LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105)

KROMATOGRAFI PIGMEN MATA PADA LALAT BUAH

(Drosophila melanogaster)

Tanggal Praktikum : 2 Oktober 2015

Tanggal Pengumpulan : 9 Oktober2015

disusun oleh :

Rizky Budi Saputro

10614052

Kelompok 13

Asisten:

Netty Paramita Pulungan (10613034)

PROGRAM STUDI BIOLOGI

SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

George Beadle dan Edward Tatum merupakan dua ilmuwan genetika yang

melakukan eksperimen yang menunjukkan pengaruh gen terhadap proses

metabolisme seperti halnya enzim. Mereka melakukan percobaan pada jamur roti

Neurospora crassa yang membuktikan hubungan langsung antara gen dan enzim

yang mengkatalisis reaksi biokimia tertentu dan mereka menyimpulkan bahwa

satu gen menyintesis satu enzim (one gene - one enzyme theory). Gen dapat

ditranskripsi dan ditranslasi menjadi suatu protein, di dalam sel protein dapat

berfungsi sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi yang terjadi ataupun

sebagai protein struktural yang membentuk sel. Apabila suatu protein tidak

berfungsi, maka akan terjadi mutasi (Hartl, 2014).

Adapun aplikasi dan manfaat dari hasil eksperimen George Beadle dan

Edward Tatum pada tahun 1940 adalah pada praktikum kali ini dimana mutasi

pada Drosophila melanogaster di bagian mata menjadi pusat perhatian

praktikum. Mata Drosophila melanogaster white, claret, sephia dan normal yang

menunjukkan bahwa mutasi yang terjadi disebabkan karena ketidakhadiran suatu

enzim yang dipengaruhi oleh gen yang membuat pigmen pada mata Drosophila

melanogaster berbeda (Strickberger, 1962)

1.2 Tujuan

1. Menentukan kelompok pigmen mata pada mutan berdasarkan hasil

pemberian sinar UV

2. Menentukan nilai Rf dari hasil kromatografi pigmen mata Drosophila

melanogaster

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hubungan Gen, DNA, Protein dan Enzim

Bagian utama sebuah sel adalah nukleus, di dalam nukleus terdapat

benang-benang halus yang disebut kromatin. Pada saat sel akan mulai membelah

diri, benang-benang halus tersebut menebal, memendek dan mudah menyerap

warna membentuk kromosom. Kromosom adalah struktur padat yang terdiri dari

dua komponen molekul, yaitu DNA dan protein. Secara struktural perubahan

DNA dan protein menjadi kromosom di awali pada saat profase. Molekul DNA

akan berikatan dengan protein histon dan nonhiston membentuk sejumlah

nukleosom. Unit-unit nukleosom bergabung memadat membentuk benang yang

lebih padat dan terpilin menjadi lipatan-lipatan solenoid. Lipatan solenoid

tersusun padat menjadi benang-benang kromatin. Benang-benang kromatin akan

tersusun memadat membentuk lengan kromatin. Selanjutnya kromatin akan

mengganda membentuk kromosom. Sedangkan untuk secara fungsional, istilah

gen lebih tepat untuk digunakan (Hartl, 2014).

Percobaan George Beadle dan Edward Tatum yang mengemukakan teori

satu gen menyintesis satu enzim bermasalah pada suatu kasus seperti halnya pada

hemoglobin. Hemoglobin pada sel darah merah merupakan penggabungan dari

empat polipeptida gen yang berbeda sehingga teori satu gen menyintesis satu

enzim. Dengan adanya permasalahan tersebut, teori satu gen menyintesis satu

enzim lebih baik diubah menjadi teori satu gen menyintesis satu polipeptida

(Hartl, 2014).

2.2 Hubungan kerja Protein Dengan Pigmen Mata

Pigmen mata pada D. melanogaster dipengaruhi oleh aktivitas gen dalam

kromosom. Gen mengkode protein sebagai enzim katalisator reaksi dalam sel.

Mutasi pada gen pigmen mata menyebabkan terbentuknya pigmen mata yang

beragam. Pada umumnya D. melanogaster memiliki pigmen mata yang berwarna

merah yang disebabkan oleh pteridin. Pteridin itu sendiri terdiri atas drosopterin

yang menyebabkan warna merah dan ommokrom yang menyebabkan warna

cokelat. Ketika bagian dari pteridin mengalami malfungsi, terbentuklah pigmen

baru yang disebut pigmen mutan (Wolpert, 2002).

1.3 Alur Sintesis Pigmen Mata Drosopterin dan Ommokrom

Warna mata pada D. melanogaster normal adalah merah. Warna ini

disebabkan oleh pteridin yang terdiri dari drosopterin yang memberi warna merah

pada mata dan ommokrom yang memberikan warna coklat pada mata. Sintesis

protein yang terjadi pada mata D. melanogaster lah yang menyebabkan

munculnya pigmen pada mata. Pada D. melanogaster mutan warna mata, yang

muncul adalah bukan merah. Hal ini dijelaskan oleh mutasi. Ketika terjadi mutasi,

terjadi perubahan susunan nukleotida yang menyebabkan perubahan pada protein

tertentu sehingga sintesis ommokrom dan drosopterin tidakpada semestinya

(Warianto, 2011).

Tabel 2.1 Biosintesis pigmen mata D. melanogaster (Warianto, 2011)

A. Sintesis Ommokrom B. Sintesis Drosopterin

Triptofan

N- formilkinurenin

Kinurenin

cn

3-hikdroksikinurenin

St

Xanthomatin

Guanosin triposfat

Dihidroneopteri triposfat

dihidropterin

sephiapterin dihidropterin

Xanthopterin Drosopterin

Isoxanthopterin

1.4 Jenis-Jenis Mutan Drosophila melanogaster

Kromatografi adalah metode pemisahan senyawa organik dan

anorganik. Metode ini dapat memisahkan dua atau lebih senyawa maupun ion

dalam dua fasa yang berbeda (padat-cair, cair-gas, dan padat-gas). Pada

kromatografi terdapat dua fasa berupa fasa diam dan bergerak. Kromatografi

yang umum digunakan adalah kromatografi kolom dan lapis tipis.

Kromatografi kolom berdasar pada perbedaan daya serap, sedangkan

kromatografi lapis tipis berdasar pada perbedaan kepolaran antara sampel dan

pelarut (Bird dan Sturtevant, 1992).

Metodologi pada kromatografi yaitu pemisahan campuran ke dalam

komponen-komponennya berdasarkan kecepatan migrasi tiap-tiap

komponennya melalui medium stationer (fasa diam) di bawah pengaruh fasa

gerak. Fasa gerak pada metode kromatografi kertas bergerak melewati fasa

diam karena pengaruh kapilaritas, gravitasi, atau karena pengaruh potensial

listrik (Skoog et all, 1996).

Kromatogram yang dihasilkan dari kromatografi diterjemahkan dalam

zona-zona yang dicirikan oleh nilai-nilai RF. Rf digunakan untuk mengukur

kecepatan bergeraknya suatu zona relatif terhadap garis batas (Heftmann,

2004). Nilai Rf didefinisikan dengan:

Rf =Jarak (cm)dari garis awalke pusat zona

Jarak (cm)dari garis awal ke garis depan pelarut

BAB III

METODE KERJA

Dalam praktikum genetika kali ini, terdapat hal-hal yang harus di

persiapkan seperti alat dan bahan di dalam laboratorium. Pemahaman metode

kerja juga menjadi hal dasar dalam melakukan praktikum genetika.

1.1 Alat dan Bahan

Tabel 1.1 Alat dan Bahan

Alat Bahan

Gunting Drosophila melanogaster normal

Penggaris Drosophila melanogaster mutan

Jarum pentul - whitePenjepit - Mata gelapBejana Kromatografi - Mata terangOven / oengering rambut Kertas saringg no.1Sinar UV Larutan MBAPensil Vaselin

1.2 Cara Kerja

pertama-tama disiakan kertas saring dan digunting seukuran 16 x 20 cm

dan dibuat garis lurus dengan pensil sejajar 16 cm. Lalu digaris pada 2 cm

pertama dan 10 cm pertama. Kemudian diberi tanda “O” dengan pensil di garis

pertama, dengan jarak 2 cm. Ditulis nama dan kelompok pada bagian atas

kertasagar tidak tertukar.

Sebelum kertas dicelupkan, diambil lalat 3 buah dengan fenotip yang

sama. Kemudian kepala lalat dipotong dengan jarum pentul dan diletakkan 1

kepala di atas tanda “O” dan diteken. Diulangi peletakan dan penekanan pada

kepala 2 dan 3. Lalu diulangi dengan fenotip yang berbeda untuk tanda “O”

berikutnya. Digulung kertas dan di jepit dengan menggunakan staples dibagian

atas dan bawah.

Setelah membuat kertas kromatografi dan menyiapkan bahan

kromatografi, diisi bejana dengan larutan NBA setinggi 1cm dan dimasukkan

kertas kromatografi secara tegak ke dalam bejana. Setelah itu dittutup bejana

dengan kaca penutup dan diberi vaseline pada pinggiran penutup. Didiamkan

beberapa saat hingga larutan bergerak melewati garis ke-2. Diambil kertas dan

dikeringkan beberapa saat. Kemudian kertas diamati di bawah sinar UV dan diberi

tandapada bercak yang terlihat. Diukur panjang perjalanan larutan dan bercak dan

ditentukan pigmen-pigmen yang terlihat dari hasil pengamatan dari kromatografi.

BAB IV

HASIL PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Foto Hasil Pengamatan

Tabel 4.1 Hasil pengamatan

Foto Sebelum Foto Sesudah

Gambar 4.1 Kertas kromatografi

(Dokumentasi pribadi, 2015)

Gambar 4.2 Pengamatan di bawah sinar

UV (Dokumentasi pribadi, 2015)

4.1.2 Perhitungan RF

Nilai RF Wild Type : 0,8 cm+2,5 cm

4.8 cm=0.6875

Nilai RF White : 3,2 cm4,8 cm

=0,6

Nilai RF Sephia : 2,7 cm4,8 cm

=0.5625

Nilai RF Claret : 0,7 cm+2,85 cm

4.8 cm=0 ,739

4.2 Pembahasan

Hasil pemendaran cahaya mata dari D. melanogaster beserta mutannya

didapatkan pendaran yang berbeda pada setiap warna mata. Hal ini disebabkan

oleh sebuah peristiwa fluorosensi. Fluorosensi merupakan pemancaran sinar oleh

atom atau molekul setelah terlebih dahulu disinari. Zat warna yang dapat

berfluoresensi disebut fluorokrom. Pendaran yang berbeda pada setiap kolom

(wild type, claret, dan sephia) mengartikan bahwa terdapat pigmen berbeda yang

ada di mata lalat (Heftmann, 2004).

Menurut Ignat dan Bara (2003), nilai Rf pada pigmen mata

keempat jenis Drosophila melanogaster didapatkan dalam data seperti

berikut

Tabel 4.2 Nilai Rf

Jenis Rf Literatur Rf hasil percobaan

Wild type 0,0483 0.6875

White 0 0,67

Claret 0,229 0,739

Sephia 0,385 0.5625

Berdasarkan data yang telah didapat, nilai Rf yang tertinggi didapat pada

pigmen mata claret. Hal ini menunjukkan bahwa pigmen mata sephia paling non-

polar jika dibandingkan dengan pigmen mata white, sephia, serta wildtype.

Sementara itu, pigmen sephia bersifat paling polar karena nilai Rf yang

dimilikinya paling kecil. Rf white pada hasil percobaan mempunyai hasil yang

bukan 0 kemungkinan besar disebabkan oleh pigmen dari kepala yang ikut

terekspresikan pada percobaan ini (Warianto, 2011).

Pada kromatografi pigmen mata, digunakan larutan NBA yang terdiri atas

N-butanol, asam asetat, dan akuades sebagai eluen. Larutan NBA memiliki tingkat

kepolaran rendah yang mampu memisahkan pigmen-pigmen mata lalat buah yang

memiliki tingkat kepolaran yang sama. Vaselin pada bejana kromatografi

digunakan untuk mencegah terjadinya penguapan dari larutan NBA (Strickberger,

1962).

Sinar UV digunakan karena pigmen mata pada D. melanogaster tidak

dapat diamati apabila menggunakan cahaya putih seperti lampu neon. Pigmen

mata akan mengabsorbsi cahaya UV dengan panjang gelombang tertentu dan

memendarkan warna yang lebih kontras sesuai dengan warna asli senyawa

tersebut (Strickberger, 1962).

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

1.1 Kesimpulan

1. Nilai Rf dari masing-masing pigmen mata D. melanogaster yang didapat: wild type

0.6875, white 0.67, sephia 0.5625, dan claret 0.739.

2. Drosophila melanogaster wild type tergolong dalam kelompok pigmen mata

drosopterin dan ommokrom. Mutan white tergolong dalam kelompok pigmen mata

yang tidak memiliki pteridin dan ommokrom. Mutan sephia tergolong dalam

kelompok pigmen mata yang memiliki sephiapterin. Mutan claret tergolong dalam

kelompok pigmen mata yang memiliki drosopterin.

1.2 Saran

1 Dalam praktikum ini, kebersihan dalam pengambilan data seharusnya labih

diperhatikan, karena jika ada zat pengotor sedikit saja akan sangat mempengaruhi

nilai Rf yang dihasilkan.

2 Tahap setelah pengambilan kertas kromatografi dari bejana yaitu pengeringan

seharusnya ditunggu hingga benar benar kering di semua bagian sehingga kapilaritas

pada tiap daerah pigmen sama.

3 Pengambilan pigmen mata seharusnya hanya mengambil bagian frontal dari kepala

agar pigmen hitam lain yang berasal dari mata tidak ikut terambil sehingga pigmen

mata terpengaruhi pigmen lain.

DAFTAR PUSTAKABeadle, G.W., Tatum, E.L. 1941. “Genetic Control of Biochemical Reactions in

Neurospora”. PNAS. 27(11): 499-506.

Bird, E. W., dan Sturtevant, F. 1992. “Extraction of FD&C Dyes from Common

Food Source: The Separation Utilizing Column Chromatography”. J.

Chem. Ed. 69(12): 996.

Campbell, Reece, Urry, Peterson, Wasserman, Minorsky, Jackson. 2008. Biology

Concept and Connection 7th. Pearson International: New York.

Fruton, J.S. 1999. Proteins, Enzymes, Genes: The Interplay of Chemistry and

Biology. Yale University Press : New Haven.

Hartl, Daniel L. 2014. Essential Genetics. USA: Jones & Barlett Learning

Heftmann, E. 2004. Chromatography 6th Edition. San Diego: Elsevier.

Horowitz, N. H., Berg, P., Singer, M. 2004. “A Centennial: George W. Beadle,

1903-1989”. Genetics. 166(1): 1-10.

Skoog, D.A., D.M. West & F.J. Holler. 1996. Fundamental of Analytical

Chemistry 7th ed. Fort Worth: Saunders College Publishing.

Strickberger, M.W. 1962.Experiments in Genetics with Drosophila melanogaster.

New York: John Wiley and Sons

Warianto, Chaidar. 2011. Mutasi. http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-

Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf (diakses pada 8/10/2015).

Wolpert, Lewis. 2002. Principles of Development 2nd Edition. New York: Oxford

University Press.