BAB IPENDAHULUAN1.1
Latar Belakang
Semua organisme mengalami reproduksi, baik dalamperkembangannya ataupun pertumbuhannya. Kemanapun organism untuk memproduksi jenisnya merupakan salah satu karakteristik yang paling biasmembedakan antara makhluk hidup dengan benda mati. Seorang doctor dari Jerman Rudolf Virchow dalam aksioma latinnya mengatakan bahwa “setiapsel berasal dari sel“ kelangsungan kehidupan didasarkan pada reproduksi sel
atau pembelahan sel. Reproduksi sel dapat terjadi karena peristiwapembelahan sel. Pembelahan sel diawali dengan adanya pembelahankromosom dalam beberapa tahap pembelahan. Pada setiap tahappembelahan mempunyai ciri-ciri tertentu yang dapat diamati proses-prosesnya melalui teknik atau perlakuan tertentu yang diberikan padakromosom dalam sel tersebut. Adapun pembelahan sel dibedakan menjadidua macam , yaitu mitosis dan meiosis (Juwono, 2000)Pada mitosis, bahan inti sel terbagi sedemikian rupa sehingga darisatu sel dihasilkan dua buah sel anakan yang masing-masing memiliki sifat-sifat genetik yang sama. Mitosis berlangsung pada semua sel, kecuali padasel-sel yang akan menjadi sel kelamin. Mitosis adalah peristiwa pembelahansel yang terjadi pada sel-sel somatik, sangat aktif pada jaringan meristemyang menghasilkan dua sel anak yang memiliki genotif sama dan identik dengan sel induknya sedangkan pembelahan meiosis terjadi pada sel-selgamet dengan hasil akhir empat buah sel anak yang haploid dengankomposisi genotip yang mungkin berbeda dengan sel induknya. Sebelumterjadi peristiwa pembelahan sel, terdapat beberapa peristiwa penting sepertipembelahan kromosom. Kromosom merupakan pembawa keturunan.Biasanya kromosom digambarkan pada tahap metaphase. Pada saatsel aktif membelah, kromosom relatif mudah diamati dengan memperlakukansel-sel tersebut dengan metode fikrasi dan pewarnaan sederhana (metodesquash) (Suryo, 1997).
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
Ketika organisme bersel tunggal (uniseluler) melakukanpembelahan untuk membentuk keturunan duplikatnya, pembelahan suatu selmemproduksi seluruh organisme. Pembelahan sel juga memungkinkansesuatu organism multiseluler, termasuk manusia dapat tumbuh danberkembang dari satu sel tunggal, yaitu telur yang dibuahi. Bahkan setelahorganisme itu tumbuh dewasa, pembelahan sel terus berlangsung danberfungsi dalam pembuahan dan perbaikanpergantian sel yang mati akibatpemakaian normal dan sel yang robek atau mengalami kecelakaan.Reproduksi dari suatu benda retumit sel tidak dapat terjadi dengan hanyamenjepitnya menjadi dua sel bukan seperti gelembung sabun yang begitusaja membesar dan terpisah menjadi dua. Pembelahan sel melibatkandistribusi materi genetik yang indentik DNA, kepada kedua sel anak. Suatuhal yang paling luar biasa tentang pembelahan sel ialah ketetapan dalampenyampaian DNA, tanpa pengurangan dari satu generasi ke generasiberikutnya. Sel yang membelah menduplikasi DNAnya, mengelolakan keduakelainnan itu ke ujung yang berlawanan dalam sel dan kemudian sel tesebutterpisah menjadi dua sel anak (Campbell, 2002).Pembelahan adalah cara sel untuk memperbanyak m emperbanyak ciri, satu selinduk membelah menjadi dua, masing-masing membelah lagi menjadi duadan seterusnya. Sehingga dari satu sel induk terbentuk sel anak yang terdiridari ribuan, bahkan milyaran sel. P embelahan sel bertujuan untuk pembiakandan tumbuh. Gamet terbentuk melewati proses pembelahan pada sel induk gamet yang direbut gametogonium. Gometogonium jantan(spermatogonium), dan gometogonium betina (gogonium).
Gametogoniumakan terbelah berualang-ulang untuk terciptanya gamet, karena gamet yangdihasilkan umumnya berlangsung terus-menerus selama usia subur makhluk bersangkutan. Agar tetap ada persediaan gametogonia dalam gonad perludilakukan pembelahan terlebih dahulu (Kimball, 1983). Sebagian besar sel bereproduksi secara aseksual, yaitu tanpaterjadinya pertukaran atau perolehan informasi bereditor baru. Bakteribereproduksi hampir selalu secara aseksual saja. Melalui proses yang disebutpembelahan biner. Selama berlangsungnya pembelahan tersebut, bakteritumbuh menduplikasi (menggandakan) informasi kereditas, mengkategorikankromosom-kromosom yang telah di duplikasi, dan membelah sitoplasmanya.Sebagian besar sel yang membentuk tumbuh organisme eukariotik multiseluler yang bereproduksi secara aseksual dalam suatu proses yangdikenal sebagai mitosis (S tansfield, 2007).Dalam proses pembelahan sel, bahan sintesis berupa kromosomselalu diwariskan k epada sel anak. Kromosom itu lah yang menjadi bahanpokok agar sel bisa hidup. Karena itu dalam proses pembelahan suatu selinduk, kromosomlah terlebih dahulu mengalami pembelahan, baru disusuloleh sel secara keseluruhan. Ada dua macam pembelahan sel jika dilihat daricara pembelahan kromosomnya, yaitu mitosis dan meiosis. Mitosis yaitupembelahan sel dimana kromosom sel a nak tetap sama dengan susunankromosom sel induk. Baik jumlah mau pun macam kromosomnya. Olehmitosis, sel induk yang diploid ak an menghasilkan sel anak yang tetapdiploid. Meiosis perlu untuk meredaksi jumlah macam-macam kromosommenjadi setengah kromosom asal, dan hanya terjadi pada prosespembentukan gamet. Dengan demikian meiosis disebut juga pembelahanreduksi, oleh meiosis gametogonia yang diploid akan menghasilkan gametyang ploid (Juwono, 2000).Mitosis hanya merupakan satu bagian dari siklus. Sebenarnya fasemitosis mencakup mitosis dan sitokinesis, biasanya merupakan bagianteringkat dari siklus tersebut.Pembelahan sel mitosis yang berurutan bergantian dengan interfaseyang jauh lebih lama. Selama interfase inilah sel tumbuh dan menyalinkromosom dalam pernapasan untuk pembelahan sel. Interfase dibagimenjadi fase G1, fa se S, dan fase G2. Selama ketiga subtase ini sel tumbuh
dengan menghasilkan protein dan organel dalam sitoplasma sampai seltersebut menyelesaikan pernapasannya untuk pembelahan sel (Surya, 1997).Fungsi mitosis yang pertama adalah membuat salinan yang persissama dari setiap kromosom, lalu membagikan sel identik kromosom kepadamasing-masing dari kedua sel keturunan atau sel anakan, melaluipembelahan sel awal (sel induk). Mitosis berlangsung pada semua sel,kecuali pada sel-sel yang akan menjadi sel kelamin. Mitosis dibedakan atas5 fase , yaitu sebagai berikut :
Interfase.Interfase adalah periode di antara dua mitosis yang berurutan,dan terdiri atas tiga fase: G1, S, G2. Selama fase S (sintesis), molekul-molekul DNA dari masing-masing kromosom mengalami replikasihingga menghasilkan sepotong molekul DNA identik yang disebutkromatid. Untai-untai tipis kromatin umumnya tampak sebagai materiamorplus (tidak berbentuk jelas) dan bergranula dalam nucleus sel-selyang diwarnai saat interfase. Sebelum dan sesudah fase S, ada duaperiode saat berlangsung aktivitas metabolitik, pertumbuhan, dandiferensasi secara giat, yaitu fa se G1 (gap 1) dan G2 (gap 2). Selama G1,sel-sel mempersiapkan sintesis DNA (fase S), sedangkan selama G2,terjadi pertumbuhan dan pembesaran sel (Stansfield, 2007).Fase M atau mitosis terdiri atas 4 fase yang utama yaituprofase, metaphase, anaphase, dan telofase. Mitosis biasanya adalah faseterpendek dalam siklus sel , hanya berlangsung selama 1 jam dari waktutotal siklus sel sepanjang 18-24 jam dalam sebuah sel hewan ideal. Lamawaktu yang dihabiskan dalam fase-fase lainnya yaitu pada fase G1berlangsung selama 6-12 jam, fase S 6-8 jam, dan fase G2 3-4 jam.Waktu yang
dihabiskan pada masing-masing fase mitosis cukupberbeda-beda. Profase biasanya memerlukan waktu yang jauh lebih lamadaripada fase-fase lainnya (Stansfield, 2007).
ProfasePada profase, kromosom-kromosom menebal atauberkondensasi, sehingga menjadi bias terikat dibawah mikroskopcahaya, mula-mula sebagai benang-benang tipis, lalu secara prognentmenjadi semakin pendek dan tebal karena mengumpar di sekelilingprotein-protein histon, kemudian mengumpar terpielin (supercore) padadirinya sendiri (Juwono,2000).
MetafaseSaat metaphase, serabut-serabut kinetokor dari MTOC yangbersebrangan akan mendorong dan menarik sentromer-sentromer yangmenjadi satu pada kromatid-kromatid saudari. Masingmasingkromosom berserak ke bidangnya yang biasa dekat dengan bagiantengah sel. Kromosomkromosom dijaga pada panni itu oleh tekanandari serabut-serabut MTOC yang bersebrangan (Juwono,2000).
AnafaseSelama anaphase, kromatid-kromatid saudari memirah dibagian sentromer dan tertarik ke kutub-kutub yang bersebrangan. Seiringbergeraknya masing-masing kromatid melalui sitosol yang kental,lengannya bergerak lambat dibelakang sentromer (yang melekat keserabut selendang melalui kinekotor), sehingga member bentuk khaspada kromatid tersebut , tergantung pada letak sentromernya kromosom-kromosom metasentrik tampak berbentuk V, kromosomkromosomsubmetasentrik berbentuk J, sedangkan kromosom-kromosom telosentrik tampak seperti batang.
TelofasePada telofase, masing-masing sel dari kromatid-kromatid yangmemisah, berkumpul pada kedua kutub sel. Kromosom mulai membukakumparannya dan kembali ke keadaan i nterfase. Gelendong bergenerasimembrane nucleus terbentuk kembali, dan sitoplasma membelah dalamproses yang disebut sitokinens. Sitokinesis pada sebagian besartumbuhan melibatkan pembentukan lempengan sel dari pectin yang
berawal dari tengah sel dan menyebar secara lateral ke dinding sel.Nantinya, selulora dan materi –
materi penguat lainnya ditambahkan kelempengan sel (jika selnya adalah sel tumbuhan), sehingga mengubahlempengan itu menjadi dinding sel yang baru (Stansfield, 2007).Jaringan yang mudah untuk ditelaah mitosis ialah meristem padatitik tumbuh akan bawang mewarnainya dengan zat pewarna yang meruaiakan tampak kromosom-kromosom dalam sel-sel yang membelah diri. Selakar bawang yang baru terbentuk berisi 16 kromosom 8 diantaranya padamulanya disumbangkan oleh “bapak” tumbuhan bawang, yaitu tumbuhan
yang menyediakan gamet jantan kromosom ini sering dinamai kromosompaternal. Pada banyak sel, termasuk bawang. Satu atau lebih kromosom itumempunyai nukleous. Ini dapat diamati dengan kromosom mikroskopbiologi. Keadaan yang amat lembut ini pada kromosom selama mera antarapembelahan sel tidak seharusnya menggambarkan mereka itu lembab padasaat itu. Malah sebaliknya, mereka itu aktif benar dalam sintesis RNA dansejenak sebelum pembelahan sel berikutnya. Juga dalam sintesis DNA,sebenarnya kandungan DNA menjadi dua kali diantara pembelahan-pembelahan sel (Kimball,1983). BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN3.1
Waktu dan Tempat
Praktikum pembelahan sel periode mitosis ini dilaksanakan pada hari Jum’at, 5 Desember 2011.
Pukul 14.00-16.00 WITA. Bertempat diLaboratorium Mikrobiologi dan Bioteknologi Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam Universitas Mulawarman, Samarinda. 3.2
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum pembelahan sel periodemitosis ini yaitu: mikroskop biologi, pinset, kaca preparat, kaca penutup,cawan petri, silet, kertas penghisap, lampu spritus, dan alat pengetuk (pensilkayu).Bahanbahan yang digunakan dalam praktikum “Pembelahan sel periode mitosis yaitu: ujung akar bawang bombai ( Allium
sp.) , larutan HCl 1N dan aceto-orcein 2%. 3.3
Cara Kerja
Cara kerja dalam praktikum kali ini yaitu :
Dipilih ujung akar bawang bombai ( Allium
sp.) yang tidak buruk (akarpanjangnya antara 1-3 cm).
Direndam akar larutan HCl 1 N selama 15 menit agar spesimen terfiksasidan menjadi lunak.
Dipindahkan specimen pada kaca preparat yang sudah ditetesi aceto-orcein 2% dibiarkan selama 10 menit.
Dipotong specimen sekitar 1 mm dari ujung dan sisanya dibuang.
Ditutup dengan kaca penutup lalu dipanaskan di atas lampu spiritus.
Dilakukan metode squash. Diletakkan kertas pengisap di at as kacapreparat, lakukan sedikit penekanan . Selanjutnya tekan pada salah satusudut kaca penutup dengan ibu jari, bersamaan i tu kaca penutup diketuk-
ketuk dengan bagian ujung pensil kayu dengan arah dari tengah kepinggir.
Diamati dibawah mikroskop dari pembesaran lensa 10x sampai dengan100x. Dibuat gambar hasil pengamatan. BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil Pengamatan
Berdasarkan praktikum “Pembelahan sel periode mitosis” yang
kami lakukan didapatkan hasil sebagai berikut.4.1.1 Tabel hasil pengamatan pada bawang bombai dengan perbesaran 40 x10NoGAMBAR TAHAPAN MITOSIS KETERANGAN1 Interfase1.
Kromosom2.
Selubung inti3.
Benang-benangkromosom2 Profase Awal1.
Benang-benangkromosom2.
Kromosom3 Profase Tengah1.
Sentromer2.
Kromosom4Metafase1.
Gelendong2.
Sentromer5 Anafase1.
Kromosom terpisah2.
Kutub3.
Benang gelendong
NoGAMBAR TAHAPAN MITOSIS KETERANGAN6 Interfase1.
Sekat sel2.
Nukleus3.
Sentrosom
Pembahasan
4.2.1 Pengertian mitosis serta tahap-tahap pembelahannyaMitosis adalah proses pembelahan sel yang menghasilkan dua selanak yang ma sing-masing memiliki sifat dan jumlah kromosom yang samadengan jumlah sel induknya. Mitosis berlangsung pada semua sel, kecualipada sel-sel yang akan menjadi kelamin. Kromosomnya berpasangansehingga disebut (2n) diploid (Juwono, 2000).Pembelahan mitosis berlangsung secara bertahap melalui beberapafase, yaitu profase, metaphase, anafashe, dan telofashe. Selain itu ada pulainterfase yang merupakan fase antara metosis satu dan metosis berikutnya(Stanfield,2007).ProfasePada tahap profase, sel induk yang akan membelah memperlihatkangejala terbentuknya dua sentriol dari sentrosom, yang satu tetap di tempat,yang satu bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Pada permulaan profasekromosomkromosom menjadi lebih pendek dan tebal. Pada akhir profasemulai terbentuklah benang-benang gelendong inti pada masing-masingkutub sel yang letaknya berlawanan (Kimball,1983).MetafaseMetafase ditandai dengan munculnya gelendong. Struktur ini terjadidari sebaris mikrotobula yang meluas di antara ujung-ujung atau kutub seltersebut. Sentromer setiap duplet mulai lengket pada sekumpulanmikrotobula dan berpindah ke suatu titik di tengah-tengah antara kutub-kutub. Ujung lepas kromosom dapat secara acak arahnya, tetapi semuasentromer terletak persis dalam satu bidang di ekuator (Kimball,1983).AnaphaseAnaphase mulai ketika kromosom yang terduplikat dari setiapduplet saling berpisah. Kini bergerak memisah, masih pada gelembung danbergerak ke kutub berlawanan, sambil melepas ujung-ujungnya yang lepasdi belakangnya. Matafor tampaknya jatuh karena ujung-ujung yang bebaskromosom tersebut kini membalik kearah ekuator seolah-olah adanya geseran denagn sitoplasma di sekitarnya menghalangi geraknya menujukutub (Kimball,1983).TelofaseTelofase kira-kira merupakan kebalikan dari profase. Begitu sampaike kutub maka kromosom mulai membuka gulungannya. Nukleus timbulkembali, membran nuklir mulai membentuk sekitar kromosom. Akhirnyastruktur yang disebut lempengan sel muncul di ekuator (Kimball,1983).InterfasePada fase interfase ADN telah berlipat dua dan tiap kromosommembelah memanjang menjadi dua bagian yang masing-masing masihterikat oleh sebuah sentromer bersamaaan. Belahan kromosom ini disebutkromatid (Suryo, 1997).4.2.2 Hasil PengamatanDari percobaan yang telah dilakukan dapat dijelaskan bahwa padasaat interfase DNA tidak melilitkan dirinya dan tidak terlihat denganmikroskop sebagai kromosom. Pada fase profase, kromosomkromosommenebal, mula-mula sebagai benang tipis. Di profase akhir, sebuahkromosom menjadi lebih jelas dilihat dengan mikroskop. Saat metaphase,serabu-serabut kromosom bergerak ke bidang bagian tengah sel. Selamaanaphase, kromatid memisah di bagian sentromer dan tertarik kekutub-
kutubyang berlawanan. Pada telofase, masing-masing dari kromatid yangmemisah berkumpul pada dua kutub sel, pembelahan tampak memotonggaris tengah sel memanjang sampai awal memisah menjadi dua sel.4.2.3 Faktor KesalahanDalam praktikum pembelahan sel periode mitosis telah terjadi beberapakesalahan, yaitu: -
Pada saat melakukan metode squash , penekanan pada ka ca preparatdapat terjadi terlalu kuat sehingga merusak komponen sel yang telah
lunak. Maka sebaiknya pada saat melakukan metode squash dengan hati-hati. -
Waktu memotong ujung akar. Pada waktu memotong ujung akarsebaiknya pada pukul 08.00 s/d 11.00 karena pada waktu tersebutmerupakan waktu yang baik untuk mengamati proses pembelahan mitosispada ujung akar bawang bombai dikarenakan sel-sel meristem ujung akarpaling aktif membelah pada saat itu. -
Proses pengecambahan bawang bombai. Sebaiknya para praktikanmemeriksa keadaan bawang yang telah ditaruh di atas gelas air mineralsetiap dua hari sekali agar pada saat praktikum sudah ada akar yang siapdiamati.
BAB VPENUTUP5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari praktikum ini yaitu sebagai berikut : -
Tahap-tahap pembelahan pada tanaman bawang bombai ( Allium
sp.)berlangsung melalui beberapa fase yaitu profase, metaphase, anaphase,dan telofase. Selain itu ada pula interfase, yang merupakan f ase antaramitosis satu dengan mitosis berikutnya -
Mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatic(sel tubuh) dan sangat aktif pada jaringan meristem, yang menghasilkandua sel anakan memiliki genotype yang sama dan identik dengan selinduknya.
-
Fungsi dari larutan asam klorida (HCl) 1 N adalah untuk melunakkan jaringan ujung akar yang akan diamati. Sedangkan aceto-orcein 2%untuk memberikan warna yang berbeda dan agar kromosom yang diamatiakan terlihat lebih jelas. 5.2 Saran
Sebaiknya praktikum pembelahan periode mitosis dilakukan padapagi hari, sekitar 10.00 pagi. Agar dapat terlihat proses pembelahan dari akarbawang bombai ( Allium
sp.). tapi pada umumnya praktikum ini belumberjalan dengan baik karena kurangnya bahan pengamatan.
DAFTAR PUSTAKA
Asih, Yasmin. 1996. Anatomi Fisiologi Tubuh Manusia dan Sistem Reproduksi Manusia
. EGC: JakartaCampbell, Neel A. 2002. Biologi Edisi Kelima Jilid 1
. Erlangga: JakartaElrot, Susan, Stansfield William. 2007. Genetika Edisi keempat
. Erlangga: JakartaJuwono, Achmad, Zulfa Juniarto. 2000. Biologi Sel
: EGC: JakartaKimball, J W. 1983. Biologi Jilid 1 Edisi Kelima
. Erlangga: JakartaSuryo. 1987. Genetika Manusia
. Gajah Mada University Press: Jogjakarta
Gambar tahapan mitosis Interfase 1. Kromosom 2. Selubung inti 3. Benang benang kromosom Profase awal 1. Benang2 kromosom 2. Kromosom Profase tengah 1. Sentromer 2. Kromosom Metafase 1. Gelendong 2. Sentromer Anafase 1. Kromosom terpisah 2. Kutub 3. Benang gelendong
