LEMBAR KERJA MAHASISWA (LKM) PRAKTIKUM DASAR-DASAR GENETIKA Laboratorium Genetika dan Pembenihan Ikan Jurusan Perikanan, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada Tanggal : Senin, 19 Mei 2014 Nama NIM/Prodi Asisten
: Carissa Paresky Arisagy : 12981 / Manajemen Sumberdaya Sumberdaya Perikanan : Bagash Prawira Kurniadi Aprilia Ratri Kumalasari
A. ACARA
Preparasi Kromosom
B. TUJUAN
1. Untuk mengetahui sedang memasuki fase apa pembelahan sel pada sampel ikan 2. Untuk mengetahui cara kerja preparasi kromosom
C. TINJAUAN PUSTAKA
Kromosom adalah badan mikroskopis dalam inti sel yang merupakan struktur sel paling penting yang bertugas untuk menurunkan sifat kepada keturunan (Kirpichnikov, 1981). Kromsom yang terletak di dalam intisel tersebut merupakan struktur yang tersusun dari gen (Tave, 1986). Gen-gen tersebut menempati posisi tertentu (lokus) dalam kromosom dan mengandung kode sifat biologis untuk memproduksi fenotipe. Analisa kromosom dapat digunakan untuk menentukan tingkat ploidi (diploid, triploid, dan sebagainya) dan karakteristik suatu spesies yang dikenal dengan teknik karyotip. Pengamatan ukuran serta jumlah kromosom dapat dilakukan dengan pembuatan preparat kromosom agar dapat memperoleh hasil yang akurat. Pembuatan preparat kromosom dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan teknik jaringan padat maupun dengan teknik kultur darah (Carman, 1992). Perlakuan yang berkaitan dengan pembuatan preparat kromosom meliputi penghentian pembelahan sel (mitotic
inhibitor ), ),
perlakuan hipotonik, fiksasi,
pewarnaan dan penutupan preparat preparat (Denton, 1973). Mitosis merupakan proses terjadinya distribusi kromosom – kromosom – kromosom kromosom secara sama rata pada dua sel baru yang terbentuk dari sel induk yang menghasilkan pembelahan (Fried, 2006). LKM Praktikum Dasar-Dasar Genetika 2012
Empat tahapan mitosis yaitu : profase, metafase, anafase, telofase. Mitosis terjadi di dalam sel somatic yang bersifat meristematik, yaitu sel-sel yang hidup terutama sel-sel yang tumbuh.
D. ALAT DAN BAHAN Alat :
Bahan :
1.
Secting set
1.
Sampel Jaringan ikan (insang)
2.
Cawan petri
2.
Aquadest
3.
Pipet tetes
3. NaCl 0.5%
4.
Object glass
4.
Kolkhisin 0.01%
5.
Mikroskop
5.
KCl 0.36%
6.
Sentrifuge
6.
Camoy (3 Methanol : 1 Asam asetat glacial)
7.
Giemsa 20%
8.
Kertas label dan tisu
E. CARA KERJA
Jaringan insang +- 2 lembar lamella Direndam NaCl 0.05% hingga tergenang (15’) Direndam Kolkhisin 0.01% (5’) Direndam KCl 0.36% sambil dicacah (30’) Dipindah ke mikrotube, disentrifuge 800 rpm (5’) Supernatan diganti dengan larutan Carnoy, disentrifuge 800 rpm (5’) 3x Suspensi diambil, oleskan pada object glass Digenangi dengan cat Giemsa 20%, keringanginkan Dicuci dengan aquaest Diamati
LKM Praktikum Dasar-Dasar Genetika 2012
F. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasil Pengamatan Pembelahan Sel Jaringan Insang Ikan Kelompok
Sampel 1
Sampel 2
1
Interfase
Profase
2
Metafase
Metafase
3
Profase
Profase
4
Metafase
Interfase
5
Profase
Metafase
6
Interfase
Telofase
Pada praktikum dasar-dasar genetika acara preparasi kromosom ini dilakukan pengamatan terhadap
tahap-tahap
pembelahan
sel
melalui
pengamatan mikroskopis.
Pengamatan tersebut dilakukan dengan pembuatan preparat kromosom. Untuk membuat preparat, dapat menggunakan insang, sirip, ginjal maupun gonad sebagai sumber jaringan. Akan tetapi menurut Carman (1992), diantara jaringan-jaringan tersebut yang memberikan hasil terbaik adalah insang sebab jaringan insang merupakan jaringan yang paling sering melakukan pembelahan sel. Oleh karena itulah dalam praktikum ini pembuatan preparat kromosom dilakukan dengan menggunakan insang ikan Nila ( Oreochromis niloticus). Pada prinsipnya praktikum preparasi kromosom ini dilakukan dengan menghentikan pembelahan sel pada insang ikan untuk melihat fase pembelahan sel yang sedang dilalui, apakah interfase, profase, metafase, anafase, atau telofase. Tahap pertama yang dilakukan untuk membuat preparat kromosom adalah membunuh ikan dan membuka bagian operkulum untuk mengambil insangnya dengan menggunakan scalpel dan gunting bedah. Bagian lunak insang diambil, sementara bagian kerasnya dibuang. Bagian lunak insang tersebut, kemudian direndam di dalam NaCl 0.5% selama 15 menit. Dalam hal ini, NaCl berfungsi sebagai desinfektan untuk membunuh bakteri-bakteri dan mikrooganisme lain dalam insang yang dapat mengganggu pengamatan sel. Setelah direndam selama 15 menit, kemudian larutan NaCl diambil dengan menggunakan tisu. Langkah selanjutnya adalah merendam insang dalam larutan Kolkhisin 0.01% selama 5 menit untuk memutus benang Spindel dan menghentikan pembelahan sel. Larutan Kolkhisin tersebut diambil dengan menggunakan tisu. Setelah itu, potongan jaringan tersebut direndam lagi dalam larutan hipotonis, KCl 0.36% selama 30 menit pada suhu ruang dengan tujuan menggelembungkan ukuran sel sehingga kromosom memiliki ruang yang lebih luas untuk diamati. Perendaman dengan larutan hipotonis tersebut dibarengi dengan pencacahan jaringan. Pencacahan dilakukan agar sel tidak bertumpuk-tumpuk dan dapat dilihat dengan jelas, sehingga bisa lebih mudah diamati. Setelah itu, jaringan yang telah dicacah dan direndam dengan KCl tersebut dimasukkan ke dalam
microtube
dan disentrifuge
dengan kecepatan 800 rpm selama 5 menit, untuk memisahkan KCl dengan jaringan LKM Praktikum Dasar-Dasar Genetika 2012
berdasarkan massa jenisnya. Setelah terpisah, supernatan diambil dan diganti dengan larutan carnoy (campuran alkohol 100% dengan asam asetat glasial dengan perbandingan 3 : 1) dan disentrifuge selama 5 menit. Perlakuan tersebut dilakukan sebanyak 3 kali berturut-turut dengan mengganti larutan carnoy. Larutan Carnoy berfungsi sebagai larutan fiksatif untuk menjaga keutuhan kromosom serta mengoptimalkan fungsi kolkhisin. Jaringan yang telah difiksasi diambil dengan menggunakan pinset, kemudian diletakkan di atas gelas objek dan diwarnai dengan giemsa 20% agar kromosom menjadi jelas terlihat, sehingga mudah diamati dengan menggunakan mikroskop cahaya. Setelah itu, preparat dikeringanginkan, dicuci dengan aquadest dan terakhir diamati dibawah mikroskop. Berdasarkan hasil pengamatan ditemukan empat fase pembelahan sel yang sedang terjadi pada insang beberapa ikan nila ( Oreochromis
niloticus )
yang diamati, yaitu interfase,
profase, metaphase dan telofase. Pada kelompok 1 diperoleh fase interfase pada insang ikan pertama dan fase profase pada insang ikan kedua. Pada kelompok 2 diperoleh fase metafase pada insang ikan pertama dan kedua. Pada kelompok 3 diperoleh fase profase pada insang ikan pertama dan kedua. Pada kelompok 4 diperoleh fase metafase pada insang ikan pertama dan fase interfase pada insang ikan kedua. Pada kelompok 5 diperoleh fase profase pada insang ikan pertama dan fase metafase pada insang ikan kedua. Kemudian pada kelompok 5 diperoleh fase interfase pada insang ikan pertama dan fase telofase pada insang ikan kedua. Berdasarkan gambar hasil praktikum pada interfase, kromosom tidak dapat terlihat karena
benang-benang
masih
berbentuk
benang-benang yang halus dan tidak berpilin. Akan tetapi, selama fase interfase ini aktivitas metabolik seluler sangat tinggi, dimana kromosom dan organel mengalami duplikasi, dan ukuran sel meningkat. Suryo (1997) menyatakan bahwa interfase merupakan fase pertama dari mitosis, yang memiliki ciri-ciri Gambar 1.
Fase Interfase
DNA telah berlipat dua dan tiap kromosom
membelah memanjang menjadi dua bagian yang sama masing – masing masih terikat oleh sebuah sentromer bersamaan. Belahan kromosom ini disebut kromatid. Pada tahap ini, sel belum melakukan pembelahan namun sel tersebut sudah siap membelah. Fase Interfase mencakup 3 tahapan yaitu G1, S, dan G2 (Yatim, 1996). Dimana pada tahap G1 sel anakan tumbuh menjadi dewasa, kemudian pada tahap S terjadi replikasi dan transkripsi DNA, sementara pada tahap G2 sel sedang mempersiapkan diri untuk membelah.
LKM Praktikum Dasar-Dasar Genetika 2012
Profase pembelahan
merupakan pertama.
Pada
tahapan permulaan
profase, di dalam nukleus mulai terbentuk kromosom, yaitu benang-benang rapat dan padat yang terbentuk akibat menggulungnya kromatin. Pada fase ini, kromosom dapat dilihat
menggunakan
mikroskop.
Pada
permulaan fase ini, kromosom menjadi lebih pendek dan tebal. Dapat dilihat pada gambar 2. tersebut tampak adanya benang-benang gelendong, Gambar 2.
Fase Profase
meskipun
tidak
terlalu
jelas
terlihat. Akan tetapi, membran nukleus pada
sel tersebut tidak tampak. Hal tersebut dikarenakan nukleolus mulai melebur dan kromatin (gabungan hasil replikasi DNA dengan protein) terkondensasi menjadi kromosom. Yang terjadi pada profase ini adalah benang kromatin menjadi kromosom, lalu kromosom mengganda menjadi dua kromatid tetapi masih melekat dalam satu sentromer, membran inti dan nukleolus lenyap, sentrosom memisah menjadi dua sentriole, dan diantaranya terbentang benang spindle. Benang-benang kromatin makin menjadi pendek sehingga menjadi tebal dan terbentuklah kromosom-kromosom. Tiap kromosom lalu membelah dan memanjang dan anakan kromosom ini dinamakan kromatid. Kemudian, membran inti mulai menghilang (Kusnadi dkk., 2010). Metafase
dicirikan
oleh
barisan
kromosom yang amat rapi sepanjang bidang equatorial (Fried, 2006). Pada mikroskop tahapan metafase ditandai dengan adanya sel yang pada bagian tengahnya transparan dan terdapat penebalan setelah bagian transparan tersebut. Benang-benang spindel pun sedikit terlihat. Pada fase ini kromosom tampak paling jelas terlihat sehingga lebih mudah diidentifikasi. Metafase adalah tahap yang memerlukan energi terkecil dan waktu yang Gambar 3.
Fase Metafase
paling singkat (Kusnadi dkk., 2010).
LKM Praktikum Dasar-Dasar Genetika 2012
Pada tahap telofase ini, tampak inti sel anakan terbentuk kembali dari fragmen-fragmen nukleus. Dinding inti terbentuk lagi. Pada fase ini sel telah terbagi menjadi dua sel anakan yang masing- masing memiliki inti yang mengandung 4 kromosom dengan bahan genetik yang sama dengan induknya (Suryo, 1997). Pada telofase, benang-benang gelendong mulai hilang, selaput inti dan nukleolus terbentuk kembali. Pembelahan yang terus berlangsung pada jaringan insang ini terjadi pada sel somatis (sel tubuh). Kromosom dapat diamati pada sel jaringan yang kecepatan pembelahan selnya tinggi, seperti pada ginjal, embrio dan insang pada ikan. Ukuran kromosom dapat sama atau berbeda, ada yang relatif besar dan dapat diukur dan ada yang relatif kecil. Menurut Black dan Pickering (1998), spesies ikan pada umumnya memiliki ukuran
Gambar 4.
Fase Telofase
kromosom yang kecil, sehingga sulit mengamati morfologinya. Pada hewan dan tanaman tingkat tinggi, satu siklus sel membutuhkan waktu antara 18 24 jam. Sel aktif membelah pada pagi hari. Siklus pembelahan sel terdiri atas: (1) periode prasintesa DNA (Gl) ± 10 jam, (2) periode sintesa DNA (S) ± 9 jam, (3) periode pasca-sintesa DNA (G2) ± 4 jam, dan (4) periode mitosis (M) + 1 jam. Mitosis sendiri terbagi menjadi beberapa phase yaitu: (1) Prophase, (2) Metaphase, (3) Anaphase, dan (4) Telophase.
G. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Preparasi Kromosom dilakukan dengan menggunakan metode Levan. Tahapan yang dilakuakan dalm pembuatan preparat kromosom tersebut adalah dengan melakukan penghentian pembelahan sel (mitotic
inhibitor ),
perlakuan hipotonik, fiksasi, pewarnaan dan penutupan
preparat. Dari 12 sampel ikan yang diamati, ditemukan empat fase pembelahan sel, yaitu interfase, profase, metafase, dan anafase.
Saran
Sebaiknya pada praktikum selanjutnya tidah hanya bagian insang saja yang diamati pembelahan selnya, namun juga menggunakan sampel organ tubuh lain misalnya ginjal agar dapat membandingkan sampel organ lain.
LKM Praktikum Dasar-Dasar Genetika 2012
H. DAFTAR PUSTAKA
Black, K. D. dan Pickering. 1998. Biology of Farmed Fished. Sheffield Academic Press.USA. Carman, O. 1992. Chromosome Set Manipulation in Some Warm-Water Fish. Doctoral Thesis. Tokyo University of Fisheries. Tokyo. Denton, T. E. 1973. Fish Chromosome Methodology. Charles C Thomas Publisher Springfield. USA. Fried, George. H. 2006. Schaum’s out Line s Biologi. Erlangga. Jakarta Kirpichnikov, V.S. 1981. Genetic Bases of Fish Selection. Springer-Verlag Berlin Heidenberg. New York. Kusnadi, dkk. 2010. Buku Saku Biologi SMA. PT Kawan Pustaka. Jakarta Suryo. 1997. Genetika. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Tave, D. 1986. Genetics for Fish Hatchery Managers. The Avi Publishing Company Inc. USA. Yatim, W. 1996. Biologi Umum. Tarsito. Bandung.
No Blog, No Wikipedia
LKM Praktikum Dasar-Dasar Genetika 2012
