REPRODUKSI SEL

PERCOBAAN 9

REPRODUKSI SEL

PENDAHULUAN

Setiap makhluk hidup, baik yang uniseluler maupun multiseluler mempunyai kemampuan untuk berkembang biak. Hal ini ditunjukkan untuk mempertahankan keturunan dari makhluk hidup tersebut. Dalam peristiwa perkembangbiakan ini terjadi proses penurunan sifat dari induk ke anaknya, sehingga memiliki sifat yang identik dengan induknya. Yang berperan dalam proses penurunan sifat ini adalah pembawa sifat atau kromosom.

Kromosom terdapat di dalam inti se. Bentuknya sperti benang-benang yang tersusun dari benang-benang kromatin. Kromosom ini mudah sekali menyerap zat warna, sehingga apabila sel itu diberi warna, maka bagian intilah (yang mengandung kromosom) yang nampak lebih tua warnanya dibanding sel lain

TUJUAN

Mengenal dan mengamati kromosom pada sel akar bawang merah (Album cepa) pada pembelahan sel

DASAR TEORI

Setiap organisme yang tinggal di planet Bumi ini tersusun dari salah satu dari dua jenis sel yang secara struktural berbeda, yaitu sel prokariotik atau sel eukariotik. Jenis sel prokariotik hanya dimiliki oleh bakteri dan arkea. Umumnya, Arkea (Archaea) hidup di lingkungan yang ekstrem, seperti danau yang berkadar garam tinggi dan sumber-sumber air panas. Ini telah dibuktikan dengan molekuler bahwa arkea sangat tidak mempunyai kesamaan dengan eukariota sebanyak kesamaan yang dimilikinya dengan anggota domain bakteri. Perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik ditandai dengan namanya. Kata prokariota (prokaryote) berasal dari bahasa Yunani pro, yang berarti “sebelum”, dan karyon, yang berarti “kernel”, atau biasa disebut nukleus.

Sel prokariotik tidak memiliki nukleus, melainkan materi genetiknya (DNA) terpusat pada suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah ini dari bagian sel lainnya. Namun sebaliknya, sel eukariotik (bahasa Yunani, eu, yang berarti “sebenarnya”, dan karyon) mempunyai nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh membran nukleus. Dengan demikian baik ada mahupun tidak nukleus sesungguhnya, hanya merupakan contoh dari perbedaan kompleksnya suatu struktural dari kedua jenis sel tersebut.

Perkembangan sel prokariotik dan eukariotik memiliki beberapa fase. Pada sel prokariotik adalah amitosis atau pembelahan biner, secara harfiah berarti “pembelahan menjadi separuh”. Sebagian besar gen bakteri terdapat pada kromosom tunggal yang terdiri atas molekul DNA sirkular dan protein yang terkait. Walaupun bakteri lebih kecil dan lebih sederhana daripada sel eukariotik, masalah replikasi genomnya secara teratur dan pendistribusian salinannya secara ke kedua sel anak masih sulit dimengerti sepenuhnya. Kromosom bakteri dilekatkan pada membran plasma. Setelah sel bakteri mereplikasi kromosomnya dalam persiapan untuk pembelahan, kedua salinannya tetap melekat pada membran di tempat yang bersebelahan. Pertumbuhan membran di antara kedua tempat pelekatan itu akan memisahkan kedua salinan kromosom tadi. Ketika bakteri telah mencapai sekitar dua kali ukuran awalnya, membran plasmanya melekuk ke dalam, memisahkan sel induk menjadi dua sel anak. Setiap sel mewarisi genom yang lengkap.

Sebaliknya, pada sel eukariotik, terjadi perbedaan jenis pembelahan. Pertama, pada sel somatik (sel tubuh) terjadi secara mitosis dan yang kedua pada sel gamet (kelamin) terjadi secara meiosis.
Proses berlangsungnya pembelahan tersebut diperlukan waktu dan laju pembelahan sel (siklus sel) pada bagian tumbuhan dan hewan yang berbeda merupakan hal yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan yang normal.

Perbedaan siklus sel ini disebabkan oleh pengaturan pada tingkatan molekuler.
Tahap yang pertama kali dilakukan dalam siklus sel ini adalah dengan fase Interfase yaitu periode saat sel tidak sedang melakukan aktifitas pembelahan. Selama Interfase, aktivitas metabolisme sangat tinggi, kromosom dan organel mengalami duplikasi (penggandaan) dan ukuran sel dapat meningkat. Interfase meliputi sekitar 90 % dari keseluruhan waktu setiap siklus sel. Untuk satu sel membutuhkan waktu ± 24 jam untuk satu kali proses pembelahan, G1 (Gap 1) selama 11 jam, S (Sintesis DNA) selama 8 jam, G2 (Gap 2) selama 4 jam dan M (Mitotik) selama 1 jam. Selama ketiga sub-fase ini yaitu G1, S, dan G2, sel mengalami pertumbuhan dengan menghasilkan organel dan protein-protein di dalam sitoplasma. Kromosom direplikasi hanya pada sub-fase S.

Dengan demikian, suatu sel tumbuh (G1), terus tumbuh saat sel tersebut sudah menyalin kromosomnya (S), dan tumbuh lagi sampai sel tersebut menyelesaikan persiapannya untuk melakukan pembelahan (G2) yang ditandai dengan kromosom berkondensasi, dua pasang sentromer terbentuk, dan nukleolus mulai menghilang, kemudian dilanjutkan dengan fase M.
Pembelahan mitosis merupakan proses pembelahan inti sel menjadi dua inti sel baru, melalui tahapan dan proses tertentu menghasilkan dua jenis sel anak yang jumlah kromosomnya sama dengan induknya.

Pembelahan sel secara mitosis melalui beberapa fase, diantaranya fase Interfase, Profase, Metafase, Anafase, dan yang terakhir Telofase. Pembelahan mulai terjadi saat fase Profase dengan ciri-ciri membran nukleus melebur, nukleolus menghilang, kedua sentriol bergerak ke kutub berlawanan , dan kromosom mereplikasi hingga memproduksi sebanyak 12 kromatid, kemudian membentuk 6 pasang sister chromatids (sepasang kromatid identik). Kemudian, sebelum sel memasuki fase Metafase terlebih dahulu fase pro-Metafase dengan ciri-ciri membran inti berubah menjadi vesikel-vesikel dan benang spindel telah sempurna. Sister chromatids akan mengikat “garis-garis” spindel melalui mirotubul kinetotor, kemudian pada Metafase-nya sudah berada sejajar di bidang ekuator. Dilanjutkan fase Anafase, sister chromatids berpisah dari pasangannya dan bergerak menuju kutub-kutub berlawanan, kemudian selama fase Telofase kromosom sudah berada di setiap kutub masing-masing dan membran inti akan membentuk kembali serta kromosom membentuk kromatin kembali dan terakhir sel akan terbagi menjadi dua sel anakan setelah sitokinesis selesai.

Pembelahan mitosis bertujuan untuk memperbaiki sel-sel somatik (sel tubuh selain sel kelamin) yang mati dan sel yang mengalami kerusakan serta sebagai regenerasi aseksual (vegetatif). Sebaliknya pada pembelahan meiosis, sel yang dihasilkan merupakan sel gamet yang bertujuan dalam proses fertilisasi untuk memproduksi individu baru dengan gen gabungan dari kedua induk (reproduksi seksual).

Beberapa perbedaan yang ada pada pembelahan mitosis dan meiosis. Pertama, berdasarkan tempat terjadinya mitosis pada sel somatik sedangkan meiosis pada sel kelamin. Kedua, berdasarkan tujuannya mitosis untuk mengganti sel-sel yang rusak sedangkan pada meiosis untuk membentuk sel kelamin. Ketiga, berdasarkan pembelahannya mitosis hanya terjadi satu kali pembelahan saja sedangkan pada meiosis terjadi dua kali pembelahan. Keempat, berdasarkan hasilnya mitosis menghasilkan dua sel anak yang identik sedangkan pada meiosis menghasilkan 4 sel anak yang berbeda dan yang kelima, berdasarkan sel anaknya mitosis bersifat diploid (2n) sedangkan pada meiosis bersifat haploid (n).

Di setiap pembelahan, kita dapat menemukan beberapa tahapan pembentukan materi genetik pada membran inti. Kromatid merupakan dua molekul DNA yang identik dan membentuk dua kromatid yang identik yang kita kenal dengan nama sister chromatids. Kemudian, molekul DNA tersebut di dalam inti sel diorganisasikan bersama dngan protein histon yang dinamakan dengan kromatin, lalu kromatin mengalami pemendekan dan penebalan hingga akhirnya membentuk kromosom. Kemudian, kromosom tersebut membentuk kromosom homolog yaitu pasangan kromosom dengan panjang, posisi sentromer, dan pola pewarnaan yang sama yang memiliki gen untuk karakter yang sama pada lokus yang berkaitan. Kromosom juga memilki bagian-bagiannya yaitu kinetokor yaitu daerah khusus sentromer yang menghubungkan masing-masing sister chromatids dengan gelendong mitotik, lalu yang kedua yaitu telomer merupakan bagian ujung pada kromosom dan yang terakhir yaitu sentrosom adalah pusat pengorganisasian mikrotubul pada kromosom.

Pembelahan sel berbeda antara sel hewan dan tumbuhan. Ini ditandai dengan pada tahap akhir pembelahan yaitu fase Telofase, lebih tepatnya pada proses sitokinesis (pembelahan sitoplasma). Pada sel hewan sitokinesis diawali dengan berakhirnya proses mitosis, kemudian “gelondong” (vesikel) melakukan pembongkaran sitoplasma dari luar. Kemudian membentuk garis ekuator, sebuah cincin mikrofilamen melakukan kontraksi membran plasma. Kemudian diameter tersebut menyusut dan membuat kerutan ke arah dalam. Kontraksi terus terjadi secara kontinu sampai tersebut memotong sel menjadi dua anakan sel baru.

Sebaliknya pada sel tumbuhan sitokinesis diawali dengan vesikel berkumpul di garis ekuator dan mereka juga mengandung material sejenis “semen” dan struktur materialnya  untuk membentuk dinding sel yang baru. Kemudian, vesikel tersebut membentuk sumbu membran vesikel. Kemudian, enzim selulosa diendapkan di sebelah dalam membentuk “sandwich” (enzim tersebut berguna untuk membantu memisahkan sel) dan pada akhirnya sel menjadi dua anakan sel yang baru.

ALAT DAN BAHAN

1.      Gelas objek

2.      Gelas penutup

3.      Silet

4.      Pinset

5.      Kertas saring

6.      Pipet tetes

7.      Biakan akar bawang merah

8.      Cawan petri

9.      Larutan aceto – carmin

10.  Pensil yang permukaannya halus

11.  kaki tiga

12.   Pembakar spiritus

13.   Kassa asbes

BAGAN KERJA

Beberapa hari sebelum percobaan

Membuat biakkan akar bawang dengan merendam cakram siung bawang di dalam segelas air

Meletakkan biakkan tersebut di tempat gelap selama beberapa hari hingga tumbuh akar dengan panjang 2-3 cm

Hari percobaan

Memotong akar bawang yang telah dibiakkan sepanjang 5 mm dari ujung akar

Memanaskan rendaman potongan akar hingga ujung akar tampak berwarna paling merah (menjaga jangan sampai aceto – carmin mengering)

Meletakkan satu potongan akar di atas gelas objek dan di berti tetesan larutan aceto –carmin, menutup dengan gelas penutup, menekan dengan pensil hingga memipih

Meletakkan potongan akar tersebut di dalam cawan petri lalu diberikan aceto – carmin hingga seluruh potongan akar  terendam

Mengamati di bawah mikroskop dengan perbesaran 100 X hingga terlihat kromosom dalam bentuk benang –benang merah dalam inti sel

HASIL PENGAMATAN

Perbesaran 10 X 10                                                                          

   

  Perbesaran 10 X 40

Pada gambar terlihat bagian yang berwana merah dan tidak

ANALISIS HASIL

Pada percobaan kali ini, beberapa hari sebelum pelaksanaan praktikum yang dilakukan adalah pembiakan akar bawang. Cara mengembangbiakkan akar bawang yaitu dengan merendam cakram bawang di dalam gelas berisi air dan di letakkan di tempat yang gelap.

Pada hari pelaksanaan praktikum, biakkan akar bawang di potong lalu dipanaskan bersama larutan aceto-carmin. Yang digunakan dalam praktikum ini adalah ujung akar karena pada ujung akar masih terdapat sel yang masih aktif membelah. Pemanasan acetocarmin bersamaan dengan akar bawang dimaksudkan agar sel –sel akar bawang mati dan penyerapan maksimal serta posisi kromosom tidak berubah dan mudah untuk diamati. Setelah pemanasan, akar bawang di letakkan pada preparat serta di pipihkan kemudian  di amati di bawah miksoskop

Ternyata setelah diamati dibawah mikroskop, ada bagian yang berwarna merah dan ada yang tidak, namun itu tidak menunjukkan keberadaan kromosom, dan bentuk kromosom tidak terlihat. Mungkin yang kami amati merupakan serabut serabut akar. Hal ini terjadi karena terdapat kesalahan dalam praktikum misalnya pada saat pemotongan tenyata bukan bagian ujung akar  yang digunakan sehingga pada saat diamati tidak terlihat jelas kromosomnya. Selain itu, waktu perendaman / pembiakkan yang mungkin terlalu lama, sehingga ketika diamati sel telah  terhenti pertumbuhannya atau tidak membelah lagi.

KESIMPULAN

• ·         Pembelahan yang terjadi adalah pembelahan mitosis
• ·         Tahap pembelahan mitosis yaitu : profase, metafase, anaphase, dan telofase
• ·         Pembiakkan akar bawang merah lebih baik dilakukan sehari sebelum pelaksanaan percobaan
• ·         Pada bagian ujung akar terdapat sel yang masih aktif membelah
• ·         Aceto- carmin digunakan agar kromosom yang akan siamati lebih terlihat jelas
• ·         Kromosom tidak terlihat karena terdapat kesalahan dalam praktikum

DAFTAR PUSTAKA

Brooker dkk. 2008. Biology. NewYork: McGraw Hill International edition

Campbell dkk. 2002. Biologi,ed V. Jakarta: Erlangga

Sihombing,Betsy. et al., 2010. Penuntun praktikum biologi umum. Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Jakarta. Jakarta

Starr. 2003. Biology concepts and applications, 5th ed. New York: USA of The Wadsworth Group

Willet, Edward. 2006. Genetics Demystified. New York: The Mcgrow-Hill Companies, Inc

 LAMPIRAN

1.      Apa guna larutan aceto – carmin dalam percobaan ini? Mengapa dalam prosedur pelaksanaannya, rendaman ujung akar dalam larutan aceto- carmin harus di panaskan?

Jawab :

asetocarmine untuk memperjelas kromosom yang terdapat pada akar bawang merah karena kromosom mudah sekali menyerap warna. Pemanasan dilakukan agar sel – sel di akar mati sehingga penyerapan aceto –carmin maksimal, selain itu pemanasan dilakukan agar pada saat diamati  posisi kromosom tidak berubah

2.      Mengapa digunakan bagian ujung akar untuk mengamati kromosom? Dapatkah kita mengamati kromosom secara jelas pada bagian pangkal akar atau bagian lain dari tumbuhan? Mengapa demikian

Jawab :

Karena pada bagian ujung akar terdapat sel pertumbuhan yang masih aktif membelah, jika menggunakan bagian lain tidak dapat terlihat karena pada bagian lain sudah terjadi pendewasaan atau telah terdeferensiasi dan pembelahan sel sudah terhenti.

3.      Pada peristiwa apa kromosom dalam sel dapat dengan mudah/ jelas diamati? Jelaskan.

Jawab :

Pada saat metaphase, Karena pada saat metafase kromosom berjejer dibidang ekuator sehingga mudah untuk diamati.