pembelahan mitosis

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA TUMBUHAN

ACARA I PEMBELAHAN MITOSIS

Semester: Genap 2008/2009

Oleh:

Nama : Arif Ardiawan NIM : A1L008062 Rombongan : IV

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN

DAN BIOTEKNOLOGI PURWOKERTO

2009

2

ACARA V PEMBELAHAN MITOSIS

Tanggal Praktikum : 28 Mei 2009

Nama Praktikan : Arif Ardiawan

NIM : A1L008062

Nama Partner : -

Rombongan : IV

Asisten : Meyrisa P

Ebo Satrio

3

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Berdasarkan teori evolusi, organisme multiseluler berasal dari organisme

uniseluler. Mekanisme tertentu telah ditempuh hingga terwujudnya organisme

multiseluler sampai dalam wujud seperti sekarang ini. Salah satu mekanisme yang

ditempuh adalah melalui reproduksi sel. Semua organisme mengalami reproduksi

baik dalam perkembangan ataupun dalam pertumbuhannya. Reproduksi sel dapat

terjadi karena peristiwa pembelahan sel. Pembelahan sel ini diawali dengan

adanya pembelahan kromosom dalam beberapa tahap pembelahan. Pada setiap

tahap pembelahan mempunyai ciri-ciri tertentu yang dapat diamati proses-

prosesnya melalui teknik atau perlakuan tertentu yang diberikan pada kromosom

dalam sel tersebut. Adapun pembelahan sel dibedakan menjadi dua macam, yaitu

mitosis dan meiosis.

Mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatis

(sangat aktif pada jaringan meristem) yang menghasilkan dua sel anak yang

memiliki genotip sama dan identik dengan sel induknya. Sedangkan meiosis,

terjadi pada sel-sel germinal (gamet) dengan hasil akhir empat buah sel anak yang

haploid dengan komposisi genotip yang mungkin berbeda dengan sel induknya.

Sebelum terjadinya peristiwa pembelahan sel, terdapat beberapa peristiwa

penting seperti pembelahan kromosom. Dalam inti sel terdapat kromosom yaitu

benda–benda halus berbentuk batang panjang atau pendek dan lurus atau

bengkok. Kromosom merupakan pembawa bahan keturunan. Kromosom dapat

terlihat pada tahap-tahap tertentu pada pembelahan inti. Biasanya kromosom

digambarkan pada tahap metafase.

Pada saat sel aktif membelah, kromosom relatif mudah diamati dengan

memperlakukan sel-sel tersebut dengan metode fiksasi dan pewarnaan sederhana.

Sedangkan metode fiksasi yang digunakan adalah metode tennodifikasi dengan

menggunakan pre treatment 0,002 M 8-Hydroxychinolin dan larutan fiksasi 45

%Asam aselat, yang berfungsi menghentikan pembelahan sel.

4

Bahan standar yang biasa digunakan dalam pengamatan mitosis adalah sel-

sel ujung akar bawang merah (Allium ascalonicum). Pada sel bawang yang baru

terbentuk berisi 16 kromosom dan 8 diantaranya pada mulanya disumbangkann

oleh “bapak” tumbuhan bawang, yaitu tumbuhan yang menyediakan gamet jantan.

Kromosom ini sering dinamai kromosom paternal. Sisa yang 8 lagi semula

disediakan oleh indung bawang, yaitu bawang yang menghasilkan telur yang

dinamakan kromosom maternal. Sedangkan untuk pengamatan meiosis seringkali

digunakan kotak sari atau bakal biji tanaman lily. Kelebihan dari bahan-bahan

tyang digunakan pada acara praktikum ini adalah :

a. Komposisi dinding selnya yang tersusun atas lapisan senyawa-senyawa

yang relatif mudah ditembus oleh larutan fiksatif dan pewarna.

b. Jumlah kromosomnya tidak terlalu banyak, sehingga pengamatan

terhadap masing-masing fase yang sedang berlangsung relatif mudah

dilakukan.

c. Pengamatan terhadap pembelahan mitosis dilakukan pada jaringan

meristem pada suatu tanaman. Dipilihnya jaringan meristem karena pada

jaringan ini sel aktif melakukan pembelahan untuk pertumbuhan.

B. Tujuan

Untuk mengamati lebih jelas tahapan-tahapan pembelahan sel secara yang terjadi secara mitosis .

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

Pada dasarnya semua mahluk hidup akan mengalami pertumbuhan dan

perkembangan. Pertumbuhan dan perkembangan itu dilakukan oleh sel,

sedangkan sel itu merupakan unit dasar dari setruktur dan fungsi di dalam semua

mahluk hidup Proses tersebut terjadi karena adanya pembelahan sel, dimana

terbagi menjadi pembelahan sel mitosis dan meiosis. Setiap sel berasal dari sel

sebelumnya. Pembelahan sel dapat dikatakan sebagai suatu proses yang

menyangkut terbentuknya sel-sel anak baru dari induknya. Pada sel somatis (sel

jaringan tubuh), akan terjadi suatu pembelahan sel induk menjadi dua sel anak

yang komponen-komponennya sama dan identik dengan sel induk. Peristiwa

pembelahan sel somatis semacam ini disebut sebagai mitosis. Mitosis adalah

pembelahan sel dimana berlangsung pembelahan dan pembagian nukleus beserta

kromosom-kromosom yang terdapat di dalamnya(Suryo, 1998). Di dalam inti sel

dari kebanyakan makhluk terdapat kromosom, yaitu benda-benda halus berbentuk

panjang atau pendek dan lurus atau bengkok. Kromosom pada dasarnya

merupakan pembawa bahan keturunan(Suryo, 1995).

Komosom dibedakan atas autosom (kromosom tubuh) dan genosom

(kromosom sex). Pada kromosom terdapat sentromer, yaitu bagian yang membagi

kromosom menjadi dua lengan. Pada makhluk tingkat tinggi, sel somatic

mengandung satu stel kromosom yang diterima dari kedua induk. Sepasang

kromosom disebut sebagai kromosom homolog karena kromosom dari induk

betina serupa dengan kromosom induk jantan. Oleh karena itu kromosom dalam

sel tubuh dinamakan diploid (2n). sedangkan kromosom sex berjumlah setengah

dari kromosom sel somatic/haploid (n). Sepasang kromosom haploid dinamakan

genom( Suryo, 1998).

Berbagai kejadian yang terdapat selama mitosis dibagi dalam empat

tahap/fase yang beruurtan: profase, ,etafase, anafase, dan telofase. Masa diantara

pembelahan-pembelahan disebut interfase. Pada sel somatic terjadi pembelahan

mitosis yang menghasilkan jumlah kromosom yang sama persis dengan induknya.

Penting untuk menyadari fase-fase ini hanyalah cara yang mudah untuk

6

memberikan pengertian atau bentuk mitosis. Proses sebenarnya meliputi urutan

kejadian yang berkesinambungan yang melebur sesamanya dengan rapid an

teratur atau mulus-mulusnya(Kimbal, 1983).

Pembelahan mitosis bekerja dengan mempertahankan pasangan

kromosom yang sama 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 peranan penting dalam

pertumbuhan dan perkembangan pada hampir semua organisme(Crowder, 1993).

Pada fase profase, aktivitas pembelahan sel ditandai dengan berubahnya

kromatin menjadi kromosom. Sementara itu terjadi penggandaan tiap kromosom

menjadi dua yang disebut kromatid. Tiap kromatid masih melekat, berarti

sentromer induk masih satu. Nukleolus hilang, karyoteheca hilang, sentriol

diselimuti serat-serat radial pendek, berpisah dan pergi ke kutub bersebrangan

menjadi bintang kutub. Terbentuknya serat gelendong di antara kedua bintang

kutub. Pada fase metaphase, tiap kromosom yang terdiri dari sepasang kromatid

yang masih melekat pergi ke bidang ekuator. Kromatid akan menggantung pada

serat gelendong lewat sentromernya. Fase anafase ditandai dengan membelahnya

sentromer, kromatid dalam satu kromosom induk berpisah menjadi kromosom

anak, lalu pergi ke kutub yang bersebrangan. Fase telofase adalah fase yang

ditandai dengan kromosom berubah menjadi kromatin. Serat gelendong

menghilang, terbentuk kariotheca. Nucleus muncul, bintang kutub kembali

menjadi sentriol. Gentingan pada bidang ekuator, sampai ke tengah, putus,

terbentuk dua sel anak, masing-masing mengandung kromosom 2n(Yatim, 1980).

Selesai pembelahan mitosis jika konstruksi dari sel telah terbentuk

lengkap dan dihasilkan dua sel anak yang serupa atau identik dengan induknya.

Kromosom yang dimiliki kedua sel anak identik. Membran inti dan nukleolus

telah timbul kembali di setiap sel anak dan kromosom telah kembali menjadi

kromatin(Pai, 1985).

Adanya perbedaan komponen-komponen sel tiap-tiap tumbuhan

menuntut perlakuan yang berbeda terhadap sel-sel tersebut agar kromosom dapat

diamati. Bahan standar yang bisa digunakan dalam pengamatan mitosis adalah

7

sel-sel yang terdapat pada jaringan meristem. Seperti pada sel-sel ujung akar

bawang merah karena komposisi dinding selnya tersusun atas lapisan senyawa-

senyawa yang mudah ditembus oleh larutan fiksatif dan pewarna. Pada saat sel

aktif membelah, kromosom relatif mudah diamati hanya dengan memperlakukan

sel-sel tersebut dengan metode fiksasi dan pewarnaan yang

sederhana(Kimbal,1987).

Pada praktikum kali ini juga dilakukan pra-perlakuan dalam pengamatan

kromosom. Pra-perlakuan ditempuh dengan tujuan untuk menjernihkan

sitoplasma, melunakkan jaringan, memisahkan atau menguraikan kromosom,

mempertahankan fase atau tahap metafase yang tinggi yang ditempuh melalui

penghambatan gelendong spindel. Bahan untuk pra-perlakuan kali ini adalah

Colchicine yang diekstrak dari tanaman Colchicum autumnale. Pada mitosis,

Colchicine dapat memperjelas detil morfologi kromosom, bahkan memungkinkan

terjadinya mutasi yang menghasilkan individu poliploidi (Gilberth, 2005).

8

III. ALAT DAN BAHAN

A. Alat

a. Cawan petri

b. Pemotong atau cutter

c. Penjepit/pinset

d. Api bunsen

e. Mikroskop

f. Kaca obyek dan gelas penutup

g. Kertas penutup/kertas buram

h. Pipet

i. Jarum

B. Bahan

a. Akar bawang merah (tumbuh dalam air dan pasir)

b. Larutan 8-Hydroxychnolin 0,002 M

c. Larutan maserasin (HCl + asam asetat = 3 : 1)

d. Aseto orcein/ aceto carmin

e. CH3COOH 45%

9

IV. PROSEDUR KERJA

1. Umbi bawang merah dikecambahkan di air sampai tumbuh akar.

2. Akar bawang merah dicuci sampai bersih.

3. Ujung akar bawang merah dipotong dan dimasukkan ke dalam larutan 0,002

M 8-Hydroxychincolin dan disimpan pada ruangan gelap dengan suhu 20 0C

selama 1 jam.

4. Dilakukan fiksasi pada ujung akar bawang merah dengan menggunakan

larutan 45% asam asetat selama 10 menit dan kemudian dimaserasi dalam

larutan maserasi HCl + asam asetat (3:1) pada suhu 60 0C kurang lebih 2-3

menit.

5. Diambil 1 cm bagian ujung akar bawang merah dengan menggunakan jarum

besi. Bahan diletakan di atas gelas preparat dan dihancurkan dengan ujung

jarum dengan hati-hati (Squashing), kemudian ditetesi dengan aseto

orcein/aseto carmin (larutan staining).

6. Ditutup dengan gelas penutup (cover glass). Diusahakan agar tidak ada udara

yang masuk, untuk menghindari timbulnya gelembung-gelembung udara.

7. Selanjutnya dilewatkan di atas nyala api Bunsen.

8. Diamati preparat di bawah mikroskop

Fase-fase yang terdapat pada preparat digambar.

Dicatat pembesaran yang digunakan

Dicari dan diamati fase-fase mitosis pada preparat yang dibuat, kemudian

masing-masing fase tersebut digambar.

10

V. HASIL PENGAMATAN

Hasil pengamatan yang diperoleh dari pembuatan preparat akar bawang

merah (Allium ascalonicum) memperlihatkan kumpulan beberapa sel yang

menunjukan aktivitas yang berbeda-beda.

Dari gambar kumpulan sel yang ditemukan, beberapa aktivitas pembelahan sel

yang terlihat adalah:

Gambar Keterangan

profase

Nama preparat : ujung akar bawang

Merah (Allium ascalonicum)

Perbesaran : 40 x 10

Jumlah kromosom : 16 buah

Keterangan :

Dinding sel

Benang kromatid menebal

metafase





Keterangan :

Sentromer, Kromosom

bidang ekuator

Dinding Sel

11

anafase





Keterangan :

kromosom

Dinding Sel

telofase





Keterangan :

Dinding Sel

Bidang/sekat pembelahan

kromosom

12

V. PEMBAHASAN

Setiap sel penyusun suatu makhluk hidup berasal dari sel sebelumnya.

Tubuh makhluk hidup dapat menjadi besar karena ada penambahan jumlah sel

didalam tubuhnya. Penambahan jumlah sel tersebut berasal dari hasil reproduksi

sel. Sel baru tersebut terbentuk dengan diawali oleh pembelahan inti lebih dahulu

yang dapat dilihat dari perubahan kedudukan kromosomnya. Ditinjau dari jumlah

kromosom pada sel baru, dibedakan dua tipe pembelahan sel, yaitu mitosis dan

meiosis. Sel sebagai unit fungsional kehidupan memiliki kemampuan

memperbanyak diri (reproduksi); reproduksi sel berlangsung melalui pembelahan.

Pembelahan sel pada organisme eukariotik meliputi pembagian inti sel

(kariokinesis) dan pembagian plasma sel (sitokinesis) melalui tahapan

pembelahan sel. Tahapan pembelahan didasarkan pada perubahan letak (tingkah

laku) kromosom selama pembelahan berlangsung. (Pratiwi, 2004).

Praktikum kali ini dilakukan pengamatan terhadap pembelahan mitosis

yang terjadi pada ujung akar bawang merah. Alasan penggunaan akar pada

praktikum kali ini adalah antara lain karena akar merupakan salah satu jaringan

yang tersusun oleh sel-sel somatik, khusus pada ujung akar bersifat meristematik.

Mitosis merupakan pembelahan sel yang umumnya terjadi pada sel-sel yang hidup

terutama sel-sel yang sedang tumbuh, dan sel-sel ini umunya terdapat pada ujung

akar dan ujung batang tumbuhan (Ali, 2007). Bawang merah memiliki jumlah

kromosom 16 sehingga mudah dihitung, ukuran kromosom besar sehingga mudah

diamati, telah diketahui rentang waktu mitosisnya (Listiawan, 2009), suatu hasil

penelitian menunjukkan bahwa rentang waktu mitosis bawang merah

berlangsung antara pukul 08.00-09.00 WIB dan tahap prometafase banyak

ditemukan pukul 08.15 WIB (Swastika, 2009). Hal inilah yang melatarbelakangi

digunakannya akar bawang merah pada praktikum pembelahan mitosis ini.

Sebelum diamati, akar bawang merah dimasukkan ke dalam larutan

0,002 M 8-Hydroxychinolin dan disimpan pada tempat gelap. Tujuan pemberian

8-Hydroxychinolin adalah untuk meluruhkan organel sel. Selain itu juga karena

sifatnya yang sangat peka terhadap cahaya (akan rusak jika terkena cahaya).

13

Proses selanjutnya yaitu dilakukan fiksasi akar bawang dengan asam

asetat yang bertujuan menghentikan aktifitas pembelahan sel tersebut (melarutkan

tudung akar). Setelah itu dimaserasi dengan menggunakan canpuran asam klorida

1N dengan asam asetat 45% (perbandingan 3:1) yang bertujuan untuk

melunakkan jaringan. Selanjutnya dilakukan perwarnaan dengan arseno orcein

agar mudah dalam pengamatan. Pemberian aceto carmin/aceno orcein adalah

sebagai pewarna, untuk memberi pigmen kepada sel-sel akar bawang sehingga

mudah untuk diamati. Tidak cukup dengan itu agar penyerapan warna lebih cepat

maka perlu ditambahkan FeCl2, yang pada praktikum kemarin didapatkan dengan

mencacah akar bawang merang dengan menggunakan jarum berkarat.(Ali, 2007)

Sel akar bawang merah yang baru terbentuk berisi 16 kromosom yang 8

diantaranya disumbangkan oleh bapak tumbuhan bawang, yaitu tumbuhan yang

menyediakan gamet jantan. Kromosom ini sering dinamai kromosom paternal.

Sisanya yang 8 lagi disebut kromosom maternal (Kimball, 1987). Berbagai

kejadian yang terdapat selama mitosis dibagi ke dalam empat fase yang berurutan

yaitu profase, metafase, anafase dan telofase. Masa diantara pembelahan-

pembelahan disebut interfase.

1. Profase

Merupakan tahapan pembelahan sel yang paling

lama dan membutuhkan energi yang cukup

bear, setrta 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(Crowder, 1993). Pembelahan kromosom membentuk

kromatid. Selain itu sentriol juga ikut membelah. Hampir semua sel yang nampak

pada preparat menunjukan tahapan profase.

14

2. Metafase

Tahapan metafase membutuhkan waktu sekitar

2-6 menit. 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(Crowder, 1993). Sangat sulit ditemukan fase metafase

ini, namun ada sel yang ditemukan terlihat bahwa kromatidnya seperti berada

pada bidang ekuator, sehingga disimpulkan sel tersebut sedang mengalami

tahapan metaphase.

3. Anafase

Tahapan anafase membutuhkan waktu sekitar 3-

15 menit. 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 (Crowder,1993). Pada beberapa sel terlihat tahapan ini,

kromosom mulai menuju kutub masing-masing.

15

4. Telofase

Tahapan telofase membutuhkan waktu sekitar 30-60

menit. Di tiap 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(Crowder, 1993).

Setelah mitosis tersebut selesai, maka sel mulai mengalami stadium/fase

istirahat. Pada fase istirahat (interfase) ini mengalami beberapa periode yaitu

periode pertumbuhan G1, sintesis, dan fase pertumbuhan G2.

Praktikum kali ini, tidak semua preparat menunjukan tahapan-tahapan

pembelahan mitosis secara lengkap. Hal ini dapat disebabkan karena praktikum

dilakukan bukan pada rentang waktu pembelahan mitosis. Rentang waktu

pembelahan mitosis berdasarkan pada suatu hasil penelitian ditunjukan bahwa

rentang waktu pembelahan mitosis akar bawang merah berlangsung antara pukul

08.00-09.00 WIB dimana tahapan prometafase (tahapan antara profase dengan

metaphase) banyak ditemukan pukul 08.15 WIB (Swastika, 2009).

16

VI. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatik

(sangat aktif pada jaringan meristem) yang menghasilkan dua sel anakan,

memiliki genotype yang sama dan identik dengan sel induknya. Tahapan yang

terjadi pada pembelahan mitosis yaitu profase, ,metafase, anaphase, telofase. Pada

tahapan ini, jumlah kromosom tidak berubah, berisi 16 kromosom yang 8

diantaranya disumbangkan oleh tumbuhan yang menyediakan gamet jantan.

Kromosom ini sering dinamai kromosom paternal. Sisanya yang 8 lagi disebut

kromosom maternal.

B. Saran

Pelaksanakan praktikum sebaiknya dilakukan pada waktu yang sesuai

dengan rantang waktu pembelahan mitosis yang tepat. Serta, asisten seharusnya

membuat preparat yang tepat sebelum praktikum dimulai, untuk memberikan

contoh pembelahan sel yang tepat. Bukan sekedar diperlihatkan melalui foto saja.

17

DAFTAR PUSTAKA

Ali, Muhammad Iqbal. 2007. “Fase Mitosis Akar Bawang” http://iqbalali.com/2007/04/15/7. Diakses tangal 29 Mei 2009.

Campbell, Neil A. 1987. Biologi Jilid I. Jakarta: Erlangga.

Crowder L.V. 1993. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press

Gilberth, Perth A. 2005. Animated meiosis. Yale University : America. http://www. Grad. Thrush. Edu/courses//histo/notes//female.html. diakses. 29 November 2008

Kimball. John W. 1987. Biologi. Jakarta : Erlangga

Listiawan, Dwi Andi. dkk. 2009. Potensi Ekstrak Etanolik Daun Tapak Dara (Catharanthus roseus (l.) G. Don.) Sebagai Alternatif Pengganti Kolkhisin Dalam Poliploidisasi Tanaman. Litbang News: Departemen Penelitian dan pengembangan. Edisi Januari-Maret 2009.

Pai, Anna C. 1985. Foundations Of Genetics: A Science Society. Singapore: McGraw-Hill Book

Pratiwi, D.A. 2004. Penuntun Biologi. Jakarta: Erlangga

Suryo H. 1995. Sitogenetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press

Suryo. 1998. Genetika Strata 1. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press

Swastika, Anak Agung Gde Raka Ardian dan Tuty Arisuryanti. 2009. Karakterisasi Kromosom Bawang Merah Kultivar Samas (Allium ascalonicum L. cv. Samas). Genetics News: Karyotype Organisme Indonesia. Departemen Penelitian dan Pengembangan.

Yatim, Wildan.1983. Genetika. Bandung : Tarsito

pembelahan mitosis

Documents