Laporan Praktikum Genetika
PENGAMATAN KROMOSOM POLITEN (KROMOSOM RAKSASA) Drosophila melanogaster Widya Setyaningtyas*, Haniyya, I. Sobari, K.S. Juarna, N. Restiana, Nuruliawati, M. Fauzi, S. Purnadanti Universitas Indonesia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Biologi Maret 2012
Abstrak Kromosom politen adalah kromosom raksasa yang ukurannya dapat mencapai 100 kali dari kromosom biasa akibat peristiwa endoreduplikasi. Endoreduplikasi adalah peristiwa duplikasi kromosom tanpa disertai pembelahan sel pada fase mitotic. Kromosom politen salah satunya dapat ditemukan pada kelenjar ludah larva instar III Drosophila melanogaster. Penggunaan larva instar III Drosophila melanogaster karena beberapa alasan yaitu tubuhnya transparan sehingga mudah diisolasi, organ tubuh lengkap, dan banyak memiliki kromosom politen. Pengamatan kromosom politen dilakukan dengan memisahkan kelenjar ludah dari tubuh larva instar III Drosophila melanogaster. Hasil praktikum didapatkan adanya kromosom politen yang memiliki banyak lengan pada kelenjar ludah larva instar III Drosophila melanogaster.
Kata kunci : kromosom politen; larva instar III Drosophila melanogaster; endoreduplikasi.
1.
Pendahuluan
yang memendek dan menebal (Rittner & McCabe 2004: 65). Kromosom terkondensasi disuatu bagian dan tidak
Kromatin adalah penyusun kromosom yang terdiri
terkondensasi
di
bagian
lainnya.
Bagian
yang
dari kompleks DNA yang berasosiasi dengan protein
terkondensasi memiliki banyak salinan sekuen DNA,
histon. Kromatin berbentuk panjang, tipis, dan terurai
namun karena berada dalam kondisi terpadatkan, salinan
sehingga tidak terlihat di bawah mikroskop cahaya
sekuen DNA ini tidak ikut bertanggung jawab untuk
(Campbell dkk. 2010: 245). Kromosom adalah struktur
mengekspresikan informasi genetik, bagian ini disebut
pembawa materi genetik yang tersusun atas kromatin
dengan
*) Kelompok 2A
heterokromatin.
Heterokromatin
tidak
1
mengandung
gen-gen
tidak
tubuh Drosophila melanogaster atau sekitar 200-600
melakukan transkripsi (Klug & Cummings 1994: 321).
mikron. Panjang kromosom politen bisa mencapai 2000
Bagian yang tidak terkondensasi dan berwarna terang
mikron, karena ukurannya yang besar kromosom politen
akibat tidak mengalami pemadatan disebut dengan
dapat langsung diamati di bawah mikroskop cahaya
eukromatin. Eukromatin mengandung gen-gen yang
(Wolfe 1993: 727). Kromosom politen merupakan hasil
aktif dan hampir mengandung semua gen yang
dari
ditranskripsi, sehingga bagian tersebut menjadi bagian
Endomitosis merupakan replikasi yang menghasilkan
yang aktif melakukan replikasi (Passarge 2007: 280).
banyak kromosom yang bergabung, tidak terpisah satu
Kromosom secara umum terdiri dari dua bagian utama
sama lain. Endoreduplikasi merupakan suatu keadaan
yaitu sentromer dan lengan kromosom. Sentromer
duplikasi kromosom terus menerus tanpa disertai
merupakan
pembelahan sel pada fase mitotic (Hartl & Jones 2005:
bagian
yang
yang
aktif
sehingga
berfungsi
untuk
menghubungkan lengan-lengan kromosom (Fairbanks &
dan
endoreduplikasi.
Siklus sel normal berlangsung melalui fase G1, S,
Berdasarkan letak sentromer, kromosom dibedakan empat
endomitosis
272--273).
Andersen 1999: 309).
menjadi
proses
macam,
yaitu
G2, dan fase mitosis. Fase G1 merupakan fase
metasentris,
pertumbuhan. Fase S merupakan fase replikasi DNA.
submetasentris, akrosentris, dan telosentris. Metasentris
Fase G2 merupakan fase persiapan menuju fase mitotic
adalah kromosom dengan posisi sentromer tepat
(Campbell dkk. 2010: 247). Terjadi pengecualian pada
ditengah-tengah, sehingga dua lengan terlihat sama
siklus sel kromosom politen yaitu fase mitotic tidak
panjang. Submetasentris adalah kromosom yang letak
dilalui setelah fase S, sehingga menyebabkan terjadinya
sentromernya sedikit menjauhi salah satu lengan
replikasi DNA secara terus menerus. Hal tersebut
kromosom. Akrosentris adalah kromosom yang letak
menyebabkan penggandaan rantai untai kromosom
sentromernya berada pada bagian subterminal (di dekat
homolog yang saling bersinapsis dan membentuk
ujung kromosom), sehingga salah satu lengan kromosom
kromosom politen dengan ukuran yang sangat besar
terlihat sangat pendek sedangkan lengan yang lain
disertai lengan kromosom yang banyak (Wilkins dkk.
sangat panjang. Telosentris adalah kromosom dengan
1993: 736).
posisi sentromer pada ujung kromosom, sehingga
Kromosom politen memiliki lima lengan panjang
kromosom hanya terdiri dari satu lengan (Suryo 1994:
dan satu lengan pendek. Lengan tersebut terdiri atas
10).
lengan terpanjang yaitu kromosom X, sepasang lengan Drosophila melanogaster adalah organisme yang
2, sepasang lengan 3, dan satu lengan 4. Lengan 2 diberi
memiliki jumlah kromosom sedikit, yaitu hanya empat
notasi 2R (right arm) dan 2L (left arm). Lengan 3 diberi
pasang
tersebut
notasi 3R (right arm) dan 3L (left arm). Kromosom X,
terdiri dari tiga pasang kromosom autosom dan satu
2R, 2L, 3R, dan 3L mengalami duplikasi sebanyak 20
pasang
kali. Kromosom 4 sulit dibedakan karena ukurannya
kromosom.
kromosom
Kromosom-kromosom
gonosom
(kromosom
seks).
Kromosom politen adalah kromosom raksasa yang
sangat kecil (Suryo 1995: 90--91).
ukurannya mencapai 100 kali kromosom biasa pada
2
Kromosom politen memiliki bagian-bagian khusus, yaitu
band,
interband,
dan
DNA yang telah direplikasi beberapa kali sehingga
spiral
memberikan salinan tambahan DNA untuk transkripsi
dinamakan kromonemata. Kromonemata merupakan
dan produksi protein semakin banyak (Fairbanks &
untaian DNA dengan RNA korespondennya serta
Andersen 1999: 308).
kromosenter.
Bagian
puff,
yang
kromonemata,
politen mengandung banyak sekali salinan molekul
berbentuk
pita
protein histon (Suryo 1994: 80). Kromosenter adalah
Kromosom politen digunakan sebagai model dalam
tempat bersatunya lima lengan panjang. Bagian yang
berbagai penelitian kromosom. Kromosom politen juga
terlihat menggembung dan tidak menggulung
adalah
dapat diaplikasikan untuk mengidentifikasi perubahan
daerah yang aktif melakukan transkripsi disebut dengan
struktur kromosom, mengetahui perbedaan evolusi antar
puff. Band merupakan bagian yang disebut pita gelap,
spesies, mengetahui peristiwa transkripsi akibat adanya
mengandung heterokromatin, sedikit mengandung gen,
ekspresi gen, dan mengetahui perubahan lingkungan
dan tidak aktif melakukan transkripsi. Interband
terhadap kromosom (Klug & Cummings 1994: 41).
merupakan bagian yang disebut pita terang, mengandung eukromatin,
banyak
mengandung
gen, dan
Tujuan praktikum pengamatan kromosom politen
aktif
Drosophila melanogaster adalah untuk mengetahui dan
melakukan transkripsi (Wolfe 1993: 737).
memahami struktur kromosom politen Drosophila
Kromosom politen dapat ditemukan pada larva
melanogaster, mengetahui dan memahami bagian-
serangga diptera contohnya Drosophila melanogaster,
bagian kromosom politen Drosophila melanogaster,
yaitu pada bagian kelenjar saliva, pertengahan lambung,
serta mengetahui dan memahami perbedaan kromosom
proventrikulus,
politen dengan kromosom biasa.
tubulus
malphigi,
dan
rektum.
Tumbuhan tertentu juga memiliki kromosom politen, seperti Pisum sativum (Klug & Cummings 1994: 41).
2. Metodologi
Beberapa lalat dewasa juga memiliki kromosom politen pada sel-sel di telapak kakinya. Dua kelompok serangga
Alat yang digunakan dalam praktikum pengamatan
seperti Collembola dan jangkrik memiliki sel yang
kromosom politen Drosophila melanogaster adalah
mengandung kromosom dengan ukuran besar seperti
mikroskop cahaya, mikroskop stereo, object glass, cover
kromosom politen. Kromosom dengan penampilan
glass, jarum sonde, kertas penghisap (tisu), pipet dan
serupa
cawan petri.
juga
terjadi
pada
tahap
pengembangan
makronukleus protozoa dan di embrio tangkai pada
Bahan yang digunakan dalam praktikum pengamatan
tanaman berbunga (Wolfe 1993: 736).
kromosom politen Drosophila melanogaster adalah
Drosophila melanogaster memiliki kromosom
larva instar III Drosophila melanogaster, pewarna
politen untuk memenuhi kebetuhan sel pada larva yang
asetokarmin, dan larutan ringer NaCl.
membutuhkan banyak protein (Fairbanks & Andersen 1999:
308).
Protein
tersebut
digunakan
Cara
kerja
pada
praktikum
pengamatan
untuk
kromosom politen Drosophila melanogaster yaitu
melanjutkan pertumbuhan Drosophila melanogaster
pertama larva instar III Drosophila melanogaster
menjadi lalat dewasa (Suryo 1995: 78). Kromosom
diambil dari botol medium. Kedua, object glass
3
ditetesi dengan larutan ringer. Ketiga, larva instar
diploid. Kromosom politen
pada
kelenjar
saliva
III yang telah diambil dari botol medium ditaruh di
mengalami replikasi sebanyak 10 kali, sedangkan pada
atas object glass yang telah ditetesi larutan ringer.
tubulus malphigi bereplikasi sebanyak 6 kali, dan pada
Keempat, larva instar III yang terdapat di object
lambung mengalami replikasi sebanyak 9 kali (Wolfe 1993: 736--737).
glass diletakkan di bawah mikroskop stereo untuk
Praktikum
diisolasi kelenjar ludahnya. Kelima, larva instar III
pengamatan
kromosom
politen
menggunakan larva instar III Drosophila melanogaster
ditusuk dengan menggunakan jarum sonde pada
karena beberapa alasan. Alasan pertama adalah tubuh
bagian kepala dan badan, kemudian masing-masing
larva instar III Drosophila melanogaster transparan
bagian ditarik dengan arah yang berlawanan.
sehingga mudah untuk diisolasi. Alasan kedua organ
Keenam, kelenjar ludah yang telah diisolasi
tubuh larva instar III Drosophila melanogaster telah
dibersihkan dari lemak dan sisa bagian tubuh
lengkap. Alasan ketiga adalah larva instar III Drosophila
lainnya. Ketujuh, kelenjar ludah yang sudah
melanogaster memiliki banyak kromosom politen
dibersihkan
(Wilkins 1993: 85--86).
diberi
pewarna
asetokarmin
dan
Berdasarkan literatur, kromosom politen terdiri
didiamkan selama 10-15 menit. Kedelapan, cover
dari 4 lengan yang sama panjang, 1 lengan pendek,
glass diletakkan di atas kelenjar ludah dengan hati-
kromosenter, band, interband, dan puff (Wolfe 1993:
hati, kemudian ditekan dengan menggunakan ibu
737). Hasil yang kelompok kami dapatkan adalah hanya
jari agar kelenjar ludah hancur dan sel-selnya tersebar
merata.
Kesembilan,
sisa
terlihat kromosom politen dengan beberapa lengan,
pewarna
sedangkan struktur dan bagian dari kromosom politen
asetokarmin yang berlebihan diatas object glass
tidak
terlihat
jelas.
Hal
tersebut
dikarenakan
dibersihkan dengan menggunakan tisu. Kesepuluh,
kekurangtelitian dalam melakukan isolasi kelenjar ludah.
preparat kelenjar ludah larva instar III Drosophila
Hasil pengamatan yang kami dapat dari kelompok 4A
melanogaster diamati di bawah mikroskop cahaya.
memperlihatkan bagian-bagian seperti kromosenter, puff, band, interband, 4 lengan panjang, dan 1 lengan pendek. Bagian puff terlihat lebih menggembung dan
3.
Hasil dan Pembahasan
tidak menggulung (Wolfe 1993: 738). Kromosenter terletak di tengah dan merupakan tempat melekatnya
Kelenjar saliva atau kelenjar ludah Drosophila
kelima lengan kromosom (Hartl & Jones 2005: 272).
melanogaster digunakan dalam praktikum pengamatan
Bagian band dan interband tidak dapat terlihat dengan
kromosom politen karena mengandung seribu kali DNA
jelas. Hal tersebut terjadi karena pada saat penambahan
lebih banyak dari kromosom biasa dan setiap kromosom
perbesaran bagian kromosom jadi membias.
politen dibuat dari banyak untai DNA. Tidak semua DNA
bereplikasi
bersamaan
saat
Bagian
pembentukan
yang
banyak
terkondensasi
pada
kromosom politen memiliki banyak salinan sekuen DNA
kromosom politen, beberapa masih tetap pada tahap
4
tetapi karena berada dalam kondisi terpadatkan, DNA
1994: 321). Eukromatin adalah bagian yang tidak
tidak bisa diakses oleh sel yang bertanggung jawab
terkondensasi dan terlihat berwarna terang. Hal tersebut
untuk
yang
terjadi karena eukromatin tidak mengalami pemadatan.
dikodekan dalam DNA, bagian tersebut bernama
Eukromatin mengandung gen-gen yang aktif dan hampir
heterokromatin. Heterokromatin berwarna gelap karena
mengandung semua gen yang ditranskripsi sehingga
berada dalam kondisi yang terpadatkan. Heterokromatin
menjadi bagian yang aktif dalam melakukan replikasi
tidak aktif dalam melakukan transkripsi karena tidak
(Wolfe 1993: 553).
mengekspresikan
informasi
genetik
mengandung gen-gen yang aktif (Klug & Cummings
b
a
Gambar 1. Kromosom politen pada kelenjar ludah larva instar III Drosophila melanogaster (a) Kromosenter (b) Puff (c) Lengan X (d) Lengan 4 (e) Lengan 3R (f) Lengan 3L (g) Lengan 2L (h) Lengan 2R [Sumber : Dokumentasi Kelompok 4A]
4.
dan kromosom 4 yang memiliki lengan sangat pendek
Kesimpulan
daripada
lengan
kromosom
yang
lain.
Bagian
Kromosom politen adalah kromosom raksasa
kromosom politen Drosophila melanogaster terdiri dari
yang ukurannya bisa mencapai 100 kali dari kromosom
kromosenter, puff, band, dan interband. Kromosenter
biasa. Berdasarkan hasil praktikum kromosom politen
adalah tempat bersatunya kelima lengan kromosom.
ditemukan pada kelenjar ludah larva instar III
Puff adalah bagian pada kromosom politen yang tidak
Drosophila melanogaster. Berdasarkan hasil praktikum
menggulung dan terlihat menggembung. Perbedaan
yang didapatkan dari kelompok 4A struktur kromosom
antara kromosom politen dan kromosom biasa terletak
politen Drosophila melanogaster terdiri dari kromosom
pada ukuran dan struktur kromosom.
2 lengan kanan, kromosom 2 lengan kiri, kromosom 3 lengan kanan, kromosom 3 lengan kiri, kromosom X,
5
5. Daftar Pustaka
Campbell, N.A., J.B. Reece & L.A. Urry. 2010. Biologi. Ter. dari Biology oleh Wulandari, D.T., Erlangga, Jakarta: xi + 486 hlm.
Fairbanks, D.J. & W.R. Andersen. 1999. Genetics: The
Continuity
of
Life.
Brooks/Cole
Publishing Company, California: xix + 820 hlm. Hartl, D.L., E.W. Jones. 2005. Genetics: Analysis of Gene and Genomes, 6th ed. Jones and Bartlett Publishers, Inc., USA: xxv + 854 hlm. Klug, W.S. & M.R. Cummings. 1994. Concepts of Genetics. 4th ed. Prentice Hall Inc., Engelwood Cliffs: xvi + 779 hlm. Passarge, E. 2007. Color Atlas of Genetics. Appl Aprinta Inc., Germany: x + 497 hlm. Rittner, D. & McCabe, T. L. 2004. Encyclopedia of Biology. Facts On File, Inc., New York: xiv + 400 hlm. Suryo, H. 1995. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta: xiv + 446 hlm. Suryo. 1995. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta: xvi + 446 hlm. Wilkins, Adam. 1993. Genetic Analysis of Animal Development, 2nd ed. Willey-Liss, Inc., New York: xv + 546 hlm. Wolfe, S.L. 1993. Molecular and Cellular Biology. Wadsworth, Inc., California: xviii + 1145 hlm.
6
7
*) Kelompok 2A
1
9
