Data & Analytics

24 views

SITOGENETIKA DAN ANALISIS KROMOSOM

Sitogenetika Cytogenetics adalah gabungan antara cytology (studi tentang sel) dan genetika, yang berusaha menjelaskan hubungan antara kejadian-kejadian di dalam sel (khususnya kromosom) dengan fenomena genetis. Lebih jelasnya, cytology adalah cabang
of 12
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Share
Tags
Transcript
  1 SITOGENETIKA DAN ANALISIS KROMOSOM Bruri Melky Laimeheriwa 1. Pengertian Sitogenetika Cytogenetics adalah gabungan antara cytology (studi tentang sel) dan genetika, yang berusaha menjelaskan hubungan antara kejadian-kejadian di dalam sel (khususnya kromosom) dengan fenomena genetis. Lebih jelasnya, cytology adalah cabang ilmu biologi yang membicarakan tentang besar (ukuran), struktur dan riwayat hidup kromosom, sedangkan cytogenetics adalah studi tentang struktur kromosom dan tingkah laku kromosom selama proses mitosis dan meiosis. 2. Teori kromosom. Istilah kromosom diberikan untuk pertama kalinya oleh Weyder pada tahun 1882 untuk benda-benda halus berbentuk benang panjang atau pendek yang dapat dilihat di dalam nukleus. Kromosom ikut membelah pada waktu pembelahan inti berlangsung, lebih dahulu diketahui oleh Schneider pada tahun 1873 dan Strasburger di tahun 1875, yang dikuatkan oleh Flemming pada tahun 1882 serta Van Beneden di tahun 1883 yang melihat bahwa setiap kromosom ikut membelah secara longitudinal di waktu pembelahan inti. Selanjutnya Rabl dan Boveri di tahun 1885 berpendapat bahwa tiap-tiap spesies memiliki jumlah kromosom yang tetap dan bahwa ada hubungan antara kromosom dan gen-gen yakni gen-gen terdapat dalam kromosom. Pada tahun 1901, Montgomery menunjukkan kromosom-kromosom terdapat dalam pasangan-pasangan dengan bentuk dan ukuran yang mudah dibedakan satu dari yang lain dan juga dibuktikan bahwa berpasangannya kromosom homolog itu menyangkut kromosom-kromosom yang berasal dari induk jantan dan induk betina. Sedangkan Sutton dan Boveri dalam tahun 1903 berhasil memperlihatkan dengan jelas bahwa benar ada hubungan antara kromosom dan keturunannya. Dalam sel somatis terdapat dua kelompok kromosom yang serupa yaitu yang satu berasal dari induk betina dan yang lainnya berasal dari induk jantan, yakni terdapat kromosom dalam pasangan homolog yang sejajar dan terdapatnya gen-gen dalam pasangan. Kromosom memiliki sifat morfologi yang tetap sepanjang berbagai pembelahan sel dan setiap kromosom atau pasangan kromosom mempunyai peranan tertentu dalam kehidupan dan perkembangan individu. Kromosom terletak di sel nukleus (sel gonad mapun sel somatid) dengan jumlah yang sama dalam suatu individu. Tiap kromosom disebut juga sebagai kromatin yang tersusun atas dua kromatid yang berhadap hadapan. Pada kromatin inilah lokasi gen (lokus), yang didalamnya terdapat alel alel sebagai penyandi protein ataupun enzim yang menjaga dan memengaruhi sistem biokimia yang ada pada organisme.   Prinsip kerja untuk mengidentifikasi kromosom disebut karyotyping , yaitu pengamatan kromosom dengan memanfaatkan teknik pewarnaan dan mengunakan miskroskop untuk mengamati pemendaraannya. Jaringan yang bisa digunakan untuk karyotiping misalnya: embrio, larva ikan, epitel sirip atau sisik, leukosit serta ovari dan testis. Dari beberapa jenis jaringan/sel di atas yang paling mudah untuk menampilkan kromosom adalah mengunakan sel leukosit (sel darah). Karena sel leukosit ini paling mudah untuk dikultur dan dikondisikan pada tahap mitosis, sedangkan sel darah merah tidak dapat digunakan untuk kariotyping karena tidak memiliki inti sel. Kariotyping diawali dengan preparasi sel menuju tahap metafase dengan suatu teknik kultur untuk merangsang sel mencapai tahap metaphase misalnya penggunaan colchicines . Meratanya kromosom-kromosom pada metafase merupakan saat yang paling baik untuk menghitung jumlah kromosom dan membandingkan ukuran serta morfologi dari kromosom dan penentuan jumlah komosom diambil dari frekuensi tertinggi atau modus. Hal serupa telah umum dilakukan terhadap  2 Melanoteania boasemani, M. patoti, dan Oreohromis sp. (Carman et al.,  1998) dan Telmatherina ladigesi  (Andriani, 2001). Dari penelitian-penelitian lain terhadap jumlah kromosom berdasarkan modus, didapatkan jumlah kromosom diploid sebanyak 48 pada ikan  Atherian elymus  yang diteliti oleh Arai dan Fujiki pada tahun 1978, dan pada ikan Basichlichthys bonariensis  yang diteliti oleh Arai dan Koike pada tahun 1980. Spesies yang berbeda mempunyai jumlah kromosom yang khas (Tabel 1). Kisarannya sangat luas, dari dua pada beberapa tanaman berbunga sampai beberapa ratus pada tanaman pakis tertentu. Tabel 1. Jumlah kromosom (2n) beberapa spesies tumbuhan dan hewan (Brown, 1972; Levan et al. , 1983). Nama umum Nama ilmiah Kromosom (2n) Nyamuk Lalat rumah Bawang merah Katak (betung) Padi Kodok hijau Buaya Kucing Tikus rumah Monyet rhesus Gandum Manusia Kentang Banteng Keledai Kuda Anjing Ayam Ikan mas Culex pipiens   Musca domestica  Allium cepa Bufo americanus Oryza sativa Rana pipiens  Alligator mississipiensis Felis domesticus Mus musculus Macaca mulatta Triticum aestivum Homo sapiens Solanun tuberosum Bos taurus Equus asinus Equus caballus Canis familiaris Gallus domesticus Cyprinus carpio 6 12 16 22 24 26 32 38 40 42 42 46 48 60 62 64 78 78 104 3. Nomenklatur dan morfologi kromosom. Nomenklatur adalah cara pemberian nama atau istilah suatu kromosom, sedangkan morfologi merupakan struktur tubuh sebuah kromosom. Gambar 1 memperlihatkan nomenklatur dan morfologi suatu kromosom (Levan et al., 1983; Darnell et al., 1990). Setiap kromosom memiliki sentromer, karena sentromer berfungsi sebagai tempat berpegangannya benang-benang plasma dari spindel atau gelendong inti di waktu pembelahan sel berlangsung. Apabila benang spindel berkontraksi sehingga memendek, maka kromosom bergerak (tertarik) ke arah kutub sel (pada stadium anafase). Kromosom yang tidak memiliki sentromer disebut kromsosom asentris, yang biasanya labil dan mudah hancur dan hilang dalam plasma. Jika pada sebuah kromosom dapat ditemukan beberapa sentromer sehingga kerap kali sukar mengenalnya, maka sentromer itu dinamakan diffuse centromere . Ada cara untuk memudahkan tujuan itu ialah dengan memberikan zat penghalang mitosis sebelum pemberian warna pada preparat, misalnya paradiklorobensen dan kolkisin.  3 Gambar 1. Nomenklatur dan morfologi suatu kromosom, (Levan et al. , 1983; Darnell et al. , 1990). Meskipun posisi sentromer suatu kromosom tertentu tetap, namun dapat berbeda pula bagi kromosom yang lain. Kromosom dapat dibagi menjadi lima kelompok berdasarkan letak sentromer, yaitu: telosentrik, subtelosentrik, akrosentrik, metasentrik dan submetasentrik. Tetapi pada umumnya penggolongan yang selalu digunakan adalah metasentrik (sentromer terletak di tengah-tengah sehingga keempat lengan kromosom sama panjang), submetasentrik (sentromer terletak agak ke atas sehingga lengan atas kromosom lebih pendek dari lengan kromosom bawah) dan akrosentrik (sentromer terletak di ujung atas sehingga terdapat dua lengan kromosom yang jauh lebih panjang). Pembagian bentuk kromosom menurut posisi sentromer ditunjukkan pada Gambar 2. Gambar 2. Bentuk-bentuk kromosom berdasarkan posisi sentromer (Elridge, 1985).  4 Tipe kromosom berdasar letak sentromer dapat dilihat pada gambar 3, di bawah ini: Gambar 3. Klasifikasi kromosom berdasarkan morfologi. ( Sumber: http://www.marine-genomics-europe.org, 2007).  Identifikasi kromosom dapat dilakukan antara lain berdasarkan: klasifikasi/tipe kromosom (Metasentris, telosentris, akrosentris) dan ukuran, diurutkan dari kromosom terbesar diikuti kromosom kecil di bawahnya dan banding patterns /pola khas kromosom kelamin. 4. Fungsi analisis kromosom Beberapa fungsi dasar dari analisis kromosom suatu organisme adalah: a)   Sebagai petunjuk proses evolusi. Ikan yang memiliki kesamaan jumlah kromosom memiliki kedekatan yang lebih besar dari ikan yang jumlah kromosomnya berbeda. b)   Identifikasi spesies. c)   Identifikasi stok (populasi) untuk tujuan manajemen (keragaman kromosom antar spesies pada ikan nila sebagai contoh. Bisa digunakan untuk menghasilkan monosex dari perkawinan T. nilotica  (XX) dengan T. hornorum  jantan (ZZ). d)   Dalam suatu spesies ikan yang sama, bisa memiliki jumlah kromosom yang berbeda. Derajat kesamaan kromosom dan kesamaan morfologi dapat digunakan untuk mengestimasi hubungan antar spesies dari tingkat genus sampai ordo. e)   Taksonomi modern dikembangkan berdasarkan sekuensing kromosom. f)   Variasi dalam populasi menunjukkan keragaman genetik suatu spesies. g)   Variasi antar populasi dapat digunakan untuk memperkirakan hubungan dalam proses evolusi (menentukan tingkatan kedekatan dalam taksonomi).  5 5. Ciri dasar analisis kromosom Beberapa ciri dasar yang digunakan untuk analisis: a.   Setiap spesies punya kandungan DNA atau ADN yang khas, terbungkus dalam satu set kromosom yang khas pula yakni: komposisi kimia (ADN dan protein) dan atribut fisik (terlihat pada metafase dari mitosis). Dicirikan oleh posisi sentromer: bisa metasentris, akrosentris atau telosentris. Dapat juga menggunakan kelainan-kelainan fisik (  physical anomalies ) untuk kepentingan identifikasi, misalnya terdapat satelit. b.   Perubahan jumlah kromosom atau komposisi fisik yang disebabkan oleh perubahan-perubahan genetis yang dapat digunakan sebagai: 1.   dasar untuk analisis dan diagnosis penyakit-penyakit genetis pada manusia. 2.   dapat digunakan untuk menentukan hubungan evolusi dan akibat-akibat dari usaha langsung untuk mengubah komposisi kromosom, misalnya induksi polyploidi. 3.   Jumlah ADN dan jumlah kromosom yang umumnya bersifat sebagai petunjuk (indikatif) bagi status evolusi. 6. Kriteria umum analisis kromosom . Dalam banyak kasus, yang diukur adalah jumlah kromosom dan struktur fisik. Dapat juga menggunakan parameter lain misalnya kandungan DNA, rasio basa, dsb.. Persyaratan untuk memperoleh data: kromosom harus dalam keadaan kondens ( condensed state ), harus dalam susunan dua dimensi ( two dimensional array  ), harus dalam fase yang sama dari siklus sel dan harus bisa diamati ( must be able to see them ). Ketiga syarat pertama diperoleh dengan menggunakan jaringan yang cepat membelah ( rapidly dividing tissue ). Beberapa cara yang digunakan:    Sumber alam: embrio dini, insang, ginjal, dasar sisik (pada ikan yang masih muda) dan epithel mata.    Induced rapid division: sayat bagian sirip dan gunakan jaringan yang sedang tumbuh ( regenerating tissue ).    Sistem buatan ( artificial system ): kultur sel, leukosit.    Pilihan bergantung pada kebutuhan kerja dan persediaan bahan. Perlakuan untuk berhenti pada suatu fase dari pembelahan sel, misalnya metafase. Jenis bahan kimia untuk mencegah kromosom bermigrasi ke kutub-kutub seperti: colchicine, colcemid, velbon, cytochalasin B dsb.. Untuk memperbesar sel agar kromosom menyebar ( swell the cell to spread out chromosomes ) digunakan cairan hipotonik: akuadestilata, sitrat hipotonik. Proses fiksasi untuk menghentikan reaksi dan mematikan sel. Yang paling umum adalah menggunakan etanol dan asam asetat dengan rasio 3 : 1. Proses aplikasi ke “ slide ” dan di “ stain ” (dibercak). Metode aplikasi ke slide bervariasi sesuai dengan bahan yang digunakan, misalnya untuk jaringan (insang, ginjal, dsb.) digunakan tehnik squash . Untuk sel (misalnya kultur sel), sebarkan pada slide lalu di  fixed   (dipanaskan/heated). Cara stain umumnya untuk ADN atau nukleuprotein. Stain yang dipakai misalnya: Giemsa, aceto-orecin, crystal-violet, dsb.. Proses observasi di bawah mikroskop untuk menentukan karyotipe yakni memasang kromosom yang tampak sama (  pairing the chromosomes that looked the same ), serta memerhatikan adanya kemungkinan perubahan-perubahan pada struktur.
Advertisement
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks