Laporan Praktikum Genetika
PEMBELAHAN SEL: MITOSIS DAN MEIOSIS Diki Prawisuda*, A. R. Widyaningrum, E. R. Utami, G. M. Imantaka, H. N. Fitri, M. I. Niam, N. Hanifah, T. Puspadianti, W. Suffan, R. Y. K. Tirta, R. J. Pranoto Universitas Indonesia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Biologi Februari 2014
Abstrak Suatu organisme yang hidup membutuhkan pertumbuhan dan perkembangan. Proses pertumbuhan dan perkembangan ini diperankan oleh satuan unit hidup terkecil, yaitu sel. Terdapat dua jenis pembelahan sel pada umumnya, yaitu secara mitosis dan meiosis. Mitosis dan meiosis memiliki beberapa perbedaan mendasar, yaitu jumlah set kromosom anakan dan tempat terjadinya masing-masing pembelahan. Suatu pengamatan telah dilakukan untuk mengetahui apa yang membedakan kedua jenis pembelahan ini. Pengamatan mitosis dilakukan dengan akar bawang, yang baru tumbuh, sebagai subjek dari pengamatan pembelahan mitosis dan preparat jaringan organ testis Rattus novergicus, yang sudah diawetkan, sebagai subjek pengamatan pembelahan meiosis. Proses interfase adalah satu-satunya fase yang dapat diamati sebagai hasil dari pengamatan bawang bombay. Struktur sel penyusun jaringan organ testis, seperti tubulus seminiferus, sel Leydig, dan spermatogonium, adalah hasil dari pengamatan preparat jaringan organ testis Rattus novergicus. Kata kunci: mitosis, meiosis, bawang bombay, Rattus novergicus, interfase, spermatogonium, tubulus seminiferus, sel Leydig
1. Pendahuluan
nitrogen yang melekat pada molekul gula 5-carbon
Struktur materi genetik berupa dua rantai panjang
deoksiribosa terfosforilasi (Hartl & Jones 2005: 9). Siklus
paralel yang berpilin searah dengan jarum jam. Satu rantai
sel dibagi menjadi 5 fase, secara berurutan, yaitu fase G1
ini terdiri dari nukleotida, yang tersusun oleh basa
sebagai fase terlama dan utama dalam pertumbuhan sel; fase S sebagai fase sel untuk mereplikasi gen; fase G2
*)Kelompok 5B
1
sebagai fase pertumbuhan sekunder sel untuk mem-
materi genetik. Metafase I adalah tahap penempatan
persiapkan pemisahan gen; fase M sebagai fase
kromosom-kromosom di bidang ekuatorial dari sel.
terbentuknya mikrotubulus untuk mengikat kromosom
Anafase I adalah tahap berpisah dan bergeraknya
dan memisahkan sister chromatid; fase C sebagai fase
kromosom homolog ke kutub sel yang berlawanan.
pembagian sitoplasma dan menghasilkan dua anak
Telofase I adalah tahap terbentuknya dua sel anakan yang
(Raven & Johnson 2001: 212).
masing-masing memiliki setengah jumlah kromosom sel semula. Dinding inti langsung menghilang lagi dan
Pada prokariota, seperti bakteri, pembelahan yang
terbentuk benang gelendong inti pada tiap kutub sel
terjadi pembelahan biner. Pembelahan biner adalah
anakan segera setelah telofase I. Kromosom-kromosom
pembelahan spontan tanpa melalui pemaketan DNA
menempatkan diri di bidang ekuatorial, sel mengalami
menjadi kromosom-kromosom. Pembelahan pada sel
metafase II. Anafase II, sentromer membelah dan
eukariota terjadi secara mitosis. Pada proses pembelahan
kromosom yang terdiri dari satu kromatid bergerak ke
mitosis, DNA dipaketkan dalam bentuk kromosom dan
masing-masing kutub sel. Meiosis II diakhiri dengan
melewati tahapan tertentu (Raven & Johnson 2001: 208).
Telofase II, yaitu terbentuknya empat inti yang haploid Pembelahan mitosis dibagi menjadi lima tahap,
(Suryo 2010: 59-62).
yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Profase Pembentukan sel kelamin pada manusia me-
adalah proses awal pembelahan mitosis yang ditandai
rupakan contoh dari pembelahan meiosis. Sel kelamin
dengan memendek dan menebalnya kromosom dan
laki-laki dinamakan spermatozoa dan pada perempuan
meleburnya inti. Metafase adalah fase terbentuknya benang spindel. Benang spindel
dinamakan ovum. Proses pembentukan sel kelamin,
berperan dalam
disebut
pemisahan sister chromatid. Metafase dicirikan dengan
spermatogenesis,
dimulai
dari
sel
spermatogonium yang mengalami diferensiasi menjadi
berjajarnya kromosom pada bidang equator sel. Anafase
spermatosit primer. Spermatosit primer melakukan
adalah proses pemisahan sister chromatid yang dilakukan
meiosis dan menghasilkan empat sel spermatid. Sel-sel
saat semua kromosom telah bergerak ke tengah sel dan
spermatid selanjutnya berkembang menjadi spermatozoa.
benang spindel dari tiap kutub menarik sentromer.
Proses pembentukan ovum, sel kelamin perempuan,
Telofase adalah proses penyusunan membran inti baru
diawali
pada kromosom anak dan menghilangnya benang spindel
dengan
sel
oogonium
yang
mengalami
diferensiasi menjadi oosit primer. Oosit primer kemudian
(Hartl & Jones 2005: 138-140).
mengalami meiosis dan menghasilkan satu sel ovum Meiosis adalah pembelahan yang terjadi pada sel
fungsional dan tiga badan kutub (Suryo 2010: 63-70).
gonosom. Meiosis berlangsung dalam dua tingkatan, Perbedaan mendasar dari mitosis dan meiosis
yaitu meiosis I dan meiosis II. Proses meiosis I terdiri dari
adalah hasil jumlah set kromosom sel-sel anaknya.
profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I. Profase I
Meiosis mengurangi jumlah kromosom dan mitosis
terdiri dari 5 tahap, yaitu leptonema, zigonema, pakhinema, diplonema, dan diakinesis. Profase I
mempertahankan jumlah kromosom. Tempat terjadinya
me-
pembelahan mitosis juga berbeda dari pembelahan
rupakan tahap yang mengandung proses rekombinasi
2
meiosis. Mitosis biasa terjadi pada sel autosom dan
perlahan menggunakan korek api hingga ujung akar
meiosis terjadi pada sel gonosom (Campbell dkk. 2008:
memipih; ketujuh, asetokarmin berlebih di luar cover
272-276).
glass dilap menggunakan kertas tisu; kedelapan, preparat dilewatkan beberapa kali di atas nyala api pembakar
Praktikum yang telah kami lakukan memiliki tiga
spirtus (fixation); kesembilan, preparat ujung akar
tujuan, yaitu untuk mengamati dan memahami tahap-
bawang diletakkan dan diamati dengan mikroskop cahaya
tahap pembelahan secara mitosis, untuk mengamati dan
menggunakan perbesaran bertahap.
memahami tahap-tahap pembelahan secara meiosis, dan untuk memahami perbedaan antara mitosis dan meiosis.
Cara kerja pada pengamatan pembelahan sel secara meiosis, yaitu pertama, preparat jaringan organ testis Rattus novergicus, yang sudah disiapkan, diletakkan di
2. Metodologi
mikroskop cahaya; kedua, preparat jaringan organ testis
Alat yang digunakan pada praktikum pembelahan
Rattus novergicus diamati dengan mikroskop cahaya
sel adalah cawan petri, cover glass, kertas tisu, korek api,
menggunakan perbesaran bertahap hingga mendapat
mikroskop cahaya, object glass, pembakar spiritus,
fokus yang jelas.
pinset, pipet, silet, dan stopwatch. Bahan
yang
digunakan
pada
praktikum
3. Hasil dan Pembahasan
pembelahan sel adalah pewarna asetokarmin, larutan HCl Pengamatan proses pembelahan mitosis akan
1 M, bagian meristem akar umbi bawang bombay (Allium
sangat optimal jika dilakukan pada jaringan yang tepat.
sp.) yang masih aktif membelah (ujung akar), dan
Jaringan meristem adalah jaringan yang aktif melakukan
preparat jaringan organ testis Rattus novergicus.
pembelahan mitosis. Contoh dari meristem apikal adalah Cara kerja pada pengamatan pembelahan sel secara
akar (King dkk. 2006: 271). Proses mitosis diamati pada
mitosis, yaitu pertama, bagian meristem akar yang sedang
ujung akar tanaman bawang, karena akar pada tumbuhan
aktif membelah dipotong menggunakan silet, lalu
bawang cepat tumbuh dan akan terus tumbuh untuk
potongan ujung akar tersebut dipindahkan ke dalam
mencari nutrisi dan air. Hal ini membantu dalam
cawan petri menggunakan pinset; kedua, seluruh hasil
pengamatan siklus sel, karena di akar yang hidup akan
potongan ujung akar direndam dengan beberapa tetes
selalu terdapat sel yang sedang melakukan mitosis
pipet larutan HCl 1 M, lalu ditunggu minimal selama 5
(http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/activities/cell_
menit dengan stopwatch; ketiga, ujung akar dipindahkan
cycle/cell_cycle.html, diakses 24 Februari 2014, pk.
ke bagian lain cawan petri yang masih bersih
15.35 WIB).
menggunakan pinset; keempat, seluruh ujung akar Praktikum pengamatan pembelahan sel pada akar
direndam beberapa tetes pipet asetokarmin dan ditunggu
bawang (Allium sp.) memerlukan HCl untuk melarutkan
minimal selama 2 menit; kelima, ujung akar dipindahkan
dinding sel. Terlarutnya dinding sel mempermudah
ke atas object glass dan ditindih dengan cover glass;
pewarnaan kromosom oleh asetokarmin. Pewarnaan
keenam, cover glass di atas ujung akar ditekan secara
3
asetokarmin berguna untuk mengindentifikasi kromosom
jaringan yang diamati. Sel yang menumpuk pada jaringan
pada sel yang sedang diamati (Sabnis 2010: 88).
menjadi kelompok-kelompok sel yang lebih kecil
Proses
penekanan
(squashing)
pada
(http://people.bridgewater.edu/~lhill/plant%20chromoso
proses
mes.htm, diakses 27 Febuari 2014, pk. 15.50 WIB).
pembuatan preparat akar bawang berguna untuk menyebarkan dan memipihkan tumpukan sel pada
Interfase (sumber: https://lh4.googleusercontent.com/Etd773Nm1xo/T_d3XKWEnRI/AAAAAAAAV7o/OJ6v4 XZCbqM/s1600/mitosis2.jpg)
Interfase dengan perbesaran 400x (sumber: dokumentasi pribadi)
Gambar 1. Perbandingan model Interfase
Praktikum pengamatan pembelahan sel yang kami
perendaman subjek pengamatan ke dalam HCl 1 M yang
lakukan hanya mendapatkan interfase dari seluruh siklus
terlalu singkat, pewarnaan asetokarmin yang kurang, dan
sel. Kesalahan yang mungkin kami lakukan, adalah salah
kesalahan dalam prosedur squashing. Berikut adalah
dalam melakukan pemotongan jaringan yang diinginkan,
keseluruhan tahapan pembelahan mitosis.
Profase
Metafase
Anafase
Telofase Gambar 2. Fase-fase mitosis
(sumber: https://lh4.googleusercontent.com/Etd773Nm1xo/T_d3XKWEnRI/AAAAAAAAV7o/OJ6v4XZCbqM/s1600/mitosis2.jpg)
4
Pengamatan proses pembelahan sel secara
(http://www.nsrl.ttu.edu/tmot1/rattnorv.htm, diakses 27
meiosis menggunakan Rattus novergicus sebagai subjek
Februari 2014, pk 22.18 WIB). Testis adalah organ yang
pengamatan. Spesies ini dipilih karena cepat menuju
digunakan dalam pengamatan, karena di dalam testis
kematangan seksual, sehingga jika ada kesalahan dapat
banyak mengandung sel-sel kelamin (sperm) yang sedang
segera dilakukan uji ulang tanpa mengubah subjek
membelah (Rittner & McCabe 2004: 323).
2 4 6 1 3
5
Gambar 3. Jaringan organ testis Rattus novergicus (sumber: dokumentasi pribadi)
Pengamatan pembelahan sel secara meiosis yang
Perbedaan mendasar antara meiosis dan mitosis
diamati pada preparat jaringan organ testis Rattus
yang kami amati dari percobaan pengamatan pembelahan
novergicus yang kami lakukan, telah teramati beberapa
sel adalah letak terjadinya pembelahan sel. Pembelahan
tempat terjadinya dan penunjang pembelahan meiosis.
secara meiosis terjadi di dalam sel-sel organ kelamin.
Tempat-tempat tersebut, yaitu (1) lumen; (2) sel Leydig;
Pembelahan secara mitosis terjadi di daerah yang aktif
(3) lamina basal; (4) spermatogonium; (5) spematid; (6)
melakukan pemanjangan, seperti akar (Campbell dkk.
tubulus seminiferus. Lumen adalah rongga pada bagian
2008: 276).
tengah tubulus seminiferus. Sel Leydig adalah sel berbentuk segitiga yang berfungsi untuk menghasilkan testosteron dan mencegah sperma untuk keluar dari tubulus seminiferus. Spermatogonium adalah sel yang induk yang akan menghasilkan sperma. Spermatid adalah calon
spermatozoa
yang
belum
mengalami
spermiogenesis (Rittner & McCabe 2004: 418).
5
4. Kesimpulan
Hill, M. L. 2011. Technique for Staining and Studying Plant Chromosomes. 1 hlm.
Akar bawang yang baru tumbuh adalah salah satu
http://people.bridgewater.edu/~lhill/plant%20chro
contoh organ yang aktif melakukan pembelahan mitosis.
mosomes.htm, diakses 27 Febuari 2014, pk. 15.50
Bagian ujung akar dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan
WIB.
fungsinya, yaitu zona pemanjangan, zona pembelahan, dan zona tudung akar. Zona pembelahan adalah letak
King, R. C., W. D. Stansfield & P. K. Mulligan. 2006. A
terjadinya proses pembelahan mitosis. Mitosis terdiri dari
Dictionary of Genetics. 7th ed. Oxford University
profase, metafase, anafase, dan telofase. Pengamaatan
Press, New York: 596 hlm.
preparat jaringan organ testis, proses meiosis ditemukan
Raven, P. H. & G. B. Johnson. 2001. Biology. 6th ed.
pada proses spermatogenesis di sel spermatogonium di
McGraw-Hill Science, New York: 1238 hlm.
dalam tubulus seminiferus. Pembelahan sel secara Rittner, D. & T. L. McCabe. 2004. Encyclopedia of
meiosis terjadi di sel kelamin, dan menghasilkan empat anakan yang haploid, sedangkan pembelahan sel secara
Biology. Facts On File, Inc., New York: xvi + 400
mitosis terjadi pada sel selain sel kelamin dan
hlm.
menghasilkan sel anakan yang identik.
The University of Arizona. 2004. Intro to Onion Root Tips Activity. 9 hlm.
Daftar Pustaka
http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/activities Campbell, N. A., J. B. Reece, L. A. Urry, M. L. Cain, S.
/cell_cycle/cell_cycle.html, diakses 25 Februari
A. Wasserman, P. V. Minorsky & R. B. Jacson.
2014, pk. 18.55 WIB.
2008. Biology. 8th ed. Benjamin Cummings, Sabnis, R. W. 2010. Handbook of Biological Dyes and
California: xlvi + G-39 + I-54 + 1267 hlm.
Stains: Synthesis and Industrial Applications. John Davis, W. B. & D. J. Schmidly. 1997. The Mammals of
Wiley and Sons Inc., New Jersey: xix + 521 hlm.
Texas - Online Edition: Norway Rat. 1 hlm. Suryo. 2010. Genetika manusia. Gadjah Mada University
http://www.nsrl.ttu.edu/tmot1/rattnorv.htm,
Press, Yogyakarta: xvi + 523 hlm.
diakses 27 Februari 2014, pk. 23.42 WIB. Hartl, D. L. & E. W. Jones. 2005. Genetics: Analysis of genes and genomes. 6th ed. Jones and Bartlett Publishers Inc., Massachusetts: xxvi + 854 hlm.
6
