LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA DASAR GAMETOGENESIS
NAMA KELOMPOK
: GEN
NAMA ANGGOTA
: 1. MUHAMMAD ARIF SETIAWAN SETIAWAN 2. HADIATUL FAJRI 3. YULITA RACHIM 4. NADYA NOVERA AZWAR 5. RAESSA NABILA
KELAS
:F
TANGGAL
: 21 FEBRUARI 2017
NAMA ASISTEN
: 1. M. MUARIF NASUTION NASUTION ( 1410211063 ) 2. IGHA MUTHMAINNAH
DOSEN PENJAB
( 1510211003 1510211003 )
: Ir. SUTOYO, MS
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI LABORATORIUM GENETIKA DASAR FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2017
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Dalam setiap inti sel, molekul DNA dikemas dalam struktur sepeti benang yang disebut kromosom. Setiap kromosom memiliki titik penyempitan yang disebut sentromer. Sentromer membagi kromosom menjadi dua bagian atau disebut lengan. Lengan pendek disebut lengan “P” dan lengan panjang disebut lengan “Q”.
Lokasi sentromer memberikan karakteristik pada masing-masing
kromosom dan dapat digunakan untuk menggambarkan lokasi gen tersebut (May dkk 2011:1). Macam-macam kromosom berdasarkan letak sentromernya, pertama, metasentris, yaitu kromosom yang memiliki sentromer di tengah, sehingga kromosom dibagi atas dua lengan yang sama panjang. Kedua, submetasentris, yaitu kromosom yang memiliki sentromer tidak di tengah, sehingga kedua lengan kromosom tidak sama panjang. Ketiga, akrosentris, yaitu kromosom yang memiliki sentromer dekat dengan salah satu ujungnya, sehingga kedua lengan tidak sama panjangnya. Keempat, telosentris, yaitu kromosom yang memiliki sentromer di salah satu ujungnya sehingga kromosom tetap lurus dan tidak terbagi atas dua lengan (suryo 1995: 60). Kromosom memiliki peranan yang sangat penting bagi keberlangsungan suatu makhluk hidup, karena kromosom merupakan alat pengangkutan bagi gen – gen yang akan dipindahkan dari suatu sel induk ke sel anakannya, dari generasi yang satu ke generasi yang lainnya. Pengamatan terhadap perilaku kromosom sama pentingnya dengan mempelajari struktur kromosom. Perilaku atau aktivitas kromosom dapat terlihat dalam siklus sel, termasuk didalamnya adalah pembelahan sel (mitosis atau meiosis). Analisis kromosom, baik mitosis maupun meiosis merupakan langkah awal yang dapat dilaksanakan untuk mempelajari kromosom. Kromosom adalah benda-benda halus berbentuk lurusseperti batang atau bengkok yang terdiri dari zat yang mudah mengikat warna didalam nukleus kromosom yang terdapat didalam sel tidak pernah sama ukurannya. Pasangan kromosom antara 0,2 hingga 50 mikron dan diameternya antara 0,2 atau 20
mikron. Pada manusia panjang kromosom dapat sampai 6 mikron. Kromosom tumbuh-tumbuhan berukuran lebih besar dari pada kromosom hewan. Pengaturan kromosom secara standar berdasarkan panjang, jumlah, serta bentuk kromosom dari sel somatis suatu individu dinamakan kariotipe. Macam-macam kromosom berdasarkan letak sentromernya yaitu pertama metasentris, yaitu kromosom yang memiliki sentromer di tengah, sehingga kromosom di bagi menjadi dua lengan yang sama panjang. Kedua, sub metasentris, yaitu kromosom yang tidak memiliki sentromer di tengah, sehingga kedua lengan kromosom tidak sama panjang. Ketiga, akrosentris yaitu kromosom yang memiliki sentromer dekat dengan salah satu ujungnya, sehingga kedua lengan kromosom tidak sama panjang. Keempat, telosentris yaitu kromosom yang memiliki sentromer di salah satu ujungnya, sehingga kromosom tetap lurus dan tidak berbagi atas dua lengan. Karakteristik kromosom yang di gunakan dalam pembuatan kariotipe adalah panjang lengan kromosom posisi sentromer, pola pita yang dihasilkan oleh teknik pelearnaan, perbedaan pada kromosom seks dan ada tidaknya satelit kromosom. Sentromer adalah bagian kromosom yang mengikat benang-benang gelendong ( spindel) yang berperan menggerakkan kromosom selama proses pembelahan sel. Lengan kromosom merupakan bagian kromosom yang mengandung kromonema (DNA yang menggulung membentuk spiral di dalam kromosom). Adapun satelit kromosom merupakan penyempitan sekunder yang terdapat pada ujung kromosombaik sentromer maupun satelit kromosom pada dasarnya adalah DNA yang mengalami proses penggulungan dan pengompakan yang lebih besar dibandingkan dengan bagian kromosom yang terdapat pada lengan kromosom. Pada praktikum ini, digunakan ujung akar bawang merah (Allium cepa cv group aggregatum) dan bawang bombay (Allium cepa). Bawang merah sangat menolong dalam mempelajari analisis mitosis karena memiliki kromosom yang besar, jumlah kromosom yang tidak terlalu banyak, mudah didapatkan, dan mudah dilakukan.
B. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum analisis kromosom ini adalah untuk melakukan analisis kromosom terhadap berbagai varietas Allium Cepa dan juga untuk membuat kariotipe dan idiogram kromosom Allium cepa.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang berisi DNA di mana informasi genetik dalam sel disimpan. Kata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti warna dan soma yang berarti badan. Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer / kinekthor yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang). Sastrosumarjo (2006) menjelaskan bahwa kromosom mer upakan alat transportasi materi genetik (gen atau DNA) yang sebagian besar bersegregasi menurut hukum Mendel, sedangkan Masitah (2008) menjelaskan bahwa kromosom adalah susunan beraturan yang mengandung DNA yang berbentuk seperti rantai panjang. Setiap kromosom dalam genom biasanya dapat dibedakan satu dengan yang lainnya oleh beberapa kriteria, termasuk panjang relatif kromosom, posisi suatu struktur yang disebut sentromer yang memberi kromosom dalam dua tangan yang panjangnya berbeda-beda, kehadiran dan posisi bidang (area) yang membesar yang disebut knot (tombol) atau kromomer. Selain itu, adanya perpanjangan arus pada terminal dan material kromatin yang disebut satelit, dan sebagainya (Suprihati, 2007). Kromosom memiliki peranan yang sangat penting bagi keberlangsungan suaut makhluk hidup, karena kromosom merupakan alat pengangkutan bagi gengen yang akan dipindahkan dari suatu sel induk ke sel anakannya dari generasi satu ke generasi lainnya. Pengamatan tentang perilaku kromosom sama pentingnya dengan mempelajari struktur kromosom. perilaku atau aktivitas kromosom dapat dilihat dalam siklus sel termasuk didalamnya adalah pembelahan sel (mitosis atau meiosis). Adapun mitosis maupun meiosis merupakan langkah awal yang dapat dilaksanakan untuk mempelajari kromosom Pembelahan sel merupakan aktivitas hidup yang selalu terjadi dengan setiap sel hidup. Reproduksi sel yang terjadi terdiri atas tiga macam pembelahan sel yaitu pembelahan secara otomatis yakni pembelahan sel secara langsung yang dimulai dengan pembelahan inti sel menjadi dua sel secara langsung tanpa melalui benang-benang spindle tanpa adanya pelarutan dinding-dinding nucleus serta kromosom tidak Nampak, urutan pembelahan tidak ada. Mitosis yakni proses
pembelahan
yang menghasilkan
dua sel
anakan
yang identik.
Mitosis
mempertahankan pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti sekaligus pembelahan sitoplasma. Meiosis merupakan pembelahan sel yang menghasilkan empat sel anak yang jumlah kromosomnya separuh dari yang dimiliki induknya (Rahana, 2010). Pembelahan meiosis biasanya hanya digunakan untuk menghitung julah kromosom, sedangkan pembelahan mitosis dapat digunakan untuk membuat peta kariotipe. Studi mitosis dapat menggunakan ujung akar, ujung batang, primordia daun, petala muda, ovulum muda dan kalus. Namun yang biasanya digunakan adalah ujung akar karena mudah tumbuh dan seragam. Sedangkan untuk pembelahan meiosis yang sering digunakan adalah anther. Sifat kromosom sel pada mitosis lebih stabil dibandingkan dengan meiosis secara morfologi, karena struktur penanda seperti satelit, penyempitan, letak sentromer dan panjang lengan lebih jelas (Darnedi, 1991) Menurut Suryo (1995), kromosom terbagi dari empat macam berdasarkan letak sentromernya, yaitu metasentris, sub metasentris, telosentris dan sub telosentris. Metasentrs merupakan kromosom yang memiliki letak sentromer di tengah-tengah lengan kromosom. sub metasentrik memiliki letak sentromer tidak di tengah-tengah lengan kromosom (agar sedikit lebih mendekati salah satu lengan kromosom). Sub telosentris, memiliki letak sentromer dekat di salah satu ujung lengan kromosom. dan terakhir telosentris memiliki kromosom di salah satu ujungnya sehingga kromosom tetap lurus dan tidak terbagi atas dua lengan. Kariotipe adalah gambaran kromosom dalam suatu sel dengan berbagai struktur
dari
masing-masing
kromosom.
Kariotipe
digunakan
untuk
mengidentifikasi berbagai kelainan pada kromosom. Kariotipe memperlihatkan beberapa banyak kromosom yang terdapat pada sel dengan beberapa rincian struktur kromosomnya. Ketika memeriksa sebuah kariotipe, seorang ahli genetika memeriksa setiap kromosom pada individu. Para ilmuwan hanya dapat melihat rincian kromosom suatu individu dengan menggunakan pewarnaan khusus. Kromosom-kromosom tersebut memiliki ukuran dan bentuk tertentu, lokasi
sentromer dan panjang lengan merupakan bagian yang mendefinisikan bentuk fisik setiap kromosom ( Robinson 2005: 241). Informasi mengenai kariotipe sangat membantu dalam menentukan tingkat kesamaan genetic dan bahkan hubungan kekerabatan sautu kelompok tanaman dalam taxa. Bagi pemuliaan tanaman kariotipe memberikan informasi mengenai memungkinkan atau tidaknya persilangan buatan dilakukan. Semakin mirip kariotipe suatu tanaman, maka akan semakin mudah dan semakin tinggi tingkat keberhasilan suatu hibridisasi. Kariotipe juga berguna untuk mengetahui kelainan atau perubahan yang terjadi pada kromosom seperti kelainan pada jumlah akibat delesi ataupun duplikasi, inversi ataupun translokasi suatu bagian kromosom ke bagian kromosom yang lain. Genus Allium memiliki banyak anggota, sebagian
diantaranya bernilai
ekonomi tinggi dan telah dimanfaatkan sejak lama. Allium berguna untuk bumbu, sayuran, obat dan tanaman hias. Terdapat tujuh spesies Allium yang sering dibudidayakan, yaitu : bawang putih ( Allium sativum L.), bawang merah ( Allium ascalonicum), bawang Bombay ( Allium cepa L.), bawang luncang (Allium fistulosum L.), bawang prei ( Allium porrum L.), bawang kucai ( Allium odorum L.) dan bawang langkio ( Allium schaenoprasum L.) Kariotipe bawang merah normal berjumlah 16 kromosom. Apabila terdapat abnormalitas pada kromosom bawang merah, yaitu berupa penambahan dan pengurangan jumlah kromosom tersebut, maka dapat diasumsikan bahwa kromosom pada bawang merah tersebut telah mengalami mutasi pada bagian tertentu. Tipe-tipe abnormalitas pada kromosom terdiri dari polyploidy dan aneuploidy. Polyploidy merupakan peristiwa adanya penambahan kromosom sehingga kromosom tersebut lebih banyak dibandingkan dengan kromosom individu normal. Aneuploidy terdiri dari dua tipe, yaitu monosomi dan trisomy. Monosomi merupakan gejala kehilangan satu set kromosom sedangkan trisomy merupakan gejala kelebihan satu set kromosom. Etidium bromida merupakan senyawa yang digunakan untuk analisis DNA yaitu untuk memvisualisasi potongan-potongan DNA pada gel elektroforesis. Etidium bromida merupakan molekul yang mengikat kuat pada DNA yang
dikenal dengan agen interkelat karena mengkelat pada susunan DNA yang kokoh. Oleh
sebab itu, etidium bromidadapat merusak pilin ganda dan menghambat
replikasi DNA, transkripsi, perbaikan DNA, rekombinasi dan menyebabkan aberasi kromosom (Reha et al,. 2003; Imanuar, 2014) Bentuk, ukuran dan jumlah kromosom setiap spesies pada dasarnya selalu tetap,
sehingga
sangat
bernilai
untuk
tujuan
taksonomi,
mengetahui
keanekaragaman, hubungan kekerabatan dan evolusi, meskipun dalam keadaan tertentu dapat pula terjadi variasi (Lewontin, 1974; Lindsey and Grell, 1967). Berdasarkan bentuk, jumlah dan ukuran kromosom dapat dibuat peta standard yang disebut kariotipe dan atau karyogram. Apabila pasangan kromosom digambar tunggal, maka disebut ideogram (Darnaedi, 1991) Kariotipe umumnya dilakukan dengan cara mengambil citra sel pada saat metaphase sehingga kromosom terlihat lebih jelas. Kemudian menggunting setiap kromosom dan mengidentifikasi masing-masing kromosom untuk dibuat idiogramnya. Proses tersebut sangat menyita waktu dan tenaga. Saat ini telah banyak perangkat lunak untuk membantu membuat kariotipe kromosom baik secara otomatis maupun semiotomatis. Perangkat lunak otomatis dapat langsung membuat ideogram dari citra kromosom. sedangkan semiotomatis tetap membuthukan operator untuk membuat ideogram. Pengembangan perangkat lunak otomatis yang dapat membuat ideogram secara langsung sangat menarik perhatian para peneliti dan banyak dilakukan penelitian mengenai hal tersebut selama 30 tahun terakhir (Sampat et al , 1999)
BAB III BAHAN DAN METODA
A. Waktu dan Tempat
Pratikum ini dilaksanakan pada tanggal 14 Februari 2017 pukul 16:10 – 17:50. Bertempat di Laboratorium Genetika Dasar Fakultas Pertanian Universitas Andalas, Padang.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan yaitu pensil atau spidol berwarna dan alat-alat tulis lainnya serta kertas grafik/millimeter, gambar kromosom Allium cepa
C. Prosedur Kerja 1. Pembuatan Kariotipe
Pertama setiap potongan kromosom pada gambar 7-9 diberi penomoran. Setelah itu dilakukan pengukuran panjang lengan kromosom, lengan pendek diberi label p dan lengan panjang diberi label q. hasil pengukuran diisikan pada table 3. Ditentukan rasio panjang lengan kromosom dengan pembagian antara lengan panjang dengan lengan pendek (q/p). ditentukan panjang lengan kromosom dengan menjumlahkan lengan panjang dengan lengan pendek (p+q).selanjutya ditentukan pasangan kromosom homolog dengan menggunakan diagram pencar sebagaimana terlihat pada gambar 10 dengan sumbu x adalah q/p dan sumbu y adalah p+q pada kertas grafik. Kromosom yang terletak pada titik-titik yang berdekatan
menunjukkan
bahwa
kromosom-kromosom
tersebut
homolog,
kromosom homolog tersebut diberikan nama dengan huruf besar. Diisikan data beserta pasangan kromosom homolog pada table 4. Kariotipe dibuat dengan cara menempelkan pasangan-pasangan kromosom dari kromosom total dengan kromosom terbesar dengan rasio terkecil hingga total lengan kromosom terkecil dengan rasio terkecil.
2. Pembuatan Idiogram
Dilakukan pengukuran rata-rata dari panjang lengan kromosom kemudian digambarkan kromosom berupa garis dari yang memiliki panjang total dengan
kromosom (p+q) yang terkecil sampai yang terbesar pada suatu garis mendatar yang merupakan letak sentromer. Dilakukan penyusunan berdasarkan urutan dari kromosom yang memiliki lengan pendek kromosom terpendek sampai kromosom yang memiliki lengan pendek kromosom terpanjang. Jika terdapat dua kromosom dengan ukuran lengan pendek yang sama, maka dilakukan penyusunan dimulai dari kromosom yang memiliki lengan panjang kromosom yang lebih pendek
DAFTAR PUSTAKA
Darnaedi, D. 1991. Kromosom dalam Taksonomi. Bogor: Herbarium BogoriensePuslitbang Biologi-LIPI. Imanuar, E. F. 2014. Kerusakan Kromosom Bawang Merah Akibat Perendaman dengan Ethidium Bromida. Jurnal Simbiosis II (2): 173-183. Lindsley, D.C. and E.H. Grell. 1967. Genetics variation of Drosophilla melanogaster. Washington D.C.: Carnegie Institute of Washington. Robinson, T. R. 2005. Genetics For Dummies. Wiley Publishing, Inc. Indiana: 385 hlm. Rahana. 2010. Genetics. New Jersey. Viacom Company. Sampat, M,P., Bovik, A,C., Aggarwal, J ,K., dan K,R, Castleman. 2005. Supervised parametric and nonparametric classification of chromosome images. Pattern Recognition 38: 1209-1223. Suryo, 1995. Sitogenetika. Gajah Mada University Press. Yogyakarta: xii. 531 hlm Suryo. 2003. Genetika manusia. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta: xvi. 540 hlm.
