Sel Punca dan Kultur Jaringan

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.

§  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.

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)