Laporan Praktikum genetika tumbuhan kariotip dan kromosom homolog

LAPORAN PRAKTIKUM

GENETIKA TUMBUHAN

KARIOTIPE DAN KROMOSOM HOMOLOG

oleh,

NURUL HIDAYATUN NAJAH

1604020010

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

2017

16 Maret 2017

KARIOTIPE DAN KROMOSOM HOMOLOG

I.   TUJUAN

Tujuan dari dilakukan praktikum ini adalah untuk :

1.      Mengetahui dan mengenali bentuk-bentuk dan ukuran kromosom.

2.      Mengetahui dan mampu melakukan pengaturan kromosom-kromosom dalam bentuk kariotipe.

3.      Mengetahui macam kelainan yang dijumpai pada pengaturan kromosom dalam bentuk kariotipe.

4.      Mengetahui dan mengenali pasangan kromosom homolog.

II.   DASAR TEORI

Kromatin dan Kromosom

Kromatin, jalinan benang-benang halus dalam plasma inti. Disebut demikian karena kalau suatu jaringan diwarnai dengan suatu zat pewarna, jalinan itu akan mengisap banyak zat itu. Berasal dari kata chroma = berwarna, dan tin = benang. Kromatin tak jelas bagian-bagiannya nampak di bawah mikroskop biasa, karena halusnya dan tak teratur. Terdiri dari benang kromonema yang berpilin-pilin longgar, diselaputi protein. Kromosom merupakan kromatin yang memendek dan membesar. Kromosom berasal dari kata chroma dan soma = badan (Wildan, 2003).

Kromonema, baik ketika dalam bentuk kromatin mau pun kromosom, terdiri dari beberapa serat (fibril) halus dan dibina atas 2 macam molekul yaitu ADN (Asan Deoksiribosa Nukleat) dan protein. Proteinnya terutama berupa histon. Kromatin atau kromosom mengandung puluhan sampai ratusan ribu gen. Gen ialah unit bahan genetis. Gen terdiri dari ADN, sedangkan histon berada disebelah luar atau diantaranya (Wildan, 2003).

Gambaran kromosom selalu ganda karena kromosom terbentuk selalu di masa pembelahan sel, dan biasanya diamati komposisinya pada tingkat metafase (dimana kromosom terdiri atas 2 kromatid dan bersusun di bidang ekuator) (Wildan, 2003).

Satu kromosom terdiri dari 2 bagian:

1.      Sentromer

Sentromer (kinetokor), bagian kepala kromosom. Ketika sel membelah kromosom menggantung pada serat gelendong lewat sentromer. Sentromer itu tidak mengandung kromonema dan gen (Wildan, 2003).

2.      Lengan

Lengan ialah badan kromosom sendiri. Mengandung kromonema dan gen. Lengan memiliki 3 daerah (Wildan, 2003):

a.       Selaput, ialah lapisan tipis menyelaputi badan kromosom.

b.      Kandung, (matrix) mengisi seluruh lengan, terdiri dari cairan bening.

c.       Kromonema, ialah benang halus berpilin-pilin yang terendam dalam kandung.

Lengan kromosom bisa mengandung bagian-bagian berikut (Wildan, 2003):

a.       Gentingan, ialah bagian kromosom yang mengalami penyempitan sebelum sampai ke ujung.

b.      Satelit, ialah bagian yang bulat diujung kromosom.

c.       Daerah pengatur nukleolus, ialah benang halus yang menghubungkan satelit dengan lengan kromosom.

d.      Kromosenter, ialah daerah lengan kromosom yang mengandung gen-gen bersusun rapat, sehingga disitu jarang sekali terjadi pindah silang.

e.       Bongkol (knob), ialah daerah berbentuk bundar, terdiri sekitar 2 sampai 4 buah pada tiap kromosom.

Menurut pekerjaannya mengatur jenis kelamin, kromosom dapat pula dibagi atas 2 macam (Wildan, 2003):

1.      Autosom, ialah kromosom biasa, yang tidak berperan menentukan dalam mengatur jenis kelamin.

2.      Gonosom, ialah kromosom kelamin, yang berperan menentukan jenis kelamin. Jumlah gonosom hanya 1 sampai 2 buah dalam tiap sel suatu individu.

Menusia memiliki 44 kromosom autosom dan 2 gonosom. Gonosom manusia itu ada 2 macam yaitu X dan Y. Wanita mempunyai dua X (XX), sedangkan pria memiliki satu X dan satu Y (Wildan, 2003).

Melihat kepada panjang lengannya kromosom dapat dibagi atas 4 macam (Wildan, 2003):

1.      Metsentrik, jika lengan ada dua dan sama panjang.

2.      Submetasentrik, jika lengan ada dua dan satu agak lebih pendek.

3.      Akrosentrik, jika lengan ada dua dan yang satu pendek.

4.      Telosentrik, jika lengan satu atau dua, sedang yang satu pendek sekali.

Dalam setiap tubuh ada 2 kromosom yang sebentuk sama besar, dan sama komposisi gennya. Kromosom yang sama bentuk, besar, dan komposisinya itu disebut homolog (sepasang). Satu pasang kromosom homolog berbeda bentuk dengan pasangan kromosom lain dalam sel atau tubuh yang sama (Wildan, 2003).

Kariotipe

Pada tingkat metafase dalam proses pembelahan sel dapat dipotret kromosom sesuatu jenis makhluk. Pada fase ini kromosom berada pada bidang ekuator semua, dan jika sayatan jaringan yang mengandung proses pembelahan itu persis lewat pada bidang ekuator dapatlah dibuat sediaan yang mengandung semua kromosom yang terdapat dalam sel (Wildan, 2003).

Sediaan dipotret, dibesarkan, lalu digunting-gunting. Kemudian disusun dan dikelompokan menurut urutan panjang dan bentuknya. Semua kromosom yang diurutkan menurut panjang dan bentuknya inilah yang disebut kariotipe (dari krayon = inti, dan typos = bentuk). Karena setiap spesies makhluk memiliki bentuk dan jumlah kromosom sendiri-sendiri, maka kariotipenya pun tentu sendiri-sendiri pula (Wildan, 2003).

Peranan kariotipe dalam pengamatan sifat keturunan besar sekali, terlebih pada manusia. Dengan menemukan kelainan yang terdapat pada anatomi, morfologi atau fisiologi seseorang. Banyak jenis cacat atau penyakit keturunan yang memiliki kariotipe khas, seperti sindroma-sindroma Turner, Klinefelter, Down, Cri-du-chat atau Patau. Sindroma ialah berbagai kelainan atau penyakit yang disebabkan oleh kelainan pada suatu kromosom (Wildan, 2003).

Pola bergaris-garis dari kromosom-kromosom individual yang ditemukan adalah unik dan konsisten, dan digunakan untuk mengenali (identifikasi) pasangan-pasangan homolog. Setiap kromosom berbeda dalam ukuran dan posisi dari sentromer-sentromernya, sekalipun kedua anggota dari setiap pasang kromosom homolog adalah identik dalam strukturnya (Anna, 1985).

III.   ALAT DAN BAHAN

Alat :                                                               Bahan :

1. Gunting                                                          1. Gambar kromosom 1

2. Penggaris                                                                   (beraturan)

3. Benang                                                          2. Gambar kromosom 2

4. Lem kertas                                                                 (tidak beraturan)

5. Kertas HVS

6. Alat tulis (Pulpen, pensil)

IV.   CARA KERJA

Gambar kromosom 1 (beraturan)

1.      Memotong satu per satu gambar kromosom (beserta nomor yang tersedia) yang telah disediakan dengan menggunakan gunting.

2.      Mengamati pola garis-garis setiap gambar kromosom yang telah dipotong.

3.      Menentukan pasangan setiap kromosom yang memiliki pola garis-garis yang sama (sesuaikan juga dengan nomor yang terdapat pada setiap gambar kromosom).

4.      Menempelkan gambar kromosom yang telah dipasang-pasangkan pada kertas HVS.

5.      Memberi urutan nomor pada setiap pasang gambar kromosom yang telah ditempel.

Gambar kromosom 2 (tidak beraturan)

1.      Menentukan sentromer pada setiap gambar kromosom.

2.      Mengukur panjang lengan setiap kromosom dengan menggunakan penggaris (jika kromosom melengkung maka menggunakan benang terlebih dahulu).

3.      Kemudian, menentukan rasionya dengan cara membagi antara panjang lengan yang panjang dengan panjang lengan yang pendek.

4.      Memotong satu per satu gambar kromosom (beserta nomor yang tersedia) yang telah disediakan dengan menggunakan gunting.

5.      Mengamati pola garis-garis setiap gambar kromosom yang telah dipotong.

6.      Menentukan pasangan setiap kromosom yang memiliki rasio hampir sama serta pola garis-garis yang mirip (sesuaikan juga dengan nomor yang terdapat pada setiap gambar kromosom).

7.      Menempelkan gambar kromosom yang telah dipasang-pasangkan pada kertas HVS.

8.      Memberi urutan nomor pada setiap pasang gambar kromosom yang telah ditempel.

V.   HASIL PENGAMATAN

Terlampir

VI.   PEMBAHASAN

Kromosom merupakan pembawa bahan genetik yang terdapat didalam inti sel setiap makhluk hidup. Pada setiap makhluk hidup, bentuk kromosom berbeda-beda. Bentuk kromosom akan sama pada setiap spesies yang sama. Semakin jauh hubungan kekerabatan suatu makhluk maka semakin banyak perbedaan dalam bentuk dan susunan kromosom yang dimiliki. Ada kromosom yang hanya memiliki satu lengan, ada pula yang memiliki dua lengan. Ada kromosom yaang memiliki dua lengan simetris (setangkup, sama besar, panjang dan bentuknya), ada pula yang asimetris. Dan ada kromosom yang kedua lengannya terlentang pada satu garis lurus, ada pula yang membentuk sudut sesamanya. Serta ada kromosom yang lengannya gemuk, kurus, pendek, maupun panjang. Secara penglihatan umum tanpa terperinci dan tanpa memperhatikan sentromernya, kromosom bisa dikatakan ada yang berbentuk batang, koma, bola, serutu, huruf L, huruf V dan lain-lain.

Berdasarkan panjang lengan-lengan kromosom yang ditentukan oleh posisi sentromer, kromosom dibagi menjadi beberapa macam yaitu:

1.      Metasentrik : terdapat dua lengan sama panjang dengan rasio 1,0 -- <1,7.

2.      Sub metasentrik : terdapat dua lengan dengan salah satunya sedikit lebih pendek, memiliki rasio 1,7 -- <3,0.

3.      Sub telosentrik (akrosentrik) : terdapat dua lengan dengan salah satu lebih pendek, memiliki rasio 3,0 -- < 7,0.

4.      Telosentrik : terdapat satu lengan, atau dua lengan dengan salah satu lengan sangat pendek memiliki rasio >7,0.

Kromosom dibentuk dari DNA yang berikatan dengan beberapa protein histon. Dari ikatan ini dihasilkan nukleosom. Kemudian nukleosom akan membentuk lilitan-lilitan yang sangat banyak yang menjadi penyusun dari kromatid (lengan kromosom). DNA memiliki bagian yang disebut dengan gen. Gen mengandung petunjuk karakteristik untuk suatu organisme. Setiap ikatan kromosom paling tidak mengandung 5-10 juta pasang DNA dan memiliki pola ikatan yang unik dalam setiap untaiannya. Ikatan kromosom juga digunakan untuk menilai hubungan kariotipe antar spesies yang memiliki tingkat kekerabatan yang cukup dekat (Wildan, 2003).

Kromosom terdiri dari beberapa bagian berikut:

1.      Kromatid, merupakan salah satu dari dua lengan hasil replikasi kromosom.

2.      Kromomer, merupakan penebalan-penebalan pada kromonema.

3.      Sentromer, merupakan daerah konstriksi (lekukan primer) disekitar pertengahan kromosom. Pada sentromer terdapat kinetokor yang merupakan tempat melekatnya benang spindel.

4.      Satelit, merupakan bagian kromosom yang berbentuk bulatan dan terletak diujung kromatid.

5.      Telomer, merupakan istilah yang menunjukan daerah paling ujung pada kromosom.

Pada setiap sel terdapat dua kromosom yang memiliki bentuk sama, ukuran yang sama, dan komposisi gen yang sama. Kromosom tersebut dinamakan kromosom homolog, kromosom dengan urutan gen yang identik atau kromosom yang berpasangan. Pada organisme yang bereproduksi secara generatif, seperti manusia, orangtua/induk menyedikan setengah dari jumlah total kromosom (46) yang sesuai dengan pasangan yang cocok. Kromosom homolog bersinapsis (berpasangan) selama pembelahan meiosis, urutan DNA pada kromosom homolog telah sesuai. Kromosom homolog berasal dari kromosom kedua orang tua yang terpisah, satu homolog berasal dari ibu dan yang ainnya dari ayah. Kromosom homolog berguna untuk pembentukan gamet dan sel-sel reproduksi. Sel-sel tubuh (somatik) manuasia memiliki 46 kromosom, atau 23 pasang  kromosom homolog. Sel-sel kelamin (gamet) manusia yaitu sperma dan ovum, masing-masing hanya memiliki 23 kromosom. Pada saat fertilisasi, satu sperma dan satu ovum bersatu membentuk sel yang memiliki kromosom lengkap (Wildan, 2003).

Dari praktikum yang dilakukan, pada gambar kromosom 1 (beraturan) ditemukan keanehan yaitu pasangan kromosom nomor 21 memiliki tiga kromosom (kelebihan sebuah kromosom) dan pada kromosom seks (gonosom) memiliki tiga kromosom X. Keadaan tersebut merupakan kelainan yang disebut trisomi. Trisomi merupakan keadaan dimana individu memiliki kelebihan sebuah kromosom.

Trisomi yang terdapat pada kromosom nomor 21 disebut sindrom Down. Sindrom Down merupakan trisomi pada autosom. Oleh karena kelainannya terjadi pada autosom, maka penderita sindrom Down dapat laki-laki ataupun perempuan.

Penderita sindrom Down biasanya mempunyai tubuh pendek dan puntung, lengan atau kaki kadang-kadang bengkok, kepala lebar, wajah membulat, mulut selalu terbuka, ujung lidah besar, hidung lebar dan datar, kedua lubang hidung terpisah lebar, jarak lebar antar kedua mata, kelopak mata mempunyai lipatan epikantus, iris mata kadang-kadang berbintik yang disebut bintik-bintik “Brushfield” (Suryo,1990).

Sedangkan pada kromosom seks (gonosom) yang memiliki tiga kromosom X artinya individu tersebut terkena sindrom Klinefelter. Sindron klinefelter  merupakan trisomi (keadaan dimana terdapat tiga kromosom)  pada kromosom kelamin. Kebanyakan kariotipe untuk sindrom Klinefelter (kira-kira ¾ dari semua kasus) adalah 47,XXY. Akan tetapi tanda-tanda dari sindrom ini biasanya tampak meskipun terdapat lebih dari satu kromosom X asal masih ada satu kromosom Y. Karena itu kariotipe yang lebih kompleks yang ada hubungannya dengan sindrom Klinefelter ialah salah satunya XXXY. Penghambatan mental biasanya dijumpai apabila terdapat lebih dari dua kromosom X.

Individu sindrom Klinefelter dapat terjadi melalui fertilisasi dari sel telur XX oleh spermatozoa Y atau melalui fertilisasi dari sel telur X oleh spermatozoa XY. Pada kasus dengan kariotipe XXXY berarti terjadi melalui fertilisasi dari sel telur XX oleh spermatozoa XY.  Individu dengan kariotipe XXXY disebut juga “Testicular dysgenesis”, karena testis tidak tumbuh, memperlihatkan fenotip laki-laki, tetapi payudara tumbuh, lengan tangan dan kaki ekstrim panjang, testis kecil, suara tinggi (Suryo,1990).

Pada praktikum dengan gambar kromosom 2 (tidak beraturan), kromosom-kromosom yang telah dipasangkan sesuai dengan panjang lengan dan pola garis yang sama, dikelompokkan kedalam beberapa macam bentuk berdasarkan rasio panjang lengannya (panjang lengan yang panjang dibagi panjang lengan yang pendek). Yang termasuk kedalam kelompok metasentris yaitu pasangan kromosom nomor 1, 2, 3, 6, 11, 13, 16, 19, dan 21. Submetasentris : pasangan kromosom nomor 4, 7, 8, 9, 10, 12, 17, 18, 22, dan 23. Sub telosentris : 5, 14, 15, dan 20. Pola bergaris-garis dari kromosom-kromosom individual yang ditemukan adalah unik dan konsisten, dan digunakan untuk mengenali (identifikasi) pasangan-pasangan homolog.

VII.   KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:

1.      Kariotipe merupakan gambaran kromosom suatu individu.

2.      Kromosom merupakan pembawa bahan genetik yang terdapat didalam inti sel setiap makhluk hidup.

3.      Kromosom dibentuk dari DNA yang berikatan dengan beberapa protein histon.

4.      Terdapat empat macam kromosom yang dikelompokan berdasarkan panjang lengannya yang ditentukan oleh posisi sentromer yaitu kelompok metasentrik, sub metasentrik, sub telosentrik, dan telosentrik.

5.      Bagian-bagian kromosom yaitu kromatid, kromomer, sentromer, satelit, dan telomer.

6.      Kromosom homolog adalah dua kromosom yang memiliki bentuk sama, ukuran yang sama, dan komposisi gen yang sama.

7.      Pola bergaris-garis dari kromosom-kromosom individual yang unik dan konsisten digunakan untuk mengenali (identifikasi) pasangan-pasangan homolog.

8.      Trisomi merupakan keadaan dimana individu memiliki kelebihan sebuah kromosom.

9.      Sindrom Down merupakan trisomi pada autosom dalam kromosom nomor 21.

10.  Sindrom Klinefelter merupakan trisomi pada gonosom dalam kromosom X.

VIII.   DAFTAR PUSTAKA

Anna. 1985. Dasar-dasar Genetika. Jakarta: Erlangga.

Suryo. 1990. Genetika Manusia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Wildan, Yatim. 1996. Genetika. Bandung: Tarsito.                                                

IX.   LAMPIRAN