PENGARUH PENGARUH KONSENTRASI PEWARNA TEKSTIL WANTEX MERAH TERHADAP FREKUENSI PINDAH SILANG
CROSSI NG OVE OVE R ) PADA LALAT BUAH (D r osophi osophila la melanogaster lanogaster ) (CROSSI PERSILANGAN STRAIN N dan bcl.
Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Genetika 2 yang dibina oleh Prof. Dr. Siti Zubaidah, M.Pd dan Andik Wijayanto, S.Si, M.Si.
Disusun Oleh: Kelompok 12 Offering C / S1 Pendidikan Biologi
Nanda Choirun Nisa Z.M
160341606088 160341606088
Zahra zu lina
160341606029 160341606029
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN BIOLOGI November 2018
BAB 1 PENDAHULUAN
1. Latar belakang. Wantex
merupakan
salah
satu
pewarna
sintetis
tekstil
yang
mengandung bahan/zat yang sangat berbahaya bila masuk ke dalam tubuh. Sumarlin, La Ode (2009) menyatakan bahwa penggunaan pewarna sintetis tekstil dalam makanan dapat memungkinkan terjadinya toksisitas, kanker, deformasi dan lain-lain. Salah satu pewarna wantex yang sering digunakan dalam makanan adalah wantex warna merah. Wantex warna merah ini mengandung Rhodamin B. Rhodamin B berbentuk serbuk merah keunguan yang mudah larut dalam air dengan warna warna merah unguan dan berflourensi kuat. (Info POM, 2008). Pindah silang atau crosing over adalah proses penukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan kakak beradik (non-sister (non-sister chromatids) chromatids) dari sepasang kromosom homolog (Suryo, 2008). Pindah silang juga dapat melibatkan kromatid sesaudara, namun sulit untuk dideteksi karena biasanya bersifat identik (Gardner, 1991). Menurut Suryo (2008), nilai pindah silang tidak akan melebihi 50%, atau bahkan kurang dari 50%, itu dikarenakan beberapa alasan yaitu hanya dua dari empat kromatid saja yang ikut mengambil bagian pada peristiwa pindah silang dan pindah silang ganda akan mengurangi ban yaknya tipe rekombinasi yang dihasilkan. Terbentuknya individu rekombinan tersebut dapat menyebabkan terjadinya penyimpangan rasio hasil persilangan (F2) dari Hukum Mendel II. Penelitian lain juga dilakukan oleh Falya (2010) tentang pengaruh Rhodamin dilakukan dengan menggunakan mencit, hasilnya ada nekrosis pada sel hati dan ginjal mencit. Pindah silang juga dipengaruhi oleh faktor eksternal misalnya zat-zat kimia yang masuk di dalam tubuh. Salah satu zat kimia tersebut adalah pewarna sintetis pada makanan (Peters, 2007). Fenomena pindah silang menghasilkan penemuan-penemuan dan laporan-laporan baru yang berhubungan dengan peristiwa pindah silang pada pada Drosophila
melanogaster . Beberapa gen, seperti mei-9 (Peters, 2007). mei-41, c(3) G, meiW68, mei-352, serta mei-218 serta mei-218 merupakan merupakan gen-gen yang mengkodekan protein esensial dalam peristiwa pindah silang pada Drosophila (Hemmer L. W., Blumenstiel J. P.,.2016) . Gen mei-217 juga terlibat dalam peristiwa pindah silang. menyertakan gen c(2) M, serta mei-P26 dalam dalam publikasinya mengenai gen yang turut meregulasi peristiwa pindah silang yang terjadi di Drosophila (Anderson, 2005). Penelitian tentang pengaruh wantex terhadap tubuh perlu diteliti lebih jauh, yaitu yang terkait dengan proses ekspresi gennya. Maka peneliti menggunakan lalat buah Drosophila melanogaster sebagai objek uji dalam penelitian tentang pengaruh wantex pada tubuh. Alasan lain penggunaan D.melanogaster adalah karena hal-hal berikut: 1) Muda dikawinkan dan berkembang biak 2) pengaruh gen yang merugikan merugikan akan nampak dengan mudah setelah beberapa generasi 3) jumlah kromosom di dalam inti sel lalat kecil, sehingga kemungkinan adanya gen-gen yang terangkai sangat besar (Suryo, 2010). Berdasarkan pemaparan latar belakang diatas, maka peneliti ingin melakukan
penelitian
KONSENTRASI
lanjutan
PEWARNA
untuk
mengetahui
TEKSTIL
“ PENGARUH
WANTEX
MERAH
TERHADAP FREKUENSI PINDAH SILANG ( CROSSING OVER ) PADA LALAT BUAH ( Drosophila melanogaster ) PERSILANGAN STRAIN N dan bcl.
2. Rumusan masalah Berdasarkan latar belakang di atas dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut. a. Bagaimana pengaruh konsentrasi pewarna tekstil wantex merah (0%, 0.3%, 0.9%, 1.2 %, 1.5%, ) pada frekuensi F2 crossing over persilangan persilangan strain bcl ♂ >< N♀?
3. Tujuan penelitian. Berdasarkan rumusan masalah di atas maka dapat dikemukakan beberapa tujuan sebagai berikut. a.
Mengetahui pengaruh konsentrasi pewarna tekstil wantex merah (0%, 0.3%, 0.6 %, 0.9 %, 1.2 %, 1.5 %) pada frekuensi F2 crossing over persilangan strain bcl ♂ >< N♀.
4. Kegunaan penelitian Penelitian ini memiliki beberapa kegunaan antara lain Bagi Mahasiswa a.
Menjadi dasar penelitian lebih lanjut mengenai fenomena pindah silang (crossing over ).
b.
Memberikan informasi dan pemahaman kepada mahasiswa tentang pengaruh wantex pada persilangan D. melanogaster.
c.
Memberikan pengetahuan dan informasi kepada mahasiswa mengenai kemungkinan terjadinya fenomena pindah silang pada persilangan D.melanogaster strain N♂ >< bcl ♀.
Bagi Pembaca a.
Menjadi dasar penelitian lebih lanjut mengenai fenomena pindah silang (crossing over ).
b.
Memberikan informasi dan pemahaman kepada pembaca tentang pengaruh wantex pada persilangan D. melanogaster .
Bagi peneliti a. Mengembangkan ilmu genetika dengan melakukan penerapan teori melalui praktikum proyek D. melanogaster . b. Memberikan informasi serta bukti tentang pengaruh wantex pada persilangan strain bcl ♂ >< N ♀. c. Memberikan pemahaman tentang pengaruh wantex pada persilangan D. melanogaster.
d. Memberikan informasi mengenai fenotip yang dihasilkan pada persilangan D. melanogaster strain bcl ♂ >< N ♀. e. Memberikan informasi mengenai fenomena pindah silang (crossing over ) pada persilangan D. melanogaster strain bcl ♂ >< N♀. f. Mengetahui frekuensi pindah silang pada persilangan D. melanogaster strain bcl ♂ >< N♀. 5. Asumsi penelitian a. Semua faktor lingkungan seperti suhu, intensitas cahaya, kelembapan, dan tempat pembiakan dianggap sama. b. Semua perlakuan yang dilakukan pada setiap ulangan persilangan selama proses penelitian dianggap tidak sama, hal ini disebabkan karena ada perbedaan konsentrasi yaitu: 0%, 0.3%, 0.6%, 0.9 %, 1.2 %, dan 1.5 %. c. Pengambilan data pada hasil persilangan D. melanogaster strain bcl ♂ >< N ♀ untuk F2 didasarkan pada warna tubuh, bentuk sayap,dan jumlah anakan hasil persilangan. d. Umur dan kondisi D. melanogaster yang digunakan dalam penelitian dianggap sama. 6. Batasan masalah a. fenotip yang diamati adalah warna tubuh, dan bentuk sayap,warna mata. b. strain yang digunakan adalah N dan bcl c. pewarna sintetik yang digunakan adalah pewarna pakaian dengan merek dagang wantex merah d. konsentrasi wantex merah yang digunakan dalam penelitian adalah 0%, 0.3 %, 0.6 %, 0.9 %, 1.2 %, dan 1,5%. 7. Definisi operasional. a. Genotip adalah keseluruhan jumlah informasi genetik yang terkandung pada suatu makhluk hidup ataupun konstitusi genetik dari suatu makhluk hidup dalam hubungannya dengan satu atau beberapa lokus gen yang sedang menjadi perhatian (Ayala, 1984 dalam Correbima, 2013; 36).
b. Fenotip adalah karakter – karakter yang dapat diamati pada suatu individu (yang merupakan hasil interaksi antara genotip dan lingkungan tempat hidup dan berkembang) (Ayala 1984 dalam Correbima, 2013; 36). c. Strain adalah suatu kelompok intraspesifik yang hanya memiliki satu atau sejumlah kecil ciri yang berbeda, biasanya secara genetik dalam keadaan homozigot untuk ciri – ciri tersebut (Indayati, 1999 dalam Muliati, 2000). d. Pindah silang adalah proses penukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan kakak beradik (non-sister chromatids) dari sepasang kromosom homolog (Ayala, 1984 dalam Correbima, 2013; 36) . e. Tipe rekombinan adalah tipe turunan yang bukan tipe parental yang muncul akibat perubahan posisi faktor gen tertentu dari suatu kromosom ke pasangan homolognya karena pertukaran bagian- bagian kromosom (Ayala, 1984 dalam Correbima, 2013; 36) . f.
Frekuensi pindah silang , Frekuensi pindah silang adalah tingkat jumlah terjadinya peristiwa pindah silang (crossing over ) dalam satu waktu . (Ayala, 1984 dalam Correbima, 2013; 36) .
g. Pewarna sintetik adalah salah satu zat pewarna sintetik yang biasa digunakan pada industri tekstil dan kertas. (Ayala, 1984 dalam Correbima, 2013; 36) .
BAB II KAJIAN PUSTAKA
1. Sistematika Droshophila Drosophila melanogaster adalah suatu serangga kecil dengan panjang dua sampai lima milimeter dan komunitasnya sering kita temukan di sekitar buah yang rusak/busuk. Drosophila melanogaster seringkali digunakan dalam penelitian biologi terutama dalam perkembangan ilmu genetika. Ada beberapa alasan Drosophila melanogaster dijadikan sebagai model organisme yaitu karena Drosophila melanogaster ukuran tubuhnya kecil,mudah ditangani dan mudah dipahami, praktis, siklus hidup singkat yaitu hanya dua minggu, murah dan mudah dipelihara dalam jumlah besar, mudah berkembangbiak dengan jumlah anak banyak, beberapa mutan mudah diuraikan (Yatim, 1995). Klasifikasi Drosophila melanogaster Menurut Balqis (1995) lalat buah diklasifikaskan sebagai berikut: Kingdom
: Animalia
Phylum
: Arthropoda
Class
: Insecta
Order
: Diptera
Sub Order
: Cyclorrhapha
Family
: Drosophilidae
Genus
: Drosophila
Species
:
Drosophila
Gambar 2.1 Drosophila
melanogaster Sumber: Yatim, 1995
melanogaster
Menurut Suryo (2010) pada Drosophila melanogaster selain dari keadaan normal (N) ditemukan ada beberapa strain yang merupakan hasil mutasi
dan
menghasilkan
mutan-mutan
yang
berbeda
dari
keadaan
normalnya. Perbedaan tersebut terutama terkait dengan warna mata, bentuk mata, dan bentuk sayap. Drosophila melanogaster strain N (wild type) memiliki
bentuk mata bulat, warna mata merah, warna tubuh kuning kecoklatan, ukuran sayap menutupi seluruh tubuh. Drossophilla melanogaster strain bcl terjadi mutasi pada gen b (kromosom II, lokus 48.5) (kromosom II, lokus 16.5) menyebabkan warna tubuhn ya hitam dan matanya bewarna cokelat (Sinnot, 1958).
Gambar 2.2 Peta Kromosom pada Drosophila melanogaster Sumber: (Ayala , 1984)
2. Pewarna Tekstil wanteks. Wantex adalah pewarna sintesis untuk pewarna pakaian. Berdasarkan
rumus kimianya, zat warna sintetis dalam makanan menurut “ Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives” (JECFA) dapat digolongkan dalam beberapa kelas, yaitu : azo, triarilmetana, quinolin, xanten dan indigoid (Siswati, 2006).
Rhodamin B merupakan zat pewarna sintetis berbentuk serbuk k ristal berwarna kehijauan, dalam bentuk larutan pada konsentrasi tinggi berwarna merah keunguan dan konsentrasi rendah berwarna merah terang. Termasuk golongan pewarna xanthenes basa, dan terbuat dari meta-dietilaminofenol dan ftalik anhidrid, suatu bahan yang tidak bisa dimakan serta sangat berfluoresensi (Rothwell, 1983). Rhodamin B digunakan sebagai pewarna kertas, kapas, wool, serat kulit kayu, nilon, sabun dan industri tekstil sebagai pewarna bahan kain atau pakaian dan dalam laboratorium digunakan sebagai pereaksi (reagensia) untuk identifikasi plumbum, bismuth, kobalt, merkuri (Cu), mangan (Mg), thalium (Th) dan sebagai bahan uji pencemaran air. bahan pewarna kertas sehingga dihasilkan warna-warna kertas yang menarik. Sayangnya zat yang seharusnya digunakan sebagai pewarna tekstil dan kertas tersebut digunakan pula sebagai pewarna makanan (Siswati, 2006).
Gambar 2.3 Struktur Kimia Rhodamine Sumber: Siswati, 2006.
Di dalam struktur Rhodamin B terdapat ikatan dengan senyawa klorin (Cl) dimana atom klorin tergolong sebagai senyawa halogen dan sifat halogen yang berada di dalam senyawa organik sangat berbahaya dan memiliki reaktivitas yang tinggi untuk mencapai kestabilan dalam tubuh dengan cara berikatan terhadap senyawa-senyawa di dalam tubuh yang menimbulkan efek toksik dan memicu kanker (Kusmayadi dan Sukandar 2009).
Menurut Luthana (2008) unsur Cl dapat menyebabkan gangguan sintesis protein, dapat bereaksi dengan asam nukleat, purin dan pirimidin, sehingga
dapat
mengganggu
regulasi
gen,
menginduksi
asam
deoksirilbonukleat (DNA) dengan diiringi kehilangan kemampuan DNAtransforming, serta menjadi penyebab timbulnya penyimpangan kromosom. Dalam struktur Rhodamin B juga terdapat ikatan dengan senyawa klorin (Cl) di mana atom klorin tergolong sebagai senyawa haloge n dan bersifat berbahaya apabila terdapat di dalam tubuh makhluk hidup dapat memicu kanker (Mcheck, 2013). Efek negatif lainnya adalah menyebabkan gangguan fungsi hati atau bahkan bisa menyebabkan timbulnya kanker hati. Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa zat pewarna tersebut memang berbahaya bila digunakan pada makanan. Hasil suatu penelitian menyebutkan bahwa pada uji terhadap mencit, Rhodamine B menyebabkan terjadinya perubahan sel hati dari normal menjadi nekrosis dan jaringan di sekitarnya mengalami disintegrasi. Kerusakan pada jaringan hati ditandai dengan adanya piknotik (sel yang melakukan pinositosis) dan hiperkromatik dari nukleus, degenerasi lemak dan sitolisis dari sitoplasma. Dalam analisis yang menggunakan metode destruksi yang kemudian diikuti dengan analisis metode spektrofometri, diketahui bahwa sifat racun Rhodamine B tidak hanya disebabkan oleh senyawa organik saja tetapi juga oleh kontaminasi senyawa anorganik terutama timbal dan arsen. Keberadaan kedua unsur tersebut menyebabkan Rhodamine B berbahaya jika digunakan sebagai pewarna pada makanan, obat maupun kosmetik sekalipun (Siswati, 2006). Terdapat pula senyawa Alkilating (CH3-CH3 ) dan bentuk struktur kimia yang poli aromatik hidrokarbon (PAH) dimana bentuk senyawa tersebut bersifat sangat radikal, menjadi bentuk metabolit yang reaktif setelah mengalami aktivasi dengan enzim sitokrom P-450. Bentuk radikal ini akan berikatan dengan protein, lemak dan DNA. (PAH) dimana bentuk senyawa tersebut bersifat sangat radikal dan menjadi bentuk metabolit yang reaktif
setelah mengalami aktivasi oleh enzim sitokrom P-450. Bentuk radikal ini akan berikatan dengan protein, lemak dan DNA sehingga menyebabkan tidak terjadinya pindah silang. t senyawa poli aromatik hidrokarbon (PAH) yang merupakan radikal bebas juga akan berikatan dengan atom H yang ad a di DNA yang secara langsung akan merubah komposisi dari DNA sehingga DNA mengalami kerusakan dan menyebabkan fungsi dari DNA tersebut terganggu (Poedjiadi ,2006). 3. CO (crossing over ). Pindah silang (crossing over ) adalah peristiwa pertukaran bagian bagian antara kromosom-kromosom homolog (Corebima, 2013), sedangkan menurut Suryo (2008), pindah silang atau crossing over merupakan proses penukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan kakak beradik (nonsister chromatids) dari sepasang kromosom homolog. Menurut Gardner (1991) peristiwa pindah silang terjadi selama sinapsis dari kromosom-kromosom homolog pada saat zygoten dan pachiten dari profase pada meiosis I, Champbell (2008) juga menjelaskan bahwa pindah silang terjadi selama profase meiosis I. Proses pindah silang dimulai Tahapan pembelahan meiosis terdiri atas meiosis I dan meiosis II, masing-masing dengan tahap profase, metafase,
anafase dan telofase. Meiosis I adalah tahap reduksi kromosom. Tahap profase I (fase terlama meiosis), dibagi lagi menjadi beberapa tahap: 1) Leptoten Kromatin memadat membentuk kromosom. 2) Zigoten yaitu
Kromosom homolog saling berdekatan dan menempel (sinapsis). Sentrosom membelah menjadi 2 sentriol, kemudian menuju kutub yang berlawanan. 3) Pakiten yaitu Kromosom homolog saling menempel membentuk struktur tetrad/bivalen dan mengganda.
Pindah silang (crossing over) gen pada
kromosom homolog terjadi pada kiasma, yaitu bagian lengan dua kromosom yang
saling
menempel
.
kiasma
memperlihatkan
konfigurasi
yang
menyilang.Tiap silangan itu diinterpretasikan sebagai chiasma yang berarti telah terjadi suatu pemutusan dan penyambungan kembali, yang diikuti
pertukaran resiprok antara kedua kromatid di dalam bentukan bivalen (satu kromatid bersifat paternal, sedangkan yang lain bersifat maternal) Rothwell (1983). Kompleks sinaptonemal , kromosom-kromosom yang berpasangan di
saat profase meiosis sering Saat profase I, kromosom homolog membentuk pasangan yang disebut sinapsis dengan bantuan protein pada kompleks sinaptonemal. Kompleks protein yang amat besar, disebut modul rekombinasi (diameternya kira-kira 90 nm) terjadi pada setiap jarak tertentu di sepanjang kompleks sinaptonemal. Masing-masing modul rekombinasi itu diduga
berfungsi sebagai “mesin rekombinasi” multienzim yang mempengaruhi sinapsis dan rekombinasi Champbell (2008). Drosophila melanogaster jantan memiliki jumlah SC yang sedikit, hal Ini bertepatan dengan fakta bahwa pada Drosophila melanogaster jantan tidak pernah terjadi fenomena rekombinasi genetik.Beberapa protein SC dalam D. melanogaster telah diidentifikasi dan dicirikan. Berdasarkan studi terbaru menunjukkan bahwa synaptonemal complex (SC) yang dimiliki oleh
Drosophila melanogaster betina memiliki struktur yang serupa dengan SC pada eukariota lainnya (Von, 1984). Synaptonemal Complex (SC)
terdiri dari tiga bagian utama pada
kebanyakan eukariota yaitu Lateral Element (LEs), Transverse Filament (TFs), dan Central Element (CE) (Rasmusse, 1973). Menurut Collins, (2014) menyatakan bahwa Synaptonemal complex pada Drosophila melanogaster tersusun dari 5 protein yaitu gen C(3)G, gen C(2)M, gen ORD, gen CONA, dan gen Corolla yang memiliki struktur dan fungsi spesifik di dalam satu susunan tripartit.
Gambar 2.4 Susunan tripartit synaptonemal complex (Sumber : Hemmer, 2016)
C(3)G , satu-satunya protein TFs Drosophila yang telah diketahui.
Seperti protein lainnya, ia memiliki domain N-terminal dan C-terminal yang berbentuk bulat dan sebuah domain inti melingkar internal (Page, 2004). Molekul gen c(3)G, yang ketiadaannya menguraikan pembentukan kompleks synaptonemal, C(3)G diperlukan untuk synapsis, konversi DSB menjadi crossover dan mungkin konversi gen (Page, 2004). C(2)M, merupakan komponen LEs dan bertanggung jawab atas pembentukan bagian penting suatu kromosom, perbaikan DSB meiosis, dan perakitan CE kontinu (Anderson, 2005). ORD, protein yang menyusun LEs .ORD memiliki fungsi melokalisasi lengan kromosom selama awal profase I yakni diperlukan untuk pemisahan kromosom, pemuatan kompleks kohesi pada sumbu kromosom, rekombinasi meiotik normal, dan stabilitas SC. Hal tersebut menunjukkan bahwa ORD menekan pertukaran kromatid sesaudara (Webber, 2004). CONA, adalah protein mirip pilar yang sejajar di luar CE padat.CONA mempromosikan pematangan DSB menjadi crossover dan synapsis tidak terjadi pada mutan cona (Page, 2004). Selain itu, CONA keduanya bekerja sama dengan C(3)G dan
menstabilkan polikompleks C(3)G (Page, 2004). Corolla, CE dibentuk oleh dua protein lain yaitu corona dan corolla. Corona, yang biasa disebut CONA. Corolla juga dilokalisasi di dalam CE dan berinteraksi dengan CONA (Collins, 2014).Semua protein ini memiliki peran eksklusif untuk meiosis betina kecuali ORD, yang juga berfungsi dalam kohesi antar kromatid sesaudara pada Meiosis I dan II dan diperlukan untuk gametogenesis pada kedua jenis kelamin Drosophila (Mason, 1976). Pada dasarnya ATP digunakan individu dewasa untuk perbaikan kerusakan DNA yang akan mengkode pembentukan enzim-enzim yang berperan saat terjadi pembelahan Ketika pindah silang terjadi, ada beberapa gen dan protein yang terlibat yaitu protein synaptonemal complex dan spo11 serta gen mus309, gen MSH4, dan gen MSH5 ( Lewin,2004). Nilai pindah silang , Telah kita ketahui dalam penjelasan sebelumnya
bahwa fenomena pindah silang menghasilkan dua jenis keturunan, yaitu tipe parental dan tipe rekombinan. Perbandingan jumlah turunan keduanya dapat dilihat dengan cara menghitung nilai (persentase) pada turunan rekombinan. Besarnya nilai pindah silang dapat kita tentukan dari perbandingan jumlah individu rekombinan dengan semua individu turunan dikali 100%. Biasanya jumlah perbandingan antara individu tipe parental dengan individu rekombinan terdapat perbedaan yang cukup jauh Suryo (2010),. Menurut Suryo (2010), nilai pindah silang tidak akan melebihi 50%, atau bahkan kurang dari 50%, itu dikarenakan beberapa alasan yaitu: -
Hanya dua dari empat kromatid saja yang ikut mengambil bagian pada peristiwa pindah silang.
-
Pindah silang ganda akan mengurangi banyaknya tipe rekombinasi yang dihasilkan.
-
Penghitungan nilai pindah silang dapat dihitung dengan rumus :
Frekuensi turunan tipe rekombinan =
rekombinan X 100 % parental rekombinan
Frekuensi tipe parental =
totalparental total (rekombinan parental )
x100%
Faktor yang mempengaruhi Crossing over. Adapun faktor-faktor yang
mempengaruhi
peristiwa
pindah
silang
menurut
Suryo
(2008),
kemungkinannya dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: (1) Temperatur yang melebihi atau kurang dari temperatur biasa dapat memperbesar kemungkinan terjadinya pindah silang. (2) Makin tua umur suatu individu, makin kurang mengalami pindah silang. (3) Zat kimia tertentu dapat memperbesar kemungkinan pindah silang. (4) Penyinaran dengan sinar-X dapat memperbesar kemungkinan pindah silang. (5) Jarak antara gen-gen yang terangkai. Makin jauh letak satu gen dengan gen lainnya, makin besar kemungkinan terjadinya pindah silang.(6) Pada umumnya pindah silang dijumpai pada makhluk hidup betina maupun jantan. Namun demikian ada perkecualian, yaitu pada ulat sutera ( Bombix mori) yang betina tidak pernah terjadi pindah silang. 4. Pengaruh pewarna terhadap CO. Konsentrasi pewarna wantex berpengaruh terhadap frekuensi pindah silang, maka senyawa yang terkandung dalam pewarna wantex yang termakan oleh D.
melanogaster
akan
menyerang
gen-gen
pengkode
protein
synaptonemal complex. Oleh sebab itu, terjadi gangguan yang menurunkan frekuensi pindah silang. Selain itu, apabila gugus H pada gen-gen pengkode protein synaptonemal complex berikatan dengan gugus N maka gen gen tersebut tidak akan terekspresikan menjadi protein synaptonemal complex yang secara otomatis akan mempengaruhi terjadinya proses pindah silang (Adrian, 1973). ATP digunakan untuk perbaikan kerusakan DNA yang akan mengkode pembentukan enzim-enzim yang berperan saat terjadi pembelahan Ketika pindah silang terjadi, ada beberapa gen dan protein yang terlibat yaitu protein synaptonemal complex dan spo11 serta gen mus309, gen MSH4, dan gen
MSH5. Jika konsentrasi berpengaruh terhadap frekuensi pindah silang, maka senyawa yang terkandung dalam pewarna wantex yang termakan oleh D. melanogaster akan menyerang gen-gen pengkode protein synaptonemal complex. Oleh sebab itu, terjadi gangguan yang menurunkan frekuensi pindah silang. Selain itu, apabila gugus H pada gen-gen pengkode protein synaptonemal complex berikatan dengan gugus N maka gen gen tersebut tidak akan terekspresikan menjadi protein synaptonemal complex yang secara otomatis akan mempengaruhi terjadinya proses pindah silang (Adrian, 1973). 5. Kerangka konseptual Pindah silang adalah pemotongan kromosom dan penyambungan kembali yang terjadi pada Drosopila melanogaster selama profase meiosis I, dimana dalam proses tersebut terjadi pertukaran gen
Peristiwa pindah silang (crossing over ) dipengaruhi oleh beberapa hal baik dari faktor luar maupun faktor dalam
Faktor Eksternal :
Faktor Internal:
Zat kimia : Pewarna sintetis (Wantex) warna merah dengan konsentrasi 0%; 0.3 %; 0.6 %; 0.9 %; 1.2 %, 1.5 %)
Macam Strain (N, dan bcl) Jarak antar gen
Persilangan Drosophila melanogaster ♂bcl >< ♀N dengan masing -masing konsentrasi Wantex warna merah dengan konsentrasi (0%; 0.3 %; 0.6 %; 0.9 %; 1.2 %, 1.5 %)
Muncul fenotip tipe rekombinan dan parental pada F2 dari persilangan Drosophila melanogaster ♂ bcl >< ♀ N
Frekuensi pindah silang D.melanogaster ♂ bcl >< ♀ N
(crossing
over )
pada
persilangan
6. Hipotesis Ada pengaruh pemberian pewarna sintetis wantex (0%; 0.3 %; 0.6 %; 0.9 %; 1.2 %, 1.5 %) terhadap frekuensi pindah silang (crossing over) pada persilangan Drosophila melanogaster ♂bcl >< ♀ N.
BAB III METODE PENELITIAN
1. Rancangan penelitian Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental karena memberikan perlakuan pada objek penelitian. Penelitian ini dilakukan dengan menyilangkan D. melanogaster strain N dan bcl masing-masing sebanyak 4 kali ulangan untuk memperoleh data F1. Pengambilan data dilakukan secara langsung dengan menghitung dan mencatat semua fenotip yang muncul pada F2. Dari penelitian ini dapat diketahui pengaruh pemberian wantex terhadap fenotip yang muncul pada F1 maupun F2 terkait dengan fenomena crossing over. 2. Waktu dan tempat penelitian Penelitian dilakukan di di Laboratorium Genetika Jurusan Biologi FMIPA UM, mulai bulan Agustus sampai Desember 2018. 3. Populasi dan sampel a. Populasi Populasi pada penelitian ini adalah Drosophila melanogaster strain N dan bcl yang dibiakkan di Laboratorium Genetika Jurusan Biologi FMIPA UM. b.
Sampel Sampel dalam penelitian ini adalah Drosophila melanogaster starin N dan bcl yang terisolasi di Laboratorium Genetika Jurusan Biologi FMIPA UM.
4. Instrumen penelitian Instrumen dalam penelitian ini mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian.
Tabel 3.1 Tabel alat dan bahan .
No.
Alat
Fungsi
Bahan
1.
Pisau
Memotong pisang.
Kain kassa
2.
Blender
Menghaluskan
Tisu
meidum
medium
3.
Panci
Memasak medium
Plastik
4.
Selang
Mengampul pupa
Kertas pupasi
ampulan
lalat
Selang
Menyedot lalat
Spons
Memasak medium
Kertas label
Mengembangbiaka
Pisang Rajamala
5.
sedotan 6.
Kompor gas
7.
Botol selai
n lalat 8.
Timbangan
Menimbang bahan
Gula merah
medium 9.
Sendok
Mengambil
Tape singkong
medium 10. Kuas
Mengambil pupa
11. Pengaduk
Mengaduk medium D.melanogaster strain N
kayu
dan bcl
12. Gunting
Memotong selang
13. Spidol
Menulis jumlah
14. Neraca
Menimbang warna
Analitik 15. Mikroskop
Yeast
wantex Pengamatan fenotip
Pewarna Wantex merah
5. Prosedur kerja 1. Pengamatan Fenotip
a. Menyiapkan mikroskop stereo b. Mengeluarkan dari botol satu ekor jantan dan saru ekor betina Drosophila melanogaster strain N dan bcl. c. Memasukan ke dalam plastik. d. Mengamati fenotip Drosophila melanogaster di bawah mikroskop. e. Menggambar dan mencatat hasil amatan. 2. Pembuatan Medium
a. Menimbang bahan-bahan medium, yaitu : pisang rajamala, tape singkong, gula merah dengan perbandingan 7:2:1 (untuk satu resep). b. Mengiris pisang rajamala, tape singkong dan gula merah menjadi kecilkecil. c. Memblender pisang dan tape hingga halus. d. Memasak semua bahan yang telah dihaluskan selama 45 menit di atas api dengan menambah air secukupnya (hingga tidak terlalu encer dan tidak terlalu pekat). e. Memasukkan gula merah dan terus diaduk. f. Mematikan kompor dan memasukkan medium ke dalam botol selai dengan volume sekitar seperempat bagian botol selai dalam keadaan panas dan menutupnya dengan spons. g. Membiarkan medium dingin dengan merendam botol pada air yang diberi es batu. h. Menambahkan kurang lebih 3 butir yeast ke dalam botol berisi medium. i.
Memasukkan kertas pupasi dan menutup botol kembali.
j.
Untuk pembuatan medium perlakuan yaitu (0%; 0.3 %; 0.6 %; 0.9 %; 1.2 %, 1.5 %)
k. Pembuatan medium kontrol (0%) yaitu tanpa ada wantex warna merah, medium 0.3% yaitu mencampurkan 0.15 gram wantex warna merah dalam 50 gram medium, 0.6% yaitu mencampurkan 0.3 gram wantex warna merah dalam 50 gram medium, 0.9% yaitu mencampurkan 0.45
gram wantex warna merah dalam 50 gram medium, 1.2% yaitu 0.6 gram wantex warna merah dalam 50 gram medium, dan 1.5 % yaitu mencampurkan 0.75 gram wantex warna merah dalam 50 gram medium. 3. Peremajaan Stok
a. Menyiapkan beberapa botol selai yang berisi medium baru dan telah diberi yeast dan beserta kertas pupasi. b. Memindahkan lalat dari masing-masing strain dari masing-masing stok ke botol selai yang berbeda pada medium baru menggunakan selang plastik. c. Mengamati perkembangannya, jika muncul pupa warna hitam maka dilakukan pengampulan untuk melakukan persilangan. 4. Pengampulan Stok a. Pupa dari masing-masing strain yang sudah hitam diambil dengan
menggunakan kuas. b. Memasukkan pupa tersebut ke dalam selang plastik kecil. c. Mengisi sebagian tempat dengan irisan kecil pisang serta menutupnya dengan potongan gabus. d. Masing-masing selang diberi label nama strain maupun tanggal mengampul. e. Menunggu ampulan sampai menetas dan lalat siap untuk disilangkan. Umur lalat dalam ampulan maksimal tiga hari untuk persilangan. 5. Persilangan P1 a. Menyiapkan botol yang berisi medium , yeast, dan kertas pupasi sesuai jumlah persilangan dan ulangannya. b. Menyilangkan Drosophila melanogaster hasil ampulan strain ♀N ><
♂bcl . c. Memberi label tanggal persilangan dan jenis persilangannya. d. Membuat ulangan sebanyak 4 kali untuk setiap persilangan. e. Melepas induk jantan setelah persilangan berumur dua hari. f. Menunggu munculnya pupa . Perlakuan hanya sampai botol A g. Mengampul anakan F1.
h. Mencari anakan F1 yang ♀N untuk disilangkan dengan jantan resesif dari stock. 6. Persilangan P2 a. Menyilangkan hasil ampulan F1 ♀N dengan jantan resesif dari stock sebanyak 4 kali ulangan. Dengan menggunakan perlakuan penambahan wantex pada medium sesuai konsentrasi pada P1. b. Melepas induk jantan setelah umur persilangan berusia dua hari. c. Menunggu sampai muncul larva dan induk betina dipindah ke medium B sampai D induk mati. d. Mengamati dan menghitung fenotip yang muncul sebagai F2. e. Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan. 6. Teknik pengumpulan data Data yang dikumpulkan pada penelitian ini terambil fenotipe Perhitungan F2 pada persilangan N ♀ dan bcl ♂dengan empat ulangan selama 7 hari berturut – turut. Tabel 3.2 Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 0 % Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
Konsentrasi Wantex 0% U1 U2 U3 U4
N b bcl cl
∑ Total Tabel 3.3 . Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 0.3% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok ∑ Total
N b bcl cl
Konsentrasi Wantex 0.3% U1 U2 U3 U4
Tabel 3.4 Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 0.6% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
Konsentrasi Wantex 1.5% U1 U2 U3 U4
N b bcl cl
∑ Total Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
Konsentrasi Wantex 0.6% U1 U2 U3 U4
N b bcl cl
∑ Total Tabel 3.5 Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 0.9% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
Konsentrasi Wantex 0.9% U1 U2 U3 U4
N b bcl cl
∑ Total Tabel 3.6 Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 1.2% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok ∑ Total
N b bcl cl
Konsentrasi Wantex 1.2% U1 U2 U3 U4
Tabel 3.6 Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 1.5% Persilangan Fenotip
Konsentrasi Wantex 1.5 % U1 U2 U3 U4
N b bcl cl
N F1♀>< ♂bcl stok ∑ Total 7. Teknik analisis data Teknik
analisis
data
yang
digunakan
pada
penelitian
ini
menggunakan rekonstruksi persilangan F1 sampai F2, dilanjutkan dengan membandingkan rasio dari kedua persilangan. Pada persilangan yang menunjukkan fenomena pindah silang, maka dilakukan perhitungan frekuensi pindah silang. Selain itu, jika data yang diperoleh sudah mencukupi
akan
dilakukan
analisis
data
secara
statistika
menggunakan Anava. Adapun rumus untuk menghitung frekuensi pindah silang : Frekuensi turunan tipe parental =
rekombinan parental X 100 % parental rekombinan
Frekuensi turunan tipe rekombinan =
rekombinan X 100 % parental rekombinan
yaitu
BAB IV DATA DAN ANALISIS DATA
Berikut merupakan data hasil pengamatan jumlah anakan yang muncul beserta
jenis kelaminnya ketika pengamatan generasi F2 dari persilangan N♀ >< bcl ♂. Tabel 4.3. Data Jumlah Anakan Pengamatan F2 Konsentrasi 0% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
N b bcl cl
∑ Total
U1 21 16 39 15 91
Konsentrasi Wantex 0% U2 U3 U4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tabel 4.4. Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 0.3% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
N b bcl cl
∑ Total
Konsentrasi Wantex 0.3% U1 U2 U3 U4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tabel 4.5. Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 0.6% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
N b bcl cl
∑ Total
U1 37 23 26 28 114
Konsentrasi Wantex 0.6% U2 U3 U4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tabel 4.6. Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 0.9% Persilangan Fenotip
N
Konsentrasi Wantex 0.9% U1 U2 U3 U4 37 62 0 0
N F1♀>< ♂bcl stok
b bcl cl
∑ Total
23 27 24 111
39 63 53 217
0 0 0 0
0 0 0 0
Tabel 4.6. Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 1.2% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
N b bcl cl
∑ Total
U1 35 13 16 27 91
Konsentrasi Wantex 1.2% U2 U3 U4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tabel 4.6. Data Perhitungan Jumlah Anakan F2 Konsentrasi 1.5% Persilangan Fenotip
N F1♀>< ♂bcl stok
N b bcl cl
∑ Total
Konsentrasi Wantex 1.5% U1 U2 U3 U4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4.1 Rekonstruksi Kromosom
Berikut akan disajikan susunan rekonstruksi kromosom persilangan N♀ >< bcl ♂ yang tidak menunjukkan adanya peristiwa pindah silang pada kromatid sesaudara dan persilangan yang menunjukkan adanya peristiwa pindah silang pada kromatid tidak sesaudara. Strain bcl merupakan strain resesif yang memiliki 2 sifat beda 1. Persilangan N♀ >< bcl♂
Tidak terjadi pindah silang
P1 : N♀ >< bcl ♂ b+ cl +
b cl
b+ cl +
b cl
G1 :b+cl +, bcl
F1 :b+ cl +
(N heterozigot)
b cl
P2 : ♀N (dari F1) >< ♂ bcl (induk dari stok) b+ cl +
b cl
b cl
b cl
G2 :b+cl +, bcl F2 :
♂ Bcl ♀ b+ cl+
b+ cl +
b cl
Bcl
b cl b cl
(N)
(bcl )
Terjadi pindah silang
P1 : N♀ >< bcl ♂ b+ cl +
b cl
b+ cl +
b cl
G1 :b+cl +, bcl F1 :b+ cl +
(N heterozigot)
b cl
P2 : ♀N (dari F1) >< ♂ bcl (induk dari stok)
b+
cl +
b+ cl +
b cl
b cl
b cl
b replikasi
cl
b+ b+
b
b
cl + cl +
cl
cl
pindah silang b+
b+
cl + cl +
b
b
cl
cl
b+
terbentuk 4 gamet
b+
cl + cl
b
b
cl + cl
G2 :b+cl + b+ cl bcl + bcl F2 :
♂ Bcl ♀ b+ cl +
b+bcl+ b cl
b+cl
b+ cl b cl
bcl +
b cl+ b cl
Bcl
b cl b cl
(N)
(b)
(cl )
(bcl )
Sehingga, anakan yang diperoleh pada persilangan F2 N♀ >< bcl ♂ yaitu N (heterozigot), bcl, b, dan cl . Analisis Data
Didalam membuat analisis karena data yang dimiliki belum memenuhi analisis perhitungan statistik, maka peneliti menggunakan analisis deskriptif sebagai analisis data. Berikut adalah jabaran analisis data yang digunakan. Analisis Frekuensi Pindah Silang D. melanogaster
1) Perhitungan Frekuensi Pindah Silang Tipe Parental dan Rekombinan NPS=
jumlah tipepindah silang (rekombinan/parental) jumlah individu seluruhnya
X 100%
Data Frekuensi Pindah Silang Tipe Parental dan Rekombinan TIPE PARENTAL
TIPE REKOMBINAN
Konsentrasi 0%
Konsentrasi 0%
Ulangan 1
Ulangan 1
NPS=
x100 = 65,94%
NPS=
x100 = 34,06%
Ulangan 2
Ulangan 2
0
0
Ulangan 3
Ulangan 3
0
0
Ulangan 4
Ulangan 4
0
0
Konsentrasi 0.3%
Konsentrasi 0.3%
Ulangan 1
Ulangan 1
0
0
Ulangan 2
Ulangan 2
0
0
Ulangan 3
Ulangan 3
0
0
Ulangan 4
Ulangan 4
0
0
Konsentrasi 0.6%
Konsentrasi 0.6%
Ulangan 1
Ulangan 1
NPS=
x100 = 55.27%
NPS=
x100 = 44.73%
Ulangan 2
Ulangan 2
0
0
Ulangan 3
Ulangan 3
0
0
Ulangan 4
Ulangan 4
0
0
Konsentrasi 0.9%
Konsentrasi 0.9%
Ulangan 1
Ulangan 1
NPS=
x100 = 57.65%
Ulangan 2 NPS=
x100 = 57.60%
NPS=
x100 = 42.35%
Ulangan 2 NPS=
x100 = 42.40%
Ulangan 3
Ulangan 3
0
0
Ulangan 4
Ulangan 4
0
0
Konsentrasi 1.2%
Konsentrasi 1.2%
Ulangan 1
Ulangan 1
NPS=
x100 = 56.04%
NPS=
x100 = 43.96%
Ulangan 2
Ulangan 2
0
0
Ulangan 3
Ulangan 3
0
0
Ulangan 4
Ulangan 4
0
0
Konsentrasi 1.5%
Konsentrasi 1.5%
Ulangan 1
Ulangan 1
0
0
Ulangan 2
Ulangan 2
0
0
Ulangan 3
Ulangan 3
0
0
Ulangan 4
Ulangan 4
0
0
Berdasarkan analisis yang dilakukan menunjukan bahwa perhitungan F2 persilangan pada bcl ♂ >< N♀ menunjukan Data frekuensi pindah silang tipe parental untuk konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 65,94 %.
Konsentrasi 0.3% masih belum mendapatkan data. Konsentrasi 0.6% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 55.27% . Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 57.65 % . Konsentrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 57.60 % . Konsentrasi 1.2 % ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 56.04 % . Konsentrasi 1.5 % masih belum mendapatkan data. Grafik. 4.1 Frekuensi nilai pindah silang pada CO parental persilangan N dan bcl. CO PARENTAL
4 9 . 5 6
5 6 6 . . 7 7 5 5
7 2 . 5 5
0
0
0
0
4 0 . 6 5
0
0.3
0.6
0
0.9
0
1.2
0
1.5
Data frekuensi pindah tipe rekombinan untuk konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 34.06%. Konsentrasi 0.3% masih belum mendapatkan data. Konsentrasi 0.6% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 44.73%. Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 42.35% . Konsetrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 42.40%. Konsentrasi 1.2% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 43.96 % . Konsentrasi 1.5% masih belum mendapatkan data. Grafik. 4.2 Frekuensi nilai pindah silang pada CO rekombinan persilangan N dan bcl. CO REKOMBINAN 3 7 . 4 4
6 0 . 4 3
0
0
0
0.3
0
5 3 4 . . 2 2 4 4
0
0.6
6 9 . 3 4
0
0.9
1.2
0
1.5
0
Kesimpulan sementara keberhasilan pewarna wantex yang mempengaruhi nilai pindah silang pada persilangan D. melanogaster dibawah 50% yaitu pada data rekombinan konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 34.06%. Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah sil ang 42.35% . Konsentrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 42.40%. Konsentrasi 1.2% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 43.96 % . Kesimpulan sementara pewarna wantex yang tidak mempengaruhi nilai pindah silang pada persilangan D. melanogaster pada data parental tipe parental untuk konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 65,94 %. Konsentrasi 0.3% masih belum mendapatkan data. Konsentrasi 0.6% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 55.27% . Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 57.65 % . Konsentrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 57.60 % . Konsentrasi 1.2 % ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 56.04 % . Konsentrasi 1.5 % masih belum mendapatkan data. Berdasarkan data yang telah diperoleh, dapat disimpulkan belum bisa mengetahui pengaruh nilai pindah silang terhadap pemberian pewarna wantex pada
D. melanogaster.
BAB V PEMBAHASAN 1. Pengaruh Berbagai Konsentrasi Wantex terhadap Frekuensi Pindah Silang D. melanogaster Strain N dan bcl.
Hasil
penelitian
yang
dilakukan
terhadap
persilangan D.
melanogaster strain N♀>< bcl ♂ terlihat adanya fenomena pindah silang yang ditandai dengan munculnya strain rekombinan pada hasil persilangan
F2. Strain rekombinan dari hasil persilangan N♀>< bcl ♂ adalah strain b dan cl . Berdasarkan
analisis
yang
dilakukan
menunjukan
bahwa
perhitungan F2 persilangan pada bcl ♂ >< N♀ menunjukan Data frekuensi pindah silang tipe parental untuk konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 65,94 %. Konsentrasi 0.3% masih belum mendapatkan data. Konsentrasi 0.6% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 55.27% . Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 57.65 % . Konsentrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 57.60 % . Konsentrasi 1.2 % ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 56.04 % . Konsentrasi 1.5 % masih belum mendapatkan data. Data frekuensi pindah tipe rekombinan untuk konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 34.06%. Konsentrasi 0.3% masih belum mendapatkan data. Konsentrasi 0.6% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 44.73%. Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 42.35% . Konsetrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 42.40%. Konsentrasi 1.2% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 43.96 % . Konsentrasi 1.5% masih belum mendapatkan data. Kesimpulan
sementara
keberhasilan
pewarna
wantex
yang
mempengaruhi nilai pindah silang pada persilangan D. melanogaster dibawah 50% yaitu pada data rekombinan konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 34.06%. Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 42.35% . Konsentrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 42.40%. Konsentrasi 1.2% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 43.96 % . Frekuensi rekombinan yang
didapatkan dari masing-masing persilangan tidak lebih dari 50%. Tentunya nilai pindah silang tidak akan melebihi 50%, dan bahkan kurang dari 50% karena hanya dua dari empat kromatid saja ikut mengambil bagian pada peristiwa pindah silang dan pindah silang ganda akan mengurangi banyaknya tipe rekombinasi yang dihasilkan (Suryo, 2010). Pindah silang (crossing over ) adalah peristiwa pertukaran bagian bagian
antara
kromosom-kromosom
homolog
(Corebima,
2013),
sedangkan menurut Suryo (2008), pindah silang atau crossing over merupakan proses penukaran segmen dari kromatid-kromatid bukan kakak beradik (nonsister chromatids) dari sepasang kromosom homolog. Peristiwa pindah silang terjadi selama sinapsis dari kromosom- kromosom homolog pada zygoten dan pachyten dari profase I meiosis. Kromosomkromosom yang berpasangan pada saat meiosis sering memperlihatkan konfigurasi menyilang (Gardner,et all , 1984 dalam Corebima, 2003). Pindah silang dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: (1) Temperatur. Temperatur yang melebihi atau kurang dari temperature
biasa dapat memperbesar kemungkinan terjadi pindah silang. (2) Umur. Makin tua umur suatu individu maka terjadinya pindah silang semakin berkurang. (3) Zat kimia tertentu dapat memperbesar terjadinya pindah silang. (3) Penyinaran dengan sinar-X akan memperbesar kemungkinan pindah silang. (4) Jarak antar gen-gen yang terangkai. Makin jauh letak satu gen dengan gen lainnya, makin besar kemungkinan terjadinya pindah silang. (5) Jenis kelamin. Pada umumnya pindah silang dijumpai pada makhluk betina maupun jantan. Namun demikian ada pengecualian yaitu pada ulat sutera ( Bombox mori) yang betina tidak pernah terjadi pindah silang (Suryo, 2010). Banyak hal yang mempengaruhi keberhasilan pindah silang secara internal akibat pengaruh pemberian wantex dengan berbagai konsentrasi. (1) Pindah silang hanya terjadi pada Drosophila betina karena pada individu betina mempunyai Sinaptynemal complex yang merupakan struktur yang memperantarai terjadinya pindah silang. Struktur ini terdiri dari protein dan RNA (Gardner, 1991). Synaptonemal compleks adalah
sebuah aparatus protein yang mempunyai fungsi untuk membawa kromosom pada ikatan yang kuat. Struktur aparatus protein tersebut merupakan struktur gabungan dari RNA dan protein untuk memperkuat chiasma (Campbell, 2002). Selain synaptonemal complex, struktur lain yang diyakini bertanggung jawab dalam peristiwa pindah silang adalah recombination nodules. Recombination nodules merupakan struktur sementara yang hadir ketika pembelahan sel dalam tahap pakiten yang berasosiasi dengan synaptonemal complex. Recombination Nodules muncul sebagai struktur sementara yang hadir hanya dipertengahan tahap pakiten; dengan demikian meiotic crossing over dapat diperkirakan terjadi dalam batasan waktu tersebut (Carpenter, 1975). (2) Zat kimia yang ada di dalam wantex merah dapat mempengaruhi kerja gen untuk proses sintesis protein synaptonemal complex, yang akan mengakibatkan terjadinya pindah silang Suryo (2010). Wantex merah memiliki kandungan rhodamine B dimana ia mengandung logam berat . Rhodamin B memiliki rumus molekul C 28H31 N2O3Cl,
berbentuk kristal hijau atau serbuk ungu kemerah-merahan, sangat mudah larut dalam air yang akan menghasilkan warna merah kebiru-biruan dan berflouresensi kuat. Selain mudah larut dalam air juga larut dalam alkohol, HCl dan NaOH (Lorenz, 2004.).Rhodamine B ini terdapat rantai CH3CH3 (alkylating) dimana ia bersifat radikal yang reaktif. Sifat radikal ini
dapat berikatan dengan DNA protein dan lemak . Ikatan yang terjadi di DNA akan mengubah struktur DNA yang mengkode adanya proses pindah silang , karena berubahnya struktur DNA menjadikan tidak dapat mengkode protein
complex synaptonemal sehingga saat complex
synaptonemal ini tidak terbentuk maka tidak akan terjadi pindah silang (Watson, 1987). Senyawa Alkilating (CH3-CH3 ) dan bentuk struktur kimia yang poli aromatik hidrokarbon (PAH) dimana bentuk senyawa tersebut bersifat sangat radikal, menjadi bentuk metabolit yang reaktif setelah mengalami aktivasi dengan enzim sitokrom P-450. Bentuk radikal ini akan berikatan dengan protein, lemak dan DNA. (PAH) dimana b entuk senyawa tersebut bersifat sangat radikal dan menjadi bentuk metabolit
yang reaktif setelah mengalami aktivasi oleh enzim sitokrom P-450. Bentuk radikal ini akan berikatan dengan protein, lemak dan DNA sehingga menyebabkan tidak terjadinya pindah silang. t senyawa poli aromatik hidrokarbon (PAH) yang merupakan radikal bebas juga akan berikatan dengan atom H yang ada di DNA yang secara langsung akan merubah komposisi dari DNA sehingga DNA mengalami kerusakan dan menyebabkan fungsi dari DNA tersebut terganggu (Poedjiadi ,2006). Unsur Cl dapat menyebabkan gangguan sintesis protein, dapat
bereaksi dengan asam nukleat, purin dan pirimidin, sehingga dapat mengganggu regulasi gen, menginduksi asam deoksirilbonukleat (DNA) dengan diiringi kehilangan kemampuan DNA-transforming, serta menjadi penyebab timbulnya penyimpangan kromosom. Dalam struktur Rhodamin B juga terdapat ikatan dengan senyawa klorin (Cl) di mana atom klorin tergolong sebagai senyawa halogen dan bersifat berbahaya apabila terdapat di dalam tubuh makhluk hidup dapat memicu kanker (Mcheck, 2013). (3) Gen yang berperan dalam proses pindah silang. Zat kimia yang terkandung dalam wantex akan memicu gen-gen yang berperan dalam proses
pindah
silang. Synaptonemal
complex pada Drosophila
melanogaster tersusun dari 5 protein yaitu gen C(3)G, gen C(2)M, gen ORD, gen CONA, dan gen Corolla yang memiliki struktur dan fungsi spesifik di dalam satu susunan tripartit. C(3)G , satu-satunya protein TFs Drosophila yang telah diketahui. Seperti protein lainnya, ia memiliki domain N-terminal dan C-terminal yang berbentuk bulat dan sebuah domain inti melingkar internal (Page, 2004). Molekul gen c(3)G, yang ketiadaannya menguraikan pembentukan kompleks synaptonemal, C(3)G diperlukan untuk synapsis, konversi DSB menjadi crossover dan mungkin konversi gen (Page, 2004). C(2)M, merupakan komponen LEs dan bertanggung jawab atas pembentukan bagian penting suatu kromosom, perbaikan DSB meiosi s, dan perakitan CE kontinu (Anderson, 2005). ORD, protein yang menyusun LEs .ORD memiliki fungsi melokalisasi lengan kromosom selama awal profase I yakni diperlukan untuk pemisahan kromosom, pemuatan kompleks kohesi pada sumbu kromosom, rekombinasi meiotik normal, dan
stabilitas SC. Hal tersebut menunjukkan bahwa ORD menekan pertukaran kromatid sesaudara (Webber, 2004). CONA, adalah protein mirip pilar yang sejajar di luar CE padat.CONA mempromosikan pematangan DSB menjadi crossover dan synapsis tidak terjadi pada mutan cona (Page, 2004). Selain itu, CONA keduanya bekerja sama dengan C(3)G dan menstabilkan polikompleks C(3)G (Page, 2004). Corolla, CE dibentuk oleh dua protein lain yaitu corona dan corolla. Corona, yang biasa disebut CONA. Corolla juga dilokalisasi di dalam CE dan berinteraksi dengan CONA (Collins, 2014).Semua protein ini memiliki peran eksklusif untuk meiosis betina kecuali ORD, yang juga berfungsi dalam kohesi antar kromatid sesaudara pada Meiosis I dan II dan diperlukan untuk gametogenesis pada kedua jenis kelamin Drosophila (Mason, 1976). Gen yang mempengaruhi adanya pindah silang antara lain c (3)G, c (2)M . Gen c (3)G dan c (2) M merupakan komponen penyusun synaptonemal complex. Gen c (3)G mengkode terbentuknya transverse filaments (TFs). TF adalah filamen yang menyusun synaptonemal complex berupa kumparan yang berada di tengah bentukan synaptonemal
complex.
Dengan
tersintesisnya
TF
akan
memicu
terbentuknya synaptonemal complex diantara dua kromosom yang homolog (Page dan Hawley, 2001). Pindah silang terjadi, ada beberapa gen dan protein yang terlibat yaitu protein synaptonemal complex dan spo11 serta gen mus309, gen MSH4, dan gen MSH5 yang dapat mempengaruhi frekuensi pindah silang ( Lewin,2004). Gen
mei-9 yang berfungsi sebagai pemotong holiday
jungtion . Selain itu ada gen mei-W68 , pada gen ini dibutuhkan dalam inisiasi rekombinasi meiosis. Gen mei-W68 mengkode protein MEI-W68 yang merupakan protein sejenis topoisomerase II. Protein ini dibutuhkan dalam peristiwa pemutusan unting ganda saat meiosis. Gen
mei-218
dimana ia berfungsi sebagai protein intaseluler yang terlibat dalam pindah silang. Gen mei-217 terlibat dalam pembentukan rekombinasi (holiday jungtion) dan ada juga gen MUS 312 sebagi fasilitator. (Elrod, 2002).
2. Macam Konsentrasi Wantex tidak berpengaruh terhadap Frekuensi Pindah Silang D. melanogaster Strain N dan bcl.
Kesimpulan sementara pewarna wantex yang tidak mempengaruhi nilai pindah silang pada persilangan D. melanogaster pada data parental tipe parental untuk konsentrasi 0% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 65,94 %. Konsentrasi 0.3% masih belum mendapatkan data. Konsentrasi 0.6% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 55.27% . Konsentrasi 0.9% ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 57.65 % . Konsentrasi 0.9% ulangan 2 menunjukan nilai pindah silang 57.60 % . Konsentrasi 1.2 % ulangan 1 menunjukan nilai pindah silang 56.04 % . Konsentrasi 1.5 % masih belum mendapatkan data. Pemberian pewarna wantex pada medium tidak mempengaruhi frekuensi pindah silang karena pewarna sintetis yang digunakan dalam pembuatannya memiliki kadar Rhodamin B pada pewarna sangat sedikit. menjelaskan bahwa kadar zat kimia mutagenic yang kecil, tidak langsung dapat menghasilkan mutasi yang signifikan terhadap makhluk hidup ( Sarikaya, 2012). Pemberian pewarna wantex pada medium hanya dikonsumsi secara oral saja tidak sampai pada sistem pencernaan dan absorbsi zat – zat berbahaya dalam pewarna wantex. beberapa asumsi lain yaitu dikarenakan strain yang digunakan sama – sama 1 spesies D. melanogaster ( Sarikaya, 2012).
