Rabu, 20 Juni 2012

Mekanisme Molekuler Induksi Tumor Crown Gall oleh Agrobacterium tumefaciens (PART 1)


1.1 PENDAHULUAN
1.1.1    Penyakit Tumor Crown Gall

Tumor Crown Gall adalah jaringan tanaman yang pertumbuhannya tidak terdiferensiasi akibat adanya interaksi antara tanaman-tanaman yang rentan dengan strain virulen Agrobacterium tumefaciens (Gb. 1). Transformasi tumor Crown gall akan terus berlangsung jika tidak terdapat serangan bakteri (7, 56, 65). Awal abad ini, ketertarikan untuk meneliti Agrobacterium didasarkan pada kemungkinan bahwa studi tentang Crown gall ini bisa mengungkap mekanisme yang juga berlangsung dalam neoplasia hewan. Akhir-akhir ini, pertumbuhan tumor ditunjukkan oleh hasil ekspresi gen dari Agrobacterium asal yang ditransfer, dan menjadi terintegrasi secara stabil pada genom tanaman (14). Karakterisasi molekuler dari induksi Crown gall ini menunjukkan bahwa Agrobacterium bisa dipakai untuk menghantarkan materi genetik kedalam tanaman dan hal ini menjadi ketertarikan baru dalam studi Agrobacterium tumifaciens. Pengetahuan tentang tumor Crown gall berkembang dengan pesat secara meluas akhir-akhir ini karena teknik-teknik molekuler biologinya. Sekarang ini, sistem transfer DNA dari Agrobacterium ke tanaman dimanfaatkan secara meluas untuk penelitian biologi molekuler dan rekayasa genetika pada tanaman.


1.1.2    Sifat-sifat Agrobacterium tumefaciens

Agen penyebab (causative agent) penyakit Crown gall, yaitu Agrobacterium tumifaciens, digolongkan  kedalam famili Rhizobiaceae yang dibagi seperti ditunjukkan pada Gb.2. Sebagian besar genus Agrobacterium menyebabkan tumor pada tanaman dikotil. Spesies Agrobacterium tergolong bakteri gram-negatif yang merupakan bakteri aerob dan mampu hidup baik sebagai saprofit maupun parasit. Agrobacterium berbentuk batang, berukuran 0.6-1.0 µm sampai 1.5-3.0 µm, dalam bentuk tunggal atau berpasangan. Agrobacterium merupakan bakteri yang mudah bergerak (motile) dan memiliki 1-6 flagela peritrichous serta merupakan bakteri tak berspora. Suhu optimal pertumbuhan bakteri ini adalah 25-28C. Kumpulan bakteri ini biasanya berbentuk cembung, bulat, lembut, dan tak berpigmen (46).

A. tumafaciens mengandung sebuah plasmid besar yang disebut Ti-plasmid. Sebuah Ti-plasmid bertanggung jawab pada proses onkogenesitas A. tumefaciens. Namun, Ti-plasmid sendiri tidak mampu menyebabkan terjadinya transformasi pada tanaman. Gen-gen pada kromosom dari A. tumifaciens juga menyumbangkan fungsi lain yang berguna untuk onkogenesitas in planta (57, 65). Ti-plasmid hidup secara stabil dalam tubuh bakteri meskipun ukurannya yang besar (200-900 kb) (33). Sebuah wilayah T-DNA (DNA yang ditransfer) diduplikasi dan ditransfer ke sel tanaman. Walaupun T-DNA merupakan elemen yang mudah berpindah, T-DNA bukanlah elemen yang dapat diubah urutannya, karena T-DNA sendiri tidak mengkode produk yang memediasi perpindahannya. Sebagai gantinya, sebuah komponen kedua, yaitu wilayah virulen (vir) pada Ti-plasmid, menyediakan sebagian besar produk trans-acting untuk transit T-DNA.

1.1.3    Induksi Crown gall oleh A. tumefaciens

Peristiwa pembentukan tumor Crown gall yang diakibatkan oleh Agrobacterium digambarkan pada Gb. 4. A. tumefaciens menyerang tanaman pada bagian yang luka. Pengirim pesan kimia (chemical messengers), biasanya senyawa fenolik seperti acetosyringone, yang berasal dari sel tanaman yang luka, mempengaruhi transkripsi gen virulen Ti plasmid-borne yang dihasilkan di dalam bakteri (5, 72). Produk-produk gen vir mempengaruhi transfer T-DNA ke sel tanaman. T-DNA mengkode enzim auksin, sitokinin, biosintesis; fitohormon ini menggangu keseimbangan hormon pada tanaman inang, sehingga terbentuklah tumor. T-DNA juga mengkode enzim-enzim yang mensintesa senyawa yang tidak lumrah yang disebut ”opines”. Opines hanya dapat digunakan oleh Agrobacterium yang membawa Ti-plasmid, sebagai sumber karbon dan nitrogen, tetapi tidak dapat digunakan oleh tanaman inang dan mikroorganisme lainnya. Dengan demikian, proses transformasi membentuk suatu ekologi yang bisa ditempati (ecological niche) untuk bakteri, yang merupakan sejenis transformasi parasitis yang disebut ” kolonisasi genetik” (64, 70)

Tidak ada komentar: