laporan mitosis
advertisement
LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR 2 PEMBELAHAN MITOSIS PADA AKAR BAWANG MERAH (Allium cepa) OLEH: KELOMPOK 2 1. ADNAN FAHRULIANSYAH 13312244007 2. WINDY SEPTIANA M. 13312244010 3. SITI RAHMAWATI 13312244017 4. TIFFANI ANGGARNIASTITI 13312244021 5. ANNISA NUR AFIFAH 13312244033 6. M. ALI IMRON SADEWO 13312244036 PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2014 HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN RESMI PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR 2 PEMBELAHAN MITOSIS Disusun oleh: Adnan Faruliansyah 13312244007/D Windy Septiana M. 13312244010/D Siti Rahmawati 13312244017/D Tiffani Anggarniastiti 13312244021/D Annisa Nur Afifah 13312244033/D M. Ali Imron Sadewo 13312244036/D Laporan praktikum ini telah disetujui dan disahkan Pada tanggal 13 Maret 2014 Oleh Asisten Pembimbing DosenPembibing Riris Ir. Ekosari Roektiningruoem., M. Pd NIP. 196110311989022001 2 BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh organisme multiseluler, kecuali pada jaringan yang menghasilkan sel gamet. Proses pembelahan satu sel zigot menjadi sel tubuh yang banyak jumlahnya terjadi secara mitosis. Pada tumbuhan, mitosis terjadi pada titik-titik tumbuh, misalnya ujung batang, ujung akar, dan kambium. Mitosis adalah salah satu contoh dari pembelahan secara tak langsung. Pembelahan sel secara tak langsung adalah pembelahan sel melalui tahapan-tahapan tertentu. Tahapantahapan pembelahan itu ditandai dengan penampakan yang berbeda-beda dari kromosom yang dikandungnya. Pada waktu sel sedang membelah diri, terjadi proses pembagian kromosom di dalamnya. Tingkah laku kromosom selama sel membelah dibedakan menjadi fase-fase pembelahan sel. Mitosis adalah peristiwa yang terjadi di dalam sel, yang merupakan bagian yang sangat kecil penyusun makhluk hidup. Mitosois terjadi di dalam sel yang letaknya jauh di dalam tubuh makhluk hidup. Waktu terjadinya mitosis juga tidak bisa ditentukan dengan tepat. Oleh karena hal-hal tersebut, peristiwa mitosis dalam sel makhluk hidup menjadi sulit untuk diamati secara langsung. Gambaran tentang tahapan-tahapan mitosispun selama ini hanya dapat kita ketahui melalui ilustrasi dan gambar dari referensi. Jarang ada buku yang memuat foto asli dari pengamatan lewat mikroskop. Karena hal itulah, praktikum ini dilakukan untuk mengamati secara langsung tahapan-tahapan mitosis yang Nampak, khususnya pada ujung akar Allium cepa di bawah mikroskop. B. TUJUAN 1. Mahasiswa mampu mengamati dan menjelaskan tahapan siklus sel, terutama tahapan pembelahan mitosis. 3 BAB II KAJIAN PUSTAKA Satuan kehidupan terkecil yang tidak dapat diperkecil lagi adalah sel. Sel untuk pertama kali ditemukan lebih dari 300 tahun yang lalu, tidak lama setelah mikroskop pertama dibuat. Umumnya sel itu sangat kecil dengan diameter jauh lebih kecil 1 mm, sehingga tidak terlihat oleh mata telanjang. Pada sel yang paling sederhana, yaitu bakteri sebuah dinding sel mengelilingi suatu membrane (plasma) sangat tipis dan mengandung asam lemak, yang mengelilingi permukaan daerah dalam yang tidak berstruktur. Sifat terpenting sel adalah kemampuannya untuk tumbuh dan membelah diri untuk menghasilkan molekul-molekul seluler baru dan memperbanyak dirinya. Untuk menjalankan fungsi-fungsi ini, sel itu secara kimia pasti bersifat secara canggih, memang sel yang paling sederhana sekalipun mengandung hamper 1000 molekul yang berbeda. Jadi, pada hakikatnya sel merupakan pabrik kecil yang tumbuh dengan memasukkan unsure-unsur pembangun, berupa molekul-molekul sederhana seperti glukosa, dan karbondioksida dan dengan car tertentu mengubahnya menjadi berbagai molekul yang mengandung karbon, yang dibutuhkan untuk berfungsinya sel-sel (James Watson, 1988:132). Setiap sel berasal dari sel sebelumnya. Proses yang menyangkut terbentuknya sel-sel anak baru dari induknya disebut pembelahan sel. Pada sel-sel jaringan tubuh (sel somatis), suatu sel induk akan membelah menjadi dua sel anak yang komponen-komponennya sama dan identik dengan sel induk, peristiwa pembelahan sel somatis semacam ini disebut sebagai mitosis. Mitosis adalah pembelahan sel dimana berlangsung pembelahan dan pembagian nukleus beserta kromosom-kromosom di dalamnya (H. Suryo, 1995:455). Tumbuhan pada masa awal perkembangan mengalami pertumbuhan sangat banyak, tumbuhan mengalami pembelahan sel secara tidak langsung yang disebut juga dengan mitosis. Mitosis mempertahankan pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti dari sel somatis secara berturut-turut. Proses ini terjadi bersama-sama dengan pembelahan sitoplasma dan bahan-bahan di luar inti sel (sitokinesis). Proses ini mempunyai peranan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan pada hampir semua organisme (L.V. Crowder, 1988: 324). Mitosis berlaku pada pembelahan inti sedangkan pembelahan sitoplasma disebut sitokinesis. Pembelahan inti terdapat pada embrio seluruh jaringan (W. Yatim,1983:213). 4 Seluruh sel somatic pada organism multiseluler adalah keturunan dari satu sel awal, yakni telur yang terfertilisasi atau zigot, melalui proses pembelahan yang disebut mitosis. Fungsi mitosis yang pertama adalah membran salinan yang persis sama dari setiap kromosom, lalu membagikan set identik kromosom kepada masing-masing dari kedua sel keturunan, atau sel nakan melalui pembelahan sel awal (sel induk). Interfase adalah periode diantara dua mitosis yang berurutan dan terdiri atas tiga fase yaitu G1, S dan G2. Selama fase S (sintesis), molekul-molekul DNA dari masing-masing kromosom mengalami replikasi hingga menghasilkan sepasang molekul DNA identik yang disebut kromatid (terkadang disebut kromatid saudari). Masing-masing kromosom yang telah direplikasi itu lalu memasuki mitosis dengan dua molekul DNA yang identik (Susan Elrod, 2007:445). Selama bertahun-tahun para ahli biologi sel lebih banyak mencurahkan perhatiannya kepada fase pembelahan sel karena perubahan-perubahan yang dramatis yang berlangsung di dalamnya dapat diamati dengan mikroskop cahaya. Karena itu, mereka menganggap bahwa interfase merupakan “fase istirahat”. Hasil-hasil penelitian yang mutakhir telah berhasil mengungkapkan bahwa pada interfase sebenarnya berlangsung beberapa kegiatan yang sangat intensif, antara lain biosintesis asam deaksiribonukleat (ADN) dan pembagian komponenkomponen kromosom menjadi dua bagian yang sama. Sementara itu, ukuran sel pun bertambah menjadi kurang lebih dua kali semula. Beberapa sel yang telah terdiferensiasi jarang sekali membelah, misalnya limfosit, sedangkan pada mamalia, sel saraf (neuron) tidak pernah membelah setelah individunya lahir. Dengan demikian, selama hidupnya neuron tersebut tetap saja dalam interfase. (Wayan Bawa, 1998 : 177-178) Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali apda jaringan yang menghasilkan sel gamet. Proses pembelahan satu sel zigot menjadi sel tubuh yang banyak jumlahnya terjadi secara mitosis. Dengan mitosis terjadi proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan dan organ tubuh makhluk hidup. Pada pembelahan mitosis, gamet betina setelah dibuahi oleh gamet jantan akan bersifat diploid (2n) dan dinamakan zigot. Dalam perkembangannya zigot ini akan membelah berkali-kali dan proses pembelahan sel ini dinamakan mitosis (Suryo, 1984:42). 5 Mitosis berlangsung dalam beberapa fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan teloase. 1. PROFASE Pada tahap profase, kromosom tampak sebagai benang-benang halus yang kadangkadang saling melilit satu sama lain dan ternetang secara maksimal sehingga kromomer tampak jelas. Kemudian kromosom akan memendek dan menebal sehingga kromomer terletak begitu dekat satu sama lain. Tiap bagian dari kromosom ganda itu disebut kromatid yang dihubungkan oleh kinetokor sehingga kromosom tetap tunggal sampai metafase. Pada permulaan profase sentriol bergerak ke sisi yang berlawanan dan terbentuk benang-benang gelendong (spindel). Pada akhir profase sentriol berada di kutub-kutub yang berlawanan, serta gelendong-gelendong mengatur diri untuk menjadi penghubung antara sentriol dan kinetokor. Anak inti menyusut dan akhinya menghilang demikian juga dengan selaput inti (Mochamad Nasir,1993:57). 2. METAFASE Peristiwa yang paling penting dalam metafase adalah orientasi kromosom pada bidang ekuator sel. Kadang-kadang peralihan diantara profase dan merafase disebut prometafase, yang waktunya sangat singkat. Pada awal metafase, membran nukleus hilang dan kromosom mula-mula seperti tampal tidak teratur. Setelah itu, benangbenang spindel masuk ke dalam daerah pusat sel, sedangkan mikrotubulusnya merentang di anatara kedua kutub sel. Kromosom melekat dengan kinetokornya pada bidang ekuator sel. Benang-benang spindel yang berhubungan dengan kromosom dinamai benang-benang spindel kromosom, sedangkan benang-benang spindel yang lain merentang secara kontinu dari kutub ke kutub. Seluruh benang spindel membentuk gambaran seperti sangkar burung pada daerah nukleus. Pada sel hewan dan tumbuhan yang tingkatannya lebih rendah spindel tersebut mempunyai sentriol dan aster. Adanya sentriol sebenarnya tidak mutlak dalam pembentukan spintel sebab jika sentriol tersebut sengaja dihancurkan dengan sinar laser, mitosis tetap saja berlangsung (Wayan Bawa,1998:182). 3. ANAFASE Proses pembagian kromatid di daerah ekuator dilanjutkan dengan membawa semua kromosom itu ke kutub sel masing-masing. Dengan demikian, ciri penting dari anafase adalah adanya satu kromatid (berisi satu set kromosom) yang sedang bergerak menuju 6 ke kutub masing-masing. Sebagaimana diuraikan sebelumnya, yang menyebabkan kromosom itu bergerak dalah benang-benang spindel. Jumlah kromosom yang menuju ke kutub yang satu sama dengan yang menuju ke kutub yang lain. Jadi, jika sel induk memiliki 2n kromosom, setiap sel anak akan memperoleh 2n kromosom. 4. TELOFASE Pada tahap telofase, kromosom-kromosom anakan itu menggumpal di dekat kutub masing-masing. Setelah terbentuk membran inti, kromosom akan memanjang sehingga akan tampak seperti benang-benang kromatin yang tidak teratur. Pada saat yang hampir bersamaan, akan terjadi pembelahan sitoplasma yang diikuti dengan pembentukan membran sel (dinding sel) pada bekas bidang ekuatorial. Pada sel hewan membran sel terbentuk dengan terjadinya lakukan pada daerah bidang ekuatorial. Lekukan ini menjadi semakin dalam sehingga ujung-ujungnya akan bersatu sehingga terbentuk dua sel anakan. 5. INTERFASE Fase ini merupakan fase antara yang nerupakan periode antara mitosis yang satu dengan yang lainnya. Interfase bukan fase istirahat, karena justru pada fase ini metabolisme sel giat dilakukan. Meskipun tingkah laku kromosom tidak tampak karena terbentuk benang-benang kromatin yang halus, sel anak yang baru terbentuk itu sudah melakukan metabolisme. Sel perlu tumbuh dan melakukan berbagai sintesis sebelum memasuki proses pembelahan berikutnya. Mula-mula sel mengalami pertumbuhan sekunder. Penjelasannya adalah sebagai berikut : a) Fase Pertumbuhan Primer (Growth 1 / G1) Sel yang baru terbentuk mengalami pertumbuhan tahap pertama. Organelorganel yang ada di dalam sel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks golgi, dan organel lainnya memperbanyak diri guna menunjang kehidupan sel. b) Fase sintesis (S) Pada tahap ini, sel melakukan sintesis terutama sintesis materi genetik. Materi genetik adalah bahan-bahan yang akan diwariskan kepada keturunannya. Materi genetik yang disintesis adalah DNA. c) Fase pertumbuhan sekunder (Growth 2 / G2) 7 Menjelang mitosis berikutnya, sel melakukan pertubuhan kedua dengn memperbanyak organel-organel yang dimilikinya. Hal ini dimaksudkan agar organel-organel itu dapat diwariskan kepada setiap sel keturunannya (Sulisetijono,2004 : 84). Mitosis terjadi di dalam sel somatic yang bersifat meristematik, yaitu sel – sel yang hidup terutama sel – sel yang tumbuh (ujung akar dan ujung batang). Proses pembelahan sel secara mitosis menghasilkan dua sel anak yang identik dan bertujuan untuk mempertahankan pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti secara berturut – turut. Kemampuan organisme untuk memproduksi jenisnya merupakan salah satu karakteristik yang paling bisa membedakan antara makhluk hidup dan makhluk mati. Kemampuan yang unik untuk menghasilkan keturunan ini, seperti semua fungsi biologis memiliki dasar seluler (Neil A. Campbell, 1999:122). Pada waktu sel sedang membelah diri, terjadi proses pembagian kromosom di dalamnya. Tingkah laku kromosom selama sel membelah dibedakan menjadi fase-fase pembelahan sel. Oleh karena pembelahan terjadi melalui fase-fase itulah maka disebut sebagai pembelahan sel secara tidak langsung. Pada dasarnya, pembelahan sel secara tidak langsung dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu pembelahan mitosis dan meiosis. (Sulisetijono,2004:82) Sifat-sifat dari pembelahan mitosis diantaranya adalah: a) Pembelahan yang memisahkan sister chromatids b) Satu pembelahan tiap daun yaitu satu pembelahan sitoplasma (sitokinesis) tiap satu pembelahan kromosom yang sama. c) Kromosom tidak berpasangan; biasanya tidak terbentuk kiasmata; tidak terjadi pertukaran genetik antara kromosom homolog. d) Dari satu sel dihasilkan 2 sel anak tiap daun. e) Kandungan genetik dari hasil mitosis identik. f) Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom sel induk. g) Hasil dari mitosis ini dapat mengalami pembelahan mitosis lagi. h) Biasanya terjadi pada hampir semua sel somatis. i) Dimulai dari zigot dan berlangsung terus sepanjang kehidupan organisme. 8 Pada makhluk hidup tingkat tinggi, sel somatic sel tubuh, kecuali sel kelamin mengandung satu sel kromosom yang berasal dari induk betina bentuknya serupa dengan yang berasal dari induk betina. Maka sepasang kromosom tersebut disebut dengan kromosom homolog. Oleh karena itu jumlah kromosom dalam sel tubuh dinamakn diploid (2n). Sel kelamin (gamet) hanya mengandung separuh dari jumlah kromosom yang terdapat dalam sel somatic, karena itu jumlah kromosom dalam gamet dinamakan haploid (n). Satu sel kromosom haploid dari satu spesies dinamakan genom (H. Suryo, 1995:457). Masalah pokok mengenai reproduksi sel dapat dilihat lebih jelas pada organisme uniseluler. Satu sel khamir dtanamkan dalam medium yang sesuai akan segera menghasilkan beribu – ribu keturnan. Kecuali satu kebetulan yang kadang terjadi setiap sel dari keturunan ini akan bersifat sama dalam hal struktur dan fungsinya sebagaimana yang dimiliki sel pertama (J.W. Kimball, 1998:445). Transmisi kromosom dari sel induk ke sel – sel anak melalui mitosis adalah proses aseksual dimana satu sel induk dapat menghasilkan . melalui pembelahn – pembelahan mitosis berturut – turut, klon sel yang secara genetic identik. Pola perbanyakan sel vegetatif atau somatic semacam itu bertanggung jawab terhadap pertumbuhan organisme multiseluler dan untuk propagasi sendiri eukariota mempunyai cara transmisi kromosom meiosis seling, cara ini tidak dapat dipisahkan dari penggabungan dengan fase seksual dalam daur hidupnya yang didalamnya gen – gen dari dua induk yang berbeda berkumpul untuk menetap pada sel tunggal (A. Goodenough, 1984:187). Sel dari spesies dan individu tumbuhan yang berbeda mempunyai komponen yang berbeda. Keadaan ini menuntut perlakuan yang berbeda terhadap sel-sel tersebut agar kromosom dapat diamati. Bahan standar yang bisa digunakan dalam pengamaatn mitosis adalah sel-sel ujung bawang merah karena komposisi dinding selnya tersusun atas lapisan senyawa-senyawa yang mudah ditembus oleh larutan fiksatif dan pewarna. Pada saat sel aktif membelah, kromosom relatif mudah diamati hanya dengan memperlakukan sel-sel tersebut dengan metode fiksasi dan pewarnaan yang sederhana(Andersoon, 2006:199). Kromosom antar tanaman berbeda antara yang satu dan yang lainnya.Baik dari bentuk, jumlah, dan panjangnya. Allium cepa memiliki jumlah kromosom 2n = 16 (Sastrosumarjo, 2006:198). 9 a. Bawang merah Menurut Rukmana (1994), klasifikasi bawang merah sebagai berikut: Divisi : Spermatophyta Class : Angiospermae Ordo : Liliales Familia : Liliaceae Genus : Allium Spesies : Allium cepa Tanaman bawang merupakan tanaman semusim berbentuk rumpun yang tumbuh tegak dengan ketinggian mencapai 15 - 50 cm dan berakar serabut. Bentuk daun bulat kecil dan memanjang, serta ujung meruncing. Sedangkan bagian pangkal melebar dan membengkak. Letak daun melekat pada tangkai yang ukurannya relatif pendek. Warna daun hijau (J.W. Kimball, 1998: 200). Tanaman ini memiliki akar serabut dengan sistem perakaran dangkal dan bercabang terpencar, pada kedalaman antara 15 - 30 cm di dalam tanah. Batang tanaman bawang merupakan batang sejati atau disebut “diskus” yang berbentuk seperti cakram, tipis dan pendek sebagai tempat melekatnya akar dan mata tunas (titik tumbuh). Di atas diskus terdapat batang semu yang terdiri dari kumpulan pelepah-pelepah daun. Gambar : Pembelahan Mitosis Sumber : www.biologi.com 10 BAB III METODE PRAKTIKUM A. ALAT DAN BAHAN a. Mikroskop cahaya i. Gelas arloji FAA b. Ujung akar bawang merah j. Silet berkarat (Allium cepa) k. HCL 1 M c. Kaca benda dan kaca penutup l. Silet tajam d. Kertas hisap m. Acetocarmin e. Pipet n. Botol ampul f. Tisu o. Pembakar spiritus dan korek api g. Pinset p. Plastik dan karet h. Alkoho 70% B. LANGKAH KERJA Tahap persiapan Melakukan penumbuhan akar di dalam gelas plastic yang berisi air selama 1 minggu (7 hari), dengan cara menusuk bagian tengah bawang merah secara horizontal sedemikian rupa hingga hanya bagian akarnya saja yang menyentuh air Melakukan pemotongan ujung bawah akar pada malam hari sebelum praktikum pukul 00.00 – 00.15, memotong akar sepanjang 1 cm dari ujung dan selanjutnya merendam akar dalam botol ampul yang sudah berisi larutan FAA, lalu menutup Tahap pelaksanaan rapat botol ampul dengan plastic dan diikat dengan karet 11 Tahap Pelaksanaan Membuat preparat dengan mengambil potongan ujung akar bawang merah (Allium cepa) dari botol ampul dengan pinset. Kemudian memindahkannya ke dalam gelas arloji dan menambahkan alcohol 70% dan membiarkan terendam selama 2 menit Setelah 2 menit, menghisap alcohol 70% dengan kertas hisap kemuian menambahkan larutan HCN 1 N dan merendamnya selama 5- 10 menit Setelah 5 - 10 menit berlalu, mengambil potonga akar bawang dari gelas arloji, memotong bagian ujung (tudung akar) dan meletakkannya pada kaca benda. Kemudian menetesi dengan larutan acetocarmin, lalu menutup dengan kaca penutup. Melewatkan preparat di atas lampu spiritus, selajutnya menggilasnya dengan jempol atau ujung pensil yang tumpul, baru setelah itu mengamati di bawah mikroskop 12 Tahap pengamatan Meletakkan preparat di bawah mikroskop Menentukan perbesaran pada mikroskop sampai terlihat pembelahan pada ujung akar batang bawang merah Menggambar pada buku gambar hasil pembelahan yang terlihat pada mikroskop C. HASIL PENGAMATAN 1. Perbesaran : 10x Keterangan: Perbesaran : Keterangan: 2. 13 10x 3. Perbesaran : Keterangan: 4. Perbesaran : Keterangan: 14 10x BAB IV PEMBAHASAN Praktikum biologi dasar 2 di laboratorium Biologi FMIPA UNY yang dilaksanakan hari kamis, 13 Maret 2014 dengan judul Pembelahan Mitosis pada Akar Bawang Merah (Allium cepa) yang mempunyai tujuan agar praktikan mampu mengamati serta menjelaskan tahapan siklus sel, terutama tahapan pembelahan mitosis. Pembelahan mitosis merupakan proses yang menghasilkan dua sel anak yang identik. Pada pembelahan mitosis ini mempertahankan pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti secara berturut-turut, jumlah kromosom ini tetap pada setiap spesies, pada sel akar bawang merah sendiri yang terbentuk berisi 16 kromosom. Mitosis sendiri hanya terjadi pada bagian makhluk hidup yang masih tumbuh,yaitu pada jaringan embrional, pada tumbuhan mitosis terjadi pada ujung akar, ujung batang dan lingkaran kambium. Pada praktikum ini alat yang digunakan terdiri dari mikroskop yang digunakan untuk mengamati ujung akar bawang merah (Allium cepa) yang sudah dipotong, kaca benda dan kaca penutup digunakan untuk meletakan preparat yang akan diamati, sebelum mengamati praktikan harus menekan terlebih dahulu ujung akar bawang merah yang sudah diletakan diantara kaca benda dan kaca penutup secara perlahan dengan mengetuknya, selanjutnya terdapat lampu spiritus yang digunakan untuk melewatkan preparat agar preparat dapat menyerap zat perwrna yang akan digunakan, serta pipet dan piset yang digunakan untuk mengambil cairan alcohol 70% dan HCl 1 N,dan pinset untuk mengambil akar bawang merah keluar dari botol ampul, kemudian terdapat silet untuk memotong ujung akar pada bawang merah (Allium cepa), sedangkan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu ujung akar bawang merah (Allium cepa), alcohol 70% dan HCl 1 N yang digunakan untuk melunakkan akar bawang merah tersebut, selanjutnya ada FAA yang digunakan untuk menghentikan aktivitas mitosis dan mempertahankan kondisi sel-sel akar bawang sebagaimana saat praktikan memotongnya dan Acetocarmin sebagai pewarna yang akan diteteskan dalam preparat agar preparat dapat terlihat dengan jelas serta kertas hisap untuk menyerap HCl dan alcohol yang digunakan untuk merendam bawang merah dalam gelas arloji. Langkah kerja praktikum Mitosis ini terdapat tiga tahap yaitu tahap persiapan, tahap pelaksanaan, serta tahap pengamatan. Pada tahap persiapan ini dilakukan di rumah, sedangkan untuk tahap pelaksanaan dan tahap pengamatan di lakukan di laboratorium. 15 Tahap persiapan merupakan tahapan pertumbuhan akar tanaman bawang merah (Allium cepa) dan pemotongan akar bawang merah (Allium cepa). Penumbuhan akar dilakukan didalam gelas plastik yang berisi air selama 1 minggu (7 hari). Cara melakukannya yaitu dengan menusuk bagian tengah bawang merah secara horisontal sedemikian rupa sehingga hnaya bagian akarnya saja yang menyentuh air. Kemudian dilakukan pemotongan ujung bawah akar pada malam hari sebelum praktikum yaitu pukul 00.00 – 00.15 WIB. Bawang merah (Aliium cepa) yang dibawa di praktikum ini terlihat sudah tumbuh akar yang cukup panjang. Pemotongan ujung akar bawang merah seharusnya dilakukan sebelum praktikum dimulai, namun hal ini tidak dilakukan. Pemotongan ujung akar bawang merah baru dilakukan ketika jam praktikum yang selanjutnya di Dengan dipotongnya akar bawang pada jam praktikum tersebut diharapkan potongan akar yang mengandung banyak sel-sel yang sedang melakukan aktivitas mitosis. Ujung akar bawang merah yang dipotong sepanjang 1 cm dari ujung. Setelah itu, memindahkan potongan potongan akar bawang merah tersebut ke dalam botol ampul berisi FAA, fungsi dari FAA ini adalah untuk menghentikan aktivitas mitosis dan mempertahankan kondisi sel-sel akar bawang. Tahap pelaksanaan meliputi pembuatan preparat dan pengamatan fase – fase mitosis di bawah mikroskop. Untuk pembuatan preparat dilakukan dengan cara mengambil potongan ujung akar bawang merah (Allium cepa) dari botol ampul menggunakan pinset. Kemudian memindahkanya ke dalam gelas arloji dan menambahkan alkohol 70% selama 2 menit. Tujuan menambahkan alkohol yaitu untuk menyegarkan kembali sel-sel akar bawang yang sudah dimasukkan kedalam botol ampul berisi FAA serta melunakkannya agar mudah dalam pemotongan ujung akar bawang merah sendiri. Setelah merendam potongan ujung akar bawang merah (Allium cepa) di alkohol 70% selama 2 menit, larutan alkohol 70% tersebut dihisap dengan kertas hisap agar alkohol tidak terdapat lagi di ujung akar bawang merah (Allium cepa) kemudian menambahkan larutan HCl 1 M dan merendamnya selama 5 sampai 10 menit. Tujuan menambahkan larutan HCl 1 M adalah untuk memudahkan dalam memotong tudung akar bawang merah (Allium cepa). Pemberian HCl ini dapat memperjelas batas tudung akar dengan sel-sel diatasnya, tudung akar akan terlihat lebih putih dibandingkan bagian lain dari akar bawang merah (Allium cepa), serta terlihat runcing, pemberian HCl ini juga dapat melunakkan dinding sel sehingga memudahkan dalam memotong. Setelah 5 – 10 menit berlalu, potongan ujung akar bawang merah (Allium cepa) tersebut diambil dari 16 gelas arloji dan memotong bagian ujung (tudung akar) serta meletakkannya pada kaca benda. Langkah selanjutnya yaitu menetesi bagian ujung (tudung akar) yang telah dipotong tadi dengan larutan acetocarmin. Acetocarmin adalah pewarna, yang berfungsi untuk memberi pigmen kepada sel-sel akar bawang sehingga mudah untuk mengamati ketika dibawah mikroskop. Langkah selanjutnya adalah mencacahnya dengan silet berkarat dan menutupnya dengan kaca penutup. Sebelum diamati dibawah mikroskop langkah berikutnya yaitu melewatkan preparat tersebut diatas lampu spiritus, tujuan dari melewatkan preparat diatas spiritus adalah agar penyerapan warna lebih cepat dan lebih terlihat jelas ketika pengamatan. Selanjutnya menggilasnya dengan jempol atau ujung pensil yang tumpul, dan kemudian baru dapat diamati dibawah mikroskop. Tahap pengamatan ini dilakukan setelah semua tahap pelaksanaan telah selesai semua. Pengamatan ini dilakukan dibawah mikroskop dengan mengatur perbesaran tertentu sehingga nanti dapat diamatai pembelahan sel yang jelas. Proses yang terjadi selama mitosis dibagi menjadi 4 tingkat atau fase yaitu profase, metaphase, anaphase dan telofase. lama waktu yang digunakan untuk menyelesaikan fase-fase tersebut sangat beragam tergantung pada tipe sel, spesies dan suhu. Antara mitosis yang pertama dan mitosis selanjutnya terdapat fase interfase, Saat interfase sel tidak membelah melainkan aktif melakukan metabolisme untuk pertumbuhan dan pembentukan energi untuk pembelahan mitosis berikutnya, selama interfase terjadi sintesa zat zat baru dan pengumpulan energy sebanyak-banyaknya. Sebagai akibat dari sintesa yang terjadi secara terus menerus sel ini bertambah volume dan massanya, sebagai akibat dari pertambahan volume ini sel-sel mengalami keadaan yang tidak seimbang, pertambahan volume sel akan mengakibatkan pertambahan luas permukaan sel dan intinya. Jumlah antara volume, inti, dan luas permukaan sel yang tidak seimbang ini mendorong sel untuk melakukan pembelahan. Pengamatan pembelahan mitosis yang terjadi pada ujung akar bawang merah (Allium cepa ) yang dilakukan dibawah mikroskop ini menggunakan perbesaran 4 X 10. Dengan memilih ujung akar bawang merah (Alliium cepa) karena pada ujung akar terjadi pertumbuhan primer, pada ujung akar terdapat jaringan meristem yang selalu aktif dalam melakukan pembelahan. Pembelahan yang terjadi pada ujung akar bawang merah (Allium cepa) dapat diamati dengan menggunakan mikroskop, karena merupakan pembelahan mitosis maka tahapan-tahapan dalam pembelahan yang dapat terlihat ada empat tahapan yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. 17 Berdasarkan data hasil pengamatan tahap pertama yang dapat terlihat adalah tahap profase. Profase adalah tahapan pertama dalam proses pembelahan sel secara mitosis. Pada pengamatan yang kami lakukan pada sel-sel meristematis ujung akar bawang merah, pada proses ini terlihat bahwa selnya berwarna keruh dan inti sel tidak terlihat jelas. Pada saat belum memasuki tahap profase, di dalam masih terlihat dengan jelas inti selnya. Namun pada saat profase, inti sel tidak telihat dengan jelas karena sudah mengalamai peruraian atau terjadi pelenyapan nukleolus dan membran inti. Pada pengamatan kami, dalam tahap ini terlihat bahwa di dalam sel terlihat benang-benang yang yang pada ujungnya terputus satu sama lain. Benang-benang tersebut berbentuk lengkung namun berjajar melintang. Arahnya dari atas ke bawah dan ujung memusat pada kutub-kutubnya. Setengah dari jumlah benang melengkung ke satu sisi dan benang yang lain melengkung pada satu sisi yang lain. Benang-benang tersebut menebal sehingga terlihat jelas bentuk dan arahnya. Menurut literatur, Pada fase profase terjadi pemadatan (kondensasi) dan penebalan kromosom. kromosom menjadi memendek dan menjadi tebal, bentuknya memanjang dan letaknya secara random di tengah – tengah sel, terlihat menjadi dua untai kromatid yang yang letaknya sangat berdekatan dan dihubungkan oleh sebuah sentromer. Mendekati akhir profase, nukleolus dan membran nukleus menghilang dan terbentuk benang – benang spindel.pada mula tahap profase inti telihat keruh. Kemudian terjadi pelenyapan membran inti dan nukleolus. Lalu butir kromatin membentuk benang-benang yang tidak teratur dan semaki lama benang-benang tersebut menebal dan menjadi rangkap. Atau bisa di katakan bahwa benang-benang kromatin akan berubah menjadi kromosom. Lalu kromosom tersebut akan mengganda menjadi dua kromatid tetapi masih melekat dalam satu sentromer. Pada akhir profase, benang tersebut terputus dan berbentuk batang yang disebut dengan kromonema. Pada kromonema kaya akan nukleoprotein yang sering disebut kromomer. Kromomer berfungsi sebagai pembawa gen. Pada kromosom terdapat lekukan (sentromer). Namun pada pengamatan kami, tidak terlihat adanya sentromer. Yang terlihat hanyalah penggabungan dua benang dan kemudian menjadi kromatida. Kemudian ada pula fase metafase. Metafase adalah tahap mitosis setelah fase profase selesai. Metafase terbagi menjadi dua, yaitu prometafase (metafase awal) dan tahap metafase akhir. Namun pada pengamatan kali ini kami hanya menemukan sel yang mangalami sedang tahap metafase awal atau prometafase, dan tidak menemukan tahap metafase akhir. 18 Dalam tahap prometafase ini, terlihat adanya adanya penghancuran membran inti, yaitu membran yang membungkus inti sel. Sehingga terlihat dengan jelas bahwa pada tepi nukleus terdapat benang-bengang kecil yang putus-putus mengelilingi inti sel. Ini adalah membran inti yang mengalami penghancuran sehingga terlihat seperi benang yang putusputus. Menurut literatur pada subfase ini, dimulai dengan penghancuran membran inti menjadi vesikel-vesikel membran kecil (seperti RE). Hal ini karena selubung nukleus terfragmentasi dan tersebar dalam sitoplasma sehingga gelendong pembelahan dapat memasuki nukleus dan berinteraksi dengan kromatid. Selama periode prometafase ini kromosom terus berkondensasi serta berangsurangsur memendek dan menebal hingga siap untuk bermitosis. Berkas gelendong pembelahan memanjang dari setiap kutub tepat ke bagian tengah sel (bidang ekuator). Pada saat ini setiap kromatid telah memiliki struktur khusus yang disebut kinetokor yang terletak di daerah sentromer. Kinetokor adalah suatu struktur yang terdiri dari protein dan bagian spesifik dari DNA kromosom pada sentromer. Sebagian gelendong pembelahan melekat pada kinetokor. Hal ini menyebabkan kromosom mulai melakukan gerakan. Mikrotubul kinetor terlihat dan menempel pada mikrotubul polar, dan kromosom mulai bergerak. Ketika kinetokor kromosom ditangkap oleh mikrotubala, kromosom tersebut mulai bergerak ke arah kutub asal mikrotubala. Namun demikian pada saat gelendong pembelahandari kutub yang berlawanan menangkap kinetokor kromosom sehingga terjadi tarik-menarik dari ke dua kutub masing-masing secara aktif. Kemudian setelah fase prometafase, ada tahap metafase akhir. Namun kami tidak menemukan sel yang mengalami tahap ini. Menurut literatur, pada tahap metafase akhir yaitu setiap individu kromosom yang telah menjadi dua kromatid bergerak menuju bidang equator. Benang – benang gelendong melekat pada sentromer setiap kromosom. Terjadi kondensasi dan penebalan yang maksimal pada fase ini. Sehingga kromosom terlihat lebih pendek dan tebal dibandingkan pada fase lainnya. Selain itu, kromosom juga terlihat sejajar di tengah -tengah equator. Pada subfase ini, kegiatan tarik-menarik antar gelendong pembelahan berakhir. Kromatid menetap tepat di tengah-tengah bidang pembelahan atau di bidang ekuator. Sentromer dari setiap kromosom membuat formasi sebaris tepat pada bidang pembelahan. Sementara itu kedudukan gelendong pembelahan non kinetokor tumpang tindih. Gelendong pembelahan non kinetokor adalah mikrotubula yang tidak menempel pada kinetokor sentromer kromosom. 19 Pada pengamatan ini tidak telihat adanya tahap metafase akhir karena dimungkinkan tahap itu belum terlihat. Selain itu karena kami mengamati sel secara random, bukan terfokus pada satu sel saja. Dalam praktikum ini, ditemukan pula fase anaphase. Pada tahap anafase, seratserat gelendong putus pada pertautan kromosom-kromosom, menyebabkan sentromersentromer berpisah. Serat-serat gelendong memendek, pada waktu memendek ini, seratserat itu menyeret satu kromatid dari tiap kromosom asal ke arah ujung sel yang berlawanan oleh sentromer yang menjadi dua, yang masih tetap tertaut pada serat-serat. Karena sekarang merupakan benang-benang tunggal dengan sentromer-sentromernya sendiri, maka kromatid-kromatid itu sekarang disebut kromosom. Selain anaphase, kami juga menemukan keadaan sel pada fase telofase. Telofase pada pengamatan ini mulai terlihat tampak pada mikroskop dengan perbesaran 4X10 walaupun tidak terlalu jelas, pada fase ini pembelahan telah selesai dan fase ini merupakan fase terakhir dalam pembelahan mitosis, Pada telofase awal yang terlihat nampak adanya dinding pemisah yang berupa sekat yang belum sempurna yang memisahkan kromosomkromosom yang telah mencapai kutub. Sekat belum sempurna dan sel belum benar-benar terpisah tetapi tanda akan terbentuknya dua sel sudah mulai tampak. Dan pada telofase akhir sel terlihat benar-benar telah utuh. Dinding sel terlihat jelas dan kromosom yang tebal nampak berkumpul di tengah. Sel telah terbagi menjadi dua sel anakan, masingmasing memiliki inti yang mengandung 4 kromosom yang tebal berkulpul ditengah dengan bahan genetik yang sama dengan induknya. Perbandingan fase telofase menurut literature adalah sebagai berikut: 20 Sumber: http://iqbalali.com/2007/04/15/7/ Pembelahan yang terus berlangsung pada akar bawang ini (Allium cepa) terjadi pada sel somatis (sel tubuh). Semua makhluk bersel banyak dan membiak secara seksual tergantung dari pembelahan sel. Meskipun setiap makhluk terjadi mulai dari sebuah sel tunggal yang disebut zigot, akan tetapi pembesaran dan perbanyakan dari sel tunggal itu sangat diperlukan agar makhluk itu mencapai ukuran yang semestinya. Pembelahan mitosis ini termasuk bagian dari pembelahan sel yang lengkap yaitu pembelahan inti sel yang disebut dengan kariokinesis. Pada pengamatan pembelahan mitosis ini terlihat kromosom yang sama panjangnya. Dua kromosom yang panjang adalah serupa satu sama lain, demikian pula yang pendek. Satu pasang kromosom yang serupa dinamakan kromosom homolog. Jadi sel yang mengandung 4 kromosom yang terlihat dalam praktikum ini memiliki dua pasang kromosom homolog. Dalam praktikum mitosis kali ini belum di peroleh hasil pengamatan yang maksimal dikarenakan ujung akar bawang yang akan di amati belu di fiksasi pada dini hari dan pemotongannya dilakuhkan pada saat akan praktikum (pukul 09.00WIB). Sehingga kesalahan prosedural di atas mengakibatkan mitosis pada ujung akar bawang kurang maksimal. 21 KESIMPULAN Tahapan-tahapan pembelahan sel adalah sebagai berikut : 1. Interfase: Merupakan fase istirahat dari pembelahan sel. Namun tidak berarti sel tidak beraktifitas justru tahap ini merupakan tahapn yang paling aktif dan dan penting untuk mempersiapkan pembelahan. 2. Profase: Proses terjadinya fase profase ditandai dengan hilangnya nucleus dan diganti dengan mulai tampaknya pilinan-pilinan kromosom yang terlihat tebal. 3. Metafase: Ciri utama fase ini adalah terbentuknya gelendong pembelahan, gelendong pembelahan ini dibentuk oleh mikrotubula. Gelendong ini membentuk kutub-kutb pembelahan tempat sentromer mikrotubula bertumpu. 4. Anafase: Pada fase ini kromosom yang mengumpul di tengah sel terpisah dan mengumpul pada masing-masing kutub, sehingga telihat adal dua kumpulan kromosom. 5. Telofase: Telofase adalah fase finising, dalam telofase ada dua tahap yaitu telofase awal dan telofase akhir. Pada telofase awal terlihat mulai ada sekat yang memisahkan antara sel-sel anak. Sedang pada telofase akhir terlihat sel-sel anak sudah benar-benar terpisah. Namun pada percobaan yang telah dilakukan menggunakan akar bawang merah (Allium cepa) tahapan pembalahan yang terlihat hanya pada tahap profase. 22 DAFTAR PUSTAKA Andersoon. 2014. Cell Division and the cell cycle. University of Albert : America. (on-line). http:///Biologic Sel. Excellence on meiosis. Histo.story. Akses tanggal 18 Maret 2014 pukul 15.00 WIB. Bawa, Wayan. 1988. Dasar-Dasar Biologi Sel. Jakarta : Depdikbud. Campbell, Neil A. 1999. Biologi jilid 1 edisi kelima. Erlangga: Jakarta. Crowder, L.V. 1988. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Elrod, Susan. 2007. Teori Dan Soal-Sol Gentika Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga. Goodenough, A. 1984. Probabilitas Variabel Random dan Proses Statist. Yogyakarta :Gadjah Mada Unversity Press. John W,Kimball. 1998. Biologi Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga. Kimball J.W. 1998. Biologi. Erlangga: Jakarta. Nasir, Muhammad dkk. 1993. Penuntun Praktikum Biologi Umum. Yogyakarta: Depdikbud. Sulietijono. 2004. BIOLOGI. Jakarta: Erlangga. Suryo, H. 1996. Sitogenetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Suryo. 1984. Genetika Strata I. Yogyakarta: UGM Press. Watson, James. 1988. DNA Rekombinan Suatu Pelajarn Singkat. Jakarta : Erlangga. William. 2006. Biologi Molekuler Dan Sel. Jakarta : Erlangga. Yatim, W. 1983. Genetika. Yogyakarta: Tarsito. 23 LAMPIRAN Pertanyaan Diskusi 1. Berdasarkan hasil pengamatan saudara, tahapan apa yang sebagian besar dijumpai? Mengapa? Jawab : Berdasarkan hasil pengamatan tahapan yang sebagian besar dijumpai adalah tahap telofase. Hal ini dikarenakan pada tahap pemotongan ujung akar bawang merah (Allium cepa) dilakukan pada waktu yang kurang tepat. Pada petunjuk praktikum, seharusnya ujung akar dipotong antara pukul 00.00 sampai pukul 00.15 pada hari ke tujuh penanaman, namun praktikan baru memotongnya sewaktu praktikum akan dimulai sekitar pukul 09.00 pada hari ke delapan penanaman. 2. Apakah saudara akan melihat tahapan yang sama pada jaringan lain pada tanaman bawang? Jelaskan jawaban saudara? Jawab : Praktikan akan bisa melihat hal yang sama pada tanaman lain karena pembelahan mitosis terjadi pada sel-sel somatis yang masih muda. 3. Lanjutkan hasil kegiatan tersebut dengan membandingkannya dengan literatur/referensi. Dengan menggunakan informasi yang saudara peroleh, pelajarilah bagaimana tentang pembelahan sel kanker jika dibandingkan dengan sel normal? Jawab : Pembelahan sel kanker merupakan salah satu pembelahan sel yang terjadi dalam waktu cepat. Pertumbuhanyang tidak terkendali tersebut disebabkan kerusakan DNA, menyebabkan mutasi di gen vital yang mengontrol pembelahan sel. Beberapa buah mutasi dibutuhkan untuk mengubah sel normal menjadi sel kanker sel anakan akan terus membelah sebelum dewasa secara fungsonal Kondisi-kondisi yang dapat menyebabkan perubahan sel normal menjadi sel kanker adalah hiperplasia, displasia, dan neoplasia. Hiperplasia adalah keadaan saat sel normal dalam jaringan bertumbuh dalam jumlah yang berlebihan. Displasia merupakan kondisi ketika sel berkembang tidak normal dan pada umumnya terlihat adanya perubahan pada nukleusnya. Pada tahapan ini ukuran nukleus bervariasi, aktivitas mitosis meningkat, dan tidak ada ciri khas sitoplasma yang berhubungan dengan diferensiasi sel pada 24 jaringan. Neoplasia merupakan kondisi sel pada jaringan yang sudah berproliferasi secara tidak normal dan memiliki sifat invasif. Kelainan siklus sel, antara lain terjadi saat : 1. Perpindahan fase G1 menuju fase S. 2. Siklus sel terjadi tanpa disertai dengan aktivasi faktor transkripsi. Pencerap hormon tiroid beta1 (TRbeta1) merupakan faktor transkripsi yang diaktivasi oleh hormon T3 dan berfungsi sebagai supresor tumor dan gangguan gen THRB yang sering ditemukan pada kanker. 3. Siklus sel terjadi dengan kerusakan DNA yang tidak terpulihkan. Translokasi posisi kromosom yang sering ditemukan pada kanker sel darah putih seperti leukimia atau limfoma, atau hilangnya sebagian DNA pada domain tertentu pada kromosom. Pada leukimia mielogenus kronis, 95% penderita mengalami translokasi kromosom 9 dan 22, yang disebut kromosom filadelfia. 25 LAMPIRAN FOTO Gambar 2. Akar Bawang Merah Merah Sumber : Dokumen Pribadi Gambar 1. Bawang Merah Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah Merah Gambar 3. Bawang Merah Merah Gambar 4. Irisan Akar Bawang Merah Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah Gambar 6. Alat yang dibutuhkan praktikum Gambar 5. Irisan Akar Bawang Merah direndam FAA Sumber : Dokumen Pribadi Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah 26 Gambar 7. Larutan alkohol 70% Gambar 8. Larutan HCl Sumber : Dokumen Pribadi Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah Gambar 9. Larutan acetocarmin Gambar 10. Paku berkarat Sumber : Dokumen Pribadi Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah Gambar 11. Menetesi akar dengan alkohol Sumber : Dokumen Pribadi Merah Gambar 12. Menyerap alkohol Sumber : Dokumen Pribadi Merah 27 Gambar 13. Merendam akar dengan HCl Gambar 14. Memindahkan akar ke kaca Sumber : Dokumen Pribadi Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah Gambar 15. Memotong ujung akar Gambar 16. Menetesi acetocarmin Sumber : Dokumen Pribadi Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah Gambar 17. Melewatkan preparat di bunsen Gambar 18. Mengawati preparat akar Sumber : Dokumen Pribadi Merah Gambar 19. Pembelahan Profase Sumber : Dokumen Pribadi Merah Sumber : Dokumen Pribadi Merah 28 29
