LAPORAN PRAKTIKUM
GENETIKA
PERCOBAAN III
LALAT BUAH DROSOPHILA MELANOGASTER
NAMA : NUR AFIYAH
SULAIMAN
NIM : H41113504
KELOMPOK : V (LIMA) B
HARI/TGL.
PERC. : SENIN/ 24 MARET 2014
ASISTEN : RISKY NURHIKMAYANI
LABORATORIUM GENETIKA JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2014
BAB
I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Drosophila melanogaster (Lalat
buah) merupakan sejenis lalat buah yang biasa terdapat di buah-buahan dan
biasanya digunakan sebagai objek dalam percobaan genetika karena daur
hidupnya sangat cepat. Selain itu, lalat ini sangat subur
yang betina dapat menghasilkan ratusan telur yang dibuahi dalam hidupnya yang
pendek (Kimball, 2001).
Drosophila melanogaster, sejenis serangga biasa
yang umumnya tidak berbahaya dan merupakan pemakan jamur yang tumbuh pada buah.
Lalat buah adalah serangga yang mudah berkembangbiak. Dari satu perkawinan saja
dapat dihasilkan ratusan keturunan, dan generasi yang baru dapat dikembangkan
setiap dua minggu. Karasteristik ini menunjukkan lalat buah organisme yang
cocok sekali untuk kajian-kajian genetik (Campbell, 2008).
Kebanyakan penemuan di bidang genetika didapatkan melalui
penelitian dengan menggunakan lalat tersebut sebagai bahan (Suryo,2004).
Pilihan ini tepat sekali karena pertama, lalat ini kecil
sehingga suatu populasi yang besar dapat dipelihara dalam laboratorium. Kedua,
daur hidup sangat cepat. Tiap 2 minggu dapat dihasilkan satu generasi dewasa
yang baru. Ketiga, lalat ini sangat subur yang betina dapat
menghasilkan ratusan telur yang dibuahi dalam hidupnya yang pendek itu (Kimball, 2001).
Berikut merupakan klasifikasi dari Drosophila melanogaster (Borror, 1992):
Kingdom
: Animalia
Phyllum
: Arthropoda
Kelas
: Insecta
Ordo
: Diptera
Famili
: Drosophilidae
Genus
: Drosophila
Spesies
: Drosophila melanogaster
Menurut
Borror (1992) menyatakan bahwa telur Drosophila dilapisi oleh dua lapisan, yaitu satu
selaput vitellin tipis yang mengelilingi sitoplasma dan suatu selaput tipis
tapi kuat (Khorion) di bagian luar dan di anteriornya terdapat dua tangkai
tipis. Korion mempunyai kulit bagian luar yang keras dari telur tersebut.
Kemudian pada
tahap larva terjadi dua kali pergantian kulit dan
periode di antara masa pergantian kulit dinamakan stadium instar. Di akhir stadium instar, larva keluar dari
media makanan menuju ke tempat yang lebih kering untuk berkembang menjadi
pupa. Tahap pupa berlangsung sekitar 2 hari sampai
4 hari. Lalat dewasa yang baru keluar dari pupa
sayapnya belum mengembang, tubuhnya berwarna bening. Kemudian akan berkembang hingga tahap imago.
ciri-ciri
morfologi yang membedakan Drosophila jantan dan betina antara lain (Suryo,
2008) yaitu:
|
Betina
|
Jantan
|
|
Ukuran tubuh
lebih besar dari jantan
|
Ukuran tubuh
lebih kecil dari betina
|
|
Sayap lebih
panjang dari sayap jantan
|
Sayap lebih
pendek dari pada betina
|
|
Tidak terdapat
sisir kelamin (sex comb)
|
Terdapat sisir
kelamin (sex comb)
|
|
Ujung abdomen runcing
|
Ujung abdomen
tumpul dan lebih hitam
|
Alasan digunakannya Drosophilla melanogaster sebagai bahan penelitian adalah karena
lalat ini memiliki beberapa keuntungan, antara lain (Suryo, 1984):
1. Mudah diperoleh sehingga tidak
menghambat penelitian
2. Mudah dipelihara pada media makanan
yang sederhana, pada suhu kamar dan didalam botol susus berukuran
sedang
3. Memiliki siklus hidup pendek (hanya
kira-kira 2 minggu) sehingga dalam waktu satu tahun dapat diperoleh 25 generasi
4. Mempunyai tanda-tanda kelamin sekunder
yang mudah dibedakan.
5. Hanya mempunyai delapan kromosom saja,
tiga pasang kromosom autosom dan satu pasang kromosom seks.
Inti sel tubuh
lalat buah hanya memiliki 8 buah kromosom saja, sehingga mudah sekali diamati
dan dihitung. Delapan buah kromosom tersebut dibedakan atas (Suryo, 1984)
yaitu:
1. 6 buah kromosom (atau 3 pasang) yang
pada lalat betina maupun jantan bentuknya sama. Karena itu kromosom-kromosom
ini disebut autosom (kromosom tubuh), sisingkat dengan huruf A.
2. 2 buah kromosom (atau 1 pasang)
disebut kromosom kelamin (seks kromosom), sebab bentuknya ada yang berbeda pada
lalat betina dan jantan.
Kromosom kelamin dibedakan atas suryo:
1. Kromosom X yang berbentuk batang
lurus. Lalat betina memiliki 2 kromosom X.
2. Kromosom Y yang sedikit membengkok
pada salah satu ujungnya. Kromosom Y lebih pendek dari pada kromosom X. Lalat
jantan memiliki sebuah kromosom X dan Y. Lalat betina normal memiliki kromosom
Y. Lalat betina memiliki 2 kromosom kelamin sejenis maka lalat betina dikatakan
homogametik sedangkan jantan bersifat heterogametik
Berhubungan dengan itu formula kromosom untuk
lalat buah ialah sebagai berikut:
a. Lalat betina ialah 3 AAXX (= 3 pasang
autosom + 1 pasang kromosom X)
b. Lalat jantan ialah 3 AAXY (= 3
pasangan autosom + sebuah kromosom X + sebuah kromosom Y).
Dalam keadaan normal, lalat betina membentuk
satu macam sel telur saja yang bersifat haploid (3AX). Tetapi lalat jantan
membentuk 2 macam spermatozoa yang haploid. Ada spermatozoa yang membawa
kromosom X (3AX) dan ada yang membawa kromosom Y (3AY). Apabila sel telur itu
dibuahi spermatozoon yang membawa kromosom X, terjadilah lalat betina yang
diploid (3AAXX). Tetapi bila sel telur itu dibuahi spermatozoa yang membawa
kromosom Y, terjadilah lalat jantan yang diploid (3AAXY). Kadang-kadang diwaktu
meosis selama pembentukan sel-sel kelamin, sepasang kromosom kelamin itu tidak
memisahkan diri, melainkan tetap berkumpul. Peristiwa ini disebut
“nondisjunction”. Andaikan terjadi nondisjunction selama oogenesis (pembentukan
sel telur) akan terbentuk dua macam sel telur, yaitu sebuah sel telur yang
membawa dua kromosom X (3AXX) dan sebuah sel telur tanpa kromosom X (3AO)
(Suryo, 2008).
Adanya nondisjunction ini tentu saja
mengakibatkan terjadinya berbagai macam kelainan dan keturunan yaitu (Suryo,
2008):
1. Lalat betina super (AAXXX), yaitu
apabila spermatozoa membawa kromosom Xmembuahi sel telur yang mempunyai dua
kromosom X. Lalat ini tidak sempurna pertumbuhannya, steril, sangat lemah, dan
hidup tidak lama.
2. Lalat AAXXY, yaitu apabila spermatozoa
pembawa kromosomY membuahi sel teluryang mempunyai 2 kromosom X. Lalat ini
betina subur, tak ada bedanya dengan lalat beyina biasa. Berarti
kromosom Y pada drosphila tidak memberipengaruh pada seks.
3. Lalat AAXO, yaitu apabila spermatozoa
pembawa kromosom X membuahi sel telurtanpa kromosom X. Lalat ini jantan dan
steril
4. Lalat ginandromorf, ialah lalat yang
tubuhnya separuh bersifat betina dan separuhnya bersifat jantan. Untuklalat ini
tidak dapat diberikan formulasi kromosomnya
5. Lalat interseks AAAXX, yaitu lalat
yang merupakan campurann antara lalat betina dan jantan, triploid (3n) untuk
autosomnya dan memiliki 2 kromosom X, steril.
6. Lalat jantan super AAAXY, yaitu lalat
jantan triploid untuk autosomnya, sperti halnya dengan lalat betina
super maka pertumbuhannya tidak sempurna, steril, sangat lemah, dan hidup
tidaklama.
7. Lalat dengan kromosom X melekat pada
salah satu ujungnya (attached X cromosomes) AAXXY .lalat ini memiliki
fenotip seperti lalat betina normal,tetapi bila diperiksa menggunakan mikroskop
maka inti selnya mengandung sepasang kromosom X yang saling melekat pada
ujungnya ditambah dengan adanya kromosom Y.
Orang pertama yang menggunakan Lalat buah (Drosophila
melanogaster) sebagai objek penelitian genetika adalah Thomas Hunt Morgan
yang berhasil menemukan “pautan seks” dan “gen rekombinan”. Ada beberapa
keuntungan sehingga lalat buah banyak dijadikan objek untuk kajian-kajian
genetik, di antaranya :
1. Lalat buah (Drosophila melanogaster)
mudah dipelihara dalam laboratorium karena makanannya sangat sederhana, hanya
memerlukan sedikit ruangan dan tubuhnya cukup kuat.
2. Pada temperatur kamar (suhu ruangan), Lalat
buah (Drosophila melanogaster) dapat menyelesaikan siklus hidupnya
kurang lebih dalam 12 hari.
3. Jumlahnya di alam sangat berlimpah dan mudah
didapati.
4. Lalat buah (Drosophila melanogaster)
dapat menghasilkan keturunan dalam jumlah yang besar.
5. Jumlah kromosom relatif sedikit, yaitu 4
pasang dan memiliki “Giant Chromosme”. kromosom ini terdapat dalam sel-sel
kelenjar ludah yang besarnya 100 kali lipat dari kromosom biasa, sehingga mudah
diamati di bawah mikroskop cahaya.
6. Lalat buah (Drosophila melanogaster)
memiliki berbagai macam perbedaan sifat keturunan yang dapat dikenali dengan
pembesaran lemah. Lalat buah (Drosophila melanogaster) ini memiliki
beberapa jenis mutan (individu yang dihasilkan karena adanya mutasi) yang dapat
diamati dengan perbesaran yang lemah pula.
7. Perkembangan dari siklus hidupnya mudah di
amati, karena terjadi di luar tubuhnya mulai dari telur, larva, pupa hingga
menjadi dewasa (imago).
Pada percobaan morgan mengenai drosphila
melanogaster terdapat seekor jantan dengan mata putih, dan tidak
cemerlang yang menjadi ciri khas spesies itu. Ketika jantan bermata putih ini
dikawinkan dengan betina bermata merah, semua keturunannya bermata merah. Ini
suatu tanda bahwa jika sifat mata putih itu ditentukan oleh sutau gen
khusus, maka gen itu bersiifat resesif. Ketika morgan melakukan
persilangan morgan menemukan semua keturunan yang bermata putih itu
jantan. Tidak terdapat seekor betiina pun yang bermata putih. Morgan
menyimpulkan bahwa jika diasumsikan bahwa alela yang bersangkutan
terletakdikromosom X. Lalat betina mempunyai 2kromosom X harus homozigot
untuk mata putih agar sifat itu dapat dilihat. Sebaliknya lalat jantan
karena hanya memiliki satu kromosomX alela apapun yang terdapat pada kromosom
tersebut akan memperlihatkan sifat itu. Morgan menamakan sifat
menurun demikian itu terpaut X karena gen terletak pada kromosom X
(Kimball, 1990).
Sifat
keturunan atau kejadian yang diterangkan di muka itu ditentukan oleh gen yang
terdapat pada autosom. Mempelajari menurunnya warna bunga atau sifat albino
pada manusia, keturunan F1 maupun F2 tidak pernah disebut jenis kelaminnya.
Terdapat juga gen- gen yang terdapat pada kromosom kelamin. Gen ini disebut
gen- gen terangkai kelamin. Peristiwanya disebut rangkai kelamin atau dalam
bahasa inggrisnya “sex linkage”.(Suryo, 1994).
Metamorfosis pada Drosophila termasuk metamorfosis
sempurna, yaitu dari telur – larva instar I – larva instar II – larva instar
III – pupa – imago. Perkembangan dimulai segera setelah terjadi
fertilisasi, yang terdiri dari dua periode. Pertama, periode embrionik di dalam
telur pada saat fertilisasi sampai pada saat larva muda menetas dari telur dan
ini terjadi dalam waktu kurang lebih 24 jam. Dan
pada saat seperti ini, larva tidak berhenti-berhenti untuk makan (Silvia,
2003).
Periode
kedua adalah periode setelah menetas dari telur dan disebut perkembangan
postembrionik yang dibagi menjadi tiga tahap, yaitu larva, pupa, dan imago
(fase seksual dengan perkembangan pada sayap). Formasi lainnya pada
perkembangan secara seksual terjadi pada saat dewasa (Silvia, 2003).
Telur
Drosophila berbentuk benda kecil bulat panjang dan biasanya diletakkan di
permukaan makanan. Betina dewasa mulai bertelur pada hari kedua setelah menjadi
lalat dewasa dan meningkat hingga seminggu sampai betina meletakkan 50-75 telur
perhari dan mungkin maksimum 400-500 buah dalam 10 hari. (Silvia, 2003).
Telur
Drosophila dilapisi oleh dua lapisan, yaitu satu selaput vitellin tipis yang
mengelilingi sitoplasma dan suatu selaput tipis tapi kuat (Khorion) di bagian luar
dan di anteriornya terdapat dua tangkai.tipis. Korion mempunyai kulit bagian
luar yang keras dari telur tersebut (Borror, 1992).
Larva
Drosophila berwarna putih, bersegmen, berbentuk seperti cacing, dan menggali
dengan mulut berwarna hitam di dekat kepala. Untuk pernafasan pada trakea,
terdapat sepasang spirakel yang keduanya berada pada ujung anterior dan
posterior (Silvia, 2003).
Saat
kutikula tidak lunak lagi, larva muda secara periodik berganti kulit untuk
mencapai ukuran dewasa. Kutikula lama dibuang dan integumen baru diperluas
dengan kecepatan makan yang tinggi.Selama periode pergantian
kulit, larva disebut instar. Instar pertama adalah larva sesudah menetas sampai
pergantian kulit pertama. Dan indikasi instar adalah
ukuran larva dan jumlah gigi pada mulut hitamnya. Sesudah pergantian kulit yang
kedua, larva (instar ketiga) makan hingga siap untuk membentuk pupa. Pada tahap
terakhir, larva instar ketiga merayap ke atas permukaan medium makanan ke
tempat yang kering dan berhenti bergerak. Dan jika dapat diringkas, pada
Drosophila, destruksi sel-sel larva terjadi pada prose pergantian kulit
(molting) yang berlangsung empat kali dengan tiga stadia instar : dari larva
instar 1 ke instar II, dari larva instar II ke instar III, dari instar III ke
pupa, dan dari pupa ke imago (Ashburner, 1985).
Selama
makan, larva membuat saluran-saluran di dalam medium, dan jika terdapat banyak
saluran maka pertumbuhan biakan dapat dikatakan berlangsung baik. Larva yang
dewasa biasanya merayap naik pada dinding botol atau pada kertas tissue dalam
botol. Dan disini larva akan melekatkan diri pada tempat kering dengan cairan
seperti lem yang dihasilkan oleh kelenjar ludah dan kemudian membentuk pupa.
Saat
larva Drosophila membentuk cangkang pupa, tubuhnya memendek, kutikula menjadi
keras dan berpigmen, tanpa kepala dan sayap disebut larva instar 4. Formasi
pupa ditandai dengan pembentukan kepala, bantalan sayap, dan kaki. Puparium
(bentuk terluar pupa) menggunakan kutikula pada instar ketiga. Pada stadium
pupa ini, larva dalam keadaan tidak aktif, dan dalam keadaan ini, larva
berganti menjadi lalat dewasa (Ashburner, 1985).
Struktur
dewasa tampak jelas selama periode pupa pada bagian kecil jaringan dorman yang
sama seperti pada tahap embrio. Pembatasan jaringan preadult (sebelum dewasa)
disebut anlagen. Fungsi utama dari pupa adalah untuk perkembangan luar dari
anlagen ke bentuk dewasa (Silvia, 2003).
Dewasa
pada Drosophila melanogaster dalam satu siklus hidupnya berusia sekitar 9 hari.
Setelah keluar dari pupa, lalat buah warnanya masih pucat dan sayapnya belum
terbentang. Sementara itu, lalat betina akan kawin setelah berumur 8 jam dan
akan menyimpan sperma dalam jumlah yang sangat banyak dari lalat buah jantan.
Pada
ujung anterior terdapat mikrophyle, tempat spermatozoa masuk ke dalam telur.
Walaupun banyak sperma yang masuk ke dalam mikrophyle tapi hanya satu yang
dapat berfertilisasi dengan pronuleus betina dan yang lainnya segera
berabsorpsi dalam perkembangan jaringan embrio. (Borror, 1992)
Faktor-faktor yang
mempengaruhi pertumbuhan pada siklus hidup Drosophila melanogaster diantaranya
sebagai berikut:
Suhu Lingkungan
Drosophila
melanogaster mengalami siklus selama 8-11 hari dalam kondisi ideal. Kondisi ideal yang
dimaksud adalah suhu sekitar 25-28°C. Pada suhu ini lalat akan mengalami satu
putaran siklus secara optimal. Sedangkan pada suhu rendah atau sekitar 180C,
waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan siklus hidupnya relatif lebih lama
dan lambat yaitu sekitar 18-20 hari. Pada suhu 30°C, lalat dewasa yang tumbuh
akan steril.
Ketersediaan
Media Makanan
Jumlah telur Drosophila
melanogaster yang dikeluarkan akan menurun apabila kekurangan makanan.
Lalat buah dewasa yang kekurangan makanan akan menghasilkan larva berukuran
kecil. Larva ini mampu membentuk pupa berukuran kecil, namun sering kali gagal
berkembang menjadi individu dewasa. Beberapa dapat menjadi dewasa yang hanya
dapat menghasilkan sedikit telur. Viabilitas dari telur-telur ini juga
dipengaruhi oleh jenis dan jumlah makanan yang dimakan oleh larva betina
(Shorrocks, 1972).
Tingkat Kepadatan Botol
Pemeliharaan
Botol medium sebaiknya diisi
dengan medium buah yang cukup dan tidak terlalu padat. Selain itu, lalat buah
yang dikembangbiakan di dalam botol pun sebaiknya tidak terlalu banyak, cukup
beberapa pasang saja. Pada Drosophila melanogaster dengan
kondisi ideal dimana tersedia cukup ruang (tidak terlalu padat) individu dewasa
dapat hidup sampai kurang lebih 40 hari. Namun apabila kondisi botol medium
terlalu padat akan menyebabkan menurunnya produksi telur dan meningkatnya
jumlah kematian pada individu dewasa.
Intensitas Cahaya
Drosophila melanogaster lebih menyukai cahaya
remang-remang dan akan mengalami pertumbuhan yang lambat selama berada di
tempat yang gelap.http://www.gen.cam.ac.uk/Research/ashburner
DAFTAR
PUSTAKA
(Ashburner, Michael.
2002. Drosophila Genomics and Speciation. http://www.gen.cam.ac.uk/Research/ashburner.
diakses tanggal 14 Maret 2010
Borror.J.D,Triplehorn. 1992. Pengenalan Pengajaran Serangga. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada Press.
Silvia, Triana. 2003. Pengaruh Pemberian Berbagai Konsenterasi
Formaldehida Terhadap Perkembangan Larva Drosophila. Bandung :
Jurusan Biologi Universitas Padjdjaran.
Suryo, 2005. Genetika Strata 1.Yogyakarta: Gajah MAda
University Press
Belum selesai diedit laporannya J
Tidak ada komentar:
Posting Komentar