LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105)
PERSILANGAN Dr osophi osophill a melanogaste melanogasterr
Tanggal Praktikum: 19 September 2014 Tanggal Pengumpulan: 17 Oktober 2014
Disusun oleh : Oliver Manuel 10613075 Kelompok 4
Asisten : Arny Hoerunissa 10611036
PROGRAM STUDI BIOLOGI SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengamatan terhadap mutan dari Drosophila melanogaster dan diamati perbedaanya
dengna
individu
normalnya.
Mutasi
sendiri
merupakan
perubahan permanen pada sekuens DNA dari suatu gen. Sekuens DNA pada setiap gen ini menentukan asam amino pada protein yang akan dikodekan. Jika terjadi mutasi maka susunan asam amino dari protein akan dikodekan oleh gen akan rusak (Colorow, 2013). Konsep mutasi ini pada dasarnya dapat dimanfaaatkan dalam kehidupan manusia. Adapun beberapa konsep mutasi yang dapat dimaanfaatkan dalam kehidupan manusia diantaranya sebagai berikut :
Adaptasi terhadap suhu tunggi dan rendah dari Eschericia coli (Bannet et al., 1992).
Adaptasi ragi terhadap ketersediaan glukosa di lingkungan melalui duplikasi gen dan seleksi alam (Brown, 1997).
Adaptasi terhadap pertumbuhan dalam gelap dari Chlamudomonas sp (Williams, 2013).
Pada pecobaan pengenalan mutan ini digunakan Drosophila melanogaster sebagai bahjan pengamatan karena hewan ini mudan dipelihara dan dapat diamati tanpa menggunakan mkroskop. Selain itu, ukurannya yang kecil juga memungkinkan Drosophila ini disimpan dalam jumlah yang banyak dalam satu waktu. Dalam penyimpanannya juga tidak merepotkan, cukup disi[mpan di suhu ruangan. Alasan lainnya, ialah Drosophila melanogaster mempunyai banyak jenis mutan, sehingga kita dapat mengamati Drosophila melanogaster dari beberapa aspek (Campbell et al ., 2008).
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah : 1. Menentukan mekanisme pewarisan sifat mutan pada Drosophila melanogaster dengan melakukan persilangan. 2. Menentukan analisi chi-square dari hasil persilangan Drosophila melanogaster.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Penemuan Prinsip Pewarisan Sifat
Ilmu genetika modern awalnya dicetuskan oleh seorang biarawan Jerman yang bernama Gregor Mendel. Mendel menelusuri pola pewarisan sifat tertentu pada spesies tanaman kacang yang bernama Pisum sativum. Melalui penemuan-penemuannya, Mendel menunjukkan bahwa faktor keturunan dapat dijelaskan melalui aturan-aturan tertentu (Campbell et al., 2008). Akan tetapi, kerja Mendel tidak mendapatkan sebuah pemahaman yang luas hingga tahun 1890. William Bateson menciptakan kata ”genetika” pada awal tahun 1905. Beliau mempopulerkan genetika untuk menggambarkan studi pewarisan sifat. Setelah penemuan kembali karya Mendel, banyak ilmuwan yang mencoba untuk menentukan molekul dalam sel yang berperan dalam pembentukan dan penurunan sifat. Pada tahun 1910, Thomas Hunt Morgan berpendapat bahwa gen berada pada kromosom berdasarkan hasil pengamatannya pada mutasi mata putih di lalat buah (Johnson, 2006). Pada tahun 1913, Alfred dan muridnya, Sturtevant menggunakan fenomena hubungan genetik untuk menunjukkan bahwa gen disusun secara linear atau berbaris dalam sebuah kromosom, namun mereka belum mengetahui apa yang bertanggung jawab dalam penurunan sifat hingga pada tahun 1944, tiga orang ilmuwan yang bernama Oswald Avery Theodore, Coli n McLeod dan Maclyn Mc Carty mengidentifikasi molekul yang bertanggung jawab pada pembentukan gen tersebut. Mereka menemukan bahwa DNA bertanggung jawab pada pembentukan gen. James D. Watson dan Francis Crick menentukan struktur DNA pada tahun 1953 dan mereka menemukan bahwa DNA berbentuk double helix. Struktur ini menunjukkan bahwa informasi genetik ada dalam urutan nukleotida pada setiap untai DNA (Johnson, 2006).
2.2 Hukum Mendel
Hukum Mendel I dikenal sebagai hukum segregasi (Campbell et al ., 2008). Ketika terjadi proses meiosis, pasangan kromosom homolog saling berpisah dan setiap set kromosom tersebut terkandung di dalam sel gamet. Proses pemisahan tersebut dikenal sebagai segregasi gen dengan satu gen dari alel hanya terkandung dalam satu gamet sebagai hasilnya (Gilbert, 2010). Gregor Mendel melakukan percobaan ini selama 12 tahun. Beliau menyilangkan
sebuah
spesies
yang
bernama Pisum
sativum dan
memerhatikan satu sifat yang mencolok. Contoh dari sifat tersebut adalah kacang ercis berbiji bulat disilangkan dengan kacang ercis berbiji keriput (Elfrod et al ., 2002). Hukum Mendel II dikenal pula sebagai law of independent assortment (Campbell, 2008). Menurut hukum ini, setiap gen dapat berpasangan secara bebas dengan gen lain, namun gen untuk satu sifat tidak berpengaruh pada gen untuk sifat yang lain yang bukan termasuk alelnya (Gilbert, 2010). Persilangan dihibrid dapat menjelaskan lebih lanjut tentang Hukum Mendel II. Contohnya adalah gen bentuk biji dan gen warna buah. Pada persilangan antara tanaman biji bulat dan warna kuning pada buahnya dengan biji keriput dan warna hijau pada buahnya. Karena setiap gen dapat berpasangan bebas, maka pada F1 ditemukan tanaman biji bulat warna kuning, biji bulat warna hijau, biji keriput warna kuning, dan biji keriput warna hij au . Hukum Mendel hanya berlaku untuk persilangan dihibrid, bukan monohibrid (Warianto, 2011).
2.3 Jenis-jenis Persilangan
Persilangan memiliki 3 jenis, yaitu persilangan monohibrid, persilangan dihibrin
dan
persilangan sex-linked .
Persilangan
monohibrid
adalah
persilangan antara due spesies yang sama dengan satu sifat yang berbeda. Persilangan monohibrid menentukan kebenaran dari Hukum Mendel I. Persilangan dihibrin adalah persilangan dengan dua buah sifat yang berbeda. Persilangan dihibrid sangat berhubungan dengan Hukum Mendel II yang
berbunyikan “individual assortment of genes”. Persilangan sex-linked adalah ekspresi fenotipik darisebuah alel yang berkaitan dengan seks kromosom suatu individu (Pearce, 2008)
2
2.4 Analisis x
Pada setiap percobaan pasti akan memiliki sebuah galat atau faktor penyimpangan berdasarkan hipotesis yang ada. Menurut Pearce (2008), ada sebuah metode pengukuran suatu penyimpangan hasil pengamatan dari hasil yang diharapkan secara hipotesis. Metode tersebut adalah metode analisis chi square (x2). Berdasarkan analisis x2, jika dalam sebuah pengamatan terjadi penyimpangan sebesar 5% atau kurang, hipotesis dari pengamatan itu dapat diterima karena sesuai dengan hukum Mendel. Akan tetapi, jika pada pengamatan tersebut terjadi penyimpangan yang lebih besar dari 5%, hipotesis tersebut dapat ditolak karena tidak sesuai dengan hukum Mendel (Strickberger, 1962). Berikut ini adalah rumus untuk menghitung nilai chi square (x2).
∑
BAB III METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah : Tabel 3.1 Alat dan Bahan
Alat
Botol
biakan
Bahan
Drosophila Ether
melanogaster no. A Botol
biakan
Drosophila Mutan Drosophila melanogaster A
melanogaster no. B Etherizer
Mutan Drosophila melanogaster B
Reetherizer Botol morgue Kuas Bantalan
3.2 Cara Kerja
3.2.1
Minggu 1 (Pencarian “virgin” dan persilangan) Satu botol biakan diperoleh masing-masing mahasiswa. Lalat dari botol biakan dipindahkan keetherizer hingga tidak ada satupun imago yang tertinggal. Ether di teteskan hinga lalat terbius. Lalatdiletakkan di cawan petri. Lalat yang jantan dipilih, dimasukkan ke botol media yang barudan botol berisi lalat jantan tersebut diberikan ke rekan yang telah ditentukan oleh asisten praktikum. Lalat jantan juga diperoleh praktikan dari rekan tersebut. Sebelum delapan jam setelah imago menetas, lalat betina dipilih yang virgin dan dimasukkan ke dalam botol media berisi lalat jantan dari rekan.
3.2.2
Minggu 2 (Pengeluaran Parental dari Botol) Apabila pupa F1 sudah muncul, semua imago parental dikeluarkan. Imago dipindahkan kedalam etherizer dan diberi beberapa tetes ether. Setelah lalat mati, lalat dimasukkan ke dalammorgue.
3.2.3
Minggu 3 (Persilangan F1) Fenotip F1 diamati. Imago F1 dipindahkan ke botol media yang baru. Jenis persilanganditulis.
3.2.4
Minggu 4-6 (Pengeluaran F1 dari Botol dan Perhitungan F2) Setelah pupa F2 mulai muncul, imago F1 dipindahkan ke dalam etherizer dan beberapa tetesether diberikan. Setelah lalat mati, lalat dimasukkan ke dalam morgue. Tanggal imago F2 pertamamuncul dicatat. Setiap dua hari, imago F2 dipindahkan ke dalam etherizer dan beberapa tetes ether diberikan. Setelah lalat pingsan, lalat diletakkan ke dalam cawan petri dan dihitung jumlah masing-masing fenotip tersebut pada lalat jantan maupun lalat betina. Mutan yang telah diperolehditentukan. Lalat yang sudah selesai dihitung dimasukkan ke dalam morgue. Penghitungan jumlahmasing-masing fenotip dilakukan sampai jumlah imago F2 sudah lebih dari 300 ekor atau sampaidengan delapan hari sesudah imago F2 pertama kali muncul. Berdasarkan jumlah masing-masing fenotip lalat buah yang diperoleh, jenis persilangan ditentukan. Persilangan dapat berupa persilangan monohibrida, dihibrida, atau persilangan dengan gen terpaut kelamin. Diagram persilangan dibuat dari percobaan ini. Hasil yang diperoleh diuji dengan melakukan analisis X 2apakah sesuai dengan Hukum Mendel yang diharapkan atau tidak.
BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
4.1.1
Diagram Persilangan P1
:
XmYe+e+
XmXm+ee
F1
:
XmXm+e+e+
dan
Xm+Ye+e
P2
:
XmXm+e+e
x
Xm+Ye+e
F2
:
100%Normal
Tabel 4.1 Diagram Persilangan
Xm+e+
Xm+e
Xm e+
Xm e
Xm+e+
Xm+Xm+e+e+
Xm+Xm+e+e
Xm Xm+e+e+
XmXm+e+ e
Xm+e
Xm+Xm+ee+
Xm+Xm+ee
Xm Xm+ee+
Xm Xm+ee
Ye+
Xm+Ye+e+
Xm+Ye+e
XmYe+e+
Xm Ye+e
Ye
Xm+Ye+e+
Xm+Yee
XmYe+e+
XmYe+ e
Keterangan : = Normal Betina = Ebony Betina = Normal Jantan = Ebony jantan = Miniature Jantan = Miniatureebony Jantan
Perbandingan F2 Normal Betina : Normal Jantan : Ebony Betina : Ebony Jantan : Miniature Jantan :Miniature Ebony Jantan = 6 : 3 : 2 : 1 : 3 :1
4.1.2
Hasil Persilangan Tabel 4.2 Hasil persilangan Drosophila melanogaster
Fenotip F2
Jumlah yang diamati
Jumlah Yang
(A)
Seharusnya (H)
Jantan Normal
72
70
Jantan Ebony
27
23
Jantan Miniature
68
70
Jantan Ebony Miniature
26
23
Betina Normal
132
140
Betina Ebony
48
47
Total
373
373
Analisis x2
4.1.3
Derajat Kebebasan = (Jumlah Fenotipe – 1) = (6 – 1) = 5 Tabel 4.3 Analisis x
2
Jantan
Jantan
Jantan
Jantan
Betina
Betina
Norma
Ebony
Miniat
Minitu
Norma
Ebony
ure
re
l
l
Jumlah
Ebony
A
72
27
68
26
132
48
373
H
70
23
70
23
140
47
373
|A-H|
2
4
2
3
8
1
20
|A-H|²
4
16
4
9
64
1
98
|A-H|² / H
0,0571
0,6957
0,0571
0.3913
0,4571
0.0212
1.6796
Tabel 4.4 Tabel literature C
2
(Sumber : Williams, 2012)
4.2 Pembahasan
Pada proses pengembangbiakan persilangan lalat mutan ini penggunaan betina virgin menjadi poin vital dari seluruh percobaan. Lalat buah betina memiliki bagian spermateka yang berfungsi untuk menyimpan sperma (Klug & Curmings, 1994). Maka pentingnya seekor betina dalam keadaan virgin adalah supaya jelas bahwa betina tersebut sama sekali belum dibuahi oleh jantan, sehingga sperma yang akan membuahi bisa dipastikan jenisnya. Apabila betina sudah dibuahi oleh lalat jantan yang tak pasti jenisnya, maka hasil persilangan akan terpengaruhi dan tidak sesuai dengan yang diharapkan. Berdasarkan proses persilangan yang dilakukan antara mutan ebony dan mutan miniature selama 4 minggu didapat angka chi-square sebesar 1,679 dengan derajat kebebasan 5. Pengolahan data tersebut bisa dibandingkan dengan tabel literatur chi-square. Dari tabel bisa disesuaikan bahwa probabilitasnya adalah sebesar 90%, sehingga bisa disimpulkan bahwa hipotesis diterima atau tidak ditolak. Menurut Wolpert (2002), botol morgue pada persilangan mutan Drosophila berfungsi untuk mematikan Drosophila serta mencegah terjadinya penyilangan di alam. Mutan lalat pada umumnya akan mengalami kesulitan
untuk bertahan hidup berdasarkan abnormalitas gennya, akan tetapi selalu ada kemungkinan untuk bertahan hidup di alam. Jika kemungkinan itu terjadi, maka mutan dapat berkembang biak dan dapat mengganggu keberlangsungan hidup Drosophila melanogaster . Untuk itulah digunakan botol morgue untuk mencegah adanya penyebaran mutan lalat.
BAB V KESIMPULAN
1. Mekanisme pewarisan sifat pada Drosophila melanogaster sesuai dengan Hukum Mendel. Gen yang alelnya dominan menutupi fenotip resesif pada keturunannya. Persilangan yang dilakukan menyimpang karena ada gen yang terpaut seks. 2. Setelah melakukan perhitungan dengan chi-square, hasil perhitungan persilangan Drosophila melanogaster mendapat nilai chi-square sebesar 1.68 pada derajat kebebasan 5. Artinya, hipotesis ini diterima untuk tingkat kepercayaan 90%.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, Reece, Urry, Peterson, Wasserman, Minorsky, Jackson. 2008. Biology Concept and Connection 7th. Pearson International: New York. Elfrod, Susan, William Stansfield. 2002. Schaum’s Outline of Theory and Problems of Genetics, 4th edition. The Mc Graw-Hill Companies: New York. Gilbert, Scott F. 2010. Developmental Biology 9th Edition. Sinauer Associates : New York Johnson, Rebecca L. 2006. Genetics. USA: Twenty-First Century Books. Klug, W.S., Cummings, M. R. 1994. Concepts of Genetics. New York: Pearson International. Strickberger, M.W. 1962. Experiments in Genetics with drosophila. John Wiley and Sons Inc : New York. Warianto, Chaidar. 2011. Mutasi. http://skp.unair.ac.id/repository/GuruIndonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf (diakses pada 15/10/2014). Williams, J. 2014. “Genetic laboratory”. http://faculty.southwest.tn.edu/ jiwilliams/probability.htm. Diakses pada tanggal 16 Oktober 2014. Wolpert, Lewis. 2002. Principles of Development 2nd Edition. New York: Oxford University Press.
