Selasa, 14 Mei 2013

Laporan Praktikum Genetika POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)



Laporan Praktikum Genetika
POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)
Via Apriyani*, A.N. Suci, A.N. Jannah, D.P. Kusumawati, I.N. Azizah, R. Febriani, S. Leo, V. Priansari, Y.Vebliza, D.M. Priyono, R. Ardiansyah, R. Maylasari
Universitas Indonesia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Departemen Biologi
Mei 2013


Abstrak

Perkembangan biologi molekuler telah sampai pada metode untuk memperbanyak DNA atau disebut dengan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) yang ditemukan oleh seorang ilmuwan bernama Kary B. Mullis pada tahun 1983. Teknik PCR dapat digunakan untuk mengamplifikasi DNA target sehingga jumlahnya menjadi banyak. Teknik tersebut dapat dilakukan secara in vitro dan berlangsung dalam waktu yang relatif cepat. Proses perbanyakan DNA dilakukan dengan menggunakan reaction mixture dan berlangsung dalam mesin thermal cycler. Reaction mixture merupakan campuran yang terdiri atas beberapa komponen, diantaranya berisi DNA cetakan yang akan diamplifikasi. Telah dilakukan praktikum pembuatan reaction mixture serta amplifikasi sampel DNA dengan mesin thermal cycler Perkin Elmer 9600. Hasil yang didapatkan ialah berupa segmen DNA amplifikasi yang jumlahnya sangat banyak.

Kata kunci : Polymerase Chain Reaction (PCR); reaction mixture; DNA; amplifikasi; thermal cycler

1.    Pendahuluan


Polymerase chain reaction (PCR) merupakan salah satu teknik yang paling penting dalam biologi molekuler. Teknik tersebut bertujuan untuk memperbanyak DNA secara in vitro dalam suatu reaksi termal. Metode PCR telah banyak berperan dalam pengembangan bidang biologi molekuler khususnya genetika. Beberapa aplikasi metode PCR diantaranya human genome project, diagnosis penyakit genetik,
analisis filogenetik dan lain-lain. Oleh karena itu, dilakukanlah praktikum teknik PCR sebagai modal awal sebelum mengaplikasikannya dalam bidang genetika yang lainnya.
Teknik PCR merupakan suatu metode enzimatik untuk memperbanyak (amplifikasi) DNA secara in vitro (ekstraselular) (MSU 2008:1). Prinsip kerja PCR yaitu menggunakan reaction mixture  serta memanfaatkan DNA polymerase  yang bersifat termostabil dan fragmen DNA yang pendek disebut primer. Primer berfungsi untuk mensintesis secara langsung sekuens DNA target spesifik dari DNA template. Reaksi sintesis tersebut terus berulang sehingga membentuk suatu siklus. Produk dari siklus sintesis sebelumnya dapat berfungsi sebagai template atau cetakan bagi siklus selanjutnya. Hasilnya ialah amplifikasi eksponensial dari sekuens DNA target. Siklus yang berulang tersebut dapat berlangsung karena penggunaan Taq polymerase. Taq polymerase ialah sebuah enzim polymerase bersifat termostabil yang diisolasi dari bakteri termofilik yaitu Thermus aquaticus ( MSU 2008:1).
Komponen – komponen dalam reaction mixture PCR yaitu H2O steril, fungsinya sebagai pelarut campuran. Bufer berfungsi untuk mengkondisikan reaksi agar berjalan optimum dan menstabilkan enzim DNA polymerase. Bufer biasanya terdiri atas bahan-bahan kimia. Komponen lainnya yaitu dNTP (deoxynucleoside triphosphate) sebagai pembentuk basa komplementer dan penyusun DNA, terdiri atas 4 macam sesuai dengan basa penyusun DNA, yaitu dATP, dCTP, dGTP dan dTTP (MSU 2008: 2). Primer berfungsi untuk menginisiasi sintesis DNA pada sekuens target yang spesifik dan membatasi reaksi polimerisasi DNA. Primer terdiri dari dua macam, yaitu primer forward dan primer reverse. Primer forward untuk menginisiasi sintesis untai DNA dari ujung 5’ ke ujung 3’, sedangkan primer reverse menginisiasi sintesis DNA dari ujung 3’ ke ujung 5’. Kation divalen terdiri dari ion logam bivalen (umumnya Mg2+) dan ion logam monovalen (K+), berfungsi sebagai kofaktor bagi enzim DNA polymerase. Tanpa ion-ion tersebut enzim DNA polymerase tidak dapat bekerja (Science biotech.net 2011: 1). DNA template adalah DNA yang memiliki sekuens target untuk penempelan primer, berfungsi sebagai cetakan DNA yang akan diamplifikasi (Agustian 2008: 11). Komponen yang terakhir yaitu enzim DNA polymerase berfungsi untuk membaca kode DNA serta menghubungkan pasangan nukleotida dalam menghasilkan salinan DNA (The university of Utah 2008: 1).
Primer atau disebut juga dengan oglinukleotida (sepasang DNA utas tunggal pendek) merupakan suatu fragmen yang terdiri atas 20-30 basa dan basa-basa tersebut akan berkomplemen secara spesifik dengan DNA cetakan. Primer dirancang dengan memiliki sekuens yang komplemen dengan DNA template sehingga dapat mengapit daerah tertentu yang diinginkan. Syarat primer yang baik antara lain memiliki panjang basa oglinukleotida antara 18-24 basa, mempunyai urutan basa-basa spesifik untuk melekat pada DNA cetakan, tidak terdapat basa-basa yang berkomplemen pada ujung 3’ yang menyebabkan terjadinya dimer, komposisi basa guanin (G) dan sitosin (C) adalah 50% dari seluruh basa, dan dua primer yang dipasangkan memiliki suhu melting yang tidak berbeda jauh (Agustian 2008: 10). Setiap siklus reaksi PCR terdiri atas tiga tahap yaitu denaturasi, annealing, dan polimerisasi. Denaturasi berlangsung pada suhu 94oC selama 30 detik. Pada tahap denaturasi, reaksi enzimatik
berhenti dan ikatan hidrogen terputus sehingga DNA untai ganda berpisah menjadi DNA untai tunggal. Annealing berlangsung pada suhu  55 oC selama 3 detik. Pada tahap tersebut primer akan  menempel pada DNA template di tempat yang berkomplemen dengan sekuens primer. Tahap terakhir yaitu polimerisasi berlangsung selama 30 detik pada suhu 72 oC merupakan proses pemanjangan primer menggunakan untai tunggal DNA sebagai cetakannya. DNA polymerase akan memasangkan dNTP yang sesuai dengan pasangannya (Agustian 2008: 11).
Cara mendesain suhu dan waktu pada setiap tahap siklus PCR ialah dengan mengatur CYCL program pada mesin thermal cycler. Pada menu utama, ditekan tombol option dan dipilih create lalu enter. Kemudian ditekan tombol option dan dipilih CYCL lalu tekan enter. Tentukan angka setpoints satu sampai tiga. Dimasukkan suhu dan waktu sesuai dengan yang diinginkan. Ditekan enter untuk mengkonfirmasi nilai yang telah dimasukkan. Selanjutnya, ditentukan jumlah siklus dengan menekan enter a new value. Mesin thermal cycler akan running sesuai dengan kondisi yang telah diatur. Jumlah siklus PCR ditentukan oleh rumus 2n dengan n adalah banyaknya jumlah siklus (Labequip 2006: 1).
Suhu penempelan atau annealing ditentukan berdasarkan primer yang digunakan serta dipengaruhi oleh komposisi dan panjang primer. Suhu penempelan yang baik berkisar 5oC dibawah suhu leleh atau melting temperature (Tm). Suhu leleh (Tm) dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Tm = 4(G+C) + 2(A+T) oC

Keterangan :
Tm = melting temperature
(G+C) = jumlah guanin dan sitosin pada oglinukleotida
(A+T) = jumlah adenin dan timin pada oglinukleotida (Abinawanto dkk. 2011: 47).
Mesin thermal cycler merupakan mesin yang dapat diprogram untuk menaikkan dan  menurunkan suhu sesuai dengan urutan waktu dan suhu yang diinginkan, dalam hal ini mengatur siklus annealing, elongasi, dan denaturasi pada saat amplifikasi DNA berlangsung (UNAIR 2011: 1). Kontrol positif diperlukan untuk memudahkan pemecahan masalah apabila terjadi hal yang tidak diinginkan. Selain itu, kontrol positif juga diperlukan untuk memverifikasi hasil amplifikasi negatif dan reaksi kontrol positif harus mengandung komponen yang sama dengan sampel. Kontrol negatif dibutuhkan untuk menghindari kesalahan positif semu seperti terjadinya kontaminasi atau reaksi amplifikasi non spesifik (Handoyo & Ari 2001: 28).
Amplifikasi DNA dengan metode PCR memiliki kelebihan dan kekurangan jika dibandingkan dengan teknik lain. Adapun kelebihan metode PCR adalah dapat digunakan untuk mengamplifikasi segmen DNA dalam jumlah jutaan kali hanya dalam beberapa jam. Selain itu reaksi amplifikasi sangat spesifik dan akurat serta mudah dilakukan secara otomatis. Kekurangan metode PCR adalah dibutuhkan banyak biaya untuk memperbanyak DNA, campuran yang digunakan rentan terhadap kontaminasi, dan metode PCR tidak bisa mengekspresikan mutasi genetik (Handoyo & Ari 2001: 20).
Metode PCR dapat diaplikasikan dalam banyak hal, diantaranya untuk deteksi mutasi penyakit genetik, kloning hasil PCR, sekuensing hasil PCR, kajian evolusi molekuler, dan kajian forensik (tersangka kriminal dan tersangka ayah pada kasus paternal). Kajian forensik untuk identifikasi seseorang yang terlibat kejahatan (baik korban dan pelaku), atau korban kecelakaan. Jika identifikasi secara fisik sulit atau tidak mungkin lagi dilakukan, maka pengujian DNA adalah pilihan yang tepat. DNA dapat diambil dari bagian tubuh manapun, kemudian dilakukan analisa PCR untuk mengamplifikasi bagian-bagian tertentu DNA yang disebut fingerprint (DNA sidik jari). Hasilnya dibandingkan dengan DNA sidik jari keluarganya yang memiliki pertalian darah. Jika memiliki kecocokan yang sangat tinggi maka identitasnya dapat dipastikan. Aplikasi lainnya yaitu dalam proyek pemetaan genom manusia (human genome project) untuk memetakan dan mempelajari fungsi dari gen manusia. Dengan demikian, penemuan dan manfaat metode PCR ini berdampak sangat luas terhadap kemajuan sains dan teknologi secara umum (Handoyo & Ari 2001: 28).


2.    Metodologi


Alat yang digunakan dalam praktikum Polymerase Chain Reaction (PCR) adalah mesin thermal cycler, tabung PCR 0,2 ml, sarung tangan, pipet mikro, dan tips. Bahan yang dibutuhkan dalam praktikum ini ialah campuran PCR mix dan sampel DNA. Komposisi PCR mix terdiri dari 14 µl dd H2O steril, 4 µl 5x Kapa 2G Robust Buffer A with Mg, 0,4 µl 10 mM dNTPs, 0,3 µl primer FvCRF (forward), 0,3 µl primer FVCRR (reverse), dan 1 µl 2G Kapa Robust.  Sampel DNA sebanyak 5 µl, yaitu sampel DNA  tumbuhan atau DNA darah.


3.    Hasil dan Pembahasan


Optimasi PCR perlu dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan hasil PCR yang optimal. Secara umum optimasi proses PCR dapat dilakukan dengan cara memvariasikan kondisi yang digunakan pada proses PCR tersebut. Optimasi kondisi berkaitan erat dengan faktor-faktor seperti jenis polimerase DNA, suhu, konsentrasi, PCR bufer, dan waktu. Pemilihan suhu pada proses PCR sangat penting karena suhu merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan suatu PCR. Dalam hal ini suhu berkaitan dengan proses denaturasi DNA templat, annealing dan elongasi primer. Suhu tergantung pada panjang DNA templat yang digunakan dan juga pada panjang fragmen DNA target. Suhu denaturasi yang terlalu tinggi akan menurunkan aktivitas polimerase DNA yang akan berdampak pada efisiensi PCR. Selain itu juga dapat merusak DNA templat, sedangkan suhu yang terlalu rendah dapat menyebabkan proses denaturasi DNA templat tidak sempurna. Pemilihan waktu yang digunakan berkaitan dengan proses denaturasi DNA templat, annealing dan elongasi primer. Denaturasi DNA templat umumnya dilakukan selama 30 – 90 detik, ini semua tergantung pada DNA templat yang digunakan. Waktu denaturasi yang terlalu lama akan merusak templat DNA dan sekaligus dapat menurunkan aktivitas polimerase DNA. Sedangkan waktu denaturasi yang terlalu pendek dapat
menyebabkan proses denaturasi tidak sempurna. Penentuan waktu untuk proses annealing berkaitan dengan panjang primer. Untuk panjang primer lebih besar dari 22 basa diperlukan waktu annealing 60 detik, sedangkan untuk panjang primer 18 – 22 basa cukup dengan 30 detik. Pemilihan waktu elongasi primer tergantung pada panjang fragmen DNA yang akan diamplifikasi. Secara umum untuk mengamplifikasi setiap satu kilo basa DNA diperlukan waktu 30 – 60 detik (Handoyo & Ari 2001: 26-28).
Enzim DNA polymerase yang digunakan pada saat proses perbanyakan DNA berasal dari Thermus aquaticus. Hal tersebut disebabkan karena bakteri tersebut bersifat termostabil sehingga enzim tidak mudah terdenaturasi pada proses PCR yang berlangsung pada suhu tinggi (Agustian 2008: 10). Cara membuat reaction mixture yang pertama harus dilakukan ialah mengetahui komposisi atau komponen yang diperlukan dalam membuat campuran serta menyiapkan alat dan bahan yang digunakan. Selanjutnya, dengan menggunakan mikropipet dan tips, dimasukkan 14 µl ddH2O steril kedalam tabung PCR. Lalu, dimasukkan larutan bufer sebanyak 4 µl. Setelah itu ditambahkan dengan dNTP sebanyak 0,4 µl. Kemudian dicampurkan dengan primer forward dan primer reverse masing – masing sebanyak 0,3 µl. Dimasukkan  larutan enzim DNA polymerase sebanyak 1 µl. Total reaction mixture yaitu 20 µl, karena belum dimasukkan dengan sampel DNA template. Setelah dimasukkan dengan DNA template sebanyak 5 µl, total larutan reaction mixture menjadi 25 µl (Abinawanto dkk. 2011: 49).
Metode PCR menggunakan mesin Thermal cycler Perkin Elmer 9600 untuk memperbanyak DNA. Pada dasarnya mesin tersebut bekerja sesuai dengan prinsip mesin thermal cycler yaitu dapat menaikkan suhu pada saat denaturasi dan polimerisasi serta  menurunkan suhu pada tahap annealing sesuai dengan urutan waktu yang ditentukan. Pengaturan waktu dan suhu siklus PCR dilakukan melaui pemograman tertentu. Tombol-tombol yang terdapat dalam mesin mengindikasikan perintah tertentu. Tombol program tersebut meliputi HOLD, CYCL, AUTO, dan METH. CYCL mengandung thermal ramps dan hold segments untuk siklus PCR, biasanya berisi dua atau tiga setpoints. HOLD untuk memprogram siklus akhir. METH dapat menggabungkan antar siklus. Program AUTO memungkinkan untuk menaikkan atau menurunkan jumlah setpoints waktu dan suhu setiap siklus. Amplifikasi DNA menggunakan mesin Thermal cycler Perkin Elmer 9600 yang pertama ialah dengan memprogram CYCL lalu menentukan tiga setpoints yang terdiri dari tahap denaturasi, annealing, dan polimerisasi lalu tentukan jumlah siklus. Kemudian diatur program HOLD satu sampai tiga. Setelah itu, gabungkan siklus dengan menekan tombol METH. Terakhir tekan tombol run untuk menjalankan siklus secara keseluruhan (Labequip 2006: 1).
Kondisi siklus reaksi yang digunakan dalam praktikum bergantung pada setiap tahap yang meliputi denaturasi, annealing, dan polimerisasi. Pada tahap denaturasi diatur dengan suhu sebesar 94oC selama 30 detik. Denaturasi berfungsi untuk menguraikan untai ganda DNA menjadi untai tunggal. Tahap annealing (penempelan primer) berlangsung selama 30 detik pada suhu 55oC. Tahap elongasi atau polimerisasi DNA berlangsung pada suhu 72oC karena suhu tersebut merupakan suhu optimum polimerase DNA yang biasa digunakan untuk proses PCR. Polimerisasi terjadi selama 30 detik.
Hasil dari tugas membuat diagram atau gambar perbanyakan DNA hingga siklus ke-5 didapatkan total jumlah untai DNA sebanyak 32 buah. Hal tersebut sesuai dengan rumus 2n, (25 = 32). Diagram siklus PCR dimulai dari satu rantai DNA yang akan diperbanyak, kemudian DNA tersebut mengalami denaturasi pada suhu 95oC sehingga menjadi untai tunggal. Selanjutnya DNA untai tunggal tersebut mulai dipasangkan dengan basa komplementernya pada tahap annealing. Pada tahap tersebut terdapat dua jenis primer yang bekerja, yaitu primer reverse yang melakukan penempelan dari ujung 3’ ke 5’ serta primer forward yang melakukan penempelan dari ujung 5’ ke 3’. Tahap terakhir ialah polimerisasi atau elongasi, yaitu pemanjangan untai DNA sehingga membentuk untai ganda DNA yang baru.  Pada siklus ke-1 dihasilkan dua untai ganda DNA yang baru. Tahapan siklus PCR untuk siklus ke-2 hingga siklus ke-5 pada prinsipnya sama dengan siklus ke-1. Perbedaannya hanya pada jumlah untai DNA yang dihasilkan. Tahap siklus ke-2 menghasilkan empat untai DNA, siklus ke-3 menghasilkan delapan untai DNA, siklus ke-4 menghasilkan 16 untai DNA, dan yang terakhir siklus ke-5 menghasilkan 32 untai DNA.


4.    Kesimpulan

Reaction mixture merupakan komponen penting dalam metode PCR yang dibuat melalui serangkaian prosedur dan didalamnya terdiri dari komposisi berupa DNA template, bufer, dNTP, enzim DNA polymerase, air, dan primer. Siklus PCR terdiri dari tiga tahapan yaitu denaturasi (pemisahan untai ganda DNA), annealing (pelekatan primer), dan polimerisasi (pemanjangan DNA). Thermal cycler merupakan mesin yang digunakan untuk memperbanyak DNA, prinsip kerjanya yaitu menaikkan dan menurunkan suhu sesuai dengan urutan waktu yang telah ditentukan.


Daftar pustaka

Abinawanto, R. Lestari, A. Bowolaksono, M. Dian, D.
P. Astuti & H. Yasmin. 2011. Pedoman praktikum genetika dasar. PT. Pandu Aksara, Jakarta Timur: iii + 77 hlm.
Agustian, A. 2008. Karakterisasi variasi tanaman jarak
pagar. 13 hlm. http://lontar.ui.ac.id/file%3Ffile%3Ddigital/124084-BIO.002-08-Karakterisasi%2520variasi-Literatur, diakses 09 Mei 2013, pk. 10.55 WIB.
Handoyo, D. & R. Ari. 2001. Prinsip umum dan pelaksanaan Polymerase Chain Reaction (PCR). PCR 9: 17-28.
Labequip. 2006. Perkin elmer gene amp 9600 thermal cycler. 1 hlm. http://www.labequip.com/perkinelmer-geneamp-9600-thermal-cycler.html, diakses 09 Mei 2013, pk. 15.57 WIB.
Michigan State University (=MSU). 2008. PCR
fundamental. 6 hlm. https://www.msu.edu/course/lbs/159h/PCR04.pdf, diakses 05 Mei 2013, pk 21.24 WIB.
Science biotech.net. 2011. Mengenal PCR (Polymerase
Chain Reaction). 1 hlm. http://sciencebiotech.net/mengenal-pcr-polymerase-chain-reaction/, diakses 09 Mei 2013, pk 10.36. WIB.
The University of Utah. 2008. Genetic science learning center, PCR virtual lab. 1 hlm. http://learn.genetics.utah. edu/content/labs/pcr/, diakses 09 Mei 2013, pk. 11.18 WIB.
Universitas Airlangga (=UNAIR). 2011. Polymerase Chain Reaction. 1 hlm. http://unair.ac.id/artikel_detail-50379-Umum-Polymerase Chain Reaction, diakses 09 Mei 2013, pk. 13.40 WIB.


 





































Laporan Praktikum Genetika PENYILANGAN DAN UJI STATISTIKA PENYILANGAN MONOHIBRID DAN DIHIBRID Drosophila melanogaster



Laporan Praktikum Genetika
PENYILANGAN DAN UJI STATISTIKA PENYILANGAN MONOHIBRID DAN DIHIBRID Drosophila melanogaster
Via Apriyani*, A.N. Suci, A.N. Jannah, D.P. Kusumawati, I.N. Azizah, R. Febriani, S. Leo, V. Priansari, Y.Vebliza, D.M. Priyono, R. Ardiansyah, R. Maylasari
Universitas Indonesia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Departemen Biologi
April 2013


Abstrak

Chi - square merupakan suatu uji statistika yang prinsipnya membandingkan antara data yang didapatkan dari hasil penyilangan dengan angka yang diperoleh Mendel dengan prinsip segregasinya. Telah dilakukan penyilangan monohibrid Drosophila melanogaster normal dan mutan taxi. Data hasil penyilangan tersebut kemudian diuji dengan chi-square untuk mengukur “goodness of fit”. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa penyilangan monohibrid Drosophila melanogaster normal dan mutan taxi tidak sesuai dengan rasio hukum Mendel. Hukum pewarisan sifat Mendel pada penyilangan monohibrid dan dihibrid terdiri dari hukum segregasi dan hukum penggabungan bebas.

Kata kunci : Drosophila melanogaster; chi – square; mutan taxi; hukum Mendel; penyilangan monohibrid

1.    Pendahuluan

Drosophila melanogaster merupakan organisme model yang sering dijadikan sebagai studi genetik untuk mengamati peristiwa mutasi. Mutasi yang diamati dapat berupa mutasi pada warna mata, keadaan sayap serta warna tubuh. Secara morfologis Drosophilla melanogaster mutan berbeda dengan normal. Perkawinan silang individu Drosophila melanogaser normal dengan mutan menjadi penting untuk dipelajari lebih lanjut. Oleh karena itu, dilakukanlah praktikum percobaan penyilangan Drosophila melanogaster normal dengan mutan taxi dan  memahami serta membuktikan hasil penyilangan tersebut dengan rasio hukum Mendel .
Penyilangan monohibrid merupakan istilah yang merujuk pada penyilangan dengan satu sifat beda. Sedangkan penyilangan dihibrid berarti penyilangan dengan dua sifat beda (Campbell, dkk 2008 : 288-289). Percobaan penyilangan Mendel adalah memindahkan stamen yang belum matang dari sebuah tanaman sebelum stamen-stamen tersebut menghasilkan polen dan selanjutnya menaburkan butir-butir polen dari tanaman lain ke atas bunga yang telah dikebiri.  Setiap zigot yang dihasilkan akan berkembang menjadi embrio tanaman yang disimpan di dalam biji.
Mendel menyilangkan galur murni tanaman biji  bulat galur murni dengan biji keriput galur murni.  Mendel memindahkan polen sari tanaman ke tanaman, memanen dan menanam biji lalu mengamati keturunannya.  Penyilangan tanaman parental tinggi galur murni dengan parental rendah galur murni, menghasilkan semua keturunan F1 bersifat tinggi.  Ternyata hasil tersebut selalu konsisten. Keturunan F1 disilangkan kembali dengan F1. Ternyata hasilnya sekitar 25% dari keturunan F2 memiliki sifat pendek dan 75% memiliki sifat tinggi. Dari generasi F2, tanaman pendeknya adalah galur murni. Karakter tinggi dan rendah pada keturunan memiliki rasio 3:1 (¾  tinggi dan ¼ rendah) (Robinson 2003: 41- 43).  
Untuk persilangan dihibrid, digunakan dua huruf yang berbeda utnuk masing-masing sifat.  Galur murni biji berwarna kuning dan berbentuk bulat memiliki genotipe YYRR dan warna hijau berbentuk keriput  yyrr.  Tanaman YYRR dapat membuat gamet YR dan tanaman yyrr membuat gamet yr.  pada generasi F1 dihibrid akan dihasilkan genarasi YyRr yang berarti fenotipenya biji kuning dengan bentuk bulat.  Keturunan F1 yang didapat (YyRr) disilangkan dengan sesamanya.  Jadi pada persilangan F1 akan terbentuk gamet YR, Yr, yR, dan yr. Mendel mecoba mengklasifikasikan keturunan F2 dari percobaannya, dia memperoleh perbandingan 315:108:101:32 yang mendekati 9:3:3:1, dengan sifat 9 kuning-bulat, 3 hijau-bulat, 3 kuning-keriput, 1 hijau-keriput.  Hasil percobaan mendukung hipotesis bahwa setiap karakter diwarisi secara independen (Campbell dkk 2002: 262-263 & Robinson 2003: 45).      
 Hukum pewarisan sifat Mendel yang pertama disebut dengan hukum segregasi. Hukum segregasi menyatakan bahwa dua alel akan berpisah dari pasangannya masing-masing dalam bentuk gamet, setengah gamet akan membawa satu alel dan setengahnya lagi akan membawa alel yang lainnya (Russell 1994 : 33). Hukum pewarisan sifat Mendel yang kedua disebut dengan hukum penggabungan bebas. Hukum tersebut menyatakan bahwa gen-gen dengan sifat berbeda akan bergabung secara bebas tanpa bergantung pada gen lainnya (Russell 1994 : 37).
Drosophila melanogaster merupakan organisme model yang ideal dan sering digunakan dalam praktikum genetika. Hal tersebut disebabkan karena Drosophila melanogaster mudah dikuturkan di laboratorium dan dapat hidup dengan baik pada medium buatan, mudah dan murah mendapatkan makanannya, Drosophila melanogaster merupakan organisme diploid yang memiliki kromosom sebanyak 8 buah, waktu generasi pendek serta dapat memproduksi keturunan dalam jumlah banyak dan mudah ditangani dengan peralatan sederhana serta memiliki banyak jenis mutan ( Jones & Rikards 1991 : 48-49).
 Secara umum, siklus hidup Drosophila melanogaster  ialah embrio, larva instar (1,2, dan 3), prepupa, pupa,
imago dan lalat dewasa. Seluruh poses siklus hidup Drosophila melanogaster terjadi dalam waktu 8 – 10 hari. 24 jam setelah fertilisasi, embrio dalam telur menetas menjadi larva instar 1.  Selama periode ini, larva akan mengalami dua kali pergantian kulit (molting). Aktivitas makan yang meningkat mengakibatkan berat tubuhnya bertambah menjadi kira-kira 200 kali lipat. Hal tersebut dikarenakan adanya peristiwa endoreduplikasi pada jaringan larva. Pada akhir larva instar 3, larva akan berhenti makan dan mencari tempat yang kering untuk masuk ke tahap pupa.
Pupa adalah tahap metamorfosis Drosophila melanogaster. Metamorfosis terjadi selama 4 hari. Setelah tahap metamorfosis selesai akan terbentuk Drosophila melanogaster dewasa jantan atau betina. Kurang dari 12 jam Drosophila melanogaster betina sudah dapat dibuahi oleh Drosophila melanogaster jantan. Oleh karena itu, tahap yang paling penting untuk diperhatikan saat melakukan penyilangan ialah pada tahap pupa menjadi Drosophila melanogaster betina dewasa. Sebelum 8 jam, Drosophila melanogaster betina yang baru keluar dari pupa harus segera diisolasi untuk mencegah terjadinya fertilisasi. Hal tersebut dilakukan karena pada percobaan penyilangan ini dibutuhkan parental betina yang benar-benar virgin untuk disilangkan dengan parental jantan. Dengan perhatian khusus tersebut data yang didapatkan tidak akan menjadi bias (Dahmann 2008: 2 – 3).
Hasil penyilangan yang dilakukan Mendel telah menghasilkan rasio fenotipe F2 3:1 untuk penyilangan monohibrid dan rasio 9:3:3:1 untuk penyilangan dihibrid. Namun terkadang, data rasio yang didapatkan dari hasil percobaan tidak sesuai dengan rasio penyilangan Mendel. Oleh karena itu, pengukuran “goodness of fit” dibutuhkan untuk menetapkan apakah data yang dihasilkan sesuai dengan hipotesis Mendel atau tidak. Uji chi-square ( X 2) merupakan uji yang biasa digunakan untuk mengukur “goodness of fit”.
Prinsip uji statistika chi-square adalah data yang dihasilkan pada setiap karakter (dominan dan resesif) dibandingkan dengan angka yang diperoleh Mendel dengan prinsip segregasinya (Abinawanto dkk. 2011 : 22 – 23).
Rumus  chi-square dinyatakan dengan :

X 2 = Σ (O – E ) kuadrat /  E



Keterangan :  
X 2 = chi-square
Σ = jumlah
O = observed number (angka yang diperoleh dari percobaan)
E = expected number (angka yang   diharapkan melalui prinsip segregasi Mendel)
Angka X2 yang telah diketahui kemudian dibandingkan dengan angka pada tabel chi-square dengan degree of freedom (derajat kebebasan) yang sama. Degree of freedom (df) ditentukan dengan cara mengurangkan dengan angka 1. Jumlah macam fenotip yang dihasilkan melalui penyilangan (df = n-1) (Klug & Cummings 1994: 67-68). Untuk menguji data hasil, digunakan 2 angka critical theorical yang berbeda yaitu 0,05 dan 0,01. Jika angka yang dihasilkan lebih kecil dari angka probabilitas 0,05 dan 0,01 maka dikatakan percobaan statistically significant (Abinawanto dkk. 2011 : 23 – 24).

Tujuan dilakukannya praktikum penyilangan Drosophila melanogaster serta uji statistika hasil penyilangan ialah untuk mengetahui dan memahami hukum pewarisan sifat Mendel pada penyilangan monohibrid dan dihibrid, melakukan penyilangan antara monohibrid Drosophila melanogaster normal dan mutan, membuktikan kesesuaian hasil penyilangan monohibrid Drosophila melanogaster dengan uji “goodness of fit“ (chi-square), serta melakukan perhitungan studi kasus penyilangan Drosophila melanogaster dengan uji “goodness of fit“ (chi-square).

 2.    Metodologi

Alat-alat yang digunakan pada praktikum penyilangan dan uji statistika Drosophila melanogaster adalah botol medium, sumbat busa, lup, botol etherizer, pipet tetes, cawan petri, kuas halus, botol film, dan kertas saring. Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum penyilangan dan uji statistika Drosophila melanogaster adalah koloni Drosophila melanogaster normal beserta mutan taxi), medium pemeliharaan, dan dietil eter. Cara kerja praktikum penyilangan dan uji statistika penyilangan monohibrid dan dihibrid Drosophila melanogaster terdiri dari 4 langkah.
Langkah yang pertama ialah penyilangan untuk mendapatkan parental. Pada langkah ini digunakan koloni Drosophila melanogaster normal dan mutan taxi. Dilakukan pembiusan untuk mendapatkan Drosophila melanogaster dengan perbandingan betina dan jantan ialah 9:3. Koloni Drosophila melanogaster tersebut diletakkan pada medium baru. Langkah kedua ialah pengisolasian betina virgin yang harus dilakukan  secara cermat. Diambil koloni Drosophila melanogaster hasil penyilangan dan lakukan pembiusan untuk mendapat betina virgin. Isolasi harus dilakukan sebelum 8 jam setelah Drosophila melanogaster betina keluar dari pupa. Drosophila melanogaster betina virgin digunakan untuk persilangan mendapatkan F2.
Langkah yang ketiga yaitu penyilangan untuk mendapatkan F2. Penyilangan dilakukan secara duplo yaitu, perbandingan betina normal dan jantan taxi 9:3, serta perbandingan betina taxi dan jantan normal 9:3. Koloni Drosophila melanogaster tersebut diletakkan didalam medium baru. Langkah tersebut diatas harus selalu dicatat perkembangannya dalam tabel siklus hidup. Langkah yang terakhir yaitu perhitungan hasil penyilangan pada F2. Koloni Drosophila melanogaster hasil penyilangan dibius lalu dihitung jumlahnya, kemudian dilakukan pegujian “goodness of fit“ (chi-square).


 3.    Hasil dan Pembahasan

 Tabel siklus hidup Drosophila melanogaster dilampirkan. Pengamatan siklus hidup Drosophila melanogaster menjadi hal yang penting dalam praktikum ini. Siklus hidup Drosophila melanogaster telah diamati selama kurang lebih 36 hari, mulai dari fase telur hingga menjadi larva instar pertama.
Perkembangan telur menjadi larva instar pertama memerlukan waktu 3 hari. Hal tersebut tidak sesuai dengan data literatur, karena menurut literatur setelah kurang dari 24 jam, telur menetas menjadi larva instar pertama (Dahmann 2008: 27). Ketidaksesuaian tersebut dapat terjadi karena praktikan kurang teliti dalam mengamati masa-masa perubahan fase.
25 jam kemudian, larva instar pertama akan memasuki tahap larva instar kedua. Kemudian larva instar tiga akan terbentuk 23 jam setelah tahap larva instar kedua. Hal tersebut sesuai dengan data pengamatan pada siklus hidup Drosophila melanogaster yang dibiakkan, yaitu tahap larva membutuhkan waktu 3 hari sebelum berkembang menjadi prepupa dan pupa. Pada hari keempat prepupa mulai muncul. Interval satu hari setelah prepupa muncul, pupa sudah mulai terlihat. Dua hari setelah perkembangan pupa, imago akan keluar dari pupa. Satu hari berikutnya, sayap sudah mulai merentang. 24 jam kemudian Drosophila melanogaster menjadi dewasa (Dahmann 2008: 27). Perkembangan fase prepupa hingga menjadi  Drosophila melanogaster dewasa sesuai dengan data yang tercantum pada literatur.
Cara kerja praktikum penyilangan dan uji statistika penyilangan monohibrid dan dihibrid Drosophila melanogaster meliputi 3 cara perlakuan, yaitu pembiusan, pengisolasian virgin, dan penyilangan monohibrid. Pembiusan dilakukan dengan cara mengetuk-ngetuk botol hingga Drosophila melanogaster jatuh ke permukaan botol. Hal tersebut dilakukan agar Drosophila melanogaster tidak terbang saat botol dibuka. Hal tersebut dilakukan agar Drosophila melanogaster tidak terbang saat botol dibuka. Kemudian botol dibuka sumbatnya lalu ditempelkan dengan mulut botol etherizer.  Proses transfer tersebut harus dilakukan dengan cepat agar Drosophila melanogaster tidak keluar dari botol.
Setelah Drosophila melanogaster berpindah ke botol etherizer, botol segera ditutup lalu dimasukkan kapas yang telah ditetesi dietil eter secukupnya.  Hal yang harus diperhatikan adalah jangan terlalu banyak memberikan eter karena Drosophila melanogaster bisa mati. Fungsi dari eterisasi, ialah agar spesimen menjadi pasif dan mudah diamati saat diletakkan di atas cawan petri (Jones & Rickards 1991:50). Drosophila melanogaster yang sudah terbius kemudian diletakkan di cawan petri untuk diamati. Pengisolasian betina virgin, pertama-tama dilakukan pemisahan semua imago didalam botol yang telah terdapat banyak pupa. Seluruh Drosophila melanogaster yang baru keluar dari pupa dibius lalu dimasukkan ke dalam cawan petri kemudian dipilih betina yang virgin. Pengisolasian harus dilakukan sebelum 8 jam setelah Drosophila melanogaster betina keluar dari pupa. Hal tersebut dilakukan untuk mencegah terjadinya fertilisasi Drosophila melanogaster betina oleh jantan. Drosophila melanogaster betina dapat melakukan perkawinan setelah berumur 12 jam setelah berubah menjadi imago   (Dahmann 2008: 27 - 28).
Praktikan melakukan penyilangan monohibrid Drosophila melanogaster normal dengan mutan taxi.  Penyilangan dilakukan dua kali, yang pertama penyilangan untuk mendapatkan parental dengan perbandingan Drosophila melanogaster betina mutan taxi dan jantan ialah 9:3. Penyilangan yang kedua yaitu untuk mendapatkan F2 dengan perbandingan secara duplo, betina normal dan jantan taxi 9:3, serta perbandingan betina taxi dan jantan normal 9:3.
Alat-alat yang digunakan pada praktikum penyilangan Drosophila melanogaster memiliki fungsi tersendiri dalam menunjang praktikum ini. Botol medium digunakan untuk menyimpan dan membiakkan koloni Drosophila melanogaster. Botol film berfungsi untuk menyimpan larutan dietil eter. Botol etherizer berfungsi sebagai wadah pembiusan Drosophila melanogaster yang telah ditransfer kedalamnya. Sumbat busa sebagai sirkulasi udara untuk menutupi mulut botol. Drosophila melanogaster yang sudah tidak sadarkan diri diletakkan didalam cawan petri. Lup  berguna untuk membantu penglihatan dalam mengamati perbedaan Drosophila melanogaster. Kuas halus digunakan untuk memindahkan Drosophila melanogaster agar tidak terluka pada waktu pemindahan. Pipet tetes berfungsi meneteskan larutan dietil eter pada kapas. Kertas saring dapat digunakan sebagai alas yang diletakkan diatas medium pemeliharaan Drosophila melanogaster. Berfungsi agar koloni Drosophila melanogaster tidak langsung bersentuhan dengan medium pemeliharaan, karena apabila hal itu terjadi maka kemungkinan besar Drosophila melanogaster menempel pada medium dan bisa menyebabkan kematian (Jones & Rickards 1991: 47).
Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum penyilangan Drosophila melanogaster ialah koloni Drosophila melanogaster normal dan mutan taxi. Drosophila melanogaster berfungi sebagai spesimen yang akan diamati hasil persilangannya. Larutan dietil eter digunakan sebagai cairan pembius agar Drosophila melanogaster menjadi tidak sadarkan diri sehingga memudahkan dalam proses pemindahan dan pengamatan. Medium pemeliharaan yang terdiri dari komposisi bermacam-macam berfungsi sebagai makanan dan mencegah kontaminasi dari luar (Jones & Rickards 1991: 50). Hasil penyilangan monohibrid Drosophila melanogaster normal dengan mutan taxi kelompok kami tidak berhasil mendapatkan keturunan, baik pada F1 maupun pada F2. Hal tersebut dikarenakan perkembangbiakan Drosophila melanogaster kelompok 1A yang tidak baik. Drosophila melanogaster banyak yang mati karena medium biakan ditumbuhi jamur. Perbedaan intensitas suhu dan terang gelap juga menjadi salah satu faktor penyebab kematian Drosophila melanogaster. Oleh karena itu, kelompok kami meminta data hasil penyilangan Drosophila melanogaster normal dan mutan taxi kelompok 1B yang berhasil mendapatkan F1 dan F2.
Adapun hasil penyilangan monohibrid jantan mutan taxi (tx+tx+) dan betina normal (txtx) menghasilkan F1 dengan fenotip 100% normal. Hasil tersebut sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa persilangan normal homozigot dan taxi homozigot menghasilkan 100% Drosophila melanogaster dengan fenotipe normal (Robinson 2003: 42). Sedangkan F2 yang dihasilkan dari persilangan jantan normal dan betina mutan taxi menghasilkan sebanyak 96 ekor dengan perbandingan 56 normal dan 40 mutan taxi (7:5). F2 hasil persilangan antara betina normal dan jantan mutan taxi menghasilkan 29 ekor dengan perbandingan 29 normal dengan 0 mutan taxi. Hasil tersebut tidak sesuai dengan data literatur yang menyebutkan bahwa keturunan F2 menghasilkan 75% normal dan 25% mutan taxi (3:1) (Robinson 2003 : 43). Menurut informasi yang disampaikan oleh kelompok 1B, ketidaksesuaian hasil tersebut dikarenakan betina hasil isolasi diduga sudah tidak virgin lagi atau sudah dibuahi oleh Drosophila melanogaster jantan, sehingga data yang dihasilkan menjadi bias. Selain itu, data hasil uji chi-square menunjukkan bahwa terdapat perbedaan antara hasil perhitungan penyilangan dengan hasil yang diharapkan (rasio hukum Mendel). Hal tersebut dibuktikan dengan nilai chi-square hitung lebih besar dari nilai chi-square tabel, sehingga ho ditolak.



4.    Kesimpulan

Hukum pewarisan sifat Mendel pada penyilangan monohibrid dan dihibrid terbagi menjadi 2, yaitu hukum segregasi dan hukum penggabungan bebas. Penyilangan monohibrid Drosophila melanogaster normal dan mutan taxi dilakukan untuk membuktikan kesesuaian hasil penyilangan dengan uji “goodness of fit“ (chi-square). Hasil penyilangan monohibrid Drosophila melanogaster normal dan mutan taxi tidak sesui dengan uji “goodness of fit“ (chi-square). Hasil perhitungan studi kasus penyilangan dihibrid Drosophila melanogaster nomal dengan mutan dumpy – eyemissing tidak sesuai dengan rasio hukum Mendel. Hasil perhitungan studi kasus penyilangan dihibrid Drosophila melanogaster nomal dengan mutan yellow – curly juga tidak sesuai dengan rasio hukum Mendel.



Daftar pustaka


Abinawanto, R. Lestari, A. Bowolaksono, M. Dian, D.
P. Astuti & H.Yasmin. 2011. Pedoman praktikum genetika dasar. Pandu Aksara, Jakarta: iv + 78 hlm.
Campbell, N.A., J. B. Reece, L. Mitchell. 2002. Biologi.
Terj dari Biology oleh Lestari, R., E.I.M Adil, N. Anita, Andri.W.F Wibowo & W. Manalu. Erlangga, Jakarta: xxi + 438 hlm.
Dahmann, C. 2008. Drosophila : Methods and protocols.
Humana Press, Germany: xvi + 459 hlm.
Jones, R. N. & G. K. Rickards. 1991. Practical genetics.
John Willey & Sons, New York : xx + 228 hlm.
Klug, W.S. & M.R. Cummings. 1994. Concepts of
genetics. 4th ed. Prentice hall Inc., Englewoods Cliffs, New Jersey: xvi + 799 hlm.
Robinson, Tara Rodden. 2005. Genetics for dummies.
Wiley Publishing, Inc. New Jearsey: xvii + 385 hlm.
Russell, P. J. 1994. Fundamental of genetics. Harper
Collins College Publishing, New York : xii + 521 hlm.
Pierce, B.A. 2005. Genetics a conceptual approach. 2th
ed W. H. Freeman Publishing, New York : 832 hlm.





Laporan Praktikum Genetika Pengamatan kariotipe, barr body, dan drumstick



Laporan Praktikum Genetika
PENGAMATAN KARIOTIPE, BARR BODY, DAN DRUMSTICK
Via Apriyani*, A.N. Suci, A.N. Jannah, D.P. Kusumawati, I.N. Azizah, R. Febriani, S. Leo, V. Priansari, Y.Vebliza, D.M. Priyono, R. Ardiansyah, R. Maylasari
Universitas Indonesia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Departemen Biologi
Maret 2013

Abstrak

Karyotyping kromosom manusia bertujuan untuk mempelajari identitas kromosom serta memprediksi adanya kelainan akibat aberasi kromosom. Manusia normal menunjukkan hasil karyotyping 46 XX untuk wanita dan 46 XY untuk pria. Telah dilakukan praktikum pengamatan kariotipe manusia  penderita sindrom turner. Hasil karyotyping menunjukkan kromosom bernotasi 44A+X. Hal tersebut mengindikasikan bahwa penderita sindrom turner hanya memiliki 44 buah kromosom tubuh dan 1 buah kromosom X. Pada praktikum pengamatan sex chromatin terlihat struktur menggumpal akibat kondensasi kromatin sebuah kromosom X yang inaktif.  Sex chromatin pada sel epitel mukosa berbentuk bulat dan terletak di dekat membran inti, disebut barr body.  Sex chromatin pada sel darah putih mempunyai bentuk khusus yang menyerupai pemukul genderang sehingga disebut dengan drumstick.

Kata kunci : Kromosom; kariotipe; sindrom turner; barr body; drumstick

1.       Pendahuluan


Kromosom merupakan benda-benda halus berbentuk panjang atau pendek dan lurus atau bengkok yang terletak di dalam inti sel. Kromosom adalah struktur pembawa materi genetik. Setiap kromosom terdiri atas satu molekul DNA yang sangat panjang dan protein-protein yang terasosiasi dengan DNA tersebut (Suryo 1990 : 41).
*) Kelompok 1A

Kromosom terbagi menjadi 2 bagian utama, yaitu sentromer dan lengan kromosom. Sentromer merupakan bagian kromosom yang berfungsi sebagai tempat melekatnya lengan kromosom. Pada permukaan luar sentromer terdapat badan protein atau kinetokor berfungsi saat replikasi dan pemisahan kromosom saat mitosis (Fairbanks & Andersen 1999: 304—305). Bagian lengan merupakan bagian utama pada kromosom yang berisi materi-materi genetik berupa DNA yang merupakan kode untuk sintesis protein (Klug & Cummings 1994: 21). Berdasarkan letak sentromer, kromosom digolongkan dalam empat tipe, yaitu metasentrik, submetasentrik, telosentrik, dan akrosentrik. Metasentrik merupakan kromosom dengan letak sentromer tepat di tengah sehingga kromosom terbagi dua bagian sama panjang.  Submetasentrik adalah kromosom dengan letak sentromer tengah agak ke atas sehingga lengan kromosom terbagi atas lengan pendek dan panjang. Telosentrik merupakan kromosom dengan letak sentromer di ujung kromosom. Akrosentrik yaitu kromosom dengan sentromer terletak di tengah dan mendekati ujung kromosom (Klug & Cummings 1994: 23). Kromosom dibedakan atas autosom atau kromosom tubuh dan kromosom kelamin atau kromosom seks (Suryo 1990:42).
Penggolongan kromosom manusia dalam kariotipe terbagi dalam 7 grup, yaitu grup A sampai dengan grup G ( Russel 1994: 194).
1. Grup A. Terdiri atas kromosom nomor 1,2 dan 3. berukuran besar. Kromosom 1 dan 3 digolongkan kromosom metasentrik, sedangkan kromosom 2 cenderung submetasentrik.
2. Grup B.  Terdiri atas kromosom nomor 4 dan 5.  Digolongkan sebagai kromosom submetasentrik dan memiliki ukuran besar.
3. Grup C. Terdiri atas kromosom nomor 16-20 ditambah kromosom X. merupakan kromosom submetasentrik berukuran sedang.
4. Grup D. Terdiri atas kromosom nomor 13-15.  Digolongkan sebagai kromosom akrosentrik dan memiliki ukuran sedang.
5. Grup E. Terdiri atas kromosom nomor 16-18.  Berukuran sedang-kecil. Kromosom 16 digolongkan sebagai kromosom metasentrik, sedangkan kromosom 17 dan 18 digolongkan submetasentrik.
6. Grup F. Terdiri atas kromosom nomor 19 dan 20. Digolongkan kromosom metasentrik dan berukuran kecil.
7. Kromosom G. Terdiri atas kromosom nomor 19 dan 20, ditambah kromosom Y. Kromosom G termasuk kromosom akrosentrik dan berukuran kecil ( Russel 1994:194 ).
Kariotipe adalah gambaran pasangan kromosom dari suatu sel yang disusun berdasarkan ukuran dan bentuk (Cambell dkk. 2008:A-17). Penyusunan kariotipe memilik tata caranya tersendiri, yaitu ukuran kromosom, pola pita, dan letak sentromer. Tata cara penamaan kromosom manusia atau disebut nomenklatur kromosom memiliki urutan penulisan sebagai berikut :
1. jumlah kromosom, contoh: 45, 46, 47
2. tipe kromosom seks, contoh: XX, XY, XO, XXY  
3.   tipe abnormalitas, contoh: del(5p) berarti ada delesi  pada lengan pendek kromosom 5.
                   
 Contoh penulisan nomenklatur kromosom pada penderita sindrom down yaitu:47, XX, (+21).  Sindrom tersebut disebabkan karena kromosom 21 mengalami trisomi (Russel 1994: 406).
Abnormalitas kromosom merupakan kondisi kromosom yang tidak normal baik secara kuantitas maupun struktur kromosom. Abnormalitas kromosom sering disebut aberasi. Aberasi terjadi karena perubahan jumlah kromosom atau perubahan struktur kromosom. perubahan jumlah kromosom dapat berupa euploidi atau aneuploidi. Perubahan strukur kromosom terjadi akibat delesi, inversi, translokasi, duplikasi dan lain-lain (Russell 1994: 7 & 404). Aberasi yang dapat terjadi di kromosom somatik dan kromosom seks mampu menimbulkan sindrom atau gejala-gejala tertentu. Sindrom-sindrom tersebut antara lain sindrom down, sindrom cri du chat, sindrom klinefelter, sindrom turner, dan lain-lain. Sindrom down terjadi akibat trisomi pada kromosom nomor 21. Sindrom down mencakup ciri-ciri wajah yang khas, tubuh pendek, cacat jantung, kerentanan terhadap infeksi pernapasan, dan retardasi mental (Campbell dkk. 2008:323). Sindrom cri du chat merupakan sindrom yang disebabkan oleh delesi pada salah satu lengan kromosom nomor 5. Sindrom tersebut diindikasikan dengan suara tangisan saat bayi mirip seperti suara anak kucing, bentuk wajah tidak wajar, pertumbuhan terhambat, memiliki perilaku abnormal (Suryo 2003: 273--274).  Sindrom turner terjadi karena delesi salah satu pasangan kromosom X pada wanita. Penderita dicirikan dengan bahu memiliki suatu bagian seperti sayap, payudara tidak berkembang, intelegensi rendah, tubuh jangkung (Suryo 2003: 246--248). Sindrom klinefelter muncul akibat pada pria kromsom X mengalami penambahan dalam kuantitas.  Penderita memiliki ciri payudara berkembang, tubuh membulat, ekstrimitas panjang, intelegensi rendah dan lain-lain (Suryo 2003: 251—252).
Barr body dan drumstick termasuk dalam jenis sex chromatin.  Sex chromatin merupakan sebuh kromosom-X yang inaktif (Klug & Cummings 1994: 171).  Sex chromatin terdiri dari salah satu dari dua buah kromosom-X yang terdapat di dalam inti sel tubuh wanita. Sex chromatin ditemukan pada sel-sel epitel tunika mukosa, disebut juga selaput lendir,  mulut dan sel darah putih.  Inti dari sel-sel selaput lendir mulut pada wanita mengandung sebuah badan kromatin yang letaknya periferis (di tepi) dekat dengan dinding inti dan bentuknya bulat, disebut sebagai barr body.  Sel leukosit pada wanita juga memperlihatkan adanya badan kromatin, tetapi berbentuk khas yaitu seperti pemukul genderang sehingga disebut drumstick (Suryo 2003: 193--194).  Fungsi pemeriksaan barr body dan drumstick adalah untuk mengetahui jenis kelamin individu secara genetik (Russel 1994: 172).
Lyon seorang ilmuan di bidang genetika membuat sebuah hipotesis tentang sex chromatin. Hipotesis Lyon menyatakan bahwa jumlah sex chromatin = jumlah total kromosom X – 1.  Jadi apabila sex chromatin-nya berjumlah 1 maka individu tersebut adalah wanita normal, bila jumlah sex chromatin-nya tidak ada, maka individu tersebut pria karena pria hanya memiliki satu kromosom-X (Suryo 2003:194).


 2.       Metodologi

Alat yang digunakan pada saat  praktikum berupa gunting, lem, alat tulis, lembar kerja, mikroskop dan kamera.
Bahan yang digunakan pada saat praktikum adalah lem, foto kromosom hasil kariotipe, preparat awetan sel leukosit, dan sel epitel tunika mukosa mulut. Cara kerja pengamatan kariotipe manusia, yang pertama ialah gambar kromosom yang telah disediakan digunting lalu diurutkan berdasarakan pola pita, ukuran dan letak sentromer. Kedua, gambar kromosom ditempel pada lembar kerja yang telah disediakan. Langkah akhir yaitu kariotipe yang telah disusun, diamati lalu tulis nomenkaltur kromosom dan perhatikan apabila terdapat mutasi. Cara kerja pengamatan barr body dan drumstick ialah preparat awetan sel leukosit dan sel epitel tunika mukosa mulut diamati menggunakan mikroskop. Kemudian, diperhatian perbedaan barr body dan drumstick. Lalu, preparat awetan sel yang mengandung barr body dan drumstick difoto menggunakan kamera.

3. Hasil dan Pembahasan

Sel tubuh manusia normal memiliki 46 buah kromosom yang terdiri atas 22 pasang kromosom autosom dan 2 buah kromosom seks.  Kromosom seks pada wanita adalah 2 buah kromosom X (XX), sedangkan kromosom seks pada pria adalah 1 buah kromosom X dan 1 buah kromosom Y (XY).  Penulisan nomenklatur kromosom wanita normal adalah 46, XX, sedangkan pria normal adalah 46, XY.  Tujuan memahami kariotipe manusia normal adalah untuk mengetahui gambaran kromosom manusia normal dan mendeteksi abnormalitas pada tingkat kromosom (Suryo 1994: 186--187).
Kromosom besar dengan tipe submetasentrik menempati grup A, ukuran lebih kecil dan berjenis submetasentrik diletakkan pada grup B.  Kromosom submetasentrik dan berukuran sedang diletakkan di grup C. Kromosom akrosentrik dan berukuran sedang menempati grup D.  Yang mempati grup E, untuk  kromosom nomor 16—18 berukuran sedang-kecil, kromosom 16 digolongkan kromosom metasentrik, sedangkan kromosom 17 dan 18 digolongkan submetasentrik.  Grup F terdiri atas kromosom nomor 19 dan 20. Digolongkan kromosom metasentrik dan berukuran kecil menempati grup F.  Grup terakhir yaitu grup G terdiri atas kromosom 21, 22 ditambah kromosom Y.  Kromosom grup G termasuk kromosom akrosentrik dan berukuran kecil (Russell 1994: 194).
Sex chromatin merupakan struktur menggumpal yang terbentuk akibat kondensasi kromatin sebuah kromosom X yang inaktif.  Sex chromatin ditemukan pada sel-sel epitel tunika mukosa mulut dan sel-sel darah putih manusia.  Sex chromatin pada sel epitel mukosa berbentuk bulat dan terletak di dekat membran inti, disebut barr body.  Sex chromatin pada sel darah putih mempunyai bentuk khusus yang menyerupai pemukul genderang sehingga disebut dengan drumstick (Suryo 2003: 193--194). Hasil pengamatan barr body dari preparat awetan sel epitel tunika mukosa mulut menunjukkan adanya inti dari sel-sel selaput lendir mulut pada wanita yang di dalamnya terdapat sebuah badan kromatin yang letaknya di tepi, dekat dengan dinding inti.  Barr body yang teramati di bawah mikroskop berbentuk bulat.  Pengamatan drumstick pada

preparat awetan sel leukosit memperlihatkan adanya badan kromatin berbentuk seperti pemukul genderang.

4. Kesimpulan
Kariotipe adalah gambaran set lengkap kromosom manusia yang berfungsi mendeteksi abnormalitas genetis pada tingkat kromosom. Cara penyusunan kariotipe pada kromosom manusia yaitu dengan menyusunnya berdasarkan pasangan homolog, jenis, panjang, dan jumlahnya. Kemudian tentukan nomenklatur dan identifikasikan identitas kromosom tersebut. Kariotipe kromosom manusia normal adalah 46, XY(pria)  atau 46, XX (wanita), sedangkan kariotipe kromosom manusia penderita sindrom turner adalah 45, XO atau 44A + X. Barr body adalah kondensasi kromosom X inaktif yang berbentuk bulat yang terletak di tepi membran inti sel individu betina. Drumstick adalah kondensasi kromosom X inaktif yang berbentuk khas seperti pemukul genderang yang terdapat pada sel leukosit individu betina.

Daftar Pustaka

Campbell, N.A., J.B Reece, L.G. Mitchell. 2002. Biologi. Terj dari Biology; oleh Lestari, R. dkk. Erlangga, Jakarta: xxi+438 hlm.
Fairbanks, D. J. & Andersen. 1999. Genetics : The
continuity of life. Brooks/Cole Publishing Company, Pacific Grove:xii + 617 hlm.
Klug, W. S. & M. R. Cummings. 1994. Concepts of genetics. 4th ed. Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs: xvi + 779 hlm.
Russel, Peter J. 1994. Fundamentals of genetics.
Harper Collins College Publishers, Inc., New York: xvi + 528  hlm.
Suryo. 1990. Genetika strata 1. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta: xvi + 344 hlm.
Suryo. 2003. Genetika manusia. Gadjah Mada
University Press, Yogyakarta: xvi + 540 hlm.










LAMPIRAN


Gambar 1. Hasil pengamatan Barr Body, perbesaran 100x.
[Sumber: Dokumentasi Pribadi.]



Gambar 2. Hasil pengamatan Drum Stick, perbesaran 100x.
[Sumber: Dokumentasi Pribadi.]







Selasa, 07 Mei 2013

Elegi Tak Berjudul


Ketika tak selamanya mimpi indah itu jadi kenyataan, aku segera terbangun, tak melihat kapan waktu kan memimpikanku kembali, tak mendengar masa lalu itu, karena engkau datang tanpa masa lalu, menjemputku untuk masa depan dan memainkan nada-nada dawai untuk menyambut kebersamaan kita. bukan tentang dia, juga bukan tentang aku, ikatan yang aku tak tahu kapan mulai mewujud untuk kemudian mengikat, mengekang bahkan mungkin menggembok kebersamaan kita untuk selamanya, menuju sang Maha Cinta bersama.
Aku tak pernah mau apalagi mengiyakan mimpi itu. Namun, energi ini seolah memaksaku untuk melakukannya, dia berusaha meyakinkanku bahwa memang dia yang kau pinta. tak perlu berkompromi atau menawar lagi. Energi itu telah berhasil membawaku untuk melihat suatu realita dalam sebuah dunia maya. Ragu mulai siap melawan sang energi. Tapi tetap saja dia memenangkan tempat disini. Tak perlu aku bersiap atau mawas diri jikalau memang dia telah memilih atau bahkan dipilih oleh yang lain. Aku hanya terbawa oleh arus energi itu yang aku tak tahu akankah kebahagiaan atau malah kesedihan sesaat yang ia tampakkan. Lagi-lagi firasatku benar. Aku tahu jawabannya sekarang. mungkin Tuhan belum mau menunjukkannya padaku. seolah menungguku untuk memantaskan diri pada yang lebih baik. Bukan dia, bukan juga tentang aku. Tak ada celah untukku berubah untuk urusan yang satu ini. Mengagumi dalam kediaman sambil terus memantaskan diri hingga waktunya tiba. Waktu yang kutunggu ketika aku terbangun dari mimpi dan mendapati diri sedang ditunggu olehnya. Bukankah itu lebih baik? Tuhan tak kan penah salah.