, 2007).
Kromatin adalah penyusun kromosom yang terdiri dari kompleks DNA yang berasosiasi dengan protein histon. Kromatin berbentuk panjang, tipis, dan terurai sehingga tidak terlihat di bawah mikroskop cahaya (Campbell et al., 2010). Kromosom terkondensasi disuatu bagian dan tidak terkondensasi di bagian lainnya. Bagian yang terkondensasi memiliki banyak salinan sekuen DNA, namun karena berada dalam kondisi terpadatkan, salinan sekuen DNA ini tidak ikut bertanggung jawab untuk mengekspresikan informasi genetik, bagian ini disebut dengan heterokromatin. Heterokromatin tidak mengandung gen-gen yang aktif sehingga tidak melakukan transkripsi (Klug & Cummings, 1994). Bagian yang tidak terkondensasi dan berwarna terang akibat tidak mengalami pemadatan disebut dengan eukromatin. Eukromatin mengandung gen-gen yang aktif dan hampir mengandung semua gen yang ditranskripsi, sehingga bagian tersebut menjadi bagian yang aktif melakukan replikasi (Passarge, 2007). Kromosom secara umum terdiri dari dua bagian utama yaitu sentromer dan lengan kromosom. Sentromer merupakan bagian yang berfungsi untuk menghubungkan lengan-lengan kromosom (Fairbanks dan Andersen, 1999).
Kromosom politen adalah kromosom raksasa yang ukurannya mencapai 100 kali kromosom biasa pada tubuh Drosophila melanogaster atau sekitar 200-600 mikron. Panjang kromosom politen bisa mencapai 2000 mikron, karena ukurannya yang besar kromosom politen dapat langsung diamati di bawah mikroskop cahaya (Wolfe, 1993). Kromosom politen merupakan hasil dari proses endomitosis dan endoreduplikasi. Endomitosis merupakan replikasi yang menghasilkan banyak kromosom yang bergabung, tidak terpisah satu sama lain. Endoreduplikasi merupakan suatu keadaan duplikasi kromosom terus menerus tanpa disertai pembelahan sel pada fase mitotic (Hartl & Jones, 2005). Kromosom politen memiliki bagian-bagian khusus, yaitu band, interband, puff, kromonemata, dan kromosenter. Bagian yang berbentuk pita spiral dinamakan kromonemata. Kromonemata merupakan untaian DNA dengan RNA korespondennya serta protein histon (Suryo, 1994). Kromosenter adalah tempat bersatunya lima lengan panjang. Bagian yang terlihat menggembung dan tidak menggulung adalah daerah yang aktif melakukan transkripsi disebut dengan puff. Band merupakan bagian yang disebut pita gelap, mengandung
heterokromatin, sedikit mengandung gen, dan tidak aktif melakukan transkripsi. Interband merupakan bagian yang disebut pita terang, mengandung eukromatin, banyak mengandung gen, dan aktif melakukan transkripsi (Wolfe, 1993).
Kromosom politen dapat ditemukan pada larva serangga diptera contohnya Drosophila melanogaster, yaitu pada bagian kelenjar saliva, pertengahan lambung, proventrikulus, tubulus malphigi, dan rektum. Tumbuhan tertentu juga memiliki kromosom politen, seperti Pisum sativum (Klug & Cummings, 1994). Beberapa lalat dewasa juga memiliki kromosom politen pada sel-sel di telapak kakinya Drosophila melanogaster memiliki kromosom politen untuk memenuhi kebetuhan sel pada larva yang membutuhkan banyak protein (Fairbanks & Andersen, 1999). Protein tersebut digunakan untuk melanjutkan pertumbuhan Drosophila melanogaster menjadi lalat dewasa (Suryo, 1995). Kromosom politen mengandung banyak sekali salinan molekul DNA yang telah direplikasi beberapa kali sehingga memberikan salinan tambahan DNA untuk transkripsi dan produksi protein semakin banyak (Fairbanks & Andersen 1999: 308). Kromosom politen digunakan sebagai model dalam berbagai penelitian kromosom. Kromosom politen juga dapat diaplikasikan untuk mengidentifikasi perubahan struktur kromosom, mengetahui perbedaan evolusi antar spesies, mengetahui peristiwa transkripsi akibat adanya ekspresi gen, dan mengetahui perubahan lingkungan terhadap kromosom (Klug & Cummings, 1994).
E. ALAT DAN BAHAN Alat: Mikroskop cahaya Mikroskop stereo Kaca benda Kaca penutup Pipet tetes Bahan:
Larva Drosophila melanogaster Jarum Pentul
NaCl 0,9% Larutan fiksatif Acetocarmin
F. LANGKAH KERJA
G. DATA HASIL PENGAMATAN
No. Gambar Keterangan
Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk praktikum kromosom raksasa Drosophila melanogaster
Larva diletakkan pada kaca benda kemudian ditetesi dengan larutan fisiologis yaitu larutan NaCl 0,9 %
Antara kepala dan badan larva dipisahkan dengan kedua tangan menggunakan jarum dengan cepat
Kelenjar ludah di bagian kepala dicari yang ditandai bentuk seperti sepasang ginjal dan transparan
Setelah ditemukannya kelenjar ludah, maka kelenjar tersebut dibersihkan dari lemak yang menempel pada kelenjar ludah
Kelenjar ludah yang telah bersih ditetesi dengan larutan fiksatif kemudian ditunggu hingga kelenjar ludah memutih
Setelah memutih, kelenjar ludah ditetesi dengan acetocarmin dan ditutup dengan kaca penutup
Ditunggu hingga 5 menit, preparat ditekan sedikit kemudian siap diamati
1.
Perbesaran: 3x dengan mikroskop stereo Kelenjar saliva yang menyerupai sepasang ginjal dan transparan
2.
Perbesaran 400x dengan mikroskop cahaya
Memanjang, dan terdapat bagian gelap dan terang yang tersusun secara berseling. Keterangan: 1. Bagian terang (Eukromatin) 2. Bagian gelap (Heterokromatin) H. ANALISIS DATA
Pada praktikum kali ini yaitu mengenai pengamatan kromosom raksasa larva Drosophila melanogaster strain ym. Kromosom raksasa
1
Drosophila melanogaster yang praktikan lakukan menggunakan organ kelenjar ludah sebagai subjek pengamatan. Kelenjar ludah dari larva instar III Drosophila melanogaster diisolasi dengan cara menusukkan kepala dan badan larva dengan jarum sonde, lalu jarum sonde diseret berlawan arah menjauhi satu sama lain. Kelenjar ludah memiliki ciri berbentuk seperti huruf V dan berjumlah sepasang. Praktikum pengamatan kromosom politen Drosophila melanogaster menggunakan alat berupa mikroskop stereo, mikroskop cahaya, kaca benda, kaca penutup, jarum sonde, pinset, cawan petri, dan pipet.
Hasil pengamatan menunjukkan adanya penampakkan dari kromosom raksasa dari larva Drosophila melanogaster. Sebelumnya, kelenjar ludah diisolasi dari larva dengan cara memisahkan bagian kepala dengan bagian badan dari larva Drosophila melanogaster menggunakan jarum pentul dibawah mikroskop stereo. Diperoleh bentukan memanjang bercabang berwarna bening yang diindikasikan sebagai kelenjar ludah, kemudian dibersihkan dari lemak-lemak yang masih menempel pada kelenjar ludah tersebut. Kelenjar ludah yang telah bersih dari lemak diberi pewarna asetokarmin dan didiamkan selama 10-15 menit. Setelah menunggu selama 10-15 menit, kaca penutup diletakkan di atas kaca objek lalu ditekan agar kelenjar ludah hancur dan sel-sel nya tersebar merata. Sisa asetokarmin dibersihkan dengan kertas penghisap lalu diamati dibawah mikroskop cahaya. Kelenjar ludah yang ditemukan berbentuk seperti ginjal dan berwarna transparan, sedangkan kromosom raksasa yang ada didalamnya berbentuk panjang seperti pita jika dilihat dibawah mikroskop cahaya dengan perbedaran 40x10, berwarna merah karena akibat dari pemberian warna yang dilakukan pada tahap sebelumnya, terlihat bagian gelap dan bagian terang yang tersususn berselang-seling. Bagian gelap ini merupakan heterokromatin, sedangakan yang berwarna terang adalah eukromatin.
Jadi dapat disimpulkan sementara bahwa pada praktikum kali ini di temukan kromosom raksasa dengan bagian yang teramati yaitu heterokromatin dan eukromatin.
I. PEMBAHASAN
Kelenjar saliva atau kelenjar ludah Drosophila melanogaster digunakan dalam praktikum pengamatan kromosom politen / kromosom raksasa karena mengandung seribu kali DNA lebih banyak dari kromosom biasa dan setiap kromosom politen dibuat dari banyak untai DNA. Tidak semua DNA bereplikasi bersamaan saat pembentukan kromosom politen, beberapa masih tetap pada tahap diploid. Kromosom politen pada kelenjar saliva mengalami replikasi sebanyak 10 kali, sedangkan pada tubulus malphigi bereplikasi sebanyak 6 kali, dan pada lambung mengalami replikasi sebanyak 9 kali (Wolfe 1993: 736--737).
Praktikum pengamatan kromosom politen menggunakan larva Drosophila melanogaster strain ym karena larva berukuran lebih besar dibandingkan dengan strain N yang kami miliki sehingga memudahkan dalam taham pengisolasian kelenjar ludah. Praktikum ini menggunakan kelenjar ludah karena selain mudah untuk diisolasi, organ ini memiliki sejumlah sel yang aktif melakukan metabolisme. Sel pada organ kelenjar ludah aktif melakukan metabolisme dibuktikan dengan terdapatnya hingga paling tidak 1024 untai kromatin, atau 512 pada tiap homolognya (Brody 1996: 1). Praktikum ini menggunakan alat berupa mikroskop stereo, mikroskop cahaya, kaca benda dan kaca penutup, jarum pentul, pinset, cawan petri, dan pipet. Mikroskop stereo dan mikroskop cahaya digunakan untuk membantu pengamatan. kaca benda dan kaca penutup digunakan sebagai alat bantu pengamatan yang berperan sebagai tempat subjek pengamatan. Jarum pentul, pinset, dan cawan petri adalah alat bantu pengamatan yang memiliki fungsi untuk isolasi kelenjar ludah larva.
Berdasarkan literatur, kromosom politen terdiri dari 4 lengan yang sama panjang, 1 lengan pendek, kromosenter, band, interband, dan puff (Wolfe 1993: 737). Hasil yang kelompok kami dapatkan adalah hanya terlihat kromosom politen 1 lengan panjang saja, sedangkan struktur dan bagian dari kromosom politen tidak terlihat jelas. Hal tersebut dikarenakan kekurangtelitian dalam melakukan isolasi kelenjar ludah. Bagian puff terlihat lebih menggembung dan tidak menggulung (Wolfe
1993: 738). Band merupakan bagian yang disebut pita gelap, mengandung heterokromatin, sedikit mengandung gen, dan tidak aktif melakukan transkripsi. Interband merupakan bagian yang disebut pita terang, mengandung eukromatin, banyak mengandung gen, dan aktif melakukan transkripsi. Kromosenter terletak di tengah dan merupakan tempat melekatnya kelima lengan kromosom (Hartl & Jones 2005: 272).
Hasil pengamtan menujukkan adanya bagian gelap dan bagian terang yang terletak berseling, diduga ini merupakan bagian band yang mengandung heterokromatin dan bagian interband yang mengandung eukromatin. Menurut literatur, bagian yang banyak terkondensasi pada kromosom politen memiliki banyak salinan sekuen DNA tetapi karena berada dalam kondisi terpadatkan, DNA tidak bisa diakses oleh sel yang bertanggung jawab untuk mengekspresikan informasi genetik yang dikodekan dalam DNA, bagian tersebut bernama heterokromatin. Heterokromatin berwarna gelap karena berada dalam kondisi yang terpadatkan. Heterokromatin tidak aktif dalam melakukan transkripsi karena tidak mengandung gen-gen yang aktif (Klug & Cummings1994: 321). Eukromatin adalah bagian yang tidak terkondensasi dan terlihat berwarna terang. Hal tersebut terjadi karena eukromatin tidak mengalami pemadatan. Eukromatin mengandung gen-gen yang aktif dan hampir mengandung semua gen yang ditranskripsi sehingga menjadi bagian yang aktif dalam melakukan replikasi (Wolfe 1993: 553).
J. HASIL DISKUSI
1. Bagaimana penampakkan kromosom raksasa? Jawab :
Menurut hasil pengamatan pada saat peraktikum penampakkan kromosom raksasa memanjang seperti pita dan terdapat bagian terang dan bagian gelap yang tersusun secara berseling.
2. Apa makna pita gelap dan pita terang? Jawab:
Pita gelap menunjukkan band heterokromatin karena berada dalam kondisi yang terpadatkan., sedangkan pita terang menunjukkan interband eukromatin karena eukromatin tidak mengalami pemadatan. Heterokromatin tidak aktif dalam
melakukan transkripsi karena tidak mengandung gen-gen yang aktif. Eukromatin mengandung gen-gen yang aktif dan hampir mengandung semua gen yang ditranskripsi sehingga menjadi bagian yang aktif dalam melakukan replikasi.
3. Selain di Drosophila melanogaster, kromosom raksasa ditemukan pada apa saja?
Jawab:
Selain di Drosophila melanogaster, kromosom raksasa ditemukan pada dua kelompok serangga seperti Collembola dan jangkrik memiliki sel yang mengandung kromosom dengan ukuran besar seperti kromosom politen. Kromosom dengan penampilan serupa juga terjadi pada tahap pengembangan makronukleus protozoa dan di embrio tangkai pada tanaman berbunga (Wolfe 1993: 736).
4. Apa fungsi kromosom raksasa? Jawab:
Menurut Klug & Cummings (1994: 41), kromosom politen digunakan sebagai model dalam berbagai penelitian kromosom. Kromosom politen juga dapat diaplikasikan untuk mengidentifikasi perubahan struktur kromosom, mengetahui perbedaan evolusi antar spesies, mengetahui peristiwa transkripsi akibat adanya ekspresi gen, dan mengetahui perubahan lingkungan terhadap kromosom. Didalam tubuh larva Drosophila melanogaster berguna untuk memenuhi kebetuhan sel pada larva yang membutuhkan banyak protein (Fairbanks & Andersen 1999: 308). Protein tersebut digunakan untuk melanjutkan pertumbuhan Drosophila melanogaster menjadi lalat dewasa karena kromosom raksasa ini mengandung banyak sekali salinan molekul DNA yang telah direplikasi beberapa kali sehingga memberikan salinan tambahan DNA untuk transkripsi dan produksi protein semakin banyak (Fairbanks & Andersen 1999: 308).
5. Bagaimana ukuran kromosom raksasa? Jawab:
Menurut Wolfe (1993: 727), kromosom raksasa ukurannya mencapai 100 kali kromosom biasa pada tubuh Drosophila melanogaster atau sekitar 200-600 mikron. Panjang kromosom politen bisa mencapai 2000 mikron, karena ukurannya yang besar kromosom politen dapat langsung diamati di bawah mikroskop cahaya.
K. DAFTAR RUJUKAN
Brody, T. B. 1996. Polytene chromosomes, endoreduplication and puffing. http://www.sdbonline.org/sites/fly/aimorph/puffing.htm, diakses 10 April 2016, pk 22.10 WIB.
Campbell, N.A., J.B. Reece & L.A. Urry. 2010. Biology. Jakarta: Erlangga
Fairbanks, D.J. & W.R. Andersen. 1999. Genetics: The Continuity of Life. California: Brooks/Cole Publishing Company
Frost, S.W. 1959. Insect Life and Insect Natural History. Second Revised Edition. Dover Publication, INC., New York.
Hartati. 2007. Penuntun Praktikum Genetika. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM.
Hartl, D.L., E.W. Jones. 2005. Genetics: Analysis of Gene and Genomes, 6th Edition. USA: Jones and Bartlett Publishers, Inc.
Klug, W.S. & M.R. Cummings. 1994. Concepts of Genetics. 4th ed. Engelwood Cliffs: Prentice Hall Inc.
Passarge, E. 2007. Color Atlas of Genetics. Germany: Appl Aprinta Inc.
Rittner, D. & Mc Cabe, T. L. 2004. Encyclopedia of Biology. New York: Facts On File, Inc.
Strickberger, M.W. 1962. Experiments in Genetics with drosophila. John Wiley and Sons Inc, New York
Suryo, H. 1995. Sitogenetika. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Suryo. 2005. Genetika Manusia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Wolfe, S.L. 1993. Molecular and Cellular Biology. California: Wadsworth, Inc.
KROMOSOM RAKSASA PADA
Drosophila melanogaster
LAPORAN PRAKTIKUMDisusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Genetika I yang dibina oleh Prof. Dr. A. D. Corebima, M.Pd
Oleh:
Kelompok 4 / Offering A
Desnaeni Wahyuningtyas (140341606222) Dewi Nur Arasy (140341602754)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI
