Gene Kromosom Politen

Laporan Praktikum Genetika

PENGAMATAN KROMOSOM POLITEN (KROMOSOM RAKSASA) Drosophila melanogaster Widya Setyaningtyas*, Haniyya, I. Sobari, K.S. Juarna, N. Restiana, Nuruliawati, M. Fauzi, S. Purnadanti Universitas Indonesia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Biologi Maret 2012

Abstrak Kromosom politen adalah kromosom raksasa yang ukurannya dapat mencapai 100 kali dari kromosom biasa akibat peristiwa endoreduplikasi. Endoreduplikasi adalah peristiwa duplikasi kromosom tanpa disertai pembelahan sel pada fase mitotic. Kromosom politen salah satunya dapat ditemukan pada kelenjar ludah larva instar III Drosophila melanogaster. Penggunaan larva instar III Drosophila melanogaster karena beberapa alasan yaitu tubuhnya transparan sehingga mudah diisolasi, organ tubuh lengkap, dan banyak memiliki kromosom politen. Pengamatan kromosom politen dilakukan dengan memisahkan kelenjar ludah dari tubuh larva instar III Drosophila melanogaster. Hasil praktikum didapatkan adanya kromosom politen yang memiliki banyak lengan pada kelenjar ludah larva instar III Drosophila melanogaster.

Kata kunci : kromosom politen; larva instar III Drosophila melanogaster; endoreduplikasi.

1.

Pendahuluan

yang memendek dan menebal (Rittner & McCabe 2004: 65). Kromosom terkondensasi disuatu bagian dan tidak

Kromatin adalah penyusun kromosom yang terdiri

terkondensasi

di

bagian

lainnya.

Bagian

yang

dari kompleks DNA yang berasosiasi dengan protein

terkondensasi memiliki banyak salinan sekuen DNA,

histon. Kromatin berbentuk panjang, tipis, dan terurai

namun karena berada dalam kondisi terpadatkan, salinan

sehingga tidak terlihat di bawah mikroskop cahaya

sekuen DNA ini tidak ikut bertanggung jawab untuk

(Campbell dkk. 2010: 245). Kromosom adalah struktur

mengekspresikan informasi genetik, bagian ini disebut

pembawa materi genetik yang tersusun atas kromatin

dengan

*) Kelompok 2A

heterokromatin.

Heterokromatin

tidak

1

mengandung

gen-gen

tidak

tubuh Drosophila melanogaster atau sekitar 200-600

melakukan transkripsi (Klug & Cummings 1994: 321).

mikron. Panjang kromosom politen bisa mencapai 2000

Bagian yang tidak terkondensasi dan berwarna terang

mikron, karena ukurannya yang besar kromosom politen

akibat tidak mengalami pemadatan disebut dengan

dapat langsung diamati di bawah mikroskop cahaya

eukromatin. Eukromatin mengandung gen-gen yang

(Wolfe 1993: 727). Kromosom politen merupakan hasil

aktif dan hampir mengandung semua gen yang

dari

ditranskripsi, sehingga bagian tersebut menjadi bagian

Endomitosis merupakan replikasi yang menghasilkan

yang aktif melakukan replikasi (Passarge 2007: 280).

banyak kromosom yang bergabung, tidak terpisah satu

Kromosom secara umum terdiri dari dua bagian utama

sama lain. Endoreduplikasi merupakan suatu keadaan

yaitu sentromer dan lengan kromosom. Sentromer

duplikasi kromosom terus menerus tanpa disertai

merupakan

pembelahan sel pada fase mitotic (Hartl & Jones 2005:

bagian

yang

yang

aktif

sehingga

berfungsi

untuk

menghubungkan lengan-lengan kromosom (Fairbanks &

dan

endoreduplikasi.

Siklus sel normal berlangsung melalui fase G1, S,

Berdasarkan letak sentromer, kromosom dibedakan empat

endomitosis

272--273).

Andersen 1999: 309).

menjadi

proses

macam,

yaitu

G2, dan fase mitosis. Fase G1 merupakan fase

metasentris,

pertumbuhan. Fase S merupakan fase replikasi DNA.

submetasentris, akrosentris, dan telosentris. Metasentris

Fase G2 merupakan fase persiapan menuju fase mitotic

adalah kromosom dengan posisi sentromer tepat

(Campbell dkk. 2010: 247). Terjadi pengecualian pada

ditengah-tengah, sehingga dua lengan terlihat sama

siklus sel kromosom politen yaitu fase mitotic tidak

panjang. Submetasentris adalah kromosom yang letak

dilalui setelah fase S, sehingga menyebabkan terjadinya

sentromernya sedikit menjauhi salah satu lengan

replikasi DNA secara terus menerus. Hal tersebut

kromosom. Akrosentris adalah kromosom yang letak

menyebabkan penggandaan rantai untai kromosom

sentromernya berada pada bagian subterminal (di dekat

homolog yang saling bersinapsis dan membentuk

ujung kromosom), sehingga salah satu lengan kromosom

kromosom politen dengan ukuran yang sangat besar

terlihat sangat pendek sedangkan lengan yang lain

disertai lengan kromosom yang banyak (Wilkins dkk.

sangat panjang. Telosentris adalah kromosom dengan

1993: 736).

posisi sentromer pada ujung kromosom, sehingga

Kromosom politen memiliki lima lengan panjang

kromosom hanya terdiri dari satu lengan (Suryo 1994:

dan satu lengan pendek. Lengan tersebut terdiri atas

10).

lengan terpanjang yaitu kromosom X, sepasang lengan Drosophila melanogaster adalah organisme yang

2, sepasang lengan 3, dan satu lengan 4. Lengan 2 diberi

memiliki jumlah kromosom sedikit, yaitu hanya empat

notasi 2R (right arm) dan 2L (left arm). Lengan 3 diberi

pasang

tersebut

notasi 3R (right arm) dan 3L (left arm). Kromosom X,

terdiri dari tiga pasang kromosom autosom dan satu

2R, 2L, 3R, dan 3L mengalami duplikasi sebanyak 20

pasang

kali. Kromosom 4 sulit dibedakan karena ukurannya

kromosom.

kromosom

Kromosom-kromosom

gonosom

(kromosom

seks).

Kromosom politen adalah kromosom raksasa yang

sangat kecil (Suryo 1995: 90--91).

ukurannya mencapai 100 kali kromosom biasa pada

2

Kromosom politen memiliki bagian-bagian khusus, yaitu

band,

interband,

dan

DNA yang telah direplikasi beberapa kali sehingga

spiral

memberikan salinan tambahan DNA untuk transkripsi

dinamakan kromonemata. Kromonemata merupakan

dan produksi protein semakin banyak (Fairbanks &

untaian DNA dengan RNA korespondennya serta

Andersen 1999: 308).

kromosenter.

Bagian

puff,

yang

kromonemata,

politen mengandung banyak sekali salinan molekul

berbentuk

pita

protein histon (Suryo 1994: 80). Kromosenter adalah

Kromosom politen digunakan sebagai model dalam

tempat bersatunya lima lengan panjang. Bagian yang

berbagai penelitian kromosom. Kromosom politen juga

terlihat menggembung dan tidak menggulung

adalah

dapat diaplikasikan untuk mengidentifikasi perubahan

daerah yang aktif melakukan transkripsi disebut dengan

struktur kromosom, mengetahui perbedaan evolusi antar

puff. Band merupakan bagian yang disebut pita gelap,

spesies, mengetahui peristiwa transkripsi akibat adanya

mengandung heterokromatin, sedikit mengandung gen,

ekspresi gen, dan mengetahui perubahan lingkungan

dan tidak aktif melakukan transkripsi. Interband

terhadap kromosom (Klug & Cummings 1994: 41).

merupakan bagian yang disebut pita terang, mengandung eukromatin,

banyak

mengandung

gen, dan

Tujuan praktikum pengamatan kromosom politen

aktif

Drosophila melanogaster adalah untuk mengetahui dan

melakukan transkripsi (Wolfe 1993: 737).

memahami struktur kromosom politen Drosophila

Kromosom politen dapat ditemukan pada larva

melanogaster, mengetahui dan memahami bagian-

serangga diptera contohnya Drosophila melanogaster,

bagian kromosom politen Drosophila melanogaster,

yaitu pada bagian kelenjar saliva, pertengahan lambung,

serta mengetahui dan memahami perbedaan kromosom

proventrikulus,

politen dengan kromosom biasa.

tubulus

malphigi,

dan

rektum.

Tumbuhan tertentu juga memiliki kromosom politen, seperti Pisum sativum (Klug & Cummings 1994: 41).

2. Metodologi

Beberapa lalat dewasa juga memiliki kromosom politen pada sel-sel di telapak kakinya. Dua kelompok serangga

Alat yang digunakan dalam praktikum pengamatan

seperti Collembola dan jangkrik memiliki sel yang

kromosom politen Drosophila melanogaster adalah

mengandung kromosom dengan ukuran besar seperti

mikroskop cahaya, mikroskop stereo, object glass, cover

kromosom politen. Kromosom dengan penampilan

glass, jarum sonde, kertas penghisap (tisu), pipet dan

serupa

cawan petri.

juga

terjadi

pada

tahap

pengembangan

makronukleus protozoa dan di embrio tangkai pada

Bahan yang digunakan dalam praktikum pengamatan

tanaman berbunga (Wolfe 1993: 736).

kromosom politen Drosophila melanogaster adalah

Drosophila melanogaster memiliki kromosom

larva instar III Drosophila melanogaster, pewarna

politen untuk memenuhi kebetuhan sel pada larva yang

asetokarmin, dan larutan ringer NaCl.

membutuhkan banyak protein (Fairbanks & Andersen 1999:

308).

Protein

tersebut

digunakan

Cara

kerja

pada

praktikum

pengamatan

untuk

kromosom politen Drosophila melanogaster yaitu

melanjutkan pertumbuhan Drosophila melanogaster

pertama larva instar III Drosophila melanogaster

menjadi lalat dewasa (Suryo 1995: 78). Kromosom

diambil dari botol medium. Kedua, object glass

3

ditetesi dengan larutan ringer. Ketiga, larva instar

diploid. Kromosom politen

pada

kelenjar

saliva

III yang telah diambil dari botol medium ditaruh di

mengalami replikasi sebanyak 10 kali, sedangkan pada

atas object glass yang telah ditetesi larutan ringer.

tubulus malphigi bereplikasi sebanyak 6 kali, dan pada

Keempat, larva instar III yang terdapat di object

lambung mengalami replikasi sebanyak 9 kali (Wolfe 1993: 736--737).

glass diletakkan di bawah mikroskop stereo untuk

Praktikum

diisolasi kelenjar ludahnya. Kelima, larva instar III

pengamatan

kromosom

politen

menggunakan larva instar III Drosophila melanogaster

ditusuk dengan menggunakan jarum sonde pada

karena beberapa alasan. Alasan pertama adalah tubuh

bagian kepala dan badan, kemudian masing-masing

larva instar III Drosophila melanogaster transparan

bagian ditarik dengan arah yang berlawanan.

sehingga mudah untuk diisolasi. Alasan kedua organ

Keenam, kelenjar ludah yang telah diisolasi

tubuh larva instar III Drosophila melanogaster telah

dibersihkan dari lemak dan sisa bagian tubuh

lengkap. Alasan ketiga adalah larva instar III Drosophila

lainnya. Ketujuh, kelenjar ludah yang sudah

melanogaster memiliki banyak kromosom politen

dibersihkan

(Wilkins 1993: 85--86).

diberi

pewarna

asetokarmin

dan

Berdasarkan literatur, kromosom politen terdiri

didiamkan selama 10-15 menit. Kedelapan, cover

dari 4 lengan yang sama panjang, 1 lengan pendek,

glass diletakkan di atas kelenjar ludah dengan hati-

kromosenter, band, interband, dan puff (Wolfe 1993:

hati, kemudian ditekan dengan menggunakan ibu

737). Hasil yang kelompok kami dapatkan adalah hanya

jari agar kelenjar ludah hancur dan sel-selnya tersebar

merata.

Kesembilan,

sisa

terlihat kromosom politen dengan beberapa lengan,

pewarna

sedangkan struktur dan bagian dari kromosom politen

asetokarmin yang berlebihan diatas object glass

tidak

terlihat

jelas.

Hal

tersebut

dikarenakan

dibersihkan dengan menggunakan tisu. Kesepuluh,

kekurangtelitian dalam melakukan isolasi kelenjar ludah.

preparat kelenjar ludah larva instar III Drosophila

Hasil pengamatan yang kami dapat dari kelompok 4A

melanogaster diamati di bawah mikroskop cahaya.

memperlihatkan bagian-bagian seperti kromosenter, puff, band, interband, 4 lengan panjang, dan 1 lengan pendek. Bagian puff terlihat lebih menggembung dan

3.

Hasil dan Pembahasan

tidak menggulung (Wolfe 1993: 738). Kromosenter terletak di tengah dan merupakan tempat melekatnya

Kelenjar saliva atau kelenjar ludah Drosophila

kelima lengan kromosom (Hartl & Jones 2005: 272).

melanogaster digunakan dalam praktikum pengamatan

Bagian band dan interband tidak dapat terlihat dengan

kromosom politen karena mengandung seribu kali DNA

jelas. Hal tersebut terjadi karena pada saat penambahan

lebih banyak dari kromosom biasa dan setiap kromosom

perbesaran bagian kromosom jadi membias.

politen dibuat dari banyak untai DNA. Tidak semua DNA

bereplikasi

bersamaan

saat

Bagian

pembentukan

yang

banyak

terkondensasi

pada

kromosom politen memiliki banyak salinan sekuen DNA

kromosom politen, beberapa masih tetap pada tahap

4

tetapi karena berada dalam kondisi terpadatkan, DNA

1994: 321). Eukromatin adalah bagian yang tidak

tidak bisa diakses oleh sel yang bertanggung jawab

terkondensasi dan terlihat berwarna terang. Hal tersebut

untuk

yang

terjadi karena eukromatin tidak mengalami pemadatan.

dikodekan dalam DNA, bagian tersebut bernama

Eukromatin mengandung gen-gen yang aktif dan hampir

heterokromatin. Heterokromatin berwarna gelap karena

mengandung semua gen yang ditranskripsi sehingga

berada dalam kondisi yang terpadatkan. Heterokromatin

menjadi bagian yang aktif dalam melakukan replikasi

tidak aktif dalam melakukan transkripsi karena tidak

(Wolfe 1993: 553).

mengekspresikan

informasi

genetik

mengandung gen-gen yang aktif (Klug & Cummings

b

a

Gambar 1. Kromosom politen pada kelenjar ludah larva instar III Drosophila melanogaster (a) Kromosenter (b) Puff (c) Lengan X (d) Lengan 4 (e) Lengan 3R (f) Lengan 3L (g) Lengan 2L (h) Lengan 2R [Sumber : Dokumentasi Kelompok 4A]

4.

dan kromosom 4 yang memiliki lengan sangat pendek

Kesimpulan

daripada

lengan

kromosom

yang

lain.

Bagian

Kromosom politen adalah kromosom raksasa

kromosom politen Drosophila melanogaster terdiri dari

yang ukurannya bisa mencapai 100 kali dari kromosom

kromosenter, puff, band, dan interband. Kromosenter

biasa. Berdasarkan hasil praktikum kromosom politen

adalah tempat bersatunya kelima lengan kromosom.

ditemukan pada kelenjar ludah larva instar III

Puff adalah bagian pada kromosom politen yang tidak

Drosophila melanogaster. Berdasarkan hasil praktikum

menggulung dan terlihat menggembung. Perbedaan

yang didapatkan dari kelompok 4A struktur kromosom

antara kromosom politen dan kromosom biasa terletak

politen Drosophila melanogaster terdiri dari kromosom

pada ukuran dan struktur kromosom.

2 lengan kanan, kromosom 2 lengan kiri, kromosom 3 lengan kanan, kromosom 3 lengan kiri, kromosom X,

5

5. Daftar Pustaka

Campbell, N.A., J.B. Reece & L.A. Urry. 2010. Biologi. Ter. dari Biology oleh Wulandari, D.T., Erlangga, Jakarta: xi + 486 hlm.

Fairbanks, D.J. & W.R. Andersen. 1999. Genetics: The

Continuity

of

Life.

Brooks/Cole

Publishing Company, California: xix + 820 hlm. Hartl, D.L., E.W. Jones. 2005. Genetics: Analysis of Gene and Genomes, 6th ed. Jones and Bartlett Publishers, Inc., USA: xxv + 854 hlm. Klug, W.S. & M.R. Cummings. 1994. Concepts of Genetics. 4th ed. Prentice Hall Inc., Engelwood Cliffs: xvi + 779 hlm. Passarge, E. 2007. Color Atlas of Genetics. Appl Aprinta Inc., Germany: x + 497 hlm. Rittner, D. & McCabe, T. L. 2004. Encyclopedia of Biology. Facts On File, Inc., New York: xiv + 400 hlm. Suryo, H. 1995. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta: xiv + 446 hlm. Suryo. 1995. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta: xvi + 446 hlm. Wilkins, Adam. 1993. Genetic Analysis of Animal Development, 2nd ed. Willey-Liss, Inc., New York: xv + 546 hlm. Wolfe, S.L. 1993. Molecular and Cellular Biology. Wadsworth, Inc., California: xviii + 1145 hlm.

6

7

*) Kelompok 2A

1

9