laporan praktikum kromosom politen Indonesia

Laporan Praktikum Genetika

PENGAMATAN KROMOSOM POLITEN PADA Drosophila melanogaster
Nadia Rizki Shabrina*, A. N. Latifah, F. M. Normasiwi, I. Nurazizah, M. Fitroh, M. Farhan, M. F. Purwanto,
R. D. Rachmawati, S. J. Sindhuarta, Y. Wulandari, M. N. Rohimah, M. L. Adnan, S. F. Selasih
Universitas Indonesia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Departemen Biologi
Maret 2015

Abstrak
Kromosom politen merupakan gabungan dari beberapa kromosom yang saling bersinapsis menjadi satu
kromosom, bentuknya seperti kromosom normal namun memiliki banyak lengan panjang yang berukuran besar. Struktur
kromosom politen memiliki pola gelap atau band dan pola terang atau interband. Kromosom politen terbentuk saat
replikasi DNA tanpa diiringi oleh pembelahan sel atau disebut dengan peristiwa endoreduplikasi. Kromosom politen
mempunyai lengan kromosom yang lebih banyak sehingga memiliki jumlah Salinan DNA yang lebih banyak dan dapat
memproduksi protein lebih banyak sehingga membantu proses tumbuh dan berkembang dengan lebih cepat. Kromosom
politen banyak ditemukan pada kelenjar saliva larva instar III Drosophila melanogaster karena larva terus berkembang
dan membutuhkan energi yang banyak untuk persiapan menjadi pupa. Praktikum pengamatan kromosom politen pada
larva instar III D. melanogaster dilakukan untuk memahami pengertian, fungsi, struktur, dan proses terbentuknya
kromosom politen, serta mengamatinya pada larva instar III D. melanogaster dan mengetahui cara isolasi kelenjar ludah

D. melanogaster.
Kata kunci: Band; endoreduplikasi; interband; kromosom politen; larva instar III Drosophila melanogaster.

1. Pendahuluan
Kromosom politen pertama kali ditemukan saat
E.G Balbiani (1881) meneliti kelenjar ludah serangga
pada pada kelenjar ludah Drosophila melanogaster dan

*) Kelompok 4D

Chironomus tentans (Passarge 2007: 289). Selanjutnya
Theophillus Painter (1933-1934) adalah orang pertama
yang menemukan keberadaan kromosom politen pada
Drosophila melanogaster dan menekankan pentingnya
kromosom

politen

untuk

mempelajari

struktur

1

kromosom dan wilayah dari gen itu sendiri. Lalu Calvin

kromosom dan berfungsi sebagai tempat melekatnya

Bridges (1935-1937) segera membuat peta yang

benang spindel pada saat pembelahan sel (Raven dkk

mendetail tentang kromosom politen yang terdapat pada

2001: 214).

Drosophila
dengan

melanogaster

peta

genetik.

dan

Lalu

menghubungkannya
penelitian

Kromosom dapat diamati pada saat pembelahan

pemetaan

mitosis. Struktur kromosom terlihat berpola gelap-

kromosom politen dilanjutkan oleh Phillip Bridges

terang, pola tersebut bergantung pada kepadatan

(1939) hingga terus berkembang menjadi standar

kromatin penyusun kromosom yang disebut dengan

penelitian. Praktikum penelitian kromosom politen pada

eukromatin dan heterokromatin (Passarge 2007: 180)

kelenjar ludah larva instar III Drosophila melanogaster

Eukromatin adalah pola terang pada kromosom, yang

dilakukan untuk membuktikan penemuan kromosom

mengandung konsentrasi gen yang padat. Eukromatin

politen pada Drosophila melanogaster.

mengandung paling banyak jumlah genom dalam sel

Kromosom pada eukariotik terdiri dari untaian
molekul

DNA

yang

bergabung

menjadi

hingga 92% (Yale University 2015: 1). Heterokromatin

helaian

adalah segmen dari kromosom yang amat padat sehingga

kompleks kromatin (Solomon dkk 2005: 85). Kromosom

membentuk warna hitam pada lengan kromosom (Huret

terdiri dari berjuta juta gen. Gen ini terdapat didalam

2015: 1). Eukromatin mengandung satu salinan DNA

DNA. DNA memiliki struktur yang sangat panjang dan

yang aktif secara genetik, sedangkan heterokromatin

tipis yang dapat setiap saat rusak dan kusut. Setiap

mengandung sekuens repetitif yang tidak aktif secara

molekul DNA mengandung dua rantai polinukleotida

genetik karena daerah tersebut mengandung gen non-

yang bersusun melingkar menjadi double helix atau dua

koding yang tidak bisa diterjemahkan menjadi protein

untai benang (Solomon dkk 2005: 265). DNA kemudian

(McClean 1997: 1)

akan dikemas mengelilingi protein histon dan memadat.

Struktur kromatin dapat mengalami modifikasi

Gabungan antara DNA dan protein histon disebut

atau perubaha secara alami dalam segi bentuk, seperti

dengan nukleosom (Raven dkk 2001: 88). Protein histon

contohnya adalah kromosom politen. Kromosom politen

adalah susunan dari asam amino (arginin dan lisin) yang

adalah kromosom raksasa yang biasanya ditemukan

menempel

pada sisi negatif DNA. Selanjutnya

didalam organ Drosophila melanogaster dan organ

nukleosom akan bergabung menjadi kromatin. Lalu

hewan lainnya. Kromosom politen memiliki struktur

kromatin akan memadat dan bergulung membentuk

kromosenter, band, interband dan puff. Kromosenter

kromosom (Cooper 2000: 1).

merupakan pengganti sentromer pada kromosom politen

Suatu kromosom terdiri dari beberapa bagian

yaitu bagian dimana lengan-lengan kromosom saling

yaitu telomer, sentromer, dan lengan kromosom.

menempel pada satu titik (King, dkk 2013: 82). Band

Telomer merupakan pelindung dan penutup kromosom

dan interband adalah pola pita gelap dan terang yang

dan tidak mengandung kode informasi genetik (Solomon

berselang-seling atau disebut dengan kromomer. Band

dkk 2005: 275). Sentromer membagi kromosom menjadi

adalah pola gelap yang mengandung 80% dari DNA pda

dua lengan, yaitu lengan pendek (p) dan lengan panjang

kromosom sedangkan interband adalah pola terang dan

(q). Sentromer dapat terletak pada sepanjang lengan

hanya mengandung sisa 15% dari daerah band (Passarge

2

2001: 174). Kromatin yang berada pada pita gelap atau

Kromosom politen ditemukan di jaringan seperti

band, terkondensasi lebih besar daripada kromatin di

esofagus, kelenjar ludah, usus, gastric ceca, tubulus

daerah interband. Hal ini yang menyebabkan lebih

malphigi, jaringan lemak, sel dinding trakea, otot, dan

banyak kromosom yang berlipat-lipat di daerah band,

beberapa tipe sel pada saraf ganglia. (D’Amato 1997:

sehingga terlihat gelap jika diamati (Passarge 2001:

130). Kromosom politen lebih sering ditemukan di

174). Pola pita ini dapat terlihat jika kromosom diberi

salivary gland dari larva, karena kelenjar ludah lebih

pewarna (Pierce dkk 2002: 297). Dalam beberapa

mudah untuk dibelah dan kromosom politen yang

situasi, kromosom mengalami kondisi puff atau disebut

ditemukan berukuran cukup besar (Sullivan dkk: 126).

dengan pembengkakan atau penonjolan beberapa daerah

Kromosom politen banyak ditemukan pada

pada lengan kromosom. Puffing terjadi ketika beberapa

kelenjar ludah larva instar III D. melanogaster karena

bagian dari kromatin mengalami relaksasi sehigga legan

pada kelenjar ludah larva ini, kromosom mengalami

kromosom terbuka sedikit. Puffing mengindikasikan

replikasi lebih banyak daripada kromosom di jaringan

bahwa ada beberapa daerah pada lengan kromosom yang

lainnya. Jumlah kromosom politen bergantung pada

sedang aktif mentranskripsikan DNAnya (Pierce dkk

kondisi pertumbuhan larva (Goldstein & Fyrberg 1995:

2002: 297).

335).

Kromosom

politen

akibat

Tujuan dilakukannya praktikum adalah agar

pengulangan berulang dari replikasi DNA namun tidak

praktikan dapat mengetahui definisi, struktur, fungsi,

melalui tahap pembelahan sel yang disebut dengan

dan proses terbentuknya kromosom politen. Praktikan

peristiwa

juga diharapkan dapat mengetahui cara isolasi kelenjar

endoreduplikasi,

ini

terjadi

sehingga

menyebabkan

banyak terdapat DNA berganda yang saling bersinapsis

ludah

Drosophila

melanogaster

(Pierce dkk 2002: 297). Kromosom politen memiliki

kromosom politen secara langsung.

dan

mengamati

fungsi untuk mengontrol perubahan fisiologi suatu
organisme

karena

mengandung

gen

dalam

2. Metodologi

kromosomnya, pertukaran antara heterokromatin dan
eukromatin disebut dengan position effects yang dapat

Alat-alat yang digunakan dalam pengamatan

menyebabkan mutasi pada hewan (Jain 2013: 1).

kromosom politen Drosophila melanogaster adalah

Peran penting kromosom politen adalah untuk

mikroskop cahaya, mikroskop stereo, kaca objek, kaca

mengakumulasi mRNA dalam jumlah besar yang

penutup, jarum sonde, tisu, pipet tetes, dan pinset.

nantinya

Bahan-bahan

akan

diperlukan

pada

tahap

embrionik

yang

digunakan

politen

praktikum

(Muhlenberg College 2013: 1). Kromosom politen

pengamatan

memproduksi banyak protein dikarenakan Kromosom

melanogaster adalah larva instar III Drosophila

politen memiliki lebih banyak DNA berganda pada

melanogaster, pewarna asetokarmin, dan larutan ringer.

lengannya dibandingkan kromosom pada umumnya.

Hal pertama yang dilakukan adalah mengambil

Protein sangat diperlukan oleh tubuh untuk proses

beberapa larva instar III Drosophila melanogaster dari

pertumbuhan dan perkembangan.

botol pembiakan. Larva diambil menggunakan pinset

3

kromosom

dalam

Drosophila

Gambar 1. Kromosom politen larva instar III
Drosophila melanogaster.
Perbesaran 4x10
[Sumber: Dokumentasi pribadi.]

dan diletakkan pada kaca objek yang sebelumnya
ditetesi larutan ringer agar larva tidak kekeringan.
Kemudian larva instar III D. melanogaster diamati dan
diisolasi kelenjar ludahnya dibawah mikroskop stereo.
Larva instar III D. melanogaster terus ditetesi dengan
larutan ringer. Dalam pengisolasian kelenjar ludah,
bagian kepala dan tubuh larva harus dipisahkan dengan
jarum sonde secara perlahan dan hati-hati. Setelah
kepala

dan

badan

telah

terpisah,

dilakukan

pengisolasian kelenjar ludah dan dibersihkan dari
lemak serta kotoran yang berada di sekitarnya.
Langkah berikutnya adalah diberikan pewarna
asetokarmin pada kelenjar ludah yang telah berhasil
Gambar 2. Kromosom politen larva instar III
Drosophila melanogaster.
[Sumber: Microscope imaging station.]

diisolasi, kemudian didiamkan selama 10—15 menit.
Setelah

10—15

menit,

seka

sisa

asetokarmin

menggunakan tisu. Selanjutnya preparat pada kaca
objek ditutup dengan kaca penutup serta dilakukan

Praktikum kali ini merupakan pengamatan

metode squashing, yaitu ditekan menggunakan jarum

kromosom

sonde agar sel pada jaringan tidak saling tertumpuk dan
tersebar

secara

merata

sehingga

cahaya

sampai

ditemukan

larva

instar

III

Drosophila

melanogaster atau lalat buah sebagai model penelitian

memudahkan

genetika. Praktikum menggunakan sampel Drosophila

pegamatan. Kemudian preparat diamati di bawah
mikroskop

politen

melanogaster tahap larva instar III karena pada tahap

kromosom

tersebut Drosophila melanogaster memiliki 1024 (210)

politen.

kromatid yang identik dan saling bersinapsis. Ada 80%
DNA di kromosom politen yang berlokasi di band dan

3. Hasil dan Pembahasan

15% nya berada di interband. Satu band mengandung
3000-300.000 pasangan basa nukleotida. Drosophila
melanogaster memiliki 5000 bands dan 5000 interbands
(Passarge 2001: 174). Pada tahap ini, larva mengalami
pertumbuhan dan perkembangan sampai dengan 200 kali
lipat

berat

awalnya

karena

disebabkan

proses

endoreplikasi (Dahmann 2008: 28).
Kelenjar ludah larva instar III Drosophila
melanogaster digunakan karena kromosom politen yang
ditemukan berukuran besar sehingga memudahkan
pengamatan. Kelenjar ludah larva instar III ini,
4

kromosom mengalami replikasi hingga mencapai 1000

menyerap sempurna kedalam jaringan. Kesulitan lain

kopi. Kelenjar ludah juga mengandung banyak enzim

yang dialami pada saat praktikum adalah pengisolasian

untuk

kelenjar ludah, yaitu memisahkan kepala dan badan,

proses

mempersiapkan

pencernaan
memasuki

makanan,

tahap

karena

pupa.

Hal

ini

yang mana beberapa kali gagal karena perlakuan salah

menyebabkan massa dan volum sel bertambah, sehingga

yang menyebabkan kelenjar ludah robek.

ukuran jaringan besar. (Clark 2013: 1)
Praktikum

ini

menggunakan

dua

macam

4. Kesimpulan

mikroskop yaitu mikroskop stereo dan mikroskop

Kromosom politen merupakan gabungan dari

cahaya. Mikroskop stereo digunakan untuk meneliti

beberapa kromosom yang saling bersinapsis menjadi

objek yang relatif besar seperti larva instar III

satu kromosom, bentuknya seperti kromosom normal

Drosophila melanogaster, sedangkan mikroskop cahaya

namun memiliki banyak lengan panjang yang berukuran

digunakan untuk mengamati kromosom politen pada

besar. Terjadi akibat peristiwa endoreduplikasi, yaitu

kelenjar ludah yang sudah diisolasi dan dibersihkan.

replikasi berulang tanpa diiringi pembelahan sel atau

Beberapa larutan digunakan untuk membuat

pembelahan mitotik. Struktur pada kromosom politen

preparat kromosom Drosophila melanogaster yang

terdiri atas lengan-lengan kromosom yang saling

antara lain adalah larutan ringer (larutan NaCl) dan

bersinapsis dan berpusat pada kromosenter, pola pita

larutan Asetokarmin. Larutan ringer atau bisa disebut

gelap-terang yaitu band (gelap) dan interband (terang),

sebagai larutan fisiologis, digunakan untuk mencegah

serta puff, yaitu bagian kromosom yang menggembung

larva mongering pada saat diteliti, pemberian larutan

sehingga DNA terekspos dan aktif melakukan proses

ringer juga tidak boleh terlalu banyak karena dapat

transkripsi.

menyebabkan larva bergerak terlalu bebas. Larutan

Fungsi

Asetokarmin diberikan pada kelenjar ludah yang sudah

besar.

asetokarmin dan membutuhkan waktu sekitar 20 menit

kromosom

mikroskop cahaya dengan perbesaran 10x40. Hal
bahwa pada kelenjar ludah terdapat banyak kromosom
terlihat

jelas

karena

politen

mikroskop cahaya.

tersebut sesuai dengan kajian literatur yang menyatakan

tidak

ludah

Drosophila

kemudian dibersihkan dan dijadikan preparat. Kemudian

instar III didapatkan gambar kromosom politen dengan

kromosom

kelenjar

didapatkan kelenjar ludah yang utuh. Kelenjar ludah

Berdasarkan hasil pengamatan, pada sel larva

Namun,

Pengisolasian

tubuh dan kepala larva secara perlahan hingga

1).

1).

untuk

melanogaster dilakukan dengan memisahkan bagian

agar kromosom terwarnai sempurna (Frankhauser 2010:

2010:

adalah

politen memproduksi sejumlah protein dalam jumlah

Pastikan jaringan sudah tertutupi dengan larutan

(Frankhauser

politen

petumbuhan dan perkembangan karena kromosom

dibersihkan dan berfungsi sebagai pewarna kromosom.

politen

kromosom

Daftar Pustaka

struktur

pemberian

asetokarin yang kurang lama sehingga warna belum

5

diamati

dengan

menggunakan

Clark, Jonathan. 2013. Polythene Chromosomes in
Drosophila.
4
hlm.
http://faculty.weber.edu/jclark1/Cell%20Biology
%20Labs/Polytenechsomes.pdf. 26 Maret 20145
pk 22.08

King, R. C., P. K. Mulligan, w. D. Stansfield. 2013. A
Dictionary of Genetics, Eight Edition. Oxford
University Press, New York: 641 hlm.
McClean, Phillip. 1997. Eucaryotic Chromosome
Structure.
http://www.ndsu.edu/pubweb/~mcclean/plsc431/e
ukarychrom/eukaryo3.htm. 22 Maret 2015 pk
02.58

Cooper, Geoffrey M. 2000. Chromosome and
chromatin.
1
hlm.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9863/.
22 Maret 2015 pk 02.00

Microscope Imaging Station. 2015. Drosophila
melanogaster polytene chromosomes. 1 hlm.
http://www.exploratorium.edu/imaging-station/gal
lery.php. 26 Maret 2015 ok. 21.47

Dahmann, Christian. Methods in Molecular Biology,
Drosophila: Methods and Protocol. Humana
Press, New Jersey: 432 hlm.
D’Amato, F.1997. Nuclear Cytology in Relation to
Development. Syndics of the Cambridge University
Press. Cambridge: 291 hlm.

Muhlenberg College (=MU). 2013.
Polytene
chromosome
of
drosophila.
1
hlm.
http://www.muhlenberg.edu/main/academics/biol
ogy/courses/bio240/polytene.html. 24 Maret 2015
pk 22.20

Frankhauser, D. B. 2010. DROSOPHILA SALIVARY
GLAND CHROMOSOME.
http://biology.clc.uc.edu/fankhauser/labs/Genetics/
Drosophila_chromosomes/
Drosophila_Chromosomes.htm. 26 Maret 2015 pk
22.24

Passarge, Eberhard. 2001. Color atlas of genetics. 2nd ed.
Thieme Stuttgart, New York: 468 hlm.
Passarge, Eberhard. 2007. Color atlas of genetics. 3rd ed.
Thieme Stuttgart, New York: 497 hlm.

Goldstein, L. S. B. & E. A. Fyrberg. 1995. Methods in
Cell Biology Vol. 44, Drosophila melanogaster:
Practical Uses in Cell and Molecular Biology.
Academic Press, California: xx + 757 hlm.
Huret,

Pierce, B. A. 2002. Genetics a conceptual approach.
W.H.Freeman Publishing, New York:709 hlm
Raven, P. H, & G. B. Johnson. 2001. Biology. 6th ed.

Jean-Loup. 2015. Heterochromatin, from
chromosome
to
protein.
1
hlm.
http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/Heterochro
mEng.html 22 Maret 2015 pk 02.47

McGraw-Hill Corporation: 1344 hlm.
Solomon, E. P., D. W. Martin, & L. R. Berg. 2005.
Biology. 8th ed. Thomson Corporation, Belmont,
USA: 1379 hlm.

Jain, Kritika. 2013. Kinds of chromosomes: lampbrush,
polytene,
and
supernumery.
1
hlm.
http://www.biologydiscussion.com/chromosomes/
kinds-of-chromosomes-lampbrush-polytene-andsupernumery/569. 25 Maret 2015 22.10

Sullivan, W., M. Ashburner, R. S. Hawley. 2000.
Drosophila protocols. Cold spring harbor
laboratory press, New York: 712 hlm.
Yale University (=YU). 2015. Euchromatin. 1 hlm.
http://medcell.med.yale.edu/histology/keyword.c
gi?keeyword=euchromatin. 22 Maret 2015 pk
02.30

Khan, Rehana. 2007. A Textbook of Biotechnology
(Volume I). Laxmi Publications, New Delhi: 335
hlm.

6

7