gentum meiosis

I. PENDAHULUAN

1. Latar belakang

Seperti halnya mitosis, meiosis merupakan peristiwa yang dialami nukleus., dan banyak kejadian dari dua proses itu adalah identik.  Namun demikian, ada beberapa perbedaan penting antara dua proses itu yang memberikan hasil genetik yang sangat berlainan. Pada meiosis terjadi dua kali pembelahan nukleus berturut-turut dan terjadilah kombinasi genetik baru. Proses pembelahan meiosis terdiri dari meiosis I dan meiosis II.

Meiosis I merupakan proses pembelahan reduksi sejati yang pada proses ini, jumlah kromosom akan menjadi setengah jumlah semula. Meiosis II merupakan proses pembelahan duplikasi. Kedua pembelahan ini, tahapan-tahapannya berlangsung sama seperti pada proses mitosis. Profose pada pembelahan meiosis pertama (Profose I) mempunyai 5 tahapan pembelahan, karena meliputi beberapa proses penting yang harus dilalui.

Crowder (1986) menjelaskan dalam bukunya “Genetika Tumbuhan” bahwa meiosis terdiri dari beberapa fase yaitu, interfase premiotik, dimana morfologi sel serupa dengan sel-sel premiotik tetapi pada akhir interfase, inti dari sel-sel premiotik mulai membesar. Permulaan G₂ suatu perubahan yang searah membuat sel menuju meiosis. Pembelahan meiosis I merupakan fase berikutnya yang terdiri dari profase I, anafase I, tetofase I, dan interkinesis. Selanjutnya, pembelahan meiosis II terdiri dari profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II.

2. Tujuan

Praktikum pengamatan meiosis ini diharapkan praktikan dapat mengamati dan mengetahui perubahan kromosom pada tiap-tiap fase meiosis pada benang sari bunga amarilis dan telur belalang.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Sel dibagi menjadi 2 kelas utama, yaitu eukariot dan prokariot. Perbedaan utama diantara keduanya terletak pada ada atau tidaknya membran inti yang membatasi inti sel dan sitoplasma. Organisme prokariot tidak memiliki membran inti dan eukariot memiliki membran inti. Semua sel hewan dan tumbuhan adalah eukariot dan bakteri, cyanobacteria dan mycoplasma adalah prokariot (Sticberger,1985).

2 Ciri pembelahan secara meiosis adalah: 

-     Terjadi di sel kelamin

-     Jumlah sel anaknya 4

-     Jumlah kromosen 1/2 induknya

-     Pembelahan terjadi 2 kali

-     Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II).(Pai,1987).

1 Meiosis merupakan proses yang rumit yang mengakibatkan reduksi jumlah kromosom menjadi 1n, sehingga gamet jantan dan betina mempunyai jumlah kromosom yang haploid. Apabila terjadi pembuahan (penggabungan gamet jantan dan betina), maka diperoleh kembali keadaan 2n. mmeiosis juga membentuk kombinasi gen baru, yaitu menimbulkan keragaman genetic melalui penggabungan secara rambang kromosom tetua dan melalui pertukaran bahan genetik antara kromosom dari bapak dan induknya (kromosom homolog). (Crowder, 1986).

3 Keseluruhan proses meiosis ini melibatkan dua tahapan pembelahan yang terpisah yaitu meiosis I dan meiosis II. Meiosis I merupakan proses pembelahan reduksi sejati yang pada proses ini, jumlah kromosom akan menjadi setengah jumlah semula. Meiosis II merupakan proses pembelahan duplikasi. Kedua pembelahan ini, tahapan-tahapannya berlangsung sama seperti pada proses mitosis. Profose pada pembelahan meiosis pertama (Profose I) mempunyai 5 tahapan pembelahan, karena meliputi beberapa proses penting yang harus dilalui (Yatim,1991).

Organisme prokariot tidak mengalami pembelahan sel berupa mitosis atupun meiosis, ia hanya mengalami pembelahan  sel berupa amitosis, salah satu contohnya adalah pembelahan biner. Organisme eukariot mengalami pembelahan sel secara mitosis pada sel somatisnya dan meiosis pada sel gametnya (Stainfield,1991)

Meiosis berperan dalam proses gametogenesis pada sel hewan. Gametogenesis adalah proses pembentukan gamet (n) oleh germ line (2n). Spermatogenesis adalah proses pembentukan sperma yang terjadi di organ tertentu (testes). Sel anak hasil pembelahan meiosis akan berkembang menjadi gamet, kemudian sel yang dihasilkan akan terdiferensiasi menjadi sperma (gambar 6). pembentukan sperma dimulai saat manusia memasuki tahap pubertas. Laki-laki dewasa normal dapat memproduksi 200.000.000 sperma per harinya. Setelah sperma terbentuk, maka ia akan bergerak ke epididimis dan mengalami pematangan (Adisoemarto,1988).

Pembelahan sel secara mitosis maupun meiosis melibatkan kromatin, kromatid, sister chromatid, kromosom, kromosom homolog, kinetokor, telomer dan sentrosom.

1. .Kromatin adalah gabungan rantai DNA, protein histon dan protein non-histon, kromatin dapat ditemukan di nukleus sel eukariot

2. Kromatid adalah duplikat kromosom yang terbentuk dari replikasi DNA yang tetap bersatu dengan duplikat lain pada sentromer

3. Sister chromatid adalah dua kromatid identik hasil proses duplikasi

4. Kromosom adalah suatu struktur yang tersusun atas rantai panjang DNA dan tergabung dengan protein.kromosom membawa bagian dari informasi genetik suatu organisme

5. Kromosom homolog adalah kromosom yang membentuk pasangan dengan struktur, ukuran, bentuk, posisi sentromer dan pola pewarnaan yang sama. Kinetokor adalah protein yang terletak di sentromer tiap kromosom.

6. Telomer adalah ujung dari kromosom eukariot, telomer berasal dari bahasa yunani yaitu Telos:ujung. Telomer berhubungan dengan rantai karakteristik DNA.

7. Sentorosom terletak ditengah organel dari sel hewan yang menjadi pusat pengatur mikrotubulus dan bertindak sebgai kutub spindel selama proses mitosis (Alberts, B. dkk. 2002:17).

III. BAHAN DAN ALAT

A. Bahan

1. kuncup bunga amarilis

2. sel telur belalang

3. larutan farmer (1 bagian asam asetat glacial + 3 bagian alkohol absolut)

4.  ethanol 70%

5. Aseto orcein atau arseto carmin (larutan staining).

6. alkohol 70%

2. Alat

1. Pipet.
2. Pinset.
3. Coverglass.
4. mikroskop
5. kaca preparat
6. pensil
7. jarum atau silet
8. tissue
9. petridish
10. Bunsen.
11. Alat tulis
12.  

    

IV. PROSEDUR KERJA

1. Pengumpulan bunga dan fiksasi

Fiksasi bagian bunga dengan larutan farmer (1 bagian asam asetat glacial + 3 bagian alkohol absolut) selama 1-24 jam, lalu cuci dengan alcohol 70%.

2. Penyiapan preparat
1. Lepaskan malai maupun kuncup bunga pada gelas arloji atau petridish. Segera teteskan ethanol 70% untuk menjaga kelembaban bahan.
2. Bila kuncup bunga atau benang sari terlalu kecil, pemisahan dapat dilakukan dibawah mikroskop diseksi. Latar belakang kertas berwarna hitam akan sangat membantu pemisahan ini karena bahan cenderung berwarna jernih setelah difiksasi.
3. Usahakan agar benang sari selalu dalam keadaan basah oleh ethanol 70%
4. Ambilah satu atau dua benang sari dan diletakkan diatas gelas preparat yang telah terlebih dahulu ditetesi pewarna aseto carmin atau aseto orcein.
5. Uraikan benang sari dengan menggunakan skapel, jarum atau silet.
6. Tutup preparat dengan cover glass dan dipanaskan diatas api alkohol, dijaga jangan sampai mendidih. Jaga agar bahan tidak kering karena pemanasan.
7. Setelah dipanasi, lakukanlah peremasan pelan-pelan dan hati-hati dengan ibu jari atau pangkal pensil yang tumpul.
8. Amati preparat dibawah mikroskop
9. Untuk memperbesar kemungkinan memperoleh obyek yang diamati, buatlah lebih dari satu preparat yang terdiri dari benang sari dari berbagai stadia dan letaknya pada malai
10. Amati preparat dibawah mikroskop.

i.      Cari dan amati fase-fase dalam mitosis pada preparat yang dibuat.

ii.    Hitunglah fase manakah yang jumlahnya paling banyak.

iii.  Gambarlah fase-fase yang ada pada preparat yang dibuat.

iv.  Catat perbesaran yang digunakan.

V. HASIL PENGAMATAN

Preparat : telur belalang siang (12 pasang kromosom)

Gambar	Keterangan
	Telofase I 1. kromosom 2. sitoplasma perbesaran 40 X
	Telofase II 1. kromosom 2. sitoplasma perbesaran 40 X
	Metaphase I 1. kromosom perbesaran 40 X
	Metaphase II 1. kromosom perbesaran 40 X
	Profase I Perbesaran 10 X
	Profase II Perbesaran 10 X

Preparat : telur belalang pagi (12 pasang kromosom)

Gambar	Keterangan
	Anaphase II 1. kromosom
	Telofase I 1. Sitoplasma 2. kromosom Perbesaran 40 X

Preparat : bunga amarilis pagi (11 pasang kromosom)

Gambar	Keterangan
	Telofase I 1. kromosom 2. dinding sel Perbesaran 40 X
	Telofase II 1. kromosom 2. dinding sel Perbesaran 40 X

Preparat : bunga amarilis siang (11 pasang kromosom)

Gambar	Keterangan
	Telofase I 1. kromosom 2. dinding sel Perbesaran 40 X
	Telofase II 1.dinding sel 2. kromosom Perbesaran 40 X
	Metaphase I 1.kromosom 2. dinding sel 3. sitoplasma Perbesaran 40 X
	Profase I 1.kromosom 2. dinding sel Perbesaran 10 X
	Metaphase II 1. kromosom 2. dinding sel 3. sitoplasma Perbesaran 40 X

VI. PEMBAHASAN

Meiosis atau pembelahan reduksi adalah pembelahan dengan proses yang hampir sama dengan pembelahan mitosis namun pada meiosis terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom. Meiosis terbagi menjadi 2 tahapan besar yaitu meiosis I dan meiosis II, masa istirahat antara keduanya disebut interfase.Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah.

Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II). Meiosis Idan meiosis II terjadi pada sel tumbuhan. Demikian juga pada sel hewan terjadi meiosis I dan meiosis II. Baik pada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase pembelahan seperti pada mitosis. Oleh karena itu dikenal adanya profase I, metafase I, anafase I , telofase I, profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk.

Meiosis merupakan pembelahan sel yang spesifik karena hanya berlangsung di waktu pembentukan gamet-gamet saja, dimana jumlah kromosom diparuh dari keadaan diploid (2n) menjadi haploid (n).Daur meiosis berlangsung lebih lama daripada pembelahan mitosis dari satu sampai dua hari. Meiosis ini berlangsung dalam dua kali pembelahan inti berturut-turut, yang disebut meiosis I dan meiosis II .Pembelahan meiosis I dimulai dengan profase I sampai telofase I, begitu juga meiosis II. (Suryo, 1984).

Meiosis merupakan proses yang rumit yang mengakibatkan reduksi jumlah kromosom menjadi ln, sehingga gamet jantan dan gamet betina mempinyai kromosom haploid. Apabila terjadi pembuahan (penggabungan gamet jantan dan gamet betina), maka diperoleh kembali keadaan diploid (2n). meiosis juga membentuk kombinasi gen baru karena terjadinya pindah silang atau crossing over, yang nantinya akan menyebabkan keanekaragaman genetik (Crowder, 1986).

Ada 4 sifat pokok pada meiosis :

1.      Kromosom yang berpasangan terletak berderet pada bidang ekuator pada metafase I.

2.      Reduksi jumlah kromosom terjadi pada anafase I.

3.      Setelah metafase I, jumlah kromososm haploid.

4.      Kromosom sel baru secara genetis dapat berbeda dari kromosom sel sebelum meiosis karena terjadinya.pindah silang.

Pada praktikum pengamatan meiosis kali ini menggunakan kuncup bunga amarilis dan sel telur belalang sebagai bahan yang diamati. Bahan yang digunakan umumnya mempunyai jumlah kromosom yang relatif sedikit, pada kuncup bunga amarilis adalah 11 pasang kromosom sedangkan pada sel telur belalang adalah 12 pasang kromosom sehingga dapat mempermudah pengamatan.

Prosedur kerja pertama adalah pengumpulan bunga dan fiksasi. Kuncup bunga amarilis (benang sari) dan sel telur belalang segera difiksasi dengan menggunakan proses meiosis yang mungkin sedang berlangsung dengan larutan farmer (1 bagian asam asetat glacial + 3 bagian alkohol absolut) selama 1 – 24 jam, setelah itu cuci dengan alkohol  70 % yang berfungsi untuk mempertahankan kondisi benang sari agar bisa diamati..

Hal ini dilakukan pada pagi hari karena bunga tersebut masih dalam keadaan segar, dan tujuan mengfiksasi bahan tadi yaitu untuk menghentikan kegiatan sel bunga amarilis dan sel telur belalang. Sebelum preparat dibuat, kegiatan pembelahan pada sel bunga amarilis dan sel telur belalang harus dihentikan agar fase – fase meiosis mudah diamati. Pada siang hari juga dilakukan hal yang sama yaitu mengfiksasi bahan tetapi hanya di fiksasi selama 1 jam.

Pada penyiapan preparat, kuncup bunga amarilis dan sel telur ditetesi ethanol 70 % untuk menjaga kelembaban. Sel bunga amarilis dan sel telur di letakan diatas kaca preparat dan ditetesi pewarna aseto orcain atau aseto carmin.

Gamet bersifat haploid (n) tetapi berasal dari sebuah sel induk diploid (2n). Berhubung dengan itu pembentukan gamet harus didahului dengan pembelahan reduksi dari jumlah kromosom pembelahan ini lazim disebut meiosis. Berbeda dengan mitosis, meiosis ini berlangsung dalam 2 tingkat yaitu :

1. Meiosis I, yang terdiri atas beberapa fase :

Profase I

-     Leptoten

Kromosom terlihat sebagai benang-benang panjang, yang ujung-ujungnya mengarah ke suatu tempat (polarisasi). Benang-benang tersebut terlihat ada daerah yang tebal (kromomer) dan daerah yang tipis

Sister kromatid sangat dekat sehingga sulit dibedakan (dilihat)

-     Zigoten

Kromosom-kromosom homolog (paternal dan maternal) saling berdekatan dan berpasangan ® sinapsis

-     Pachyten

Benang-benang (kromosom) homolog (bivalen) melekat erat, masing-masing bivalen terdiri dari 4 benang kromatid (tetrad)

-     Diploten

Terjadi pemendekan kromosom, terjadi pemisahan pasangan kromosom, pembentukan kiasmata.

-     Diakinesis

Pemendekan kromosom mendekati maksimum, kiasmata mendekati ujung dan jumlahnya makin berkurang, benang gelendong mulai membentuk dan selaput inti hilang.

Berakhirnya profase I, nukleus dan dinding nukleus menghilang, kemudian gelendong inti spindel mulai terbentuk.

Metaphase I
Pada tahap ini, tetrad menempatkan dirinya pada bidang ekuator. Membrane inti sudah tidak tampak lagi dan sentromer terikat oleh spindel pembelahan.

.Anafase I
 Pada tahap ini, spindel pembelahan memendek dan menarik belahan tetrad (diad) ke kutub sel berlawanan sehingga kromosom homolog dipisahkan. Kromosom hasil crossing over yang bergerak ke kutub sel membawa materi genetic yang berbeda.

Telofase I
Pada tahap ini, membrane sel membentuk sekat sehingga terbentuk dua sel anak yang bersifat haploid, tetapi setiap kromosom masih mengandung dua kromatid (siser cromatid) yang terhubung melalui sentromer.

B.  Meiosis II, yang terdiri atas beberapa fase :
 Profase II
    a. Benang – benang kromatin berubah kembali menjadi kromosom.
    b. Kromosom yang terdiri dari 2 kromatida tidak mengalami duplikasi lagi.
    c. Nucleolus dan dinding inti menghilang.
    d. Sentriol berpisah menuju kutub yang berlawanan.
    e. Serat – serat gelendong terbentuk diantara 2 kutub pembelahan.

Metafase II
Kromosom kebidang ekuator menggantung pada serat gelendong melalui sentromernya.

Anafase II
 Kromatida berpisah dari homolognya, dan bergerak menuju ke kutub yang berlawanan.

TelofaseII
     a. Kromosom berubah menjadi benang – benang kromatin kembali.
     b. Nucleolus dan dinding inti terbentuk kembali.
     c. Serat – serat gelendong menghilang dan terbentuk sentrosom kembali.

          Hasil praktikum antara preparat siang dan pagi adalah : Hasil penemuannya pada preparat siang lebih banyak fase yang ditemukan dibandingkan dengan preparat pagi. Hal ini dikarenakan pada preparat pagi bahan di fiksasi dengan larutan farmer, sedangkan larutan farmer berfungsi untuk menghentikan kegiatan sel bunga dan sel telur yang dapat memperlambat fase yang seharusnya dilakukan. Sedangkan pada preparat siang fase tidak difiksasi sehingga bunga dan telur tersebut dapat melakukan kegiatan yaitu melakukan pembelahan sel.

 

Kuncup bunga amarilis

 

 

           

            Gambar fase meiosis pada bunga amarilis

 

 

 

VII. KESIMPULAN

1. Kesimpulan

1. Meiosis merupakan proses yang rumit yang mengakibatkan reduksi jumlah kromosom menjadi 1n, sehingga gamet jantan dan betina mempunyai jumlah kromosom yang haploid.
2. meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II).
3.  

 B. Saran

Seharusnya bahan untuk praktikum disediakan oleh laboratorium bukan dari mahasiswa.

DAFTAR PUSTAKA

Adisoemarto, soenartono. 1988. Genetika Edisi Ketiga. Erlangga : Jakarta

Alberts, B. dkk. 2002. Glossary. 95            hlm. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mboc4.glossary.4754#5215,6 juni 2009, jam 16.35 wib.

Biocell. 2009. The Cell Cycle and Mitosis Tutorial. Diakses dari       www.biology.arizona.edu pada tanggal 7 juni 2009,jam 16.45 wib.

Crowder, L. V. 1986. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University          Press:Yogyakarta.

Kimball, J. W. 1992. Biologi Jilid 1. Penerbit Erlangga:Jakarta.

Pai, C. Anna. 1987. Dasar-dasar Genetika. Jakarta : Erlangga.

Standfield, W. D.1991.Genetika: Teori dan Soal-Soal.Erlangga:Jakarta

Sticberger, Monroe. W. 1985. Genetics. Macmillan Publishing Company: New       York.

Suryo. 1984. Genetika. Gadjah Mada University Press:Yogyakarta.

Yatim, W. 1991. Genetika. Tarsito. Bandung