Percobaan 05 - teaching and learning activities | … · Web viewCara tersebut digunakan oleh ilmuwan untuk mengidentifikasi suatu protein tunggal dari suatu komponen sel atau jaringan

LAPORAN PRAKTIKUM

Kromatografi Kertas Pigmen Mata Lalat Buah Drosophila melanogaster

Laporan ini disusun untuk memenuhi nilai mata kuliah Genetika

disusun oleh :

Kelompok 8

Enang Siti Fauziah ( 0706739 )

Fransiska Paskalia (0606388)

Mety Setiawati A. ( 0700854)

Sari Rahma Tika (0706580 )

Siti Hadijah ( 0705137)

Rizka Maulia (0706703) *

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA

DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2010

Kromatografi Kertas Pigmen Mata Lalat Buah Drosophila melanogaster

I. Latar Belakang

Informasi genetika dari suatu organisme umumnya terdapat di dalam kromosom.

Kromosom terdiri atas molekul-molekul DNA yang dibungkus oleh protein. DNA

merupakan polimer yang terdiri atas empat macam nukleotida yaitu Adenin, Guanin,

Sitosin, dan Timin. Gen merupakan bagian dari kromosom tepatnya DNA yang dapat

ditranskripsi dan ditranslasi menjadi suatu protein. Urutan nukleotida suatu gen akan

menentukan produk dari suatu gen. Apabila urutan nukleotida suatu gen berubah, maka

gen tersebut termutasi. Mutasi menyebabkan fungsi dari produk suatu gen menjadi hilang

atau berubah. Hilangnya atau berubahnya fungsi produk suatu gen organisme sering kali

dapat teramati sebagai perubahan fenotif organisme tersebut.

Produk utama dari gen yaitu protein. Protein ini berfungsi sebagai protein

sruktural yaitu protein yang membangun sel atau sebagai enzim yang mengkatalisis

reaksi-reaksi yang terjadi di dalam sel. Fenotif yang dapat teramati merupakan hasil dari

kerja suatu protein. Apabila suatu gen termutasi otomatis protein yang dihasilkan pun

akan berubah atau tidak berfungsi. Perubahan ini akan tampak pada fenotif yang kita

amati.

Salah satu fenotif yang dikendalikan oleh gen yaitu pigmen mata. Drosophila

melanogaster mempunyai warna mata merah. Warma mata merah ini disebabkan oleh

adanya pteridin yaitu pigmen-pegmen mata.. Pteridin pada lalat buah terdiri atas

Drosopterin yang menyebabkan warna merah pada mata dan Ommokrom yang

menyebabkan warna coklat pada mata. Pigmen mata Drosophila melanogaster tidak

dapat terlihat oleh cahaya putih, tetapi harus dilihat di bawah cahaya ultra violet. Apabila

gen yang berperan dalam pembentukan pteridin termutasi, maka warna mata Drosophila

melanogaster akan berubah sesuai dengan kombinasi jenis pteridin. Berikut ini

merupakan reaksi pembentukan pteridin.

Untuk mengamati pigmen mata pada Drosophila melanogaster dilakukan

kromatografi terhadap pigmen tersebut. Dalam laporan ini, kami akan memaparkan hasil

praktikum mengenai kromatografi pigmen amta Drosophila melanogaster.

II. Tujuan

1. Mengukur Rf pigmen mata Drosophila melanogaster

2. Mengetahui penyebab kehadiran pigmen- pigmen mata yang menyebabkan warna

mata Drosophila melanogaster apakah drosopterin atau ommokrom.

III. Dasar Teori

Penelitian tentang gen dan enzim terus berkembang. Para ilmuwan meneliti

lebih lanjut tentang hipotesis satu gen satu enzim. Penelitian-penelitian tersebut

menghasilkan suatu pernyataan bahwa semua enzim adalah protein. Namun tidak

semua protein adalah enzim. Keratin adalah protein struktural pada rambut hewan.

Hormon insulin merupakan protein. Kedua struktur tersebut bukanlah enzim.

Namun demikian kedua protein tersebut sama-sama diekspresikan oleh suatu gen

(Campbell dkk. 2002: 317).

Gen merupakan bagian dari kromosom (DNA) yang dapat ditranskripsi dan

ditranslasi sehingga menghasilkan suatu protein. Diantara fungsi protein di dalam sel

adalah sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi yang terjadi ataupun sebagai

protein structural yang membentuk sel. Protein merupakan bentuk utama dari suatu

gen. akibat aktivitas dari protein dapat kita lihat fenotip-fenotip yang dapat kita

amati. Jika suatu gen termutasi dimana urutan nukleotida dari gen tersebut berubah

dapat mengakibatkan terjadi perubahan dari protein yang dihasilkan. Hal tersebut

dapat mengakibatkan perubahan dari aktivitas protein dan fenotip yang kita amati.

Jika mutasi yang terjadi menyebabkan suatu protein tidak berfungsi, maka mutan

yang dihasilkan bersifat resesif.

1. Semua Enzim berfungsi

2. Gen yang mengkiode enzim 2 termutasu

Gambar 1. Pengaruh mutasi suatu gen terhadap konsentrasi senyawa di dalam sel

Jika di dalam sel terjadi proses reaksi V X Y Z (Gambar 1.1), kemudian

apabila terjadi mutasi pada enzim yang mengkatalisis X Y sehingga enzim tersebut

tidak berfungsi, maka senyawa Y dan Z tidak akan diproduksi. Bila senyawa X tidak

dapat diubah menjadi senyawa lain oleh enzim lain di dalam sel maka senyawa X

akan bertumpuk di dalam sel (Gambar 1.2). Hilangnya senyawa Y dan Z dari dalam

sel dan menumpuknya senyawa X di dalam sel akan mempengaruhi fenotipe yang di

amati.

Pertama kali T.H. Morgan menemukan karakter mata putih (white).

Selanjutnya Beadle dan Tatum menemukan jenis lain dari warna mata Drosophila.

Berbagai perubahan pada gen (mutasi) dapat mempengaruhi struktur, fungsi, atau

pengaturan protein yaitu enzim. Warna mata pada mutan berbeda dibandingkan yang

lainnya karena terdapat kecacatan/kerusakan satu atau beberapa enzim yang

V X Y Z

Enzim 1 Enzim 2 Enzim 3

V X z

Enzim 1 Enzim 2 (tidak berfungsi)

dibutuhkan dalam jalur biokimia dalam sintesis pigmen. Sebagai konsekuensinya,

pigmen menjadi hilang dan atau terdapat pigmen berbeda yang terakumulasi karena

kerusakan pada jalur biosintesis pigmen tersebut. Mutan Drosophila melanogaster

Kehadiran pigmen-pigmen mata pteridin menyebabkan warna mata pada Drosophila

melanogaster berwarna merah. Pteridin pada lalat buah terdiri dari dua kelompok

yaitu :

1. Drosopterin, yang menyebabkan warna merah pada mata (Pigmen merah yang

disebut juga pteridine), yang dihasilkan dari metabolisme purin.

2. Ommokrom, menyebabkan warna coklat pada mata yang dihasilkan dari

metabolism triptofan.

Tabel 1. Struktur Dropterin

Amino-4-

hydroxypteridine

Drosopterins

Xanthopterin Septiapterin

Isoxanthopterin Isosepiapterin

Biopterin

Pigmen mata pteridin tidak dapat terlihat dalam cahaya putih (lampu neon/lampu

pijar), tetapi akan berfluorensi dalam cahaya ultraviolet. Dijelaskan reaksi

pembentukan pteridin dan beberapa gen yang berperan dalam pembentukan pteridin.

Jika terjadi mutasi pada gen yang berperan dalam pembentukan pteridin, maka warna

mata yang teramati akan tergantung kepada kombinasi jenis pteridin yang ada.

Warna mata akan menjadi coklat, bila kelompok drosopterin tidak ada. Sedangkan

warna mata akan menjadi merah terang jika kelompok ommokrom yang tidak ada.

Warna mata pada lalat liar yaitu perpaduan antara beberapa pigmen yang berbeda-

beda. Pada Drosophila melanogaster terdiri atas 7 pteridine. Jika terjadi mutasi pada

jalur ommochrome (pigmen cokelat), warna cokelat akan hilang dan warna mata

akan menjadi merah terang. Sebaliknya, jika terjadi mutasi pada jalur pteridin maka

warna mata akan menjadi lebih gelap. Suatu mutan diberi nama berdasarkan warna

matanya, dan tidak berhubungan dengan kerusakanan biokimia. Sebagai contoh,

mutan brown memiliki warna mata cokelat, karena kehilangan pteridine, sehingga

mutasi mempengaruhi suatu enzim pada jalur biosintesis pteridine.

Tabel 2. Biosintesis pigmen mata Drosophila melanogaster

A. Sintesis Ommokrom B. Sintesis Drosopterin

Triptpfan

N- formilkinurenin

Kinurenin

cn

3- hikdroksikinurenin

st

xanthomati

Guanosin triposfat

Dihidroneopteri triposfat

dihidropterin

sepiapterin dihidropterin

mal drosopterin

Xanthopteri isoxanthopterin

Pengisolasian enzim-enzim dapat dipisahkan melalui proses kromatografi.

Kromatografi merupakan metode untuk memisahkan atau mengidentifikasi suatu

komponen kimia dari suatu campuran. Cara tersebut digunakan oleh ilmuwan untuk

mengidentifikasi suatu protein tunggal dari suatu komponen sel atau jaringan suatu

makhluk hidup. Langkah-langkah yang dilakukan adalah menggiling jaringan

tersebut agar jaringan mengalami lisis. Selanjutnya adalah memisahkan komponen-

komponen kimiawi yang ada dalam jaringan tersebut. Cara pemisahan

menggunakan prinsip interaksi molekul yang berbeda melalui medium stasioner

(fase diam) di bawah pengaruh fase gerak. Cara pemisahan tersebut berdasarkan

kecepatan migrasi tiap-tiap komponennya melalui medium stasioner (fase diam) di

bawah pengaruh fase gerak (mobile). Aliran (gerakan) fase gerak tersebut

menyebabkan perbedaan migrasi campuran, sehingga dapat terpisahkan (Pai &

Apandi 1999: 210—211).

Kromatografi adalah metode analisis yang digunakan secara luas untuk

memisahkan, mengidentifikasikan, dan menentukan komponen kimia dalam suatu

campuran. Tidak ada metode pemisahan lain yang aplikasinya seluas kromatografi.

Metode kromatografi ada 2 yaitu: column chromatography dan planar

chromatography. Termasuk didalam kromatografi planar adalah kromatografi

lapisan tipis (TLC), kromatografi kertas (PC), dan elektrokromatografi.

Kromatografi merupakan cara pemisahan campuran ke dalam komponen-

komponennya berdasarkan kecepatan migrasi tiap-tiap komponennya melalui

medium stasioner (fasa diam) di bawah pengaruh fasa gerak. Fase gerak pada

metode kromatografi kertas bergerak melewati fase diam karena pengaruh

kapilaritas, gravitasi, atau terkadang karena pengaruh potensial listrik (Skoog, West

& Holler 1996: 660-721).

Kromatogram yang dihasilkan diuraikan dan zona-zona dicirikan oleh nilai-

nilai Rf. Nilai Rf didefinisikan dengan hubungan:

Rf = Jarak (cm) dari garis awal ke pusat zona

Jarak (cm) dari garis awal ke garis depan pelarut

Harga Rf mengukur kecepatan bergeraknya zona relatif terhadap garis depan

pengembang. Nilai Rf menunjukkan identitas-identitas asam amino dan intensitas

zona itu dapat digunakan sebagai ukuran konsentrasi (Basset 1998: 226).

IV. Metode Kerja

Alat dan bahan

1. Lalat buah normal

2. Mutan White

3. Kertas saring Whatman no 1

4. Gunting

5. Penggaris

6. Pensil

7. Jarum pentul

8. Alat penjepret kertas

9. Bejana kromatografi dengan tutup gelas

10. Larutan NBA

11. Vaselin penggaris rambut/ oven

12. Lampu UV

Langkah Kerja

Beri tanda-tanda O dengan pensil pada garis pertama dengan jarak masing-masing 2 cm

Tulis nama kelompok disebelah atas kertas saring dengan menggunakan pensil.

Isi bejana dengan larutan NBA setinggi 1 cm. lalu oleskan vaselin pada mulut bejana dan tutup bejana dengan tutup kaca.

Ambil 3 lalat buah normal kemudian potong bagian kepala dengan menggunakan jarum pentul.

Letakan 1 kepala lalat buah diatas tanda O pada kertas saring dan tekan kepalanya. Lalu letakan kepala ke 2 ditempat yang sama kemudian tekan kepalanya. Ulangi lagi untuk kepala ke 3.

Ulangi langkah 4 dan 5 untuk beberapa lalat buah mutan untuk tanda o berikutnya..

Beri tanda A pada Kertas saring (16 cm x 16 cm )

Gulung kertas saring sehingga letak sisi kiri dan kanan bersebelahan kemudian jepret kertas disebelah atas dan bawah. Hati-hati jangan sampai kedua sisi bersentuhan atau tupang tindih.

Masukan kertas saring secara tegak didalam bejana. Hati-hati jangan sampai kertas saring bersentuhan dengan bejana. Tutup bejana dan beri vaselin. Diamkan beberapa jam sampai laritan eluem bergerak melewati garis kedua atau hentikan proses krematografi tapat eluen sampai ke garis kedua.

Ambil kertas saring, Buat garis dengan pensil pada batas pergerakan eluen.

Keringkan kertas saring dan amati dibawah sinar putih dan sinar UV. Beri tandadengan pensil sekelilingi bercak yang terlihat dan catat warna dan warna fluerensinya.

Berdasarkan hasil kromatogram yang diperoleh, tentukan pigmen-pigmen mana yang termaksud kelompok drosopterin dan ommokrom. Hal ini dapat dilakukan dengan membandingkan pigmen-pigmen yang terdapat pada masing-masing mutan dan yang terdapat pada lalat mutan.

V. Hasil Pengamatan

Tabel 3. Data hasil Kromatografi pada Drosophila melanogaster

No Tipe lalat Warna Mata Pigmen Mata Jarak Pigmen (cm) Rf (cm)

1 Normal (tt) Merah Drosopterin 4,5 0,45

2 White Putih Ommokrom 0,7 0,07

3 Sepia Keungunan Ommokrom 5,3 0,53

4 Cloth Merah cerah Ommokrom 5,9 0,59

VI. Jawab Pertanyaan

1. Apakah yang dimaksud dengan fluoresensi? Jelaskan proses Fluoresensi yang

terjadi.

Jawaban:

Fluorensi merupakan pemancaran sinar oleh atom atau molekul setelah

terlebih dahulu disinari. Zat warna yang dapat befluoesensi disebut

fluorokrom.

Pada peristiwa kromatografi pigmen mata ini, pendaran cahaya dari suatu

senyawa (pigmen warna mata) timbul setelah disinari UV. Dalam hal ini

digunakan sinar UV karena pigmen mata pada lalat buah (Drosophila

melanogaster) tidak bisa terlihat menggunakan cahaya putih (lampu neon).

Oleh sebab itu digunakan sinar UV, dimana sinar UV bersifat memendarkan

cahaya pada pigmen mata.

2. Hitunglah nilai Rf dari setiap pigmen yang tampak?

Jawaban :

Rf = Jarak (cm) dari garis awal ke pusat zona

Jarak (cm) dari garis awal ke garis depan pelarut

a) Rf Normal = 4.5 = 0.45

10

b) Rf sepia = 5.3 = 0,53

10

c) Rf White = 0.7 = 0,07

10

d) Rf Cloth = 5.9 = 0,59

10

3. Apakah tujuan dari praktikum ini?

Jawaban:

Tujuan dari praktikum ini adalah mengamati pemisahan/kromatografi

pigmen-pigmen mata pada lalat buah Drosophila melanogaster, menghitung

nilai Rf pada setiap pigmen, menyimpulkan berdasarkan hasil kromatografi

tersebut pigmen-pigmen yang termasuk ke dalam drosopterin dan kelompok

ommokrom, dan membandingkan pigmen-pigmen yang terdapat pada mutan

dengan pigmen pada lalat yang normal.

VII. Pembahasan

Pigmen pada mata Drosophila melanogaster disebabkan oleh kehadiran

Pteridin. Pada Drosophila melanogaster normal (wild type), pteridin ini terdiri dari

dua kelompok, yaitu Drosopterin yang menyebabkan warna mata menjadi merah;

dan Ommokrom yang menyebabkan warna mata menjadi coklat. Jika terjadi mutasi

pada gen yang berperan dalam pembentukan pteridin, maka warna mata yang

teramati akan bergantung pada kombinasi jenis pteridin yang ada. Warna mata akan

menjadi coklat, bila kelompok drosopterin tidak ada; sedangkan warna mata akan

menjadi merah terang jika kelompok ommokrom tidak ada. Dengan kata lain, mutasi

akan menyebabkan terhambatnya ekspresi suatu gen/enzim yang berperan dalam

pewarnaan mata Drosophila melanogaster.

Metode yang dapat digunakan untuk melihat ekspresi pigmen mata pada

Drosophila melanogaster salah satunya dengan kromatografi. Metode ini bertujuan

untuk memisahkan, mengidentifikasi dan menentukan komponen kimia dalam suatu

campuran berdasarkan tingkat yang berbeda. Prinsip kromatografi adalah

interaksimolekul yang berbeda melalui medium stasioner (fase diam) di bawah

pengaruh fase gerak. Kromatografi yang dilakukan pada praktikum ini adalah

kromatografi kertas. Alasan penggunaan kromatografi ini adalah karena prosedurnya

sederhana, lebih cepat, harga relatif murah, kecepatan pemisahan tinggi karena pori-

pori rapat, dan memiliki sensitivitas yang cukup tinggi. Pada praktikum yang

dilakukan, fasa stasioner yang digunakan adalah kertas saring khusus (kertas

kromatografi), sedangkan fasa stasioner yang digunakan adalah campuran larutan

eluen / larutan NBA yang merupakan campuran dari bahan N-butanol, asam asetat

glasial dan aquades dengan perbandingan 20 : 3 : 7. Eluen merupakan campuran dari

beberapa larutan yang memiliki perbedaan tingkat kelarutan pada berbagai macam

zat, sehingga pigmen mata yang akan kita pisahkan komponen pigmennya akan larut

sesuai kelarutannya pada fasa bergerak.

Pada praktikum ini, dilakukan teknik kromatografi untuk melihat komponen

pigmen warna mata pada lalat Drosophila melanogaster normal (tt), Cloth (cl), Sepia

(Se) dan white (w). Ketiga bahan mata yang akan diamati merupakan mutan dari

Drosophila melanogaster normal (tt) yang mengalami mutasi pada sifat warna mata.

Setelah mengalami pemisahan, diperoleh gradasi warna pada kertas saring

(kromatogram), maka setelah dikeringkan beberapa lama warna yang semula terlihat

jelas akan sedikit memudar karena proses pengeringan. Pemisahan tiap komponen

warna akan terlihat jelas setelah dilihat (diterawang) dengan bantuan cahaya

ultraviolet (UV). Masing-masing komponen warna mata yang memisah tadi akan

berfluororesensi, dengan pengukuran panjang dari titik awal kromatografi daerah

sebaran dan ketinggian pemisahan komponen pigmen mata pada kertas saring dapat

diketahui secara pasti.

Pigmen pertama merupakan pigmen yang terletak lebih dekat dengan titik

awal penempatan kepala. Pigmen kedua merupakan pigmen yang terletak di atas

pigmen pertama. Pigmen ini terpisah letaknya berdasarkan perbedaan ukuran

molekulnya juga kemampuan pigmen untuk larut dalam pelarut yang digunakan

dalam proses kromatografi. Pigmen yang memiliki ukuran molekul yang besar akan

menempati daerah yang lebih dekat ke titik awal. Sedangkan untuk pigmen dengan

ukuran molekul yang lebih kecil akan menempati daerah yang lebih dekat ke titik

akhir. Umumnya pigmen kedua berfluorosensi saat dikenai cahaya ultraviolet, sesuai

dengan teori maka kita dapat mengenali pigmen ini sebagai kelompok drosopterin.

Berbeda dengan pigmen pertama yang langsung tanpa bantuan cahaya ultraviolet,

berarti kita dapat mengenali pigmen ini sebagai kelompok ommokrom.

Berdasarkan praktikum yang dilakukan, pigmen mata drosopterin hanya

dimiliki oleh Drosophila melanogaster normal saja, sedangkan pigmen mata

ommokrom dimiliki oleh semua mutan normal dari Drosophila melanogaster

normal. Hasil yang diperoleh ini tidak begitu sesuai dengan teori. Menurut teori,

Drosophila melanogaster normal memiliki pigmen mata drosopterin dan ommokrom

secara bersamaan, hanya saja komposisi drosopterin lebih banyak daripada

komposisi ommokrom sehingga menjadikan warna matanya menjadi merah. Selain

itu, pada mutan cloth yang seharusnya memiliki pigmen mata drosopterin, tetapi

hasil pengamatan menunjukkan hanya ommokrom yang terdapat pada mata

Drosophila melanogaster mutan ini. Perbedaan hasil ini, dapat dipengaruhi oleh

kesalahan membaca hasil pada kromatogram ketika berada dalam sinar ultraviolet.

Ketidakmampuan pengamat dalam menginterpretasikan warna pada kromatogram,

menjadikan kesalahan hasil yang diperoleh dari pengamatan tersebut.

VIII. Kesimpulan

Metode pemisahan dengan kromatografi kertas dapat memisahkan komponen

warna mata pada Drosophila melanogaster dan menghasilkan kromatogram

dengan gradasi warna yang berbeda.

Drosophila melanogaster mempunyai dua buah pigmen warna yaitu drosopterin

yang menghasilkan warna merah dan ommokrom yang menghasilkan pigmen

warna coklat yang dihasilkan oleh pteridin. Pigmen tersebut akan terlihat dengan

bantuan sinar ultraviolet.

IX. Daftar Pustaka

Campbell, N. A., J. B. Reece, L. G. Mitchel. 2002. Biologi. Terj dari Biology. Oleh

Lestari, R., E. I. M. Adil, N. Anita, Andri, W. F. Wibowo & W. Manalu.

Erlangga, Jakarta: xxi + 438 hlm.

Tim Genetika. 2010. Pedoman Praktikum Genetika. Bandung: FPMIPA UPI

Pai, A. C. 1992. Dasar-dasar genetika. Terj dari Fundamentals of genetics. Oleh

Apandi, M. Erlangga, Jakarta: x + 438 hlm.

Skoog, D.A., D.M. West & F.J. Holler. 1996. Fundamental of analytical

chemistry. 7th ed. Saunders College Publishing, Fort Worth: xviii + 870 hlm.

. Diagnosa Penyakit Rabies dengan Menggunakan Flouresect

AntibodyTechnique. On line: http://duniaveteriner.com/2009/04/studi-

literatur-diagnosa-penyakit-rabies-dengan-menggunakan-fluorescent-

antibody-technique-fat/print. [2 Mei 2010].

Lampiran

Gb 1. Pemotongan Kepala Lalat Buah Gb 2. Kertas saring yang telah diletakan

empat mata Lalat Buah

Gb 3. Pergerakan Pigmen Cloth Gb 4. Pergerakan Pigmen Sepia Gb 5. Pergerakan Pigmen Normal

Gb 6. Pergerakan Pigmen White Gb 7. Flouresensi Pigmen mata Lalat Buah