laporan praktikum genetika (pembelahan sel)

*Kelompok 1 C 1.

Laporan Praktikum Genetika

PEMBELAHAN SEL

Wening Dharmastuti*, B.G. Anugra, B.N. Erha, F. Nabilah, I. Khoiriyah, M. Khoiriyah, P. Larasati,

R.Mutiara, R.P. Handianti, S.A. Kusumawati, W. Nurlaila, M.N. Rahimah, M.L. Adnan, S.F. Selasih.

Universitas Indonesia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Departemen Biologi

Februari 2015

Abstrak

Berdasarkan teori dari Rudolf Virchow, sel berasal dari sel sebelumnya yang berarti sel melakukan pembelahan

untuk pembentukan jaringan, regenerasi sel, dan pembentukan organisme baru. Terdapat tiga cara pembelahan sel yaitu

amitosis (pembelahan langsung), mitosis, dan meiosis. Amitosis adalah pembelahan sel tanpa adanya berbagai tahapan,

yang dilakukan oleh makhluk hidup uniseluler untuk bereproduksi. Adapun mitosis dan meiosis merupakan pembelahan

sel yang terjadi pada makhluk hidup bersel banyak melalui berbagai tahapan. Tahapan pembelahan sel secara mitosis

telah diamati pada jaringan meristembawang Bombay (Allium cepa), sedangkan tahapan meiosis dapat diamati dalam

preparat awetan yang berupa alat reproduksi tikus (Rattus novergicus). Tujuan dilakukannya pengamatanadalah untuk

memahami fase dan perbedaan mitosis dan meiosis.

Kata kunci: Allium cepa; meiosis; mitosis; Rattus norvegicus; reproduksi sel

1. Pendahuluan

Materi genetik merupakan substansi yang berfungsi

mengontrol struktur, ekspresi dan fungsi sel, serta

mewariskan sifat untuk generasi yang selanjutnya.Materi

genetik terdiri dari nukleotida yang tersusun atas basa

nitrogen, gula pentosa, dan pospat. Gula yang menyusun

nukleotida terbagi menjadi dua yaitu gula ribosa yang

berada pada RNA Ribonucleic Acid) dan gula

deoksiribosa yang berada pada DNA (Deoksiribonucleid

Acid.). Nukleotida yang terikat dengan ikatan hidrogen

akan berpilin membentuk polinukleotida.

2.

Materi basa nitrogen juga terbagi dua yakni, purin

dan pirimidin. Purin terdiri dari basa guanine dan

adenin, sedangkan pirimidin terdiri dari basa sitosin dan

timin. Setiap basa nitrogen memiliki pasangan yang

terdiri dari A – T dan G – C. Adenin dan Timin pada

DNA membentuk 2 ikatan hidrogen, sedangkan Guanin

dan Cytosine membentuk 3 ikatan hidrogen. Perbedaan

basa nitrogen juga ditmukan pada RNA. RNA

mempunyai basa nitrogen Adenin, Cytosine, Guanine,

dan Urasil. Pasangan basa nitrogen masih sama,

perbedaannya hanya pada Adenin – Urasil. Siklus sel

adalah tahapan – tahapan sel yang bermula dari sel

tersebut terbentuk (sel anakan) hingga sel anakan

dewasa dan melakukan pembelahan kembali yang

bertujuan untuk memperbanyak sel atau menghasilkan

organisme baru. (Campbell & Reece 2010: 244)

Pembelahan sel sempurna adalah pembelahan yang

melalui dua proses, yaitu pembelahan inti sel

karyokinesis dan pembelahan sitoplasma atau

sitokinesis. (Suryo 2011: 56) Pembelahan sel juga

terbagi menjadi dua, yakni pembelahan langsung

(amitosis) dan pembelahan tidak langsung (mitosis dan

meiosis). Amitosis terjadi pada organisme uniseluler

prokariota contohnya protozoa, bakteri, atau alga biru

untuk bereproduksi. Prokariota adalah organisme

uniseluler yang materi genetiknya menyebar di

sitoplasma karena tidak memiliki membran inti sel.

Jumlah sel induk sama seperti jumlah sel anak (2n ––––

2n), sedangkan pembelahan sel secara tidak langsung

biasanya terjadi pada organisme multiseluler eukariota.

Pada mitosis, jumlah sel induk sama seperti jumlah sel

anak yang terjadi pada sel somatis organisme

multiseluler untuk regenerasi sel atau perbanyakan sel

untuk pertumbuhan, sedangkan meiosis terjadi pada

organisme multiseluler eukariota pada sel gamet yang

bertujuan untuk bereproduksi. (Rittner & Timothy L :

275)

Tahapan mitosis terdiri dari tahap interfase dan

tahap mitotik. Tahapan interfase adalah tahapan

persiapan pembelahan sel yangpaling lama. Interfase

terbagi menjadi tiga fase, yakni G1, S, dan G2. Fase G1

adalah tahap kromosom berduplikasi dan pembelahan

organel sel, fase S merupakan tahap sintesis dimana sel

mereplikasi semua DNA, dan fase G2 adalah tahap

finishing, pengecekan kembali, serta persiapan untuk

membelah. (Starr, C 2010: 134). Setelah tahap interfase

selesai, sel menuju tahapan profase yang dicirikan

dengan kromosom yang telah berduplikasi mulai terlihat

(Leptoten), kromosom homolog bergerak mendekat

melalui sinapsis dan membentuk bivalen (Zigoten) mulai

berpasangan dan tampak seperti tetrad atau 4kromatida

(Pakiten), lalu sentromer memisah, namun masih ada

bagian kromatida yang saling menempel yang disebut

chiasmata (Diploten) setelah itu, sentrosom terbagi dua

menjadi sentriol yang mulai bergerak ke kutub

berlawanan, membran inti melebur, dan benang spindel

mulai terikat pada kinetokor yang berada di sentromer.

Tahap selanjutnya adalah tahap metafase dimana

kromosom berjajar di bidang equtor, setelah itu benang

spindel yang telah berikatan dengan sentromer tertarik

ke sentriol, dan memisahkan sister chromatids yang

dinamakan proses anafase. Kromatid yang telah terpisah

menjadi kesatuan materi sel anak yang identik,

kemudian membran sel akan melekuk dan terbagi

menjadi dua sama besar (Starr 2010 : 136)

Tahapan meiosis juga terdiri dari tahapan interfase,

meiosis I, dan meiosis II. Tahap interfase pada meiosis

sama seperti tahapan interfase pada mitosis, setelah

tahap interfase sel menuju tahap profase I yang ditandai

dengan kromosom berkondensasi, benang spindel dari

3.

sentriol mulai tumbuh, dan menghilangnya membran

inti. Tahap selanjutnya adalah metafase I dimana

kromosom homolog berjajar ditengah sel dan terikat

dengan benang spindel yang mulai tertarik ke arah

berlawanan yang dinamakan anafase I. Tahap

selanjutnya, kromosom terbagi dua, membran inti

terbentuk, dan sel terbagi dua sama besar yang

dinamakan telofase I. Sebelum mengalami tahap meiosis

II, sel memasuki tahap interkinesis yang merupakan

periode antara meiosis I dan meiosis II. Tahap meiosis II

sama seperti tahap mitosis. Kromatin pada setiap sel

anakan hasil meiosis I menebal dan memendek,

membran inti lebur kembali, muncul benang spindel

pada sentriol, dan kromosom berikatan dengan benang

spindel. Metafase II terjadi kembali kromosom yang

berjajar pada bidang equator, kemudian sentromer

membelah dan memisahkan sister chromatids, lalu

terbentuk lekukan yang akan memisahkan masing –

masing sel menjadi dua bagian.

Proses meiosis pada manusia terjadi pad sel gamet,

yaitu spermatogenesis pada pria dan oogenesis pada

wanita. Spermatogenesis yang merupakan proses

pembentukan spermaozoa terjadi didalam testis

spermatozoa berasal dari sel primordial yang

mengandung 44 autosom dan 2 gonosom. Spermatozoa

yang siap membelah dinamakan spermatosit primer (2n),

spermatosit tersebut melakukan meiosis I dan

menghasilkan 2 buah spermatosit sekunder (n).

Spermatosit sekunder kemudian melakukan pembelahan

meiosis II menghasilkan 4 spermatid yang akan

berkembang menjadi spermatozoa haploid yang

memiliki 22 sel autosom dan 1sel gonosom.Sama seperti

proses spermatogenesis, oogenesis mengalami dua kali

pembelahan yang dimulai dengan terbentuknya oosit

primer (2n) mengalami meiosis I menjadi oosit sekunder

(n) dan badan kutub kemudian membelah lagi

menghasilkan 1 ovum dan 3 badan kuub. (Suryo 2011:

64--65)

Perbedaan mitosis dan meiosis yaitu, pada mitosis

tidak terjadi crossing over dan pembentukan kromosom

homolog, terjadi pada sel tubuh untuk regenerasi atau

pertumbuhan sel, satu sel induk menghasilkan dua sel

anak yang bersifat identik, jumlah kromosom induk

sama dengan jumlah kromosom anakan dan pembelahan

sel hanya terjadi sekali. Meiosis mengalami dua kali

pembelahan, terjadi reduksi jumlah kromosom untuk

menjaga jumlah kromosom akhir tetap sama, dan satu

sel induk menjadi empat sel anak yang tidak semua

identik karena terjadi crossing over.

2. Metodologi

1. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam pengamatan

mitosis akar bawang Bombay adalah mikroskop, kaca

objek dan deck glass, silet, pipet tetes, pembakar

spiritus, tisu, dan stopwatch. Bahan yang digunakan

adalah ujung akar bawang Bombay (Allium sp.) yang

masih muda, 1 M larutan HCl, larutan pewarna

acetocarmine, serta air mineral. Sedangkan alat pada

pengamatan meiosis pada sel testis tikus (Rattus

novergicus) adalah mikroskop dan preparat awetan

yang sudah tersedia.

2. Cara Kerja

Cara kerja pada praktikum pengamatan mitosis

adalah ujung akar bawang Bombay dipotong sepanjang

1- 2 mm, taruh potongan akar pada kaca

objekkemudian beri 1 M larutan HCl ± 1 sampai 2 tetes

4.

dan tunggu selama 3 – 5 menit. Akar bawang tersebut

kemudian dikeringkan dengan kertas tisu dan ditetesi

larutan pewarna acetocarmine ± 1 sampai 2 tetes lalu

diamkan selama 2 – 3 menit. Langkah selanjutnya

adalah,akar bawang dikeringkan kembali dengan tisu

kemudian ditetesi air mineral. Akar yang sudah

dikeringkan ditekan-tekan dengan deckglass (squash

method) agar sel tidak menumpuk dan tersebar merata.

Kemudian kaca objek dibakar sekilas diatas pembakar

spiritus ±3 kali. Preparat tersebut kemudian diamati

dibawah mikroskop dengan perbesaran bertahap.

Sedangkan langkah kerja pada pengamatan sel testis

tikus yaitu preparat awetan dipasang pada mikroskop,

kemudian diamati dan dicari posisi dan fokus lensa

yang tepat agar dapat terlihat dengan jelas.

3. Hasil dan Pembahasan

Pengamatan pada akar bawang Bombay

dilakukan karena jaringan meristem apikal yang aktif

membelah terdapat di ujung akar, dan akar bawang

muda memiliki jaringan dan membran sel yang

lunaksehingga praktikan dapat membuat preparat

dengan mudah serta proses mitosis dapat teramati

dengan jelas. Fungsi larutan HCl adalah meluruhkan

membran sel bawang sehingga larutan

acetocarminedapat masuk kedalam sel akar bawang

sehingga proses pewarnaan kromosom dapat terserap

merata. Acetocarmine memberikan warna merah pada

sel bawang agar kromosom dapat terlihat dan perbedaan

fase dapat teramati dengan jelas. Squash

methoddilakukan agar sel bawang tidak saling

bertumpukan agar proses pengamatan dapat dilakukan

dengan mudah.

Setelah dilakukan squash method kaca objektif

diayunkan diatas pembakar spiritus (proses fiksasi)

untuk melekatkan preparat dan menghilangkan uap air

didalamnya. Hasil dari pengamatan tahapan mitosis sel

akar bawang telah ditemukan dengan perbesaran 40 kali

pada mikroskop cahaya. Dapat dilihat pada tahap

profase, benang kromatin memendek dan menebal

menjadi kromosom dan membentuk sister chromatids,

sentrosom membelah menjadi sentriol yang akan

bergerak kearah yang berlawanan, penambahan gugus

fosfat pada protein Histone, dan membran inti sel

menghilang. (Pollard 2008: 793). Sedangkan pada hasil

pengamatan, tahap profase tidak dapat teramati dengan

jelas karena perbesaran mikroskop yang terbatas.

Berdasarkan literatur, dalam proses mitosis

terjadi tahapan prometafase. Prometafase terbagi

menjadi dua yaitu prometafase awal dan prometafase

akhir, prometafase awal dicirikan dengan

menghilangnya membran nukleus, mikrotubulus

membelah, dan melekat pada kinetokor. Sedangkan

prometafase akhir ditandai dengan mikrotubulus yang

berlawanan arah berikatan dengan sister kinetokor, dan

kromosom menuju tengah bidang equator.Praktikan

tidak menemui sel yang mengalami fase prometafase

Metafase dicirikan dengan berjejernya kromosom

pada bidang equator, dapat dilihat pada gambar 3bahwa

kromosom berjajar dibidang equator. Gambar 4 terlihat

bahwa kromosom bergerak ke kutub berlawanan namun

belum terlalu jauh, diperkirakan itu adalah proses

anafase. Kromosom yang terlihat jauh tersebut

sebenarnya sister kromatid yang memisahkan diri

menuju sentriol, mikrotubulus kinetokord memendak

sedangkan mikrotubulus non kinetokor memanjang.

(Suryo 2012: 44)

5.

Tahapan mitosis yang terakhir adalah telofase

dan sitokinesis, pada gambar 4 terlihat terjadi lekukan

yang menandakan sel akan terbagi menjadi dua. Tahap

telofase, merupakan tahap nukleus terbentuk dan terjadi

pembentukan organel serta kromosom berubah menjadi

benang kromatin kembali (Campbell, dkk 2010: 250)

sedangkan tahapan sitokinesis yang berarti

membelahnya sitoplasma sel ditandai dengan

munculnya lekukan penyibakan (Campbell 2010: 251).

Pada sel hewan, proses sitokinesis terjadi saat

terbentuknya lekukan penyibakan (cleavage furrow)

sedangkan pada sel tumbuhan, proses sitokinesis

ditandai dengan terbentuknya lempeng yang membagi

sel anakan identik yang sama rata.

Gambar 1. Akar Allium sp.

(a) Interfase

[sumber: dokumentasi pribadi kelompok 2 C.]

6.


(b) Profase

[sumber: dokumentasi pribadi.]


(c) Metafase

[sumber: dokumentasi pribadi kelompok 2 C]

7.


(d) Anafase



(e) Telofase


8.

Kami menggunakan preparat awetan sel testis

tikus (Rattus novergicus)untuk pengamatan meiosis,

karena tikus adalah binatang tingkat rendah yang mudah

dikembangbiakkan, merupakan mamalia yang struktur sel

testisnya mirip dengan sel testis manusia dan tikus telah

disahkan menjadi binatang percobaan. Sel pada preparat

awetan yang dilihat dengan perbesaran 10 kali dapat

diamati dengan cukup jelas. Bagian sel yang dapat

diamati yaitu, tubulus seminiferus yang merupakan

tempat proses terjadinya spermatogenesis. Proses

pembentukan sperma diawali dengan spermatogonium,

spermatosit primer, spermatosit sekunder, spermatid,

hingga spermatozoa yang berawal dari bagian terluar

hingga ke arah lumen.

Lumen adalah bagian tengah dari tubulus

seminiferus yang berwarna putih tempat meletaknya

spermatozoa yang telah matang dan tempat keluarnya

sperma yang telah jadi. Sel leydig yang berbentuk

segitiga berada diluar tubulus seminiferus testis tikus

yang berfungsi sebagai tempat pembentukan hormon

testosteron (gambar 5). Sel sertoli yang berada dalam

tubulus seminiferus berfungsi untuk memberi nutrisi dan

energi pada sel sperma. Praktikan tidak mendapat gambar

sel sertoli karena perbesaran lensa terbatas, namun

berdasarkan materi dari asisten lab, sel sertoli terdapat

disekitar tubulus seminiferus bagian tepi dekat

spermatogonium.

.

Gambar 6. Preparat awetan sel testis tikus (Rattus novergicus)

(a.) Sel Leydig(b.) Lumen ( c.) Tubulus seminiferus (d.) Sel sertoli


9.

Beberapa perbedaan mitosis dan meiosis yaitu,

pada meiosis terjadi reduksi jumlah kromosom dan

hanya terjadi pada sel gamet untuk menghasilkan

keturunan, pembelahan terjadi 2 kali, terjadi

crossing over, sentromer terpisah saat anafase II,

satu sel induk menghasilkan 4 sel anakan, dan

terjadi banyak variasi pada sel anak (sel anak tidak

selalu persis dengan induk). Proses mitosis yang

merupakan pembelahan tidak langsung tidak jauh

berbeda dengan proses meiosis, hanya saja pada

pembelahan mitosis sel inuk hanya membelah

sekali, umumnya tejadi pada sel autosom, tidak ada

crossing over sehingga sel identik dengan induk,

bertujuan untuk regenerasi sel dan perbanyakan sel,

dan sentromer terpisah saat anafase

.

4. Kesimpulan

Telah diketahui tahapan dan bentuk dari

pembelahan mitosis sel akar bawang Bombay. Sel akar

memiliki jaringan meristem apikal yang aktif

membelah, dan terjadi proses mitosis didalamnya.

Mitosis terdiri dari tahap profase, metafase, anafase,

telofase, dan sitokinesis. Tahapan tersebut dapat

diamati berdasarkan perbedaan struktur dan bentuk

kromosomnya.Profase ditandai dengan memecahnya

membran sel, terbentuknya kromosom dan munculnya

sentrosom. Metafase ditandai oleh terbentuknya

kromosom yang berjajar dibidang equator, anafase

ditandai dengan adanya sentriol yang berada dikutub

berlawanan yang menariksister chromatids, sedangkan

tahap telofase ditandai dengan berpisahnya kromosom

dan menjadi dua sel anakan yang identik.

Preparat awetan sel testis tikus juga dapat

diamati dari ukuran, bentuk, fungsi dan letak selnya.

Terdapat beberapa perbedaan pada pembelahan mitosis

dan meiosis, diantaranya terjadi pengurangan jumlah

kromosom pada pembelahan meiosis, sedangkan

jumlah kromosom pada pembelahan mitosis tetap.

Penyusutan ukuran sel pada meiosis, sedangkan pada

pembelahan mitosis ukuran sel induk dan sel anak

yang dihasilkan berukuran sama, serta pembelahan

mitosis terjadi di sel tubuh sedangkan pembelahan

meiosis terjadi di sel gamet.

5. Daftar Pustaka

Campbell, N.A., J.B. Reece. 2010. Biologi.

Terjemahan dari Biology oleh Wulandari, D.T.

Erlangga, Jakarta: xli + 486 hlm.

Pollard, T.D. dkk. 2008. Cell BiologySecond

Edition., Elsevier Inc., Philadelphia: xix + 905

hlm.

Rittner, Don & Timothy L. McCabe.

2004.Encyclopedia of Biology. Library of

Congress Cataloging-in-Publication Data, USA:

xiv + 400 hlm.

Starr, C., C.A. Evers, L. Starr. 2013. Biology Today

and Tomorrow with Physiology 4th Edition.

Cengange Learning International Offices, USA:

xx + 579 hlm.

Suryo. 2011. Genetika Manusia. Gadjah Mada

University Press, Yogyakarta: xvi + 523 hlm.

10.

Suryo. 2012. Genetika untuk Strata 1. Gadjah Mada

University Press, Yogyakarta: xvi + 345 hlm.

Unimed. Gaol, A.Y.D.L. Masalah Penggunaan

Hewan dalam Eksperimen. 10

hlm.http://digilib.unimed.ac.id/public/UNIMED-

Journal-21401-

Pendidikan%20science%20No%204%20thn%20

ke%20xxi%20ed.%20OktNopDes%201997Adria

na%20Yulinda%20Dumaria%20Lumbangaol.pdf

diakses 03 Maret 2015, pukul 20:08

laporan praktikum genetika (pembelahan sel)

Science