LAPORAN PRAKTIKUM SEMESTER GANJIL GENETIKA Dosen Pengampu : 1. Yuyun Maryuningsih, S.Si., M.Pd 2. Dede Cahyati Syahrir, M.Pd Asisten Praktikum : 1. Alfiya Damayanti 2. Cahepi 3. Deby Rizkillah 4. Mochamad Dicky Yudhantaka Disusun Oleh: Nama : Siti Aisyah NIM : 1808106112 Kelas : Biologi C/5 UNIT LABORATORIUM IPA-BIOLOGI IAIN SYEKH NURJATI CIREBON 2020 ACARA PRAKTIKUM KE-7 PENENTUAN SEKS PADA DROSOPHYLA DAN KROMOSM POLITEN A. Tujuan 1. Untuk mengamati ciri-ciri Drosophyla jantan dan betina 2. Untuk mengamati krosmosom politen pada kelenjar ludah larva Drosophyla B. Dasar Teori Kromatin adalah penyusun kromosom yang terdiri dari kompleks DNA yang berasosiasi dengan protein histon. Kromatin berbentuk panjang, tipis, dan terurai sehingga tidak terlihat di bawah mikroskop cahaya (Campbell dkk. 2012: 245). Kromosom adalah struktur pembawa materi genetik yang tersusun atas kromatin yang memendek dan menebal. Kromosom terkondensasi disuatu bagian dan tidak terkondensasi di bagian lainnya. Bagian yang terkondensasi memiliki banyak salinan sekuen DNA, namun karena berada dalam kondisi terpadatkan, salinan sekuen DNA ini tidak ikut bertanggung jawab untuk mengekspresikan informasi genetik, bagian ini disebut dengan heterokromatin. Heterokromatin tidak mengandung gen-gen yang aktif sehingga tidak melakukan transkripsi (Klug & Cummings 2014). Bagian yang tidak terkondensasi dan berwarna terang akibat tidak mengalami pemadatan disebut dengan eukromatin. Eukromatin mengandung gen-gen yang aktif dan hampir mengandung semua gen yang ditranskripsi, sehingga bagian tersebut menjadi bagian yang aktif melakukan replikasi (Passarge 2017). Kromosom secara umum terdiri dari dua bagian utama yaitu sentromer dan lengan kromosom. Sentromer merupakan bagian yang berfungsi untuk menghubungkan lenganlengan kromosom (Fairbanks & Andersen.2012). Berdasarkan letak sentromer, kromosom dibedakan menjadi empat macam, yaitu metasentris, submetasentris, akrosentris, dan telosentris. Metasentris adalah kromosom dengan posisi sentromer tepat ditengah-tengah, sehingga dua lengan terlihat sama panjang. Submetasentris adalah kromosom yang letak sentromernya sedikit menjauhi salah satu lengan kromosom. Akrosentris adalah kromosom yang letak sentromernya berada pada bagian subterminal (di dekat ujung kromosom), sehingga salah satu lengan kromosom terlihat sangat pendek sedangkan lengan yang lain sangat panjang. Telosentris adalah kromosom dengan posisi sentromer pada ujung kromosom, sehingga kromosom hanya terdiri dari satu lengan (Suryo 2015). Drosophila melanogaster adalah organisme yang memiliki jumlah kromosom sedikit, yaitu hanya empat pasang kromosom. Kromosom-kromosom tersebut terdiri dari tiga pasang kromosom autosom dan satu pasang kromosom gonosom (kromosom seks). Kromosom politen adalah kromosom raksasa yang ukurannya mencapai 100 kali kromosom biasa pada tubuh Drosophila melanogaster atau sekitar 200-600 mikron. Panjang kromosom politen bisa mencapai 2000 mikron, karena ukurannya yang besar kromosom politen dapat langsung diamati di bawah mikroskop cahaya (Wolfe 2013). Kromosom politen merupakan hasil dari proses endomitosis dan endoreduplikasi. Endomitosis merupakan replikasi yang menghasilkan banyak kromosom yang bergabung, tidak terpisah satu sama lain. Endoreduplikasi merupakan suatu keadaan duplikasi kromosom terus menerus tanpa disertai pembelahan sel pada fase mitotic (Hartl & Jones 2015). Kromosom politen memiliki lima lengan panjang dan satu lengan pendek. Lengan tersebut terdiri atas lengan terpanjang yaitu kromosom X, sepasang lengan 2, sepasang lengan 3, dan satu lengan 4. Lengan 2 diberi notasi 2R (right arm) dan 2L (left arm). Lengan 3 diberi notasi 3R (right arm) dan 3L (left arm). Kromosom X, 2R, 2L, 3R, dan 3L mengalami duplikasi sebanyak 20 kali. Kromosom 4 sulit dibedakan karena ukurannya sangat kecil (Suryo 2015). Kromosom politen memiliki bagian-bagian khusus, yaitu band, interband, puff, kromonemata, dan kromosenter. Bagian yang berbentuk pita spiral dinamakan kromonemata. Kromonemata merupakan untaian DNA dengan RNA korespondennya serta protein histon. Kromosenter adalah tempat bersatunya lima lengan panjang. Bagian yang terlihat menggembung dan tidak menggulung adalah daerah yang aktif melakukan transkripsi disebut dengan puff. Band merupakan bagian yang disebut pita gelap, mengandung heterokromatin, sedikit mengandung gen, dan tidak aktif melakukan transkripsi. Interband merupakan bagian yang disebut pita terang, mengandung eukromatin, banyak mengandung gen, dan aktif melakukan transkripsi (Wolfe 2013). Kromosom politen dapat ditemukan pada larva serangga diptera contohnya Drosophila melanogaster, yaitu pada bagian kelenjar saliva, pertengahan lambung, proventrikulus, tubulus malphigi, dan rektum. Tumbuhan tertentu juga memiliki kromosom politen, seperti Pisum sativum (Klug & Cummings 2014). Beberapa lalat dewasa juga memiliki kromosom politen pada sel-sel di telapak kakinya. Drosophila melanogaster memiliki kromosom politen untuk memenuhi kebetuhan sel pada larva yang membutuhkan banyak protein. Protein tersebut digunakan untuk melanjutkan pertumbuhan Drosophila melanogaster menjadi lalat dewasa. Kromosom politen mengandung banyak sekali salinan molekul DNA yang telah direplikasi beberapa kali sehingga memberikan salinan tambahan DNA untuk transkripsi dan produksi protein semakin banyak (Fairbanks & Andersen. 2012). Kromosom politen digunakan sebagai model dalam berbagai penelitian kromosom. Kromosom politen juga dapat diaplikasikan untuk mengidentifikasi perubahan struktur kromosom, mengetahui perbedaan evolusi antar spesies, mengetahui peristiwa transkripsi akibat adanya ekspresi gen, dan mengetahui perubahan lingkungan terhadap kromosom (Klug & Cummings 2014). C. Metodologi 1. Alat a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. Toples kaca 2 buah Blender 2 buah Toples biasa 2 buah Pipet tetes 1 buah Mikroskop 1 buah Makroskop 1 buah Autoklaf 1 buah Object dan cover glas 3 buah Jarum pentul 1 buah Baskom 1 buah 2. Bahan a. b. c. d. e. f. g. h. i. Kertas saring 4 buah Pisang 1650 gram Ragi 60 gram Agar-agar 21 gram Gula merah 105 gram Drosophyla melanogaster larva + lalat buah NaCl Tissue Larutan acetocarmin 1 ml 3. Langkah Kerja a. Pembuatan media tumbuh lalat buah 1. Disiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan 2. Dipotong kecil-kecil pisang dan gula merah 3. Dimasukkan air + ragi+ agar-agar kedalam blender 4. Dimasukkan semua bahan yang sudah dihaluskan ke toples glas yang sudah disterilkan 5. Disimpan dalam ruang terbuka 6. Ditunggu 1 minggu sampai terdapat larva 7. Drosophyla dewasa diamati dibawah makroskop b. Menentukan kromosom politen 1. Larva 2. Diletakkan diatas glas preparat 3. Ditetesi larutan NaCl fisiologis 4. Ditusuk dengan jarum pada bagian mulut larva 5. NaCl fisiologis dilap menggunakan tissue 6. Ditetesi dengan larutan fiksatif dan di diamkan selama 10 menit 7. Larutan fiksatif diserap menggunakan tissue dan ditetesi larutan pewarna acetocarmin sebanyak 1 tetes 8. Diamkan selama 10 menit 9. Diamati dibawah meja mikroskop dengan perbesaran terkecil dahulu D. Hasil Pengamatan NO 1 1. Kromosom politen Gambar keterangan Perbesaran Inter band berwarna terang (merah 10 x 0,40 muda) Band berwarna gelap (coklat) Puff bagian inter band yang terurai, gen aktif pada transkripsi DNA 2. Identifikasi jenis lalat buah No Gambar Drosophyla sp 1 Keterangan Drosophyla jantan memiliki ciri: 1. Ukuran tubuh lebih kecil daripada betina, 2. jumlah ruas 3, 3. ujung posterior tumpul, 4. warna abdomen coklat terang, 5. organ kopulasi seks comb Jantan 2 Drosophyla betina memiliki ciri: 1. ukuran tubuh lebih besar dari jantan 2. jumlah ruas 5 3. warna abdomen kecoklatan 4. ujung posterior runcing 5. organ kopulasi tidak ada Betina E. Pembahasan Praktikum kali in berjudul penentuan seks pada drosophila dan kromosom politen. Berdasarkan teori, Drosophila melanogaster sebagai salah satu serangga yang memiliki peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu genetika serta dijadikan model organisme diploid di laboratorium karena ukuran kecil, mempunyai siklus hidup pendek, jumlah keturunan yang dihasilkan sangat banyak, murah biaya serta perawatannya. Drosophilla melanogaster selama ini telah mengalami mutasi genetik sehingga dikenal dengan berbagai macam strain, menurut Morgan dkk telah berhasil menemukan 85 macam strain yang menyimpang dari tipe normal (wild type). (Robert, 2015). Karakteristik Drosophilla melanogaster tipe normal dicirikan dengan mata merah, mata majemuk berbentuk bulat agak ellips dan mata tunggal (oceli) pada bagian atas kepalanya dengan ukuran relatif lebih kecil dibanding mata majemuk (Robert, 2015), warna tubuh kuning kecokelatan dengan cincin berwarna hitam di tubuh bagian belakang. Ukuran tubuh Drosophilla melanogaster berkisar antara 3-5 mm (Indayati, 2016). Sayap Drosophilla melanogaster cukup panjang dan transparan (Karmana, 2011), Posisi sayapnya bermula dari thorak, vena tepi sayap (costal vein) memiliki dua bagian yang terinterupsi dekat dengan tubuhnya. aristanya pada umumnya berbentuk rambut dan memiliki 7-12 percabangan (Indiyati, 2016). Crossvein posterior umumnya berbentuk lurus, tidak melengkung. Thoraknya memiliki bristle, baik panjang dan pendek, sedangkan abdomen bersegmen lima dan bergaris hitam (Husnul.2017). Berdasarkan hasil pengamatan dalam praktikum ini Drosophyla jantan memiliki ciri: kuran tubuh lebih kecil daripada betina, jumlah ruas 3, ujung posterior tumpul, warna abdomen coklat terang, dan organ kopulasi seks comb. Sedangkan Drosophyla betina memiliki ciri: ukuran tubuh lebih besar dari jantan, jumlah ruas 5, warna abdomen kecoklatan, ujung posterior runcing, dan organ kopulasi tidak ada. Perbedaan seksual jantan dan betina dapat dilihat pada bentuk ujung abdomen dan kaki. Bentuk ujung posterior abdomen betina melengkung kebawah menuju titik lancip dibagian tengah belakang dan pada ruas 5 dan 6 tidak berwarna hitam. Sedangkan abdomen jantan bulat dan memendek, pada ruas 5 dan 6 memiliki warna hitam, pada bagian kaki jantan tarsus memiliki sex comb, bagian luar dari alat genital jantan memiliki warna hitam. Hasil pengamatan ini sesuai dengan penelitian Anuranjan (2014) tentang pengamatan seksual jantan dan betina pada ujung posterior abdomennya. Kelenjar saliva atau kelenjar ludah Drosophila melanogaster digunakan dalam praktikum pengamatan kromosom politen karena mengandung seribu kali DNA lebih banyak dari kromosom biasa dan setiap kromosom politen dibuat dari banyak untai DNA. Tidak semua DNA bereplikasi bersamaan saat pembentukan kromosom politen, beberapa masih tetap pada tahap diploid. Kromosom politen pada kelenjar saliva mengalami replikasi sebanyak 10 kali, sedangkan pada tubulus malphigi bereplikasi sebanyak 6 kali, dan pada lambung mengalami replikasi sebanyak 9 kali (Wolfe 2013). Praktikum pengamatan kromosom politen menggunakan larva instar III Drosophila melanogaster karena beberapa alasan. Alasan pertama adalah tubuh larva instar III Drosophila melanogaster transparan sehingga mudah untuk diisolasi. Alasan kedua organ tubuh larva instar III Drosophila melanogaster telah lengkap. Alasan ketiga adalah larva instar III Drosophila melanogaster memiliki banyak kromosom politen (Wilkins 2013). Hasil praktikum pada pengamatan kromosom politen dengan perbesaran 10 x 4,0 dapat diketahui bahwa Inter band berwarna terang (merah muda), Band berwarna gelap (coklat), dan Puff bagian inter band yang terurai, gen aktif pada transkripsi DNA. Berdasarkan literatur, kromosom politen terdiri dari 4 lengan yang sama panjang, 1 lengan pendek, kromosenter, band, interband, dan puff (Wolfe 2013). Bagian puff terlihat lebih menggembung dan tidak menggulung (Wolfe 2013). Kromosenter terletak di tengah dan merupakan tempat melekatnya kelima lengan kromosom (Hartl & Jones 2015). Bagian band dan interband tidak dapat terlihat dengan jelas. Hal tersebut terjadi karena pada saat penambahan perbesaran bagian kromosom jadi membias. Bagian yang banyak terkondensasi pada kromosom politen memiliki banyak salinan sekuen DNA tetapi karena berada dalam kondisi terpadatkan, DNA tidak bisa diakses oleh sel yang bertanggung jawab untuk mengekspresikan informasi genetik yang dikodekan dalam DNA, bagian tersebut bernama heterokromatin. Heterokromatin berwarna gelap karena berada dalam kondisi yang terpadatkan. Heterokromatin tidak aktif dalam melakukan transkripsi karena tidak mengandung gen-gen yang aktif (Klug & Cummings 2014). Eukromatin adalah bagian yang tidak terkondensasi dan terlihat berwarna terang. Hal tersebut terjadi karena eukromatin tidak mengalami pemadatan. Eukromatin mengandung gen-gen yang aktif dan hampir mengandung semua gen yang ditranskripsi sehingga menjadi bagian yang aktif dalam melakukan replikasi (Wolfe 2013). F. Kesimpulan Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Drosophyla jantan memiliki ciri: kuran tubuh lebih kecil daripada betina, jumlah ruas 3, ujung posterior tumpul, warna abdomen coklat terang, dan organ kopulasi seks comb. Sedangkan Drosophyla betina memiliki ciri: ukuran tubuh lebih besar dari jantan, jumlah ruas 5, warna abdomen kecoklatan, ujung posterior runcing, dan organ kopulasi tidak ada. 2. Kromosom politen pada kelenjar saliva mengalami replikasi sebanyak 10 kali, sedangkan pada tubulus malphigi bereplikasi sebanyak 6 kali, dan pada lambung mengalami replikasi sebanyak 9 kali DAFTAR PUSTAKA Anuranjan, A. 2014. Sex Determining Signal in D. melanogaster. Journal of Genetics, Vol.83, No. 2, (Vol83No2/ jgaug2004- 647.pdf, diakses 10Sep tember 2014).Biological Journal of the Linnean Society 61: 345- 368. Campbell, N.A., J.B. Reece & L.A. Urry. 2012. Biologi. Ter. dari Biology oleh Wulandari, D.T., Erlangga, Jakarta: xi + 486 hlm. Fairbanks, D.J. & W.R. Andersen. 2012. Genetics: The Continuity of Life. Brooks/Cole Publishing Company, California: xix + 820 hlm. Hartl, D.L., E.W. Jones. 2015. Genetics: Analysis of Gene and Genomes, 6 th ed. Jones and Bartlett Publishers, Inc., USA: xxv + 854 hlm. Husnul Hotimah, Purwatiningsih, Kartika Senjarini.2017.Deskripsi Morfologi Drosophilla melanogaster Normal (Diptera:Drosophilidae), Strain Sepia dan Plum. Jurnal ILMU DASAR Vol. 18 No. 1, Januari 2017 : 55 – 60 Indayati, N. 2016. Pengaruh Umur Betina dan Macam Strain Jantan Terhadap Keberhasilan Kawin Kembali Individu Betina D. melanogaster. Skripsi. Tidak Diterbitkan. Malang: FPMIPA IKIP Malang Karmana, I. Wayan. 2011. Pengaruh macam strain dan umur betina terhadap jumlah turunan lalat buah (Drosophila melanogaster).dalam Jurnal GaneÇ Swara Vol. 4 No.2, Milkman. Klug, W.S. & M.R. Cummings. 2014. Concepts of Genetics. 4th ed. Prentice Hall Inc., Engelwood Cliffs: xvi + 779 hlm Passarge, E. 2017. Color Atlas of Genetics. Appl Aprinta Inc., Germany: x + 497 hlm. Roger. 2015. The genetic basis of natural variation. viii. synthesis of cue polygeni combinations from laboratory strains of Drosophila melanogaster. Department of Zoology, Syracuse Uniuersity, Syracuse, New York. Robert.J.Brokers. 2005. Genetic Analysis dan Principles. Third Edition McGrow.Hill International edition Suryo. 2015. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta: xvi + 446 hlm. Wilkins, Adam. 2013. Genetic Analysis of Animal Development, 2nd ed. Willey-Liss, Inc., New York: xv + 546 hlm. Wolfe, S.L. 2013. Molecular and Cellular Biology. Wadsworth, Inc., California: xviii + 1145 hlm. LAMPIRAN Toples Makroskop Larva Lalat buah Kromosom potilen NaCl
