Laporan Gene 2

LAPORAN PRAKTIKUM

GENETIKA

BI-2141

PENGENALAN MUTAN DROSOPHILA MELANOGASTER

Tanggal Praktikum : 17 September 2012

Tanggal Pengumpulan : 24 September 2012

Disusun oleh :

Julio Subagio

10611066

Kelompok 4

Asisten :

Pande Putu Erawijantari

10610030

PROGRAM STUDI BIOLOGI

SEKOLAH ILMU TEKNOLOGI HAYATI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mutasi adalah perubahan susunan nukelotida pada asam nukleat, baik DNA maupun

RNA. Mutasi dapat menyebabkan ekspresi gen tertentu menjadi berubah atau tidak

teraktivasi, bergantung pada perubahan sequence nukleotida tertentu. Perubahan DNA akibat

mutasi dapat menyebabkan error pada urutan protein, sehingga protein menjadi tidak

berfungsi sebagaimana mestinya. Mutasi yang terjadi pada protein yang memegang posisi

penting dapat membahayakan organisme tersebut. Jika mutasi terjadi pada germ cell, maka

mutasi tersebut dapat diwariskan pada keturunan organism tersebut. Dengan kata lain,

keturunan dari mutan adalah carrier atau pembawa gen termutasi dari parentalnya. Peristiwa

ini disebut kelainan genetis turunan. Meskipun mutasi dapat membahayakan suatu organism,

terdapat beberapa mutasi yang bersifat menguntungkan bagi organisme yang hidup di

lingkungan tertentu. Sebagai contoh, Sickle cell disease, atau mutasi pada gen hemoglobin,

sehingga mengakibatkan struktur eritrosit berubah sehingga mempengaruhi tingkat

pengangkutan oksigen, dapat meningkatkan ketahanan organisme pembawa mutasi terhadap

penyakit malaria. Studi terhadap konsep mutasi sangat penting terutama dalam disiplin ilmu

biologi evolusi, karena mutasi adalah sumber dari keragaman gen. Mutasi dapat diaplikasikan

pada berbagai bidang, misalnya pada ilmu patologi. Penerapan mutasi terinduksi digunakan

pada bidang peternakan, perkebunan, dan pertanian dengan cara memanipulasi susunan

genetis suatu organisme agar mendapatkan produk sesuai ekspektasi. Pada pembelajaran

genetika, khususnya mutasi, hewan model yang umum digunakan adalah lalat buah dari

genus Drosophila. Penggunaan Drosophila sebagai hewan model didukung oleh beberapa

faktor, yaitu mudah didapat, jumlah kromosomnya sedikit, memiliki rentang hidup yang

singkat, dan tingkat reproduksi yang tinggi.

1.2 Tujuan

1. Menentukan ciri-ciri fenotip dari Drosophila melanogaster mutan dan perbandingannya

terhadap wild-type.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Struktur dan Ciri-ciri Drosophila melanogaster

Lalat buah wild-type berwarna coklat kekuningan, dan berukuran panjang 3 mm

dan lebar 2 mm (Manning 1999, Patterson, et al 1943). Lalat buah memiliki kepala bulat

dengan mata majemuk berwarna merah, tiga mata sederhana yang lebih kecil, dan antena

pendek. Mulutnya telah dikembangkan untuk menghisap cairan (Patterson & Stone,

1952). Betina berukuran lebih besar dibandingkan jantan (Patterson, et al 1943). Terdapat

garis-garis hitam pada permukaan dorsal abdomen, yang biasanya digunakan untuk

menentukan jenis kelamin individu. Jantan memiliki pigmentasi hitam terkonsentrasi di

ujung posterior abdomen (Patterson & Stone, 1952).

Gambar 1. Drosophila melanogaster wild-type

2.2 Mutasi dan Jenisnya

Berdasarkan skala dampaknya dan lokasi terjadinya, mutasi dapat dibedakan

menjadi dua jenis, yaitu mutasi skala kecil yang terjadi di tingkat gen dan mutasi skala

besar yang terjadi di tingkat kromosom. Mutasi pada tingkat gen dibagi menjadi dua

kategori, yaitu subtitusi pasangan nukleotida dan insersi-delesi pasangan nukleotida.

Subtitusi pasangan nukleotida adalah penggantian pasangan nukleotida dengan pasangan

lain, sedangkan insersi-delesi adalah penambahan atau penghilangan pasangan nukleotida

pada gen. Mutasi pada tingkat kromosom umumnya dibagi menjadi empat kategori, yaitu

delesi, duplikasi, inverse, dan translokasi. Delesi terjadi ketika sebuah fragmen kromosom

hilang. Fragmen yang hilang tersebut menempel pada sister chromatid, sehingga

menyebabkan duplikasi. Dalam kasus lain, fragmen tersebut dapat menempel pada

nonsister chromatid dari kromosom homolog, sehingga fragmen yang terduplikasi dapat

bersifat tidak identik karena homolognya kemungkinan membawa alel lain dari gen

tertentu. Sebuah fragmen kromosom juga dapat menempel kembali ke kromosom asalnya,

namun dengan orientasi berlawanan, sehingga terjadi inversi. Fragmen kromosom juga

memiliki kemungkinan untuk menempel pada kromosom non homolog, sehingga terjadi

translokasi (Campbell, 2008).

2.3 Efek Mutasi pada Gen dan DNA

Mutasi memiliki efek yang berbeda bergantung pada jenis mutasi yang terjadi.

Beberapa kasus subtitusi tidak memiliki dampak pada pengkodean protein, atau hanya

merubah sebuah kodon ke kodon lain namun ditranslasikan menjadi asam amino yang

sama. Mutasi ini disebut silent mutation, dan tidak memiliki dampak pada fenotip yang

dapat diamati. Subtitusi yang mengubah asam amino disebut missense mutation. Asam

amino baru bisa jadi memiliki sifat yang serupa dengan asam amino yang digantikannya,

atau terjadi pada bagian protein dimana urutan sebenarnya tidak berpengaruh pada fungsi

protein. Jika perubahan terjadi pada asam amino terjadi pada area krusial protein, maka

akan mengurangi keaktifan protein secara signifikan. Point mutation juga dapat merubah

sebuah kodon menjadi stop kodon, sehingga proses translasi terhenti secara prematur dan

mengakibatkan polipeptida yang dihasilkan menjadi lebih pendek dari polipeptida normal.

Mutasi ini disebut nonsense mutation, dan dapat mengakibatkan protein tidak berfungsi

sama sekali. Pada mutasi kromosomal, mutasi dapat bersifat letal. Sebagai contoh, pada

translokasi resiprok, dimana terjadi pertukaran segmen antara kromosom non homolog,

dan inversi, ekspresi gen berubah karena lokasi gen yang berdekatan juga ikut berubah,

sehingga menyebabkan perubahan fenotip yang merugikan bagi organisme tersebut

(Campbell, 2008).

2.4 Jenis-jenis Mutan Drosophila melanogaster

Terdapat banyak jenis mutan pada Drosophila melanogaster, namun pada

percobaan kali ini, jenis mutan yang akan diamati adalah white, black, ebony, dumpy,

miniature, taxi, curled, eye missing, clot, sepia, dan claret. Mutasi yang diamati umumnya

terjadi pada warna dan bentuk mata, bentuk sayap, dan warna tubuh. Mutan tipe white

memiliki warna tubuh putih dan tanpa pigmen, termasuk pada bagian mata. Mutan tipe

black dan ebony memiliki warna tubuh hitam, namun pada ebony, permukaan tubuh

tampak licin dan mengkilap dibandingkan black. Mutan black memiliki warna hitam

hingga urat sayap, dan warna semakin pekat seiring pertambahan usia. Mutan dumpy

memiliki sayap yang berukuran dua pertiga dari ukuran sayap normal. Pada mutan

miniature, ukuran sayap berkurang, hanya sedikit lebih panjang dari abdomen dan

memiliki proporsi yang normal. Mutan taxi memiliki sayap membentuk sudut sekitar 75

derajat dari sumbu tubuh, seringkali tampak melengkung atau bergelombang, agak sempit

dan gelap. Mutan curled memiliki sayap melengkung ke atas secara keseluruhan. Mutan

eye missing memiliki mata yang tereduksi menjadi tiga-perempat hingga setengah area

normal, tapi bervariasi mulai dari tidak tampak sama sekali hingga meluas seperti wild

type. Mutan jenis clot memiliki warna mata merah kecoklatan. Mutan jenis claret

memiliki warna mata merah terang, dan dapat dengan mudah dikenali. Mutan jenis sepia

memiliki warna coklat pada eclosion, tanpak gelap dan menjadi menghitam seiring

pertambahan usia. Pigmentasi ocelli normal (Morgan, et al, 1923)

BAB III

METODOLOGI KERJA

3.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah sebagai berikut.

Tabel 1. Alat & Bahan

Alat Bahan

Mikroskop Drosophila melanogaster wild-type

Botol pembius (etherizer) Mutan Drosophila melanogaster : white, clot,

sepia, claret, eyemissing, dumpy, miniature,

taxi, black, dan ebony

Cawan petri dengan kapas di bagian tutup

(reretherizer)

Eter

Kuas

3.2 Cara Kerja

Drosophila melanogaster mutan dan wild-type yang akan diamati mula mula

dibius dengan eter. Pembiusan dilakukan dengan hati-hati agar lalat tidak mati. Setelah

pingsan, lalat dipindahkan ke cawan petri, kemudian diamati di bawah mikroskop. Kuas

digunakan untuk mengatur posisi lalat. Pengamatan terutama dilakukan pada warna dan

bentuk mata, bentuk sayap, dan warna tubuh. Jika ada lalat yang bergerak ketika diamati,

lalat tersebut dibius kembali dengan cara menutup cawan petri yang pada tutupnya telah

diteteskan eter terlebih dahulu.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN & PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Foto Drosophila Melanogaster Mutan dan Wild-type

Tabel 2. Perbandingan foto pengamatan dan literatur.

Gambar 2. Drosophila wild-type dan mutan

tipe black

Gambar 3. Mutan tipe black berdasarkan literatur

Sumber: drosophila phenotypes.

http://cgslab.com/phenotypes/

Gambar 4. Drosophila mutan tipe curled Gambar 5. Mutan tipe curled berdasarkan literatur



Gambar 6. Mutan tipe dumpy(kiri) dan

miniature(kanan) dengan wild-type(tengah)

sebagai pembanding.

Gambar 7. Mutan tipe dumpy berdasarkan

literatur

Gambar 8. Mutan tipe miniature berdasarkan

literatur



Gambar 9. Drosophila mutan tipe ebony Gambar 10. Mutan tipe ebony berdasarkan

literatur



Gambar 11. Drosophila mutan tipe taxi

Gambar 12. Mutan tipe taxi berdasarkan literatur



Gambar 13. Drosophila mutan tipe whiteGambar 14. Mutan tipe white berdasarkan

literatur



Gambar 15. Mutan tipe clot(kiri), claret(atas)

dan sepia(kanan) dengan wild-type(tengah)

sebagai pembanding.

Gambar 16. Mutan tipe claret berdasarkan

literatur

Gambar 17. Mutan tipe sepia berdasarkan literatur



4.2 Pembahasan

Jenis mutasi pada Drosophila melanogaster dikategorikan berdasarkan sifat sifat

tertentu. Pada percobaan kali ini, mutasi yang diamati terjadi pada warna dan bentuk

mata, bentuk sayap, serta warna tubuh. Pada mutan tipe white, pigmen tidak terekspresi,

sehingga menyebabkan warna lalat menjadi putih. Mutasi terjadi pada kromosom 1 lokus

1,5. Tidak terekspresinya pigmen menyebabkan mutan white kurang peka terhadap

cahaya. Mutan tipe black memiliki tubuh berwarna hitam hingga urat sayap, dan

menghitam seiring pertambahan usia akibat mutasi pada kromosom 2 lokus 4,85. Pada

masa pupa, mutan black tampak normal, namun pada masa dewasa, tubuhnya menghitam

akibat pembentukan tyrosinase. Mutan tipe ebony memiliki tubuh berwarna hitam

mengkilap akibat mutasi pada kromosom 3 lokus 70,7. Pada masa larva, mutan ebony

dapat dikenali lewat spirakelnya yang lebih gelap. Mutan tipe dumpy memiliki sayap

beukuran dua pertiga dari ukuran sayap normal akibat mutasi yang terjadi pada kromosom

2 lokus 13, sehingga terjadi mutasi misssense dan protein yang bertanggung jawab atas

perkembangan sayap tidak terekspresikan secara normal. Mutan tipe miniature memiliki

ukuran sayap sedikit lebih panjang dari abdomen akibat adanya mutasi pada kromosom 1

lokus 3,6 akibat terhambatnya pertumbuhan sayap pada masa prepupa. Sayap pada mutan

jenis taxi membentuk sudut 75 derajat terhadap sumbu tubuh akibat terjadi mutasi pada

kromosom 3 lokus 91. Pada mutan tipe curled, sayap membengkok bahkan cenderung

melipat ke atas akibat mutasi pada kromosom 3 lokus 50, yang disebabkan suhu tinggi

pada hari terakhir masa pupa. Mutan tipe curled tidak dapat terbang. Mutan tipe eye

missing memiliki mata berupa titik kecil akibat mutasi pada kromosom 3 lokus 67,9 yang

menyebabkan mutasi pada gen pembentuk mata. Mutan eye missing tidak dapat melihat

sama sekali. Mutan tipe claret memiliki mata sangat terang, akibat mutasi pada

kromosom 3 lokus 100,7 sehingga memiliki tingkat drosopterin yang tinggi. Mutan tipe

clot memiliki warna mata coklat terang, akibat mutasi pada kromosom 2 lokus 16,5 ,

sehingga brown gene mengalami kerusakan yang mempengaruhi sintesis drosopterin.

Mutan tipe sepia memiliki mata berwarna coklat padam akibat mutasi pada kromosom 3

lokus 26, sehingga sintesis sepiapterin menjadi berlebihan namun tidak terjadi sintesis

drosopterin. Mutan jenis sepia tidak memiliki pigmen merah. (Morgan, et al, 1923)

BAB V

KESIMPULAN

1. Mutasi pada Drosophila melanogaster terjadi pada bagian tubuh tertentu, terutama

sayap, mata, dan tubuh. Ciri-ciri yang diamati selama percobaan kali ini adalah warna

dan bentuk mata, warna tubuh, dan bentuk sayap. Berikut adalah perbandingan ciri

fisik lalat mutan dan wild-type hasil pengamatan. Pada mutan tipe black, tubuh dan

urat sayap yang berwarna hitam menjadi ciri pembeda terhadap wild-type. Mutan tipe

ebony berwarna hitam, namun cenderung lebih mengkilap dibandingkan black. Pada

bagian sayap, mutan dumpy memiliki sayap berukuran 2/3 dari ukuran normal,

sedangkan pada mutan miniature, sayap cenderung lebih ramping dan berukuran

sepanjang abdomen. Pada mutan taxi, sayap membentuk sudut sekitar 75 derajat

terhadap sumbu tubuh, sedangkan pada mutan curled, sayap melengkung ke bagian

atas. Untuk mutasi pada mata, mutan eye missing memiliki mata berupa titik kecil

yang tidak tampak jelas. Berdasarkan perbedaan warna mata, mutan clot memiliki

mata berwarna merah kecoklatan, sedangkan pada mutan sepia, mata berwarna coklat

padam. Pada mutan claret, mata berwarna merah mencolok jika dibandingkan dengan

wild-type.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim 1, An Introduction to Drosophila Melanogaster.

http://biology.arizona.edu/sciconn/lessons2/Geiger/intro.htm

(Diakses pada tanggal 23 September 2012)

Anonim 2, Drosophila Phenotype.



Anonim 3, Drosophila Melanogaster.

http://eol.org/pages/733739/details


Bridges, C. B., Morgan, T. H., 1923. The Third Chromosome Group of Mutant of

Drosophila Melanogaster. Washington. D.C. Carnegie Institution of Washington

Campbell, Neil A. 2008. Biology. San Francisco. Pearson Education, Inc.

Demerac, M., Kaufman, B. P. 1996. Drosophila Guide, Inroduction to the Genetics dan Cytology

of Drosophila melanogaster. Washington. D.C. Carnegie Institution of Washington

Lindsley, Dan L., Grell, E.H. 1972. Genetics variation of Drosophila melanogaster.

Washington. D.C. Carnegie Institution of Washington

Manning, Gerrard. 1999. "The Drosophila Virtual Library" http://ceolas.org/fly/. (Diakses pada tanggal 23 September 2012)

http://ceolas.org/fly/


http://biology.arizona.edu/sciconn/lessons2/Geiger/intro.htm

Miller, Conrad. 2000. Drosophila Melanogaster. Animal Diversity Web.http://animaldiversity.ummz.umich.edu/accounts/Drosophila_melanogaster/


Patterson, J., W. Stone. 1952. Evolution in the Genus Drosophila. New York: Macmillan Co..

Tompkins, L., Cardosa, M. J., White, F. V., Sanders, T. G. 1978. ”Isolation and analysis

od chemosensory behavior mutants in Drosophila melanogaster.” Princeton University.

http://www.pnas.org/content/76/2/884.full.pdf


Warianto, Chaidar. 2011. Mutasi.

http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf


http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf

http://www.pnas.org/content/76/2/884.full.pdf

http://animaldiversity.ummz.umich.edu/accounts/Drosophila_melanogaster/

Laporan Gene 2

Documents

Transcript of Laporan Gene 2