LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105) PENGENALAN MUTAN. Tanggal praktikum : 12 September 2014 Tangga pengumpulan : 19 September 2014

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105) PENGENALAN MUTAN Tanggal praktikum : 12 September 2014 Tangga pengumpulan : 19 September 2014 disusun oleh: Jessica Esther Kelompok 5 Asisten: Mia Audina ( ) PROGRAM STUDI BIOLOGI SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG 2014

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mutasi adalah perubahan materi genetik (DNA dan RNA) dan proses yang menyebabkan terjadinya perubahan tersebut. Sedangkan mutan adalah organisme yang menunjukkan fenotip baru sebagai hasil terjadinya mutasi. Dampak utama dari mutasi adalah munculnya keragaman. Keragaman itulah yang akan menjadi sumber variasi. Variasi akibat mutasi dapat memberikan beberapa dampak bagi kehidupan. Seperti misalnya munculnya alel letal yang menyebabkan kematian pada organisme sebelum dilahirkan atau sebelum dewasa. (Nusantari, 2011) Mutasi tidak selamanya akan membawa dampak buruk bagi kehidupan manusia. Ada sesuatu yang bisa dimanfaatkan dari adanya mutasi. Seperti misalnya dalam pemuliaan tanaman. Secara umum, untuk mendapatkan sifat yang lebih baik pada tanaman dilakukan persilangan secara konvensional. Namun dengan adanya mutasi dan kemajuan teknologi saat ini, dengan sinar-x dapat dihasilkan mutan apel yang lebih baik dari induknya (Soedjono, 2003) Pada praktikum ini, pengenalan mutan akan dilakukan dengan menggunakan mutan Drosophila melanogaster. Untuk dapat melakukan pengamatan dengan baik, maka diperlukan pengetahuan akan mutasi-mutasi yang terjadi pada mutan Drosophila melanogaster. Mutan pada Drosophila melanogaster cukup banyak variasinya sehingga cukup baik sebagai sarana pembelajaran pengenalan mutasi. Pembelajaran mengenai mutasi pada Drosophila melanogaster dapat mengembangkan penelitian terhadap gen dan mutasinya pada sepesies lain, khususnya manusia (Campbell, 2011). 1.2 Tujuan Adapun tujuan dari praktikum ini antara lain : 1. Menentukan beberapa jenis mutan Drosophila melanogaster

3 2. Menentukan ciri-ciri fenotip mutan Drosophila melanogaster dibandingkan dengan wild-type

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Struktur dan ciri-ciri Drosophila melanogaster Drosophila melanogaster atau yang lebih dikenal dengan lalat buah merupakan spesies dari genus Drosophila. Seperti kebanyakan spesies dari genus Drosophila, Drosophila melanogaster membutuhkan kelembapan, suhu kamar (tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin), dan nutrisi. Nutrisi pada genus Drosophila bergantung pada spesiesnya (Kohler, 1994). Drosophila melanogaster normal (wild type) memiliki mata majemuk berwarna merah dengan bentuk bulat agak elips. Pada bagian atas kepala terdapat mata oceli dan sungut yang bercabang. Kepala berbentuk elips dan toraks berbulu dengan warna dasar putih. Sayap Drosophila melanogaster normal berwarna transparan, ukurannya panjang (melebihi abdomen), dan sayap bermula dari bagian toraks. Abdomennya memiliki segmen garis-garis hitam. Gambar 2.1 Morfologi Drosophila melanogaster ( Drosophila melanogaster jantan dan betina memiliki morfologi yang berbeda yang dapat diamati. Pada lalat jantan, ujung bagian abdomen berwarna lebih gelap dibandingkan dengan lalat betina. Selain itu, ujung abdomen jantan berbentuk lebih bulat dibandingkan dengan lalat betina. Umumnya lalat betina

5 berukuran lebih besar dengan 7 segmen abdomen dibandingkan dengan lalat jantan yang hanya memiliki 5 segmen abdomen. Pada gambar 2.1 dapat dilihat perbedaan lalat betina (sebelah kiri) dengan lalat jantan (sebelah kanan). 2.2 Mutasi dan Jenis-Jenisnya Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable). Mutasi juga dapat diartikan sebagai perubahan struktural atau komposisi genom suatu jasad yang dapat terjadi karena faktor luar (mutagen) atau karena kesalahan replikasi. Peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis. Makhluk hidup yang mengalami mutasi disebut mutan dan faktor penyebabnya disebut mutagen. Mutasi dapat mempengaruhi DNA maupun kromosom Jenis-jenis Mutasi Menurut proses terjadinya, mutasi dapat dibedakan menjadi mutasi spontan (spontaneous mutation) dan induksi (induced mutation). Mutasi spontan adalah mutasi yang terjadi akibat adanya sesuatu pengaruh langsung (tanpa sadar) yang tidak tidak diketahui asalnya, baik dari lingkungan luar maupun dari internal organisme itu sendiri. Sedangkan mutasi induksi adalah mutasi yang terjadi akibat paparan dari sesuatu yang diketahui sumber mutagennya, seperti sinar-x atau sinar UV. Berdasarkan jenis sel yang mengalami mutasi, mutasi dibedakan atas mutasi gametik atau germinal dan somatik. Mutasi gametik atau germinal adalah mutasi yang terjadi pada sel gamet. Karena mutasi ini terjadi pada sel gamet, mutasi tersebut akan diwariskan kepada keturunannya. Mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel-sel somatik. Mutasi somatik memiliki kemungkinan untuk dapat diturunkan dan dapat pula tidak diturunkan kepada keturunan selanjutnya.

6 Jenis mutasi selanjutnya dibedakan berdasarkan bagian yang bermutasi. Mutasi dibedakan menjadi mutasi DNA, mutasi gen dan mutasi kromosom. a. Mutasi DNA Mutasi yang terjadi pada tingkat DNA. Ada beberapa tipe mutasi DNA, yaitu : - Transisi : pergantian suatu pasangan basa purin-pirimidin dengan pasangan purin-pirimidin lain. - Transversi : pergantian purin dan pirimidin dengan posisi yang sama - Insersi : penambahan satu atau lebih pasangan nukleotida pada suatu gen - Delesi : pengurangan satu atau lebih pasangan nukleotida pada suatu gen. b. Mutasi Gen Mutasi gen merupakan perubahan yang terjadi pada tingkatan gen. Dalam mutasi gen ini, ada nukleutida DNA yang membawa suatu gen tertentu mengalami mutasi. Mutasi gen pada dasarnya merupakan mutasi titik (point mutation). Peristiwa yang terjadi pada mutasi gen adalah perubahan urutan-urutan DNA. Jenis-jenis mutasi gen antara lain : - Mutasi salah arti : perubahan suatu kode genetic yang kemudian mengakibatkan asam amino yang terbentuk berbeda (bukan yang seharusnya). Perubahan pada asam amino dapat menghasilkan fenotip yang berbeda (mutan). - Mutasi diam : perubahan suatu pasangan basa yang menimbulkan perubahan satu kode genetik tetapi tidak mengubah asam amino yang dihasilkan. - Mutasi tanpa arti : perubahan kodon asam amino menjadi kodon stop. Hal ini dapat menyebabkan adanya protein yang tidak aktif sehingga menghasilkan fenotip mutan. - Mutasi perubahan rangka baca : terjadi karena delesi atau insersi satu atau lebih pasangan basa nitrogen dalam satu gen. Ribosom akan

7 membaca kodon berbeda dari yang semestinya dan akibatnya akan menghasilkan fenotip mutan. c. Mutasi kromosom Mutasi kromosom merupakan mutasi yang terjadi karena perubahan struktur atau jumlah kromosom. Umumnya perubahan kromosom yang dapat diamati dikenal sebagai variasi kromosom atau mutasi besar (gross mutation). Ada dua macam jenis mutasi kromosom, yaitu : - Mutasi yang terjadi karena adanya perubahan jumlah kromosom melibatkan kehilangan atau penambahan perangkat kromosom. Misalnya adalah kasus poliploidi, aneuploidi, dan lain-lain. - Mutasi karena perubahan atau rusaknya struktur kromosom. Mutasi ini disebut juga dengan istilah aberasi. Macam-macam aberasi antara lain delesi atau defisiensi, duplikasi, translokasi, inversi, dan katenasi. 2.3 Efek mutasi pada fungsi gen dan DNA Efek mutasi berbeda-beda bergantung dari jenis-jenis mutasi yang terjadi seperti yang telah dijelaskan pada poin 2.2. Namun, secara umum mutasi dapat menyebabkan fungsi dari suatu gen menjadi berubah. Perubahan pada tingkat nukleotida akan berpengaruh pada tingkatan selanjutnya dan mempengaruhi transkripsi dan translasi dari gen untuk ekspresi protein. Jika ekspresi protein yang dihasilkan salah, dapat mengakibatkan gen atau DNA tidak menjalankan fungsinya yang seharusnya. Bahkan walaupun mutasi hanya mengubah satu basa nitrogen secara berurutan akan menyebabkan sifat yang muncul menjadi sangat berbeda karena perubahan basa nitrogennya dapat mengubah pula protein yang terbentuk (Scoville, 2012). 2.4 Jenis-jenis mutasi Drosophila melanogaster Selain keadaan normal atau wildtype, Drosophila melanogaster memiliki beberapa mutan. Perbedaan utama terkait dengan mtuasi pada warna mata, bentuk

8 mata, dan bentuk sayap. Ada beberapa jenis mutasi pada Drosophila melanogaster yang dapat dilihat dari fenotipnya. Berdasarkan hal itu, maka dikenal berbagai mutan dari D. melanogaster, yaitu : w (white), cl (clot), se (sepia), eym (eyemissing), cu (curled), tx (taxi), m (miniature), dp (dumpy), dan Vg (vestiglial). Perbedaan-perbedaan fenotip pada Drosophila melanogaster tersebut disebabkan karena telah terjadi perubahan pada genotip dengan keadaan normalnya. Perbedaan tersebut disebut sebagai perbedaan ciri instrasepesifik atau sering disebut dengan sebutan strain. Perbedaan-perbedaan pada genotip tersebut selain memberikan dampak perbedaan pada perubahan fenotip juga akan menyebabkan beberapa perbedaan dalam hal fisiologis (Karmana, 2010).

9 BAB III METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan Tabel 3.1 Alat dan Bahan Alat Bahan Mikroskop stereo Eter Botol pembius (etherizer) Drosophila melanogaster normal Cawan petri dengan kapas pada Drosophila melanogaster mutan pada bagian dalam tutupnya warna mata, bentuk mata, bentuk sayap, Kuas dan warna tubuh 3.2 Cara Kerja Drosophila melanogaster mutan dipilih tiga dari masing-masing keompok mutan. Kemudian D. melanogaster dibius dengan eter agar dapat dipindahkan ke cawan petri (reetherizer). Warna tubuh, bentuk mata, dan bentuk sayap mutan diamati dibawah mikroskop kemudian dibandingkan dengan lalat normal. Selain diamati dengan mikroskop, mutan D. melanogaster diamati lagi dengan mata telanjang. Jika saat pengamatan lalat mulai bergerak, lalat dibius kembali dengan meneteskan eter di atas tutup reetherizer.

10 BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengamatan Tabel 4.1 Hasil pengamatan mutan Drosophila melanogaster No Jenis Mutan Gambar Ciri-ciri 1 Sepia Mutasi pada warna mata. Warna mata menjadi coklatkehitaman. 2 Curled Mutasi pada bentuk sayap. Sayap selalu terangkat ke atas. Tidak pernah pada posisi rata di atas abdomen. 3 White Mutasi warna mata. Warna mata menjadi putih.

11 4 Black Mutasi warna tubuh. Warna tubuh lalat menjadi hitam seluruhnya. Seharusnya hanya berwarna hitam pada segmennya. 5 Dumpy Mutasi pada bentuk sayap. Panjang sayap hanya 2/3 dari sayap normal. 6 Miniature Mutasi pada bentuk sayap. Panjang sayap hanya mencapai ujung abdomen. 7 Ebony Mutasi pada warna tubuh. Warna tubuh lebih mengilap dibandingkan lalat normal dan ruas-ruas tubuhnya berwarna hitam.

12 8 Claret Mutasi pada warna mata. Warna mata merah menyala, lebih terang dari lalat normal. 9 Taxi Mutasi pada bentuk sayap. Sayap terangkat ke atas dengan sudut Clot Mutasi warna mata. Warna mata menjadi merah-bata menuju coklat. 11 Eyemissing Mutasi pada bentuk mata. Mata mengecil menjadi berbentuk titik. Sehingga terlihat seperti tidak memiliki mata.

13 12 Wildtype Lalat normal yang tidak mengalami mutasi. Digunakan sebagai kontrol/pembanding dengan mutan. 4.2 Pembahasan Berdasarkan praktikum dan hasil pengamatan, terdapat empat jenis mutasi yang diamati pada Drosophila melanogaster. Keempat jenis mutasi tersebut adalah mutasi bentuk sayap, mutasi warna mata, mutasi bentuk mata, dan mutasi warna tubuh. Ada empat macam bentuk mutasi sayap, yaitu miniature, dumpy, taxi, dan curled. Untuk mutasi warna mata ada empat macam, antara lain white, claret, sepia, dan clot. Sedangkan mutasi bentuk mata hanya ada satu macam yaitu eyemissing. Dan mutasi warna tubuh ada dua macam, yaitu black dan ebony. Mutan miniature disebabkan oleh adanya mutasi pada kromosom 1 lokus 36 pada D. melanogaster. Mutasi pada kromosom tersebut menyebabkan mutan miniature memiliki bentuk sayap yang tidak normal. Sayapnya lebih kecil dari normal, hanya mencapai ujung abdomen. Mutan dumpy terjadi karena mutasi pada kromosom 2 lokus 13. Pengaruh dari mutasi pada kromosom tersebut menyebabkan panjang sayapnya terdegradasi hingga hanya 2/3 dari ukuran sayap normal. Selain itu, bentuk sayapnya juga tumpul dan berlekuk. Bentuk sayap dari mutan taxi adalah selalu terangkat ke atas sebesar 75 dari sumbu badan. Berbeda dengan sayap normal yang tetap terletak pada sumbu badan pada keadaan diam. Bentuk mutan ini disebabkan oleh adanya mutasi di kromosom 3 lokus 91.

14 Mutasi bentuk sayap yang terakhir yaitu curled. Mutan curled terjadi karena adanya mutasi pada kromosom 3 lokus 50. Bentuk mutan ini hampir menyerupai taxi. Perbedaannya adalah, sayap pada curled melekuk ke atas namun tidak membentuk sudut 75 seperti pada mutan taxi. White merupakan mutan karena adanya mutasi warna mata. Mutasi pada mutan ini terjadi pada kromosom 1 lokus 1,5. Warna mata menjadi putih dan oselinya tidak berwarna. Warna mata yang merah menyala merupakan mutasi pada warna mata. Mutasi ini terjadi pada mutan claret. Perubahan atau mutasi terjadi pada kromosom 3 lokus 100,7. Mutasi tersebut menyebabkan berlebihnya sekresi dari pigmen drosopterin yang menghasilkan warna mata merah pada D. melanogaster. Drosopterin yang berlebih menyebabkan mata lalat yang seharusnya merah menjadi merah menyala. Lebih terang dibandingkan dengan mata lalat normal. Mutasi warna mata yang lainnya adalah sepia. Sepia terjadi karena adanya mutasi pada kromosom 3 lokus 26. Mutasi ini menyebabkan pigmen drosopterin tidak aktif. Pigmen yang aktif adalah pigmen omokrom yang menghasilkan warna coklat pada mata. Sehingga akhirnya warna mata mutan berubah menjadi coklattua-kehitaman. Jenis terakhir dari mutasi warna adalah clot. Mutasi terjadi pada kromosom 2 lokus 16,5. Mutan clot memiliki warna mata merah-bata-kecoklatan bukan merah seperti lalat normal. Hal ini disebabkan oleh adanya aktivitas pigmen omokrom yang lebih dominan dibandingkan dengan pigmen drosopterin. Eyemissing merupakan mutan dengan perubahan pada bentuk mata. Bentuk mata jauh lebih kecil dibandingkan bentuk mata lalat normal. Mata pada mutan eyemissing berbentuk titik kecil sehingga terlihat seperti tidak mempunyai mata. Mutasi pada mutan ini terjadi pada kromosom 3 lokus 67,9. Black merupakan bentuk mutasi warna tubuh. Mutan black memiliki warna tubuh keseluruhan berwarna hitam. Kaki dan urat sayapnya juga berwarna hitam. Black mengalami mutasi di kormosom 2 lokus 48,5.

15 Jenis mutan yang terakhir adalah ebony. Ebony memiliki mutasi pada warna tubuhnya. Tubuh mutan berwarna hitam mengilap, lebih terang dibandingkan dengan lalat normal. Mutasi terjadi pada kromosom 3 lokus 70,7

16 BAB V KESIMPULAN 1. Ada empat jenis mutan Drosophila melanogaster, yaitu mutan bentuk sayap, mutan warna mata, mutan bentuk mata, dan mutan warna tubuh 2. Ciri-ciri fenotip mutan Drosophila melanogaster dibandingkan dengan wildtype antara lain : a. Mutan miniature : sayapnya lebih kecil dari normal, hanya mencapai ujung abdomen. b. Mutan dumpy : panjang sayapnya terdegradasi hingga hanya 2/3 dari ukuran sayap normal. Selain itu, bentuk sayapnya juga tumpul dan berlekuk. c. Mutan taxi : sayap selalu terangkat ke atas sebesar 75 dari sumbu badan. Berbeda dengan sayap normal yang tetap terletak pada sumbu badan pada keadaan diam. d. Mutan curled : sayap pada curled melekuk ke atas namun tidak membentuk sudut 75 seperti pada mutan taxi. e. Mutan white : warna mata menjadi putih dan oselinya tidak berwarna. f. Mutan curled : warna mata merah menyala, lebih terang dibandingkan dengan mata lalat normal. g. Mutan sepia : warna mata mutan berubah menjadi coklat-tua-kehitaman. h. Mutan clot : warna mata merah-bata-kecoklatan bukan merah seperti lalat normal. i. Mutan eyemissing : mata berbentuk titik kecil sehingga terlihat seperti tidak mempunyai mata. j. Mutan black : warna tubuh keseluruhan berwarna hitam. Kaki dan urat sayapnya juga berwarna hitam. k. Mutan ebony : Tubuh mutan berwarna hitam mengilap, lebih terang dibandingkan dengan lalat normal.

17 DAFTAR PUSTAKA Flagg, Raymon O Carolina Drosophila Manual. Carolina Biological Supply Co. : Burlington, NC Karmana, I Wayan PENGARUH MACAM STRAIN DAN UMUR BETINA TERHADAP JUMLAH TURUNAN LALAT BUAH (Drosophila melanogaster) GanecSwara. 4 (2) : 1-6 Kohler, Robert E Lords of the fly : Drosophila genetics and the experimental life. University of Chicago : Chicago, USA. Nusantari, Elya Analisis dan Penyebab Miskonsepsi pada Materi Genetika Buku SMA Kelas XII BIOEDUKASI. 4 (2) : Soedjono, Soertini APLIKASI MUTASI INDUKSI DAN VARIASI SOMAKLONAL DALAM PEMULIAAN TANAMAN Jurnal Litbang Pertanian. 22 (2): 1-3 Warianto, Chaidar Mutasi. Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf (diakses pada 17/09/2014).