Sel Punca dan Kultur Jaringan
Jaringan
Embrionik (Meristem) Tumbuhan
Jaringan
meristem terdiri dari sekelompok sel yang tetap dalam fase pembelahan. Sel
meristem mempunyai sifat sifat sebagai berikut.
- Terdiri
dan sel-sel muda dalam fase pembelahan dan pertumbuhan.
- Biasanva
tidak ditemukan adanya ruang antarsel di antara sel-sel meristem.
- Sel-selnya
mungkin berbentuk bulat, lonjong, atau poligonal dengan dinding sel yang
tipis.
- Masing-masing
sel mengandung banyak sitoplasma dan mengandung satu atau lebih inti sel.
- Vakuola
sel sangat kecil atau mungkin tidak ada.
Jaringan Meristem tumbuhan
dikelompokkan berdasarkan berbagai kriteria yaitu posisinya dalam
tubuh tumbuhan, asal-usulnya, jaringan tumbuhan yang dihasilkannya,
strukturnya, taraf perkembangannya, dan fungsinya. Berdasarkan posisinya dalam
tubuh tumbuhan, jaringan meristem dibedakan menjadi:
- meristern
apikal: terdapat di ujung pucuk utama dan pucuk lateral serta ujung
akar,
- meristem
interkalar: terdapat di antara jaringan dewasa, contohnya meristem pada
pangkal ruas tumbuhan anggota suku rumput rumputan.
- meristem
lateral: terletak sejajar dengan permukaan organ tempat ditemukannya,
contohnya kambium dan kambium gabus (felogen).
Berdasarkan
asal-usulnya, meristem dikelompokkan menjadi:
- Meristem
primer: Apabila sel sel nya berkembang langsung dari sel-sel
embrionik (meristem apikal),
- meristem
sekunder: apabila sel-selnya berkembang dan jaringan dewasa yang sudah
mengalami deferensiasi. Contohnya kambium dan kambium gabus (felogen).
Jaringan
Embrionik (Meristem) Tumbuhan
Jaringan meristematik terdiri dari sel-sel meristem, suatu analog dari sel-sel
punca (stem cells) hewan. Jaringan meristematik
adalah jaringan yang sel-selnya selalu membelah. Jaringan ini terdapat pada
fase embrio. Pada tubuh manusia dan hewan vertebrata, jaringan meristematik
terdapat hanya pada bagian tertentu. Misalnya, pada ujung tulang pipa yang masih
muda dan pada sumsum tulang belakang yang membentuk sel-sel darah.
Jaringan embrional adalah jaringan
muda yang sel-selnya selalu membelah dan merupakan hasil pembelahan sel zigot.
Jaringan ini akan mengalami spesialisasi, artinya akan mengalami perubahan menjadi
bermacam-macam bentuk maupun fungsinya.
Perbedaan
Sel Meristem pada Hewan dan Tumbuhan
Sifat
Sel-Sel Meristem pada Sel Hewan
|
Sifat
Sel-Sel Meristem pada Sel Tumbuhan
|
1.
Terdapat pada fase embrio.
|
1. Terdiri dan sel-sel muda dalam
fase pembelahan dan pertumbuhan.
|
2.
Hanya
pada bagian tertentu. Misalnya, pada ujung tulang pipa yang masih muda dan
pada sumsum tulang belakang yang membentuk sel-sel darah.
|
2.
Biasanya
tidak ditemukan adanya ruang antarsel di antara sel-sel meristem.
|
3.
Ciri-ciri sel meristemnya yaitu: memiliki membran
inti, memiliki vakuola kecil dan banyak memiliki lisosom, memiliki membran
plasma, tidak memiliki gliokosom, memiliki sentriol, memiliki bentuk yang
berubah-ubah.
|
3. Ciri-ciri sel meristemnya yaitu:
ukuran selnya kecil, berdinding tipis, memiliki nukleus yang relatif besar,
vakuola berukuran kecil dan kaya akan sitoplasma, serta selnya berbentuk
kuboid atau perismatis.
|
4.
Sel punca belum merupakan sel dengan spesialisasi
fungsi tetapi dapat memperbaharui dan dengan pembelahan sel bahkan setelah
tidak aktif dalam waktu yang panjang.
|
4.
Sel-sel
belum mengalami diferensiasi (sel meristematik), ditemukan di zona tanaman
dimana pertumbuhan terjadi.
|
5.
Dalam situasi tertentu, sel punca dapat diinduksi
untuk menjadi sel dengan fungsi tertentu seperti sel jaringan maupun sel
organ yang mempunyai tugas tersendiri. Pembelahan hanya terjadi dalam kondisi
tertentu.
|
5. Pada waktu bagian meristem yang
lain menambah sel-sel baru ke bagian lain tumbuhan, ada sel-sel tertentu yang
membelah diri sedemikian rupa. Hal tersebut menyebabkan pada tiap pembelahan,
salah satu sel anakan (pemula) tetap berupa meristem, sedangkan sel anakan
lain akan mengalami modifikasi.
|
Sifat – sifat
Pluripotensi, Polipotensi, Totipotensi dan Unipotensi.
§ Pluripotensi : dapat berdiferensiasi menjadi semua
jenis sel dalam tubuh namun tidak dapat membentuk menjadi suatu organisme baru
§ Polipotensi : dapat berdiferensiasi menjadi beberapa
sel dewasa.
§ Totipotensi : potensi untuk berdiferensiasi menjadi
semua jenis sel, dapat bertambah menjadi organisme baru bila diberikan dukungan
maternal yang memadai
hubungannya di kultur jaringan : sel dengan sifat tersebut bisa digunakan untuk menghasilkan anakan seragam dalam jumlah yang banyak dan cepat.
hubungannya di kultur jaringan : sel dengan sifat tersebut bisa digunakan untuk menghasilkan anakan seragam dalam jumlah yang banyak dan cepat.
§ Unipotensi
: dapat menghasilkan satu jenis sel tertentu, tetapi memiliki kemampuan
memperbarui diri yang tidak dimiliki oleh sel yang bukan sel induk.
Sel Punca
Sel
punca, sel induk, sel batang (bahasa Inggris: stem
cell) merupakan sel yang
belum berdiferensiasi dan mempunyai potensi yang sangat
tinggi untuk berkembang menjadi banyak jenis sel yang berbeda di dalam tubuh. Sel punca juga berfungsi sebagai sistem
perbaikan untuk mengganti sel-sel tubuh yang telah rusak demi kelangsungan
hiduporganisme.
Saat sel punca terbelah, sel yang baru mempunyai potensi untuk tetap menjadi
sel punca atau menjadi sel dari jenis lain dengan fungsi yang lebih khusus,
misalnya sel otot, sel darah merah atau sel otak.
Istilah
sel stem cell sendiri dikenalkan oleh ahli histologi Rusia, Alexander Maskimov,
pada tahun 1908. Ia berteori bahwa ada satu macam sel induk yang akan
berkembang menjadi berbagai jenis sel darah, seperti menjadi sel darah merah
dan sel darah putih. Teori ini akhirnya baru terbukti 70 tahun kemudian. Sel
ini memiliki ciri mampu membelah diri secara terus menerus dan tidak mempunyai
spesifikasi pembelahan, tetapi dengan induksi yang tepat, stem cell akan dapat
membelah diri menjadi sel yang diinginkan seperti sel jantung, sel saraf, serta
sel otot.
Karakteristik
Sel Punca:
·
Belum berdiferensiasi, sehingga belum memiliki
bentuk dan fungsi yang spesifik layaknya
sel-sel lain yang menyusun organ tubuh.
·
Mampu memperbanyak diri, yaitu dengan cara bereplikasi
untuk menghasilkan sel-sel yang berkarakteristik sama dengan sel induknya.
·
Dapat berdiferensiasi menjadi lebih dari satu jenis
sel. Sel punca bersifat pluripoten atau multipoten, bergantung pada jenis sel
punca tersebut. Pluripoten adalah kemampuan sel untuk berdiferensiasi menjadi
sel tubuh apapun yang berasal dari ketiga lapisan embrional, sedangkan
multipoten adalah kemampuan sel untuk berdiferensiasi hanya menjadi beberapa
jenis sel yang biasanya berada dalam suatu golongan.
Sel-sel
induk dapat digolongkan berdasarkan potensi yang dimiliki oleh sel tersebut:
-
Sel
induk ber-totipotensi (toti=total) adalah sel induk yang
memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, yaitu sel
ekstraembrionik, sel somatik, dan sel seksual. Jenis sel ini dapat bertumbuh
menjadi organisme baru bila diberikan dukungan maternal yang memadai. Sel induk
bertotipotensi diperoleh dari sel induk embrio,
hasil pembuahan sel telur oleh sel sperma.
-
Sel induk ber-pluripotensi (pluri=jamak)
adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel dalam tubuh,
namun tidak dapat membentuk suatu organisme baru.
-
Sel induk ber-multipotensi adalah
sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi beberapa jenis sel dewasa.
-
Sel induk ber-unipotensi (uni=tunggal)
adalah sel induk yang hanya dapat menghasilkan satu jenis sel tertentu, tetapi
memiliki kemampuan memperbarui diri yang tidak dimiliki oleh sel yang bukan sel
induk.
Contoh
penerapan manfaat stem cell
-
Karena kemampuannya untuk berubah menjadi jaringan lain
dan berkembang menjadi organ, maka stem cell bisa ditumbuhkan secara invitro
untuk membentuk organ tertentu. Telinga manusia dari stem cell yang ditumbuhkan
secara invitro pada cawan agar yang berisi nutrisi. Setelah tumbuh sempurna,
daun telinga ini akan dicangkokkan kembali pada sang donor stem cell semula.
-
Stem cell juga bisa digunakan untuk menyembuhkan
kebutaan karena kerusakan makular.
Sel epitelial yang ditumbuhkan dari stem cell telah siap diinjeksikan untuk
menyembuhkan kebutaan .
Kultur Jaringan
Kultur jaringan/Kultur In Vitro/Tissue
Culture adalah suatu teknik untuk mengisolasi, sel, protoplasma, jaringan, dan
organ dan menumbuhkan bagian tersebut pada nutrisi yang mengandung zat pengatur
tumbuh tanaman pada kondisi aseptik,sehingga bagian-bagian tersebut dapat
memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman sempurna kembali.
Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu
memperbanyak tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan
secara generatif. Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa
keunggulan, antara lain: mempunyai sifat yang identik dengan induknya, dapat
diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat
yang luas, mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang
singkat, kesehatan dan mutu bibit lebih terjamin, kecepatan tumbuh bibit lebih
cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.
Landasan kultur jaringan didasarkan atas
tiga kemampuan dasar dari tanaman, yaitu:
1.
Totipotensi
adalah potensi atau kemampuan dari sebuah sel untuk tumbuh dan berkembang
menjadi tanaman secara utuh jika distimulasi dengar benar dan sesuai. Implikasi
dari totipotensi adalah bahwa semua informasi tentang pertumbuhan dan
perkembangan suatu organisme terdapat di dalam sel. Walaupun secara teoritis
seluruh sel bersifat totipotensi, tetapi yang mengekspresikan keberhasilan
terbaik adalah sel yang meristematik.
Teori totipotensi ini
dikemukakan oleh G. Heberlandt tahun 1898. Dia adalah seorang ahli fisiologi
yang berasal dari Jerman. Pada tahun 1969, F.C.
Steward menguji ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil satu sel empulur wartel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi satu individu wortel. Pada tahun 1954, kultur jaringan dipopulerkan
oleh Muer, Hildebrandt, dan Riker.
Steward menguji ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil satu sel empulur wartel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi satu individu wortel. Pada tahun 1954, kultur jaringan dipopulerkan
oleh Muer, Hildebrandt, dan Riker.
2.
Rediferensiasi
adalah kemampuan sel-sel masak (mature) kembali menjadi ke kondisi meristematik
dan dan berkembang dari satu titik pertumbuhan baru yang diikuti oleh
rediferensiasi yang mampu melakukan reorganisasi manjadi organ baru.
3.
Kompetensi
menggambarkan potensi endogen dari sel atau jaringan untuk tumbuh dan
berkembang dalam satu jalur tertentu. Cantohnya embrioagenikali kompeten cel
adalah kemampuan untuk berkembang menjadi embrio funsional penuh. Sebaliknya
adalah non-kompeten atau morfogenetikali tidak mempunyai kemampuan.
Keuntungan dari
kultur jaringan adalah:
-
Dalam waktu
singkat dapat menghasilkan bibit yang diperlukan dalam jumlah banyak.
-
Sifat tanaman
yang dikultur sesuai dengan sifat tanaman induk.
-
Tanaman yang
dihasilkan lebih cepat berproduksi.
-
Tidak membutuhkan
area tanam yang luas.
-
Tidak perlu
menunggu tanaman dewasa, kita sudah dapat membiakkannya.
Sumber :
Pujiyanto, Sri.2014.Menjelajah Dunia Biologi Hal 67.Solo:Platinum
Irnaningtyas.2013.Biologi untuk SMA/MA kelas XI hal 119.Jakarta:Erlangga
Brainly.co.id
Wikipedia
Blog BCM
(Biologi Media Center)