BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Sekitar tahun 1919 terdapat argumen bahwa faktor (gen) terdapat pada kromosom yang kemudian dikenal sebagai teori kebakaan kromosom (Ayala, 1984 dalam corebima,2013), atau hukum pewarisan kromosom. Adanya teori pewarisan kromosom ini mengundang permasalahan yang berkenaan dengan hukum pemisahan Mendel dan hukum pilihan bebas Mendel. Beberapa peneliti
termasuk
penyimpangan
dari
Hugo
De
Vries,
mereka
menemukan
beberapa
Hukum Mendel tersebut. Kemudian Hugo De Vries
mengetengahkan teori Mutasi ( De Vries Theory of Mutation). Mutation). Teori ini diperoleh dari pengamatan tanaman Oenothera Lamarckiana. Lamarckiana. Teori ini kemudian berkembang menjadi teori evolusi atas dasar mutasi. Antara teori-teori evolusi tersebut dapat diketemukan teori pautan kelamin. Teori pautan kelamin pertama kali ditemukan oleh T.H Morgen dan C.B.Bridges pada tahun 1910. Teori ini diperoleh dari pengamatan terhadap strain Drosophila melanogaster . Ketika strain mata merah betina (N ) disilangkan dengan strain mata putih jantan diperoleh keturunan pertama (F1) semuanya strain mata merah. Namun pada keturunan kedua hasil yang diperoleh 75% strain mata merah betina (N) dan 25% strain jantan dimana setengahnya mata merah (N) dan setengahnya mata putih (w ( w). Hasil ini bertentangan dengan hasil yang diharapkan diharapkan berdasarkan kebakaan Mendel. Penyimpangan ini kemudian dijelaskan oleh Morgan sebagai Teori Gagal Berpisah ( Nondisjunction). Nondisjunction). Gagal berpisah terjadi pada kromoson X, dalam dalam hal ini kedua kromosom X gagal memisah selama meiosis sehingga keduanya menuju kutub yang sama dan terbentuklah telur yang memiliki dua kromosom kelamin X maupun yang tidak memiliki kromosom kelamin X. Gagal berpisah terjadi pada gamet betina (Corebima, 2013). Peristiwa gagal berpisah dapat dibedakan menjadi gagal berpisah primer dan gagal berpisah sekunder. Contoh dari kejadian gagal berpisah primer yaitu persilangan Drosophila persilangan Drosophila melanogaster antara individu betina bermata putih dan jantan bermata merah menghasilkan keturunan jantan bermata putih dan
betina bermata merah akan tetapi satu diantara 2000 turunan F1 tersebut mempunyai warna mata menyimpang, entah betina bermata putih atau jantan bermata merah.Peristiwa nondisjunction nondisjunction primer yaitu kegagalan pemisahan sepanjang kromosom selama pembelahan meiosis yang terjadi pada sel benih yang belum mengalami gagal berpisah dan akan dihasilkan individu yang memiliki kromosom 2n+1 (trisomi) (Corebima, 2013). Teori gagal berpisah sekunder pertama kali dikemukakan oleh Lilian V. Morgan (isteri dari T. H. Morgan) pada tahun 1922. Gagal berpisah sekunder terjadi ketika strain betina dari suatu persilangan merupakan produk dari gagal berpisah yang memiliki kromosom kelamin XXY. Berdasarkan uraian diatas, peneliti ingin membuktikan
fenomena
nondisjunction pada D. melanogaster dengan persilangan strain N ♂ >< w ♀
dan N ♂>< m♀ beserta resiproknya. resiproknya. Dari uraian tersebut, peneliti mengambil mengambil judul
”Fenomena ”Fenomena Gagal Berpisah (nondisjunction) pada Persilangan
Drosophila melanogaster strain N♂ >< w♀ dan
♂N >< ♀m beserta
resiproknya”. B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan di atas maka kami membuat rumusan masalah tersebut : 1.
Bagaimana fenotip F1 persilangan D.melanogaster strain ♂N><♀w dan strain ♂N><♀m beserta resiproknya ?
2.
Apakah fenomena gagal berpisah ( Non Disjunction) Disjunction ) yang terjadi pada F1 dari persilangan strain ♂N><♀w dan strain ♂N><♀m beserta resiproknya ?
3.
Bagaimana frekuensi gagal berpisah pada persilangan Drosophila melanogaster strain strain ♂ N><♀w dan ♂ N><♀m beserta resiproknya?
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan untuk penelitian ini dapat dituliskan sebagai berikut: 1. Mengetahui
fenotip F1 persilangan Drosophila melanogaster
♂N><♀w dan strain ♂N><♀m beserta resiproknya.
strain
2. Membuktikan terjadinya fenomena gagal berpisah ( Non Disjunction) Disjunction ) pada F1 dari strain ♂N><♀w dan strain ♂N><♀m beserta resiproknya. 3. Mengetahui frekuensi gagal berpisah pada persilangan Drosophila melanogaster strain ♂N><♀w dan ♂N><♀m beserta resiproknya. D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini memiliki beberapa manfaat antara lain : 1. Mengembangkan ilmu genetika dengan melakukan penerapan teori
melalui praktikum proyek D. proyek D. melanogaster . 2. Membeikan
informasi
mengenai
fenomena
gagal
berpisah
pada
persilangan D.melanogaster persilangan D.melanogaster strain ♂ N><♀w dan strain ♂ N><♀m beserta resiproknya 3. Dengan adanya kegiatan penelitian ini dapat membekali mahasiswa agar
dapat terampil sehingga nantinya dapat diaplikaskan pada tahap selanjutnya E. Ruang lingkup dan Batasan Masalah
1. Penelitian ini dibatasi pada D.melanogaster yang memiliki gen terpaut pada kromosom kelamin (gonosom). (gonosom). 2. Penelitian ini dibatasi pada D.melanogaster pada D.melanogaster dengan strain N, w dan m 3. Pengamatan yang dilakukan dibatasi pada keturunan F 1 dari hasil
persilangan N♀ >< w♂ dan N♀ >< m ♂ beserta resiproknya. 4. Drosophila. yang disilangkan memeliki usia maksimal 3 hari terhitung setelah menetas dari pupa hitam. 5. Ciri fenotip yang diamati meliputi pada ciri morfologi warna mata, warna tubuh, faset mata dan panjang sayap. 6. Masing-masing persilangan dilakukan sebanyak enam kali ulangan. 7. Pengambilan data fenotip persilangan baik pada keturunan F 1 dimulai pada hari menetasnya pupa (hari ke-1) sampai hari ke-7. 8. Indikator terjadinya fenomena gagal berpisah dilihat dari munculnya strain yang menyimpang dari strain yang seharusnya muncul dari pola pewarisan crisscross dan crisscross dan adanya strain yang letal. F. Asumsi penelitian
Anggapan dasar penelitian adalah :
1. Kondisi makanan (medium) dan nutrisi yang terapat di dalam botol ulangan dianggap sama 2. Seluruh kondisi lingkungan seperti suhu,cahaya,kelembapan selama didalam botol adalah sama 3. Semua perlakuan yang dilakuka pada setiap ulangan persilangan dianggap sama 4. Seluruh aspek fisiologis termasuk umur,selain gen-gen mutan dan jenis kelamin dianggap sama 5. Kemampuan untuk kawin seluruh Drosophilla melanogaster dianggap sama G. Definisi Istilah 1.
Strain adalah suatu kelompok intraspesifik yang memilliki hanya satu atau sejumlah kecil ciri yang berbeda, biasanya secara genetik dalam homozygote untuk ciri-ciri tersebut atau galur murni (King R. C. 1985).
2.
Perkawinan resiprok merupakan perkawinan kebalikan dari perkawinan yang dilakukan (Suryo, 1996).
3.
Fenotip adalah karakter yang dapat diamati pada suatu individu, seperti morfologi, fisiologi, dan tingkah laku yang merupakan hasil interaksi antara antara genotip dengan lingkungan tempat hidup dan berkembang (Corebima, 2013)
4.
Genotip menurut Ayala dalam Corebima (2013) merupakan keseluruhan jumlah informasi genetik yang terkandung pada suatu makhluk hidup
5.
Autosom adalah kromosom tubuh (Suryo, 1996).
6.
Meiosis adalah jenis pembelahan sel dan tahap pada organisme yang bereproduksi secara seksual yang menghasilkan gamet dengan separuh jumlah kromosom sel induk (Campbell, 2002).
7.
Generasi F1 adalah turunan pertama atau turunan hibrid dalam fertilisasi silang genetik (Campbell, 2002).
8.
Gagal berpisah adalah suatu peristiwa yang terjadi pada kromoson X, dalam hal ini kedua kromosom X gagal memisah selama meiosis sehingga keduanya menuju kutub yang sama dan terbentuklah telur yang memiliki
dua kromosom kelamin X maupun yang tidak memiliki kromosom kelamin X. Gagal berpisah terjadi pada gamet beti na (Corebima, 2013)
BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Drosophila Melanogaster
Salah satu ciri mahluk hidup adalah mempunyai kemampuan untuk melestarikan keturunan, melalui perkawinan atau reproduksi. Hal tersebut juga berlaku pada D. melanogaster . D.melanogaster merupakan jenis insekta (Diptera) yang sering digunakan dalam penelitian bidang genetika Mendel, karena lalat buah ini memiliki daur hidup yang cepat selama kurang lebih satu minggu dalam satu generasi. Populasinya besar karena lalat betina menghasilkan ratusan telur hasil pembuahan, serta mudah dipelihara di Laboratorium (Kimball, 1992). Menurut Strorer dan Usinger (1957), sistematika dari Drosophila melanogaster adalah sebagai berikut: Kingdom
: Animalia
Phylum
: Arthropoda
Class
: Insecta
Subclass
: Pterygota
Ordo
: Diptera
Subordo
: Cyclorihapha
Family
: Drosophilidae
Subfamily
: Drosophilinae
Marga
: Drosophila
Spesies
: Drosophila melanogaster
Dalam penelitian yang dilakukan D.melanogaster yang digunakan adalah strain N (normal/wild type) , w (white) , dan m (miniature). Ciri- ciri dari masing-masing strain yaitu : 1. Strain N (normal/wild type) Ciri-ciri Drosophila melanogaster strain normal adalah panjang tubuh dewasa sekitar 2-3 mm, betina umumnya mempunyai ukuran tubuh lebih besar dibandingkan dengan yang jantan, tubuh berwarna coklat kekuningan dengan
faset mata berwarna merah, pada abdomen dorsal jantan terdapat pita atau garis berwarna gelap atau hitam
sedangkan pada imago betina tidak ada
(Balqis, 1995). 2. Strain w (white)
Strain w (white) merupakan D.Melanogaster yang telah mengalami mutasi dibagian mata. Strain w memiliki mata dengan warna putih karena strain ini tidak memiliki pigmen mata yakni pigmen pteridin dan ommochrome. Mutasi yang ada pada strain w ini terjadi pada kromosom 1, pada lokus 1,5 (Russel:113) 3. Strain m (miniature)
Ciri-ciri Drosophila melanogaster strain m adalah faset mata berwarna merah, sayap tidak menutupi tubuh dengan sempurna, warna tubuh kuning kecokelatan. Untuk individu jantan pada abdomen terdapat pita/ garis berwarna gelap atau hitam, sedangkan pada betina tidak ada. Mutasi yang ada pada strain m ini terjadi pda kromosom 1, pada lokus 36,1 B. Peristiwa meiosis dan Perubahan Jumlah Kromosom
Meiosis merupakan cara pembelahan sel yang khusus, terjadi pada waktu pematangan sel-sel benih, yang membagi angka kromosom menjadi setengahnya. Pemisahan (penyebaran) kromosom homolog sewaktu meiosis melalui pembelahan reduksi (Pai, 1985). Selama meiosis setiap sel membelah dua kali, sedangkan kromosom hanya sekali diduplikasi sehingga gametgamet yang dihasilkan mempunyai jumlah kromosom setengah dari sel induknya. Pembelahan dua kali tersebut disebut sebagai meiosis I dan meiosis II. Masing-masing dari pembelahan meiosis tersebut mempunyai fase-fase yang sama seperti pada mitosis, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Namun, terdapat beberapa hal penting yang membedakan mitosis dengan meiosis yaitu pada perilaku kromosomnya terutama dalam pembelahan yang pertama (meiosis I). Meiosis I merupakan pembelahan reduksi, sebab inti -inti yang dihasilkan hanya mempunyai setengah dari jumlah kromosom sel induk, sedangkan meiosis II merupakan pembelahan eukasional, sebab inti-inti yang dihasilkan dari meiosis II identik satu dengan yang lain. Berkenaan dengan hal ini, pada bagian lain menyatakan bahwa meiosis I dimulai dengan sel yang
mengandung 2N kromosom dan berakhir dengan dua sel, setiap selnya mengandung N kromosom, sedangkan meiosis II diakhiri dengan empat sel, setiap selnya mengandung N kromosom (Ayala (1984) dalam Balqis, 1995). Dalam keadaan normal terdapat kromosom kelamin X dan Y. Dalam keadaan diploid normal ditemukan passangan kromosom kelamin XX dan XY, atau pasangan kromosom lengkap sebagai AAXX dan AAXY. Sel-sel diploid berisi dua perangkat kromosom yang lengkap, satu berasal dari gamet ayah dan yang lainnya dari gamet ibu. Karena meiosis menghasilkan gametgamet semacam itu, akibatnya adalah bahwa reduksi meiosis 2n menjadi n pasti terjadi sedemikian sehingga setiap produk meiosis yang haploid diberi jatah satu perangkat kromosom lengkap yang berisi semua informasi genetik yang berkaitan dengan jenis yang bersangkutan. Jadi penjatahan lengkap ini menjadi kunci kedua proses meiosis. (Pai, 1985). Dalam keadaan ideal, benang gelondong meiotik mendistribusikan kromosom pada sel-sel anakan tanpa kesalahan. Tetapi adakalanya terjadi kecelakaan yang disebut nondisjungsi (nondisjunction), bagian-bagian dari sepasang kromosom yang homolog tidak bergerak memisahkan diri sebagaimana mestinya pada meiosis I, atau kromatid saudara gagal berpisah selama meiosis II (Campbell dkk., 2002). Aberasi (penyimpangan) genetik dapat terjadi jika terjadi kesalahan-kesalahan saat kromosom-kromosom homolog berpisah pada anafase 1. Jika kromosom-kromosom homolog gagal berpisah, atau disjoin, dan keduanya bermigrasi ke kutub yang sama (disebut nondisjunction), gamet-gamet yang dihasilkan akan mengandung dua kromosom tersebut, dan bukannya satu. Ketika gamet semacam ini berfusi dengan gamet lain saat fertilisasi, zigot yang dihasilkan akan memiliki tiga kromosom itu (Klugs, 1994). C. Penentuan Kelamin pada D. Melanogaster
Tidak semua organisme yang bereproduksi secara seksual mempunyai sistem penetuan kelamin seperti pada manusia, misalnya D. melanogaster ,
lalat buah, mempunyai suatu mekanisme yang “seimbang”. Suatu keseimbangan antara jumlah perangkat otosom dan jumlah kromosom X, menentukan fenotip seksual lalat buah (Pai,1985).
Menurut Corebima (2013) pada D.melanogaster terdapat kromosom kelamin X dan Y. Dalam keadaan diploid normal ditemukan pasangan kromosom kelamin XX dan XY, atau pasangan kromosom secara lengkap sebagai AAXX dan AAXY (jumlah autosom sebanyak tiga pasang). Mekanisme ekspresi kelamin pada Drosophila melanogaster dikenal sebagai suatu mekanisme perimbangan antara X dan A atau X/A. Pai (1985) dalam Corebima (2013 ) menyebut mekanisme itu sebagai suatu mekanisme keseimbangan determinasi kelamin, Stansfield (1983) menyebutkan sebagai keseimbangan gen . Dalam rumusan sederhana yang lebih konkrit , Ayala dkk (1984) dalam Corebima (2013) menyatakan mekanisme itu sebagai perimbangan antara jumlah X pada kromosom kelamin, jumlah A d(autosom) pada tiap pasangan A. Hasil perimbangan itu, oleh Herskowitz (1977) disebut
sebagai “numerical sex index” atau “indeks kelamin numerik ” .
Rincian
indeks kelamin numerik itu dan kaitannya dengan fenotip jenis kelami, adalah seperti tabel 2.1. Tabel 2.1 indeks kelamin numerik pada D.melanogaster. (Rangkuman dari : Andrian dan Owen 1960, Berskowita 1973, Ayala dkk, 1984, Gardner dkk 1991 dalam Corebima,2013)
Jumlah kromosom X
Jumlah
A
(autosom) pada
tiap
Rasio X/A
Fenotipe Kelamin
pasang A
3
2
1.5
Betina Super (Metafemale)
4
3
1.33
Betina Super (Metafemale)
4
4
1
Betina normal tetraploid
3
3
1
Betina normal diploid
2
2
1
Betina normal haploid
1
1
1
Betina normal haploid
3
4
0.75
Intersex
2
3
0.67
Intersex
2
4
0.5
Jantan tetraploid
1
2
0.5
Jantan normal
1
3
0.33
Jantan super (Metamale)
Pada kromosom kelamin X terdapat perangkat gen untuk kelamin betina,sedangkan perangkat gen untuk kelamin jantan,terdapat pada pasangan pasangan autosom (Stansfield,1983;Gardner dkk.,1991). Dikatakan Stansfield (1983), ada pula hipotesis yang menyataan bahwa tiap perangkat autosom haploid memilki determinan jantan sebesar 1, sedangkan tiap kromosom X memiliki determinan betina sebsar 1,5 . dengan demikian, rincian penjelasannya (untuk beberapa genotip) adalah seperti pada tabel 2.2 .
Tabel 2.2 hasil perimbangan determinan jantan dan betna, serta kecenderungan fenotip kelamin pada D.Melanogaster (tabulasi berdasarkan penjelasan Stansfield,1983 dalam Corebima, 2013 )
Genotip
Rasio determinan jantan
Perimbangan lebih
determinan betina
cenderung ke fenotip kelamin
AAXY
2:1,5
Jantan
AAXX
2:3
Betina
AAAXXX
3:3
Intersex
Pada genotip AAAXX, rasio determinan jantan dan determinan betina adalah 3:3 , perimbangan mengarah kepada kelamin netral sehingga secara fenotip terlihat sebagai individu intersex steril (Gardner dkk.,1991) . Menurut Stansfield (1983) Indeks kelamin numerik pada D.melanogaster sebagai satu hasil (akibat/keadaan) tertentu yang terjadi karena ada semacam interaksi antara determinan jantan pada autosom, dan determinan betina pada kromosom kelamin X. Dapat dikatakan bahwa fenotip kelamin pada kromosom kelamin X. Dewasa ini mekanisme ekspresi kelamin X/A pada Drosophila sudah diketahui bersangkut paut dengan beberapa gen pada kromosom X maupun autosom., yang satu demi satu mulai terungkap (Tamarin dkk.,1991) . Beberapa gen yang satu demi satu mulai terungkap adalah gen Sx1 (sex lethal) yang terdapat pada kromosom X, serta beberapa gen lain pada kromosom X maupun autosom.
Gen Sx1 tampaknya mempunyai dua macam keadaan aktivitas (Tamarin
dkk,1991) yaitu “ keadaan sedang bekerja” dan “keadaan tidak sedang bekerja” . pada keadaan sedang bekerja gen Sx1 bertanggung jawab atas perkembangan betina,tetapi pada keadaan tidak sedang bekerja,maka yang berkembang adalah kelamin jantan. Gen Sx1 ternyata diregulasi oleh gen-gen lain yang terletak pada kromosom X maupun autosom. Gen-gen pada kromosom X menggiatkan gen Sx1 supaya bekerja (mendorong perkembangan etina) gen-gen pada kromosom X tersebut disebut sebagai elemen-elemen numerator” karena gen -gen itu bekerja atas numerator keseimbangan genik (genic balance) X/A . Dipihak lain,gen-gen pada autosom yang mempengaruhi Sx1 supaya tidak bekerja (mendorong
perkembangan jantan) disebut sebagai “elemen -elemen denominator ” .
D. Peristiwa Gagal Berpisah pada D. Melanogaster
Peristiwa gagal berpisah pertama kali dilaporkan oleh T.H. Morgan dan Bridges
yang menyatakan bahwa diantara 2000 turunan F1 hasil persilangan
antara Drosophila melanogaster strain white betina dan strain normal jantan, ditemukan satu penyimpangan entah betina bermata putih atau jantan bermata merah. Bridges menduga bahwa penyimpangan itu terjadi karena gagal berpisah pada kromosom kelamin X. Dalam hal ini kedua kromosom kelamin X gagal memisah selama meiosis sehingga keduanya menuju ke kutub yang sama dan terbentuklah telur yang memiliki dua kromosom kelamin X maupun yang tidak memiliki kromosom kelamin X maupun yang tidak memiliki kromosom kelamin X ( Corebima, 2013). Gagal berpisah adalah suatu peristiwa dimana bagian-bagian dari sepasang kromosom yang homolog tidak bergerak memisahkan diri sebagaimana mestinya pada meiosis I, atau dimana kromatid saudara gagal berpisah selama meosis II. Pada kasus ini, satu gamet menerima dua jenis kromosom yang sama dan satu gamet lainnya tidak mendapat salinan sama sekali (Campbell dkk. 2002). Dalam hal ini kedua kromosom kelamin X gagal memisah selama meiosis sehingga keduanya menuju ke kutub yang sama dan terbentuklah telur yang memiliki dua kromosom kelamin X maupun yang tidak memiliki kromosom kelamin X (Corebima, 2013).
Menurut Pai (1987), nondisjuction adalah penyimpangan pembelahan sel, dimana kromosom – kromosom atau kromatid – kromatid yang secara normal berpisah pada waktu anafase tetap tinggal bersama, menghasilkan sel anak dengan kebanyakan atau kekurangan kromosom.
Gambar 1: Persilangan pada Drosophila melanogaster antara individu betina bermata putih dan jantan bermata merah, yang memperlihatkan peristiwa gagal berpisah pada kromosom kelamin X (Ayala dkk., 1984 dalam Corebima, 2013)
Peristiwa nondisjunction dibedakan menjadi nondisjunction primer dan sekunder. Nondisjunction primer dapat terjadi pada induk lalat yang belum mengalami nondisjunction atau lalat normal, sedangkan nondisjunction sekunder terjadi pada keturunan yang merupakan hasil nonodisjunction primer. Seperti yang dijelaskan oleh Corebima (2013) bahwa peristiwa itu disebut sebagai gagal berpisah sekunder karena kejadiannya berlangsung pada turunan dari individu betina, yang keberadaannya merupakan produk gagal berpisah primer. Dalam hal ini individu betina yang dimaksud memiliki dua kromosom kelamin X dan satu kromosom Y.
Nondisjunction terjadi ketika terjadinya peristiwa meiosis pembentukan sel gamet. Saat itu kromosom terbagi menjadi setengah set untuk setiap sel gamet yang terbentuk. Ketika nondisjunction terjadi maka satu sel gamet itu tidak berisi setengah dari kromosom sel induk, tapi tetap berisi satu set lengkap, dalam hal ini gamet yang harusnya haploid menjadi diploid atau bahkan tidak berisi. Pai (1985) mengatakan bahwa sel-sel diploid berisi dua perangkat kromosom yang lengkap, satu berasal dari gamet ayah dan yang lainnya dari gamet ibu. Karena meiosis menghasilkan gamet-gamet semacam itu, akibatnya adalah bahwa reduksi meiosis 2n menjadi n pasti terjadi sedemikian sehingga setiap produk meiosis yang haploid diberi jatah satu perangkat kromosom lengkap yang berisi semua informasi genetik yang berkaitan dengan jenis yang bersangkutan. Jadi penjatahan lengkap ini menjadi kunci kedua proses meiosis. Peristiwa nondisjunction persisnya terjadi saat tahap anafase, baik anafase I maupun anafase II. Jika nondisjuncton terjadi pada anafase I maka yang mengalami gagal berpisah adalah kromosom homolog yang mana kedua kromosom homolog sama-sama tertarik ke kutub yang sama. Sementara jika nondisjunction terjadi pada anafase II maka yang mengalami gagal berpisah adalah sister kromosom. Pai (1985) mengatakan bahwa nondisjungsi dapat terjadi baik sebelum pembelahan meitotik pertama maupun kedua. Kejadian dasar pada nondisjungsi adalah kromosom-kromosom tidak berpisah. Hal ini menyebabkan aneuploidi pada sel-sel anak. Corebima (2013) menyatakan bahwa peristiwa gagal berpisah dibedakan menjadi gagal berpisah primer dan gagal berpisah sekunder. Mengenai hal ini Pai (1985) menyatakan jika nondisjungsi terjadi pada sel-sel benih yang normal, hal ini disebut nondisjungsi primer. Namun jika individual trisomi bereproduksi, nondisjungsi yang menyebabkan aneuploidi pada sel-sel benih disebut nondisjungsi sekunder. Lebih lanjut Corebima (2013) menyatakan bahwa frekuensi kejadian gagal berpisah sekunder (sebagaimana yang dilaporkan) adalah sekitar 100 kali lebih tinggi (1 dalam 25 turunan) daripada frekuensi kejadian gagal berpisah primer (1 dalam 2000 turunan).
E. Faktor-faktor Penyebab Gagal Berpisah
Peristiwa gagal berpisah (nondisjunction) dipengaruhi oleh beberapa hal baik dari faktor luar maupun faktor dalam. Faktor luar yang dapat meningkatkan peristiwa gagal berpisah pada Drosophila menurut Herskowitz (1977) dalam Abidin (1997) adalah energi radiasi tinggi, karbon dioksida, dan zat kimia lain. Faktor luar lain yang dapat mempengaruhi gagal berpisah adalah suhu. Faktor dari dalam adalah umur induk dan adanyan gen mutan. Menurut Suryo (1996) peristiwa gagal berpisah kebanyakan dipengaruhi oleh umur individu. Semakin tua individu semakin besar peluangnya mengalami nondisjunction, selain itu adanya gen mutan yang menyebabkan sentromer tidak berada pada keadaan normal atau abnormal. Dalam keadaan normal dua sentromer sesaudara saling menutup. Satu sentromer akan berorientasi ke salah satu kutub, sedang sentromer lain berorientasi ke salah satu kutub yang berlawanan. Dengan adanya gen mutan, dalam ha l ini gen mei-s332, yaitu gen semi dominan pada meiosis II Drosophila melanogaster , maka metafase II dua sentromer sesaudara akan terletak memisah, sehingga kedua sentromer tersebut akan berorientasi ke kutub yang sama, akibatnya pada anafase II terjadi peristiwa nondisjunction atau gagal berpisah (Herskowitz, 1977). F. Kerangka Konseptual
Dalam penelitian ini digunakan persilangan strain N♂>< m♀ berserta resiproknya yang merupakan strain yang terpaut kromosom kelamin. Diharapkan F1 yang muncul memiliki fenotip yang merupakan hasil dari peristiwa gagal berpisah (non disjunction). Peristiwa ini sangat jarang terjadi sehingga perlu dilakukan analisis frekuensi gagal berpisah pada persilangan ini. Berdasarkan kerangka koseptual yang telah dikemukakan berikut ini ditunjukkan model teoritis untuk membantu menjawab permasalahan yang muncul dalam penelitian ini.
Setiap sifat individu di kendalikan oleh suatu gen
Ada beberapa sifat pada suatu individu terpaut pada kromosom kelaminkelamin.
Pola pewarisan sifat yang terpaut pada kromosom kelamin mengikuti pola pewarisan menyilang (crisscross patern of inheritance). kelamin.
Ada beberapa sifat pada suatu individu terpaut pada kromosom tubuh.
Pola pewarisan sifat yang terpaut pada kromosom tubuh mengikuti pola pewarisan Mendel 1 dan Mendel 2. kelamin.
Terjadi penyimpangan pada pola pewarisan berupa peristiwa gagal berpisah (nondisjunction).
Kedua kromosom kelamin X gagal memisah selama meiosis sehingga keduanya menuju kutub yang sama, dan terbentuklah telur yang memilki dua kromosom kelamin X maupun yang tidak memiliki kromosom kelamin X.
Persilangan D. melanogaster strain N♂>
F1 muncul fenotip yang merupakan akibat dari peristiwa gagal berpisah (non disjunction) pada kromosom kelamin X.
Analisis dan perhitungan frekuensi gagal berpisah (non disjunction)
Kesimpulan
G. Hipotesis Penelitian
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini ialah sebagai ber ikut: 1. Fenotip persilangan D. melanogaster strain N ♂ >< w ♀ dan N ♂>< m♀ beserta resiproknya selain menghasilkan anakan yang berkebalikan dengan induk, juga akan menghasilkan fenotip yang menyimpang. 2. Terjadi fenomena nondisjunction pada persilangan D. melanogaster strain
N ♂ >< w ♀ dan N ♂>< m♀ beserta resiproknya 3. Frekuensi gagal berpisah pada persilangan D. melanogaster strain N ♂ >< w♀ , N ♂>< m♀ ulangan.
beserta resipr oknya akan berbeda-beda pada setiap
BAB III METODE PENELITIAN
A. Rancangan dan Jenis Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif kuantitatif, karena tidak memberikan perlakuan khusus pada objek penelitian. Penelitian ini dilakukan dengan menyilangkan D.melanogaster strain ♂N >< ♀w dan ♂N >< ♀m beserta resiproknya masing-masing sebanyak 6 ulangan untuk mendapatkan keturunan pertama atau F 1 dengan melakukan pemindahan betina setelah disilangkan sebanyak 4 botol. Pengambilan data dilakukan secara langsung dengan menghitung dan mencatat semua fenotip yang muncul pada F1 selama 7 hari setelah lalat menetas dari pupa pertama kali. B. Waktu dan tempat penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium genetika jurusan Biologi FMIPA UM ruang 310 pada bulan Februari sampai bulan Mei 2017 C. Populasi dan sampel penelitian
1. Populasi Populasi pada penelitian ini adalah D. melanogaster yang dibiakkan di Laboratorium Genetika Jurusan Biologi FMIPA UM. 2. Sampel Sampel dalam penelitian ini adalah D.melanogaster strain N , w, dan m yang ada di Laboratorium Genetika Jurusan Biologi FMIPA UM. D. Instrumen penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah mikroskop cahaya, blender, pisau, panci, kompor gas, timbangan, selang ampul, botol selai, selang sedotan, spons, kertas pupasi, kain kasa, pengaduk kayu, sendok, kuas, gunting, plastik, karet, lemari es, cotton bud ,spidol permanent dan kertas label. Sedangkan untuk bahan meliputi pisang raja mala, gula merah, tape singkong, D.melanogaster strain N (Normal/wild type) , w (white), dan m (miniature) , yeast , dan kardus.
E. Prosedur kerja
Pembuatan medium
1. Menimbang bahan berupa pisang, tape singkong, dan gula merah untuk satu resep, yaitu 700 gram pisang rajamala, 200 gram tape singkong, dan 100 gram gula merah 2. Memblender pisang rajamala dan tape singkong dan menambahkan air secukupnya 3. Setelah halus, memasukkan adonan tersebut kedalam panci dan memanaskan diatas kompor dengan api sedang 4. Memasukkan gula merah yang sudah dihaluskan sebelumnya kedalam adonan setelah adonan cukup panas 5. Memasak adonan tersebut selama 45 menit 6. Mematikan kompor dan memasukkan medium yang telah jadi ke dalam botol selai dan langsung ditutup dengan penyumbat gabus yang telah dipotong bulat sesuai untuk tutup botol 7. Setelah medium dingin, membersihkan botol dari uap air serta memberi kertas pupasi pada medium tersebut dan memasukkan ± 3 butir yeast ke dalam medium
Peremajaan stok
1. Menyiapkan beberapa botol selai yang berisi medium baru dan telah diberi yeast dan beserta kertas pupasi. 2. Memindahkan lalat dari masing-masing strain dari stok ke botol selai yang berbeda pada medium baru. 3. Mengamati perkembangannya, jika muncul pupa warna hitam maka dilakukan pengampulan untuk melakukan persilangan.
Pengampulan stok
1. Pupa dari masing-masing strain yang sudah menghitam diambil menggunakan kuas atau cotton bud 2. Memasukkan pupa tersebut ke dalam selang plastik kecil 3. Mengisi sebagian tempat dengan irisan kecil pisang serta menutupnya dengan gabus
4. Masing-masing
selang
diberi
label
nama
strain
maupun
tanggal
mengampul 5. Menunggu ampulan sampai menetas dan lalat siap untuk disilangkan. Umur lalat dalam ampulan maksimal 3 hari untuk persilangan
Persilangan P1
1. Menyiapkan medium baru yang telah diberi yeast dan kertas pupasi 2. Ampulan yang sudah menetas dan siap disilangkan dari masing-masing strain dimasukkan ke dalam botol selai. Strain lalat yang disilangkan
antara lain ♂N><♀w dan ♂N><♀m beserta resiproknya 3. Memberi label pada masing-masing persilangan dan memberi tanggal pada botol selai. 4. Persilangan P1 dilakukan sebanyak 6 kali ulangan 5. Melepas induk jantan setelah 2 hari persilangan 6. Memindahkan induk betina pada medium 2, 3 dan seterusnya sampai induk mati apabila muncul pupa pada medium yang ditempati induk betina 7. Membiarkan pupa sampai menghitam dan menetas
Pengamatan fenotip
1. Mengambil
F1
dari
hasil
persilangan
masing-masing
strain
dan
dimasukkan ke dalam kantong plastik 2. Mengamati F1 dan jantan betinanya serta ciri-ciri yang dimilki oleh masing-masing hasil persilangan 3. Mencatat hasil pengamatan ke dalam tabel
BAB IV DATA DAN ANALISIS DATA A. Data
Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, didapatkan hasil sebagai berikut : Tabel 1. Data Hasil Pengamatan Fenotip
No. Foto
Ciri-ciri
1.
-
Warna mata : merah
-
Faset
-
Warna tubuh : kuning kecoklatan
-
Kondisi sayap: menutupi tubuh dengan
: halus
sempurna
Strain N 2.
-
Warna mata
: merah
-
Faset
: halus
-
Warna tubuh
: kuning kecoklatan
-
Kondisi sayap
:
tubuh
dengan
tidak
menutupi
sempurna
(hanya
menutupi tubuh sekitar 75%) Strain m 3.
-
Warna mata
: putih
-
Faset
: halus
-
Warna tubuh
: kuning kecoklatan
-
Kondisi sayap
:
dengan sempurna
Strain w
menutupi
tubuh
Tabel 2. Hasil Pengamatan Fenotip dan Jumlah F1 Ulangan Persilangan
♂N >< ♀m
Fenotip
i 1
2
3
4
5
6
♂m
46
-
29
-
-
-
75
♀m
2
-
1
-
-
-
3
♂N
8
-
5
-
-
-
13
♀N
101
-
74
-
-
-
175
157
266
109
♂m ♀m ♂m >< ♀N ♂N ♀N
♂N >< ♀w
♂w
-
-
86
35
58
-
179
♀w
-
-
-
4
9
-
13
♂N
-
-
-
5
11
-
16
♀N
-
-
92
73
140
-
305
178
117
209 0
♂w
0
0
0
0
-
-
♀w
0
0
0
0
-
-
513
0
♂w >< ♀N
502
♂N
83
44
59
70
-
-
256
♀N
74
35
48
89
-
-
246
157
79
107
158
B. Analisis Data
Rekontruksi Kromosom Tubuh
1. Persilangan ♂N>< ♀m Rekonstruksi persilangan nondisjunction
:
P1 Genotif
:
Gamet
:
F1
:
♂N >< ♀m ¬
><
m m
m+ , ¬ ; m ,
,0
♀
m
♂
0
+
¬
¬
(N♀)
(m ♂)
¬
(N♀ super)
(m♀)
¬
(N♂ steril)
(letal)
Fenotip yang muncul yaitu N♀, N♀ super, N♂ steril, m ♂, m♀ dengan rasio
1:1:1:1:1 2. Persilangan m♂ >< N♀ Rekonstruksi persilangan nondisjunction
P1
m♂ >< N♀
:
Genotif
:
Gamet
: m,
F1
:
♂
><
¬ ¬
, 0 , ¬ ; +
m
0
¬
¬
♀ m+
(N♀)
¬
(N ♀)
(N ♂steril)
¬
( N♂)
Fenotip yang muncul yaitu N ♀ dan N♂ , dengan rasio 1:1
3. Persilangan antara N♂ >< w ♀ Rekonstruksi persilangan nondisjunction
:
P1
Genotif
:
Gamet
:
F1
:
N♂ >< w ♀ ¬
><
w w
w+ , ¬ ; w ,
♀
, 0
w
♂
0
w
+
(N♀)
(♀ N super)
(N♂steril)
¬
¬
(w ♂)
¬
( w ♀)
¬
(letal)
Rasio N♀ : N♀ super : N♂ steril : w ♂ : w♀ yaitu 1:1:1:1:1
Karena pada persilangan ♂N >< ♀ w ulangan ke-3 terdapat hasil anakan yang berbeda dari hasil fenomena nondisjunction, maka dilakukan rekonstruksi persilangan
pembandingnya
yakni
persilangan
yang
tidak
nondisjunction (normal), yaitu : : N♂ ><
P1
w♀ w
Genotif
:
Gamet
: w+ , ¬ ; w
F1
:
¬
><
w
♀ w
♂ w
w+
w w
¬
¬
( N♀)
( w♂)
Fenotip yang muncul yaitu N ♀ dan w♂ dengan rasio 1:1 4. Persilangan antara w ♂ >< N♀ Rekonstruksi persilangan nondisjunction P1
Genotif
:
:
w♂>
><
mengalami
Gamet : F1
w ,
¬
, 0, ¬ ; w+
:
♂
w
¬
¬
♀ w+
0
(N♀)
¬
(N ♀)
(N ♂steril)
¬
( N♂)
Fenotip yang muncul yaitu N ♀dan N♂ dengan rasio 1:1
Perhitungan frekuensi nondisjunction berdasarkan hasil anakan F1
Persilangan N♂ >< m♀ a.
Frekuensi nondisjunction pada U1
=
∑ ∑ 2+8
=
57
× 100%
× 100%
= 6,37 %
b.
Frekuensi nondisjunction pada U3
=
∑ ∑ +5
=
9
=
× 100%
× 100%
5,50 %
Persilangan N♂ >< w♀ c.
Frekuensi nondisjunction pada U3
=
∑ ∑
=
78
× 100%
× 100%
= 0% d.
Frekuensi nondisjunction pada U4
=
∑ ∑
= =
4+5 7
× 100%
7,69 %
× 100%
e.
Frekuensi nondisjunction pada U5
=
∑ ∑
= = Rata-rata frekuensi nondisjunction
9+ 29
× 100%
× 100%
9,56 %
= (6,37 %+5,50 %+7,69 %+9,56 %) : 4 = 7,28%
Analisis deskriptif
Dari pengamatan fenotip dari strain yang disilangkan, didapatkan hasil bahwa strain N mempunyai ciri-ciri yaitu mempunyai warna mata merah, f asetnya halus, warna tubuhnya kuning kecoklatan, dan kondisi sayap menutupi tubuh dengan sempurna. Strain m mempunyai ciri-ciri yaitu mempunyai warna mata merah, fasetnya halus, warna tubuhnya kuning kecoklatan, dan kondisi sayap tidak menutupi tubuh dengan sempurna, yakni hanya sekitar 75% menutupi tubuh. Sedangkan strain w mempunyai ciri-ciri yaitu mempunyai warna mata putih, fasetnya halus, warna tubuhnya kuning kecoklatan, dan kondisi sayap menutupi tubuh dengan sempurna.
Dari hasil rekontruksi dan hasil pengamatan persilangan ♂N><♀ m, pada ulangan ke-1 maupun ke-3 fenotip yang muncul yaitu ♂ m, ♀m, ♂N, ♀ N. Sehingga dapat diketahui bahwa terdapat anakan produk gagal berpisah, yakni
♂N dan ♀m. Dari perhitungan persentase kemunculan (frekuensi) pada ulangan ke-1 didapatkan hasil sebesar 6,37% dan pada ulangan ke-3 didapatkan hasil sebesar 5,50%. Pada resiproknya yaitu persilangan persilangan ♂ m><♀ N belum didapatkan hasil. Sehingga perhitungan frekuensi belum dapat dilakukan. Dari
hasil rekontruksi dan hasil pengamatan pada persilangan ♂N><♀ w dapat diketahui fenotip yang muncul pada ulangan ke- 3 yakni ♂w dan ♀ N. Sedangkan pada ulangan ke-4 dan ke-5, fenotip yang muncul yakni ♂ w, ♀w, ♂N, ♀ N. Sehingga dapat diketahui bahwa pada ulangan ke-3 tidak terjadi nondisjunction, melainkan terjadi pautan kelamin. Sedangkan pada ulangan ke-4 dan ke-5 terdapat anakan produk gagal berpisah, yakni ♂N dan ♀w. Dari perhitungan persentase kemunculan (frekuensi) pada ulangan ke-4 didapatkan hasil sebesar 7,69% dan pada ulangan ke-5 didapatkan hasil sebesar 9,56%. Pada resiproknya, yaitu
persilangan ♂w >< ♀N fenotip yang muncul pada hasil pengamatan yaitu ♀N dan
♂ N. Sedangkan setelah dilakukan rekontruksi ternyata terdapat fenotip ♂ N yang bersifat steril. Fenotip yang muncul pada hasil pengamatan tersebut sama dengan fenotip yang muncul pada persilangan normal (pautan). Hanya saja terdapat perbedaan dari segi genotipnya. Karena yang diamati hanyalah fenotipnya, maka tidak diketahui berapakah anakan yang merupakan produk dari fenomena nondisjunction. Sehingga perhitungan frekuensi tidak dapat dilakukan. Meskipun perhitungan frekuensi tidak dapat dilakukan, dapat diketahui bahwa pada persilangan ini juga terjadi peristiwa nondisjunction. Dengan demikian, dapat diketahui bahwa
pada semua persilangan berpeluang terjadi fenomena
nondisjunction, meskipun mempunyai persentase yang dapat dikatakan kecil yaitu sekitar 7,28%.
BAB V PEMBAHASAN
Pada praktikum proyek ini digunakan D. melanogaster strain N, m, dan w, dengan empat macam persilangan, yakni ♂N >< ♀m dan ♂N >< ♀ w beserta resiproknya. Strain w merupakan D. melanogaster yang mengalami mutasi pada kromosom 1 (kromosom kelamin X) lokus 1.5, dimana mutasi tersebut menyebabkan warna mata D. melanogaster menjadi berwarna putih. Sedangkan strain m mutasinya terjadi pada kromosom 1 lokus 36.1, dimana mutasi tersebut menyebabkan sayap D. melanogaster memiliki panjang yang lebih pendek dari panjang sayap D. melanogaster yang normal. Sehingga tidak menutupi tubuhnya secara sempurna yaki hanya menutupi tubuh sekitar 75%. Drosophila melanogaster yang memiliki mutasi pada alel w dilambangkan dengan w sedangkan yang memiliki mutasi pada alel m dilambangkan dengan m, hal tersebut terjadi karena penulisan alel memiliki ketetapan khusus. Penulisan genotip N menunjukkan bahwa alel dalam kromosom tersebut dominan sedangkan penulisan m atau w
menunjukkan bahwa alel dalam kromosom
bersifat resesif. Selain itu, dalam rekonstruksi persilangan untuk parental strain N genotipnya selalu dilambangkan dengan adanya tanda plus (+). Tanda plus (+) tersebut menunjukkan bahwa pada kromosom tersebut tidak mengalami mutasi gen m ataupun gen w. Penulisan genotip pada persilangan ini agak berbeda dari persilangan hukum mendel, yakni munculnya tanda ¬. Tanda tersebut menunjukkan jenis kelamin jantan, dikarenan pada persilangan ini letak mutasinya berada di kromosom nomor 1, sehingga terpaut oleh kromosom kelamin X. Dalam kromosom kelamin, pada betina terdapat kromosom XX sedangkan pada jantan terdapat kromosom XY. Dalam kaitannya dengan rekonstruksi persilangan induk jantan yang memiliki kromosom XY maka penulisan genotip dari Y ditulis dengan menggunakan lambang kromosom Y (¬) (Corebima, 2013). Dari pengamatan didapatkan hasil yakni terdapat hasil anakan F1 yang menyimpang dari hasil normal, dimana seharusnya jika induk N jantan disilangkan dengan induk w betina maka hasil anakannya yakni betina N dan jantan w dengan rasio 1 : 1. Fenotip anakan yang muncul seharusnya bersilangan
dengan fenotip induk. Hal tersebut dikarenakan suatu sifat yang dikendalikan oleh faktor yang terletak pada kromosom kelamin X akan mengalami suatu pewarisan menyilang (crisscross inheritance) (Corebima, 2013). Namun pengamatan pada persilangan ♂N >< ♀w didapatkan hasil bahwa selain terdapat betina N dan jantan w, terdapat juga jantan N dan betina w. Sama halnya dengan persilangan
♂N >< ♀m, selain terdapat betina N dan jantan m, terdapat juga jantan N dan betina m. Dan juga rasio anakan yang terlihat berbeda dari rasio oersilangan noraml seperti yang dapat dilihat pada analisis data. Berdasarkan data yang diperoleh dan berdasarkan hasil rekonstruksi maka dapat diduga adanya peritiwa gagal berpisah (nondisjuction) dari kromosom kelamin X. Kemunculan anakan yang menyimpang atau hasil produk gagal berpisah disebabkan oleh terbentuknya gamet abnormal pada parental yang mengalami mutasi. Pada persilangan ♂N >< ♀w gamet abnormal yang dimaksud adalah gamet
dan 0, sedangkan pada persilangan ♂N >< ♀m adalah gamet
dan 0 Maksud dari kedua simbol tersebut adalah gamet
dan
merupakan
gamet yang membawa dua kromosom X sekaligus, sedangkan gamet 0 merupakan gamet yang tidak membawa kromosom X sama sekali. Terbentuknya dua gamet abnormal tersebut disebabkan oleh kegagalan kromosom X berpisah saat pembelahan meiosis ketika pembentukan gamet, tepatnya saat anafase. Kedua kromosom menuju kutub yang sama, yang mengakibatkan ada kutub yang menerima dua kromosom X dan ada kutub yang tidak menerima kromosom X. Ketika sel telah benar-benar membelah, hal tersebut menyebabkan ada sel yang membawa dua kromosom X dan ada sel yang tidak membawa kromosom X (Klug, dkk., 2012; Snustad dan Simmons, 2012: Corebima, 2013). Sehingga terbentuklah telur yang memilki dua kromosom kelamin X maupun yang tidak memiliki kromosom kelamin X. Menurut Herskowitz (1977), peristiwa gagal berpisah dipengaruhi faktor eksternal maupun faktor internal. Faktor eksternal yang mempengaruhi peristiwa gagal berpisah pada D. melanogaster adalah suhu, radiasi tinggi, karbondioksida, dan zat kimia lain. Sedangkan faktor internal misalnya umur dari induk dan adanya gen mutan yang menyebabkan sentromer dalam keadaan abnormal. Menurut Gardner (1991), hybrid disgenesis akan meningkatkan frekuensi
terjadinya mutasi dan kerusakan pada kromosom, kelainan pada saat segregasi kromosom serta dalam kondisi yang ekstrim mengakibatkan terjadinya kecacatan dalam perkembangan gonad. Hybrid disgenesis itu sendiri merupakan suatu sindrom abnormal dari suatu gen akibat terwariskannya elemen P dari induk jantan saat tidak terjadinya pewarisan P-cytotype dari induk jantan (Gardner, 1991). Salah satu penyebab terjadinya hybrid disgenesis yaitu adanya urutan DNA yang dapat bergerak (retrotransposon) dan menyelip di antara urutan DNA yang ada. Hadirnya elemen P pada suatu hibrid dapat menekan individu dengan M cytotip yang menyebabkan sindrome abnormalitas genetik hybrid disgenesis (Hihara dan Watanabe, 1984 dalam Novitasari, 1997). Apabila gen-gen yang mengatur pembelahan tersisipi oleh elemen transposabel, maka gen-gen ini akan mengalami perubahan struktur materi genetik (mutasi). Saat terjadi mutasi ada kemungkinan terjadi pada kromosom kelamin sehingga menyebabkan terjadinya suatu fenomena nondisjunction. Gen-gen yang mempengaruhi terjadinya nondisjunction yaitu misalnya gen mey-s332 dan Ord. Menurut Leigh (1979), kedua gen tersebut berfungsi menjaga daya gerakan kohesi kromatid sesaudara sampai anafase dalam tahap meiosis. Saat terjadi mutasi pada gen mei-s332 D. melanogaster , maka pada tahap anafase akan terjadi peristiwa nondisjunction atau gagal berpisah, dikarenakan gen-gen tersebut tidak bisa mengkodekan protein dan enzim yang digunakan untuk pembelahan. Sehingga akan dihasilkan pembelahan sel dengan dua kromosom dan sel yang lain tidak memiliki kromosom. Mutasi gen mei-s332 tersebut menyebabkan buruknya fungsi sentromer saat replikasi pada meiosis II, sehingga sentromer terlalu cepat membelah sebelum pasangan kromosom memisah menuju kutub yang berlawanan Leigh (1979). Dari hasil rekontruksi dari persilangan ♂N >< ♀w dan ♂N >< ♀m, jantan N, betina w dan betina m yang muncul sebenarnya memiliki perbedaan dengan jantan N, betina m dan betina w pada umumnya. Dimana jantan N yang merupakan hasil dari nondisjunction ini bersifat steril. Betina m dan betina w ada yang disebut betina N super. Betina super ini biasanya bersifat letal (Suryo, 1996). Hal ini dikarenakan lalat yang memiliki sel telur dengan 2 kromosom X dibuahi oleh spermatozoa yang membawa kromosom X tidak bisa bertahan hidup lama
karena mengalami kelainan dan kemunduran pada beberapa alat tubuhnya. Walaupun kemungkinan saat diamati terdapat betina N super, hal tersebut tidak dapat diketahui, karena fenotip yang nampak sama dengan betina N pada umumnya. Selain itu, pada persilangan ♂N >< ♀w terdapat juga genotip ¬
¬
dan
pada persilangan pada persilangan ♂N >< ♀m yang mempunyai fenotip
betina. Hal ini dikarenakan penentuan jenis kelamin pada D. melanogaster berbeda
dengan
organisme
lainnya.
Penentuan
jenis
kelamin
pada
D.
melanogaster yaitu melalui suatu mekanisme perimbangan X dan A. Corebima (2013) mengatakan bahwa ekspresi kelamin pada D.melanogaster dikenal sebagai suatu mekanisme perimbangan antara X dan A (X/A). Berdasarkan kajian pustaka mengenai determinasi kelamin yang telah dipaparkan pada bab sebelumnya, perbandingan X dan A pada genotip
¬
atau
¬
tersebut sebesar 2:3.
Sehingga fenotip yang muncul yaitu betina. Penentuan jenis kelamin pada genotip +
ataupun
+
juga menggunakan ketentuan yang sama, yang didapatkan hasil
perbandingannya yaitu 2:1,5 dan menunjukkan fenotip jantan. Selain itu, dari rekontruksi pada persilangan ♂N >< ♀w dan ♂N >< ♀m muncul genotip
¬
yang juga merupakan produk dari peristiwa nondisjunction.
Pada individu ini tidak memiliki kromosom X sama sekali dari induk betina dan juga tidak mendapatkan pewarisan kromosom X dari induk jantan. Sehingga dalam penentuan perimbangan kelamin tidak dapat ditentukan ekspresi fenotip yang muncul. Produk gagal berpisah ini ialah produk letal yang tidak ditemukan dalam pengamatan. Dari hasil pengamatan dari persilangan ♂w >< ♀N didapatkan hasil bahwa fenotip yang munc ul yaitu ♀N dan ♂ N. Hasil tersebut sama dengan fenotip yang muncul pada fenomena pautan kelamin. Namun dari hasil rekontruksi menunjukkan bahwa sebagian ♂ N tersebut merupakan hasil dari nondisjunction. Karena fenotipnya tidak dapat dibedakan antara produk pautan kelamin dan produk nondisjunction, sehingga tidak dapat dilakukan perhitungan frekuensi. Meskipun begitu dapat diketahui bahwa pada persilangan ini juga terjadi peristiwa nondisjunction. Peristiwa gagal berpisah tidak hanya terjadi pada induk betina saja tetapi pada hewan jantan juga dapat mengalami gagal berpisah. Hal ini karena
dalam pembentukan gamet, masing-masing induk juga mengalami meiosis sehingga juga dapat memungkinkan terjadinya peristiwa nondisjunction pada induk jantan dimana kromosom XY pada induk jantan gagal memisah pada saat terjadi meiosis sehingga kromosom tersebut ditarik ke satu arah, akibatnya pada akhir sitokinesis akan dihasilkan sperma yang memiliki 3 variasi kromosom yaitu kromosom X atau kromosom Y, kromosom X Y, dan tanpa kromosom sehingga
saat melakukan pembuahan dengan sel telur akan dihasilkan fenotip anakan ♂N tetapi bersifat steril. Dari hasil seluruh pengamatan dan rekontruksi yang dilakukan, terlihat bahwa semua jenis persilangan dapat mengalami peristiwa nondisjunction. Hal ini lah yang menunjukkan bahwa fenotip yang menyimpang dari persilangan antara lalat Drosophila melanogaster yang mempunyai sifat mutan yang terpaut pada gen kelamin memiliki peluang terjadinya peristiwa gagal berpisah (nondisjunction) meskipun frekuensinya rendah yakni sekitar 7,28%.
BAB VI PENUTUP A. Kesimpulan
Dari praktikum proyek ini dapat disimpulkan bahwa: 1. Fenotip yang muncul dari persilangan D. melanogaster strain ♂N><♀w yaitu
♂N, ♀ N, ♂w, ♀w. Pada persilangan ♂w><♀ N yaitu ♂N, ♀ N. Fenotip yang muncul dari persilangan D. melanogaster strain ♂N><♀m yaitu ♂N, ♀ N, ♂m,
♀m. Sedangkan pada persilangan ♂m><♀ N belum didapatkan data. Fenotip yang muncul tersebut menyimpang dari hasil persilangan normal, yakni dengan munculnya strain yang tidak sesuai harapan yang merupakan produk dari fenomena nondisjunction. 2. Terjadi fenomena nondisjunction pada persilangan D. melanogaster strain N ♂ >< w ♀ dan N ♂>< m♀ beserta resiproknya. 3. Frekuensi nondisjunction pada persilangan D. melanogaster ♂N><♀w pada ulangan ke-1 yaitu sebesar 6,37%, pada ulangan ke-3 yaitu 5,50%. Frekuensi nondisjunction pada persilangan D. melanogaster ♂N><♀w pada ulangan ke-4 yaitu sebesar 7,69%, pada ulangan ke-5 yaitu 9,56%. Dengan demikian frekuensi nondisjunction terbilang rendah dengan rerata 7,28%. B. Saran
Berdasarkan praktikum proyek yang telah dilakukan, saran yang diajukan untuk penelitian selanjutnya yaitu : 1. Sebaiknya
penelitian
dilakukan
dengan
penuh
kecermatan,
ketelitian,
kesungguhan, dan kesabaran agar hasil yang didapatkan akurat. 2. Lebih menjaga kebersihan alat dan bahan yang digunakan, agar tidak terkontaminasi dengan jamur ataupun kutu yang nantinya dapat menghambat proses perkembangbiakan D. melanogaster . 3. Sebaiknya terdapat perbandingan yang tepat dalam hal pemberian air saat pembuatan medium. Karena medium yang terlalu padat dapat menyebabkan telur-telur D. melanogaster tidak menetas.
4. Botol stok peremajaan maupun persilangan seharusnya ditutup gabus dengan rapat untuk menghindari masuknya D. melanogaster strain lain agar terhindar dari kontaminasi. Sehingga hasil ang didapat akurat.
