Poliploidi 2

7/26/2019 Poliploidi 2

http://slidepdf.com/reader/full/poliploidi-2 1/13

POLIPLOIDI KROMOSOM BAWANG MERAH ( Allium cepa fa. ascalonicum )DENGAN

INDUKSI KOLKHISIN

LANDASAN TEORI

Poliploidi

Poliploidi adalah keadaan bahwa individu memiliki lebih dari

dua genom. Poliploidi lebih banyak dijumpai pada tumbuhan dan

jarang terdapat pada hewan karena hewan memiliki kromosom

kelamin sehingga poliploidi akan menyebabkan terjadinya kelainan

pada keseimbangan seks, keguguran atau lahir dalam keadaan

mati. Sifat-sifat umum tanaman poliplidi adalah tanaman kelihatan

lebih kekar, rogan-organ tanaman menjadi lebih besar, jaringan-

jaringan penyusun organ juga tampak lebih besar. Terjadinya

poliploidi dialam dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya

faktor alami dan karena sengaja campur tangan manusia (diinduksi

oleh senyawa tertentu. Secara alami, poliploidi terbentuk karena

terjadi kelipatan somatis yaitu pada saat sel-sel mengalami

pemisahan yang tidak teratur selama mitosis sehingga

menghasilkan sel-sel meristematis yang menyebabkan kelipatan

jumlah kromosomnya tetap berada dalam generasi baru dari

tanaman tersebut. Selain karena kelipatan somatis, juga

disebabkan karena sel-sel reproduktif padat mengalami reduksi

yang tidak teratur atau mengalami pembelahan sel yang tidak

teratur sehingga kromosom-kromosom tidak memisah secara

sempurna. Sedangakan secara sengaja dibuat, umumnya orang-

orang menginduksi terjadinya poliploidi menggunakan !at-!at kimia

tertentu seperti asenaften, kloralhidrat, sulfanilamid, etil-merkuri-

klorida, heksklorosikloheksan dan kolkhisin atau menggunakan cool

water dan pemberian panas.

Pada percobaan kali ini digunakan !at kimia kolkhisin karena

sering digunakan dalam penelitian-penelitian poliploidi, lebih

efektif, mudah didapat dan mudah larut dalam air. Sementara !at-

!at kimia yang lain hanya dapat larut dalam gliserol.

1



Poliploidi mempunyai dua tipe, antara lain " autopoliploid dan

allopoliploid. #utopoliploid yaitu apabila genom yang sama

mengalami kelipatan (misalnya " n$ % n$, dapat dibedakan

tanaman yang triploid (&n, tetraploid ('n, pentaploid (n, dst.

Sedangkan jika allopoliploid yaitu apabila genom-genom yang

berbeda berkumpul melalui hibridisasi (misalnya " m$ % m).

*okhisin

*olkhisin (+)))/ merupakan suatu alkaloid yang berasal

dari umbi dan biji tanaman #utum crocus (Colchicum autumnale

0inn. yang termasuk dari famili 0iliaceae. *olkhisin bersifat racun,terutama pada tumbuhan memperlihatkan pengaruhnya pada

nukleus yang sedang membelah. 0arutan kolkhisin dengan

konsentrasi yang berbeda akan memperlihatkan hasil yang berbeda

pula terutama pada jumlah kromosom sel yang diberi perlakuan

kolkhisin. 1alam penggunaan kolkhisin, tidak ada ukuran tertentu

mengenai besarnya konsentrasi larutan kolkhisin yang harus

digunakan, juga mengenai lamanya waktu perlakuan. *eduanya

bergantung pada bahan yang akan dipakai dalam percobaan,

karena masing-masing bahan mempunyai kemampuan dalam

menyerap larutan kolkhisin yang berbeda-beda. Pada umumnya

kolkhisin dapat bekerja efektif pada konsentrasi 2,22$-$,223 dalam

waktu &-$' jam.

4ika dilihat dari morfologi tanaman yang diberi perlakuan

kolkhisin maka akan tampak lebih indah, kuat dan bunga-bunga

yang dihasilkan jau lebih besar, warna lebih cerah dan lebih indah.

4ika konsentrasi larutan kolkhisin dan lamanya waktu perlakuan

kurang mencapai keadaan yang tepat, maka poliploidi belum dapat

diperoleh. Sebaliknya, jika konsentrasi terlalu tinggi atau waktu

perlakuan terlalu lama, maka kolkhisin akan memperlihatkan

pengaruh yang kurang baik, yaitu penampilan tanaman jauh lebih

jelek, sel-sel banyak yang rusak atau bahkan menyebabkan

matinya tanaman.

5ikrotubulus

2



5ikrotubulus merupakan tabung protein panjang, berlubang

dan relatif liat. 6kuran diameter kurang lebih )' nm dan tebal

dinding nm. Panjangnya bervariasi tetapi dapat tumbuh $222 7

dari tebalnya dan tersusun oleh protein tubulin (dimer α dan β

tubulin. Tubulin tersebut mengalami polimerasi menjadi

proto8lamen dan tiap proto8lamen mempunyai polaritas yaitu

ujung α sebagai ujung positif yang bebas di sitosol sedangkan

ujung β tubulin sebagai ujung negatif ang tertanam dalam

sentrosom. Tiap mikrotubulus terdiri dar $ proto8lamen yang saling

paralel, sepa terurai (melepas protein dimer dan terntuk kembali.

1apat dijumpai pada sel hewan dan tumbuhan di sekitar inti sel.

Pada saat pembentukan mikrotubulus, tahap awal merupakan

tahap nukleasi (perlu tubulin, 5g)%, 9TP dan pada suhu &:o+. #lfa

dan beta tubulin bergabung membentuk heterodimer, heterodimer

bergabung satu sama lain membentuk oligodimer , kemudian

oligodimer memanjang membentuk proto8lamen. Tiap dimer

tubulin membawa 9TP (sumber energi pada beta tubulin dan

oligodimer membentuk cincin mikrotubulus.

Terdapat dua kelompok protein penggerak pada mikrotubulus,

yaitu kinesin yang bergerak ke arah ujung positif dan dyneins yang

bergerak ke arah ujung negatif. ;eberapa peranan mikrotubulus

pada saat mitosis-metafase adalah

$. mikrotubulus dari dua arah sampai terbentuk ukuran yang

sama

). penggerak mikrotubulus melekat pada kinetokor padakromosom, ke arah ujung negatif yang berperan adalah

dynein yang akan terjadi pemendekan mikrotubulus

sedangkan ke arah ujung positif yang berperan adalah

kinesin yang akan terjadi pemanjangan mikrotubulus

&. lengan kromosom menggunakan kinesin yang berbeda

untuk bergeraak ke bidang ekuatorial

Pemisahan kromosom pada saat mitosis-anafase terjadi

pemisahan sister kinetochores dan masing-masing membawa

kromatida. *romatida bergerak pada mikrotubulus dengan adanya

dynein kemudian mikrotubulus memendek. ;enang spindel yang

saling overlap bergerak melewati satu dengan yang lainnya

3



(mendorong daerah kutub saling menjauhkan diri dengan bantuan

konesin kemudian masing-masing kromatidda berhenti pada kutub

yang brlawanan.

PEMBAHASAN DAN HASIL

a. Pembahasan cara kerja

- Pada praktikum kali bertujuan untuk mengetahui rentang waktu

pembelahan sel (mitosis pada tanaman bawang merah ( Allium

cepa fa. ascalonicum , mengetahui pada jam berapakah fase

prometafase ditemukan sehingga jika telah diketahui dapat

mengukur jumlah kromosom dan mempelajari efek pemberian

kolkhisin terhadap jumlah kromosom bawang merah

- 1igunakannya sampel bawang karena diketahui bahwa bawang

mempunyai kromosom yang besar-besar, selnya relatif besar,

selaput dinding selnya transparan dan jam pembelahannya

berkisar antara pukul <.22 sampai $'.22 =>;, sehingga

diharapkan mendapatkan preparat kromosom yang mudah

untuk dilihat menggunakan mikroskop cahaya

- Pada praktikum kali ini digunakan perlakuan (treatment

menggunakan kolkhisin 2,2 3 dan praperlakuan ( pre

treatment menggunakan kolkhisin 2,2& 3. ?ungsi dari

perlakuan (treatment ini adalah dengan menggunakan kolkhisin

2,23 mampu mencegah pembentukan benag spindel danmencegah pembentukan sel plate, sehingga jumlah kromosom

berlipat ganda (poliploidi

- Praperlakuan diberikan sebelum dilakukannya preparasi

kromosom yang bertujuan agar supaya kelihatan menyebar dan

kromosom tampak kondens sehingga harapannya kromosom

tampak jelas dan dapat dihitung pada saat prometafasenya

- Perlakuan dilakukan pada saat bawang dikecambahkan,

sebelumnya kolkisin yang sebagai perlakuan diencerkan sampai

dengan 2,23 dengan akuades kemudian dimasukkan dalam

petri disk dan bawang dikecambahkan didalamnya selama

kurang lebih )' jam sampai tumbuh akar kemudian ujung akar

4



dipotong kurang lebih &-' mm, hasil perkecambahan dapat

diamati dalam gambar dibawah ini "

9ambar $. Perbandingan hasil perkecambahan bawang merah

dengan kolkhisin (a dan tanpa kolkhisin (b

- 1ipotong pada bagian ujung akar karena pada bagian inilah

letak sel-sel meristem apikal yang mempunyai aktivitas

pembelahan sel dan mudah mendapatkan sel-sel meristemnya,

dapat juga yang dipotong adalah pada bagian ujung daun akan

tetapi mengalami kesulitan untuk tepat mendapaktan sel

meristem apikalnya

- Setelah dipotong, kemudian dilakukan praperlakuan

menggunakan kolkhisin yang telah diencerkan dalam akuades

dengan konsentrasi 2,2& 3 dan dimasukkan dalam tabung

@akon serta disimpan dalam suhu kurang lebih 'o+, sementara

spesimen yang tidak diberi praperlakuan, langsung di8ksasi

dengan asam asetat ' 3

- Sehingga pada acara praktikum kali ini ada & macam jenis

specimen yang akan dipreparasi antara lain "$. kontrol, dengan praperlakuan kolkhisin 2,2&3

). perlakuan kolkhisin 2,23 dengan praperlakuan kolkhisin

2,2&3, dan

&. perlakuan kolkhisin 2,23 tanpa praperlakuan

- *etiga specimen diatas kemudian dipreparasi untuk melihat

kromosomnya dengan langkah-langkah dan metode yang sama

yaitu "

- Setelah dipotong kemudian di8ksasi dengan larutan asam asetat

' 3 yang telah dimasukkan dalam botol @akon dan simpan

dalam suhu 'o+ selama $ menit. ?iksasi ini bertujuan untuk

mengikat, memelihara, mengawetkan dan mempertahankan sel-

5

ab

*eteangan "

a. ;awang merah hasil perkecambahandidalam perlakuan kolkhisin 2,23(ujung akan tampak lebih besar

b. ;awang merah hasil perkecambahantidak diperlakukan kolkhisin (ujungakar tampak normal



sel didalam ujung akar bawang yang telah dipotong agar

didapatkan keadaan pembelahan sel sama seperti pada saat

akar tersebut dipotong, selain itu 8ksasi juga berfungsi untuk

mencegah keadaan post mortem yaitu keadaan yang

ditimbulkan oleh adanya pemotongan jaringan atau organ dan

keadaan ini dipicu oleh en!im proteolitik yang dapat

menghancurkan sel-sel, adanya 8ksasi dan suhu dingin maka

en!im tersebut dapat non aktif sehingga sel-sel masih tetap

segar sama seperti saat dipotong

- 1alam proses 8ksasi menggunakan larutan asam asetat ' 3

karena penetrasinya cepat, tidak menimbulkan kotoran dantidak merusak sel maupun kromosom

- Penyimpanan dalam suhu 'o+ bertujuan untuk mencegah en!im

proteolitik bekerja atau akan menonaktifkan en!im proteolitik

sehingga sel-sel tetap segar, tidak busuk selain itu akan

mengkondenskan kromosom dan disimpan dalam waktu $

menit karena waktu ini adalah waktu yang sangat tepat untuk

kerja asam asetat jadi merupakan waktu yang optimal (setelah

dilakukan beberapa kali percobaan

- Setelah $ menit berlangsung kemudiaan cuplikan dicuci

dengan akuades sebanyak tiga kali, fungsi pencucian adalah

untuk membilas cuplikan, menghilangkan larutan asam asetat

yang mungkin masih ada dalam cuplikan sehingga asam asetat

tersebut tidak bereaksi dengan larutan yang lain

- *emudian cuplikan dimaserasi dengan +l $ / dalam suhu o+

selama )- menit, fungsi maserasi adalah untuk melisiskan

lamela tengah yang terdapat diantara sel-sel tumbuhan (lamela

tengah ini berfungsi sebagai lemAperekat antar sel sehingga

tidak ada lagi perekat sel dan sel-sel nantinya dapat menyebar

satu dengan yang lainnya

- Senyawa +l berfungsi sebagai agen penghidrolisis untuk

memecah air yang ada dalam lamela tengah karena sifat +l

adalah asam. 1isimpan dalam suhu o+ dalam waktu )- menit

karena dalam suhu dan waktu tersebut merupakan suhu dan

waktu yang optimal untuk berlangsungnya rekasi kimia antara

+l dengan cuplikan

6



- *emudian cuplikan dicuci kembali menggunakan akuades

sebanyak & kali untuk menghilangkan larutan +l yang masih

tersisa dala cuplikan sehingga tidak bereaksi dengan larutan lain

- *emudian cuplikan diwarnai menggunakan aceto-orcein $3

selama &2-' menit, yang bertujuan untuk memberi warna

kromosom sehingga mudah dilihat. #ceto-orcein digunakan

sebagai agen pewarnaan karena sifatnya yaitu penetrasi cepat,

tidak menimbulkan kotoran dan karena cat ini khusus untuk

kromosom, dalam jangka waktu tersebut dimungkinkan telah

terjadi reaksi antara aceto-orcein dengan kromosom

- Setelah cuplikan diwarnai, kemudian cuplikan diletakkan diatasobyek gelas dan aceto-orcein yang masih menempel pada

bagian pinggir cuplikan diserap dengan tissue yang bertujuan

agar aceto-orcein tidak mengganggu dalam pengamatan dan

tidak bereaksi dengan larutan yang lain

- Selanjutnya cuplikan tersebut ditetesi dengan gliserin , ditutup

dengan gelas penutup dan dipencet dengan ujung kuas, larutan

gliserin berfungsi untuk meningkatkan indeks bias dan menjaga

kesegaran bahan

- PemencetanAsquash bertujuan untuk membantu persebaran sel-

sel yang ada dalam cuplikan sehingga antara satu sel dengan

sel yang lain dapat menyebar satu-satiu tidak saling menumpuk

sehingga lebih mudah untuk diamati

- 6jung kuas digunakan untuk alat pencet karena tumpul dan kecil

sehingga tidak merusak preparat dan yang terakhir dilekatkan

dengan cute7, fungsi cute7 adalah untuk melekatkan gelas

penutup dengan obyek gelas

- Selanjutnya preparat diamati dibawah mikroskop dengan

perbesaran yang kecil terlebih dahulu dan diamati

perbedaannya antara masing-masing perlakuan

b. asil

1ari praktikum yang telah dilakukan dihasilkan preparat sebagai

berikut "

$. kontrol, dengan praperlakuan kolkhisin 2,2&3

7

b



). perlakuan kolkhisin 2,23 dengan praperlakuan kolkhisin 2,2&3,

dan

&. perlakuan kolkhisin 2,23 tanpa praperlakuan

9ambar ). asil preparasi yang didapatkan pada saat praktikum,

kontrol ($ dan perlakuan dengan praperlakuan () dan

tanpa perlakuan (&

c. Pembahasan hasil

Pada gambar hasil diatas, tampak bahwa pada pengaruh

kolkhisin sebagai perlakuan dengan konsentrasi 2,2 3 dan

praperlakuan 2,2&3 sangat nyata dan jelas terhadap jumlah

kromosom dan persebaran kromosom pada saat prometafase. Pada

perlakuan (treatment dengan kolkhisin 2,23 terjadi

8

a

*eterangan "a. Profaseb. Prometafasec. 5etafase

d. #nafasee. Telofase

c

d

a

de

a

b

b

b

*eterangan "a. Profaseb. Prometafase

bb

d

a

c

*eterangan "a. Profaseb. Prometafasec. #nafased. Telofase



pelipatgandaan jumlah kromosom disebabkan efek kolkhisin yang

mampu mencegah terbentuknya benang-benang plasma dari

gelendong inti (spindel dan mencegah pembentukan sel plate

metafase sehingga pemisahan kromosom pada anafase dari mitosis

tidak berlangsung sehingga menyebabkan penggandaan kromosom

tanpa pembentukan dinding sel. al ini terjadi karena terdapat

ikatan kompleks antara cincin-cincin dalam senyawa kolkhisin yang

berikatan dengan tubulin-tubulin yang ada didalam benang spindel.

Seperti yang telah diketahui bahwa benang spindel tersusun atas

mikrotubulus yang mempunyai ujung alfa (α tubulin dan ujung

beta (β tubulin sementara itu kolkhisin mempunyai struktur kimia

berupa cincin #, ; dan +. ikatan kompleks terjadi pada saat cincin #

dan ; dan kolkhisin berikatan dengan α tubulin dari mikrotubulus

dan cincin + dari kolkhisin berikatan dengan β tubulin dari

mikrotubulus. *arena tidak terbentuk benang spindel, maka

kromosom-kromosom tetap tinggal berserakan dalam sitoplasma

(tampak jelas pada saat metafase " gambar ).) dan & dan jumlah

kromosom menjadi kelipatan dari jumlah genomya (tampak lebih

banyak. #pabila konsentrasi larutan kolkhisin terus diberikan,

maka pertambahan genom akan mengikuti suatu deret ukur seperti

'n, <n, $n, dst.

*romosom-kromosom yang telah berlipat ganda dan mampu

memisahkan diri dari sentromer dan memlui anafase (gambar ).)

dan & dan menghasilkan sel anakan yang mengandung jumlah

kromosom lipat dua (anakan poliploi akibatnya pada ujung akantampak membesar karena jumlah kromosom yang banyak.

Sedangkan pada pengamatan sitologis jumlah kromosom sangat

banyak.

;anyaknya jumlah kromosom ini akibat adanya poliploidi

menyebabkan kesulitan dalam menghitung jumlah kromosom yang

baru, sehingga diperlukan adanya suatu praperlakuan

(pretreatment sebelum dilakukan preparasi kromosom. 1engan

fungsi kolkisin yang sama yaitu mencegah pembentukan benang

spindel dan plate metafase sihingga pada sel yang telah dilakukan

perlakuan dan kemudian dilakukan praperlakuan, kromosom

tampak berlilpat ganda dan tampak menyebar sehingga mudah

9



dihitung dan diketahui jumlahnya (gambar ).). al ini terjadi

karena fungsi praperlakuan adalah menyebarkan kromosom dan

mengkondenskan bentuk kromosom. Sedangkan pada perlakuan

kolkhisin akan tetapi tidak diberi praprelakuan, kromosom tampak

banyak (poliploid akan tetapi tidak menyebar, jadi menggerombol

sehingga sulit untuk menghitung (gambar ).&. 4ika dibandingkan

dengan kontrol yang tanpa diperlakukan kolkhisin, maka dari hasil

tampak bahwa jumlah kromosom tetap diploid ()n akan tetapi

letaknya dapat menyebar karena diberi praperlakuan kolkhisin

terlebih dahulu (gambar ).$.

1ari gambar diatas, tipe poliploid yang terjadi adalahautopoliploid dan berdasarkan banyaknya diduga adalah

autotetraploid (karena foto tidak terlalu jelas. #utotetraploid

adalah penggandaan jumlah kromosom akibat induksi kolkhisin

yang jumlah kromosomnya dua kali lipat dari tumbuhan diploid ()n

→ 'n.

;erikut ini merupakan simulasi gambar perbandingan mitosis

normal dengan mitosis yang diperlakukan dengan kolkhisin "$. 5itosis normal dalam nukleus dengan ) pasang kromosom

/ukleus diploid Prometafase 5etafase #nafase

Telofase

()n

). 5itosis dalam nukleus yang sama setelah diberi kolkhisin

/ukleus diploid +-Prometafase +-5etafase +-#nafase

/ukleus restitusi

()n

(tetraploid B 'n

10



Keterangan " kromosom yang tampak diatas hanya perwakilan

dari jumlah kromosom sebenarnya yang ada di bawang adalah $

()n

9ambar &. 5itosis normal ($ dibandingkan dengan mitosis dalam

nukleus yang diperlakukan dengan kolkhisin () (+-mitosis

KESIMPULAN

1ari praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkuan "

$. Perlakuan kolkhisin 2,2 3 dan praperlakkuan kolkhisin

2,2&3 memberikan efek yang nyata terhadap pelipatan

jumlah kromosom sehingga menjadi autopoliploidi dan

kromosom dapat tersebar dalam sel

). Penambahan jumlah kromosom hampir selalu diikuti oleh

penambahan ukuran sel dan sering menunjukkan keunggulan

sifat

&. Setiap perubahan pada jumlah kromosom akan merubah

segregasi genetik

1#?T#C #+6#/

Suryo. $DD. Sitogenetika. 9adjah 5ada 6niversity Press

11



0#PC#/ PC#*T>*65 9E/ET>*# SE0

POLIPLOIDI KROMOSOM BAWANGMERAH

( Allium cepa fa. ascalonicum ) DENGANINDUKSI KOLKHISIN

12



1isusun leh "

GANIES RIZA ARISTYA

07!"#!!0PBI7$!

PROGRAM STUDI PAS%ASAR&ANA BIOLOGI

'AKULTAS BIOLOGI

UNIERSITAS GAD&AH MADA

YOGYAKARTA

!007

13

Poliploidi 2

Documents

Transcript of Poliploidi 2