LAPRAK PEMBELAHAN SEL: MITOSIS DAN MEIOSIS PDF

Preview

Summary

Laporan Praktikum Genetika PEMBELAHAN SEL: MITOSIS DAN MEIOSIS Diki Prawisuda*, A. R. Widyaningrum, E. R. Utami, G. M. Imantaka, H. N. Fitri, M. I. Niam, N. Hanifah, T. Puspadianti, W. Suffan, R. Y. K. Tirta, R. J. Pranoto Universitas Indonesia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departeme...

Description

Laporan Praktikum Genetika

PEMBELAHAN SEL: MITOSIS DAN MEIOSIS Diki Prawisuda*, A. R. Widyaningrum, E. R. Utami, G. M. Imantaka, H. N. Fitri, M. I. Niam, N. Hanifah, T. Puspadianti, W. Suffan, R. Y. K. Tirta, R. J. Pranoto Universitas Indonesia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Biologi Februari 2014

Abstrak Suatu organisme yang hidup membutuhkan pertumbuhan dan perkembangan. Proses pertumbuhan dan perkembangan ini diperankan oleh satuan unit hidup terkecil, yaitu sel. Terdapat dua jenis pembelahan sel pada umumnya, yaitu secara mitosis dan meiosis. Mitosis dan meiosis memiliki beberapa perbedaan mendasar, yaitu jumlah set kromosom anakan dan tempat terjadinya masing-masing pembelahan. Suatu pengamatan telah dilakukan untuk mengetahui apa yang membedakan kedua jenis pembelahan ini. Pengamatan mitosis dilakukan dengan akar bawang, yang baru tumbuh, sebagai subjek dari pengamatan pembelahan mitosis dan preparat jaringan organ testis Rattus novergicus, yang sudah diawetkan, sebagai subjek pengamatan pembelahan meiosis. Proses interfase adalah satu-satunya fase yang dapat diamati sebagai hasil dari pengamatan bawang bombay. Struktur sel penyusun jaringan organ testis, seperti tubulus seminiferus, sel Leydig, dan spermatogonium, adalah hasil dari pengamatan preparat jaringan organ testis Rattus novergicus. Kata kunci: mitosis, meiosis, bawang bombay, Rattus novergicus, interfase, spermatogonium, tubulus seminiferus, sel Leydig

1. Pendahuluan

nitrogen yang melekat pada molekul gula 5-carbon

Struktur materi genetik berupa dua rantai panjang

deoksiribosa terfosforilasi (Hartl & Jones 2005: 9). Siklus

paralel yang berpilin searah dengan jarum jam. Satu rantai

sel dibagi menjadi 5 fase, secara berurutan, yaitu fase G1

ini terdiri dari nukleotida, yang tersusun oleh basa

sebagai fase terlama dan utama dalam pertumbuhan sel; fase S sebagai fase sel untuk mereplikasi gen; fase G2

*)Kelompok 5B

1

sebagai fase pertumbuhan sekunder sel untuk mem-

materi genetik. Metafase I adalah tahap penempatan

persiapkan pemisahan gen; fase M sebagai fase

kromosom-kromosom di bidang ekuatorial dari sel.

terbentuknya mikrotubulus untuk mengikat kromosom

Anafase I adalah tahap berpisah dan bergeraknya

dan memisahkan sister chromatid; fase C sebagai fase

kromosom homolog ke kutub sel yang berlawanan.

pembagian sitoplasma dan menghasilkan dua anak

Telofase I adalah tahap terbentuknya dua sel anakan yang

(Raven & Johnson 2001: 212).

masing-masing memiliki setengah jumlah kromosom sel semula. Dinding inti langsung menghilang lagi dan

Pada prokariota, seperti bakteri, pembelahan yang

terbentuk benang gelendong inti pada tiap kutub sel

terjadi pembelahan biner. Pembelahan biner adalah

anakan segera setelah telofase I. Kromosom-kromosom

pembelahan spontan tanpa melalui pemaketan DNA

menempatkan diri di bidang ekuatorial, sel mengalami

menjadi kromosom-kromosom. Pembelahan pada sel

metafase II. Anafase II, sentromer membelah dan

eukariota terjadi secara mitosis. Pada proses pembelahan

kromosom yang terdiri dari satu kromatid bergerak ke

mitosis, DNA dipaketkan dalam bentuk kromosom dan

masing-masing kutub sel. Meiosis II diakhiri dengan

melewati tahapan tertentu (Raven & Johnson 2001: 208).

Telofase II, yaitu terbentuknya empat inti yang haploid Pembelahan mitosis dibagi menjadi lima tahap,

(Suryo 2010: 59-62).

yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Profase Pembentukan sel kelamin pada manusia me-

adalah proses awal pembelahan mitosis yang ditandai

rupakan contoh dari pembelahan meiosis. Sel kelamin

dengan memendek dan menebalnya kromosom dan

laki-laki dinamakan spermatozoa dan pada perempuan

meleburnya inti. Metafase adalah fase terbentuknya benang spindel. Benang spindel

dinamakan ovum. Proses pembentukan sel kelamin,

berperan dalam

disebut

pemisahan sister chromatid. Metafase dicirikan dengan

spermatogenesis,

dimulai

dari

sel

spermatogonium yang mengalami diferensiasi menjadi

berjajarnya kromosom pada bidang equator sel. Anafase

spermatosit primer. Spermatosit primer melakukan

adalah proses pemisahan sister chromatid yang dilakukan

meiosis dan menghasilkan empat sel spermatid. Sel-sel

saat semua kromosom telah bergerak ke tengah sel dan

spermatid selanjutnya berkembang menjadi spermatozoa.

benang spindel dari tiap kutub menarik sentromer.

Proses pembentukan ovum, sel kelamin perempuan,

Telofase adalah proses penyusunan membran inti baru

diawali

pada kromosom anak dan menghilangnya benang spindel

dengan

sel

oogonium

yang

mengalami

diferensiasi menjadi oosit primer. Oosit primer kemudian

(Hartl & Jones 2005: 138-140).

mengalami meiosis dan menghasilkan satu sel ovum Meiosis adalah pembelahan yang terjadi pada sel

fungsional dan tiga badan kutub (Suryo 2010: 63-70).

gonosom. Meiosis berlangsung dalam dua tingkatan, Perbedaan mendasar dari mitosis dan meiosis

yaitu meiosis I dan meiosis II. Proses meiosis I terdiri dari

adalah hasil jumlah set kromosom sel-sel anaknya.

profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I. Profase I

Meiosis mengurangi jumlah kromosom dan mitosis

terdiri dari 5 tahap, yaitu leptonema, zigonema, pakhinema, diplonema, dan diakinesis. Profase I

mempertahankan jumlah kromosom. Tempat terjadinya

me-

pembelahan mitosis juga berbeda dari pembelahan

rupakan tahap yang mengandung proses rekombinasi

2

meiosis. Mitosis biasa terjadi pada sel autosom dan

perlahan menggunakan korek api hingga ujung akar

meiosis terjadi pada sel gonosom (Campbell dkk. 2008:

memipih; ketujuh, asetokarmin berlebih di luar cover

272-276).

glass dilap menggunakan kertas tisu; kedelapan, preparat dilewatkan beberapa kali di atas nyala api pembakar

Praktikum yang telah kami lakukan memiliki tiga

spirtus (fixation); kesembilan, preparat ujung akar

tujuan, yaitu untuk mengamati dan memahami tahap-

bawang diletakkan dan diamati dengan mikroskop cahaya

tahap pembelahan secara mitosis, untuk mengamati dan

menggunakan perbesaran bertahap.

memahami tahap-tahap pembelahan secara meiosis, dan untuk memahami perbedaan antara mitosis dan meiosis.

Cara kerja pada pengamatan pembelahan sel secara meiosis, yaitu pertama, preparat jaringan organ testis Rattus novergicus, yang sudah disiapkan, diletakkan di

2. Metodologi

mikroskop cahaya; kedua, preparat jaringan organ testis

Alat yang digunakan pada praktikum pembelahan

Rattus novergicus diamati dengan mikroskop cahaya

sel adalah cawan petri, cover glass, kertas tisu, korek api,

menggunakan perbesaran bertahap hingga mendapat

mikroskop cahaya, object glass, pembakar spiritus,

fokus yang jelas.

pinset, pipet, silet, dan stopwatch. Bahan

yang

digunakan

pada

praktikum

3. Hasil dan Pembahasan

pembelahan sel adalah pewarna asetokarmin, larutan HCl Pengamatan proses pembelahan mitosis akan

1 M, bagian meristem akar umbi bawang bombay (Allium

sangat optimal jika dilakukan pada jaringan yang tepat.

sp.) yang masih aktif membelah (ujung akar), dan

Jaringan meristem adalah jaringan yang aktif melakukan

preparat jaringan organ testis Rattus novergicus.

pembelahan mitosis. Contoh dari meristem apikal adalah Cara kerja pada pengamatan pembelahan sel secara

akar (King dkk. 2006: 271). Proses mitosis diamati pada

mitosis, yaitu pertama, bagian meristem akar yang sedang

ujung akar tanaman bawang, karena akar pada tumbuhan

aktif membelah dipotong menggunakan silet, lalu

bawang cepat tumbuh dan akan terus tumbuh untuk

potongan ujung akar tersebut dipindahkan ke dalam

mencari nutrisi dan air. Hal ini membantu dalam

cawan petri menggunakan pinset; kedua, seluruh hasil

pengamatan siklus sel, karena di akar yang hidup akan

potongan ujung akar direndam dengan beberapa tetes

selalu terdapat sel yang sedang melakukan mitosis

pipet larutan HCl 1 M, lalu ditunggu minimal selama 5

(http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/activities/cell_

menit dengan stopwatch; ketiga, ujung akar dipindahkan

cycle/cell_cycle.html, diakses 24 Februari 2014, pk.

ke bagian lain cawan petri yang masih bersih

15.35 WIB).

menggunakan pinset; keempat, seluruh ujung akar Praktikum pengamatan pembelahan sel pada akar

direndam beberapa tetes pipet asetokarmin dan ditunggu

bawang (Allium sp.) memerlukan HCl untuk melarutkan

minimal selama 2 menit; kelima, ujung akar dipindahkan

dinding sel. Terlarutnya dinding sel mempermudah

ke atas object glass dan ditindih dengan cover glass;

pewarnaan kromosom oleh asetokarmin. Pewarnaan

keenam, cover glass di atas ujung akar ditekan secara

3

asetokarmin berguna untuk mengindentifikasi kromosom

jaringan yang diamati. Sel yang menumpuk pada jaringan

pada sel yang sedang diamati (Sabnis 2010: 88).

menjadi kelompok-kelompok sel yang lebih kecil

Proses

penekanan

(squashing)

pada

(http://people.bridgewater.edu/~lhill/plant%20chromoso

proses

mes.htm, diakses 27 Febuari 2014, pk. 15.50 WIB).

pembuatan preparat akar bawang berguna untuk menyebarkan dan memipihkan tumpukan sel pada

Interfase (sumber: https://lh4.googleusercontent.com/Etd773Nm1xo/T_d3XKWEnRI/AAAAAAAAV7o/OJ6v4 XZCbqM/s1600/mitosis2.jpg)

Interfase dengan perbesaran 400x (sumber: dokumentasi pribadi)

Gambar 1. Perbandingan model Interfase

Praktikum pengamatan pembelahan sel yang kami

perendaman subjek pengamatan ke dalam HCl 1 M yang

lakukan hanya mendapatkan interfase dari seluruh siklus

terlalu singkat, pewarnaan asetokarmin yang kurang, dan

sel. Kesalahan yang mungkin kami lakukan, adalah salah

kesalahan dalam prosedur squashing. Berikut adalah

dalam melakukan pemotongan jaringan yang diinginkan,

keseluruhan tahapan pembelahan mitosis.

Profase

Metafase

Anafase

Telofase Gambar 2. Fase-fase mitosis

(sumber: https://lh4.googleusercontent.com/Etd773Nm1xo/T_d3XKWEnRI/AAAAAAAAV7o/OJ6v4XZCbqM/s1600/mitosis2.jpg)

4

Pengamatan proses pembelahan sel secara

(http://www.nsrl.ttu.edu/tmot1/rattnorv.htm, diakses 27

meiosis menggunakan Rattus novergicus sebagai subjek

Februari 2014, pk 22.18 WIB). Testis adalah organ yang

pengamatan. Spesies ini dipilih karena cepat menuju

digunakan dalam pengamatan, karena di dalam testis

kematangan seksual, sehingga jika ada kesalahan dapat

banyak mengandung sel-sel kelamin (sperm) yang sedang

segera dilakukan uji ulang tanpa mengubah subjek

membelah (Rittner & McCabe 2004: 323).

2 4 6 1 3

5

Gambar 3. Jaringan organ testis Rattus novergicus (sumber: dokumentasi pribadi)

Pengamatan pembelahan sel secara meiosis yang

Perbedaan mendasar antara meiosis dan mitosis

diamati pada preparat jaringan organ testis Rattus

yang kami amati dari percobaan pengamatan pembelahan

novergicus yang kami lakukan, telah teramati beberapa

sel adalah letak terjadinya pembelahan sel. Pembelahan

tempat terjadinya dan penunjang pembelahan meiosis.

secara meiosis terjadi di dalam sel-sel organ kelamin.

Tempat-tempat tersebut, yaitu (1) lumen; (2) sel Leydig;

Pembelahan secara mitosis terjadi di daerah yang aktif

(3) lamina basal; (4) spermatogonium; (5) spematid; (6)

melakukan pemanjangan, seperti akar (Campbell dkk.

tubulus seminiferus. Lumen adalah rongga pada bagian

2008: 276).

tengah tubulus seminiferus. Sel Leydig adalah sel berbentuk segitiga yang berfungsi untuk menghasilkan testosteron dan mencegah sperma untuk keluar dari tubulus seminiferus. Spermatogonium adalah sel yang induk yang akan menghasilkan sperma. Spermatid adalah calon

spermatozoa

yang

belum

mengalami

spermiogenesis (Rittner & McCabe 2004: 418).

5

4. Kesimpulan

Hill, M. L. 2011. Technique for Staining and Studying Plant Chromosomes. 1 hlm.

Akar bawang yang baru tumbuh adalah salah satu

http://people.bridgewater.edu/~lhill/plant%20chro

contoh organ yang aktif melakukan pembelahan mitosis.

mosomes.htm, diakses 27 Febuari 2014, pk. 15.50

Bagian ujung akar dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan

WIB.

fungsinya, yaitu zona pemanjangan, zona pembelahan, dan zona tudung akar. Zona pembelahan adalah letak

King, R. C., W. D. Stansfield & P. K. Mulligan. 2006. A

terjadinya proses pembelahan mitosis. Mitosis terdiri dari

Dictionary of Genetics. 7th ed. Oxford University

profase, metafase, anafase, dan telofase. Pengamaatan

Press, New York: 596 hlm.

preparat jaringan organ testis, proses meiosis ditemukan

Raven, P. H. & G. B. Johnson. 2001. Biology. 6th ed.

pada proses spermatogenesis di sel spermatogonium di

McGraw-Hill Science, New York: 1238 hlm.

dalam tubulus seminiferus. Pembelahan sel secara Rittner, D. & T. L. McCabe. 2004. Encyclopedia of

meiosis terjadi di sel kelamin, dan menghasilkan empat anakan yang haploid, sedangkan pembelahan sel secara

Biology. Facts On File, Inc., New York: xvi + 400

mitosis terjadi pada sel selain sel kelamin dan

hlm.

menghasilkan sel anakan yang identik.

The University of Arizona. 2004. Intro to Onion Root Tips Activity. 9 hlm.

Daftar Pustaka

http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/activities Campbell, N. A., J. B. Reece, L. A. Urry, M. L. Cain, S.

/cell_cycle/cell_cycle.html, diakses 25 Februari

A. Wasserman, P. V. Minorsky & R. B. Jacson.

2014, pk. 18.55 WIB.

2008. Biology. 8th ed. Benjamin Cummings, Sabnis, R. W. 2010. Handbook of Biological Dyes and

California: xlvi + G-39 + I-54 + 1267 hlm.

Stains: Synthesis and Industrial Applications. John Davis, W. B. & D. J. Schmidly. 1997. The Mammals of

Wiley and Sons Inc., New Jersey: xix + 521 hlm.

Texas - Online Edition: Norway Rat. 1 hlm. Suryo. 2010. Genetika manusia. Gadjah Mada University

http://www.nsrl.ttu.edu/tmot1/rattnorv.htm,

Press, Yogyakarta: xvi + 523 hlm.

diakses 27 Februari 2014, pk. 23.42 WIB. Hartl, D. L. & E. W. Jones. 2005. Genetics: Analysis of genes and genomes. 6th ed. Jones and Bartlett Publishers Inc., Massachusetts: xxvi + 854 hlm.

6...