LEMBAR KERJA 2
PENGENALAN MUTAN Drosophila melanogaster I. PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Mutasi merupakan perubahan materi genetik dari suatu organisme yang disebabkan oleh faktor-faktor tertentu, baik dari internal maupun eksternal.
Secara umum, dampak utama dari mutasi adalah munculnya keragaman genetik yang akan menghasilkan variasi-variasi baru pada suatu organisme (Carrol et al., 2005). Meskipun mutasi kerap kali dikonotasikan sebagai perubahan yang menyebabkan kerugian-kerugian pada individu, tetapi konsep mutasi juga dimanfaatkan oleh manusia untuk memenuhi kebutuhan mereka, salah satu contohnya adalah pada pemuliaan tanaman. Proses pemuliaan tanaman biasanya melibatkan radiasi dari sinar berfrekuensi tinggi seperti sinar gamma untuk menciptakan mutasi pada susunan gen suatu tanaman. Selain itu, dengan mempelajari sifat-sifat yang dibawa oleh suatu gen pun, kita bisa melakukan targeted mutation yang saat ini sedang gencar dikembangkan. Drosophila melanogaster sendiri merupakan salah satu organisme yang kerap digunakan sebagai model pada studi tentang mutasi karena berbagai alasan pendukung.
Pertama, banyaknya mutan Drosophila melanogaster yang telah teridentifikasi.
Kedua, gen Drosophila melanogaster telah selesai disekuensikan dan dianotasikan dengan baik berkat kromosom mereka yang hanya terdiri dari 4 pasang kromosom. Ketiga, peta polimorfisme nukleotida tunggal atau biasa disebut SNP telah berhasil dibuat untuk memfasilitasi studi lebih lanjut tentang pemetaan galur dan identifikasi gen-gen mutan. Terakhir, Drosophila melanogaster telah memiliki database bioinformatika dan tempat penyimpanan koleksi mutan yang sangat baik dan dapat dengan mudah diakses untuk umum (Wolf & Rockman, 2008).
1.2 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai pada praktikum ini adalah :
1. Menentukan jenis-jenis mutasi pada Drosophila melanogaster.
2. Menentukan penyebab mutasi pada Drosophila melanogaster.
3. Menentukan pengaruh mutasi pada Drosophila melanogaster.
II. TINJAUAN PUSTAKA
• Mutasi dan Jenis-Jenisnya
Mutasi merupakan perubahan materi genetik yang terjadi pada suatu organisme dan dapat dibagi menjadi beberapa jenis. Apabila dilihat berdasarkan proses terjadinya, mutasi dapat dikategorikan menjadi mutasi spontan dan mutasi terinduksi. Sesuai namanya, mutasi spontan biasanya terjadi oleh pengaruh faktor tertentu yang tidak diketahui asalnya sedangkan mutasi terinduksi terjadi karena paparan mutagen yang berlebihan, misalnya sinar X atau zat radioaktif. Selanjutnya, berdasarkan jenis sel yang terdampak, mutasi
dapat dibedakan menjadi mutasi germinal dan somatik. Mutasi germinal sendiri adalah mutasi yang terjadi pada sel gamet sehingga dapat diwariskan ke generasi berikutnya. Sementara itu, mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel somatik sehingga biasanya tidak diturunkan kepada generasi selanjutnya dan akan berhenti pada individu yang terkena tersebut. Terakhir, berdasarkan skalanya mutasi dapat dibedakan menjadi mutasi gen, mutasi kromosom, dan mutasi DNA (Hartwell et al., 2008).
• Efek Mutasi pada Fungsi Gen dan DNA
Efek dari mutasi pada fungsi gen dan DNA sendiri biasanya berbeda- beda tergantung pada jenis mutasinya. Namun, secara umum mutasi akan memengaruhi sintesis asam amino yang dikodekan oleh susunan basa tertentu sehingga fungsi dari protein yang dibuat pun akan berbeda dari fungsi aslinya atau bahkan tidak berfungsi sama sekali. Mutasi ini kemudian juga dapat terlihat pada fenotipe individu apabila terjadi pada gen yang mengkode pembentukan protein yang bertanggungjawab pada morfologi organisme (Boris et al., 2011).
● Struktur dan Ciri-ciri Wild Type Drosophila melanogaster
Drosophila melanogaster normal atau wild type biasanya memiliki tubuh berwarna kuning kecokelatan dengan sepasang mata majemuk berwarna merah bata dan segmen bergaris-garis hitam pada bagian abdomennya. Selain itu, dapat dilihat juga adanya toraks yang diselimuti rambut-rambut halus dan sepasang sayap transparan yang menjulur dari bagian toraks hingga melebihi abdomen (Demerec, 1950).
● Jenis-jenis mutan Drosophila melanogaster
Drosophila melanogaster memiliki berbagai jenis mutan yang dapat diklasifikasikan sesuai bentuk sayapnya, warna tubuhnya, warna matanya, dan bentuk matanya. Mutasi pada bentuk sayapnya antara lain miniature (m), taxi (tx), vestigial (vg), dan curled (cu). Kemudian, mutasi pada warna tubuhnya dibagi menjadi dua yaitu black (b), yellow (yc), ebony (e), yellow-white apricot (ywa), dan ebony rough (ero). Selanjutnya, mutasi pada warna matanya dibagi menjadi white (w), white apricot (w2), purple (pr), sepia (sc), claret (ca), dan cinnabar (cn). Terakhir, mutasi ada bentuk matanya antara lain eyemissing (eym).
III. METODE KERJA 3.1 Alat dan Bahan
• Laptop
• Kuota 3.2 Cara Kerja
• Laptop dinyalakan kemudian browser dibuka.
• Pada search bar diketikkan link http://cgslab.com/phenotypes/
• Jenis mutan Drosophila melanogaster yang ingin diketahui bisa mulai dicari.
IV. HASIL PENGAMATAN Jenis
Mutan/Alel
Posisi
(#kromosom/Lokus)
Gambar Literatur Deskripsi Mutan
Dumpy (dpo) #2/13 Panjang sayapnya
berkurang sepertiga bagian dari panjang
normal
Miniatur (m) #1/36.0 Panjang sayap cuma
sampai ujung abdomen
Taxi (tx) #3/91.0 Sayapnya terbentang
lebar 75 derajat dari sumbu tubuh
Vestigial (vg) #2/67.0 Sayapnya tereduksi
dan mengkerut sehingga tidak bisa
terbang
Eyeless (eym) #4/0.0 Tidak memiliki mata
Rugoid (ru) #3/0.0 Matanya mengecil
dan mengalami penebalan serta muncul rambut halus
Bar (B) #1/57.0 Matanya membesar
dan memanjang
Star (S) #2/1.3 Susunan mata
majemuknya tidak beraturan
White (w) #1/0.5 Matanya putih
karena tidak muncul pigmen warna merah
kecokelatan (Drosoptherin dan
Ommochrome)
karena terikat oleh transporter ab
Sepia (se) #3/26.0 Matanya berwarna
cokelat tua karena terakumulasi pigmen
Sephiapterin
Purple (pr) #2/54.5 Matanya berwarna
ungu karena pigmen Drosoptherin tidak
terekspresikan White Apricot
(wa)
#1/0.5 Warna matanya
orange campur putih
Cinnabar (cn) #2/57.5 Warna matanya
merah dengan bintik- bintik putih
Black (b) #2/48.5 Tubuhnya berwarna
hitam pekat hingga ke urat sayap
Ebony (e) #3/70.7 Tubuhnya berwarna
hitam mengkilap
Yellow (y) #1/0 Tubuhnya berwarna
kuning sampai ke urat sayap
V. PEMBAHASAN
Jenis-jenis mutasi pada Drosophila melanogaster bisa dikelompokkan menjadi empat yaitu berdasarkan bentuk sayap, bentuk mata, warna mata, dan warna tubuh.
Mutasi-mutasi ini biasanya disebabkan oleh perubahan susunan materi genetik pada lokus tertentu yang terletak di kromosom. Hal ini menyebabkan protein yang seharusnya dihasilkan akan berubah atau bahkan tidak terbentuk. Ketika protein-protein yang terdampak oleh mutasi ini merupakan protein yang mengodekan sifat fenotipik, tentu ciri morfologi dari Drosophila melanogaster akan berubah (Boris et al., 2011).
Pengaruh mutasi terhadap Drosophila melanogaster di antaranya adalah mutan- mutan tersebut akan kalah saing dengan fenotipe wild type, baik dalam mendapatkan nutrisi maupun mencari pasangan. Hal ini terjadi karena mutasi yang ada pada mereka mayoritas menimbulkan kerugian, misalnya sayap yang tidak berfungsi semestinya atau mungkin mata yang memiliki ukuran tidak sewajarnya. Kemudian, mutasi ini juga akan
berdampak pada jangka hidup mereka yang lebih pendek karena telah kalah saing dalam mendapatkan resources untuk hidup selayaknya lalat buah lain (Gong et al., 2006).
Berdasarkan hasil tugas kelompok yang dilakukan, dapat dilihat bahwa dari sebelas mutan yang diamati, sepuluh dari sebelas gen yang termutasi pada mutan-mutan tersebut bersifat resesif. Mutan-mutan yang membawa gen bersifat resesif tersebut antara lain aristaless, bithorax, vermillion, garnet-2, divergent, hairy, crossveinless, veinlet, scute, dan cubitus interruptus sedangkan mutan yang membawa gen bersifat dominan hanya lobe-2. Mutasi yang terjadi pada mutan-mutan ini kebanyakan melibatkan warna mata dan detail sayap.
VI. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini di antaranya :
1. Jenis-jenis mutasi pada Drosophila melanogaster bisa dikelompokkan menjadi empat yaitu berdasarkan bentuk sayap, bentuk mata, warna mata, dan warna tubuh.
2. Penyebab mutasi pada Drosophila melanogaster adalah perubahan susunan materi genetik pada lokus tertentu yang terletak di kromosom.
3. Pengaruh mutasi pada Drosophila melanogaster adalah mutan-mutan tersebut akan kalah saing dengan fenotipe wild type, baik dalam mendapatkan nutrisi maupun mencari pasangan. Selain itu, jangka hidupnya juga akan lebih pendek.
VII. DAFTAR PUSTAKA
Boris, R., Yevgeniy, A., Chris, S. (2011). Predicting the functional impact of protein mutations: application to cancer genomics, Nucleic Acids Research, Volume 39, Issue 17, Page e118, https://doi.org/10.1093/nar/gkr407
Carroll, S.B., Grenier, J. K., & Weatherbee, S. D. (2005). From DNA to Diversity:
Molecular Genetics and the Evolution of Animal Design (2nd ed.). Malden, MA: Blackwell Publishing.
Demerec, M. (1950). The Biology of Drosophila. Wiley & Sons, New York.
Gong, Y., Thompson, J. N. Jr., & Woodruff, R.C. (2006). Effect of Deleterious Mutations on Life Span in Drosophila melanogaster, The Journals of Gerontology: Series A, Volume 61, Issue 12, Pages 1246
1252, https://doi.org/10.1093/gerona/61.12.1246
Hartwell, L. H., Goldberg, M. L., Fischer, J. A., & Hood, L. (2008). Genetics: From genes to genomes. Boston: McGraw-Hill Higher Education
Wolf, M. J., & Rockman, H. A. (2008). Drosophila melanogaster as a model system for genetics of postnatal cardiac function. Drug discovery today. Disease models, 5(3), 117–123. https://doi.org/10.1016/j.ddmod.2009.02.002
