LAPORAN PRAKTIKUMGENETIKA TUMBUHAN

ACARA IPENGAMATAN PERILAKU KROMOSOM

Semester:Ganjil 2014

Oleh:Kustiyatun

A1L013008/ A

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIANLABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN BIOTEKNOLOGI

PURWOKERTO2014

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dewasa ini mulai berkembang ilmu pengetahuan, khususnya di bidang

genetika. Sel induk baru yang sama dengan induknya merupakan suatu hasil

proses pembelahan sel. Pembelahan sel somatis (sel tubuh) yang menghasilkan

dua sel anakan yang sama dengan sifat sel induknya disebut pembelahan sel

secara mitosis.

Pembelahan mitosis merupakan proses pembelahan sel yang menghasilkan

dua sel anakan yang sama atau identik. Bahan inti sel terbagi dalam proses

pembelahan mitosis sehingga menyebabkan 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 secaran bersamaan 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.

Praktikum pengamatan kromosom menggunakan akar bawang merah

(Alium ascalonicum), karena pada ujung akar bawang merah sel-selnya aktif

memebelah (meristematis), dinding selnya tersusun atas lapisan senyawa-senyawa

yang mudah ditembusoleh larutan fiksatif dan pewarna, sehingga kromosomnya

mudah diamati dan memiliki jumlah kromosom yang sedikit yaitu 16.

Oleh karena itu perlu di perlu dilakukan pengamatan perilaku kromosom

supaya mahasiswa dapat mengetahui perilaku kromosom pada pembelahan

mitosis yang terjadi pada akar bawang merah, yang mana tahap pembelahan

mitosis sendiri ada 5 yaitu interfase, profase, metafase, anafase dan telofase.

B. Tujuan

Tujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui perilaku kromosom pada

pembelahan mitosis.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Kromosom adalah struktur linier pada eukariot yang terdiri atas molekul DNA

dengan jumlah protein yang terikat padanya, mempunyai telomir dan sentromir;

pada prokariot berbentuk sirkuler dengan lebih sedikit protein serta tidak

mempunyai telomir dan sentromir; pada virus tertentu berupa RNA linier atau

sirkuler, biasanya tanpa protein (Susanto, 2011).

Menurut Sastrosumarjo (2006), kromosom adalah alat transportasi materi

genetik (gen dan genetik) yang sebagian besar bersegregasi menurut hukum

mendel, sedangkan menurut Masitah (2008), bahwa kromosom adalah susunan

yang bentuknya beraturan yang mengandung DNA yang mengandung rantai

panjang. Setiap kromosom dalam genomnya biasanya dapat dibedakan antara

yang 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

yang membesar disebut knot (tombol) atau kromomer. Selain itu adanya

perpanjangan arus pada terminal dan material kromatin yang disebut satelit, dan

sebagainya ( Suprihati et.al., 2007).

Mitosis adalah suatu proses yang menghasilkan dua sel anak yang identik.

Mitosis mempertahankan pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti

dari sel somatik secara berturut–turut. Proses ini terjadi secara bersama-sama

dengan pembelahan sitoplasma dan bahan- bahan yang ada di luar inti sel

(Crowder, 1986).

Menurut suryo (2012), mitosis adalah dua buah sel anakan memiliki sifat

keturunan yang sama dengan sifat sel induknya. Gamet betina setelah dibuahi oleh

gamet jantan akan bersifat diploid (2n) dan ini disebut zigot, zigot ini yang akan

mebelah berkali- kali.

Mitosis berlangsung melalui beberapa tahap antara lain; interfase, profase,

metafase, anafase, dan telofase (suryo, 2012) :

a. Interfase

Pada tahap ini sel siap untuk mulai membelah, tetapi belum memperlihatkan

kegiatan membelah. Inti sel nampak keruh kemudian lama-kelamaan nampak

benang-benang kromatin yang halus.

b. Profase

Pada tahap ini benang-benang kromatin memendek sehingga menjadi tebal,

maka terbentuklah kromosom. Tiap kromosom akan membelah memanjang dan

anak kromosom ini disebut kromatid. Dinding inti mulai menghilang. Sentriol

( bentuk seperti bintang dalam sitoplasma ) juga ikut membelah.

c. Metafase

Pada tahap ini kromosom berada di bidang tengah sel.

d. Anafase

Pada tahap ini sentromer membelah dan kedua buah kromosom memisahkan

diri dan bergerak menuju ke kutub yang arahnya berlawanan. Tiap kromatid hasil

pembelahan itu meiliki sifat keturunan yang sama. Mulai dari saatini kromatid-

kromatid itu berlaku sebagai kromosom baru.

e. Telofase

Di tiap kutub sel terbentuk stel kromosom yang identik. Serabut gelendong

inti lenyap dan dnding inti terbentuk lagi. Kemudian plasma sel terbagi menjadi

dua bagian, proses mana disebut sitokinase. Pada sel tumbuhan sel tumbuhan

sitokinese ditandai dengan terbentuknya dinding pemisah di tengah-tengah sel.

III. METODE PRAKTIKUM

A. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam praktikum pengamatan perilaku kromosom

antara lain: akar bawang merah, larutan 0,002 M, hydroxichinolin, larutan 45%

CH3COOH, larutan HCL dan larutan aceto orcein/ carmin. Alat yang digunakan

dalam praktikum pengamatan perilaku kromosom antara lain:kaca preparat, cover

glass, beker glass, penangas air, pembakar bunsen, mikroskop dan jarum.

B. Prosedur Kerja

1. Dipilih umbi bawang merah yang bagus dan sehat dan dikecambahkan di air

sampai muncul akar.

2. Dicuci akar bawang merah sampai bersih.

3. Dipotong ujung akar bawang merah sepanjang ± 1 cm dan masukkan ke

dalam larutan 0,002 M Hydroxychinolin, simpan di ruang gelap dengan suhu

20O C selama 1 jam.

4. Difiksasi ujung akar bawang merah dilakukan dengan menggunakan larutan

45% CH3COOH selama ± 10 menit.

5. Dimaserasi bahan dengan campuran larutan HCL dan CH3COOH dengan

perbandingan 3 : 1 pada suhu 60O C selama ± 3 menit.

6. Diambil 1 mm bagian ujung akar bawang merah dan diletakkan di atas gelas

preparat.

7. Dilakukan pewarnaan dengan aseto orcein atau aseto carmin (larutan

staining).

8. Ditutup dengan gelas penutup ( cover glass ) dan dihancurkan ujung akar

bawang merah dengan cara ditekan.

9. Dilewatkan di atas nyala api bunsen.

10. Diamati preparat dibawah mikroskop.

a. Dicari dan diamati fase-fase dalam mitosis pada preparat yang dibuat.

b. Dihitung fase mana yang jumlahnya paling banyak.

c. Digambar fase-fase yang ada pada preparat yang dibuat.

d. Dicatat perbesaran yang digunakan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

No

Fase Gambar Keterangan

1. Profase

1

3 2

1. Dinding sel2. Kromatid3. Sister kromatid

- Perbesaran: 40x- Jumlah kromosom: 16- preparat: akar bawang merah

2. Metafase

12 3

1. Kromatid2. Sentromer3. Benang

spindel- Perbesaran: 40x- Jumlah

kromosom: 16- Preparat: akar

bawang merah

3 Telofase

2 1

1. Kromosom2. Sekat sitokinesis- Perbesaran: 40x- Jumlah

kromosom: 8- Preparat: akar

bawang merah

B. Pembahasan

Kromosom adalah struktur linier pada eukariot yang terdiri atas molekul

DNA dengan jumlah protein yang terikat padanya, mempunyai telomir dan

sentromir; pada prokariot berbentuk sirkuler dengan lebih sedikit protein serta

tidak mempunyai telomir dan sentromir; pada virus tertentu berupa RNA linier

atau sirkuler, biasanya tanpa protein (Susanto, 2011).

Pertumbuhan dan perkembangan setiap makhluk hidup bergantung pada

perbanyakan dan pembesaran ukuran dari sel penyusunnya. Perkembangan

organisme multiseluler berasal dari aktivitas pembelahan zigot uniseluler,

aktivitas pertumbuhan, dan diferensiasi. Reproduksi sesksual maupun reproduksi

aseksual bergantung pada pembelhan sel (Oman, 2008).

Pembelahan sel terjadi karena dua proses utama, yaitu pembelahan inti

(kariokinesis) dan pembagian sitoplasma (sitokinesis). Waktu terjadinya

sitokinesis bergantung pada tipe sel. Proses sitokinesis berbeda antara sel hewan

dan sel tumbuhan. Pada umumnya kariokinesis diikuti oleh sitokinesis, tetapi pada

keadaan tertentu sitokinesis tidak berlangsung sehingga terjadi sel yang berinti

banyak (Oman, 2008)

Tipe pembelahan sel pada hewan maupun pada tumbuhan terbagi menjadi

tiga macam, yakni pembelahan langsung (amitosis), pembelahan tidak langsung

(mitosis), dan pembelahan reduksi atau (meiosis). Pembelahan amitosis

merupakan pembelahan secara langsung suatu sel. Pembelahan amitosis tidak

diketahui peristiwa pembentukan gelendong pembelahan maupun peleburan inti

sel. Pembelahan amitosis terjadi pada organisme uniseluler, misalnya bakteri dan

protozoa. Mitosis merupakan bagian dari siklus sel. Pembelahan ini terjadi pada

organisme multiseluler. Mitosis terdiri dari 4 fase yaitu profase, metafase, anafase

dan telofase. Meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi dalam sel germinal dan

pembelahannya mengalami dua kali pembelahan serta pada sel induk diploid

menghasilkan empat sel anak haploid (Oman, 2008).

Menurut Oman (2008), proses pembelahan mitosis terdiri atas beberapa

fase, yakni sebagai berikut:

a. Profase

Profase merupakan fae yang membutuhkan waktu paling lama dan enenrgi

paling banyak dibandingkan fase lainnya. Pada profase, nukleus tidak terlihat.

Benang-benang kromatin mengalami penebalan dan pemendekan sehingga

kromosom dalam nukleus tampak jelas. Kromosom berduplikasi membentuk

sepasang kromatid yang makin lama, makin pendek, menebal dan menyebar

memenuhi inti. Membran inti mengalami degenerasi dan hilang pada akhir

profase, tetapi belum sempurna dan pada fase ini benang-benang spindel dibuat.

b. Prometafase

Prometafase terjadi antara profase dan metafase. Dalam fase ini, membran inti

menghilang secara sempurna karena terfragmentasi (terpotong-potong). Benang-

benang spindel yang dibentuk oleh mikrotubul melebar dari setiap kutub menuju

ke bagian ekuator sel.

c. Metafase

Pada waktu metafase pasangan kromatid berada pada bidang ekuator sel dan

terdapat spindel yang menghubungkan sentromer dengan kutub pembelahan.

Kromosom bersusun pada bidang metafase yakni bidang imajiner yang terdapat

diantara dua kutub. Kromosom yang besar berada dibagian pusat dan kromosom

yang kecil berada dibagian tepi.

d. Anafase

Pada anafase setiap kromatid yang berpasangan terpisah bersama sentromernya.

Selama anafase spindel memendek. Setiap kromatid akan bergerak menuju kutub

pembelahan masing-masing. Pergerakan kromatid menuju kutub dapat terjadi

melalui mekanisme kontraksi mikrotubul dari kutub pembelahan.

e. Telofase

Bergeraknya kromatid menuju kutub pembelahan merupakan awal dari telofase.

Kromosom anak mulai menipis dan menjadi lurus. Membran inti serta nukleus

kembali kembali terbentuk. Kekentalan matriks sitoplasma (sitosol) yang

menandai interfase dan anafase mulai hilang, kemudian diikuti hilangnya aster.

Pada bidang pembelahan terjadi penebalan yang dilanjutkan sitokinesis.

Sel merupaka unit struktural makhluk hidup yang ukurannya sangat kecil

oleh karena itu sel sangat sangat penting dalam menentukan fungsi dan bentuk

dari organ atau jaringan yang disusunnya. Jaringan merupakan kumpulan dari

banyak sel dengan struktur dan fungsi yang sama, kemudian kumpulan dari

jaringan tersebut disebut organ. Untuk bisa mencapai jumlah banyak maka

tumbuhan melakukan pembelahan yang mana bertujuan untuk regenerasi sel-sel

yang rusak atau mati, untuk pertumbuhan dan perkembangan, untuk

berkembangbiak atau bereproduksi dan membentuk variasi individu baru (Fried,

2006).

Pencucian dilakukan untuk menghilangkan pengaruh perlakuan sebelumnya

dan mengembalikan bahan pada suhu kamar sebelum diberi perlakuan lagi.

Pencucian dilakukan sebanyak 3 kali dengan akuades. Akuades dipilih karena

akuades merupakan bahan pelarut dari semua kemikalia yang digunakan

(Setyawan dan Sutikno, 2000).

Hidrolisis dilakukan untuk mendapatkan sel-sel yang menyebar dalam

pengamatan kromosom. Penyebaran sel merupakan akibat dari lamela tengah

yang larut pada jaringan meristem yang belum kuat. Asam klorida (HCI) dan

enzim hidrolase dapat digunakan untuk proses hidrolisis. Hidrolisis yang terlalu

lama dapat mengurangi affinitas pewarna terhadap kromosom dan menyebabkan

kromosom terurai karena denaturasi protein dan asam nukleat (Jahier et al., 1996);

Setyawan dan Sutikno, 2000).

Fiksasi bertujuan untuk mematikan dan menetapkan jaringan pada titik akhir

kehidupan sel. Keutuhan struktur kromosom terpelihara pada sel-sel yang

mengalami pembelahan prometafase (Gunarso,1988; Jahier et al., 1996). Berbagai

jenis larutan yang digunakan untuk fiksasi dan setiap larutan fiksatif mempunyai

efektifitas yang berbeda terhadap setiap jenis jaringan.

Pewarnaan kromosom dilakukan dengan aceto-orcein. Orcein merupakan

ubar warna yang berwarna merah ungu yang digunakan untuk mewarnai jaringan

meristem ujung akar dan jaringan yang lunak. Hasil pewarnaannya adalah

kromosom berwarna merah (Gunarso, 1998). Dilewatkannya gelas preparat diatas

api bunsen yaitu supaya warna aceto orceinnya menjadi tua. Kromosom setiap

jenis tumbuhan mempunyai perbedaan tanggapan terhadap reaksi warna. Lama

perendaman dalam zat pewarna dipengaruhi ukuran bahan dan kesegaran pewarna

(Setyawan dan Sutikno, 2006; Wulandari et al, 2006).

Pembuatan sediaan diawali dengan pemotongan ujung akar yang dilakukan

saat jam biologi yang mengatur waktu optimum pembelahan mitosis. Umumnya

Tumbuhan melakukan pembelahan sel pada pagi hari. Preparat dengan sel-sel

paling banyak berada dalam kondisi aktif membelah mewakili waktu optimum

pembelahan sel (Johansen, 1940 cit. Setyawan dan Sutikno, 2000; Wulandari et

al., 2006).

Praktikum pengamatan mengenai pembelahan sel dan kromosom

dibutuhkan jaringan yang berasal dari makhluk hidup. Jaringan di sini yang

dimaksud adalah jaringan meristematik, karena pada jaringan ini sel-selnya

sedang aktif membelah. praktikum kali ini menggunakan preparat jaringan

meristematik bawang merah (Allium ascalonicum) yaitu yang terdapat pada ujung

akar. Oleh karena itu, untuk mendapatkan akarnya, bawang merah harus

dimasukkan ke dalam sebuah media yang berfungsi untuk menumbuhkan akar-

akar bawang merah selama kurang lebih 3 hari.

Praktikum pengamatan perilaku kromosom ini digunakan metode fiksasi

termodifikasi yaitu menggunakan 0,002 M Hydroxychinolin dan larutan 45%

asam asetat. Hydroxychinolin digunakan untuk menghentikan/menon-aktifkan

kegiatan dalam sel. Sedangkan asam asetat 45% digunakan untuk meluruhkan

organel dalam sel. Setelah dilakukan fiksasi langkah selanjutnya adalah maserasi

dengan menggunakan larutan 1N HCL + asam asetat 45% fungsinya adalah untuk

melunakkan jaringan. Kemudian ujung akar bawang merah yang telah dimaserasi

diletakkan pada kaca preparat dan ditetesi dengan aseto orcein, arceto orcein di

sini berfungsi sebagai pewarna pada sel agar jika diamati kromosom dan inti sel

dapat terlihat jelas. Setelah dilewatkan pada nyala api bunsen kemudian diamati di

bawah mikroskop.

Hasil pengamatan dibawah mikroskop, hanya menemukan tiga fase

pembiakan secara mitosis, Jumlah ini tidaklah sama dengan teori bahwa menurut

Oman (2008) fase-fase pembelahan mitosis ada lima. Fase-fase tersebut adalah

profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase. Fase-fase yang ditemukan

dalam praktikum yang telah dilaksanakan yaitu profase, metafase dan telofase.

Penyebab ada fase-fase dalam pembelahan mitosis ada yang tidak tampak

dimikroskop hal ini disebabkan oleh bebrapa hal misalnya karena pemberian aceto

orceinnya kurang sehingga gambar yang seharusnya tampak pada mikroskop

menjadi tidak tampak; karena penekanan yang terlalu kuat pada saat kaca preparat

ditutup, mungkin karena pada saat pemotongan akar bawang merah waktunya

kurang tepat karena berdasarkan literatur pembelahan sel yang paling tepat yaitu

pada umumnya pagi hari. Preparat dengan sel-sel paling banyak berada dalam

kondisi aktif membelah mewakili waktu optimum pembelahan sel (Johansen,

1940 cit. Setyawan dan Sutikno, 2000; Wulandari et al., 2006).

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Kromosom adalah struktur linier pada eukariot yang terdiri atas molekul

DNA dengan jumlah protein yang terikat padanya, mempunyai telomir dan

sentromir.

2. Mitosis adalah dua buah sel anakan memiliki sifat keturunan yang sama

dengan sifat sel induknya.

3. Mitosis terdiri dari empat fase yaitu profase, metafase, anafase dan telofase.

Hasil pengamatan yang telah dilakukan dibawah mikroskop hanya

mendapatkan tiga fase yaitu profase, metafase dan telofase.

B. Saran

1. Praktikan hendaknya lebih hati-hati dalam menggunakan mikroskop.

2. Saat pengamatan kromosom pada akar bawang merah, bahan-bahannya

diperbanyak lagi, terutama sel akar bawang merahnya, supaya apabila

pengamatannya gagal bisa langsung buat preparat lagi.

DAFTAR PUSTAKA

Crowder, L.V. 1986. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta.

Fried, George H. dan Geoerge J. Hademenos. 2006. Schaum’s Outlines: Biologi Edisi Kedua. Erlangga: Jakarta.

Gunarso, W. 1988. Sitogenetika. Institut Pertanian Bogor. Bogor. 135 hlm.

Jahier, J., A. M. Chevre, F. Eber, R. Delourme and A. M. Tanguy. 1996. Techniques of Plants Cytogenetics. Science Publisher Inc. Lebanon. 177 p.

Karmana, Oman. 2008. Biologi. Cetakan pertama. Grafindo Media Pratama: Bandung.

Sastrosumarjo. 2006. Sitogenetika Tanaman. IPB Press: Bogor.

Setyawan, A. D. dan Sutikno. 2000. Karyotipe Kromosom pada Allium sativum L. (Bawang Putih) dan Pisum Sativum L (Kacang Kapri). BioSmart. 2(1) :

20– 27.

Suprihati, D., Elimasni, E. Sabri. 2007. Identifikasi Karyotipe Terung Belanda (Solanum betaceum Cav) Kultivar Brastagi Sumatra Utara. Jurnal Biologi Sumatra Utara. 2(1): 7-11.

Suryo. 2012. Genetika Strata 1. Cetakan keempatbelas. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta.

Wulandari, P.A., Marsusi dan A. D. Setyawan, 2006. Karyotipe Anggota Genus Hippeastrum Familia Amarillidaceae. J. Biosmart. 8(1): 1-7.