PEMISAHAN SPERMATOZOA X DAN SPERMATOZOA Y

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) dari tahun ke tahun bertambah maju dan berkembang sangat pesat yang ditandai dengan berbagai penemuan. Kemajuan IPTEK tersebut, juga berpengaruh terhadap kemajuan teknologi pada subsektor peternakan. Perkembangan IPTEK di bidang reproduksi dan bioteknologi ternak misalnya telah memberikan dampak kemajuan di subsektor peternakan terutama dalam meningkatkan produktivitas ternak. Di negara maju telah lama di kembangkan teknologi reproduksi Inseminasi Buatan (Artificial Insemination), Transfer Embrio (Transfer Embryo), yang kemudian terus berkembang ke teknologi prosessing semen (pemisahan spermatozoa X dan Y), Fertilisasi In Vitro (In Vitro Fertilization), teknologi Preservasi dan Criopreservasi gamet (spermatozoa dan ova) dan embrio. Saat ini sedang dikembangkan teknologi rekayasa genetik untuk menghasilkan klon-klon ternak unggul yang meliputi transfer gen, pemetaan genetik, cloning dan chimera.

Penemuan-penemuan teknologi di bidang reproduksi ternak tersebut dapat dimanfaatkan untuk mengatasi masalah-masalah dan tantangan yang dihadapi subsektor peternakan terutama dalam meningkatkan populasi, produksi dan produktivitas ternak baik secara kualitas maupun kuantitas.

Pemisahan spermatozoa X dan Y merupakan salah satu kemajuan teknologi di bidang peternakan  yang dapat membantu meningkatkan populasi, produksi dan produktivitas ternak baik secara kualitas maupun kuantitas.

Sexing atau pemisahan sperma adalah kegiatan yang bertujuan untuk memisahkan spermatozoa yang membawa sifat kelamin jantan dengan betina. Teknologi ini bertujuan untuk menjawab tingginya permintaan peternak terhadap pedet atau anak sapi jantan potong karena harga jualnya yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan anak betina. Sedangkan khusus untuk bangsa sapi penghasil susu atau Frisian Holand (FH), benih yang diminamati adalah yang betina (Anonim, 2009 (a)).

Tujuan

Adapun yang menjadi tujuan dari penyusunan  makalah ini adalah:

1.    Untuk mengetahui tujuan pemisahan spermatozoa pada ternak

2.    Untuk mengetahui metode pemisahan spermatozoa yang sering digunakan

3.    Untuk mengetahui perbedaan antara spermatozoa X dan spermatozoa Y

Manfaat

Penyusunan makalah ini diharapakan bermanfaat bagi masyarakat ilmiah, khususnya mahasiswa/mahasiswi Fapet dalam mengembangkan pengetahuan dan keterampilan untuk menerapkan pemanfaatan bioteknologi reproduksi.

 PEMBAHASAN

Teknologi Prosessing Semen

Pemanfaatan teknologi sexing spermatozoa merupakan salah satu pilihan yang tepat dalam rangka peningkatan efisiensi reproduksi ternak yang mampu meningkatkan efisiensi usaha peternakan baik dalam skala peternakan rakyat maupun dalam skala peternakan komersial. Salah satu sasaran dalam bidang reproduksi ternak adalah memproduksi anak yang mempunyai jenis kelamin sesuai dengan keinginan peternak.

Sebagai contoh, peternak sapi perah lebih mengharapkan sapi betina dari suatu kelahiran daripada sapi jantan, sebaliknya peternak sapi potong lebih mengharapkan kelahiran sapi jantan dari pada sapi betina. Berbagai penelitian yang telah dilakukan untuk mengontrol jenis kelamin anak ternak dari suatu kelahiran agar sesuai dengan keinginan peternak. Penelitian dimulai dengan pengkondisian saluran reproduksi ternak betina agar lingkungan itu menjadi lebih baik bagi spermatozoa X daripada spermatozoa Y atau sebaliknya. Selanjutnya pemisahan spermatozoa X dan spermatozoa Y sebelum dilakukan IB atau IVF (In Vitro Fertilization).

Keberadaan spermatozoa dalam proses pembentukan jenis kelamin pada kebanyakan makhluk hidup khususnya mamalia, mempunyai arti penting, karena spermatozoa menentukan jenis kelamin seekor ternak. Proses ini melibatkan penggabungan antara kromosom seks yang dibawa oleh spermatozoa dan kromosom seks yang dibawa oleh ovum (sel telur). Berdasarkan kromosom seks yang dibawanya, spermatozoa pada mamalia dapat dibedakan atas spermatozoa pembawa kromosom X (spermatozoa X) dan spermatozoa pembawa kromosom Y (spermatozoa Y).

Dalam suatu perkawinan, apabila spermatozoa Y yang berhasil membuahi telur, anak yang akan dilahirkan adalah jantan, dengan komposisi kromosom secara normal yaitu XY. Hal ini terjadi karena dalam proses pembentukan jenis kelamin, spermatozoa Y yang mengandung gen Testis Determining Factor (tidak dimiliki oleh spermatozoa X) akan mengarahkan pertumbuhan gonad primordial untuk membentuk testes. Selanjutnya, testes (sel-sel Sertoli) akan menghasilkan hormon Anti Mullerian Duct factor yang dapat meregresi pertumbuhan Mullerian duct, sehingga saluran reproduksi betina (oviduct, uterus, cervix dan vagina) tidak terbentuk. Selain itu, testes (sel-sel Leydig) juga mensekresikan hormon testosteron yang menyebabkan maskulinisasi pada foetus dan membantu dalam proses pembentukan penis dan scrotum serta merangsang pertumbuhan Wollfian duct untuk membentuk epididymus, vas deferens, dan seminal vesicle. Sebaliknya jika spermatozoa X yang berhasil membuahi sel telur, maka akan dilahirkan anak betina dengan komposisi kromosom yang normal, yaitu XX.

Ketidakhadiran gen testes determining factor akan menyebabkan gonad primordial berubah menjadi ovarium. Selanjutnya ovarium (sel-sel granulosa dan sel-sel theca) akan mensekresesikan hormon estrogen yang merangsang pertumbuhan Mullerian duct untuk membentuk saluran reproduksi betina (Gilbert, 1988 dalam Saili dkk., 1998).

Pemisahan Spermatozoa

Beberapa metode pemisahan spermatozoa yang dapat dilakukan adalah menggunakan kolom albumin, kecepatan sedimentasi, sentrifugasi dengan gradient densitas percoll, motilitas dan pemisahan elektroforesis, isoelectric focusing, teknik manipulasi hormonal, H-Y antigen, flow sorting, dan metode penyaringan menggunakan kolom Sephadex. Metode yang dianggap paling valid diantara beberapa metode tersebut adalah metode kolom albumin dan metode penyaringan menggunakan kolom Shepadex (Saili dkk., 1998).

Perbedaan potensial antara spermatozoa X dan Y adalah kandungan DNA, sensitivitas pH dan perbedaan morphologi kepala serta motilitas. Perbedaan yang utama adalah kontribusi dari kromosom seksnya, yaitu spermatozoa X mengandung kromatin lebih banyak pada inti spermatozoa yang terdapat dalam kepalanya, sehingga ukuran kepala spermatozoa X lebih besar. Spermatozoa Y ukuran kepalanya kepalanya lebih kecil, lebih ringan dan lebih pendek dibandingkan spermatozoa X, sehingga spermatozoa Y lebih cepat dan lebih banyak bergerak serta kemungkinan mengandung materi genetik dan DNA lebih sedikit dibandingkan dengan spermatozoa X.

Pemisahan Spermatozoa dengan Metode Kolom Bovine Serum Albumin (BSA). Pemisahan spermatozoa X dan Y dengan menggunakan metode kolom yang mengandung larutan BSA didasarkan pada perbedaan motilitas (kecepatan pergerakan) antara spermatozoa X dan Y dalam menembus larutan yang mengandung BSA.

Pemisahan spermatozoa dilakukan dengan cara memasukan sampel semen ke dalam kolom yang berisi larutan BSA. Kolom yang digunakan dilengkapi dengan kran pada masing-masing bagian (atas dan bawah) untuk memudahkan pengambilan semen pada setiap bagian proses pemisahan. Sedangkan larutan BSA yang digunakan mengandung campuran Tris (hydroxy-methyl aminomethan), asam sitrat, fruktosa, BSA dan aquades. Sampel semen dibiarkan selama kurang lebih dua jam untuk mengendap. Pada proses ini diharapkan spermatozoa Y akan bergerak lebih cepat menembus larutan BSA, karena memiliki bentuk dan ukuran yang lebih kecil dan kandungan DNA nya lebih sedikit dibanding spermatozoa X. Selanjutnya semen bagian bawah dan atas diambil dengan cara memutar kran pada masing-masing bagian dan ditampung dengan menggunakan tabung sentrifuge. Sentrifuge masing-masing bagian semen pada kecepatan 2.800 – 3.200 rpm selama 15 menit untuk mendapatkan endapan semen yang bersih, sedangkan supernatannya dibuang. Endapan semen tersebut selanjutnya diencerkan kembali dengan menggunakan jenis pengencer awal, kemudian disentrifugasi untuk mendapatkan endapan semen yang lebih bersih. Hasil sentrifugasi selanjutnya diencerkan dengan menggunakan pengencer yang mengandung Tris, glukosa, asam sitrat, kuning telur, dan aquades dengan perbandingan sama 1 : 1.

Tabel: Gambaran Perbedaan Spermatozoa X dan Y

Karakteristik	Sperma X	Sperma Y
Bentuk	Lebih bulat	Lebih ramping
Ukuran	3% lebih gemuk	Lebih kurus
Gerak	Lebih lambat	Lebih cepat
Umur	Lebih lama	± 24 jam
Ukuran kromosom	Lebih besar	Lebih kecil

PENUTUP

Kesimpulan

Dari hasil pembahasan di atas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1.    Tujuan dilakukan pemisahan spermatozoa pada ternak adalah memproduksi anak yang mempunyai jenis kelamin sesuai dengan keinginan peternak.

2.    Metode pemisahan spermatozoa yang sering digunakan adalah metode kolom albumin dan metode penyaringan menggunakan kolom Shepadex karena metode ini dianggap paling valid diantara beberapa metode yang ada (Saili dkk., 1998).

3.    Perbedaan antara spermatozoa X dan spermatozoa Y adalah kandungan DNA, sensitivitas pH dan perbedaan morphologi kepala serta motilitas. Perbedaan yang utama adalah kontribusi dari kromosom seksnya, yaitu spermatozoa X mengandung kromatin lebih banyak dibandingkan spermatozoa Y.