Tahapan-Tahapan di dalam Profase I (Pembelahan Meiosis)

Profase I adalah tahapan yang paling kompleks pada meiosis. Selain itu, profase I di pembelahan meiosis jauh lebih lama daripada mitosis. Selama tahap ini, kromosom homolog saling berlekatan dan saling menukarkan DNA. Profase I dibagi menjadi 5 tahap, yaitu Leptoten, Zigoten, Pakiten, Diploten dan Diakinesis.

Leptoten

Pada tahap pertama ini, kromosom tampak berada di antara amplop inti (nuclear envelope), yang dapat dilihat pada Gambar 1, tetapi belum terkondensasi seluruhnya. Di dalam Gambar tersebut, dua kromosom dari garis ayah ditunjukkan dengan warna merah, sedangkan dari garis ibu dengan warna biru. Masing-masingnya merupakan untai DNA yang tipis (Lepto adalah Bahasa Yunani yang berarti tipis dan -tene adalah Bahasa Yunani yang berarti pita), bersama dengan manik-manik gulungan kromomer. Kromosom yang memiliki bentuk seperti ini disebut dengan kromatonemata (bentuk tunggal: kromonema, -nema adalah Bahasa Yunani yang berarti untai). Kromosom terlihat tunggal karena kromatid saudara sangat melekat erat satu sama lain sehingga tidak terlihat. Selama fase ini, telomer dari kedua kromosom berbalik arah dan melekat ke tempat perlekatan amplop nuklir. Leptoten dapat pula disebut sebagai Leptonema dan Tahap Karangan Bunga (bouquet stage) karena semua telomer cenderung untuk berlekatan dengan amplop nuklir di satu titik sehingga lingkaran kromosom serupa balon keluar dari titik itu menyerupai mahkota bunga.

Gambar 1. Leptoten


Zigoten

Selama zigoten, kromosom homolog mulai menyatu dengan saling sejajar (Zygo adalah Bahasa Yunani yang berarti penyatuan, berfusi atau terhubung). Sinapsis adalah proses fusi yang terjadi antara kromosom homolog bermula pada berbagai titik di sepanjang kromosom dan memanjang ke luar seperti resleting hingga selesai. Ketika sinapsis selesai, kromosom homolog yang berfusi terlihat seperti kromosom tunggal di bawah mikroskop, tetapi sebenarnya sepasang. Daerah antarmuka dimana dua kromosom homolog bersatu, disebut kompleks sinaptonemal, dapat dilihat di bawah mikroskop.

Pada Gambar 2, Zigoten Awal, daerah dimana kromosom homolog paternal dan maternal telah berfusi ditunjukkan dengan warna ungu. Pada Gambar 3, Zigoten Akhir, kedua pasangan kromosom homolog telah berfusi di seluruh panjang kromosom tersebut (sehingga semuanya terhilat berwarna ungu). Zigoten disebut juga zigonema.


Tetrad:
Sekali pasangan kromosom homolog bersinapsis, kromosom ini disebut tetrad (masing-masing memiliki 4 kromatid; tetra adalah Bahasa Yunani yang berarti empat)atau bivalen. Bivalen adalah istilah yang lebih benar, tetapi istilah tetrad lebih umum digunakan. Bivalen merupakan istilah yang lebih benar karena ada istilah ekuivalen untuk keadaan yang lain. Misalnya, kromosom homolog yang tidak berfusi disebut sebuah univalen. Contoh lain, jika ada 3 kromosom homolog yang berfusi, maka disebut trivalen, dan sebagainya.

Gambar 2. Zigoten Awal

Gambar 3. Zigoten Akhir

Pakiten

Selama pakiten, dua kromatid bersaudara dari setiap kromosom saling berpisah. Hal ini membuat kromosom terlihat lebih tebal (phacy- adalah Bahasa Yunani yang berarti tebal). Pada titik ini, kromosom homolog masih berpasangan. Pakiten disebut juga pakinema.

Pindah Silang:
Kromatid bukan saudara tetap saling berhubungan pada fase pakiten dan terjadi pemutusan DNA yang diikuti oleh pertukaran segmen DNA diantara keduanya. Proses ini disebut dengan pindah silang (crossing over). Pindah silang menghasilkan 'kromatid pindah-silang,' masing-masing mengandung segmen DNA berbeda. Sebagian segmen berasal dari ayah dan sebagiannya lagi dari ibu.

Diploten

Pada awal fase ini, setiap kromatid pada setiap kromosom masih berfusi pada kromatid kromosom homolognya (pada titik ini, kromatid bersaudara telah berpisah). Seiring dengan berkembangnya fase diploten, kromatid bukan saudara yang telah berfusi, mulai berpisah satu sama lain. Tetapi mereka tidak dapat berpisah sempurna, karena masih saling terhubung oleh dua untai DNA di titik dimana pertukaran segmen DNA terjadi. Pada setiap titik pindah silang semacam itu, dua untai DNA membentuk struktur berbentuk x yang disebut kiasma (jamak: kiasmata). Kiasmata kemudian mulai bergerak ke ujung kromatid. Proses peluncuran ke ujung kromatid ini disebut terminalisasi.

Dalam oosit, tahap diploten yang spesial dan lama terjadi, disebut diktioten. Oosit primer menjalani 3 tahap pertama dari tahap Profase I (leptoten, zigoten, pakiten) selama akhir masa hidup janin. Proses ini kemudian ditunda selama diploten hingga pubertas atau setelah itu. Sehingga diktioten (dan profase I) dapat terjadi berbulan-bulan atau bertahun-tahun, tergantung pada tipe organismenya. Diploten juga dikenal dengan istilah diplonema.

Diakinesis

Diakinesis adalah tahap akhir dari profase I. Pada tahap ini, nukleolus menghilang, terminalisasi mencapai tahap sempurna, dan kromosom menggulung dengan erat, sehingga menjadi lebih pendek dan lebih tebal. Amplop nuklir mulai menghilang, dan sentrosom menuju ke kutub.


Sumber:
http://www.macroevolution.net/prophase-details.html

The Abandoned Fruits in Indonesia

In my childhood, as a villager, I lived my life mostly playing within the trees, shrubs and vines. My home is next to the paddy fields. That is why some wild vines and shrubs are very familiar to me, such as wild passiflora and physalis. Beside of that, my parents once had a huge yard. Various kind of mango trees were planted there. There were also jackfruit, jambu, papaya, guava tree, etc. One time, my parents planted other kind of fruiting tree such as rambutan or avocado. But because of some problems in the soil, these kind of trees never bear a fruit. So they were just cut down.

What I want to say is I feel like I know almost all of fruiting trees (at least my knowledge is better than others who live in the city). But, hello, I was wrong. I visitied Banjarbaru about 2 weeks ago and found two kind of fruits that really new for me. They called them buah kecapi (wild mangosteen) and buah mentega (velvet apple). I just felt very curious why I did not even know about these fruits!

Then I remember that one of my office colleagues told me that in his hometown, many teenagers (todays generation) did not have knowledge about local fruits anymore because people just cut them down for the logs. These kind of fruiting trees usually have unfavorable characteristics. Thus, not many people want to eat these fruits anymore. For example, in the case of buah kecapi, it tastes sour and sweet (a little bit), also the flesh stick to the seed, so we almost can not enjoy the flesh. That is why people do not sell and distribute it anymore around the country. As the result, todays generation never know that this fruit is exist.

As I remember my childhood memories and also from the information from my friends on facebook (I made a survey about unpopular fruits on facebook), there are several fruiting trees that also already abandoned because of their unfavorable traits.
1. Juwet (Synzygium cumini)
2. Cerme (Phyllantus acidus)
3. Kepundung (Baccaurea sp.)
4. Jambu mawar (Syzygium jambos)
5. Kepel (Stelechocarpus burahol)
6. many more (still searching… :D)

So, why is it matter to me? Well, as an Indonesian, I think it is very important for me to respect indigenous fruiting trees, by study them and preserve their existence in Indonesia. Our responsibility today is how to make them popular among those imported fruits. Moreover, it is also our responsibility to make the local farmers prefer to plant indigenous fruits. The question is how to change their unfavorable characteristics? It seems very difficult, but at least, by knowing them, later we have willingness to solve these problems.

Asal-Usul, Perkembangan dan Propagasi Chimera

Pendahuluan

Sebuah tanaman disebut chimera ketika sel-sel yang memiliki lebih dari sebuah genotip ditemukan tumbuh berdekatan di dalam jaringan tanaman tersebut. ‘Variegated plants’ (tanaman yang jaringannya berwarna keputihan di antara jaringan tanaman yang hijau) mungkin adalah tipe paling umum dari chimera, dan tentu saja contoh yang paling cocok untuk digunakan dalam mengenalkan konsep dasar. Sel-sel di dalam sebuah daun ‘variegated plant’, semuanya berasal dari meristem apikal tunas, tetapi beberapa sel ditandai oleh ketidakmampuan mensintesis klorofil. Sel-sel ini kemudian memunculkan warna putih, bukan hijau, meskipun sel-sel tersebut adalah bagian dari sistem jaringan yang sama. Banyak seleksi penting dari tanaman berdaun, tanaman florikultur dan tanaman lanskap adalah chimera. ‘Cornus alba’ Argenteo Marginata, ‘Vinca minor' Variegata, ‘Ajuga reptans' Burgundy Glow, dan banyak seleksi dari ‘Hosta’, ‘Diffenbachia’, ‘Peperomia’, ‘Chlorophytum’, dan juga ‘Saintpaulia, tetapi sedikit dari chimera yang memiliki ‘variegated leaf’.

Maksud artikel ini adalah untuk memeriksa asal mula dan perkembangan tanaman chimera, untuk memperkenalkan tindakan pencegahan yang harus diikuti untuk propagasi chimera, dan untuk mendiskusikan chimera hortikultural yang lebih penting daripada tipe ‘variegated plant’.

Konsep Organisasi Apikal

Diskusi mengenai chimera tidak akan pernah lengkap tanpa ulasan mengenai organisasi ujung tunas. Pola pembelahan sel, frekuensi pembelahan sel dan organisasi lapisan sel di daerah pucuk saling berinteraksi dalam menentukan tipe chimera dan stabilitas pola yang dihasilkan.

Meristem apikal sebuah tunas adalah tempat dibentuknya sebagian besar sel yang menghasilkan tubuh tanaman. Pembelahan sel terjadi pada kecepatan yang sangat tinggi dalam sebuah pucuk yang aktif tumbuh dan sel-sel ini pada gilirannya memanjang atau melebar menghasilkan pertumbuhan pemanjangan tunas. Tanaman berkayu dan tanaman herba tertentu mengandung meristem sekunder yang menyebabkan peningkatan pertumbuhan, tetapi pertumbuhan sekunder ini tidak akan dibahas di sini. Gambar 1 adalah sketsa dari potongan membujur meristem apikal dari tunas tanaman dikotil. Primordial daun keluar dari sisi kubah apikal dan tunas lateral berkembang di dalam ketiak dari daun-daun muda ini.

Gambar I. Meristem Apikal Tanaman Dikotil

Ujung tunas diorganisasi menjadi wilayah berlapis (tunika) dan sebuah wilayah dimana lapisannya tidak jelas (korpus). Pola pengendalian pembelahan sel di dalam tunika menghasilkan pemeliharaan lapisan-lapisan yang berbeda, dengan sejumlah lapisan yang bervariasi di antara spesies yang berbeda. Penting untuk dicatat bahwa lapisan-lapisan tersebut mempertahankan organisasinya menjadi wilayah dimana daun dan tunas lateral berkembang.

Derivat lapisan terluar (L.I) merupakan cikal bakal epidermis (Gambar 1). Lapisan epidermal terus melapisi semua jaringan daun, batang, mahkota bunga dan lain-lain. Derivat lapisan II (L.II) menjadi beberapa lapisan di antara batang dan proporsi yang besar dari sel di dalam helai daun. Derivat lapisan III (L.III) akan berubah menjadi sebagian besar jaringan sebelah dalam dari batang dan sejumlah sel-sel di sekeliling jaringan pengangkut di antara daun. Pentingnya lapisan-lapisan sel dan perkembangannya akan didiskusikan dalam topik berikut.

Asal Usul Chimera

Chimera muncul ketika sel mengalami mutasi. Mutasi ini bisa spontan atau diinduksi oleh iradiasi atau perlakuan dengan mutagen dari bahan kimia. Jika sel yang bermutasi terletak di dekat puncak kubah pucuk, maka semua sel yang lain yang dihasilkan dari pembelahan dari kubah pucuk tersebut akan menjadi termutasi. Hasilnya adalah sel-sel dengan genotip yang berbeda yang tumbuh berdampingan di suatu jaringan tanaman, inilah yang menjadi definisi chimera.

Jika lokasi sel pada saat mutasi adalah di daerah di mana pembelahan sel sangat sedikit berlangsung, kemungkinan untuk mendeteksi mutasi ini dengan mengamati seluruh tanaman secara visual akan sulit. Terlebih lagi, jika mutasinya menghasilkan sebuah genotip yang tidak terlalu berbeda secara morfologi dari tanaman tersebut, kemungkinan mengidentifikasi tanaman tersebut sebagai chimera juga rendah. Sebuah mutasi yang menghasilkan sel-sel tak berwarna daripada sel-sel hijau (‘variegation’) sangat mudah dideteksi, sedangkan mutasi yang menghasilkan sel-sel dengan akumulasi gula yang lebih besar daripada sel-sel yang lain, akan sulit diamati.

Chimera Periklinal, Meriklinal, dan Sektorial

Tanaman chimera dapat dikategorikan berdasarkan pada lokasi dan proporsi relatif sel-sel termutasi terhadap sel-sel yang tidak termutasi di meristem apikal. Chimera periklinal adalah kategori yang paling penting karena chimera ini relatif stabil dan dapat diperbanyak secara vegetatif. Sebuah mutasi menghasilkan chimera periklinal jika sel-sel yang terpengaruh letaknya di dekat kubah apikal sehingga sel-sel yang diproduksi oleh pembelahan berikutnya membentuk seluruh lapisan dari tipe termutasi. Hasil meristemnya mengandung satu lapis yang secara genetik berbeda dari meristem asalnya. Jika, misalnya, mutasi terjadi di L.I., maka lapisan epidermis pucuk yang diproduksi setelah mutasi adalah tipe genetik yang baru.

Gambar 2. Perkembangan Chimera

Sebuah contoh yang representatif dari chimera periklinal adalah ‘blackberry’ tak berduri. Lapisan epidermis dari tipe ini tidak membentuk duri (sel-sel epidermis termodifikasi biasanya disebut ‘duri’). Epidermis tak berduri menutupi batang yang sel-selnya mengandung informasi untuk genotip berduri. Hal ini dapat ditunjukkan dengan mengambil potongan akar. Pucuk adventif yang berdiferensiasi pada potongan akar bukan merupakan chimera sehingga kembali pada genotip berduri.
Mericlinal chimeras Chimera meriklinal diproduksi ketika derivat sel-sel termutasi tidak menutupi semua kubah apikal. Sebuah lapisan sel-sel yang termutasi dapat dipelihara pada hanya satu bagian meristem yang akan menghasilkan pucuk chimera atau daun yang akan berkembang di area itu sedangkan area yang lain normal. Banyak chimera meriklinal mengikutsertakan jumlah sel-sel yang terbatas sehingga hanya sedikit area pada satu daun yang akan terkena dampaknya. Seperti pada kasus chimera periklinal, kimera meriklinal secara umum terbatas pada satu lapisan sel. Chimera sektorial terbentuk dari mutasi yang berdampak pada sebagian dari meristem apikal, genotip yang berubah melebar melalui semua lapisan sel. Tipe chimera ini tidak stabil dan dapat menghasilkan tunas dan daun yang bukan chimera. Kedua tipe normal dan tipe termutasi dapat dihasilkan, tergantung pada titik pada ujung dimana tunas berdiferensiasi.

Pengenalan Pola Chimera

Pengamatan yang cermat pada pola pewarnaan daun dikotil pada ‘variegated plant’ memungkinkan seseorang untuk menyimpulkan sifat lapisan chimera dalam ujung tunas. Karakterisasi lengkap alami dari ketiga lapisan tidak dapat dibuat secara makroskopis karena sebagian besar sel lapisan epidermis daun dikotil tidak memproduksi kloroplas bahkan jika informasi genetik untuk perkembangan kloroplas tersedia. Meskipun demikian sel-sel penjaga pada stomata mengandung kloroplas yang secara genetik lapisan pertamanya hijau, tetapi hal ini harus diamati di bawah mikroskop.

Istilah yang digunakan untuk menggambarkan sifat lapisan sel adalah menggunakan huruf besar dalam urutan untuk mendenotasikan komposisi genetik dari sel-sel yang terkandung di dalamnya. Sebagai contohnya, penandaan yang benar untuk chimera periklinal dengan sebuah lapisan L.I hijau, lapisan L.II putih dan lapisan L.III hijau adalah G-W-G.

Pada daun dikotil, tepi daun berasal dari L.II. Luasnya tepi daun yang diakibatkan oleh L.II bervariasi di antara spesies, dan pada beberapa kasus, luasnya tepi daun bervariasi di antara daun pada batang yang sama. Daun yang digambarkan pada Gambar 2A diproduksi dari meristem yang bernotasi G-G-G (bukan chimera, bukan ‘variegated plant’), sedangkan daun pada Gambar 2B diproduksi dari G-W-G ‘variegated plant’.

Pada tanaman monokotil, L.I berkontribusi pada perkembangan tepi daun dan sebagian besar daerah tengah yang berkembang dari lapisan L.II. Tidak seperti daun tanaman dikotil, L.III hanya berkontribusi sedikit pada sel dari helaian daun. gambar 3A-E merepresentasikan pola ‘leaf variegation’ dari tanaman Chlorophytum comosum. Gambar 3A (atas) adalah dari sebuah tanaman G-G-G (bukan chimera, bukan ‘variegated plant’), Gambar 3B (kedua dari atas) adalah dari tanaman W-G-G, dan Gambar 3C (tengah) adalah dari tanaman G-W-W. Keragaman dari daun ke daun dalam kontribusi L.I dan L.II ke proporsi sel-sel di dalam daun dari sebuah tanaman ditunjukkan pada Gambar 3D dan 3E (dua daun di bawah). Kedua daun diambil dari tanaman yang sama, tetapi daerah tepi yang hijau yang diberikan oleh L.I ke daun dalam Gambar 3D jauh lebih besar. Pengamatan yang sama mengindikasikan bahwa perkembangan pola daun dan kontribusi lapisan sel apikal yang berbeda ke perkembangan daun tidak dapat dikontrol dengan baik.

Perwujudan Chimera Selain Variegation

Ketika ‘variegation’ merepresentasikan wujud chimera yang sangat terlihat, harus lebih jelas dari pada pembahasan sebelumnya bahwa dalam teori sebuah tanaman dapat menjadi chimera untuk semua sifat. Beberapa chimera yang jarang terjadi meliputi hilangnya pelengkap epidermal (blackberry tanpa duri, pohon persik tanpa bulu), perubahan warna daun pelindung pada ‘Euphorbia pulcherrima’, dan beragam pola warna mahkota pada anyelir dan krisan.
Chimera untuk level ploidi telah dipelajari secara ekstensif pada tanaman buah. Tetraploidi (penggandaan jumlah kromosom normal) menghasilkan buah yang lebih besar dari pada ukuran normalnya ketika sifat ini diletakkan di lapisan L.II dan L.III. Fenomena ini telah dipelajari di apel dan anggur.

Perbanyakan Tanaman Chimera

Chimera meriklinal dan sektorial tidak stabil secara alami dan perbanyakan tanaman untuk menghasilkan anakan yang sama secara morfologis dari tipe ini sangat rendah. Chimera periklinal sangat stabil dan dalam beberapa kasus (seperti pada ‘Chlorophytum variegated’) tanaman chimera paling jarang tersedia untuk diperjualbelikan.

Teknik yang paling sering digunakan untuk perbanyakan tanaman yaitu dalam bentuk chimera periklinal ‘true-to-type’. Ketepatan dalam perbanyakan tumbuh dari fakta bahwa susunan lapisan sel dalam meristem apikal tunas samping identik dengan susunan meristem dari asal tempat terbentuknya. Sehingga lapisan I, II dan III mengkontribusikan sel-sel ke meristem samping yang berdiferensiasi. Stek yang berakar, tunas, sambung pucuk, pembelahan dan perundukan semuanya adalah teknik perbanyakan dengan ketepatan yang tinggi. Permulaan penting dari aturan tersebut ditemukan dalam kasus dimana propagul berdiferensiasi dari tunas adventif. Sebuah kasus yang dibahas sebelumnya yang menggambarkan masalah ini adalah blackberry tanpa duri. Akar adventif yang terbentuk pada stek batang blackberry atau lapisan ujung berasal dari jaringan subepidermis dari batang (L.II dan L.III). Jika potongan akar kemudian diambil dari tanaman ini, tunas adventif tidak mengandung lapisan dengan genotip ‘tak berduri’ (L.I) dan propagulnya adalah tipe yang ‘berduri’.

Tunas Adventif


Seperti pada blackberry berduri, ‘Saintpaulia sp’. juga tidak bisa diperbanyak dengan cara true-to-type melalui stek daun. Tunas yang berasal dari stek daun biasanya berwarna tunggal atau dua warna belang yang tidak beraturan tanpa sifat pola pembungaan. Perbanyakan dengan ketepatan yang tinggi dari ‘Saintpaulia' sp. saat ini diperoleh dengan memisahkan penghisap yang berasal dari tunas samping. Hal ini menggambarkan sifat pola pembungaan lapisan sel dalam meristem apikal.

Gambar 3. 'Variegation' pada 'Saintpaulia' sp.

Pemisahan Chimera dalam Kultur Jaringan

Kultur jaringan tanaman memungkinkan perbanyakan tanaman dari sejumlah sel yang sangat kecil di antara sistem jaringan atau di dalam kasus yang ekstrim, dari sel isolat tunggal (sel protoplas). Ketika diaplikasikan pada tanaman chimera, teknologi kultur jaringan menawarkan sebuah alat yang belum pernah ada sebelumnya untuk ‘mengiris’ atau memisahkan chimera untuk penelitian morfologi dari genotip komponennya. Dengan cara seperti itu, fakta bahwa chimera bisa dipisahkan dengan pembentukan tunas adventif dengan kekacauan yang bersamaan pada susunan sel-sel lapisan apikal menciptakan masalah yang serius jika menggunakan teknik ini untuk perbanyakan klonal yang cepat.
Pengalaman di laboratorium kami telah memperlihatkan bahwa ‘Ajuga reptans’ berproliferasi in vitro dari tunas aksiler dan tunas adventif. Planlet tersebut yang tumbuh dari tunas aksiler adalah fenotip yang normal. Tetapi planlet yang bervariasi juga dihasilkan. Sehingga terdapat dua tipe planlet. Tipe yang sering muncul adalah tipe daun yang berwarna hijau gelap. Tipe yang lain adalah yang sama sekali tidak mengandung klorofil, tampak merah muda di dalam kultur, tetapi gagal mengakar dan tumbuh karena ketidakmampuannya untuk berfotosintesis. Sebagian besar proliferasi terjadi dari perkembangan tunas aksiler karena hampir 70% planlet yang diproduksi adalah ‘true-to-type’.

Gambar 4. 'Ajuga reptans'

Ringkasan

Chimera periklinal yang stabiul menghasilkan penampakan tanaman yang unik. Kemampuan untuk memperbanyak tanaman ini dengan cara true-to-type tergantung pada penggunaan teknik propagasi yang memanfaatkan tunas lateral. Organisasi lapisan meristem apikal yang disifati untuk chimera periklinal dikelola dalam meristem lateral, tetapi biasanya hilang selama diferensiasi tunas adventif. Metode kultur jaringan tanaman menyediakan pemisahan genotip chimera dalam beberapa spesies, memfasilitasi penelitian pemisahan komponen genotip. Keuntungan kultur jaringan ini mungkin adalah kecenderungan dalam sistem yang berproliferasi in vitro melalui pembentukan tunas adventif, karena perbanyakan tanaman yang bervariasi mungkin saja terjadi.



Sumber:
http://aggie-horticulture.tamu.edu/tisscult/Chimeras/chimeralec/chimeras.html

Permukaan Sel Tanaman

Permukaan sel tanaman, alga, fungi dan bakteri memiliki beberapa ciri yang sama seperti pada sel hewan, tetapi beberapa diantaranya merupakan sifat yang unik. Pada akhir bab ini, akan diketahui beberapa sifat yang membedakan permukaan sel tanaman dan hewan.

Dinding Sel Menyediakan Rangka Struktur dan Berfungsi Sebagai Barier Permeabel
Salah satu fakta yang paling hebat dari tanaman adalah mereka tidak memiliki tulang atau struktur skeleton, tetapi tetap memiliki kekuatan yang luar biasa. Kekuatan ini diperoleh dari dinding sel yang keras yang mengelilingi semua sel tanaman kecuali sel sperma dan beberapa sel telur. Kekakuan dinding sel membuat pergerakan sel menjadi tidak mungkin. Pada saat yang sama, dinding sel yang kuat membuat sel tanaman mampu menahan tekanan turgor yang besar yang didesak oleh penyerapan air. Tekanan turgor penting untuk tanaman karena menyebabkan banyaknya turgiditas atau kekerasan dari jaringan tanaman dan memberikan tenaga penggerak di belakang ekspansi sel. Dinding yang mengelilingi sebuah sel tanaman juga merupakan barier permeabilitas untuk molekul yang besar, untuk air, gas, ion dan molekul kecil yang larut air seperti gula atau asam amino, dinding sel bukanlah hambatan yang signifikan. Senyawa ini berdifusi melalui dinding sel.

Dinding Sel Tanaman adalah Jaringan Mikrofibril Selulosa, Polisakarida dan Glikoprotein
Seperti matriks ekstrakseluler pada sel hewan, dinding sel tanaman dominannya mengandung serat panjang yang tertanam di dalam sebuah jaringan molekul bercabang. Dinding sel tanaman mengandung mikrofibril selusosa yang terjerat dalam sebuah jaringan kompleks dari polisakarida dan glikoprotein bercabang yang disebut dengan ekstensin. Dua tipe utama polisakarida tersebut adalah hemiselulosa dan pektin.Berat basah selulosa adalah 40% dari berat total dinding sel sedangkan hemiselulosa 20%, pektin 30% dan glikoprotein 10%. Gambar 17-25a mengilustrasikan hubungan antara komponen-komponen penyusun dinding sel tersebut. Selulosa, hemiselulosa dan glikoprotein saling terhubung membentuk jaringan kaku yang saling berhubungan yang tertancap dalam sebuah matriks pektin. Yang tidak tampak adalah lignin, yang pada jaringan tanaman terlokalisasi di antara fibril selulosa dan menyebabkan dinding sel kuat dan kaku.

Selulosa dan Hemiselulosa
Polisakarida utama pada dinding sel adalah selulosa, adalah makromolekul organik yang paling berlimpah di bumi. Seperti yang terlihat dalam Bab III, selulosa adalah polimer tak bercabang yang terdiri atas ribuan unit b-D-glucose yang saling terhubung dengan ikatan b (1  4 ) (Lihat Gambar 3-25). Molekul selulosa adalah struktur yang panjang, seperti pita yang distabilkan oleh ikatan hidrogen intramolekul. Banyak dari molekul tersebut (umumnya antara 50-60) saling terhubung secara lateral membentuk mikrofibril yang ditemukan pada dinding sel. Mikrofibril selulosa seringkali saling berpilin dalam bentuk seperti tali untuk membentuk struktur yang lebih besar, yang disebut makrofibril (Gambar 17-25a). mikrofibril selulosa sama kuatnya dengan baja.

Meskipun namanya mirip, hemiselulosa secara kimia dan struktur berbeda dari selulosa. Hemiselulosa adalah kelompok heterogen polisakarida, masing-masing mengandung rantai lurus panjang dari satu jenis gula (glukosa atau xilosa) dengan rantai samping pendek yang terikat pada jaringan kaku. Rantai samping biasanya mengandung beberapa jenis gula, termasuk glukosa heksosa, galaktosa, manias, xilosa pentosa dan arabinosa.

Komponen Dinding Sel yang Lain
Sebagai tambahan untuk selulosa dan hemiselusosa, dinding sel memiliki beberapa komponen utama lain. Pektin adalah polisakarida bercabang tetapi dengan tulang belakang yang disebut dengan rhamnogalacturonans yang utamanya meliputi asam galakturonik dan rhamnosa yang bermuatan negatif. Rantai samping yang tertempel pada tulang belakang mengandung beberapa monosakarida yang sama yang ditemukan pada hemiselulosa. Molekul pektin membentuk matriks dimanamikrofibril selulosa tertancap (Gambar 17-25a). Molekul pektin juga mengikat dinding sel yang berdekatan sehingga menjadi satu. Karena struktur percabangan dan muatan negatif yang sangat besar, pektin memerangkap dan mengikat molekul air. Sebagai akibatnya, pektin memiliki kekentalan seperti gel. (Karena kapasitasnya membentuk struktur seperti gel, pektin ditambahkan ke jus buah dalam proses pembuatan selai dan jeli buah.) Selain hemiselulosa dan pektin, dinding sel memiliki komponen penyusun yang berhubungan dengan glikopretein, disebut dengan ekstensin.

Meskipun namanya ekstensin, molekul ini sebenarnya kaku dan berbentuk seperti batang yang terjalin dengan erat ke dalam jaringan kompleks polisakarida dinding sel (Gambar 17-25a). faktanya, ekstensin sangat tidak terpisahkan dengan matriks dinding sel sehingga upaya untuk mengekstraknya menyebabkan rusaknya struktur dinding sel. Ekstensin awalnya terdeposit di dalam dinding sel dalam bentuk terlarut. Sekali terdeposit, molekul ekstensin menjadi terhubung silang secara kovalen satu dengan yang lain dan dengan selulosa, membentuk kompleks protein-polisakarida yang kuat. Ekstensin jumlahnya paling sedikit di dalam dinding sel jaringan yang aktif membelah dan paling banyak di dalam dinding sel jaringan yang menyediakan penopang mekanik untuk tanaman. lignin adalah polimer yang sangat tak larut dari alkohol aromatik yang sebagian besar ada di tanaman berkayu. (Kata Latin dari ‘kayu’ adalah lignum.) Molekul lignin terlokalisasi paling banyak di antara fibril selulosa, dimana fungsinya untuk menahan gaya tekan. Lignin menyusun 25% dari berat kering dinding sel, membuatnya sebagai senyawa organik kedua yang paling banyak di bumi setelah selulosa.

Dinding Sel Disintesis dalam Beberapa Tahapan yang Berbeda
Komponen dinding sel tanaman disekresikan dari sel secara bertahap, menciptakan serangkaian lapisan yang disintesis berakhir paling jauh dari membrane plasma. Struktur pertama yang dibuat adalah lamella tengah. Struktur ini digunakan bersama-sama dengan dinding sel tetangga dan mengikat sel yang bersebelahan menjadi satu (Gambar 17-26).

Struktur berikutnya yang dibentuk adalah dinding sel primer, yang terbentuk ketika sel masih tumbuh. Dinding sel primer tebalnya kira-kira 100-200 nm, hanya beberapa kali lebih tebal daripada basal lamina dari sel hewan. Dinding sel primer terdiri atas jaringan microfibril selulosa yang tersusun dengan longgar yang kemudian berhubungan dengan hemiselulosa, pektin, dan glikoprotein (Gambar 17-27a). Mikrofibril selulosa dibuat oleh kompleks enzim pensintesis selulosa yang disebut dengan rosettes yang terlokalisasi di antara membran plasma.

Karena mikrofibril bersauh pada komponen dinding sel yang lain, rosettes harus berpindah dari membran mengikuti pertumbuhan memanjang mikrofibril selulosa. Ketika tunas atau akar tanaman tumbuh, dinding sel harus dirombak.sebuah keluarga protein yang disebut dengan ekspansin membantu dinding sel mempertahankan sifat lunaknya. Suatu cara dimana ekspansin dapat berfungsi, adalah dengan merusak ikatan hidrogen normal glikan di antara mikrofibril dinding sel untuk memungkinkan penyusunan kembali mikrofibril. Susunan dinding sel primer yang longgar menciptakan struktur yang tipis dan fleksibel. Pada beberapa sel tanaman, perkembangan dinding sel tidak berjalan melebihi titik ini. Tetapi, banyak sel yang berhenti tumbuh dan menambahkan lapisan yang lebih tebal dan lebih kaku yang berarti secara kolektif menciptakan dinding sel sekunder (Gambar 17-27b).

Komponen dinding sekunder yang berlapis banyak ditambahkan ke permukaan dalam dinding sel setelah pertumbuhan sel telah berhenti. Selulosa dan lignin adalah unsur primer dinding sekunder, yang membuat strukturnya lebih kuat, lebih keras dan lebih kaku daripada dinding sel primer. Setiap lapisan dinding sel sekunder terdiri atas berkas mikrofibril selulosa yang terbungkus dengan padat, tersusun secara paralel dan terorientasi untuk berbaring pada sebuah sudut pada mikrofibril dari lapisan lain yang berdekatan.

Susunan ini memberikan kekuatan mekanis yang besar dan kekakuan pada dinding sel sekunder. Bersamaan dengan terbentuknya dinding sekunder, mikrotubula terletak di dalam membran plasma dan terorientasi pada arah yang sama seperti mikrofibril selulosa yang baru terbentuk, dan rosettes pensintesis selulosa terkumpul menjadi susunan besar berisi lusinan rosettes. Mikrotubula utama diduga merupakan pemandu gerakan kumpulan rosettes ini, yang mensintesis berkas paralel mikrofibril selulosa besar sepanjang pergerakannya.

Plasmodesmata Memungkinkan Komunikasi Langsung Sel-ke-Sel Melalui Dinding Sel
Karena setiap sel tanaman dikelilingi oleh membran plasma dan dinding sel, kita mungkin ingin tahu bagaimana komunikasi antar sel terjadi seperti halnya pada sel hewan yang diperantarai oleh gap junction. Faktanya, sel tanaman juga memiliki struktur yang fungsinya sama. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17-28, plasmodesmata (tunggal: plasmodesma) adalah saluran sitoplasmik melalui bukaan yang relatif besar pada dinding sel, memungkinkan keberlanjutan membran plasma dari dua sel yang berdekatan. Setiap plasmodesma dibatasi oleh membran plasma yang bersama-sama digunakan oleh dua sel yang berdekatan. Sebuah plasmodesma bentuknya silindris, yang ukurannya semakin lebar di kedua ujungnya. Diameter saluran bervariasi antara 20-200 nm. Struktur tubuler tunggal, yang disebut dengan desmotubul, biasanya terletak di saluran tengah plasmodesma. Sisterna Retikulum Endoplasma (RE) seringkali terlihat di dekat plasmodesmata pada sisi dinding sel. Membran RE dari sel-sel yang berdekatan terhubung dengan desmotubula dan dengan RE dari sel lain, seperti yang digambarkan pada Gambar 17-28b. Cincin sitoplasma di antara desmotubul dan membran yang melapisi plasmodesma disebut dengan annulus. Annulus diduga menyediakan keberlanjutan sitoplasmik antara sel yang berdekatan, dengan melewatkan molekul secara bebas dari satu sel ke sel yang selanjutnya. Bahkan setelah pembelahan sel dan deposisi dinding sel yang baru di antara dua sel anak, keberlanjutan sitoplasmik dipelihara antara dua sel anak oleh plasmodesmata yang lewat melalui dinding yang baru terbentuk. Kenyataannya, sebagian besar plasmodesmata dibentuk pada saat pembelahan sel, ketika sel baru sedang dibentuk. Perubahan kecil bisa saja terjadi setelahnya, tetapi jumlah dan lokasi plasmodesmata sudah sangat konstan pada saat pembelahan. Berkaitan dengan banyak hal, plasmodesmata muncul untuk berfungsi seperti gap junction. Plasmodesmata mereduksi resistensi elektrik antara sel-sel berdekatan sekitar 50 kali jika dibandingkan dengan sel yang sudah dipisahkan dengan sempurna oleh membran plasma. Pergerakan ion antara sel-sel yang berdekatan (diukur sebagai aliran arus) proporsional terhadap jumlah plasmodesmata yang menghubungkan sel. Meskipun demikian, plasmodesmata memungkinkan lintasan molekul yang jauh lebih besar, termasuk molekul sinyal, RNA, faktor transkripsi dan bahkan virus.

***
Diterjemahkan dari Buku 'Becker's World of The Cell" Edisi Kedelapan, karya Jeff Hardin, Gregory Bertoni dan Lewis J. Kleinsmith. Halaman 497-501.

Tali Putri, Si Putri Parasit dari Eropa

Tali Putri berasal dari genus Cuscuta, famili Convolvulaceae. Banyak sekali spesies dari genus ini. Karena siklus kehidupannya yang tidak menarik dan cenderung merugikan (parasit-obligat), Tali Putri jarang dibahas di buku-buku bacaan kuliah. Berikut pembahasan mengenai spesies Cuscuta epithymum, salah satu anggota dari genus ini. Pembahasan ini diterjemahkan secara bebas dari laman http://climbers.lsa.umich.edu/?p=223.

Nama: Cuscuta epithymum Murray

Famili: Convolvulaceae, keluarga bunga morning glory. Beberapa ilmuan menganggapnya sebagai anggota genus Cuscuta yang membentuk famili lain, yaitu Cuscutaceae.

Nama Umum: Clover Dodder, Lesser Clover Dodder, Lesser Dodder, Thyme Dodder. Nama umum untuk genus Cuscuta adalah Dodder, Love Vine, Angel’s Hair, Tangle Gut, Strangle Vine, Devil’s Gut, Witches’ Shoelaces.



Asal Kata: Dalam Bahasa Latin, Cuscuta berarti Dodder (gemetar). Tetapi, Cuscuta diperkirakan oleh beberapa orang memiliki asal kata Arab: “Kushkut.” Julukan tertentu menunjukkan tanaman yang menjadi tempat tumbuhnya Tali Putri: Thyme (timi). Prefiks Bahasa Yunani “epi“ berarti di atas, dan “thymum” adalah Bahasa Latin untuk thyme.

Sinonim : Cuscuta epithymum Sievers ex Ledeb., Cuscuta epithymum Webb & Berthel., Cuscuta epithymum Thuill.,Cuscuta epithymum Bové ex Choisy

Bentuk yang mudah dikenali:
¬ Tidak berdaun, tanaman parasit merambat yang berwarna kemerahan hingga ungu, biasanya ditemukan berserabut di atas inangnya.
¬ Bunganya kecil berwarnya putih hingga merah muda, bahkan kemerahan.
¬ Herbaseus biasanya hidup kurang dari setahun (annual).
¬ Bijinya sangat kecil dan kasar, berwarna abu-abu kusam atau coklat mengkilat.

Tinggi tanaman: Telah dilaporkan bahwa batang dari sebuah tanaman Tali Putri dapat mencapai panjang 804,7 meter jika inangnya cukup besar.

Subspesies/varietas yang diketahui:
C. epithymum var. alba (J. Presl & C. Presl) Trab.
C. epithymum var. angustissima (Engelm.) Yunck.
C. epithymum var. kotschyi (Des Moul.) Engelm.
C. epithymum var. macranthera (Held. & Sartoni) Engelm.
C. epithymum var. obtusata Engelm.
C. epithymum var. rubella (Engelm.) Trab.
C. epithymum var. sagittanthera Engelm.
C. epithymum var. scabrella Engelm.
C. epithymum var. vulgaris Engelm

Yang sering membingungkan: C. epithymum dapat keliru dengan spesies lain dalam genus Cuscuta. Sembilan spesies Cuscuta lain terdapat di Michigan. Di dunia, C. epithymumis seringkali tertukar dengan Cuscuta europea and Cuscuta epilinum, yang paling dekat hubungan kekerabatannya. Dapat juga keliru dengan morning glory (Ipomoea), khususnya spesies yang kecil-bertangkai.

Habitat: C. epithymum paling umum tumbuh pada timi (Thyme), tetapi mungkin juga menjadi parasit pada tanaman lain, seperti alfalfa. C. epithymum paling sering ditemukan dalam areal pertanian di seluruh daerah iklim sedang dan hangat di dunia. Tetapi, telah dilaporkan juga bahwa tanaman ini dapat tumbuh di daerah tropis seperti Fiji and Tahiti. C. epithymum hidup di seluruh dunia dan banyak habitat. Suhu optimal germinasinya di dalam greenhouse adalah 15º C. di bawah kondisi optimal, spesies ini dapat bertahan hidup ketika musim dingin.

Distribusi Geografis di Michigan: C. epithymum didokumentasikan dari Oceana, Calhoun, Hillsdale, Washtenaw, Macomb, dan St. Clair.

Distribusi Elevasional yang Diketahui: Di pegunungan di Perancis, C. epithymum ditemukan hidup di ketinggian 2000m.

Distribusi Geografis Lengkap: Merupakan tanaman asli dari Eropa, Cuscuta epithymum sekarang dapat ditemukan di seluruh dunia. Di Amerika Utara, tanaman ini ditemukan di USA (CA, CT, IA, KY, MA, MD, ME, MI, MO, MT, ND, NE, NJ, NM, NV, NY, OH, OR, PA, RI, SD, VA,VT,WA,WV,WY) dan Kanada (BC, NB, ON). Cuscuta epithymum diketahui sebagai tanaman yang merajalela–khususnya pada legum, di Eropa dan di seluruh dunia. Tanaman ini telah menyebar ke seluruh dunia, dibawa oleh aktivitas perdagangan biji.

Parasitisme: Parasitisme pada tanaman adalah tipe hubungan simbiosis dimana tanaman memperoleh nutrisi langsung dari tanaman lain. Meskipun tanaman parasit umumnya diketahui tidak memiliki klorofil, beberapa spesies memiliki organ berwarna hijau, membuat mereka autotrof sebagian. Kaitan fisik antara parasit dan inang disebut sebagai ‘haustorium’ dan seringkali menciptakan perlekatan ‘xilem-ke-xilem’. Inang parasit bisa beragam, mulai dari tanaman mikoriza hingga rumput dan tanaman berkayu. Parasit seringkali membuka atau sedikit membuka celah stomatanya, yang memungkinkan terjadinya transpirasi untuk tujuan mengekstraksi nutrisi dari inang. Tanaman parasit dapat juga hemiparasit, maksudnya tanaman tersebut juga melakukan fotosintesis dan dapat bertahan hidup sendiri, atau holoparasit, yang berarti tidak bisa berfotosintesis dan tergantung seluruhnya pada inang untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya. Biasanya tanaman holoparasit tidak memiliki kloroplas.

Deskripsi Bagian Vegetatif: Selama perkecambahan, kecambahnya, masing-masing dengan akar jangkar kecil, mulai aktif membengkok mengelilingi lingkaran, untuk mencari inang. Sekali kecambah menemukan inang, kecambah itu melekat dan memulai untuk membentuk haustoria. Setelah menemukan inang, akar jangkar mati. Diameter batang Cuscuta epithymum kurang 0.4mm dan beragam warnanya mulai merah hingga ungu gelap. Daun yang sangat kecil mungkin muncul, tetapi tidak berfungsi. Cuscuta epithymum adalah tanaman holoparasit dan tidak melakukan fotosintesis.

Mekanisme Memanjat: Batang Cuscuta epithymum membelit menggunakan batangnya dengan orientasi kanan. Meskipun informasi spesifik mengenai mekanisme pemanjatan Cuscuta epithymum tidak ditemukan, informasi berikut menyinggung genus Cuscuta secara umum. Spesies Cuscuta memanfaatkan dua tipe melingkar: satu dimana lingkarannya erat dengan banyak haustorium, dan yang satu lagi dimana lingkarannya longgar dengan sedikit haustorium. Kedua tipe tersebut mungkin ada pada satu individu tanaman. telah diamati bahwa batang Cuscuta jarang membelit lebih dari 3 kali mengelilingi cabang inang tunggal.

Deskripsi bunga: Bunga kecilnya melekat erat, tidak bebas, tingginya 2-3 mm dari dasar ke sinus korolanya, warnanya putih sampai merah muda dan tersusun dalam tandan. Kaliksnya lebih pendek atau sama dengan tabung korola, lobus korolanya berbentuk triangularis dan runcing. Lima stamennya lebih pendek daripada lobus korola, dengan filamen yang lebih panjang daripada anternya. Bakal buahnya bundar, stigmanya berbentuk oblong, stilus dan stigmanya dua kali lebih panjang dari bakal buahnya.

Waktu Berbunga: Pertengahan Juli hingga Akhir September.

Polinator: Cuscuta epithymum mampu melakukan polinasi sendiri ataupun polinasi silang. Banyak spesies insekta yang berbeda dapat berkontribusi dalam polinasi. Suatu penelitian menunjukkan bahwa semut adalah salah satu pollinator utama, sedangkan penelitian yang lain menyatakan bahwa lebah, kupu-kupu, tawon dan insekta yang lain, secara kolektif dari 8 famili, ikut serta dalam proses polinasi ini.

Tipe Buah dan Deskripsi: buahnya bundar, kapsulnya circumscissile (pecah sepanjang garis melintangnya, sehingga ujungnya terpisah seperti penutup), ditutupi oleh korola yang layu. Buahnya biasanya mengandung 4 biji.

Deskripsi Biji: Bijinya sangat kecil, kira-kira panjangnya 1 mm. Bentuknya kasar, bersiku dan bulat telur pipih. Hilumnya pendek, oblong dan melintang. Bentuk bijinya tergantung pada berapa banyak biji yang berkembang bersama, karena biji-bijinya berkembang berdampingan di dalam bakal buah. Satu tanaman Cuscuta epithymum dilaporkan dapat memproduksi 16.000 biji.

Persebaran Biji: Genus Cuscuta pada umumnya digambarkan sebagai tanaman yang tidak beraturan dalam hal pemencaran biji. Tetapi, perkecambahan biji pada sebagian besar tanaman parasit membutuhkan sinyal dari inang yang cocok; sehingga persebaran biji spesies Cuscuta yang sukses seharusnya memastikan kedekatannya dengan inang yang diinginkan.

Perbedaan dengan Spesies yang Lain: Cuscuta epithymum dapat dibedakan dari Cuscuta europea dengan batangnya yang keunguan dan stamennya yang tidak bebas dan fakta bahwa C. europea tidak tumbuh di Michigan. Cuscuta epithymum dapat dibedakan dari Cuscuta epilinum dengan warna bunganya yang merah muda hingga merah, lobus kaliks yang berbentuk triangular, lobus korola yang tersebar dan termasuk stamen. Meskipun Cuscuta epithymum dapat keliru dengan beberapa spesies batang kecil seperti Ipomoea dan Fallopia, penting untuk dicatat bahwa bunga C. epithymum sangat kecil, sedangkan bunga spesies Ipomoea besar dan bentuknya seperti lonceng. Selain itu, satu sifat yang paling penting dari C. epithymum adalah bahwa spesies ini hanya memiliki daun yang sangat kecil, seperti sisik, dan tidak berfungsi. Sedangkan Ipomoea and Fallopia memiliki daun yang berfungsi dan ukurannya jauh lebih besar.

Anggota Famili Lain yang Tumbuh di Michigan : Calystegia, Convolvulus, Cuscuta dan Ipomoea.

Penggunaan dalam Bidang Etnobotani: Pada abad pertengahan, penggunaan Tali Putri dalam bidang kesehatan dipercaya ditentukan oleh inangnya. C. epithymum seringkali tumbuh di tanaman Timi. Sehingga, karena Timi dianggap – secara figural, bukan secara harfiah – sebuah tanaman yang panas dan kering, dipercaya bahwa C. epithymum adalah obat karena karakternya yang hangat. Selain itu juga dipercaya bahwa ketika ditanam dan dicampur dengan darah anjing atau tanaman lain, C. epithymum dapat membantu seseorang terjaga dari pengaruh roh jahat.

Informasi Filogenetik: Convolvulaceae diletakkan di dalam ordo Solanales. Solanales dan Lamiales adalah sebuah kelompok monofiletik dalam kladus Asterid 1. Di antara Convolvulaceae, ada 3-4 subfamili yang berbeda. Cuscuta termasuk dalam subfamili Convolvuloideae.

Kutipan Menarik atau Fakta Menarik yang Tidak Disebutkan di Atas: Cuscuta memperoleh nama umum “love vine” karena suku asli Amerika, Pawnee, percaya bahwa untuk urusan memilih jodoh, seorang gadis akan memetik bagian dari tanaman tersebut dan membuangnya ke belakang sambil memikirkan seseorang. Jika keesokan harinya tanaman parasit ini dapat menyambungkan dirinya sendiri, itulah tanda bahwa seseorang tersebut akan menjadi pelamar yang baik. Mungkin sama dengan“He loves me, he loves me not” dalam kultur barat.

***

Pengukuran Cahaya dalam Fisiologi Tanaman

Bekerja dengan Cahaya
Tiga sifat cahaya berikut penting ketika bekerja dengan cahaya: (1) jumlah, (2) arah, dan (3) kualitas spektrum. Dua parameter yang pertama, jumlah dan arah, penting dalam hal bentuk bagian tanaman yang menangkap cahaya. Apakah bagian tanaman tersebut datar atau silindris? Untuk daun yang datar, sensor cahaya yang datar adalah yang paling sesuai, dan jumlah energi yang jatuh di atas sensor datar dari daerah yang diketahui per satuan waktu diukur sebagai iradiansi. Satuannya dapat dinyatakan sebagai energi, seperti misalnya Watt per meter persegi (W.m^-2). Waktu (sekon) termasuk di dalam istilah Watt: 1 W = 1 Joule J.s^-1. Energi foton tergantung pada frekuensinya, seperti yang dinyatakan oleh Hukum Planck.

Table 9.1.A Concepts and units for the quantification of light.

Jumlah cahaya. Ketika diasumsikan sebagai gelombang, cahaya memiliki panjang gelombang dan frekuensi. Cahaya dapat juga dianalogikan sebagai aliran partikel, foton atau quantum. Dalam hal ini, setiap satuannya dapat dinyatakan dalam mol per meter persegi per detik (mol.m^-2.s^-1), dimana ‘mol’ adalah jumlah foton (1 mol cahaya = 6,02 x 10^23 foton, bilangan Avogadro). Pengukuran ini disebut dengan iradiansi foton.

Satuan quantum dan energi dapat saling dikonversikan, sehingga panjang gelombang cahaya dapat diketahui. Energi sebuah foton berhubungan dengan panjang gelombangnya:

Dimana c adalah kecepatan cahaya (3 x 10^8 m.s^-1), h adalah konstanta Plank (6,63 x 10^-34 J.s), dan λ adalah panjang gelombang cahaya, biasanya dinyatakan dalam nm (1nm = 10^-9 m). Kita dapat memecahkan bagian h.λ dari rumus tersebut, dan kita peroleh 1.988 x 10^-16, dan rumusnya ditulis sebagai berikut:

dimana λ dinyatakan dalam nanometer. Dari rumus tersebut kita dapat melihat bahwa sebuah foton pada panjang gelombang 400 nm, yang terdapat di dalam daerah biru di dalam spektrum, memiliki energi dua kali lipat daripada sebuah foton pada panjang gelombang 800 nm. Sebuah foton pada panjang gelombang 400 nm cahaya mengandung 4,97 x 10^-19 J. sedangkan foton pada panjang gelombang 800 nm mengandung 2,48 x 10^-19 J. Dengan kata lain, semakin besar panjang gelombang sebuah foton, semakin rendah energinya, seperti yang diindikasikan oleh denominator yang lebih besar pada rumus.

Sekarang, misalkan kita memiliki 3 µmol dari 400 nm cahaya yang jatuh pada area 1 meter persegi setiap detik, atau sebuah iradiansi foton 3 µmol m^–2 s^–1. Kuantitas ini kira-kira sejumlah cahaya biru pada panjang gelombang 400 nm yang menyentuh permukaan bumi pada hari yang cerah. Jika kita ingin mengkonversi iradiansi foton menjadi iradiansi energi, kita harus terlebih dahulu mengkonversi mikromol menjadi mol (1 µmol = 10^–6 mol): (3 µmol m^–2 s^–1) × (10^–6 mol µmol^–1) = 3 × 10^–6 mol.m^–2.s^–1 foton atau quantum. Dengan mengkalkulasi jumlah quantum dari bilangan Avogadro akan menghasilkan (3 × 10^–6 mol quanta m^–2.s^–1) × (6,02 × 10^23 quanta mol^–1) = 1,8 × 10^18 quanta m^–2.s^–1. Seperti yang telah kita hitung, setiap foton, atau quantum dari 400nm cahaya mengandung 4,97 × 10^–19 J. Sehingga (4,97 × 10^–19 J.quantum^–1) × (1,8 × 10^18 quanta.m^–2.s^–1) = 0,9 J.s^–1.m^–2. Karena 1 J.s^–1 = 1 W, kita memperoleh iradiansi 0,9 W.m^-2.

Arah cahaya. Mari memindahkan perhatian kita pada arah cahaya, cahaya dapat menyentuh permukaan yang datar secara langsung dari atas atau dengan arah serong. Ketika cahaya berdeviasi dari arah yang tegak lurus, iradiansi sebanding dengan cos dari sudut dimana sorot cahaya menyentuh sensor (Gambar 9.1.A). Sehingga, iradiansi dapat maksimal jika cahaya menyentuh permukaan langsung dari atas, dan semakin menurun jika cahayanya lebih miring - sama seperti pada daun. Sensor yang baik untuk sudut datang cahaya disebut dengan cos yang dikoreksi.

Web Figure 9.1.A Irradiance and fluence rate. Equivalent amounts of collimated light strike a flat irradiance-type sensor (A) and a spherical sensor (B) that measure fluence rate. With collimated light, A and B will give the same light readings. When the light direction is changed 45°, the spherical sensor (D) will measure the same quantity as in B. In contrast, the flat irradiance sensor (C) will measure an amount equivalent to the irradiance in A multiplied by cosine of the angle α in C. (After Björn and Vogelmann 1994.)

Ada banyak contoh di alam dimana benda penerima cahaya tidak datar (misalnya ujung tunas, tanaman utuh dan kloroplas). Selain itu, pada beberapa situasi, cahaya bisa datang dari beberapa arah sekaligus (misalnya cahaya langsung dari matahari dan cahaya yang dipantulkan oleh tanah, pasir atau salju). Pada situasi tersebut, lebih masuk akal untuk mengukur cahaya dengan sensor bulat yang mengukur cahaya secara omnidireksi (dari berbagai arah).

Ketika jumlah cahaya diukur dengan pengukur omnidireksi, tipe pengukurannya disebut dengan fluence rate (Rpert and Letarjet ,1978), dan jumlah cahaya yang terukur dapat dinyatakan dalam Watt per meter persegi (W.m^-2) atau mol per meter persegi per sekon (mol.m^-2.s^-1). Sudah jelaslah dari satuan tersebut bahwa cahaya dapat diukur sebagai energi (W) atau foton (mol).
Kebalikan dari sensor datar, sensor bulat sama sensitifnya pada cahaya dari berbagai arah (Gambar 9.1.A). Tergantung pada apakah cahayanya paralel atau datang dengan tidak teratur, nilai fluence rate dibandingkan dengan iradiansinya bisa sangat berbeda. Keduanya bisa ekuivalen hanya pada kondisi tertentu.

Pengukuran sensor datar dari radiasi aktif fotosintesis (Photosynthetic Active Radiation, 400-700 nm) juga dapat dinyatakan dengan energi (W.m^-2) atau quantum (mol.m^-2.s^-1) (McCree, 1981). Penting untuk diingat bahwa PAR adalah tipe pengukuran iradiansi. Dalam penelitian fotosintesis, ketika PAR dinyatakan dalam quantum, biasaya diberikan istilah khusus photosynthetic photon flux density (PPFD). Tetapi, disarankan bahwa istilah ‘densitas’ tidak digunakan lagi (Holmes et al, 1985) karena diantara Sistem Internasional Unit, densitas dapat berarti area atau volum. Selain itu, area terkandung di dalam istilah flux. PPFD telah dipendekkan menjadi PPF dalam beberapa kasus, tetapi tidak jelas apakah kependekan tersebut mewakili tipe pengukuran iradiansi ataukah sperikal.

Ketika cahaya berpindah dari air seperti danau atau lautan, cahaya tersebut berhamburan sehingga arahnya tidak teratur. Sebagai akibatnya, organisme fotosintetik air dapat menerima cahaya secara serentak dari atas, bawah dan sisi-sisinya. Dalam oseanografi dan limnologi, cahaya yang melintas dari permukaan air ke dasar disebut downwelling irradiance, dan cahaya yang melintas dari arah sebaliknya disebut upwelling irradiance.

Sebelum light meter khusus dibuat untuk fisiologi tanaman, cahaya diukur dalam lux atau foot-candles. Pengukuran ini berdasarkan pada persepsi cahaya oleh mata manusia, yang maksimal sensitif pada cahaya di daerah hijau pada spektrum, yaitu pada panjang gelombang 555 nm. Sensitifitas turun pada kedua sisi panjang gelombang tersebut dan mencapai 0 diantara biru dan merah, panjang gelombang yang penting untuk fotosintesis. Sehingga lux dan foot-candles jarang digunakan dalam fisiologi tanaman. Satuan ini dapat dikonversi menjadi satuan iradiansi dan fluence rate, tetapi hanya jika kualitas cahaya secara detail diketahui, sesuatu yang hanya bisa diperoleh dengan alat spektroradiometer, yang mengukur jumlah cahaya pada setiap panjang gelombang.

Ringkasnya, ketika memilih bagaimana menghitung cahaya, penting untuk memencocokkan bentuk sensor dan respon spektrum dengan tanaman. Sensor datar, dengan cos yang dikoreksi, cocok untuk mengukur jumlah cahaya yang jatuh pada daun; sensor bulat lebih cocok untuk keadaan yang lain, misalnya ketika mempelajari suspensi kloroplas atau cabang dari sebuah pohon.

Berapa banyak cahaya pada siang hari yang cerah dan apa hubungan antara iradiansi PAR dan PAR fluence rate? Di bawah sinar matahari langsung, iradiansi PAR dan fluence rate nilainya sama, yaitu sekitar 2000 µmol.m^–2.s^–1, meskipun nilai yang lebih tinggi mungkin saja bisa terukur pada daerah yang lebih tinggi. Nilai yang sesuai dalam satuan energi kira-kira 400 W.m^-2. Ketika cahaya tersebar, iradiansinya hanya 0,25 kali nilai fluence rate-nya.

Sumber: http://5e.plantphys.net/article.php?ch=t&id=131

Menjaga Kemurnian Varietas Tomat

Jika beberapa varietas tomat ditanam berdekatan, polen dari varietas yang satu akan membuahi bakal buah dari varietas yang lain dan menyebabkan terbentuknya beberapa atau semua biji hibrid di dalam buah itu. Hal ini biasanya disebut dengan kawin silang. Ketika terjadi kawin silang, buah akan terlihat normal pada saat itu, tetapi bijinya, yang membawa gen dari setiap parental, akan menghasilkan biji yang membawa gen dari setiap parental dan memproduksi keturunan yang beragam pada generasi selanjutnya.

Kata ‘pollinator‘ biasanya digunakan untuk menggambarkan cara polen untuk dapat ditransfer dari bunga yang satu ke bunga dari varietas tanaman yang lain. Pollinator dapat meliputi angin, serangga, getaran mekanik dari bunga yang mekar, dsb. Sehingga pollination menggambarkan transfer polen di antara varietas, yang pada umumnya disebut cross-pollination (kawin silang).

Kata pollenize biasanya digunakan untuk menggambarkan polen dari suatu bunga yang membuahi bunga itu sendiri, sehingga proses ini disebut dengan pollenization, untuk membedakannya dari pollination, yaitu transfer pollen diantara bunga-bunga yang berbeda varietas.

Jika Anda tidak tertarik dalam penyimpanan biji, sebetulnya Anda dapat menghindari kawin silang. Varietas tomat akan menghasilkan buah yang konsisten dengan varietas yang ditanam. Tetapi ingatlah bahwa persilangan pada saat itu akan mempengaruhi biji di dalam buahnya, bukan rasa buah atau strukturnya.

Jika Anda mengusahakan untuk menyimpan biji dan menjaga sebuah varietas murni tanaman tomat, beberapa usaha harus dilakukan untuk menghindari kawin silang. Keseriusan usaha Anda akan tergantung pada pentingnya varietas dan maksud penggunaannya. Jika varietasnya khas dan tersedia secara luas, atau dimaksudkan untuk digunakan di rumah, Anda dapat melakukan kawin silang sebagai sesuatu alternatif yang menarik. Tetapi jika varieras tersebut langka atau dimaksudkan untuk kepentingan distribusi dan merupakan sesuatu yang spesifik, maka kawin silang harus dihindari.

Ingatlah bahwa jika varietas langka dikawin-silangkan, varietas itu akan hilang selamanya. Tidak ada jalan untuk membalik perkawinan tersebut.

Rincian Reproduksi Tomat

Bunga tomat adalah bunga sempurna, yang berarti bahwa bunga tersebut memiliki organ reproduksi jantan dan betina. Keduanya dapat melakukan pollenization tanpa bantuan insekta maupun polen dari bunga yang lain.

Tomat adalah tanaman inbreeding (kawin dengan kerabatnya), tetapi tidak mengalami penurunan kualitas pada generasi selanjutnya. Meskipun tidak direkomendasikan, varietas tomat dapat dipelihara dengan menyimpan bijinya dari satu tanaman tertentu.

Beberapa varietas tomat memiliki stigma yang posisinya berada di luar konus anter dan sangat rentan terhadap polen asing. Varietas modern pada umumnya memiliki stilus yang lebih pendek sehingga dapat melakukan pollenization. Panjang stilus secara genetik telah ditentukan tetapi dapat saja bervariasi tergantung pada kondisi lingkungannya.

Seringkali bunga tomat melakukan pembuahan karena dikunjungi oleh insekta. Hal ini berarti bahwa mungkin saja untuk memperoleh biji yang murni, bahkan ketika varietas tomat lain ada di sekitarnya. Di bawah kondisi normal, sebagian besar tomat memiliki kecepatan kawin silang alami kira-kira 2-5%. Pada kondisi yang sama, dapat juga frekuensinya lebih tinggi sampai 50%. Kejadiannya tergantung pada tipe insekta yang aktif pada area itu, keberadaan dan tipe tanaman yang ditanam bersama-sama, angin, struktur bunga dan waktu bunga tersebut mekar.

Bakal buah tomat yag terletak di dasar bunganya memiliki banyak bakal biji. Bakal biji ini dapat difertilisasi oleh polen dari bunga itu atau dari varietas lain, jika ada bakal biji yang belum difertilisasi. Bakal biji yang telah difertilisasi akan menjadi biji di dalam buahnya, sehingga sebuah buah tomat dapat memiliki biji yang murni dan bisa juga tidak.

Untuk memelihara kemurnian varietas, petani harus mencegah masuknya polen dari varietas lain. Ada tiga teknik dasar untuk mencegah kawin silang: (1) menjaga bunganya dengan barier fisik, (2) menanam tanaman pada satu waktu ketika tanaman tomat yang lain tidak mekar atau tanpa keberadaan insekta, dan (3) memelihara jarak di antara varietas.

Menggunakan Barier Fisik untuk Mencegah Polinasi

Jika Anda ingin meyakinkan diri bahwa biji tomat Anda murni, maka Anda harus menyediakan barier fisik untuk mencegah polen asing masuk. Teknik ini adalah yang paling sering digunakan oleh petani, disebut dengan ‘bagging’ (mengantungi). Teknik ini sangat sederhana tetapi juga terbatas terkait dengan produksi benih.

Untuk ‘mengantungi’ sebuah tomat, berarti bahwa menutupi bunga yang sebelumnya terbuka. Beberapa bahan dapat digunakan. Beberapa menggunakan kantung plastik, kasa, nilon, dan sebagainya. Tergantung pada ukuran kantung yang digunakan, kantung itu harus dipantau dan dibuang setelah proses pollenization sehingga buah tomat dapat tumbuh sampai ukuran maksimalnya tanpa ada penghalang. Setelah membuang kantung, tandai buahnya dengan benang atau tali untuk mengidentifikasi ketika buah itu telah sampai pada keadaan yang cukup dewasa untuk menyimpan biji.

Adalah hal yang sulit untuk mengumpulkan biji dalam jumlah yang besar dengan cara mengantungi. Buah tidak selalu terbentuk di dalam kantung. Suhu yang tinggi dan kurangnya perpindahan mekanik dapat menghalangi pollenization. Kurangnya perpindahan mekanik dapat dengan mudah dibenahi dengan menggoncang tiang penopang kantung.

Jika Anda cukup serius dan ingin menghasilkan biji dalam jumlah yang besar yang murni 100%, Anda dapat membangun kurungan isolasi sebesar yang diperlukan untuk menampung jumlah tanaman.

Mengatur Waktu Pembungaan untuk Menghalangi Kawin Silang

Jika Anda dapat menumbuhkan tanaman pada awal atau akhir musim, bunga tomat akan terlindungi dari perkawinan silang, biji yang murni dapat disimpan tanpa usaha yang khusus. Tetapi cara ini membutuhkan perencanaan yang matang dan tanamlah hanya satu varietas untuk memastikan terjadinya pollenization.

Selain pengaturan waktu berbunga, Anda juga dapat memperoleh manfaat dari penyimpanan buah berdasarkan pada populasi dari insekta yang berperan dalam polinasi. Untuk melakukan teknik ini diperlukan pengetahuan yang memadai mengenai insekta lokal di daerah Anda.

Mengatur Jarak Tanam untuk Menghalangi Kawin Silang

Aturan umumnya adalah semakin jauh Anda memisahkan suatu varietas dari varietas yang lain, semakin kecil kemungkinan terjadinya kawin silang. Para ahli tidak setuju bahwa jarak yang jauh memang diperlukan. Untuk sebagian besar petani yang memiliki lahan terbatas, pengaturan jarak bukanlah langkah yang efektif. Isolasi yang tidak memadai dari musim ke musim akan menyebabkan beberapa kejadian kawin silang alami dan bisa menghasilkan perubahan yang tidak diinginkan pada karakter varietas.

Tidak ada aturan yang sulit dan cepat untuk diikuti dalam melakukan isolasi. Jika Anda berpengetahuan tentang insekta lokal yang berperan dalam polinasi, Anda dapat mendesain sistem yang akan mengurangi kejadian kawin silang alami. Jika Anda tidak punya pengetahuan itu, pedoman berikut mungkin berguna.

Umumnya varietas tomat harus diisolasi setinggi 6-7,5 meter, dan diantaranya harus ada tanaman yang memproduksi pollen. Kegunaan dari penanaman tumpang sari ini adalah untuk mengalihkan insekta menjauh dari tomat. Jumlah kejadian kawin silang akan tergantung pada faktor-faktor yang telah disebutkan di atas. Metode pertanian organik pada umumnya menghasilkan lebih banyak insekta polinator daripada area dimana pestisida digunakan secara ekstensif.

Untuk mempertahankan 100% kemurnian biji dengan isolasi jarak, pemisahan yang jauh sangat diperlukan, mungkin 400 meter atau lebih. Tetapi keadaan ini sulit untuk dilakukan. Jika Anda mengandalkan jarak isolasi, akan sangat baik untuk menumbuhkan beberapa tanaman dengan varietas yang sama pada satu baris, dan memanen buah dari tanaman yang lebih dalam.


Sumber: http://faq.gardenweb.com/faq/lists/tomato/2005025852004159.html

Sumber gambar:
1. http://sarahskitchengardens.com/tomato-seed-purity/
2. http://www.bbcgoodfood.com/glossary/tomato

Peran Telomer dalam Penuaan dan Kanker

Di dalam nukleus sebuah sel, gen kita tersusun atas sepasang molekul untai ganda yang berpilin, yang disebut dengan kromosom. Di ujung kromosom terdapat peregangan DNA yang disebut dengan telomer, yang melindungi data genetik kita, sehingga sel dapat membelah dan mempertahankan beberapa rahasia tentang bagaimana kita menua dan bagaimana kita menderita kanker.

Telomer dapat dianalogikan dengan ujung plastik pada tali sepatu, karena mereka menjaga ujung kromosom dari kerusakan dan pelekatan satu dengan lainnya, sehingga akan menghancurkan informasi genetik organisme.

Meskipun demikian, setiap kali sel membelah, telomer menjadi semakin pendek. Ketika telomer menjadi sangat pendek, sel tidak lagi bisa membelah, sel menjadi inaktif atau menua, atau mati. Proses pemendekan ini diasosiasikan dengan penuaan, kanker dan risiko yang lebih tinggi adalah kematian. Jadi telomer juga dapat dianalogikan dengan sumbu pada bom.

Seperti ujung kromosom yang lain, meliputi gennya, telomer juga merupakan sekuen DNA, rantai kode kimia. Seperti semua DNA, telomere dibuat dari empat basa nukleotida: guanin, adenin, timin, dan sitosin.

Telomer dibuat dari pengulangan sekuen TTAGGG pada satu untai dengan AATCCC pada untai yang lain. Jadi, satu potongan telomer adalah sebuah ulangan yang dibuah dari enam pasangan basa.

Di dalam sel darah putih, panjang telomer rentangnya antara 8.000 pasang basa pada bayi yang baru lahir dan 3.000 pasang basa pada orang dewasa dan sekitar 1.500 pada orang tua (seluruh kromosom memiliki kira-kira 150 juta pasang basa). Setiap kali pembelahan, rata-rata sel kehilangan 30 hingga 200 pasang basa dari ujung telomernya.

Pada kondisi normal, sel dapat membelah hanya sekitar 50 hingga 70 kali, dengan telomer yang semakin pendek hingga sel menjadi mati.

Telomer tidak memendek pada jaringan dimana selnya tidak membelah secara terus-menerus, contohnya pada otot jantung.

Mengapa kromosom memiliki telomer?

Tanpa telomer, bagian utama kromosom – bagian dengan gen yang penting bagi kehidupan – akan menjadi pendek setiap kali sel membelah. Jadi telomer memungkinkan sel untuk membelah tanpa kehilangan gen. pembelahan sel penting untuk menumbuhkan kulit yang baru, darah, tulang dan sel yang lain.

Tanpa telomer, ujung kromosom dapat berfusi dan merusal cetak biru genetik sel, kemungkinan akan menyebabkan malfungsi, kanker atau kematian sel. Karena DNA yang rusak sangat berbahaya, sebuah sel memiliki kemampuan untuk merasakan dan memperbaiki kerusakan kromosom. Tanpa telomer, ujung kromosom akan seperti DNA yang rusak, dan sel akan mencoba untuk memperbaiki sesuatu yang sebelumnya tidak rusak. Hal itu juga akan membuat sel berhenti membelah dan kemudian mati.

Mengapa telomer menjadi pendek setiap kali sebuah sel membelah?

Sebelum sebuah sel dapat membelah, sel menggandakan kromosomnya, sehingga kedua sel baru akan memiliki materi genetik yang identik. Untuk mengganda, sebuah kromosom yang terdiri dari dua untai DNA harus saling melepaskan diri dan berpisah. Sebuah enzim (DNA polymerase) kemudian membaca untai-untai yang ada untuk membangun untai-untai baru. Pembangunan untai-untai baru ini memulai prosesnya dengan bantuan potongan pendek RNA. Ketika setiap untai baru yang saling bersesuaian sudah lengkap, untai ini menjadi lebih pendek dari untai aslinya karena sebuah ruang diperlukan di ujung untuk menempatkan potongan pendek RNA ini. Hal ini seperti seseorang yang menggambar dirinya sendiri ke arah pojok ruangan dan tidak dapat menggambari bagian pojok ruangan.

Telomerase menghambat pemendekan telomer

Sebuah enzim yang dimakan telomerase menambahkan basa di ujung telomer. Pada sel yang muda, telomerase menjaga telomer dari kerusakan yang terlalu besar. Tetapi semakin cepat pembelahan sel, tidak lagi cukup telomerase, sehingga telomer menjadi pendek dan sel menua.

Telomerase tetap aktif pada sperma dan sel telur, yang diteruskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Jika sel reproduksi tidak memiliki telomerase untuk menjaga panjang telomernya, organisme yang memiliki kondisi demikian akan punah.

Telomer dan Kanker

Jika sel semakin mengarahkan pertumbuhannya menjadi kanker, sel tersebut membelah lebih sering dan telomernya menjadi sangat pendek. Jika telomer menjadi lebih pendek, selnya akan mati. Seringkali sel-sel ini lolos dari kematian dengan membuat enzim telomerase, yang mencegah telomer menjadi semakin pendek.

Banyak sel kanker yang menyebabkan pemendekan telomer, termasuk kanker pankreas, kanker tulang, kanker prostat, kanker kandung kemih, kanker paru-paru, kanker ginjal dan kanker kepala dan leher. Mengukur telomerase dapat merupakan cara untuk mendeteksi kanker. Jika ilmuan dapat belajar bagaimana untuk menghentikan telomerase, mereka mungkin dapat mengkentikan kanker dengan membuat sel kanker menua dan mati. Dalam satu eksperimen, para peneliti memblokir aktivitas telomerase di dalam sel kanker payudara dan prostat manusia yang ditumbuhkan di dalam laboratorium, yang mendorong sel tumor untuk mati. Tetapi ada risikonya. Memblokir telomerase dapat mengganggu kesuburan, penyembuhan luka, dan produksi sel-sel darah serta sel pada sistem imun.

Telomer dan Penuaan

Ahli genetik Richad Cawthon dan koleganya di Universitas Utah menemukan bahwa pemendekan telomer diasosiasikan dengan umur yang pendek. Di antara orang-orang yang berusia lebih dari 60 tahun, yang memiliki telomer lebih pendek, 3 kali lebih mungkin untuk mati karena penyakit jantung dan delapan kali lebih mungkin akan mati karena penyakit infeksi.

Ketika pemendekan telomer dikaitkan dengan proses penuaan, belum diketahui apakah pemendekan telomer hanyalah sebuah tanda penuaan – seperti rambut abu-abu – atau sebenarnya memiliki kontribusi pada penuaan.

Jika telomerase membuat sel kanker tidak bisa mati, dapatkah telomerase mencegah sel normal dari penuaan? Dapatkah kita menambah waktu hidup dengan mempertahankan atau memperbarui panjang telomer dengan telomerase? Jika iya, akankah hal itu dapat meningkatkan risiko untuk menderita kanker?

Ilmuan tidak begitu yakin. Tetapi mereka telah berhasil menggunakan telomerase di lab untuk mempertahankan sel manusia membelah lebih dari batas normalnya, dan sel tersebut tidak berubah menjadi sel kanker.

Jika kita menggunakan telomerase untuk meng’abadi’kan sel manusia, mungkin kita bisa memproduksi sel dalam jumlah massal untuk transplantasi, termasuk produksi insulin untuk mengobati diabetes, sel otot untuk menyembuhkan penyakit otot, sel tulang rawan untuk arthritis, dan sel kulit untuk menyembuhkan luka bakar. Persediaan sel manusia yang normal yang tak terbatas di laboratorium juga akan membantu usaha untuk menguji obat yang baru dan terapi gen.

Seberapa besar peran telomer pada proses penuaan?

Beberapa spesies yang dapat hidup dalam waktu lama, seperti misalnya manusia, memiliki telomer yang jauh lebih pendek daripada mencit, yang hidup hanya beberapa tahun. Tidak ada yang tahu mengapa demikian. Tetapi ini adalah bukti bahwa telomer sendiri tidak menentukan waktu hidup.

Penelitian Cawthon menemukan bahwa ketika manusia dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan panjangnya telomer, sebagian yang memiliki telomer lebih panjang, hidup dalam jangka waktu rata-rata 5 tahun tebih lama daripada kelompok yang memiliki telomer pendek. Penelitian ini menyimpulkan bahwa waktu hidup dapat ditingkatkan 5 tahun dengan peningkatan panjang telomer pada orang yang telomernya pendek.

Orang-orang dengan telomer panjang masih dapat mengalami pemendekan telomer semakin mereka menua. Berapa tahun kemungkinan yang dapat ditambahkan ke waktu hidup kita jika pemendekan telomer berhasil dihentikan secara sempurna? Cawthon mempercayai 10 tahun atau bahkan 30 tahun.

Setelah umur 60, risiko kematian menjadi dua kali lipat setiap pertambahan umur 8 tahun. Sehingga seorang yang berumur 68 tahun memiliki kemungkinan mati dua kali lipat lebih besar dibandingkan dengan orang yang berumur 60 tahun. Penelitian Cawthon menemukan bahwa perbedaan pada panjang telomer diperhitungkan hanya 4%. Dan ketika intuisi memberi kita informasi bahwa orang tua memiliki risiko lebih besar untuk mati, hanya 6% yang terjadi karena usia kronologis. Ketika panjang telomer, usia kronologis dan gender dikombinasikan (wanita hidup lebih lama daripada pria), faktor tersebut diperhitungkan sebagai 37% dari variasi pada risiko kematian di atas umur 60. Jadi faktor apa lagi yang 63% menyebabkan kematian?

Penyebab utama penuaan adalah stres oksidatif. Ini menyebabkan kerusakan DNA, protein dan lemak yang disebabkan oleh oksidan, yang merupakan zat yang sangat reaktif yang mengandung oksigen. Oksidan normalnya diproduksi ketika kita bernafas, dan juga merupakan hasil dari pembengkakan, infeksi dan konsumsi alkohol dan juga rokok. Dalam suatu penelitian, ilmuan meletakkan cacing di dalam wadah yang di dalamnya terdapat dua zat yang menetralisir oksidan, dan waktu hidup cacing tersebut meningkat pada rata-rata 44%.

Faktor yang lain dalam penuaan adalah ‘glikasi’. Hal ini terjadi ketika glukosa, gula utama yang kita gunakan sebagai energy, berikatan dengan beberapa dari DNA kita, protein, dan lemak, kemudian meninggalkan molekul-molekul tersebut dalam keadaan tidak lagi memiliki kemampuan untuk bekerja. Masalah ini menjadi semakin buruk jika manusia bertambah tua, menyebabkan jaringan tubuh menjadi malfungsi, sehingga timbul penyakit dan kematian. Glikasi dapat menjelaskan mengapa studi di dalam laboratorium hewan mengindikasikan bahwa pembatasan jumlah konsumsi kalori akan menambah waktu hidup.

Kemungkinan besar stress oksidatif, pemendekan telomer dan usia kronologis – bersama-sama dengan variasi gen – semua menyebabkan penuaan.

Telomer dan penyakit lain

Orang yang mengidap penyakit dyskeratosis congenital memiliki telomer yang memendek lebih cepat daripada orang normal. Orang-orang ini menderita umur dan kematian prematur. Mereka menghadapi risiko yang lebih besar terhadap infeksi, leukimia, dan kanker darah, serta kerusakan intestinum, sirosis pada liver dan fibrosis pada paru-paru, selain itu juga pengerasan pada jaringan paru-paru. Mereka umumnya memiliki rambut abu-abu atau bahkan botak, sulit untuk pemulihan luka, bintik pada kulit, pelunakan tulang dan ketidakmampuan belajar. Telomer mungkin berperan dalam penciptaan kondisi tersebut, karena kondisi tersebut mengikutsertakan jaringan dimana sel sering membelah. Ada beberapa bukti yang mengaitkan pemendekan telomere dengan penyakit Alzhaimer, pengerasan arteri, tekanan darah tinggi dan diabetes tipe II.

Sumber: http://learn.genetics.utah.edu/content/chromosomes/telomeres/

Protein and Farting

Pernahkah Anda buang gas sedemikian sering setelah mengonsumsi protein (susu, kacang, kedelai, dsb)? Tidakkah keadaan itu sangat mengganggu aktivitas Anda? Apalagi jika sedang berada di lingkungan sosial (di kantor atau di keramaian). Bau gas itu lumayan mengganggu orang lain. Well, mungkin ini terlalu tabu untuk dibicarakan. Tetapi kenyataannya memang demikian.

Menurut sebagian besar sumber, ternyata konsumsi protein yang berlebih akan memicu pembuangan gas yang berlebihan pula. Kebutuhan protein setiap orang berbeda-beda, tergantung usia, jenis kelamin, aktivitas yang dilakukan sehari-hari, dsb. Karena itu, kita sendiri yang sebaiknya lebih tahu berapa kadar protein yang dibutuhkan oleh tubuh kita dalam sehari atau dalam sekali makan.

Beberapa orang dengan aktivitas ringan, biasanya cukup mengonsumsi 30-40 gram protein saja. Demikian pula seterusnya, orang dengan aktivitas berat membutuhkan protein yang lebih dari pada itu.

Beberapa produk susu ternyata juga perlu kita perhatikan. Jika dengan meminum susu tersebut kita menjadi sering buang gas, bisa jadi protein yang terkandung di dalam susu tersebut tidak mudah dicerna oleh tubuh kita. Artinya kita perlu memikirkan alternatif brand susu yang lain.

Baiklah, demikian dulu tentang Protein and Farting, semoga bermanfaat.

Wallahu'alam bisshowab.

Insomnia dan Lama Waktu Tidur Sebagai Mediator Hubungan Antara Insiden Depresi dan Hipertensi

Oleh: Gangwisch JE, Malaspina D, Posner K, Babiss LA, Heymsfield SB, Turner JB, Zammit GK, Pickering TG.

Latar Belakang
Depresi telah diketahui dapat digunakan untuk memprediksi insiden hipertensi dan kejadian kelainan kardiovaskuler lainnya dalam studi prospektif. Insomnia dan singkatnya masa tidur, yang merupakan gejala khusus dari depresi juga telah menunjukkan peningkatan resiko hipertensi. Insomnia berasosiasi dengan meningkatnya aktivasi aksis adrenal kelenjar hipotalamus dan singkatnya masa tidur meningkatkan tekanan darah hingga rata-rata 24 jam, yang jika melewati waktu itu dapat mengakibatkan adaptasi struktural, yang secara bertahap mengubah seluruh sistem kardiovaskuler untuk beroperasi pada tekanan equilibrium yang tinggi. Selama ini belum pernah ada penelitian yang membahas tentang insomnia dan lama waktu tidur yang menjembatani kejadian depresi dan hipertensi.

Metode
Kami mengerjakan analisis multivariasi longitudinal (1982-1992) berdasarkan umur, oleh First National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES I) (n = 4.913) menggunakan model ‘Cox proportional hazards’.

Hasil
Subjek paruh baya yang mengidap depresi, 44% lebih sering terdiagnosa hipertensi lebih dari periode lanjut setelah mengontrol kovariat (hazard ratio = 1.44, interval konfidensi 95% 1.15-1.180). Durasi waktu tidur yang sebentar dan insomnia juga secara signifikan berasosiasi dengan kejadian hipertensi. Konsisten dengan insomnia dan durasi waktu tidur sebagai mediator hubungan antara depresi dengan kejadian hipertensi, masuknya variabel ini dalam model multivariat lumayan dilemahkan asosiasinya (hazard ratio = 1.27, interval konfidensi 95% 1.00-1.61). Depresi, lamanya tidur dan insomnia tidak berasosiasi secara signifikan dengan kejadian hipertensi pada subjek orang tua.

Kesimpulan
Hasil ini menyarankan hipotesis bahwa perbaikan masalah tidur pada subjek paruh baya yang menderita depresi dapat mengurangi resiko terjadinya hipertensi dan komplikasi pada pembuluh darah dan jantung.


Catatan Saya
Atur waktu tidur, jangan sampai insomnia. Meskipun hari ini kita pengidap tekanan darah rendah, bukan berarti kita bebas dari hipertensi. Kualitas tidur sangat berpengaruh pada kesehatan kardiovaskuler dan jantung serta mempengaruhi efektivitas kita saat bekerja keesokan harinya.

Sumber: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19893498

Job Vacancy: CAST MEMBER SCIENCE CENTER

TRANS STUDIO BANDUNG

We challenge you to join with a marvelous and spectacular indoor Theme Park! Welcome to be part of our world in TRANS STUDIO BANDUNG!!! We are searching for high potential candidate for the following positions :
CAST MEMBER SCIENCE CENTER

Requirements:
S1 Degree from :
PHYSICS
CHEMISTRY
BIOLOGY
MATHEMATICS
Male or female maximum age 25 years old
Attention to detail
Good personality, diligent, careful, hard worker
Having good teaching ability
Having good communication and interpersonal Skill

Please send your application, CV, and recent photograph to :
ridha.r@transstudioworld.com
or
ferananda2006@yahoo.com

TRANS STUDIO BANDUNG Office:
Kawasan Terpadu Trans Studio Bandung
Jl. Gatot Subroto 289, Bandung 40273
Phone: 022-91099999 Fax:022-91099998


please visit: http://id.jobsdb.com/ID/EN/Search/JobAdSingleDetail?jobsIdList=200003000214366

Job Vacancy : SUPERVISOR

AARDWOLF PESTKARE INDONESIA, PT

We are Joint Venture Company, quality leading in our market and providing pest management service so that Clients will enjoy nothing but the best. Please see our Company profile at www.aardwolfpestkare.com . Currently we are looking for the best candidate to join our team as:
SUPERVISOR

Requirements :
Degree of Biology or Agriculture or Plant Disease (S1)
Male, max. 30 years old
GPA min. 3,00
Good leadership
Excellent personality & good communication
Aggressive
Posses driving license (SIM A)
Benefits :
Attractive salary & bonus, medical allowance
Career development & permanent employee



If you match with qualification above, please send your complete CV
including recent photo to:
agung@aardwolf.co.id

International PhD Programme of the Helmholtz Graduate School at the MDC

The Helmholtz Graduate School “Molecular Cell Biology” is a collaboration between the Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) and the Humboldt-Universität zu Berlin (HU), Freie Universität Berlin and Charité-Universitätsmedizin Berlin medical faculty. We offer, alongside outstanding research training, an interdisciplinary platform for structured PhD training to all doctoral students at the MDC. The graduate school currently supports 350 PhD students, one third of whom come from abroad.

The research diversity offered by the 55 groups working at the MDC covers the areas of
1.Cardiovascular & Metabolic Research
2.Cancer Biology & Immunology
3.Neurobiology
4.Developmental Biology
5.Medical Systems Biology & Bioinformatics
6.Structural Biology

The programme combines academic research, education and training from accomplished professors and researchers, access to high-end technology and collaborations, all within the campus. Research training is supplemented with teaching lectures in the main research areas, methods workshops, introductions to new technologies, soft-skills courses and opportunities for career development to foster the personal and scientific development of our students. To help our students keep track of the various activities and courses during their PhD, the Graduate School operates a Credit Point System for courses and conferences attended and participation in career development activities. This helps students to structure their training so that it meets individual needs and interest.

Fall 2011 PhD Selection

*Online registration will open May 10
*Deadline for Application September 1
*Pre-selection September 1 - 30
*Interview week in Berlin November 8 - 10


Important Notice for Applicants:
Successful candidates must start their PhD project at the latest by 1 May, 2012.

How to apply
1.Please register at the application portal.
2.After successful registration you will receive a confirmation link via email that allows you to log in. Please read the Information for applicants carefully.
3.Login at the application portal and fill out the sections. All mandatory fields are marked.
4.Upload all required documents.
5.Add the names and addresses of 2 referees. As soon as you have entered contact details your referees will automatically receive a request for letter of recommendation. Please make sure that references arrive on time! You cannot change your referee once you have saved the contact. If there is a problem contact us in time. References arriving after the deadline will not be processed and applications will be considered incomplete.
6.Don’t forget to submit your application once you have completed your sections. You don't have to wait for your reference letters to arrive for you to submit. After submission you won’t be able to edit the sections, but you can check the status of your letters of recommendation. We will inform you within 5 weeks of the application deadline whether you are invited for interviews to Berlin.

For further information please visit: http://www.mdc-berlin.de/en/phd_ausbildung/phd_program/Application_Portal/How_to_apply/index.html

Perniosis (Chilblains)

Perniosis (Chilblains) is a vasospastic, inflammatory disorder that occurs when the skin of individuals is unprotected and exposed to a nonfreezing, cold and damp environment. Chilblains are often idiopathic in origin but can be manifestations of serious medical conditions that need to be investigated. Chilblains can be prevented by keeping the feet and hands warm in cold weather.

The Symptoms of Perniosis:
1. Erythemateous (violaceous) blisters.
2. Ulcerations or pustules that sit on an edematous base.
3. Painful.
4. Burning or itching.


Treatment:
1. Keep your skin warm using silk or wool.
2. Exposure your skin in the warm water (do not use hot water).
3. Avoid rapid changes in tmeperature.
4. Do some massage around your perniosis area, to facilitate the blood circulation.
5. Avoid tight fitting socks and shoes.



Taken From:
1. Bohman, KD., Papadimos TJ., Gottwald LD. and Pan ZK. 2009. Perniosis (Chilbains) as CA-MRSA: a case report. Cases Journal. 2: 6500.
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Chilblains

Picture taken from:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Wintertenen.jpg

Vitrification

Vitrification is also known as hyperhydricity, is a morphological and physiological disorder of plants vegetatively propagated in vitro. They have a glassy appearance. Their stems and leaves are often thick, rigid and easily breakable.

They are characterized by decreased protein and chlorophyll content, low phenolics, an increase water content and an altered ion composition. In many cases, vitrification leaves do not have palisade tissues, instead they have only a spongy and largely vacuolated mesophyll with large intercellular spaces.

Vitrification is dependent on water availability, micronutrient content and hormonal imbalance in the media. However, microenvironment of the culture vessel and ethylene composition inside the culture vessel were found to have a prolonged effect on vitrification.

Histochemical studies of guard cells from vitrification leaves revealed lower levels of lignins, cellulose, pectins and cutin, as well as deposits of callose.

Microscopic studies indicated that the pore surrounded by the guard cues in vitrification leaves is more rounded in contrast to the elliptical pore in normal leaves. Faulty orientation ans callose presence affected the stomatal apparatus movement in hyperhydric leaves. The availability of Ca2+ and other ions, known to affect callose formation may have affected cell wall thickening, microfibril orientation and callose formation in the walls. Callose instead of cellulose deposition under such conditions may have caused stomatal malfunction.



Taken From: Hazarika, BN. 2006. Morpho-physiological disorders in in vitro culture of plants. Scientia Horticulture. 108: 105-120.

gambar diambil dari: http://btc.nchu.edu.tw/myweb3/SP3-2.htm