BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Drosophila  yaitu sejenis serangga yang umumnya tidak berbahaya dan

merupakan pemakan jamur yang tumbuh pada buah. Lalat buah adalah serangga

yang mudah berkembang biak. Dari satu perkawinan saja dapat dihasilkan ratusan

keturunan, dan generasi yang baru dapat dikembangbiakan setiap dua minggu.

Karateristik ini menjadikan lalat buah merupakan organisme yang cocok sekali

untuk kajian-kajian genetik.

Keuntungan lain dari lalat buah adalah lalat ini hanya mempunyai empat

pasang kromosom, yang dapat dengan mudah dibedakan melalui mikroskop

cahaya. Terdapat tiga pasang kromosom autosom dan satu pasang kromosom

seks. Lalat buah betina mempunyai sepasang kromosom X yang homolog,

sedangkan yang jantan mempunyai satu kromosom X dan satu kromosom Y.

Selain itu, keuntungan lainnya adalah terdapatnya sejumlah mutan yang

mudah diamati fenotipnya secara morfologis baik dalam hal mata, sayap, warna

tubuh, dan rambut-rambut tubuh. Hal ini didukung dengan penelitian yang

dilakukan oleh Morgan, dimana Morgan menemukan seekor lalat jantan dengan

mata putih yang berbeda dengan mata normal, yaitu merah. Fenotipe normal

untuk suatu karakter (fenotipe yang paling umum ditemui di populasi alami),

seperti mata merah pada Drosophila, disebuat tipe liar (wild type). Karakter-

karakter alternatif dari tipe liar, seperti mata putih pada Drosophila, disebut

fenotipe mutan (mutan phenotype), karena sebenarnya berasal dari alel tipe liar

yang mengalami perubahan atau mutasi. (Campbell, 2002). T.H Morgan dan

beberapa orang rekannya berhasil menemukan 85 bentuk mutan yang

menyimpang dari tipe normal (wild type), seperti bentuk sayap, warna tubuh,

warna mata, bentuk bristel, dan ukuran mata. Mutan-mutan tersebut disebabkan

oleh mutasi spontan tunggal yang jarang. Setiap upaya untuk “menghasilkan

mutasi yang menguntungkan” berakhir dengan kegagalan. Selama puluhan tahun,

evolusionis melakukan berbagai percobaan untuk menghasilkan mutasi pada lalat

buah, karena serangga ini bereproduksi sangat cepat, sehingga mutasi akan

muncul dengan cepat pula.

1.2 Tujuan Praktikum

Mengidentifikasi tipe-tipe mutan Drosophila berdasarkan pengamatan fenotip

morfologinya.

BAB II

DASAR TEORI

PENGENALAN MUTAN DROSOPHILA MELANOGASTER

Mutasi merupakan perubahan-perubahan genetis yang berasal dari

perolehan material genetik asing. Sel-sel yang berubah dinyatakan sebagai sel-sel

transformasi, meskipun perubahan-perubahan ini sepenuhnya permanen dan dapat

diwariskan sebagaimana mutasi yang terjadi di dalam genom. (Anna C.Pai, 1985)

Mutasi Germinal dan Somatis

Mutasi ini akan diwariskan kepada generasi berikutnya. Mutasi-mutasi

yang terdapat dalam telur san sperma dinyatakan sebagai mutasi geminal. Mutasi

ini akan berakibat pada keturunan mutan, tetapi tidak pada keturunan individual

itu sendiri. Mutasi juga dapat terjadi pada setiap sel tubuh, mutasi ini dikenal

sebagai mutasi somatis. Mutasi somatis menyebabkan perubahan pada individual

itu dan tidak diwariskan kepada generasi-generasi berikutnya.

Mutasi Kromosonal

Mutasi dapat menyangkut atau seluruh kromosom atau sebagian besar

kromosom yang dikenal sebagai mutasi menyeluruh (mutasi kromosomal). Atau

bisa juga terjadiperubahan dan deretan nukleotida di dalam gen-gen individual

dan dikenal sebagai mutasi noktah. (Anna C.Pai, 1985).

Melihat pada tempat terjadinya, perubahan bahan genetik dapat dibagi 2 jenis :

1. Mutasi Kecil/titik

2. Mutasi Besar/aberasi

Mutasi kecil (point mutation) merupakan perubahan yang terjadi susunan

molekul (AND) gen. Lokus gen itu sendiri tetap. Mutasi ini yang menimbulkan

alel.

Mutasi besar (gross mutation) merupakan perubahan yang terjadi pada

struktur dan susunan kromosom. (Wildan, 1983).

Efek langsung dari mutasi bersifat membahayakan. Mutasi terjadi secara

acak, karenanya mutasi hampir selalu merusak hidup yang mengalaminya. Logika

mengatakan bahwa intervensi secara tak sengaja pada sebuah struktur sempurna

dan kompleks tidak akan memperbaiki struktur tersebut, tetapi merusaknya. Dan

memang, tidak pernah ditemukan satu pun “mutasi yang bermanfaat”.

Mutasi tidak menambahkan informasi baru pada DNA suatu organisme.

Partikel-partikel penyusun informasi genetika terenggut dari tempatnya, rusak

atau terbawa ke tempat lain. Mutasi hanya mengakibatkan ketidaknormalan,

seperti kaki yang muncul di punggung, atau telinga yang tumbuh dari perut.

Mutasi dapat terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah

daripada 1:10.000 individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit

mutasi (mutagen, termasuk karsinogen), radiasi surya maupun radioaktif, serta

loncatan energi listrik seperti petir.

Selain itu, mutasi juga dapat disebabkan oleh perubahan-perubahan

struktur kromosom. Pecahnya sebuah kromosom dapat menyebabkan terjadinya

empat macam perubahan pada struktur kromosom.

.

Perubahan struktur kromosom

(Campbell, 2002)

Gambar di atas memperlihatkan berbagai macam perubahan struktur

kromosom. Delesi (deletion) terjadi ketika sebuah fragmen kromosom yang tidak

memiliki sentromer hilang pada saat pembelahan sel. Kromosom tempat fragmen

tersebut berasal kemudian akan kehilangan gen-gen tertentu. Namun, pada

beberapa kasus, fragmen tersebut dapat berikatan dengan kromosom homolog,

menghasilkan duplikasi (duplication). Fragmen tersebut juga dapat melekat

kembali pada kromosom asalnya tetapi a.

Drosophila Melanogaster, sejenis serangga yang rahnya terbalik,

menghasilkan inversi (inversion). Hasil keempat yang bias terjadi akibat

pecahnya kromosom adalah fragmen tersebut bergabung dengan suatu kromosom

nonhomolog, suatu penyusunan ulang yang disebut translokasi (translocation).

(Campbell, 2002)umumnya tidak berbahaya dan merupakan pemakan jamur yang

tumbuh pada buah. Lalat buah adalah serangga yang mudah berkembang biak.

Dari satu perkawinan saja dapat dihasilkan ratusan keturunan, dan generasi yang

baru dapat dikembangbiakan setiap dua minggu. Karateristik ini menjadikan lalat

buah organism yang cocok sekali untuk kajian-kajian genetik.

Keuntungan lain dari lalat buah adalah lalat ini hanya mempunyai empat

pasang kromosom, yang dapat dengan mudah dibedakan melalui mikroskop

cahaya. Terdapat tiga pasang kromosom autosom dan satu pasang kromosom

seks. Lalat buah betina mempunyai sepasang kromosom X yang homolog,

sedangkan yang jantan mempunyai satu kromosom X dan satu kromosom Y.

Morgan menemukan seekor lalat jantan dengan mata putih yang berbeda

dengan mata normal, yaitu merah. Fenotipe normal untuk suatu karakter (fenotipe

yang paling umum ditemui di populasi alami), seperti mata merah pada

Drosophila, disebuat tipe liar (wild type). Karakter-karakter alternatif dari tipe

liar, seperti mata putih pada Drosophila, disebut fenotipe mutan (mutan

phenotype), karena sebenarnya berasal dari alel tipe liar yang mengalami

perubahan atau mutasi. (Campbell, 2002)

Berikut merupakan klasifikasi dari Drosophila melanogaster (Borror,1992) :

Kingdom : AnimaliaPhylum : ArthropodaKelas : InsectaOrdo : DipteraFamili : DrosophilidaeGenus : DrosophilaSpesies : Drosophila melanogaster

Untuk membandingkan morfologi mutan pada Drosophila melanogaster

dapat digunakan Drosophila melanogaster normal (wild type) sebagai

pembanding. Pada lalat buah normal (wild type) ciri-ciri morfologinya adalah

sebagai berikut:

Bentuk mata bulat agak elips

Warna merah

Terdapat mata oceli pada bagian atas kepala

Terdapat sungut yang bercabang

Kepala berbentuk elips

Jumlah segmen pada abdomen lima

Warna segmen garis hitam

Warna sayap transparan

Sayap panjang

Posisi bermula dari thorax

T.H Morgan dan beberapa orang rekannya berhasil menemukan 85 bentuk

mutan yang menyimpang dari tipe normal (wild type), seperti bentuk sayap, warna

tubuh, warna mata, bentuk bristel, dan ukuran mata. Mutan-mutan tersebut

disebabkan oleh mutasi spontan tunggal yang jarang.

Setiap upaya untuk “menghasilkan mutasi yang menguntungkan” berakhir

dengan kegagalan. Selama puluhan tahun, evolusionis melakukan berbagai

percobaan untuk menghasilkan mutasi pada lalat buah, karena serangga ini

bereproduksi sangat cepat, sehingga mutasi akan muncul dengan cepat pula. Dari

generasi ke generasi, lalat ini telah dimutasikan, tetapi mutasi yang

menguntungkan tidak pernah dihasilkan. Seorang ahli genetika evolusionis,

Gordon Taylor, menulis :

“Pada ribuan percobaan pengembangbiakan lalat yang dilakukan di seluruh

dunia selama lebih dari 50 tahun, tidak ada spesies baru yang muncul…

bahkan satu enzim baru pun tidak.”

Seorang penelitei lain, Michael Pitman, berkomentar tentang kegagalan

percobaan-percobaan yang dilakukan terhadap lalat buah:

“Morgan, Goldschmidt, Muller, dan ahli-ahli genetika lain telah

menempatkan beberapa generasi lalat buah pada kondisi ekstrem seperti

panas, dingin, terang, gelap, dan perlakuan dengan zat kimia dan radiasi.

Segala macam jenis mutasi, baik yang hampir tak berarti maupun yang

positif merugikan, telah dihasilkan. Inikah evolusi buatan manusia? tidak

juga. Hanya, sebagian kecil monster buatan ahli-ahli genetika tersebut yang

mungkin mampu bertahan hidup di luar botol tempat mereka

dikembangbiakkan. Pada kenyataannya, mutan-mutan tersebut mati, mandul,

atau cenderung kembali ke bentuk asal.” (Arie, 2007)

Tipe Normal (Wild Type) Bentuk mata bulat agak elips (warna merah),

terdapat sungut yang bercabang, kepala

berbentuk elips, Thorax berbulu-bulu dengan

warna dasar putih.

Abdomen, Jumlah segmen lima (warna

segmen garis hitam)

Sayap, Warna transparan, Panjang, Posisi

bermula dari thorax

Short-Winged Flies (Sayap

pendek)

Sayap pendek, sayap vestigial tidak bisa

terbang

Curly-Winged Flies (Sayap

Keriting)

Sayap melengkung ke atas dan kedepan

Yellow Flies (lalat kuning) Seluruh bagian tubuh secara gradual berubah

menjadi kuning.

Ebony Flies Seluruh bagian tubuh secara gradual berubah

menjadi hitam pada yang dewasa, selubung

spriracle pada larva tampak gelap jika

dibandingkan dengan normal.

Orange-Eyed Flies Memiliki warna mata orange

White-Eyed Flies Warna mata putih dan ocellusnya tidak

berwarna

Eyeless Flies Tidak memiliki mata

Leg-Headed Flies Memiliki Kaki seperti antena

(exploratorium.edu/exhibits/mutant_flies/mutant_flies.html)

BAB III

METODE KERJA

3.1 Alat dan Bahan

Mikroskop stereo dan monokuler

Kaca obyek dan kaca penutup

Jarum serangga

Stock mutan Drosophila

Botol eterisasi

Cawan petri re-eterisasi

Larutan detergen

Ether

3.2 Cara Kerja

Menyediakan Drosophila tipe mutan dari botol stock. Kemudia membius

sebagian mutan tersebut dengan hati-hati. Pada saat pembiusan mengusahakan

lepasnya mutan ke luar botol. Setelah dibius, mutan masukkan ke dalam cawan

petri untuk diamati morfologinya. Dan kemudian melakukan pengamatan secara

cermat dengan selalu membandingkannya dengan tipe liar. Setelah pengamatan

selesai selanjutnya adalah mentabulasikan hasil pengamatan dan mendeskripsikan

setiap tipe mutan berdasarkan hasil pengamatan. Lalu mutan yang telah selesai

diamati masukkan ke dalam larutan detergen.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Sex Warna Tubuh Warna Mata Kondisi

Sayap

Tipe

Mutan

Jantan Cokelat terang Merah Normal Normal

Betina Cokelat terang Putih Normal White

Betina Cokelat terang Cokelat

kehitaman

Normal Sepia

Jantan Gelap Merah Membentang Taxi

Jantan Cokelat terang Kecil merah Normal Eye

missing

Jantan Hitam semua Merah Normal Ebony

Jantan Hitam terang, Merah Normal Black

ujung abdomen

hitam

Jantan Cokelat Merah Kecil Vestigial

Jantan Cokelat Merah terang Membentang Curled

4.2 Pembahasan

Mutasi pada Drosophila melanogaster dapat menyebabkan perbedaan

fenotipe pada organisme tersebut atau disebut juga sebagai mutan. Beberapa jenis

mutasi pada Drosophila melanogaster yang dapat terlihat dari fenotipenya adalah

mutasi warna mata, bentuk mata, bentuk sayap dan warna tubuh.

Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan, terdapat 9 jenis mutan

Drosophila yang diantaranya 2 betina dan 7 jantan Drosophila, dan 1 diantaranya

adalah Drosophila jantan yang normal, 6 jantan lainnya mutan. 1 Drosophila

jantan berjenis normal karena memiliki ciri yaitu warna tubuhnya cokelat terang,

warna matanya merah dan kondisi sayap normal. 2 Drosphila betina tersebut

adalah jenis White dan Sepia. Ciri-ciri yang dimiliki Drosophila betina yang

berjenis mutan White adalah warna tubuhnya cokelat terang, warna matanya

merah dan kondisi sayapnya normal. Ciri mutan White mudah dikenali karena

warna matanya yang putih, sehingga mudah dibedakan dengan jenis mutan

Drosophila lainnya. Hal ini dikarenakan terjadi mutasi pada kromosom nomor 1,

lokus 1,5. Pigmen merah yang seharusnya dihasilkan sebagai warna pada faset

mata lalat tidak dihasilkan. Sehingga yang terjadi adalah penyimpangan gen white

yang memberikan warna putih pada faset matanya.Sedangkan ciri-ciri yang

dimiliki Drosophila betina berjenis mutan Sepia adalah warna tubuhya cokelat

terang, warna mata cokelat kehitaman dan kondisi sayap normal. Ciri mutan

Sepia juga mudah dikenali karena warna matanya yang cokelat kehitaman yang

membedakannya dengan jenis mutan Drosophila lainnya. Mutan tipe Sepia (se)

mengalami kecacatan pada kromosom no 3, lokus 26,0 dan menyebabkan lalat

kekurangan enzim sintase PDA yang disebabkan adanya mutasi pada struktur gen

dari DNA sintase. Mutasi ini dapat diturunkan pada keturunan-keturunan dari lalat

Sepia itu sendiri. Kecacatan ini menyebabkan lalat bermata cokelat tua kehitaman.

Pada 6 Drosophila jantan adalah berjenis mutan Taxi, Eye missing,

Ebony, Black, Vestigial, dan Curled. Drosophila yang berjenis mutan Taxi

memiliki ciri-ciri yaitu warna tubuhnya gelap, warna matanya merah namun

kondisi sayapnya membentang. Ciri utama pada Drosophila mutan jenis ini

adalah warna tubuhnya gelap dan kondisi sayap membentang. Mutan bentuk

sayap lainya adalah taxi (tx), sayapnya membentang 75° dari sumbu tubuh. Hal

ini diakibatkan oleh kecacatan pada kromosom nomor 3, lokus 91,0. Mutan

Drosophila berjenis Curled memiliki ciri-ciri warna tubuh cokelat, warna

matanya merah terang dan kondisi sayapnya membentang. Mutasi tipe curled

(cu) terjadi karena adanya kecacatan pada kromosom nomer 3, lokus 50,0. Pada

tipe ini gen “Curled” merupakan gen dominan yang memunculkan bentuk sayap

melengkung ke atas. Dari kedua jenis mutan ini terkadang sulit dibedakan karena

kondisi sayapnya sama membentang, hal yang dapat membedakan keduanya yaitu

warna tubuhn mutan Taxi cenderung gelap daripada warna tubuh mutan Curled

yang berwarna cokelat.

Drosophila mutan berjenis Vestigial memiliki ciri-ciri yaitu warna

tubuhnya cokelat, warna matanya merah namun kondisi sayapnya kecil. Kondisi

sayap ini yang mudah dibedakan dengan jenis mutan lainnya.

Mutasi juga dapat terjadi pada fenotipe atau penampakan bentuk mata.

Drosophila mutan berjenis Eye missing memiliki ciri-ciri tersebut yaitu warna

tubuhnya cokelat terang, warna matanya kecil merah, dan kondisi sayapnya

normal. Meskipun warna matanya merah, namun bentuk matanya sangat kecil

berupa titik. Kromosom lalat nomor 3, lokus 67,9 mengalami kerusakan yang

berakibat pada keabnormalan gen “mata absen” yang memberikan perintah pada

sel yang ada di larva untuk memunculkan mata. Mutasi ini menyebabkan mutan

Drosophila terganggu penglihatannya bahkan mungkin tidak dapat melihat.

Perbedaan warna tubuh juga merupakan salah satu akibat dari mutasi

Drosophila. Pada pengamatan yang dilakukan ditemukan tipe warna tubuh Ebony

dan Black. Drosophila mutan berjenis Ebony memiliki ciri-ciri warna tubuhnya

hitam semua, warna matanya merah dan kondisi sayapnya normal. Warna tubuh

Ebony muncul karena adanya kelainan pada gen Ebony, gen yang secara

memberikan pigmen warna cokelat pada lalat Drosophila melanogaster wild type

mengakibatkan lalat memiliki warna tubuh warna tubuhnya hitam. Drosophila

mutan berjenis Black memiliki ciri-ciri warna tubuhnya hitam terang, ujung

abdomen hitam, warna matanya merah dan kondisi sayapnya normal. Mutan

Black (b) pada Drosophila melanogaster diakibatkan oleh kerusakan pada

kromosom nomor 2, lokus 48,5 yang menyebabkan keabnormalan warna badan,

kaki, dan urat sayap yang hitam namun tidak mengkilat.

BAB V

JAWABAN PERTANYAAN

1. Apakah setiap tipe mutan dapat diamati fenotipnya secara morfologis?Jawab : dapat

2. Mutan manakah menurut saudara yang fenotipnya sangat mudah dibedakan dengan fenotipe tipe liar?Jawab : White, Sepia, Ebony, Black, dan Vestigial

BAB VI

KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dapat disimpulkan bahwa terdapat 9 jenis mutan

Drosophila yang diantaranya 2 betina dan 7 jantan Drosophila, dan 1 diantaranya

adalah Drosophila jantan yang normal, 6 jantan lainnya mutan. Tipe mutan yang

didapat adalah White, Sepia, Taxi, Eye missing, Ebony, black, Vestigial, dan

Curled. Tipe mutan tersebut memiliki ciri masing-masing yang dapat diamati dari

fenotip morfologinya. Mutan White memiliki ciri yang mudah diamati yaitu

warna mata putih. Ciri mutan Sepia juga mudah dikenali karena warna matanya

yang cokelat kehitaman yang membedakannya dengan jenis mutan Drosophila

lainnya. Ciri pada Drosophila mutan tipe Taxi ini adalah warna tubuhnya gelap

dan kondisi sayap membentang. Drosophila mutan tipe Eye missing memiliki ciri-

ciri yaitu warna tubuhnya cokelat terang, warna matanya kecil merah, dan kondisi

sayapnya normal. Drosophila mutan tipe Ebony memiliki ciri-ciri warna tubuhnya

hitam semua, warna matanya merah dan kondisi sayapnya normal. Black memiliki

ciri-ciri warna tubuhnya hitam terang, ujung abdomen hitam, warna matanya

merah dan kondisi sayapnya normal. Drosophila mutan tipe Vestigial memiliki

ciri-ciri yaitu warna tubuhnya cokelat, warna matanya merah namun kondisi

sayapnya kecil. Dan Drosophila mutan tipe Curled memiliki ciri-ciri warna tubuh

cokelat, warna matanya merah terang dan kondisi sayapnya membentang.

DAFTAR PUSTAKA

Pai.C.Anna. 1985. Dasar-dasar Genetika. Jakarta: Erlangga

Campbell, et. Al. 2002. Biologi Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Exploratorium.edu. Mutant fruit flies. [online]. Tersedia :

http://www.exploratorium.edu/exhibits/mutant_flies/mutant_flies.html.[25

Maret 2010]

Yatim, Wildan. 1983. Genetika. Bandung: Tarsito

Zarzen, 2007. Pengenalan Mutan. [Online]. Tersedia :

http://zarzen.wordpress.com/pengenalan-mutan-drosophila-melanogaster/.

[25 Maret 2010]

LAMPIRAN FOTO

Normal Ebony

Taxi Eye missing

Vestigial Curled

White