pigmen mata drosophila melanogaster

8/11/2019 pigmen mata drosophila melanogaster

1/17

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105)

KROMATOGRAFI PIGMEN MATA

Drosophila melanogaster

Tanggal Praktikum: 26 September 2014

Tanggal Pengumpulan: 3 Oktober 2014

Disusun oleh :

Dary Aulia Muhammad

10613016

Kelompok 13

Asisten :

Sandika Restiana

10611044

PROGRAM STUDI BIOLOGI

SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2014


2/17

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pada tahun 1941, Beadle dan Tatum merumuskan istilah one gene

one protein, yang berartikan, di dalam suatu gen terdapat satu

protein. Pada tahun tersebut juga, mereka melakukan percobaan

terhadap jamur Neurospora crassa yang dikenal sebagi jamur roti merah.

Beadle dan Tatum mengarahkan sinar UV ke jamur tersebut yang

menyebabkan mutasi, dan mereka mengamati bahwa beberapa jamur

mengalami kehilangan kemampuan memproduksi senyawa organik

tertenti untuk bertahan hidup. Mereka menambahkan senyawa berbeda

namun serupa dan menyaksikan bila jamur menggunakan enzim

tersebut, ternyata terjadi reaksi kimia yang menyintesis bahan kimia

yang diperlukan. Akhirnya disimpulkan bahwa karakteristik fungsi gen

adalah mengendalikan sintesis enzin tertentu. (Judd, 2010)

Setelah melakukan percobaan tersebut, akhirnya Beadle dan Tatum

menarik hipotesis bahwa gen mengkode enzim dan mereka juga

berhipotesis bahwa satu gen menyintesis satu enzim ( one gene one

enzyme). Namun beberapa puluh tahun kemudian, teori one gene one

enzyme yang disusun oleh Beadle dan Tatum akhirnya terbantahkan. Hal

ini didasarkan pada ditemukannya suatu fakta bahwa gen mengkode

protein yang tidak hanya berfungsi sebagai enzim saja. Selain itu,

beberapa protein tersusun dari dua atau lebih enzim. Dengan

ditemukannya hal tersebut, teori one gene one enzyme Beadle dan Tatum

dimodifikasi menjadi teori one gene one protein. (Judd, 2010)Manfaat percobaan yang dilakukan Beadle dan tatum adalah

mereka membuktikan bahwa pembentukan enzim atau kelompok enzim

diatur oleh gen atau kelompok gen dalam kromosom. Mereka


3/17

menemukan gen pengendali sintesis protein dan enzim yang

disimpulkan dala suatu teori onegene, one enzyme.(Judd, 2010)

1.2

Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah :

1.

Menentukan nilai Rf dari hasil kromatografi pigmen mata

Drosophila melanogaster

2. Menentukan kelompok pigmen mata pada mutan berdasarkan hasil

pemberian sinar UV


4/17

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Hubungan Gen, Protein, DNA dan Enzim

Gen merupakan bagian dari kromosom (DNA) yang dapat

ditranskripsi dan ditranslasi sehingga menghasilkan suatu protein. DNA

menentukan sifat makhluk hidup, menentukan urutan asam amino pada

setiap protein yang disintesis. DNA mengontrol metabolisme dengan

memerintahkan sel untuk menghasilkan enzim spesifik dan protein lain.

Diantara fungsi protein di dalam sel adalah sebagai enzim yang

mengkatalisis reaksi yang terjadi ataupun sebagai protein struktural yang

membentuk sel (Beament, 1970).

DNA berada di inti sel (nukleus) dan tidak dijumpai di sitoplasma.

Protein yang berperan dalam metabolisme ada di sitoplasma dan tidak

ada di inti. Oleh karena itu perlu adanya penghubung antara DNA

dengan protein, yaitu molekul yang terdapat di inti maupun di

sitoplasma, yakni RNA. Transkripsi dan translasi merupakan proses

utama yang menghubungkan gen ke protein. Transkripsi adalah transfer

informasi nukleotida-nukleotida dari DNA ke RNA, sementara translasi

merupakan transfer informasional dari urutan nukleotida dalam RNA ke

urutan asam amino dalam suatu polipeptida. Asam nukleat (DNA)

maupun protein merupakan polimer informasional dengan urutan

monomer linear yang masing-masing adalah nukleotida dan asam amino

(Campbell et al., 2008).

Nukleus merupakan pusat utama dari sebuah sel. Informasi genetika

dari suatu organisme terdapat di dalam kromosom. Di dalam nukleus

terdapat kromosom yang terbentuk dari benang-benang halus kromatin.

Kromosom terdiri atas dua komponen yaitu DNA dan protein. Molekul

DNA akan berikatan dengan protein histon dan non-histon yang


5/17

nantinya akan membentuk nukleosom dan akan menjadi lipatan solenoid

akibat adanya pemadatan pada bentuk benang. Lipatan solenoid ini akan

membentuk kromatin dan kromatin akan membentuk menjadi

kromosom. Kromosom terdiri atas molekul-molekul DNA yang

dibungkus oleh protein. Protein merupakan bentuk utama dari suatu gen.

akibat aktivitas dari protein dapat kita lihat fenotip-fenotip yang dapat

kita amati (Campbell et al., 2008).

Percobaan Beadle dan Tatum tahun 1941 pada strain mutan

Neurospora memunculkan hipotesis one gene one enzyme (satu gen-satu

enzim). Hal ini menerangkan bahwa gen bertanggung jawab untuk

memproduksi sebuah enzim tunggal dalam jalur metabolisme.

Kemudian teori ini dimodifikasi dan dikembangkan menjadi one gene

one polypeptide (satu gen-satu polipeptida) oleh Vernon melalui sidik

jari protein, bahwa variasi genetik dapat dibedakan dalam rantai

polipeptida tunggal dalam protein multinumerik. Atau dengan kata lain

suatu gen menentukan urutan asam amino rantai polipeptida (Fruton,

1999).

2.2Hubungan Kerja Protein Dengan Pigmen Mata

Aktivitas dalam kromosom, yaitu aktivitas gen merupakan faktor

yang memengaruhi serta membentuk pigmen mata pada Drosophila

melanogaster. Gen menghasilkan protein di dalam sel sebagai enzim

katalisator reaksi dalam sel. Ketika terjadi mutasi dengan mutan yang

bersifat resesif, suatu protein kehilangan fungsinya. Hal ini

menyebabkan terbentuknya pigmen mata yang beragam pada mutan

Drosophila melanogaster. Pada umumnya, Drosophila 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

salah satu dari ommokrom maupun drosopterin mengalami malfungsi


6/17

yang menyebabkan kegagalan pada sintesis protein, terbentuklah

pigmen baru yang disebut pigmen mutan (Wolpert, 2002).

Protein di dalam sel berfungsi sebagai enzim yang mengkatalis

reaksi-reaksi yang terjadi di dalam sel. Protein adalah produk utama dari

suatu gen. Aktivitas dari protein terlihat dari fenotipe yang teramati. Jika

suatu gen termutasi yang menyebabkan urutan nukleotida dari gen

tersebut berubah membuat protein yang dihasilkannya pun berubah,

sehingga aktivitas protein dan fenotipenya yang teramati terjadi

perubahan. Jika dilihat pada mutan eyemissing, terdapat mata titik atau

tidak sama sekali. Hal ini disebabkan pada perubahan urutan nukleotida

yang menyebabkan tidak terjadinya sintesis drosopterin dan ommokrom

sehingga tidak terbentuk pigmen mata pada mutan eyemissing.

(Strickberger, 1962).

2.3Alur Sintesis Pigmen Mata Drosopterin dan Ommokrom

Sintesis protein yang terjadi pada mata Drosophila melanogaster

umumnya menyebabkan adanya pigmen mata. Pada Drosophilamelanogaster wildtype, pigmen matanya berwarna merah. Tetapi jika

dilihat pada mutan lalat, terjadi perubahan warna pigmen mata. Ketika

terjadi mutasi, terjadi perubahan susunan nukleotida (terjadi delesi,

insersi, transklokasi, duplikasi, inversi) yang menyebabkan disfungsi

pada protein tertentu sehingga sintesis ommokrom dan sintesis

drosopterin tidak berjalan dengan lancar (Warianto, 2011).


7/17

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

A. Sintesis Ommokrom B. Sintesis Drosopterin

Triptofan

N- formilkinurenin

Kinurenin

cn

3-hikdroksikinurenin

St

Xanthomatin

Guanosin triposfat

Dihidroneopteri triposfat

dihidropterin

sepiapterin dihidropterin

Xanthopterin Drosopterin

Isoxanthopterin

2.4

Prinsip Dasar Kromatografi dan Rf

Kromatografi adalah istilah umum yang digunakan untuk bermacam-

macam teknik pemisahan yang didasarkan atas partisi sampel diantara

suatu fasa gerak yang bisa berupa gas ataupun cair dan fasa diam yang

juga bisa berupa cairan atau suatu padatan (Sisunandar, 2011). Metode

kromatografi terbagi menjadi 2, yaitu column chromatography dan

planar chromatography. Kromatografi yang termasuk didalam

kromatografi planar adalah kromatografi lapisan tipis (TLC),

kromatografi kertasn (PC), dan elektrokromatografi (Skoog et all, 1996).

Kromatografi digunakan untuk mengidentifikasi suatu protein

tunggal dari suatu komponen sel atau jaringan suatu makhluk hidup.

Langkah-langkah yang dilakukan adalah menggiling jaringan tersebut

agar jaringan mengalami lisis. Selanjutnya adalah memisahkan

komponen-komponen kimiawi yang ada dalam jaringan tersebut. Cara

pemisahan menggunakan prinsip interaksi molekul yang berbeda


8/17

melalui medium stasioner (fase diam) di bawah pengaruh fase gerak.

Cara pemisahan tersebut berdasarkan kecepatan migrasi tiap-tiap

komponennya melalui medium stasioner (fase diam) di bawah pengaruh

fase gerak (mobile). Aliran (gerakan) fase gerak tersebut menyebabkan

perbedaan migrasi campuran, sehingga dapat terpisahkan (Pai &

Apandi, 2011).

Kromatogram yang dihasilkan diuraikan dan zona-zona dicirikan

oleh nilai-nilai Rf. Menurut Heftmann (2004), Rf digunakan untuk

mengukur kecepatan bergeraknya suatu zona relatif terhadap garis depan

(Heftmann, 2004). Nilai Rf dirumuskan dengan :

R

Harga Rf digunakan mengukur kecepatan bergeraknya zona relatif

terhadap garis depan pengembang. Nilai Rf menunjukkan identitas-

identitas asam amino dan intensitas zona itu dapat digunakan sebagai

ukuran konsentrasi (Basset 1998: 226).


9/17

BAB III

METODE KERJA

3.1Alat dan Bahan

Tabel 3.1Alat dan Bahan Percobaan Kromatografi

3.2Cara Kerja

KertasKromatografi digunting dengan ukuran 16x20cm. Dibuat dua

garis lurus dengan pensil sejajar pada sisi yang 16 cm, yang pertama

2cm dan sisi yang kedua 10 cm dari garis pertama. Diberi tanda o

dengan pensil pada garis pertama,dengan jarak masing-masing 2cm.

Nama kelompok ditulis disebelah atas kertas kromatografi dengan

menggunakan pensil

Bejana kromatografi diisi dengan larutan NBA setinggi 1cm. Pada

bagian mulutnya diberi vaselin dan ditutup dengan kaca. Kemudian lalat

buah diambil masing-masing 3 dengan fenotipe yang sama. Kepala lalat

Alat Bahan

Kertas saring Whatman no 1 Drosophila melanogaster normal(wild type)

Gunting Mutan white

Penggaris Mutan claret

Pensil Mutan sepia

Jarum pentul Larutan NBA (N-butanol : asam

asetat glasial : akuades = 20 : 3 :7)

Staples VaselinPengering rambut/oven Sinar UV

Bejana kromatografi dengan tutup

kaca


10/17

buah tersebut dipotong dengan jarum pentul. Satu kepala diletakkan

diatas tanda o dan kepalanya ditekan hingga mengeluarkan cairan.

Langkah pemotongan di ulangi untuk fenotipe berbeda untuk

tanda o berikutnya. Pada kertas saring harus ada kepala lalat

normal, white, claret, dan sepia.

Kertas saring digulung sehingga letak sisi kiri dan kanan

bersebelahan dan jepret kertas saring dua kali di sebelah atas dan dua

kali di sebelah bawah. Hati-hati jangan sampai kedua sisitersebut

bersentuhan atau tumpang tindih. Kertas saring dimasukkan secara tegak

di dalam bejana.

Bejana ditutup dan diberi vaselin sehingga bejana tertutup dengan

rapat. Didiamkan beberapa jam sampai larutan eluen bergerak melewati

garis kedua. Kertas saring diambil, buat garis dengan pensil pada batas

pergerakan eluen. Kertas saring dikeringkan dan diamati di bawah sinar

putih dan sinar ultra violet. Diberi tanda dengan pensil sekeliling bercak

yang terlihat dan catat warna fluorosensinya.


11/17

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Foto Hasil Pengamatan

Foto Sebelum NBA

Sumber : Dokumentasi Pribadi Sumber : Dokumentasi Pribadi

Foto Sesudah NBA Foto Sesudah Terpapar Sinar UV

Sumber : Dokumentasi PribadiSumber : Dokumentasi Pribadi


12/17

4.1.2 Perhitungan RF

Nilai RF Wild Type :

; Rf:

Nilai RF White :

Nilai RF Sephia :

738

Nilai RF Claret :

4.2 Pembahasan

Hasil pemendaran cahaya mata dariDrosophila melanogaster

beserta mutannya yang didapatkan pada praktikum ini memiliki hasil

yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh sebuah peritiwa fluorosensi.

Fluoresensi merupakan pemancaran sinar oleh atom atau molekul

setelah terlebih dahulu disinari sinar UV. Peristiwa fluororesensi

merupakan peristiwa pemantulan warna atau berpendarnya warna

yang tersembunyi karena absorbsi cahaya tertentu yang diberikan

secara disengaja. Peristiwa ini biasanya terjadi terhadap senyawa-

senyawa tertentu (dalam praktikum ini dimaksudkan pigmen warna

mata) yang mempunyai sifat memendarkan cahaya (Dahmann,

2008).

Pigmen pada mataDrosophila melanogaster disebabkan oleh

kehadiran Pteridin. Pada Drosophila melanogaster normal (wild

type), pteridin ini terdiri dari dua kelompok, yaitu Drosopterin yang

menyebabkan warna mata menjadi merah; dan Ommokrom yang

menyebabkan warna mata menjadi coklat. Jika terjadi mutasi pada

gen yang berperan dalam pembentukan pteridin, maka warna mata

yang teramati akan bergantung pada kombinasi jenis pteridin yang

ada. Warna mata akan menjadi coklat, bila kelompok drosopterin

tidak ada; sedangkan warna mata akan menjadi merah terang jika

kelompok ommokrom tidak ada. Dengan kata lain, mutasi akan


13/17

menyebabkan terhambatnya ekspresi suatu gen/enzim yang berperan

dalam pewarnaan mataDrosophila melanogaster(Judd, 2010).

Menurut Ignat dan Bara (2003), nilai Rf pada pigmen matakeempat jenis Drosophila melanogaster didapatkan dalam data

seperti berikut

Tabel 4.1Nilai RF

Jenis Nilai RF Literatur Nilai Rf hasil

percobaan

Wild type 0,0483 0,46

White 0 0

Claret 0,229 0,36

Sepia 0,385 0,783

Berdasarkan hasil pengamatan, nilai Rf yang tertinggi

ditunjukkan oleh pigmen mata sepia. Hal ini membuktikan bahwa

pigmen mata sepia paling non-polar jika dibandingkan denganpigmen mata white, claret, serta wildtype. Sementara itu, pigmen

white bersifat paling polar karena nilai Rf yang dimilikinya paling

kecil (Warianto, 2011).

Fungsi larutan NBA adalah sebagai eluen karena memiliki

perbandingan N-Butanol : Asetat Glacial : Akuades = 20 : 3 : 7.

Larutan NBA merupakan campuran dari larutan yang memiliki

tingkat kepolaran: polar, semi-polar, dan non-polar. Sehingga larutan

NBA dapat memisahkan pigmen-pigmen pada mata lalat buah yang

memiliki tingkat kepolaran hampir sama. Fungsi vaselin adalah agar

udara yang berada di dalam bejana tidak dapat keluar dan udara yang

diluar tidak dapat masuk melalui celah-celah antara bejana dengan

penutup. Pemberian vaseline pada tutup bejana berfungsi agar bejana

tempat eluen kromatografi kedap udara. Sehingga eluen yang

merupakan larutan NBA tidak habis karena menguap (Falk, 2009).


14/17

Karena pigmen mata pada Drosophila melanogaster tidak

bisa terlihat apabila menggunakan cahaya putih (contoh seperti

lampu neon), digunakan sinar ultraviolet untuk membantu

pemendaran cahaya. Ketika sinar UV menyinari kertas saring,

komponen pigmen mata akan mengabsorbsi cahaya UV dengan

panjang gelombang tertentu dan memendarkan warna yang lebih

kontras sesuai dengan warna asli senyawa tersebut. Pigmen mata

pteridin tidak dapat terlihat dalam cahaya putih (lampu neon/lampu

pijar), tetapi akan berfluorensi dalam cahaya ultraviolet.

(Strickberger, 1962).


15/17

BAB V

KESIMPULAN

1.

Berdasarkan percobaan dan pengamatan yang telah dilakukan,

telah ditentukan nilai Rf dari masing-masing pigmen mata

Drosophila melanogasteryang didapat sebagai berikut :

Rf Wild Type = 0,46 (isoxantopterin) ; Rf = 0.131

(drosopterin)

Rf White = 0

Rf Sephia = 0,738

Rf Claret = 0,36 (isoxantopterin) ; Rf = 0.0983

(drosopterin)

2.

Setelah melakukan pemaparan sinar UV pada kertas kromatograf,

kita dapat menentukan kelompok pigmen mata pada tiap jenis

mutan maupun pada Drosophila melanogaster wildtype.

Drosophila melanogaster wild type tergolong dalam kelompok

pigmen mata drosopterin dan ommokrom. Mutan white tergolong

dalam kelompok pigmen mata yang memiliki pteridin dan

ommokrom tetapi karena adanya mutasi, pigmen mata tersebut

tidak terekspresikan. Mutan sephia tergolong dalam kelompok

pigmen mata yang memiliki sepiapterin. Mutan claret tergolong

dalam kelompok pigmen mata yang memiliki drosopterin tanpa

tersintesisnya pigmen ommokrom yang menyebabkan warna

merah terang.


16/17

DAFTAR PUSTAKA

Beament J.W.L.1970.Advances In Insect Physiology. Academic Press, inc :London.

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

Biology Concept and Connection 7th. Pearson International: New

York.

Dahmann, Christian. 2008.Drosophila: Methods and Protocols. United

States : Humana Press Inc.

Falk, Raphael. 2009. Genetic Analysis: A History of Genetic Thinking.

England : Cambridge University Press.

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

and Biology. Yale University Press : New Haven.

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

Ignat Valentina, Bara I. Ion. 2003. "Biochemical Seperation Of Eye

Pigments ofDrosophila melanogaster."Genetica Biologie

Moleculara13(1): 196-198

Judd, Sandra. 2010.Genetic disorders sourcebook. Omnigraphics, Inc :

United States.

Morange, M. 1998.A History of Molecular Biology. Harvard University

Press : Cambridge.

Reichsman. 2009.DNA and Biotechnology. Elsevier : California

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

chemistry 7th ed. Saunders College Publishing : Fort Worth

Strickberger, M.W. 1962.Experiments in genetics with Drosophila.John

Wiley and Sons: New York.

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

Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf (diakses pada

13/10/2012).

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

University Press : New York.
http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdfhttp://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdfhttp://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdfhttp://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf


17/17

pigmen mata drosophila melanogaster

Documents