Senin, 14 November 2016

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA TUMBUHAN ACARA 1 PENGAMATAN PERILAKU KROMOSOM




LAPORAN PRAKTIKUM
GENETIKA TUMBUHAN
 
ACARA I
PENGAMATAN PERILAKU KOMOSOM
 
 
 
 
Oleh :
Nama              : Maratus Sholihah
NIM                : A1D015073
Rombongan   : 3
PJ Asisten      : Odi Gita Pradana
  Ahmad Zamzuri
 
 
 
 
 
 
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2016
 
I. PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Sel merupakan unit dasar kehidupan. Reproduksi sel adalah proses memperbanyak jumlah sel dengan cara membelah diri baik pada organisme uniseluler maupun multiseluler Pembelahan sel pada organisme uniseluler merupakan suatu cara organisme untuk melestarikan jenisnya. Sedangkan, bagi organisme multiseluler, pembelahan sel menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan organisme. Misalnya, pada manusia, sel-sel memperbanyak diri sehingga tubuh manusia tersebut menjadi besar dan tinggi. Selain itu reproduksi sel pada organisme multiseluler juga menghasilkan sel-sel gamet yang berguna pada saat perbanyakan secara generatif (reproduksi organisme melalui proses perkawinan). Reproduksi sel merupakan proses penggandaan mater genetik (DNA) yang terdapat di dalam nukleus. Sehingga menghasilkan sel-sel anakan yang memiliki materi genetik yang sama.
Pembelahan secara mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi melalui tahapan-tahapan tertentu. Pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anakan. Setiap sel anakan mengandung jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Pembelahan mitosis terjadi pada sel eukariotik. Jika sel induk yang membelah mengandung kromosom diploid (2n), sel anakan yang dihasilkan dari pembelahan mitosis adalah dua sel anakan yang juga diploid (2n). Dengan kata lain, pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anakan identik. Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi aseksual. Pada hewan dan manusia, mitosis terjadi pada sel meristem somatis(sel tubuh yang masih muda) yang mengalami pertumbuhan dan perkembangan.
Pengamatan secara langsung terhadap aktivitas pembelahan kromosom dapat membantu mengimajinasikan suatu siklus sel. Pembelahan sel tubuh pada siklus mitosis terdiri atas beberapa tahap diantaranya profase, metafase, anafase, dan telofase sehingga membentuk sel baru dan terjadi pertumbuhan makhluk hidup. Perlu diperhatikan saat pengamatan berlangsung agar dapat melihat kromosomnya, maka dilakukan pengamatan saat sel sedang aktif membelah dan pengujiannya dibawah mikroskop. Praktikum ini, digunakan ujung akar bawang merah. Bawang merah sangat menolong dalam mempelajari analisis mitosis karena memiliki kromosom yang besar, jumlah kromosom yang tidak terlalu banyak, mudah didapatkan, dan mudah dilakukan.
 

 

B.  Tujuan

            Tujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui perilaku kromosom pada pembelahan mitosis.


II. TINJAUAN PUSTAKA

Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang berisi DNA di mana informasi genetik dalam sel disimpan. Kata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti warna dan soma yang berarti badan Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer / kinekthor yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang). Sastrosumarjo (2006) menjelaskan bahwa kromosom merupakan alat transportasi materi genetik (gen atau DNA) yang sebagian besar bersegregasi menurut hukum Mendel, sedangkan Masitah (2008) menjelaskan bahwa kromosom adalah susunan beraturan yang mengandung DNA yang berbentuk seperti rantai panjang. Setiap kromosom dalam genom biasanya dapat dibedakan satu dengan yang lainnya oleh beberapa kriteria, termasuk panjang relatif kromosom, posisi suatu struktur yang disebut sentromer yang memberi kromosom dalam dua tangan yang panjangnya berbeda-beda, kehadiran dan posisi bidang (area) yang membesar yang disebut knot (tombol) atau kromomer. Selain itu, adanya perpanjangan arus pada terminal dan material kromatin yang disebut satelit, dan sebagainya (Suprihati et.al., 2007).
Kromosom dibedakan atas autosom (kromosom pada sel somatik) dan kromosom pada sel kelamin (Suryo, 1994). Pembelahan sel yang terjadi pada sel somatik disebut mitosis dan pembelahan yang terjadi pada sel kelamin disebut meiosis. Setjo (2004) menjelaskan bahwa mitosis merupakan pembelahan inti yang berhubungan dengan pembelahan sel somatik, dimana terdapat beberapa tahap didalamnya, yaitu: interfase, profase, metakinesis, metafase, anafase, dan telofase. Menurut Suryo (1994) fase pada mitosis terdiri dari interfase, profase, metafase, anafase, dan  telofase.
Pada mitosis, bahan inti sel terbagi sedemikian rupa sehingga dari satu sel dihasilkan dua buah sel nakan yang masing-masing memiliki safat-sifat genetic sama. Mitosis berlangsung pada semua sel, kecuali pada sel-sel yang akan menajdi sel kelamin. Mitosis dibedakan atas 5 fase, ialah interfase, profase, metaphase, anaphase, dan telofase. Agar supaya kita mudah mengikuti jalannya pembelahan inti, sebaiknya kita menggunakan sebuah sel yang intinya mengandung 4 kromosom saja, yang semuanya berbentuk batang lurus. Dua kromosom yaitu satu panjang dan satu pendek berasal dari ibu, sehingga membawa bahan genetic dari ibu. Dua kromosom lainnya yang diarsir yaitu satu panjang dan satu pendek yaitu berasal dari ayah, sehingga membawa bahan genetic dari ayah. Dua kromosom yang panjang adalah serupa satu sama lain, demikian pula yang pendek. Satu pasang kromosom yang serupa dinamakan kromosom homolog. Jadi sel yang menagndung 4 kromosom itu memiliki dua pasang kromosom homolog (Suryo, 1990).
Mitosis adalah pembelahan sel dimana berlangsung pembelahan dan pembagian nukleus beserta  kromosom-kromosom yang terdapat di dalamnya (Suryo, 1994). Berbagai kejadian yang terdapat selama mitosis dibagi dalam empat tahap/fase yang beruurtan: profase, ,etafase, anafase, dan telofase. Masa diantara pembelahan-pembelahan disebut interfase. Sel somatik terjadi pembelahan mitosis yang menghasilkan jumlah kromosom yang sama persis dengan induknya. Penting untuk menyadari fase-fase ini hanyalah cara yang mudah untuk memberikan pengertian atau bentuk mitosis. Proses sebenarnya meliputi urutan kejadian yang berkesinambungan yang melebur sesamanya dengan rapidan teratur atau mulus-mulusnya (Kimball, 1987).
Akar bawang merah (Alium ascalonicum) merupakan bahan yang di gunakan untuk pengamatan perilaku kromosom.  Bawang merah merupakan tanaman semusim yangmempunyai jumlah kromosom 2n = 16. Akar bawang merah di gunakan untuk pengamatan praktikum karena jumlah kromosom yang tidak terlalu banyak dapat lebih mudah untuk menganalisis terjadinya pembelahan mitosis pada tanaman (Setjo, 2004).

III. METODE PRAKTIKUM
A.    Alat dan Bahan
Bahan yang di gunakan pada acara I adalah akar bawang merah, larutan 45% COOH, larutan HCl dan larutan aceto orcein.  Sedangkan alat yang di gunakan pada acara I yaitu kaca preparat, cover glass, beker glass, penangas air, pembakar bunsen, mikroskop dan jarum.
B.     Prosedur Kerja
1.      Umbi bawang merah yang bagus dan sehat di pilih dan di kecambahkan di air sampai muncul akar.
2.      Akar bawang merah dicuci dengan air sampai bersih.
3.      Ujung akar bawang dipotong sepanjang kurang lebih 1 cm
4.      Ujung akar bawang merah difiksasi dengan menggunakan larutan 45% COOH selama kurang lebih 10 menit.
5.      Bahan di maserasi dengan campuran larutan HCl dan COOH dengan perbandingan 3:1 pada suhu 30 C selama kurang lebih 3 menit.
6.      Ujung akar bawang merah di ambil 1 mm dan di letakkan di atas gelas preparat.
7.      Pewarnaan dilakukan dengan aseto arcein (larutan staining)
8.      Ujung akar bawang merah ditutup dengan  gelas penutup (cover glass) dan dihancurkan dengan cara di tekan.
9.      Preparat dilewatkan di atas nyala api bunsen.
10.  Preparat diamati di bawah mikroskop.
 
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A.      Hasil



B. Pembahasan
Kromosom adalah benang-benang yang terdapat pada inti sel yang berfungsi membawa DNA yang bersifat bawaan dan berisi tentang sebagian besar informasi untuk aktivitas regulasi sel (Zamariola et al. 2014). Kromosom akan tampak jelas pada sel yang aktif membelah. Jumlah kromosom di dalam inti sel dari berbagai organisme berbeda-beda (Sekar dan Tofan, 2014). Kromosom merupakan unit dasar kehidupan yang di dalamya terdapat material genetik yaitu DNA yang mengontrol seluruh aktifitas hidup, termasuk metabolisme dan penuruna sifat (Cummings, M. R. & Klug W. S. 1994).
Kromosom adalah bagian yang terdapat dalam inti sel dan membawa informasi genetic berupa gen. Pembelahan mitosis merupakan proses pembelahan yang menghasilkan sel anakan yang identik maupun yang berbeda dengan induknya . Pembelahan mitosis bahan inti sel terbagi sehingga dari satu sel dihasilkan dua buah sel anakan yang masing-masing memiliki sifat yang sama. Mitosis mempertahankan pasangan kromosom 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 peran penting dalam proses pertumbuhan makhluk hidup, sebagai pengganti sel yang rusak, dan menjaga agar faktor genetik tetap (Crowder,1986).
Kromosom digambarkan seperti sosis dan garis yang mengitari tepinya, meskipun mirip sosis namun mempunyai membran yang menutupinya. Kromosom memiliki area yang luas tersusun dari serat-serat yang menggulung yang terlihat seperti jari-jari lingkaran, yang dapat dideteksi saat kromosom dalam keadaan padat ketika pembelahan mitosis dan meiosis (Lloyd, 1992). Di bawah mikroskop kromosom terlihat berbeda dalam hal ukuran dan morfologi antar spesies. Setiap kromosom mempunyai wilayah khusus dengan beberapa tangan yang panjang terlihat seperti terdesak. Bagian ini disebut dengan sentromer atau kinetokor yang berperan penting dalam aktifitas kromosom pada saat sel membelah dan menempatkannya satu dari empat posisi dari empat kromosom (Russel, 1994).
Fase mitosis dinamakan fase M yang meliputi 4 tahap pembelahan yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Pada tahap ini terjadi kariokinesis yang diikuti sitokinosis. Pembelahan mitosis terjadi pada pertumbuhan embrio, pergantian sel yang rusak serta penyembuhan luka. Mitosis melibatkan bagian-bagian sel, seperti kromosom, nukleus, sentriol, dan spindel(Anna, 1987).
Pada mitosis setiap induk yang diploid (2n) akan menghasilkan dua buah sel anakan yang masing-masing tetap diploid serta memiliki sifat keturunan yang sama dengan sel induknya. Proses terjadinya mitosis dibagi menjadi 5 fase yaitu :
1.      Interfase, adalah fase dimanainti sel nampak keruh dan nampak benang-benang kromatin yang halus, kromosom yang diduplikasi pada fase S belum terlihat secara individual karena belum terkondensasi.
2.      Profase, adalah fase diamana benang-benang kromatin memendek dan menebal, dan terbentuk kromosom. Gelendong mitotik mulai terbentuk , setiap kromosom terduplikasi tampak sebagai kromatid identik yang tersambung pada sentromernya dan sepanjang lengannya oleh kohesin dan di tandai dengan hilangnya nukleus dan diganti dengan mulai tampaknya pilin-pilinan kromosom yang terlihat tebal.
3.      Metafase, adalah fase dimana kromosom-kromosom menempatkan diri dibidang tengah sel. Dengan terbentuknya gelendong pembelahan yang dibentuk oleh mikrotubula. Gelendong ini membentuk kutub-kutub pembelahan tempat sentromer mikrotubula bertumpu.
4.       Anafase, adalah fase dimana sentromer membelah dan kedua kromatid memisahkan diri dan bergerak menuju kutub dari sel yang berlawanan. Tiap kromatid hasil pembelahan memiliki sifat yang sama dengan sel induknya, sejak saat itu kromatid-kromatid tersebut menjadi kromosom baru.
5.      Telofase, adalah tahap terakhir saat nukleus-nukleus anakan terbentuk dan sitokinesis telah dimulai. Pada tiap kutub sel terbentuk stel kromosom yang identik. Selaput gelendong inti lenyap dan dinding inti terbentuk lagi. Kemudian plasma sel terbagi lagi menjadi dua bagian, atau biasa disebut sitokinesis. Pada sel tumbuhan sitokinesis ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah ditengah-tengah sel (Pharmawati,2015).
Pembelahan sel marupakan kegiatan suatu sel membentuk sel anak melalui pembelahan. Setiap makhluk hidup selalu melakukan pembelahan sel baik untuk pertumbuhan maupun untuk membentuk sel gamet agar mendapatkan keturunan, tak terkecuali tumbuhan. Tumbuhan melakukan pembelahan sel dengan tujuan untuk pertumbuhan dan mendapatakan keturunan yang sama dengan induknya. Di bidang genetika tumbuhan pembelah sel dapat diamati dan dapat pula dilakukan rekayasa genetik untuk mendapatkan keturunan yang lebih baik dari induknya.
Pada praktikum pembelahan sel ini, dilakukan fiksasi terhadap preparat yang akan diamati dengan tujuan untuk menghentikan proses metabolisme secara cepat, mencegah kerusakan jaringan, mengawetkan komponen sitologis dan histologis. Maserasi dilakukan untuk melunakkan jaringan akar bawang merah yang di amati. Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum pembelahan sel adalah akar bawang merah sebagai bahan percobaan untuk melihat proses pembelahan mitosis dikarenakan dinding sel akar bawang merah terdiri dari lapisan senyawa-senyawa yang mudah ditembus oleh larutan fiksatif dan pewarna, sehingga dengan metode fiksatif dan pewarnaan yang sederhana ujung akar bawang merah yang sedang aktif membelah mudah untuk diamati. Larutan 45 % CH3COOH berfungsi untuk meluruhkan organel sel. Aseto orcein berfungsi sebagai pewarna preparat agar komponen pada akar bawang merah dapat menyerap warna sehingga memudahkan dalam pengamatan. Campuran larutan HCL dan CH3COOH dengan perbandingan 3;1 berfungsi untuk melunakkan jaringan akar bawang merah yang diamati.
Menurut Margono (1973), waktu yang tepat dalam melakukan pemotongan akar bawang merah yaitu pada pukul 00:00 karena banyak sel yang mengalami aktivitas dengan rentangan 5 menit sebelum dan sesudah pukul 00:00. Dengan dipotongnya akar bawang pada jam-jam tersebut sehingga diharapkan akan potongan akar yang mengandung banyak sel-sel yang sedang melakukan aktivitas mitosis. Namun jika tidak mungkin melakukan pengamatan pada tengah malam, potongan akar bawang tersebut difiksasi dengan 45% CH3COOH, fungsi dari fiksasi ini adalah untuk menghentikan aktivitas mitosis dan mempertahankan kondisi sel-sel akar bawang sebagaimana saat dipotong.
Berdasarkan Campbell (1987), proses mitosis pada akar bawang merah terjadi pada pukul 00.00 WIB. Proses mitosis pada tanaman umumnya terjadi selama antara 30 menit sampai beberapa jam  dan merupakan bagian dari suatau proses yang berputar dan terus-menerus (melalui fase-fase yang terus berjalan). Jadi, Pemotongan yang tepat pada akar bawang merah adalah Ketika akan mengamati langsung dalam mikroskop, jangan sampai melebihi dari 30 menit.
Berdasarkan praktikum yang dilakukan diketahui bahwa pada pembelahan mitosis terdapat empat tahap utama, yaitu:
1.      Tahap profase
Tahap ini merupakan permulaan dari mitosis yang ditandai dengan beberapa perubahan.  Nukleolus mulai menghilang sedangkan kromosomnya mulai timbul. Untaian kromosom yang semula meluas menjadi pilinan (heliks). Dengan demikian untaian itu lebih  pendek dan menebal sehingga tampak lebih nyata. Pada tahapan ini, membran nukleus mulai menghilang. Pembelahan kromosom membentuk kromatid. Selain itu sentriol juga ikut membelah. Hampir semua sel yang nampak  pada preparat menunjukan tahapan profase.
2.      Tahap metaphase
Tahap ini ditandai dengan munculnya gelendong. Sentromer setiap duplet mulai terikat  pada sekumpulan mikrotubula dan berpindah ke suatu titik ditengah-tengah antara kutub-kutub. Ujung kromosom dapat secara acak arahnya, tetapi semua sentromer terletak persis dalam suatu bidang di equator. Terdapat gelondong pembelahan (benang-benang spindel) yang menghubungkan sentromer dengan kutub pembelahan.
3.      Tahap anafase
Tahapan anafase dimulai ketika kromosom yang terduplikasi dari setiap duplet saling berpisahan. Kini bergerak memisah, masih pada gelondong dan bergerak kekutub yang berlawanan. Jika dilihat dengan menggunakan mikroskop, tiap-tiap belahan tampak mempunyai bagian yang menggenting dan kurang menyerap warna. Bagian ini disebut sentromer. Masing-masing kromatid yang berpasangan terpisah bersama sentromernya. Benang spindel memendek, setiap kromatid bergerak menuju kutub yang berbeda dan  berlaku sebagai kromosom baru yang memiliki sifat keturunan yang sama. Tertariknya sentromer kearah kutub yang berbeda dikarena adanya kontraksi dari  benang gelendong. Fase anafase adalah fase yang terjadi paling singkat pada  proses pembelahan.
4.      Tahap telofase
Pada tahap telofase setiap kutub terbentuk stel kromosom yang identik. Serabut gelondong inti menghilang dan membran inti terbentuk kembali. Setelah terbentuk dua inti pada kutub yang berlawanan aster menghilang dan terjadi penebalan sitoplasma yang diikuti pembagian sitoplasma (sitokinesis). Sitokinesis ini di tandai dengan terbentuknya dinding  pemisah ditengah-tengah sel (pada tumbuhan) dan pada hewan ditandai dengan melekuknya sel ke dalam.
Hal tersebut sesuai dengan (Crowder, 1986) yang menjelaskan mengenai tahap-tahap mitosis. Pada saat pengamatan preparat, tahap-tahap pembelahan mitosis yang berhasil ditemukan adalah tahap metaphase dan telofase, sedangkan tahap-tahap yang lain diperoleh dengan berbagi data kelompok lain. Seluruh pengamatan yang dipraktikumkan dilakukan menggunakan mikroskop cahaya dengan perbesaran 40 x 10 pada preparat akar bawang merah yang memiliki 16 kromosom.
Pada praktikum pengamatan perilaku kromosom, digunakan ujung akar bawang merah karena bawang merah sangat menolong dalam mempelajari analisis mitosis. Akar bawang merah memiliki dinding sel yang mudah ditembus larutan fiksatif, memiliki kromosom yang besar, jumlah kromosom yang tidak terlalu banyak, mudah didapatkan, dan mudah dilakukan (Stack, 1979).
Menurut saya, pembelahan sel adalah kegiatan suatu sel dalam pertumbuhan dan perkembangan dengan menghasilkan anakan melalui proses pembelahan. Pada pembelahan mitosis terdapat empat tahap utama, yaitu: profase, metafase, anafase, dan telofase. Dimana setiap tahapan tersebut saling berkaitan dan berpengaruh dalam proses pembelahan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN
A.    Kesimpulan
1.      Proses mitosis terbagi dalam empat tahapan yang saling berhubungan, yaitu profase, metafase, anafase dan telofase, serta satu fase istirahat yang disebut interfase.
2.      Tahap profase ditandai dengan benang-benang kromatin membentuk kromosom. Tahap metaphase ditandai dengan kromosom berada di bidang ekuator. Tahap anaphase ditandai dengan kromatid menuju kutub yang berlawanan. Tahap telofase ditandai dengan kromatid menipis dan mulai terbentuk anak inti.
3.      Tidak terlihatnya semua tahap mitosis pada praktikum pengamatan perilaku kromosom disebabkan karena waktu maserasi yang terlalu lama sehingga mengakibatkan sel terlalu lunak sehingga sulit untuk diamati.

B.     Saran

1.      Praktikum pembelahan mitosis sebaiknya dilakukan dengan hati – hati dan teliti agar proses pembelahan mitosis dapat dilihat melalui mikroskop.

2.     Pembuatan preparat harus dilakukan dengan prosedur yang benar sehingga proses pembelahan mitosis dapat dilihat dengan mudah dan jelas.
 
DAFTAR PUSTAKA
Anna. 1987. Dasar-dasar genetika ilmu untuk masyarakat. Erlangga. Jakarta.
Campbell, Neil A. 1987. Biologi Jilid I. Erlangga. Jakarta.
Crowder, L.V. 1986. Genetika Tumbuhan, Edisi Indonesia. UGM Press. Yogyakarta.
Cummings, M. R. & Klug W. S. 1994. Concepts of Genetics. Fourth Edition. USA: Macmillan Publishing company. pp: 341-343.
Kimball, John W. 1987. Biologi. Erlangga. Jakarta.
Lloyd et, al,. 1992. Science study. The grand japan foundation: Jakarta
Margono, Hadi. 1973. Pengaruh Colchicine terhadap pertumbuhan Memanjang Akar Bawang Merah (Alium cepa). Skripsi tidak diterbitkan. IKIP. Malang.
Masitah. 2008. Zoologi Umum.alumni IKIP: Makassar
Pharmawati Made dan Luh Ayu Jami Wistiani. 2015. Induksi Mutasi Kromosom dengan Kolkisin Pada Bawang Putih (Allium sativum L.) Kultivar ‘Kesuna Bali’. Jurnal Bioslogos, Vol. 5 No 1. 18-25
Russel, Peter J. 1994. Fundamentals of genetics. Harper Collins College Publishers, Inc., New York
Sastrosumarjo, S. 2006. Panduan Laboratorium. Dalam S. Sastrosumarjo (Ed.) Sitogenetika Tanaman. Bogor : IPB Press.
Sekar, A W, Tofan R W. 2015. Analisis Kromosom Tanaman Jati (Tectona grandis Lf) Dengan Metode Pewarnaan. Jurnal Silvikultur Tropika .Vol. 06 No. 1 Hal 49-54
Setjo, Susetyoadi. 2004. Anatomi Tumbuhan. JICA. Malang.
Stack S. M., and D. E. Comings. 1979. The cromosomes and DNA of Allium cepa. CHROMOSOMA. 70:161 – 181.
Suprihati, D., Elimasni, E. Sabri. 2007. Identifikasi karyotipe terung belanda (Solanum betaceum Cav.) kultivar Brastagi Sumatera Utara. Jurnal Biologi Sumatera Utara. 2(1): 7 – 11.
Suryo. 1990. Genetika Manusia. Bandung : Gadjah Mada University Press
Suryo. 1994. Genetika. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Zamariola L, Tiang CL, De_Storme N, Pawlowski W, Geelen D. 2014. Chromo-some segregation in plant meiosis. Plant Science 5:1-20.