Aberasi kromosom Allium cepa
84
PENGARUH LIMBAH PT. KAHATEX DI SUNGAI KAWASAN DESA MANGUN ARGA, KECAMATAN CIMANGGUNG, KABUPATEN SUMEDANG TERHADAP PEMBELAHAN SEL AKAR BAWANG MERAH (Allium sp.) Laporan Penelitian Kerja Praktek Disusun Oleh : Hana Hunafa Hidayat 140410100036 UNIVERSITAS PADJADJARAN FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI BIOLOGI
-
Upload
hana-hunafa -
Category
Documents
-
view
145 -
download
36
description
aberasi kromosom akar bawang
Transcript of Aberasi kromosom Allium cepa
PENGARUH LIMBAH PT. KAHATEX DI SUNGAI KAWASAN DESA
MANGUN ARGA, KECAMATAN CIMANGGUNG, KABUPATEN
SUMEDANG TERHADAP PEMBELAHAN SEL AKAR BAWANG MERAH
(Allium sp.)
Laporan Penelitian
Kerja Praktek
Disusun Oleh :
Hana Hunafa Hidayat
140410100036
UNIVERSITAS PADJADJARAN
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
PROGRAM STUDI BIOLOGI
SUMEDANG
2015
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN PENELITIAN KERJA PRAKTEK
Nama : Hana Hunafa Hidayat
Npm : 140410100036
Judul : Pengaruh Limbah PT. Kahatex di Sungai Kawasan Desa Mangun Arga,
Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang Terhadap Pembelahan Sel
Akar Bawang Merah (Allium sp.)
Lokasi : Laboratorium Genetika dan Biologi Molekuler Program Biologi FMIPA
Unpad
Waktu : September 2014- Februari 2015
Telah diperiksa dan disahkanJatinangor, Mei 2015
Menyetujui,
Pembimbing
Annisa, M.Si., Ph.D
NIP. 19780204 200604 2 001
Pengaruh Limbah PT. Kahatex Di Sungai Kawasan Desa Mangun Arga,
Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang Terhadap Pembelahan Sel
Bawang Merah (Allium sp.)
Oleh :
Hana Hunafa Hidayat
Pembimbing
Annisa, M.Si., Ph.D
ABSTRAK
Limbah industri yang terdapat di sumber air dapat mempengaruhi pembelahan sel tanaman. Penelitian mengenai pengaruh limbah PT. Kahatex di sungai kawasan Desa Mangun Arga, Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang terhadap pembelahan sel bawang merah (Allium sp.) bermaksud untuk untuk mengetahui pengaruh limbah pabrik PT. Kahatex di sungai yang berada dekat PT. Kahatex terhadap pembelahan sel dan kromosom akar bawang (Allium sp.). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk meneliti pengaruh air limbah sungai yang berada dekat PT. Kahatex terhadap pembelahan sel dan kromosom akar bawang. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode observasi dengan analisis data secara deskriptif. Hasil pengamatan pada perlakuan limbah dan kontrol dengan menggunakan teknik squash (pencet) didapatkan nilai index mitosis sel akar bawang yang menurun bila dibandingkan dengan kontrol yaitu untuk index mitosis sel akar yang direndam limbah sebesar 7,8 % sedangkan index mitosis sel akar kontrol dengan menggunakan air bidest yaitu sebesar 9,8 %. Nilai index mitosis kedua perlakuan diambil dari 100 sel yang diamati dan penyimpangan kromosom yang dianalisis secara deskriptif ditemukan macam-macam penyimpangan yaitu diantaranya adalah; stickiness (pelengketan), kromosom tertinggal, c-mitosis, jembatan kromosom, mikronukleat dan sel binukleat.
Kata Kunci : Allium sp., Pembelahan Sel, Penyimpangan kromosom.
i
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT karena
dengan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Kerja Praktek yang berjudul
“Pengaruh Limbah PT. Kahatex di Sungai Kawasan Desa Mangun Arga,
Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang Terhadap Pembelahan Sel
Akar Bawang Merah (Allium sp.)” dengan tepat waktu. Tulisan ini disusun sebagai
laporan hasil Kerja Praktek yang dilakukan pada bulan September 2014 sampai
Februari 2015 .Kerja praktek ini merupakan bagian mata kuliah wajib.
Penulis menyadari banyak pihak yang telah berpartisipasi dan membantu
dalam menyelesaikan penulisan laporan kerja praktek ini. Pada kesempatan ini
penulis mengucapkan terima kasih kepada ibu Annisa, M.Si., Ph.D sebagai
pembimbing yang mana sejauh ini penulis merencanakan, melaksanakan dan
menyusun laporan kerja praktek telah banyak dibantu sehingga kerja praktek ini dapat
terselesaikan. Selain itu pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Dr. Teguh Husodo, M.Si., Ketua Departemen Biologi FMIPA Unpad.
2. Dr. Mohammad Nurzaman, M.Si., Ketua Program Studi Biologi FMIPA
Unpad.
3. Dra. Nining Ratnaningsih, M.I.L Kepala Laboratorium Genetika dan Biologi
Molekuler yang telah memberikan izin untuk bekerja di laboratorium
Genetika dan Biologi Molekuler selama pengerjaan kerja praktek dilakukan..
ii
iii
4. Seluruh staf pengajar dan karyawan Program studi Biologi FMIPA Unpad.
5. Kedua orang tua yang telah mendoakan dan memberikan dukungan baik
moril maupun materil.
6. Teman-teman satu laboratorium (Dhita, Nurul dan Rini) serta teman-teman
biologi 2010 beserta semua pihak yang telah membantu penyelesaian laporan
kerja praktek ini.
Semoga laporan ini dapat menambah ilmu pengetahuan dan bermanfaat untuk
pembaca khususnya penulis sendiri, saran dan kritik sangat penulis terima, mohon
maaf atas kurang dan lebihnya. Terima kasih. Wassalam.
Jatinangor, Mei 2015
Penulis
Daftar Isi
LEMBAR PENGESAHAN...........................................................................................ii
ABSTRAK.....................................................................................................................i
KATA PENGANTAR...................................................................................................ii
Daftar Isi.......................................................................................................................iv
Daftar Gambar..............................................................................................................vi
Daftar Tabel.................................................................................................................vii
Daftar Lampiran.........................................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN.............................................................................................1
1.1 Latar Belakang.....................................................................................................1
1.3 Maksud dan tujuan...............................................................................................4
1.4 Kegunaan Penelitian............................................................................................4
1.5 Kerangka Pemikiran.............................................................................................5
1.6 Hipotesis..............................................................................................................6
1.7 Metodelogi Penelitian..........................................................................................7
1.8 Lokasi dan Waktu Penelitian...............................................................................7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................8
2.1 Pembelahan Sel Mitosis...........................................................................................8
2.2 Pengertian Gen........................................................................................................9
2.3 Kromosom.............................................................................................................10
2.4 Pengertian Mutasi..................................................................................................11
2.5 Pengujian toksisitas Air limbah.............................................................................14
2.5.1 Pengujian Sitotoksisitas...............................................................................14
2.5.2 Pengujian Genotoksisitas............................................................................15
2.6 Pengujian Toksisitas dengan Bawang Merah (Allium sp.)....................................16
BAB III METODE PENELITIAN..............................................................................18
3.1 Alat dan Bahan...................................................................................................18
v
3.1.1 Alat...............................................................................................................18
3.1.2 Bahan...........................................................................................................18
3.2 Metode Penelitian..............................................................................................18
3.3 Prosedur Penelitian............................................................................................19
3.3.1 Pengambilan Sampel Air.............................................................................19
3.3.2 Persiapan Umbi Bawang Merah..................................................................19
3.3.3 Pembuatan Preparat Dengan Metode Squash..............................................19
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.....................................................................21
4.1 Karakteristik dan Baku Mutu Limbah Cair Industri Tekstil..................................21
4.2 Pengaruh Air Limbah PT. Kahatex Terhadap Index Mitosis Bawang Merah (Allium sp.)...........................................................................................................22
4.3 Pengaruh Limbah PT. Kahatex Terhadap Kromosom Akar Bawang Merah (Allium sp.)...........................................................................................................26
4.3.1 Kontol Air Bidest........................................................................................26
4.3.2 Pemberian Air Limbah PT. Kahatex...........................................................28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN......................................................................31
5.1 Kesimpulan........................................................................................................31
5.2 Saran..................................................................................................................31
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................32
LAMPIRAN................................................................................................................38
Daftar Gambar
Gambar 2.1. Tahapan Mitosis…………………………………………………….8
Gambar 4.2 Struktur Kromosom…………………………………………………10
Gambar 4.1 Index Mitosis Bawang Merah (Allium sp.) Perlakuan Limbah
Dibandingkan dengan Kontrol……………………………………...24
Gambar 4.2 Fase-fase Pembelahan Mitosis Normal Sel Akar Bawang Merah….26
Gambar 4.3 Penyimpangan Kromosom Pembelahan Mitosis Sel Akar Bawang Merah
…………………………………………………………….……..…..28
vi
Daftar Tabel
Tabel 1 Karakteristik dan Baku Mutu Limbah Cair Industri Tekstil..........................21
vii
Daftar Lampiran
Lampiran 1. Lokasi Pengambilan Air Sampel.............................................................38
Lampiran 2. Pengujian Air Sample PT. KAHATEX Terhadap akar bawang.............38
Lampiran 3. Nilai Index Mitosis Perlakuan Kontrol (Bidest)……………………...39
Lampiran 4. Nilai Index Mitosis Perlakuan Limbah PT. KAHATEX …………….40
viii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jumlah penduduk di kota besar semakin meningkat demikian pula pola hidup
pun berubah, masyarakat banyak menggantungkan kebutuhan sehari-hari pada
industri. Menurut Tata Energy Research Institute (2005), industri termasuk salah satu
yang seharusnya bertanggung jawab terhadap pencemaran lingkungan. Disisi lain,
industri merupakan komponen yang tak terpisahkan dari perekonomian negara yang
berkembang termasuk negara Indonesia.
Industri tekstil di Indonesia adalah industri terbesar ketiga disamping industri
minyak dan gas dan mempunyai kontribusi terbesar untuk pasar ekspor. PT. Kahatex
didirikan pada tahun 1979 di Indonesia. Perusahaan ini berkembang menjadi sebuah
komplek pabrik yang besar, terbentang di antara dua lokasi pembuatan di Cijerah
Bandung dan Rancaekek (Tian dkk., 2003). Namun, sungai yang berada di sekitaran
PT.Kahatex Rancaekek ini dijadikan sebagai tempat pembuangan limbah yang dapat
mengakibatkan air sungai terpolusi.
Menurut Nielsen dan Rank (1994) limbah industri dapat dicirikan sebagai
campuran yang sangat kompleks yang mengandung berbagai senyawa organik serta
anorganik. Limbah tersebut umumnya mengandung zat berupa logam berat yang
dapat berbahaya bagi kesehatan manusia karena dapat menginduksi perubahan
genetik. Menurut Suhendrayatna (2001), pencemaran logam berat meningkat sejalan
1
2
dengan perkembangan industri dan logam berat dapat berpengaruh terhadap
kesehatan manusia.
Polusi dapat menurunkan kualitas hidup diantaranya polutan penyebab polusi
dapat berbahaya bagi kesehatan manusia karena dapat bersifat mutagenik sehingga
menyebabkan beberapa penyakit seperti kanker, penyakit jantung dan penuaan dini.
Kompleksitas masalah yang ditimbulkan dari pembuangan polutan limbah
membuatnya hampir tidak mungkin untuk melakukan penilaian bahaya berdasarkan
analisis kimia saja (Grover dan Khaur, 1999). Pengujian untuk mendeteksi aberasi
kromosom pada tanaman merupakan metode yang paling sederhana dengan tingkat
kepercayaan tinggi sehingga dapat dijadikan seleksi awal dalam memonitor polutan
lingkungan (Maluszynska dan Juchimiuk, 2005).
Pengujian toksisitas air limbah meliputi uji sitotoksisitas dan uji
genotoksisitas. Uji sitotoksisitas digunakan untuk melihat pengaruh air limbah/lindi
dalam menghambat perbanyakan sel, dilakukan melalui penghitungan indeks mitosis,
sedangkan uji genotoksisitas digunakan untuk melihat kemampuan air lindi dalam
merusak DNA/kromosom tanpa menyebabkan kematian sel, dilakukan melalui
penghitungan aberasi kromosom, frekuensi munculnya mikronukleus dan binukleus
(Ima, 2010). Indeks mitosis dapat digunakan sebagai bio-monitor untuk menilai
mutagenisitas limbah menurut Fiskesjo (1985). Indeks mitosis dihitung dengan
membagi jumlah sel yang membelah per-100 sel yang diamati (Fiskesjo 1997).
Pengujian dengan menggunakan tanaman menyediakan parameter untuk
menilai toksisitas campuran kompleks seperti limbah industri bahkan tanpa
3
pengetahuan tentang komposisi kimia. Banyak penelitian telah berhasil menggunakan
bioassay tanaman yaitu menggunakan Allium cepa, Vicia faba dan Tradescantia
paludosa untuk uji genotoksisitas lingkungan di tanah, permukaan dan air tanah, lindi
TPA dan limbah/lumpur (Odeigah et al., 1997; Steinkellner et al., 1999; Cotelle et
al., 1999; Cabrera dan Rodriguez, 1999). Tes Allium cepa untuk pengujian
genotoksisitas mudah ditangani, Memiliki biaya rendah dan menunjukan korelasi
yang baik dengan sistem uji mamalia (O.A El. Shahaby et al., 2003).
Kerusakan pada kromosom merupakan indikator penting adanya kerusakan
pada DNA dan ketidakstabilan genom. Kerusakan atau perubahan molekuler tersebut
dapat diperbaiki atau diperbaiki dengan tidak sempurna, maka berpotensi sebagai
pemicu perubahan pada materi genetik berupa mutasi (Isnawatie dan Alegantina
2004). Penelitian pengaruh pembuangan limbah tekstil PT. Kahatex di sungai
kawasan Desa Mangun Arga, Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang
terhadap kromosom Allium sp. belum pernah dilakukan sebelumnya. Oleh karena itu
penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh air limbah PT. Kahatex terhadap
pembelahan sel akar bawang merah (Allium sp.) beserta penyimpangan kromosom
yang terjadi.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka permasalahan yang menjadi dasar
dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :
4
1. Bagaimanakah pengaruh air limbah dari pabrik PT. Kahatex di sungai
kawasan Desa Mangun Arga, Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang
terhadap pembelahan sel akar bawang merah (Allium sp.).
2. Apakah limbah dari pabrik PT. Kahatex di sungai kawasan Desa Mangun
Arga, Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang memberikan pengaruh
pada kromosom akar bawang merah (Allium sp.).
1.3 Maksud dan tujuan
Maksud penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh limbah pabrik PT.
Kahatex di sungai kawasan Desa Mangun Arga, Kecamatan Cimanggung, Kabupaten
Sumedang terhadap kromosom sel akar tanaman bawang merah (Allium sp.).Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk meneliti pengaruh air sungai yang berada dekat PT.
Kahatex terhadap pembelahan sel dan kromosom akar bawang.
1.4 Kegunaan Penelitian
Kegunaan penelitian ini adalah untuk memberikan informasi ilmiah mengenai
pengaruh limbah dari pabrik PT. Kahatex di sungai kawasan Desa Mangun Arga,
Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang pada pembelahan sel tanaman
bawang merah (Allium sp.) serta pengaruhnya pada kromosom dan kegunaan umbi
bawang merah sebagai indikator awal dari pencemaran.
5
1.5 Kerangka Pemikiran
Limbah industri dapat dicirikan sebagai campuran yang sangat kompleks yang
mengandung berbagai senyawa organik serta anorganik. Limbah tersebut umumnya
mengandung zat berupa logam berat yang dapat berbahaya bagi kesehatan manusia
karena dapat menginduksi perubahan genetik ( Nielsen dan Rank 1994). Pengujian
toksisitas diperlukan untuk mengontrol limbah industri untuk mencegah kerusakan
lebih lanjut dari kualitas air (O.A El-Shahaby et al, 2003).
Allium sp. sangat cocok untuk studi genotoksik karena ; (i) . Dinamika
pertumbuhan akar sangat sensitif terhadap polutan (ii) Fase mitosis sangat jelas dalam
bawang (iii) memiliki jumlah kromosom stabil (iv) Keanekaragaman stabil dalam
kromosom morfologi (v) kariotip stabil (vi) Respon yang jelas dan cepat (vii)
Kerusakan kromosom spontan jarang terjadi. Oleh karena itu, tes ini telah menjadi
mapan untuk penentuan zat genotoksik dalam dengan melihat kerusakan kromosom
pada sel-sel akar meristem bawang (Allium cepa ) yang berfungsi sebagai biomarker
untuk berbagai jenis pencemaran lingkungan. Dengan melakukan pengujian toksisitas
menggunakan Allium seseorang dapat mengetahui dampak dari air limbah (Peter dan
Tomaz, 2013).
Perubahan materi genetik yang diakibatkan oleh mutagen kimia dapat diamati
secara sitologi dari proses mitosis yang terjadi pada sel-sel yang sedang aktif tumbuh
(ujung akar dan ujung batang). Jenis aberasi kromosom yang terjadi tergantung pada
tahap siklus sel saat terkena mutagen kimia dan jenis mutagen kimia yang
menginduksi kromosom (Hall, 2000). Bahan utama pembuatan preparat mitosis
6
adalah sel yang melakukan pembelahan mitosis, sel-sel yang sedang melakukan
mitosis ditemukan pada bagian tanaman yang aktif mengalami pertumbuhan
(maristematis) dan paling mudah ditemukan pada bagian ujung akar (Loveless, 1983).
Ujung akar beberapa spesies dari genus Allium merupakan bahanyang baik
untuk diproses menjadi preparat mitosis karena kromosom spesies tersebut termasuk
bertipe besar serta memiliki jumlah autosom sedikit yaitu 16 kromosom sehingga
kromosom mudah diamati. Akar mudah tumbuh dan seragam, sel akar tidak
berklorofil serta mudah dipulas oleh pewarna (Fukui, 1996). Selain itu tanaman
tersebut mudah di dapat dan mudah di dapat. Metode yang umum digunakan dalam
membuat preparat mitosis yaitu dengan metode squash (pencet) yaitu suatu metode
untuk mendapatkan suatu preparat dengan cara meremas suatu potongan jaringan atau
suatu organisme secara keseluruhan sehingga didapatkan suatu sediaan yang tipis
yang dapat diamati dibawah mikroskop (Suntoro,1983).
1.6 Hipotesis
Berdasarkan kerangka pemikiran tersebut, maka dapat dirumuskan hipotesa
sebagai berikut :
1. Nilai index mitosis sel akar bawang (Allium sp.) yang diberi limbah PT.
KAHATEX memiliki nilai index mitosis yang menurun dibandingkan dengan nilai
index mitosis sel akar bawang kontrol
7
2. Terdapat beberapa jenis penyimpangan kromosom sel akar bawang merah (Allium
sp.) yang diakibatkan pengaruh limbah PT. KAHATEX
1.7 Metodologi Penelitian
Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode observasi dengan analisis
data secara deskriptif dimana terdapat dua perlakuan yaitu kontrol dengan
menggunakan air Bidest dan air Limbah PT. KAHATEX setiap perlakuan dilakukan
16 kali pengulangan. Perendaman dalam air bidest dan limbah dilakuakan selama 7
hari atau hingga panjang akar 45 cm (Imaniar dkk., 2014) Pembuatan preparat
kromosom dilakukan menggunakan metode pencet (Arianto dkk., 2009 dengan
perubahan).
1.8 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada September 2014 – Februari 2015 di Laboratorium
Genetika dan Biologi Molekuler Program Studi Biologi FMIPA Unpad.
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pembelahan Sel Mitosis
Pembelahan sel lengkap dibedakan atas dua proses yaitu: pembelahan inti sel
(kariokinesis) dan pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Makhluk yang membiak
secara seksual mengenal dua macam pembelahan inti, yaitu pembelahan biasa
(mitosis) dan pembelahan reduksi (meiosis) (Suryo, 2001). Dalam bidang genetika,
mitosis adalah proses yang menghasilkan dua sel anak yang identik. Tahapan mitosis
dapat dilihat pada Gambar 2.1. Mitosis mempertahankan pasangan kromosom yang
sama melalui pembelahan inti dari sel somatic secara berturut-turut. Proses ini terjadi
secara bersama-sama dengan pembelahan sitoplasma dan bahan-bahan diluar inti sel
(sitokinesis). Mitosis pada tanaman terjadi selama 30 menit–beberapa jam (Crowder,
1997).
Gambar 2.1. Tahapan Mitosis (Hillis et al,. 2012)
9
Menurut Suryo (2001), pada mitosis bahan inti sel terbagi sedemikian rupa,
sehingga Dari satu sel yang dihasilkan 2 buah anakan yang masing-masing memiliki
sifat genetik sama. Mitosis berlangsung pada semua sel, kecuali pada sel-sel yang
akan menjadi sel kelamin. Mitosis dibedakan atas 5 fase, yaitu: interfase, profase,
metaphase, anaphase dan telofase. Jaringan yang mudah untuk ditelaah mitosis adala
meriostem pada titik tumbuh akar bawang.
Mewarnai dengan zat pewarna yang sesuai akan tampak kromosom-
kromosom dalam sel-sel yang membelah diri. Sel akar bawang yang baru terbentuk
berisi 16 kromosom, 8 diantaranya pada mulanya disumbangkan oleh “bapak”
tumbuhan bawang, yaitu tumbuhan yang menyediakan gamet jantan. Kromosom ini
sering dinamai kromosom paternal. Sisa yang 8 lagi semulanya disumbangkan oleh
induk bawang, yaitu 7 bawang yang menghasilkan telur, inilah kromosom maternal.
Untuk setiap kromosom maternal ada kromosom paternal yang amat mirip dengasn
yang pertama tadi. Kromosom-kromosom yang sama ini merupakan pasangan
homolog. Setiap anggota satu pasang kromosom homolog tertentu acap kali disebut
homolog anggota lainnya pasangan tersebut (Kimball, 1998).
2.2 Pengertian Gen
Secara struktur, gen merupakan unit dasar dari materi hereditas yang terdapat
dalam kromosom (Gardner et al., 1984). Sedangkan secara molekuler gen merupakan
seluruh rangkaian asam inti yang dibutuhkan untuk pembentukan suatu produk gen
10
fungsional (polipeptida atau RNA) (Lodish et al., 2003). Pada sel gen memiliki
fungsi tertentu, salah satunya disebut dengan proto-onkogen, berfungsi untuk
mengatur pembelahan, pertumbuhan, dan mengatur komunikasi satu sel dengan
sel lainnya, serta mengatur apoptosis (Macdonald et al., 2004). Selain itu ada juga
gen yang berfungsi untuk menghambat proliferasi sel dengan cara menghambat
progresi dan diferensiasi sel, disebut dengan tumor supresor gen. Mutasi pada salah
satu atau kedua gen tersebut dapat menyebabkan ketidakstabilan gen dan akan
menyebabkan terjadinya gangguan pada pertumbuhan dan perkembangan sel
(Macdonald et al., 2004).
2.3 Kromosom
Kromosom adalah struktur yang terdapat di dalam sel dan berisi materi
genetik.Kromosom terdiri dari dua molekul kimia yaitu protein (histon dan non
histon) dan asam nukleat (deoxyribonucleic acid). Secara biokimia, masing-masing
kromosom berisi segmen DNA yang sangat panjang dan merupakan
bahangenetikdanprotein yang terikat (Brooker, 2012). Kromosom sel eukariot
biasanya hanya terlihat pada saat proses pembelahan, setelah kromosom direplikasi
maka akan didapatkan struktur ganda identik yang disebut dengan kromatid (sister
chromosomes) (Fletcher et al., 2007). Struktur kromosom dapat dilihat pada gambar
2.2.
11
Gambar 2.2 Struktur Kromosom (Zakhari, 2013)
2.4 Pengertian Mutasi
Mutasi merupakan perubahan turun temurun pada materi genetik yang
menimbulkan berbagai bentuk kelainan gen. Secara garis besar terdapat dua tipe
mutasi yaitu yang mempengaruhi gen dan mempengaruhi seluruh kromosom
(menyebabkan kerusakan kromosom). Mutasi dapat terjadi secara spontan maupun
memalui induksi (Gardner et al., 1984). Mutagen yaitu agen yang dapat
menyebabkan terjadinya mutasi dalam sel. Agen mutagen tersebut dapat berupa
fisika, kimia, radiasi-pengion, sinar uv dan obat-obatan (Stansfield et al., 2003).
Mutasi dibedakan menjadi mutasi DNA, mutasi gen dan mutasi kromosom
(Warianto, 2011):
a) Mutasi DNA
1. Mutasi transisi, yaitu suatu pergantian basa purin dengan basa purin lain atau
pergantian basa pirimidin dengan basa pirimidin lain; atau disebut juga
12
pergantian suatu pasangan basa purin-pirimidin dengan pasangan purin-
pirimidin lain.
2. Mutasi tranversi, yaitu suatu pergantian antara purin dengan pirimidin pada
posisi yang sama.
3. Insersi, yaitu penambahan satu atau lebih pasangan nukleotida pada suatu gen
4. Delesi, yaitu pengurangan satu atau lebih pasangan nukleotida pada suatu gen
b) Mutasi Gen
Mutasi gen merupakan perubahan yang terjadi pada nukleutida DNA yang
membawa pesan suatu gen tertentu. Mutasi gen pada dasarnya merupakan mutasi
titik. Mutasi titik (point mutation) merupakan perubahan kimiawi pada satu atau
beberapa pasangan basa dalam satu gen tunggal. Mutasi gen adalah mutasi yang
terjadi dalam lingkup gen. Peristiwa yang terjadi pada mutasi gen adalah
perubahan urutan-urutan DNA. Jenis-jenis mutasi gen adalah:
Mutasi salah arti (missens mutation)
Mutasi diam (silent mutation)
Mutasi tanpa arti (nonsense mutation)
Hampir semua mutasi tanpa arti mengarah pada inaktifnya suatu protein
sehingga menghasilkan fenotip mutan.Mutasi ini dapat terjadi baik oleh tranversi,
transisi, delesi, maupun insersi. Mutasi perubahan rangka baca (frameshift
mutation), yaitu mutasi yang terjadi karena delesi atau insersi satu atau lebih
13
pasang basa dalam satu gen sehingga ribosom membaca kodon tidak lengkap.
Akibatnya akan menghasilkan fenotip mutan (Warianto, 2011).
c). Mutasi kromosom
Mutasi kromosom yaitu mutasi yang disebabkan karena perubahan struktur
kromosom atau perubahan jumlah kromosom. Istilah mutasi pada umumnya
digunakan untuk perubahan gen, sedangkan perubahan kromosom yang dapat
diamati dikenal sebagai variasi kromosom atau mutasi besar/ gross mutation atau
aberasi. Mutasi kromosom sering terjadi karena kesalahan pada meiosis maupun
pada mitosis (Warianto, 2011). Aberasi kromosom adalah perubahan jumlah
kromosom dan susunan atau urutan gen dalam kromosom yang terjadi akibat
faktor fisika, kimia dan biologi sehingga mengakibatkan abnormalitas pada
individu (Edwards, 2005).
Mutasi kromosom adalah proses perubahan hasil susunanbagian kromosom
atau jumlah kromosom pada individu yang tidak normal atau bisa juga jumlah
kromosom set kromosom yang tidak normal. Banyak mutasi kromosom yang
dapat menyebabkan kelainan dalam fungsi sel organisme. Ada dua alasan dasar
untuk hal ini, yang pertama mutasi kromosom dapat menyebabkan efek abnormal
pada nomor urutan maupun posisi gen. Alasan kedua apabila mutasi kromosom
terjadi dan mengakibatkan kerusakan kromosom maka akan mengganggu fungsi
sel yang lainnya (Griffiths et al., 1993).
14
2.5 Pengujian toksisitas Air limbah
Pengujian toksisitas air limbah meliputi uji sitotoksisitas dan uji
genotoksisitas. Uji sitotoksisitas digunakan untuk melihat kemampuan air lindi
dalam menghambat perbanyakan sel, dilakukan melalui penghitungan indeks
mitosis, sedangkan uji genotoksisitas digunakan untuk melihat kemampuan air
lindi dalam merusak DNA/kromosom tanpa menyebabkan kematian sel, dilakukan
melalui penghitungan aberasi kromosom, frekuensi munculnya mikronukleus dan
binukleus (Ima, 2010). Disamping itu pengujian toksisits menggunakan tanaman
menyediakan parameter untuk menilai toksisitas campuran kompleks seperti
limbah industri bahkan tanpa pengetahuan tentang komposisi kimia (Odeigah et
al., 1997).
2.5.1 Pengujian Sitotoksisitas
Tingkat sitotoksisitas dapat ditentukan oleh tingkat indeks mitosis menurut
Panda dan Sahu (1985). Indeks mitosis dapat digunakan sebagai bio-monitor untuk
menilai mutagenisitas limbah menurut Fiskesjo (1985). Indeks mitosis dihitung
dengan membagi jumlah sel yang membelah per-100 sel yang diamati (Fiskesjo,
1985).
Penelitian yang membandingkan kontrol dengan limbah dengan nilai
konsentrasi yang semakin meningkat memberikan hasil penurunan nilai indeks
mitosis hal ini bisa disebabkan nilai logam berat yang semakin meningkat (Bakare et
al., 2000). Penurunan nilai indeks mitosis menunjukan bahwa pengaruh limbah dapat
15
memberikan dampak letal dan subletal pada sistem kehidupan walaupun konsentrasi
limbah yang diberikan adalah 1% menurut Daniel et al.,(2011). Hasil penghitungan
indeks mitosis menurut penelitian yang dilakukan oleh Nursiva (2010) menunjukkan
bahwa air lindi menghambat pembelahan sel di ujung akar bawang merah dengan
menurunkan nilai indeks mitosis secara signifikan seiring dengan semakin tingginya
konsentrasi air lindi yang diberikan.
2.5.2 Pengujian Genotoksisitas
Genotoksisitas yaitu proses terjadinya interaksi suatu agen dengan DNA dan
target sel lain yang mengontrol materi genetik diakibatkan bebarapa agen genotoksik
(penginduksi) seperti paparan radiasi sinar gamma, logam (Kadmium dan Arsen), dan
kerusakan inilah yang akan memicu terjadinya mutasi (Arafa, 2008). Perubahan
materi genetik yang diakibatkan oleh mutagen kimia dapat diamati secara sitologi
dari proses mitosis yang tejadi pada sel-sel yang sedang aktif tumbuh (ujung akar
dan ujung batang). Jenis aberasi kromosom yang terjadi tergantung pada tahap
siklus sel saat terkena mutagen kimia dan jenis mutagen kimia yang
menginduksi kromosom (Hall, 2000).
Azlia dan Wardini (2010) melaporkan terjadi aberasi kromosom dan
mikronuklei di sel ujung akar Allium cepa yang disebabkan oleh air lindi (air
limbah yang diproduksi oleh tempat pembuangan akhir sampah). Aberasi
kromosom dan mikronuklei juga ditemukan pada tanaman lainnya seperti
Crespiscapillaris yang terdedah sungai terpolusi (Grant dan Owen, 1998). Pengujian
16
genotoksisitas dengan menggunakan tanaman termasuk hemat biaya, selain itu
pekerjaan ini dapat memberikan peringatan pertama bahaya lingkungan dan sebagai
jaringan monitoring skala besar sekaligus dapat melindungi ekosistem termasuk
manusia (O.A El. Shahaby et al., 2003).
2.6 Pengujian Toksisitas dengan Bawang Merah (Allium sp.)
Tanaman bawang merah termasuk tanaman semusim berbentuk rumpun dan
tumbuh tegak yang termasuk kedalam famili Liliaceae. Klasifikasi tanaman bawang
merah dalam Hendro Sunarjono dan Prasodjo Soedomo (1983) adalah sebagai
berikut:
Divisio Spermatophyta
Subdivisio Angiospemae
Kelas Monocotyledoneae
Famili Liliaceae
Genus Allium
Spesies Allium sp.
Jumlah kromosom yang tidak terlalu banyak yaitu 2n=16 serta fase mitosis
yang jelas terlihat menjadikan bawang merah ideal digunakan dalam mempelajari
kerusakan kromosom pada tanaman, selain itu kromosom bawang merah
memiliki ukuran yang besar dan cukup mudah untuk dibuat preparatnya
(Sastrosumarjo, 2006). Tanaman tingkat tinggi yang biasa digunakan dalam sistem uji
genetik menurut Wani & Khan (2006) adalah Allium cepa, Oryza sativa, Hordeum
17
vulgare, Triticum durum, Vicia faba, Cicer arietnum, Vigna unguiculata, Cajanus
cajan, Vigna mungo dna Lens culinaris. Allium cepa merupakan tranaman tingkat
tinggi yang paling sering digunakan dalam sisitem uji genetik, uji ini dikembangkan
oleh Levan pada tahun 1938.
Allium memiliki kromosom yang besar sehingga mudah mendeteksi aberasi
kromosom yang terjadi. Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan uji Allium
adalah metode yang murah, cepat, mudah ditangani dan memberikan hasil yang
akurat (Rank,2003). Penelitian yang dilakukan oleh (Nursiva, 2010) menggunakan
air lindi di TPA Sarimukti bersifat toksik karena dapat menyebabkan perubahan
morfologi akar, menurunkan kemampuan pembelahan mitosis, meningkatkan
terjadinya aberasi kromosom dan mikronuklei serta menginduksi pembentukan
binuklei pada sel akar umbi bawang merah. Konsentrasi air lindi yang digunakan
pada penelitian ini adalah 5%, 10%, 15% dan 25%.
Penyimpangan kromosom yang paling umum ditemukan diantaranya
ialahterganggunya spindel pada saat metafase, anafase dan telofase, patahan
kromosom dan jembatan kromosom. Penyimpangan kromosom dari sampel air
daerahMansoure Negara India yang terkena banyak limbah industri tekstil dengan
menggunakan Allium cepa. Hasil penelitian O.A El-Shahaby et. al. (2000)
menunjukan peringkat sitotoksisitas dengai urutan sungai yang paling toksik ialah
sungai Begay > sungai Telbana > sungai Shawa > sungai El-Akrad.
BAB III
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Botol vial, kaca preparat, kaca penutup, lemari es, kamera, mikroskop cahaya,
pipet tetes, counter, dan silet.
3.1.2 Bahan
Aquabidest, akuades, asam asetat 45%, aceto camin 2%, umbi bawang merah
(Allium sp.), entelan, HCL 1N, kapas, minyak imersi dan label.
3.2 Metode Penelitian
Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode observasi dengan analisis
data secara deskriptif dimana terdapat dua perlakuan yaitu kontrol dengan
menggunakan air Bidest dan air Limbah PT. KAHATEX setiap perlakuan dilakukan
16 kali pengulangan. Perendaman dalam air bidest dan limbah dilakuakan selama 7
hari atau hingga panjang akar 4-5 cm (Imaniar dkk., 2014). Pembuatan preparat
kromosom dilakukan menggunakan metode pencet (Arianto dkk., 2009 dengan
perubahan).
18
19
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Pengambilan Sampel Air
Pertama-tama sampel air limbah diambil dari pabrik PT. Kahatex diambil dari
jarak ±15 meter dari sumber pembuangan limbah pabrik dari sungai di samping
pemukiman penduduk tepatnya di Kampung Cikijing, Desa Mangun Arga,
Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang (Lampiran 1).
3.3.2 Persiapan Umbi Bawang Merah
Umbi bawang merah (Allium sp.) (2n=16) kultivar sumenep dengan berat 10-
15 g umur 60-90 hari pasca panen dibeli dari pasar Leuwi-Panjang Bandung. Umbi
disinari matahari sekitar empat hari untuk mematahkan dormansi Umbi diletakan
dengan cara menusuk umbi dengan menggunakan tusuk gigi terlebih dahulu pada dua
sisi umbi kemudian meletakannya di atas wadah yang telah berisikan air bidest dan
air limbah dengan bagian dasar umbi terendam. (Imaniar dkk., 2014 dengan
perubahan). Persiapan umbi bawang merah untuk penelitian dapat dilihat pada
(lampiran 2).
3.3.3 Pembuatan Preparat Dengan Metode Squash
Pembuatan preparat kromosom dilakukan menggunakan metode pencet
(squash) yang meliputi beberapa tahapan sebagai berikut pertama-tama pengambilan
bahan tanaman berupa ujung akar bawang merah, kemudian pra perlakuan ujung akar
dipotong ± 3 mm dari ujung dan dimasukan dalam botol flakon berisi aquadest,
20
difiksasi dengan larutan asam asetat 45%, setelah itu maserasi ujung akar dengan
larutan HCL terakhir diberi pewarnaan dengan larutan aceto-carmin 2%, dan
dilakukan pemencetan ujung (squasing), kemudian tepi gelas penutup disegel dengan
cat kuku sehingga dapat dilakukan pemotretan preparat (Arianto dkk., 2009 dengan
perubahan).
3.4 Parameter Penelitian
Parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah index mitosis
dibandingkan dengan kontrol dan berbagai macam penyimpangan kromosom yang
terjadi. Jumlah pengulangan yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan rumus
umum Federer:
(t-1) (r-1) ≥ 15
Keterangan :
t : Jumlah perlakuan dalam penelitian.
r : Jumlah perlakuan ulang (sampel).
3.5 Analisis Data
Analisis data untuk pembelahan sel yang terjadi ialah dengan membandingkan
nilai index mitosis dan penyimpangan kromosom yang terjadi dianalisis secara
deskriptif.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik dan Baku Mutu Limbah Cair Industri Tekstil
Limbah tekstil yang dihasilkan industri pencelupan sangat berpotensi
mencemari lingkungan. Hal ini disebabkan karena air limbah tekstil tersebut
mengandung bahan-bahan pencemar yang sangat kompleks dan intensitas warnanya
tinggi (Azbar et al., 2004). Karakteristik limbah cair yang dihasilkan industri tekstil
sangat erat hubungannya dengan bahan-bahan yang digunakan dalam tahapan proses
pembuatan tekstil. Karakteristik dan baku mutu limbah air industri tekstil disajikan
pada Tabel 4.1 di bawah ini.
Tabel 4.1 Karakteristik dan Baku Mutu Limbah Cair Industri Tekstil
Parameter SatuanKadar Maksimum
menurut kep men L.H No 51/MENLH/101 1995
Biochemical oxygen(BOD)
mg/L 600
Chemical oxygen (COD) Mg/L 150,0Total suspended solid
(TSS)Mg/L 50,0
PH - 6,0-9,0Warna Pt-Co -
(Sumber : KepMen LH No. 51MENLH/10/1995)
Meskipun ada peraturan baku mutu limbah industri tekstil yang ditetapkan
oleh peraturan pemerintah yaitu KepMen 51/MENLH/10/1995 akan tetapi belum di
21
22
ketahui pengaruhnya terhadap kromosom mahluk hidup. Dengan melakukan uji
toksisitas pada Allium sp. pengaruh pada pembelahan sel lebih cepat untuk diketahui
dan juga pengaruhnya terhadap kromosom.Untuk mengetahui pengaruh limbah
terhadap pembelahan sel dihitung dengan menggunakan index mitosis dan
penyimpangan kromosom dianalisis secara deskripsi.
4.2 Pengaruh Air Limbah PT. Kahatex Terhadap Index Mitosis Bawang Merah
(Allium sp.)
Perhitungan index mitosis sel akar bawang (Allium sp.) dilakukan dengan
memberikan perlakuan akar bawang yang direndam dengan air limbah PT.
KAHATEX dan dibandingkan dengan perlakuan kontrol akar bawang merah dengan
air menggunakan Bidest selama 24 jam. Masing-masing perlakuan dilakukan 16 kali
pengulangan sehingga di dapatkan 36 umbi bawang untuk setiap umbinya dan di
ambil 100 sel yang diamati pada setiap pengulangan. Pada percobaan di ambil
sayatan preparat ± 1 mm dari ujung akar.
Pengambilan akar bawang adalah pada pukul 08.00 WIB karena setiap
tumbuhan memiliki waktu optimum pembelahan mitosis yang khas, begitu juga
dengan bawang merah (Allium sp ) yang memiliki waktu pembelahan mitosis
optimum metafase antara pukul 08.00-09.00 WIB (Anggarwulan dkk., 1999). Untuk
membuat preparat dengan fase-fase lengkap mitosis didalamnya maka yang sangat
perlu diperhatikan adalah pada saat proses awal pembuatan adalah waktu pemotongan
akar. Hal ini merupakan faktor krisis dalam menentukan hasil akhir preparat
23
meskipun pembelahan sel dapat dapat tidak konstan sepanjang hari menurut Yadav
(2007).
Setelah dipotong akar bawang difiksasi dengan menggunakan asam asetat
45% selama 15 menit, dibilas menggunakan akuadest 3x ditambah HCL 1N selama 1
jam dibilas 3x dengan menggunakan akuades dan diberikan pewarnaan acetocarmin
2% selama (±) 2 jam, dilakukan pemencetan preparat lalu diberikan entelan pada
pinggiran cover glass agar sayatan tidak mengering. Dilihat dengan menggunakan
mikroskop perbesaran lensa 1000x dan diberikan sedikit minyak imersi untuk
mengurangi pembiasan.Perhitungan index mitosis dilakukan dengan meihat secara
langsung pada mikroskop dan menggunakan alat counter, diambil seratus sel untuk
setiap perlakuan.
Rumus index mitosis adalah sebagai berikut :
Im = N.m x 100%N
Keterangan : Index mitosis
Nm : Jumlah sel yang bermitosis dari profase sampai telofase pada satu
preparat mitosis
N : Jumlah seluruh sel yang diamati
Hasil rata-rata pada setiap perlakuan menunjukan nilai index mitosis yang
menurun dari index mitosis sel akar bawang yang diberikan perlakuan limbah PT.
Kahatex ke nilai index mitosis sel akar bawang kontrol. Nilai rata-rata index mitosis
24
pada perlakuan limbah PT. Kahatex dari 16 kali pengulangan adalah sebesar 7,8 %
dari 100 sel yang diamati dan nilai untuk sel akar bawang merah kontrol yang
diberikan air Bidest dari 16 kali pengulangan mempunyai nilai 9,8 % dari 100 sel
yang diamati.
Limbah PT. Kaha-
tex
Kontrol (Bidest)
0
2
4
6
8
10
12
PERBANDINGAN INDEX MITOSIS LIMBAH DAN KONTROL
Column1Limbah PT. Kahatex
(Inde
x m
itosis
(%))
Gambar 4.1 Index Mitosis Bawang Merah (Allium sp.) Perlakuan Limbah Dibandingkan dengan Kontrol
Pada Tabel 4.1 menjelaskan perlakuan bahwa penurunan indeks mitosis dari
kontrol air bidest ke limbah yaitu mengalami penurunan hanya sebesar 2% saja yaitu
dari 9,8 menjadi 7,8 nilai indeks mitosis. Index mitosis adalah ukuran yang dapat
diterima untuk menunjukan sifat sitotoksisitas untuk semua organisme yang dilihat
dari penurunan Indeks mitosis. (Smaka-kinel et al., 1996).
25
Tingkat sitotoksisitas dapat ditentukan dengan tingkat penurunan indeks
mitosis. Penurunan indeks mitosis di bawah 50% biasanya memiliki efek mematikan
(Panda dan Sahu, 1985). Jika indeks mitosis menurun di bawah 22% kontrol
menyebabkan efek sub letal pada organisme (Antonsie-Wiez, 1990). Penelitian yang
membandingkan kontrol dengan limbah dengan nilai konsentrasi yang semakin
meningkat memberikan hasil penurunan nilai indeks mitosis hal ini bisa disebabkan
nilai logam berat yang semakin meningkat (Bakare et al., 2000). Menurut Daniel et.
al. (2011) penurunan nilai indeks mitosis menunjukan bahwa pengaruh limbah dapat
memberikan dampak letal dan subletal pada sistem kehidupan walaupun konsentrasi
limbah yang diberikan adalah 1%.
Pembelahan sel dipengaruhi oleh proses siklus sel yang dikendalikan oleh
pengontrol siklus sel yang berupa suatu kelompok protein yang disebut siklin. Siklin
menjalankan fungsi regulasinya melalui pembentukan kompleks dengan mengaktivasi
protein kinase bergantung siklin (Cdk, cyclin dependent kinase). Cdk berperan dalam
melepaskan transkripsi gen pada tahap replikasi DNA. Siklin dan Cdk diatur oleh jam
biologi. Selanjutnya protein ini akan diinduksi oleh sitokinin untuk mengatur siklus
sel diantara dua fase yaitu G1/s dan G2/s. Peran siklin Cdk dan sitokinin sangat
mempengaruhi tingkat pembelahan sel (Matias dan Fontanilla, 2011).
26
4.3 Pengaruh Limbah PT. Kahatex Terhadap Kromosom Akar Bawang Merah
(Allium sp.)
4.3.1 Kontrol Air Bidest
Secara umum tahapan dalam pembuatan preparat mitosis dengan metode
squash (pencet) yaitu diawali dengan pemilihan bahan, kemudian memfiksasi,
hidrolisis, pewarnaan dan yang terakhir pembuatan preparat dengan memencet
preparat (Jones dan Rickard, 1990). Akar bawang merah yang direndam pada air
Bidest sebagai kontrol dibuat preparat dengan melalui proses-proses pewarnaan
seperti cara diatas. Di bawah ini merupakan hasil gambar dari fase-fase pembelahan
mitosis normal sel akar bawang merah (Allium sp.) yaitu fase profase, metafase,
anafase, telofase dan interfase dapat dilihat pada gambar 4.2 berikut:
(a) (b) (c) (d) (e)
a) Profase normal b) Metafase normal.c) Anafase normal d) Telofase normal e) Interfase normal.
Gambar 4.2 Fase-fase Pembelahan Mitosis Normal Sel Akar Bawang Merah (Allium sp.)
Fase profase dapat dilihat pada gambar 4.2 (a) Profase dimana tahapan
pembelahan pertama, permulaan profase–profase kromosom menjadi lebih pendek
dan tebal.Pada akhir profase mulai terbentuk benang–benang spindel/ gelendong inti
pada masing–masing kutub sel, yang letaknya berlawanan. Akan tetapi dalam
27
pengamatan ini tidak terlalu tampak benang–benang gelendong (Suryo,1997). Fase
metafase dapat terlihat pada gambar 4.2 (b) Tahap metafase terjadi pada saat
kromosom mencapai titik gelendong pada ekuator secara acak (Pai, 1985). Pada fase
ini kromosom terlihat pendek dan tebal ( Suryo, 1997).
Pada fase metafase setelah semua kromatid tersusun pada bidang ekuator,
kromatid ini akan mulai terpisah dari pasangannya dan masing-masing akan di
hubungkan dengan kutub pembelahan sel pada setiap sisi. Tahap metafase ini diakhiri
dengan ketertarikannya bagian kinetokor ke arah kutub pembelahan sel masing-
masing. Sementara itu bagian kromatidnya masih menempel satu sama lain ( Juwono
dan Juniarto, 2000).
Fase anafase dapat terlihat pada gambar 4.2 (c) pada faseawal anafase masing-
masing kromosom berpisah, sehingga masing-masing kromatid kini berupa
kromosom yang terpisah. Dengan dipandung oleh serat gelendong yang melekat
padanya, satu kromatid dari setiap pasang digerakkan ke salah satu kutub, sementara
kromatid yang satunya digerakkan ke kutub yang berlawanan dan fase terakhir pada
pembelahan sel mitosis yaitu fase telofase terlihat pada gambar 4.2 (d) fase telofase
merupakan tahap akhir mitosis, karakteristik dari telofase adalah suatu sel dimana
terdapat dua kelompok kromosom dan tiap kelompok mengandung kromosom-
kromosom yang sama antara satu dengan yang lainnya (Pai, 1985).
28
4.3.2 Pemberian Air Limbah PT. Kahatex
Untuk pengujian pengaruh air limbah terhadap kromosom akar bawang
(Allium sp.) dilakukan pengamatan secara deskriptif diambil dari seluruh preparat
perlakuan limbah yang dibuat 16 kali pengulangan. Gambar yang baik diambil
sebagai perwakilan dari sejumlah penyimpangan kromosom serupa yang terjadi pada
keseluruhan preparat.
(a) (b) (c) (d)
(e) (f)
Gambar 4.3 Penyimpangan Kromosom Pembelahan Mitosis Sel Akar Bawang Merah (Allium sp.)
Dilihat dari gambar di atas menunjukan bahwa ditemukannya penyimpangan
kromosom berupa c- motosis terdapat pada gambar (a) stickiness (pelengketan) (b)
patahan (c) c-mitosis (d) jembatan kromosom (e) mikronukleat (f) sel binukleat.
Penyimpangan kromosom c-mitosis pada gambar 4.3 (a) menurut Kaeppler et al.
(2000) dapat terjadi karena replikasi sekuen heterokromatin yang terjadi secara
29
lambat pada pembelahan. Kelekatan ini dapat diterima sebagai indikator toksisitas
yang dapat menyebabkan kematian sel (Fiskesjo, 1985 dan El-Ghamery et al., 2000).
Kelekatan kromosom terjadi di bawah kontrol genetik atau lebih tepatnya
dikendalikan oleh satu pasang gen atau dua atau interaksi beberapa gen resesif atau
dominan, pelekatan juga bisa disebabkan oleh faktor lingkungan seperti zat kimia,
suhu dan komposisi tanah (Klug dan Cumming, 2000).
Menurut Magdy (2014) menyatakan bahwa polutan mempengaruhi telomere
yang menyimpan kromatid dan kromosom dan bentuknya menjadi seperti tongkat
karena kromosom agregat bersama-sama dalam massa yang lengket. Penelitian ini
disarankan oleh Darlington dan Mcleich (1995) yang menyatakan bahwa pelengketan
ini dapat terjadi mungkin karena degradasi atau depolimerisasi DNA kromosom.
Kromosom tertinggal dapat dilihat pada gambar 4.3 (b) mungkin disebabkan
oleh ketidak teraturan orientasi kromosom yang mungkin dikaitkan dengan kegagalan
aparat spindel untuk berfungsi mengatur kromosom secara normal seperti yang
dinyatakan oleh Pati dan Bhatil (1992). Kerusakan mekanisme spindel dapat
dikaitkan pada sentromer yang menghentikan gerakan kromosom (Gari et al., 1999).
C-mitosis pada gambar 4.3 (c) adalah pembelahan sel secara mitosis yang mengalami
modifikasi hasilnya adalah sel yang mengandung genom dua kali lipat dari jumlah
genom semula (Haryanti et al., 2009).
Jembatan kromosom pada gambar 4.3 (d) menurut El-Khodari et al. (1989)
terjadinya pelekatan kromosom atau patahan kromosom pada saat metafase yang
kemudian bergabung kembali dapat menyebabkan terjadinya jembatan kromosom
30
jembatan kromosom yang terjadi dapat disertai dengan patahan atau dengan
kromosom yang tertinggal, dapat pula hanya jembatan kromosom saja (Novantiano,
2011). Munculnya jembatan kromosom merupakan salah satu contoh kelainan
kromosom akibat pemberian zat kimia (Klug dan Cumming. 2000).
Mikronukleus pada gambar 4.3 (e) merupakan struktur menyerupai nukleus
yang berukuran lebih kecil dari nukleus.Mikronukleus dapat terjadi akibat kegagalan
pembagiankromosom pada saat mitosis yaitu pada fase anafase. Kegagalan
pembagian kromosom ini akan meninggalkan sebuah struktur menyerupai nukleus
dan ukuran lebih kecil (Satria, 2012).
Sel binukleat dapat dilihat pada gambar 4.3 (f) penelitian ditemukannya sel
binukleat pernah dilakukan sebelumnya pada sel akar bawang merah yang direndam
dengan ekstrak Ocimum gratisimum oleh Grant (1978) yang menyatakan bahwa hal
ini biasanya terjadi akibat dari penghambatan pembentukan pelat sel. Pembentukan
sel binukleat mungkin dapat terjadi karena tidak terbentuknya pragmogplas di
telofase awal (Soliman, 2011). Induksi sel ber-inti dua akibatnya dapat mengarah
pada pembentukan sel multinukleat di generasi-genersi selanjutnya (Bernice et al.,
2009).
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Terdapat pengaruh penurunan index mitosis sel akar bawang merah akibat
pemberian air limbah buangan PT. Kahatex di sungai kawasan Desa Mangun
Arga, Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang
2. Air limbah buangan PT. KAHATEX di sungai kawasan Desa Mangun Arga,
Kecamatan Cimanggung memberikan pengaruh terhadap kromosom akar
bawang Allium sp. yang diujikan. Diantaranya ditemukan penyimpangan
kromosom berupa; c-mitosis, mikronukleus, jembatan, kromosom tertinggal,
vagrant, stickiness/pelengketan, anaphase terlambat dan kromosom cincin.
5.2 Saran
Pada saat pengambilan air limbah dari industri tekstil seharusnya mengetahui
waktu-waktu dimana pabrik tersebut mengeluarkan limbah dari dalam pabriknya agar
limbah yang diambil sebagai sampel tidak terlalu lama tercampur dengan air sungai.
Sebaiknya saat menggunakan HCL 1N preparat dibiarkan selama lebih dari 1
jam agar pada saat melakukan squashing/pemencetan preparat akar bawang lebih
merata sehingga lebih mudah di amati di bawah mikroskop dan menghasilkan sel-sel
akar bawang yang tidak bertumpuk.
31
DAFTAR PUSTAKA
Anggarwulan, E., Etikawati, Setyawan, A. D. 1999. Karyotipe Kromosom Pada Tanaman Bawang Budidaya (Gen. Allium, Fam. Amaryllidaceae). Biosmart. 1(2) : 13-19.
Antonsie-Wiez. 1990. Analysis of the cell in the root meristem of Allium cepa under the influence of Ledakrin. Folia Histochemical Cytobiology. 26, 79-96.
Arafa, 2008. Mutasi. Tinjauan Pustaka. Universitas Sumatra Utara. repository.us u.ac.id/bitstream/123456789/32 427/4/Chapter%20II. pdf. Diakses pada tanggal 17 Mei 2015.
Arianto, S.E dan Supriyadi.P. 2009.Pengaruh Kolkisin Terhadap Fenotipe Dan Jumlah Kromosom Jahe (Zingiber Officinale Rosc.). Staf Pengajar Fakultas Pertanian Universitas Muria Kudus2 Staf Pengajar Program Studi Pascasarjana UNS Surakarta.
Azbar, N., Yonar, T. and Kestioglu, K. 2004. “Comparison of Various Advanced Oxidation Processes And Chemical Treatment Methods for COD and Colour Removal From Polyester and Acetate Fiber Dying Effluent”. Chemosphere, Volume 55 (hlm. 81-86).
Bakare, A.A., Mosuro, A.A, Osibanjo, O. 2000. Effect of simulated leachate on chromosomes and mitosis in roots of Allium cepa (L). J.Environ. Biol. 21(3): 263 – 271.
Bernice, M. Oyedare1, Adekunle, A.,Bakare1, Akeem, Akinboro2. 2009 Genotoxicity Assessment Of Water Extracts Of Ocimum Gratissimum, Morinda Lucida And Citrus Medica Using The Allium cepa Assay. Boletín Latinoamericano Y Del Caribe De Plantas Medicinales Y Aromáticas, 8 (2), 97 – 103
Brooker, R. J. 2012.Genetics : Analysis & Principles, Fourth Edition. The Mcgraw-Hill Companies, Inc. America, New York.
Cabrera, G.l. and Rodriguez, D. 1999. Genotoxicity of leachates from a landfill using three bioassays. Mutation Research, vol. 426, no. 2, p. 207-210.
32
33
Crowder, L.V. 1997. Genetika Tumbuhan. UGM Press: Yogyakarta
Cotelle, S., Masfaraud, J.F., and Ferard, J.F. 1999. Assessment of the genotoxicity of contaminated soil with Allium/Vicia- micronucleus and the Tradescantia-micronucleus assays. Mutation Research 426: 167- 171
Daniel, i., Olorunfemi, Jegede, G and Chidinma, C., Nnakwe. 2011. Comparative biomonitoring of raw leachates from some urban waste Dumpsites using Allium cepa assay. Continental J. Environmental Sciences 5 (1): 6 – 12
Darlington, C.D. and Mcleish, J., 1951. Action of "Maleic hydrazide" on the cell. Nature (London), 167: 407-408.
El-Ghamery, A.A., El-Nahas,A.I. and Mansour, M.M. 2000.The action of atrazine herbicide as an indicator of cell division on chromosomes and nucleic acid content in root meristems of Allium cepa and Vicia faba.Cytologia, 65: 277-287
El-Shahaby, O.A., H.M. Abdel Migid, M.I. Soliman, I.A dan Mashaly, 2003. Genotoxicity Screening of Industrial Wastewater Using Allium cepa Chromosome Aberration Assay.Departement of Botany, (Skripsi). Faculty of Science Mansoura University, El-Mansoura, Egypt.
Fiskesjo, G. 1997.Allium test for screening chemicals; evaluation of cytological parameters. Plants for environmental studies. CRC Press LLC. 308 – 333. New York.
Fiskesjo, G. 1985. The Allium test as a standard in environmental monitoring. Hereditas 102:99-112
Fletcher, H; H, Ivor; W, Paul. 2007. Genetics. Taylor & Francis Grup. United States :
Fukui, Kiichi. 1996. Plant Chromosomes at Mitosis. Dalam Fukui, Kiichi dan Nakayama. Shigeki (Eds). Plant Chromosomes Laboratory Methods. CRC Press, Inc. United States of America .
Gardner, E.J. dan Snustad, D.P. 1984. Genetics Laboratory Investigation 8 th edition. John Wiley and Sons. New York.
.Gari, S.H. Sabir, J.S. dan Baeshin, N.A., 1998. Cytotoxic and genotoxic effects of
cadmium chloride in root meristems of Viciafaba. Proceeding of the International Congress on Molecular Genetics, 1: 95-100.
34
Grant, W.F., E.T. Owens. 1998. Chromosome Aberration Assays in Crepis for The Study of Environmental Mutagens. Mutat Res., 401: 291-307.
Hall, E.J., 2000. Radiobiology for The Radiobiologist 5th Edition. JB Lippincott Company Philadelphia.
Haryanti, S., R.B. Hastuti, N. Setiari, A. Banowo.2009. Pengaruh Kolkisin Terhadap Pertumbuhan, Ukuran Sel Metafase Dan Kandungan Protein Biji Tanaman Kacang Hijau (Vigna radiata (L) Wilczek). J. Peneliti. Sains Teknol. 10:112-120
Hillis, David M., David Sadava, H. C. Heller, and Mary V. 2012. Price. Principles of Life High School Edition, MA: Sinauer Associates. Sunderland.
Ima. 2010.Toksisitas Air Lindi TPAs Sarimukti pada Umbi Bawang Merah (Alliumcepa L.) SITH. Program Studi Sarjana Biologi. Bandung.
Imaniar, E.F., Pharmawati, M. 2014. Kerusakan Kromosom Bawang Merah (Allium cepa.L) Akibat Perendaman Dengan Etidium Bromida. Jurusan Biologi FMIPA Universitas Udayana. Jurnal simbiosis ii (2): 173- 183
Jones, Neil, R dan Rickards, Geoffrey Keith. 1991. Practical Genetics. Open University Press. England.
Juwono dan Juniarto, A.Z., 2000. Biologi Sel. Jakarta : EGC
Kimball. 1998. Biologi. Erlangga: Jakarta
Kaeppler, S.M., H.F. Kaeppler and Y. Rhee. 2000. Epigenetic aspects of somaclonal variation inplants. Plant Molecular Biology, 43: 179-188.
Khan, S., Wani, M. R., & Parveen, K. (2006). Sodium azide induced high yielding early mutant in lentil. Agricultural Science Digest, 26, 65–66.
Klug, W.S., dan M.R. Cummings. 2000. Concepts of Genetics. New Jersey: Prentice
Levan, A., 1938. The Effect of Colochicines on Root Mitoses in Allium. Hereditas, 24: 471-486.
Lodish H., A.Berk, P.Matsudaira, C.A.Kaiser, M.Krieger, M.P.Scott, S.L.Zipursky, and J.Darnell. 2003. Molecular Cell Biology. W.H. Freeman, New York.
35
Loveless, AR. 1983. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropis. PT. Gramedia Pustaka Umum. Jakarta
Matias, Ambrocio, M. A dan Frontanila, Kendrich, I. 2011. Optimizing the Utility of Allium cepa L. var. Agregatum (sibuyas Tagalog) for the Allium Test by Elucidating its Mitosis Periodicity and Rhythmicity Under Varying Light Conditions. Journal of Science Diliman. V o l 2 3 N o 1 .
Magdy 2014. Cytogenetic Impact of different types of polluted water on Vicia faba L.At Kafr El-Sheikh governorate, Egypt Journal of American Science 2014;10 (8)
Maluszynska, J. and Juchimiuk, J. 2005. Plant genotoxicity: A molecular cytogenetic approach in plant bioassays. Archeology and Hygiene Toxicology. 56: 177-84.
Macdonald, A., Crowder, K., Street, A., McCormick, C. & Harris, M.(2004).The hepatitis C virus NS5A protein binds to members of the Src family of tyrosine kinases and regulates kinase activity. J Gen Virol85, 721–729.
Nursiva 2010.Toksisitas Air Lindi TPAs Sarimukti pada Umbi Bawang Merah (Allium cepa L.). (Skripsi) Program Studi Sarjana Biologi SITH. Bandung.
Nielsen, M.H. dan J. Rank, 1994. Screening of Toxicity and Genotoxicity in Wastewater by Use of The Allium Test. Mutat Res., 121: 249-254.
Odeigah, GP, Ijimakinwa, J., Lawal, B., Oyeniyi, R., 1997. Genotoxicity Screening Of Leacheates From Solid Industrial Wastes Evaluated With The Allium test. ATLA;25:311-21.
Pai, Anna C. 1985. Foundations Of Genetics: A Science Society. McGraw-Hill Book. Singapore:
Panda B.B. Sahu U.K., (1985). Induction of abnormal spindle function and cytokinesis inhibition in mitotic cells of Allium cepa by organophosphorus insecticide fensulfothion. Cytobiol, 42, 147-155.
Peter dan Amon Tomaz. 2013. Allium chromosome aberration test for evaluation effect of cleaning municipal water with constructed wetland in Sweti Tomaz, Slovenia. J. Bioremediation & Biodegradation. Vol.4, issue-4.
Rank J (2003). The method of Allium anaphase-telophase chromosome aberration assay. Ekologija 1: 38 – 42.
36
Sastrosumarjo, S. 2006. Panduan laboratorium. IPB Press. Bogor.
Satria 2012. Pengaruh Paparan Uap Bensin Terhadap Frekuensi Pembentukan Mikronukleus Mukosa Bukal Pada Penjual Bensin Eceran. (Tesis). Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro. Program Pendidikan Sarjana Kedokteran Semarang.
Soedomo, P dan Hendro, S. 1983. Budidaya Bawang Merah. Sinar Baru. Bandung.
Smaka-Kinel, V., P. Stegnar, M. Lovka and M.J. Toman. 1996. The evaluation of waste, surface and ground water quality using the Allium test procedure. Mutation Research, 368: 171-179.
Stansfield, B.W., Hillman, S. J., Hazlewood, M. E., Lawson, A. M., Mann, A. M., Loudon, I. R. 2003. Normalisation of gait data in children. Gait & Posture, 17, 81–87.
Steinkellner H, Mun-Sik K, Helma C, Ecker S, Ma TH, Harak 0, Kundi M and Knasmuller S, 1998. Genotoxic effects of heavy metals: comparative investigation with plant bioassays. Environ. Mol. Mutagenesis 31:183-191.
Suryo. 2001. Genetika Manusia. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta
Suryo H. 1995. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Suhendrayatna. 2001. Bioremoval Logam Berat Dengan Menggunakan Mikroorganisme : Suatu Kajian Kepustakaan. Dalam Seminar on-Air Bioteknologi untuk Indonesia abad 21.
Suntoro, S. Handari. 1983. Metode Pewarnaan (Histologi dan Histokimia). Bhratara Karya Aksara. Jakarta.
Tata Energy Research Institute, 2005. Hazardous Waste Management in India.A Policy Discussion Forum Base Paper. New Delhi. India.
Tian, Arty, Pendi, Fajar, Dicky, 2013.http://www.academia.edu/7265323/Makalah _Hukum_Lingkungan.Kerusakan Lingkungan Lingkungan Di Kabupaten Rancaekek Akibat Pembuangan Limbah Kahatex.Diakses pada tanggal 09 Oktober 2014.
Warianto. 2011. “Mutasi.” http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf. Diakses tanggal 13 Mei 2015 pukul 18.38 WIB
37
Yadav, P. R. 2007. A Textbook of Genetics . Campus Book International. New Delhi.
Zakhari, S. 2013. Alcohol metabolism and epigenetics changes. Alcohol Research: Current Reviews 35(1):6–16.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Lokasi Pengambilan Air Sampel
(Sumber: Data Primer. 2015)
Lokasi : Desa Mangun Arga, Kecamatan Cimanggung, Kabupaten Sumedang
Lampiran 2. Pengujian Air Sample PT. KAHATEX Terhadap akar bawang merah
38
P = PropaseM = MetafaseA = AnafaseT = Telofase
39
Lampiran 3. Nilai Index Mitosis Perlakuan Kontrol (Bidest)
Pengulangan Index Mitosis
Jumlah Sel yang
Diamati
Jumlah Sel yang
Membelah
Index Fase%
prophase Metaphase anaphase Telophase
1 9 100 9 (P2M1A1T3) 22,2% 11,1% 11,1% 33,3%2 6 100 6(P1M3A1T1) 16,6% 50% 16,6% 16,6%3 7 100 7(P1M1A2T3) 14,2% 14,2% 28,5% 42,8%4 7 100 7(P3M2A4T2) 42,8% 28,5% 57,1% 28,5%5 11 100 11(P3M2A4T2) 17,2% 18,8% 36,3% 18,8%6 18 100 18(P5M6A2T5) 27,7% 33,3% 11,1% 27,7%7 8 100 8(P2M3A4T1) 25% 37,5% 50% 12,5%8 6 100 6(P1M2A0T3) 16,6% 33,3% 0% 50%9 5 100 5(P0M1A1T3) 0% 20% 20% 60%10 18 100 18(P8M6A0T3) 44,4% 33,3% 0% 16,6%11 15 100 15(P4M5A4T3) 26,6% 33,3% 26,6% 20%12 9 100 9(P4M5A0T1) 44,4% 55,5% 0% 11,1%13 16 100 16(P3M4A3T6) 18,7% 25% 18,7% 37,5%14 6 100 6(P1M1A0T4) 16,6% 16,6% 0% 66,6%15 11 100 11(P1M4A0T6) 9,09% 36,3% 0% 54,5%16 5 100 5(P0M4A1T0) 0% 80% 20% 0%
Average 9,8 21,3% 32,9% 8,5% 31,03%
Index mitosis: (jumlah sel yang membelah / jumlah sel yang diamati) x 100
40
P = PropaseM = MetafaseA = AnafaseT = Telofase
41
Lampiran 4. Nilai Index Mitosis Perlakuan Limbah PT. KAHATEX
Pengulangan Index Mitosis
Jumlah Sel yang Diamati
umlah Sel yang
Membelah
Index Fase%
prophase metaphase anaphase Telophase
1 3 100 3 (P1M1A1T0) 33,3% 33,3% 33,3% 0%2 4 100 4 (P1M1A1T1) 25% 25% 25% 25%3 8 100 8 (P1M3A2T2) 12,5% 37,5% 25% 25%4 5 100 5 (P3M0A0T2) 60% 0% 0% 40%5 16 100 16 (P2M6A3T5) 12,5% 37,5% 18,75% 31,25%6 7 100 7 (P2M1A2T2) 28,5% 14,2% 28,75% 31,25%7 3 100 3 (P0M1A0T2) 0% 33,3% 0% 66,6%8 3 100 3 (P0M1A0T2) 0% 33,3% 0% 66,6%9 16 100 16 (P9M4A0T3) 56,25% 25% 0% 18,75%10 11 100 11 (P4M2A0T5) 36,3% 18,18% 0% 45,5%11 10 100 10 (P1M2A1T6) 10% 20% 16% 60%12 4 100 4 (P1M2A1T0) 0% 0% 100% 0%13 11 100 11 (P2M2A4T2) 18,18% 18,18% 36,3% 18,18%14 11 100 11 (P1M1A2T7) 9,09% 9,09% 18,18% 63,3%15 3 100 3 (P0M3A0T0) 0% 100% 0% 0%16 11 100 11 (P2M2A1T7) 18,18% 18,18% 9,09% 63,63%
Average 7,8 19,9% 26,4% 19,3% 34,6%
Index mitosis: (jumlah sel yang membelah / jumlahsel yang diamati) x 100.
42
