GENETIKA MOLEKULER DNA REPAIR

BAB I

PENDAHULUAN

Sejarah Penemuan Mekanisme Perbaikan DNA

Thomas Carell dan Eva Bürckstümmer di Ludwig Maximillan University of Munich, Jerman, telah membuat rantai-rantai DNA pendek yang mengandung lesi (cacat/luka). Carell menjelaskan bahwa ini adalah kunci untuk memahami reparasi DNA.  Lesi-lesi yang terdapat pada DNA ini analog dengan lesi yang timbul apabila sinar UV mengenai DNA yang tersimpan dalam spora seperti spora bakteri Bacillus. Di alam, spora-spora ini bisa menjadi tidak aktif (dorman) selama bertahun-tahun, dengan menyimpan DNA, tetapi kemudian hidup kembali.

Carell dan Bürckstümmer membuat rantai-rantai DNA mereka dengan mensintesis dua isomer dari sebuah analog lesi dinukleotida dan memasukkannya ke dalam DNA. Mereka menemukan bahwa salah satu DNA lebih stabil dibanding yang lainnya, sehingga menandakan bahwa lesi alami bisa memiliki struktur yang mirip dengan analognya dalam DNA yang lebih stabil. Carell menyebutkan bahwa analog-analog lesi yang serupa adalah substrat untuk enzim reparasi DNA spora sehingga rantai-rantai DNA yang baru bisa membantu dalam meneliti lebih lanjut tentang mekanisme enzim ini.

Glen Burley, seorang ahli di bidang nanoteknologi DNA di Universitas Leicester, Inggris, mengatakan bahwa penelitian ini menarik karena menemukan sebuah metode untuk meneliti bagaimana spora bakteri mereparasi DNA yang rusak. "Mekanisme yang terlibat perlu segera diketahui karena proses kerusakan DNA pada spora berbeda dengan yang terjadi pada mamalia," kata dia. "Metode-metode ini kemungkinan akan membuka pemahaman yang lebih besar tentang bagaimana spora bisa bertahan hidup selama periode waktu yang lama dan pada kondisi-kondisi yang tidak cocok – misalnya pada sumber mata air panas atau dibawah keterpaparan sinar UV."

Carell menjelaskan bahwa walaupun proses reparasi pada spora berbeda, tetapi fenomena pengenalan lesi oleh enzim bersifat umum. Enzim-enzim seperti ini juga bekerja dalam sel-sel kita, sehingga pemahaman yang lebih mendalam tentang kelompok enzim yang membingungkan ini diperlukan. Kegagalan-kegagalan reparasi DNA ini bertanggungjawab untuk terjadinya mutasi yang selanjutnya mengarah pada situasi seluler berbahaya yang bisa menghasilkan kanker. <--more-->

BAB II

ISI

A. Mutasi DNA

DNA merupakan bahan genetik yang harus disampaikan kepada generasi berikutnya. Terdiri dari tiga komponen utama, yaitu gugus fosfat, gula 5-karbon (deoksiribosa) dan basa nitrogen. DNA akan mengalami proses perbanyakan sebagai salah satu tahapan sangat penting dalam proses pertumbuhan sel. DNA sebagai materi genetic yang selalu mengalami berbagai reaksi kimia dan selalu melakukan copy DNA. Perubahan struktur DNA ini disebut mutasi DNA yang dapat terjadi pada saat proses replikasi DNA. Ada beberapa tipe mutasi gen:

Ø   Missense mutation

Adalah mutasi yang menyebabkan perubahan kodonspesifik suatu asam amino ke asam amino yang lain

Ø   Nonsense mutation

Adalah mutasi yang menyebabkan perubahan kodon spesifik suatu asam amino ke kodon terminasi

Ø   Insertion

Insersi mengakibatkan suatu perubahan jumlah basaDNA pada gen dengan menambahkan sebagiandari DNA (pada nukleotidanya). Hasilnya, protein yang dibuat oleh gen tersebut tidak dapat berfungsi semestinya.

Ø   Deletion

Delesi mengakibatkan perubahan jumlahbasa DNA pada gen denganmenghilangkan sebagian dari DNA. DNA yang hilang akan mengubah fungsidari protein tersebut.

Ø   Duplication

Duplikasi terdiri dari sebagian DNA yangterkopi satu atau lebih dari satu kali. DNA yang terkopi akan mengubah fungsi dariprotein tersebut.

Ø   Frameshift mutation

Mutasi frameshift menggeser pengelompokan daribasa dan mengubah pengkodean untuk asamamino. Protein yg dihasilkan biasanya tidak berfungsi.

Ø   Repeat expansion

Repeat expansion atau penguraianberulang adalah mutasi yangmeningkatkan banyaknya rantai pendek DNA berkali-kali, mengakibatkan proteinyang dihasilkan tidak dapat berfungsidengan benar.

Untuk menstabilkan hal tersebut maka DNA memiliki kemampuan untuk memperbaiki (repair) kesalahan yang terjadi pada dirinya sendiri. Jika mutasi DNA yang terjadi cukup banyak dan DNA tidak sempat untuk memperbaiki (repair) dirinya sendiri maka akan terjadi kelainan ekspresi genetic bahkan menyebabkan terjadinya penyakit genetik. Konsumsi makanan yang bergizi serta istirahat yang cukup memungkinkan tubuh untuk dapat melakukan repair DNA.

B. DNA Repair

DNA  bukanlah substansi yang lemah,  telah dilengkapi dengan mekanisme tertentu yang mampu menetralisasi “gangguan-gangguan” yang terjadi sehingga tidak membawa efek negatif. Mekanisme yang dimiliki DNA tersebut adalah mekanisme DNA repair (perbaikan DNA) yang terjadi pada fase tertentu dalam siklus sel.

Pada fase G1 (Gap 1) terdapat check point yaitu suatu tempat dimana susunan DNA akan dikoreksi dengan seteliti-telitinya. Apabila ada kesalahan, sel mempunyai dua pilihan : Pertama, kesalahan tersebut diperbaiki dengan cara mengaktifkan DNA repair. Namun, apabila kesalahan yang ada sudah tidak mampu lagi ditanggulangi, sel memutuskan untuk mengambil pilihan kedua yaitu “dimatikan” daripada hidup membawa pengaruh buruk bagi lingkungan sekelilingnya. Saat itulah keputusan untuk berapoptosis diambil. Sel dengan DNA normal akan meneruskan perjalanan untuk melengkapi siklus yang tersisa yaitu S (Sintesis), G2 (Gap 2) dan M (Mitosis).

Mengapa perbaikan DNA sangat penting?

Singkatnya: untuk menanggulangi 'erosi timedependent dari genom'. Yang sedikit lebih panjang jawabannya adalah bahwa ribuan masalah dengan DNA muncul setiap hari di setiap sel tubuh, yang masing-masing harus berhasil terdeteksi dan, jika perlu, diubah. Sistem perbaikan DNA mendeteksi dan mengkoordinasikan respon terhadap serangan tersebut, mempengaruhi langkah-langkah untuk mencegah kematian sel atau menghapus sel-sel kanker dari sistem tubuh. Dilakukan oleh serangkaian protein sel inti, untuk mempertahankan integritas DNA, melindungi kita dari kanker, penuaan, dan berbagai macam terkait penyakit, menjaga sistem kekebalan tubuh dan lebih penting melestarikan gen kita untuk anak-anak kita.

Kerusakan DNA akibat bahan kimia, fisik, dan lingkungan diklasifikasikan menjadi empat tipe, yaitu:

I.            Perubahan satu basa A.    Depurinasi B.     Deaminasi sitosin menjadi uraasil C.     Deaminasi adenine menjadi hipoxantin D.    Alkilasi basa E.     Insersi atau delesi nukleotida F.      Penyertaan analog basa     II.            Perubahan dua basa A.    Dimmer antartimin (pirimidin) yang diinduksi oleh sinar UV B.     Ikatan silang agen pengalkil bifungsional  III.            Pemutusan rantai A.    Radiasi pengionan B.     Disintegrasi elemen rangka (tulang punggung) oleh radioaktivitas C.     Pembentukan radikal bebas oksidatif  IV.            Ikatan silang A.    Antara basa di untai yang sama atau berlawanan B.     Antara DNA dan molekul protein (mis. Histon)

C. Mekanisme Perbaikan Dna

Region abnormal DNA, baik karena kesalahan penyalinan atau kerusakan DNA, diganti melalui empat mekanisme, yaitu:

1.      Mismatch repair (perbaikan ketidakcocokan)

2.      Base excision repair (perbaikan dengan memotong basa)

3.      Nucleotide excision repair (perbaikan dengan mengeluarkan/memotong nukleotida)

4.      Double strand break repair (perbaikan kerusakan untai ganda)

Tabel. Mekanisme perbaikan DNA

Mekanisme	Masalah	Solusi
Mismatch repair (perbaikan ketidakcocokan)	Kesalahan penyalinan (lengkung tak berpasangan dengan dua sampai lima basa atau satu basa)	Pemotongan untai yang diarahkan oleh metal, pencernaan oleh eksonuklease, dan penggantian
Base excision repair (perbaikan dengan memotong basa)	Kerusakan satu basa yang timbul spontan akibat bahan kimia atau radiasi	Pengeluaran basa oleh N-glikosilase, pengeluaran gula tanpa basa, penggantian
Nucleotide excision repair (perbaikan dengan memotong nukleotida)	Kerusakan suatu segmen DNA secara spontan akibat bahan kimia atau radiasi	Pengeluaran oligomer sekitar 30 nukleotida dan penggantian
Double strand break repair (perbaikan kerusakan untai ganda)	Radiasi pengionan, kemoterapi, radikal bebas oksidatif	Sinapsis, penguraian, penyusunan, dan ligasi.

   

1. Mismatch repair (Perbaikan yang tidak berpasangan/ketidakcocokan)

Mismatch repair memperbaiki kesalahan yang dibuat ketika DNA disalin. Contohnya, C dapat terselip berhadapan dengan A, atau polymerase dapat “tergelincir” atau “tersendat” dan menyisipkan dua sampai lima basa tambahan yang tidak berpasangan. Protein-protein yang spesifik memindai DNA yang baru dibentuk menggunakan metilasi adenine  di dalam sekuens GATC sebagai titik referensi. Untai cetakan mengalami metilasi, dan untai yang baru dibentuk tidak demikian. Perbedaan ini tidak memungkinkan enzim perbaikan mengidentifikasi untai yang mengandung kesalahan nukleotida dan memerlukan pergantian. Jika ditemukan ketidakcocokan atau lengkung kecil, suatu GATC endonuklease memotong untai yang mengandung mutasi di tempat yang berkorespondensi dengan GATC. Suatu eksonuklease kemudianmencerna untai ini dari GATC dan melalui mutasi sehingga DNA yang cacat tersebut dapat dibuang. Hal ini dapat berlangsung dari kedua ujung jika cacat tersebut diapit oleh dua tempat GATC. Cacat ini kemudian di isi oleh enzim sel normal sesuai aturan pembentukan pasangan basa.

Untuk memperbaiki basa yang tidak berpasangan  harus diketahui pasangan basa mana yang salah. Pada E. coli, ini dapat diketahui oleh methylase yang disebut dengan  "Dam methylase", dimana dapat memetilasi adenines yang terdapat pada urutan (5')GATC .  Segera sesudah replikasi DNA,  template strand dimetilasi, tetapi strand yang baru disintesa belum dimetilasi. Jadi  antara template strand dan new strand akan berbeda. Pada E. coli, diperlukan tiga protein (Mut S, Mut C, dan Mut H) untuk mengenali mutasi dan memotong untai. Enzim lain di dalam sel, termasuk ligase, plimerase, dan SSB mengeluarkan dan mengganti untai.

Dimulai dengan berikatannya protein MutS pada  mismatched base pairs.  Kemudian MutL mengaktifkan MutH untuk bergabung bersama pada urutan GATC. MutH akan membelah strand yang tidak dimetilasi pada tempat GATC .  Selanjutnya, segment dari tempat pembelahan akan dibuang oleh enzim exonuclease (dengan bantuan enzim helicase II dan SSB proteins).

Bila pembelahannya pada bagian 3' dari kerusakan, akan dipotong oleh enzim exonuclease I   dan bila pada bagian 5' oleh enzim exonuclease VII atau RecJ  untuk mendegradasi single tranded  DNA.    Kekosongannya akan diisi dengan bantuan enzim DNA polymerase III dan DNA ligase.

Jarak antara tempat GATC dengan kerusakan bisa mencapai sepanjang 1,000 base pairs .

DNA. Mekanisme ini memperbaiki kesalahan pembentukan satu pasangan basa (mis. C dengan A, bukannya T dengan A) atau sepotong pendek DNA yang tidak berpasangan. Bagian yang cacat dikenali oleh suatu endonuklease yang melakukan pemotongan untai-tunggal di sekuens GATC termetilasi. Untai DNA dikeluarkan melalui mutasi, diganti, lalu disambung kembali.

2. Base excision repair (Perbaikan dengan memotong Basa)

Depurinasi DNA, yang terjadi secara spontan karena labilitas termal ikatan N-gglikosida purin, terjadi dengan kecepatan 5.000-10.000/sel/hari pada suhu 37⁰ C. enzim-enzim spesifik mengenali bagian yang mengalami depurinasi dan menggantikannya dengan purin yang secara langsung, tanpa interupsi pada tulang punggung phospodiester.

Basa sitosin, adenine, dan guanine di DNA secara spontan membentuk,  masing-masing, urasil, hipoxantin, xantin. Karena tidak ada satupun dari ketiga basa tersebut yang terdapat di DNA pada keadaan normal, tidaklah mengherankan jika N-glikosilase spesifik dapat mengenali basa-basa abnormal ini yang mengeluarkan sendiri basa dari DNA. Pengeluaran ini menandai letak kecacatan dan memungkinkan endonuklase apurinik atau apirimidinik memotong gula tanpa basa. Basa yang sesuai kemudian memotong gula tanpa basa ini. Basa yang sesuai kemudian dipasang oleh DNA polymerase, dan ligase memperbalikkan DNA ke keadaannya semula. Rangkaian kejadian ini disebut base excision repair (perbaikan dengan memotong basa). Dengan rangkaian langka serupa yang mula-mula melibatkan defek, basa teralkilasi dan analog basa dapat dikeluarkan dari DNA dan DNA dipulihkan kebentuknya semula. Mekanisme ini cocok untuk menggantikan basa tunggal, tetapi tidak efektif untuk mengganti region DNA yang rusak.

Basa-basa DNA dapat dirusak melalui deamination atau alkylation. Tempat kerusakan basa tersebut disebut dengan  "abasic site" atau "AP site".  Pada E.coli, enzim DNA glycosylase dapat mengenal AP site dan membuang basanya.  Kemudian AP endonuclease membuang AP site dan  nucleotida sekitarnya.  Kekosongan akan diisi dengan bantuan DNA polymerase I dan DNA ligase. 

Gambar. Base Excison-repair DNA, enzim urasil DNA glikosilasil membuang urasil yang terbentuk dari deaminasi spontan sitosin di DNA. Suatu endonuklease memotong kerangka utama untai di dekat defek; lalu setelah endonuklease mengeluarkan beberapa basa, defek tersebut diisi melalui kerja polimerasi dan untai tersebut kembali dihubungkan oleh suatu ligase.

3. Nucleotide excision repair (perbaikan dengan memotong nukleotida)

Mekanisme ini digunakan untuk menggantikan suatu regio DNA dengan panjang30 bp yang mengalami kerusakan. Penyebab umum kerusakan DNA semacam ini adalah sinar ultraviolet (UV), yang memicu pembentukan dimmer antarpirimidin siklobutan, dan merokok, yang menyebabkan pembentukan adduct (addition product) benzo [a]piren-guanin. Radiasi pengion, obat kemoterapi kanker, dan berbagai bahan kimia yang terdapat dilingkungan yang dan dapat menyebabkan modifikasi basa, putusnya untai, ikatan silang antara basa di untai yang berhadapan atau DNA dan protein, dan berbagai defek lain. Cacat-cacat ini diperbaiki oleh suatu proses yang disebut perbaikan yang disebut eksisi nukleotida. Proses rumit, yang melibatkan lebih banyak produk gen dibandingkan dengan dua tipe perbaikan sebelumnya, pada dasar mencakup hidrolisis dua ikatan phospodiester di untai yang mengandung kecacatan. Suatu nuclease eksisi khusus (eksinuklease), yang terdiri dari paling sedikit tigan subunit pada E. coli dan 16 polipeptida pada manusia, melaksanakan tugas ini. Di sek eukariot, enzim-enzim memotong antara ikatan phospodiester ketiga dan kelima 3^’ dari lesi, dan dari sisi 5^’ potongan terletak di suatu tempat antara ikatan keduapuluh satu dan keduapuluh lima. Karena itu, terjadi eksisi suatu fragmen DNA dengan panjang 27-29 nukleotida. Untai yang dikeluarkan kemudian diganti, juga pembentukan pasangan basa yang tepat, melalui kerja polymerase lain yang belum diketahui (d/e pada manusia), dan ujung-ujung untai disatukan dengan untai yang sudah ada oleh DNA ligase. Pada E. coli, protein UvrA, UvrB, dan UvrC berperan dalam membuang nukleotida ( dimer akibat UV light).  Kemudian kekosongan akan diisi dengan bantuan enzim DNA polymerase I dan DNA ligase.  Pada yeast,  proteins Uvr's dikenal dengan nama RADxx ("RAD" kependekan dari "radiation"), seperti RAD3, RAD10, dan lain-lain.

Gambar. Perbaikan-eksisi nukleotida (nukleotida excision repair). Mekanisme ini digunakan untuk memperbaiki defek besar DNA dan umumnya melibatkan lebih banyak protein disbanding mismatch repair atau perbaikan eksisi basa. Setelah kelainan dideteksi (ditandai oleh XXXX) dan DNA yang mengandung kelainan tersebut diraikan/(unwinding), suatu nuclease eksisi (eksinuklease) memotong DNA disebelah hulu dan hilir dari bagian yang cacat. Celah ini kemudian diisi oleh polymerase dan disambung kembali.

4. Double strand break repair (perbaikan kerusakan untai ganda)

Perbaikan kerusakan untai ganda merupakan bagian dari proses fisiologis tata ulang gen imunoglobulin. Perbaikan ini merupakan mekanisme penting untuk memperbaiki DNA yang rusak, seperti yang terjadi akibat radiasi pengion atau pembentukan radikal bebas oksidatif. Sebagian obat kemoterapi merusak sel dengan merusak untai ganda atau perbaikannya.

Mula-mula terdapat dua protein yang berperan dalam penyatuan kembali non homolog suatu kerusakan untai ganda. Ku, suatu heterodimer subunit 70 kDa dan 86 kDa, berikatan dengan ujung-ujung bebas DNA aktivitas helikase dependen-ATP laten. Heterodimer Ku yang berikatan dengan DNA merekrut suatu protein kinase unit, protein kinase dependen DNA (DNA PK). DNA-PK memiliki satu ikatan bagi ujung-ujung bebas DNA dan satu tempat ikatan untuk dsDNA tepat di bagian dalam ujung-ujung unit. Karena itu, enzim-enzim ini memungkinkan aproksimasi kedua ujung yang terpisah. Ujung bebas kompleks DNA-Ku-DNA-PK membangkitkan aktivitas kinnase pada ujung-ujung yang terpisah. DNA-PK secara timbale balik memphosporilasi KU dan molekul DNA-PK lain di untai yang berlawanan, ditrans. DNA-PK kemudian kemudian terlepas dari DNA dan KU, menyebabkan aktivasi Ku helikase. Hal ini menyebabkan penguraian kedua ujung DNA. DNA yang telah di urai dan sudah diaproksimasi kemudian membentuk pasangan basa; kelebihan ekor nukleotida dibuang oleh eksonuklease; dan celah yang ada di isi dan ditutup oleh DNA ligase.

Gambar. Perbaikan kerusakan untai ganda DNA. Protein Ku dan protein kinase dependen-DNA berikatan untuk mendekatkan kedua untai dan menguraikannya. Fragmen-fragmen yang telah berjajar membentuk pasangan basa; kelebihan ujung dikeluarkan, mungkin oleh endonuklease atau eksonuklease terkait DNA-PK, dan celah kemudian diisi; dan kontinuitas untai dipulihkan oleh ligase.

D. Perbaikan Dna dan Penuaan: Life-Span, Diet dan Dna

Mengapa kura-kura dapat memiliki umur yang lebih panjang? Para ilmuwan menemukan sesuatu yang menarik, mengapa spesies yang berbeda memiliki rentang hidup yang berbeda. Salah satunya berhubungan dengan metabolisme. Manusia dan mamalia lain memiliki tingkat metabolisme lebih tinggi daripada reptil. Seperti kita menghirup udara, oksigen berdifusi ke dalam sel kita, memicu proses combustive dari respirasi, mendorong metabolisme, untuk pertumbuhan dan perkembangan. Proses tersebut memiliki efek samping berbahaya yang dapat merusak DNA, disebut reaktif oksigen (ROS). Semakin tinggi metabolisme, semakin besar potensi kerusakan dan semakin besar kemungkinan sel kita untuk bermutasi dan kerusakan. Reptil, seperti kura-kura mungkin kurang rentan terhadap kerusakan DNA yang disebabkan oleh ROS, karena mereka menghasilkan bahan kimia reaktif dalam tingkat yang lebih rendah.

Kita tidak tahu berapa banyak kerusakan DNA menyebabkan penuaan, penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa mengetahui lebih banyak tentang pemeliharaan genetik dapat meningkatkan kualitas hidup. Tidak ada gunanya hidup selama kura-kura jika tidak cukup fit untuk menikmatinya.

Penelitian diet pada tikus, monyet, tikus, laba-laba, lalat buah dan cacing lebih menekankan hubungan antara metabolisme dan rentang hidup. Membatasi asupan kalori (60-70% asupan harian), diberikan vitamin yang cukup, mineral dan nutrisi lainnya. Berpikir bahwa kalori lebih sedikit akan menghasilkan tingkat metabolisme yang lebih rendah, sehingga ROS bekurangr dan kerusakan DNA juga berkurang. "Itu adalah rahasia di balik pembatasan kalori memperpanjang rentang hidup dengan cara alami," kata Jan Hoeijmakers. Penyimpangan kromosom, yang berhubungan dengan karsinogenesis, disebabkan oleh interstrand crosslink (ICL). Dalam ketiadaan protein perbaikan Ercc1/Xpf DNA ICLS menyebabkan penyimpangan banyak kromosom, terutama fusi kromatid. Pembatasan kalori mengurangi metabolisme, menurunkan ROS dan stres yang dihasilkan pada sistem perbaikan DNA sehingga menjaga sel-sel sehat lebih lama.

Oksigen reaktif adalah molekul yang dapat mengganggu atau mengubah ikatan energi antara molekul lain. Bahan kimia seperti superoksida dan hidrogen peroksida hasil dari respirasi di mitokondria di setiap sel-sel kita. Jika bertemu dengan ion besi atau tembaga membentuk radikal hidroksil yang dapat merusak basa organik (A, T, C atau G) dalam DNA.

Penghapusan basis rusak diperkirakan terjadi 20 000 kali hari dalam setiap sel tubuh. Untungnya kita memiliki sistem canggih perbaikan DNA. Para ilmuwan telah mengidentifikasi lebih dari seratus gen terlibat dalam berbagai perbaikan DNA, jalur kerusakan, sinyal dan efek respon perbaikan. Sementara kerusakan DNA belum terbukti dapat menyebabkan penuaan secara langsung, suatu gangguan, disebabkan oleh mutasi pada perbaikan DNA, termasuk gejala penuaan dini. Hanya beberapa tahun lalu, tim Jan Hoeijmaker diErasmus MC menggambarkan sindrom penuaan baru dalam remaja laki-laki yangPenuaan bahkan sebelum dia mencapai pubertas (Niedernhofer et al, Nature 2006). Pasien memiliki mutasi pada gen (Disebut XPF) terlibat bersama-sama dengan ERCC1 mitranya dalam perbaikan DNA. Kompleks dua protein (disebutXPF/ERCC1) melindungi kerusakan DNA yang disebabkan oleh UV sinar matahari, yang dapat mengacaukan urutan DNA. Mutasi pada gen XPF diketahui menyebabkan kondisi langka. Xeroderma pigmentosum dikenal sebagai (XP). Pasien dengan XP sangat sensitif terhadap sinar matahari, mereka harus benar-benar menutupi diri mereka ketika mereka pergi luar dan ketika di dalam ruangan. Pasien 'XFE' bukan hanya sensitif terhadap sinar matahari, namun juga keriput.

E. Gen P53, Penekan Kanker

Salah satu gen penekan kanker adalah gen  p53 yang merupakan pelindung siklus sel. Bila sel terluka,  p53 dalam inti memicu sel untuk  melakukan “arrest” pada perbatasan G1/S dengan menginduksi penghambat CDK (cyclin D kinase) dan sistem perbaikan DNA terlebih dahulu menghilangkan luka tersebut sebelum sel

memasuki fase S tanpa adanya DNA yang terluka. Program “arrest” dan apoptosis ini tergantung pada lingkungan fisiologik ataupun jenis sel. Oleh karena  itu kehilangan fungsi gen p53 ini merupakan penyebab munculnya malignansi. Inaktivasi gen  p53 ini biasanya terjadi dalam dua tahap yakni inaktivasi pada satu alel oleh mutasi titik  atau delesi kecil dan berikutnya adalah kehilangan alel normal oleh delesi segmen kromosom. Inaktivasi alel pertama dapat terjadi pada sel  somatik maupun sel germ.  Gen ini juga disebut “guardian of the cell”.

Beberapa jenis virus terlibat dalam proses perubahan fungsi  p53 dengan mengkode onkoprotein yang berikatan  dengan protein ini. Sel yang tidak memiliki  p53 menunjukkan ketidak stabilan genom dan memperbesar karsinogenesis.

Gen penekan tumor  p53 adalah protein yang mempunyai berat molekul 53 kilodalton (kD) dan pertama kali ditemukan pada 1979 [17]. Gen  p53 yang merupakan faktor transkripsi dan mempunyai panjang 20 kilobasa. Representasi skematik  p53 selengkapnya diperlihatkan dalam Gambar 1. Gen ini diberi gelar “molecule of the year” pada tahun 1993 oleh majalah  Science [18]. Gen ini juga terbukti mempertinggi radioresistensi suatu sel [19]. Penelitian lain membuktikan bahwa pemberian p53 ke dalam sel kanker atau cell line yang telah kehilangan fungsi gen  p53 endogen akan memperkecil tumorigenesis, sebaliknya mutan p53 memperbesar proses pembentukan tumor [20-22]. Protein  p53 dalam bentuk aktif atau stabil mengkode pengaktif transkripsi yang targetnya dapat meliputi gen-gen yang mengatur kestabilan genomik, respon selular pada luka DNA dan progresi siklus sel. Contoh gen-gen tersebut adalah  WAF1,  GADD45 dan  MDM2. Di samping stabilisasi, aktivitas trans-aktivasi  p53 juga diatur oleh fosforilasi residuamino-ujung [23]. Untuk menjalankan fungsinya,  p53 mengikat DNA dalam bentuk yang spesifik sehingga memungkinkan  p53 mengaktifkan transkripsi gen sasaran. Bagian tengah protein tersebut (residu asam amino 102-292) adalah deret spesifik daerah  DNA-binding, dimana mutasi  p53 spontanberada pada daerah ini dan secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi interaksi  p53 dengan DNA.

F. Bakteri dengan Mekanisme Perbaikan DNA yang Sangat Baik

Bakteri yang ditemukan di Corvalis, Oregon dan mempunyai kemampuan untuk bertahan hidup terhadap radiasi yang sangat tinggi ini dinamai Deinococcus radiodurans. Bentuk dari bakteri ini berupa bulat dengan diameter yang relatif besar. Kebanyakan diameternya sekitar 1,5 sampai 3,5 mikrometer.

Bakteri ini mempunyai kemampuan untuk dapat bertahan hidup terhadap radiasi yang sangat tinggi karena bakteri ini mempunyai mekanisme perbaikan DNA yang cepat dan mempunyai banyak copy dari genomenya sendiri. Jika dibandingkan dengan manusia, bakteri ini dapat bertahan terhadap radiasi 300 kali lipat daripada yang dapat dilakukan oleh manusia.

Deinococcus radiodurans ini banyak ditemukan di berbagai macam lingkungan hidup, sehingga sulit untuk menentukan dimana habitat aslinya. Para ilmuwan banyak mengembangbiakkan bakteri ini di dalam laboratorium dengan media kotoran hewan, contohnya gajah. Namun, para ilmuwan juga menemukan bakteri ini hidup dengan baik di berbagai jenis tanah, termasuk di daerah batuan granite yang kering. Karena banyak ditemukan di berbagai jenis tanah, para ilmuwan mengklasifikasikan bakteri ini ke dalam bakteri tanah. Belum ada bukti yang menunjukkan bahwa bakteri ini berinteraksi dengan organisme lain.

Deinococcus radiodurans dapat bertahan dalam 1,5 juta rads- ribuan kali lebih kuat daripada semua makhluk hidup yang ada di bumi dan 300 kali lebih kuat daripada ketahanan manusia. Bakteri ini memiliki ketahanan terhadap radiasi  karena memiliki salinan ganda dari genomnya dan mekanisme perbaikan DNA yang cepat. Tidak seperti organisme lain yang kehilangan DNA karena radiasi, mikroba ini tidak kehilangan informasi genetik karena fragmen-fragmen DNA yang terputus disimpan di dalam cincin plasmid yang terkunci rapat. Fragmen-fragmen ini tersusun rapat, pada akhirnya tersusun bersama menjadi tataan yang original dan benar. Bakteri ini biasanya memperbaiki kerusakan kromosom dalam 12-24 jam melalui proses dua tahap.

Pertama, D. radiodurans menyambungkan ulang fragmen-fragmen kromosom melalui proses yang disebut penempelan untai-tunggal. DNA memperbaiki diri di dalam ring yang telah disebut. Lalu sang bakteri melakukan aksi yang sangat tidak umum. Bakteri ini terdiri dari empat kompartmen, masing-masing mengandung satu salinan DNA. Ada dua jalan kecil diantara kompartmen. Setelah sekitar satu setengah jam perbaikan di dalam cincin, DNA membuka lipatan dan bermigrasi ke kompartmen yang berdekatan—dimana terjadi saling baur dengan DNA yang telah ada disana.

Pada tahap kedua, protein memperbaiki kerusakan untai-ganda melalui rekombinasi homolog. Proses ini tidak melibatkan mutasi apapun dari replikasi normal yang biasa. Mesin perbaikan reguler, umum di manusia dan juga bakteri, melaksanakan tugasnya—memperbaiki enzim diantara dua salinan DNA, memakai templete untuk memperbaiki yang lain.

Dari empat salinan DNA, selalu ada dua atau tiga yang terkemas rapat di dalam cincin sementara yang lain dapat bergerak bebas. Sehingga kapanpun, selalu ada salinan DNA yang mengatur produksi produksi protein dan lain-lain yang tidak aktif namun terlindungi terus menerus.

Pertanyaan mengenai Deinococcus radiodurans adalah bagaimana ketahanan radioaktif yang demikian tinggi dapat berkembang. Level radiasi lingkungan alam sangat rendah—di kebanyakan tempat, tingkatnya 0.4 mGy per tahun, dan radiasi lingkungan yang diketahui paling tinggi, dekat Guarapari, Brazil, hanya 175 mGy per tahun. Dengan level radiasi lingkungan alam yang terjadi sangat rendah, organisme yang mengembangkan mekanisme untuk menahan efek radiasi tinggi sangat unik.

Valerie Mattimore dan John R. Battista dari Lousiana State University mengusulkan bahwa ketahanan radioaktif D. Radiodurans hanyalah efek samping dari mekanisme untuk bertahan terhadap kekeringan sel berkepanjangan. Untuk mendukung hipotesis ini, mereka melakukan eksperimen dimana mereka mendemonstrasikan strain mutan D. radiodurans yang sangat rentan terhadap bahaya radiasi ion juga sangat rentan terhadap bahaya kekeringan berkepanjangan, sementara tipe galur liar resisten terhadap keduanya. Sebagai tambahan untuk perbaikan DNA, D. radiodurans menggunakan ekspresi protein LEA (Late Embryogenesis Abundant) untuk melindungi diri dari kekeringan.

Michael Daly mengusulkan bahwa bakteri ini menggunakan mangan sebagai antioksidan untuk melindungi dir terhadap bahaya radiasi. Pada tahun 2007 timnya menunjukkan bahwa level mangan(II) intrasel yang tinggi pada D. radiodurans  melindungi protein dari oksidasi radiasi, dan mengemukakan ide bahwa protein, bukan DNA, adalah target pelaku dari aksi biologis ;pada bakteri sensitif, dan ketahanan ekstrim pada bakteri yang mengandung mangan didasar perlindungan protein. Deinococcus radiodurans melindungi protein, bukan DNA, sehingga memungkinkan untuk memperbaiki DNA yang rusak.

Banyak penelitian yang dilakukan untuk maenjelaskan struktur protein khusus pada D. radiodurans. Salah satu struktur protein bakteri ini yang baru-baru ini ditemukan adalah thioredoxin reductase. Reductase adalah sebuah enzim yang berperan sangat penting dalam  respon sel terhadap tekanan oksidatif, termasuk kerusakan DNA rantai ganda.

Namun poin penting lain mengenai spesies ini adalah kemampuannya untuk memperbaiki kerusakan DNA rantai ganda dengan cepat dan akurat tanpa enzim RecBCD yang pada normalnya ada di bakteri lain. Penelitian sekarang ini menunjukkan bahwa D. radiodurans mengandung rangkaian gen yang mengkode sebuah protein yang sangat mirip dengan enzim RecD pada yang ditemukan pada E.coli. Penemuan yang sangat penting ini memberi kesan bahwa enzim RecD yang seperti protein dalam D. radiodurans adalah bagian penting dalam sistem perbaikan yang ia gunakan. Telah ditunjukan bahwa penghilangan dari gen RecD mengakibatkan kepekaan terhadap radiasi meningkat dengan besar.

BAB III

PENUTUP

Ribuan masalah dengan DNA muncul setiap hari di setiap sel tubuh, yang masing-masing harus berhasil terdeteksi dan, jika perlu, diubah. Sistem perbaikan DNA mendeteksi dan mengkoordinasikan respon terhadap serangan tersebut, mempengaruhi langkah-langkah untuk mencegah kematian sel atau menghapus sel-sel kanker dari sistem tubuh. Dilakukan oleh serangkaian protein sel inti, untuk mempertahankan integritas DNA, melindungi kita dari kanker, penuaan, dan berbagai macam terkait penyakit, menjaga sistem kekebalan tubuh dan lebih

Pada fase G1 (Gap 1) terdapat check point yaitu suatu tempat dimana susunan DNA akan dikoreksi dengan seteliti-telitinya. Apabila ada kesalahan, sel mempunyai dua pilihan : Pertama, kesalahan tersebut diperbaiki dengan cara mengaktifkan DNA repair. Namun, apabila kesalahan yang ada sudah tidak mampu lagi ditanggulangi, sel memutuskan untuk mengambil pilihan kedua yaitu “dimatikan” daripada hidup membawa pengaruh buruk bagi lingkungan sekelilingnya. Saat itulah keputusan untuk berapoptosis diambil. Sel dengan DNA normal akan meneruskan perjalanan untuk melengkapi siklus yang tersisa yaitu S (Sintesis), G2 (Gap 2) dan M (Mitosis)

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A., et al. 2002. Biologi. Erlangga. Jakarta.

Francoise C., Gregory R., Qing W., Nathalie D., Fre´de´ric C., Jean-Marc L.,Jean-Christophe S., Alain P., Sylviane O., Thierry F.2000. Detection of Exon Deletions and Duplications of the Mismatch Repair Genes in Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer Families Using Multiplex Polymerase Chain Reaction of Short Fluorescent Fragments.

Funayama, Tomoo, Issay Narumi, dkk. Mutation Research / DNA Repair, Volume 435, Issue 2, 22 Oktober 1999, halaman 151-161

Hua, Xiaoting, Lifen Huang, dkk. DNA Repair Volume 6, Issue 2, 4 Februari 2007, halaman 167-176

Murray, R.K., [et.al]. 2003. Biokimia Harper Edisi 25. Jakarta : EGC.

O'Brien, PJ. (2006). "Catalytic promiscuity and the divergent evolution of DNA repair enzymes". Chem Rev 106 (2): 720–52.

Rajan, Rakhi dan Charles E. Bell. Journal of Molecular Biology, Volume 344, Issue 4, 3 Desember 2004, halaman 951-963

Robert K. M. Daryl K.G. Victor W., 2009.Biokimia Harper.Edisi 27.cetakan I. Penerbit Buku Kedokteran EGC

Yuwono, T., 2008. Biologi Molekuler. Erlangga: Jakarta

Read More

Deskripsi Beberapa Genus Anggrek

1. Dendrobium mutabile 

Deskripsi:

Dendrobium mutabile merupakan anggrek epifit. Tanaman anggrek ini memiliki tipe batang sejati. Bentuk batang yaitu pangkal batang membesar. berwarna hijau gelap dan mempunyai lekukan pada batang dewasa. Selain itu tanaman ini memiliki batang yang tumbuh menggantung.

Daun berbentuk memanjang dengan  ujung daun runcing. Helaian daun  memiliki upih daun membalut batang. Warna permukaan atas daun hijau gelap. Warna tepi daun yang masih muda hijau. Tekstur permukaan daun rata dan daun membentuk simetri. Titik tumbuh daun di sepanjang batang dan berstuktur tipis.

Bunga berwarna putih dengan  corak polos dan labelum berwarna jingga. Tipe sepala dan petala yaitu bulat telur terbalik. Bunga tunggal atau soliter dengan titik tumbuh bunga di ruas-ruas atau di ketiak daun dan tidak berbau.

Kunci determinasi: 1b-2b-3b-4b-6b-7b-9b-11a-67b-69b-70b-71b-72a(Orchidaceae)-1b-3b-6a-10a-15a(Dendrobium mutabile)

Kelebihan Dendrobium mutabile 

·         Memiliki nilai ekonomis yang tinggi

·         Memiliki spesies yang bervariasi

·         Mudah dibiakkan

·         Perawatan yang cukup mudah

Kekurangan Dendrobium mutabile 

·         Tidak tahan terhadap suhu yang tinggi

<--more>

2. Phalaenopsis Gigantea

Deskripsi:

Dihabitat aslinya, Anggrek Phalaenopsis Gigantea sudah jarang ditemukan. Sehingga digolongkan sebagai anggrek langka dan dilindungi. Keberadaanya  dipenyilangpun sudah sangat terbatas. Padahal anggrek ini berpotensi untuk dikembangkan.

Disebut Gigantea, karena daunnya yang lebar untuk ukuran anggrek phalaenopsis,  mencapai 40 cm panjang dan 15 cm lebar. Bunganya bisa mencapai 30 kuntum dalam satu tangkai. Sepal dan petal keputihan dengan bintik-bintik dan garis-garis manis warna gelap. Pola warna demikian, juga pada bibirnya yang kecil berbelah tiga. 

Tanaman anggrek ini dalam hal perawatan sangat berbeda dengan yang lain. Perlu ekstra hati–hati. Yang perlu diperhatikan harus menyesuaikan dengan habitat aslinya dimana anggrek ini tumbuh. Dalam hutan yang rapat dan berair. Menempel pada bagian-bagian pohon, juga diakar-akar yang berada dipermukaan air. Daunnya yang lebar menunjukkan keinginan menangkap sinar matahari yang sebanyak banyaknya. Karena didalam hutan yang rapat anggrek ini terlindung dari celah matahari. Jadi kalau ingin membudidayakan anggrek Phalaenopsis Gigantea, perlu menyesuaikan habitatnya, dengan peneduh yang agak gelap dan kelembapan yang tinggi.

Kunci determinasi: 1b-2b-3b-4b-6b-7b-9b-11a-67b-69b-70b-71b-72a(Orchidaceae)-1a-2a-4b-7a-12b-18a-23a-30a-35a-39a-40b (Phalaenopsis gigantea)

Kelebihan Phalaenopsis Gigantea

·         Berpotensi untuk dikembangkan

·         Memiliki bunga yang cukup besar dan banyak. Bunganya bisa mencapai 30 kuntum dalam satu tangkai

Kekurangan Phalaenopsis Gigantea

·         Perawatannya tidak mudah, perlu ekstra hati-hati

·         Keberadaannya terbatas, sulit dijumpai di penyilang anggrek

·         Tidak tahan terhadap suhu yang tinggi

Grammatophillum scriptum atau yang disebut anggrek macan di Indonesia mempunyai daerah penyebaran di Papua, Makasar dan Nusa Tenggara Timur (NTT). Bunga-bunga anggrek ini tidak terlalu besar. Ukuran sepalnya dengan panjang hanya 3 cm. Berwarna kehijauan pucat. Hampir seluruh permukaan sepal dan petalnya tertutup warna coklat. Pada varietas tigrinum, sepal dan petalnya mempunyai gambaran bercak-bercak besar dan rapat serta tidak teratur berwarna coklat.

Anggrek ini termasuk berumbi semu pendek, umbinya tidak  tertutup oleh upih daun. Dan beberapa helai daun tumbuh dipuncak umbisemu.  Perawakan (habitus) tanaman dari tipe ini mirip cymbidium. Anggrek macan ini paling baik ditanam dalam krat dan digantung. Juga dapat ditempelkan pada dahan pohon dengan sinar matahari langsung. Karena karangan bunga anggrek macan menggelantung kebawah. Jenis media tanam yang bisa digunakan untuk menanam anggrek ini pakis atau arang kayu. Anggrek macan kurang suka diganggu terlalu banyak dengan pengepotan ulang. Tangkai bunga panjang dengan kuntum bunga yang banyak, membuat semakin takjub yang melihatnya. Bunga anggrek macan termasuk jenis anggrek epifit yang berumbi semu dengan ukuran 14-20 cm. Memiliki tangkai bunga dengan panjang 100-150 cm. Berdaun 2-3 helai dengan ukuran 60 x 5 cm. sekali berbunga bisa sampai berjumlah 100 buah, dengan masa berbunga September-April. Bunga Anggrek macan ini termasuk dalam kategori anggrek terrestrial yang hidup ditempat yang banyak mengandung humus dan lembab. Namun berdasarkan pertumbuhannya termasuk anggrek monopodial karena pola tumbuhnya yang keatas (vertikal), dan daunnya akan terus bertambah sepanjang umurnya.

Bunga anggrek macan atau memiliki nama latin Gramatophyllum scriptum BL bisa untuk menyembuhkan sariawan dan kuku yang mengeluarkan nanah. Selain sebagai obat, anggrek macan juga dengan spesifikasi memiliki warna yang mencolok, bunga yang banyak dan harumnya yang semerbak cocok untuk dijadikan tanaman hias di pekarangan rumah atau kantor.

Bunga anggrek macan terkenal karena dianggap memiliki keindahan dan keeksotikan yang jarang ditemukan ditanaman anggrek yang lain. Karenanya, banyak sekali julukan yang disematkan kepadanya. Diantaranya, misal, “the Ecerlasting Flower”, “bunga yang tak lekang zaman”, “bunga simbol cinta dan kejantanan”, dsb. Selain berbagai julukan tadi, anggrek macan juga dikenal dengan anggrek tebu karena batangnya yang persis dengan tanaman tebu.

Sayang sekali, jika perburuan terus dilakukan oleh para kolektor anggrek mungkin beberapa tahun kemudian kita aka kesulitan untuk menemukan keindahan dan eksotisme anggrek ini. Anggrek ini terancam kepunahan.

Banyak faktor yang membuatnya terancam punah, seperti perkembangbiakkannya yang sulit diandalkan karena lambatnya laju pertumbuhan dari biji hingga dewasa. Karena itu anggrek jenis ini menjadi pohon yang dilindungi dan tak boleh diburu sembarangan.

Namun demikian, bunga anggrek macan mudah bertunas. Makanya, banyak orang yang mengembangbiakkan anggrek ini dengan jalan vegetatif  tunas dari stek bulb. Namun, sangat disayangkan bila tujuan utama pengembabiakkan anggrek ini untuk tujuan komersil semata. Alangkah lebih baiknya jika ditujukan untuk pelestarian anggrek supaya tidak punah.

Phalaenopsis

Diskripsi

Nama generik berarti "Phalaen seperti" dan mungkin referensi ke genus Phalaena, nama yang diberikan oleh Carl Linnaeus kepada sekelompok ngengat besar,. Bunga dari beberapa spesies seharusnya menyerupai ngengat dalam penampakannya. Karena alasan ini, spesies kadang-kadang disebut Moth anggrek.

Tanaman asli di seluruh Asia tenggara dari pegunungan Himalaya ke kepulauan Polillo, Palawan dan Zamboanga del Norte di pulau Mindanao di Filipina dan utara Australia. Orchid Pulau Taiwan dinamai genus ini. Informasi terakhir sedikit tentang habitat mereka dan ekologi mereka di alam ini tersedia sejak penelitian lapangan kecil telah dilakukan dalam dekade terakhir ini.

Kebanyakan tanaman penaung epifit, sedikit yang lithophytes. Di alam liar, beberapa spesies tumbuh di bawah kanopi hutan dataran rendah lembab dan lembab, terlindung dari sinar matahari langsung, yang lain tumbuh di lingkungan kering musiman atau dingin. Spesies telah beradaptasi secara individual untuk ketiga habitat.

Tidak memiliki pseudobulbs atau rimpang, Phalaenopsis menunjukkan kebiasaan pertumbuhan monopodial: batang tumbuh tunggal menghasilkan satu atau dua alternatif, tebal, berdaging, daun elips setahun dari atas sementara yang lebih tua, daun basal drop off pada tingkat yang sama. Jika dalam kondisi baik, tanaman Phalaenopsis dapat memiliki hingga sepuluh atau lebih daun. Perbungaan, baik segugusan atau malai, muncul dari batang antara daun. Mereka mekar penuh selama beberapa minggu. Jika disimpan di rumah, bunga dapat berlangsung dua sampai tiga bulan.

Phalaenopsis yang unik dalam mekanisme fotosintesis mereka. Seperti di banyak tanaman lain, kelopak bunga anggrek berfungsi untuk menarik serangga penyerbuk dan melindungi organ penting. Setelah penyerbukan, kelopak biasanya akan mengalami penuaan (yaitu layu dan hancur) karena secara metabolik sulit untuk mempertahankan mereka. Pada banyak spesies Phalaenopsis seperti P.violacea, kelopak dan sepal menemukan cara penggunaan baru setelah penyerbukan. Mereka berubah menjadi hijau, menjadi berdaging dan tampak berfotosintesis.

Phalaenopsis adalah salah satu anggrek yang paling populer dijual sebagai tanaman pot karena kemudahan propagasi dan berbunga dalam kondisi buatan. Mereka berada di antara anggrek tropis pertama dalam koleksi Victoria. Sejak munculnya tetrapoloid Doris Phalaenopsis hibrida, mereka menjadi sangat mudah untuk tumbuh dan bunga hias di rumah, selama beberapa perawatan diambil untuk menyediakan mereka dengan kondisi yang mendekati habitat asli mereka. Produksi mereka telah menjadi industri komersial.

Di alam, mereka biasanya menyukai suhu hangat (20 sampai 35 ° C), tetapi disesuaikan dengan kondisi yang lebih nyaman untuk tempat tinggal manusia di daerah beriklim (15 sampai 30 ° C), pada suhu di bawah 18 ° C (64 ° F) overwatering menyebabkan busuk akar. Phalaenopsis membutuhkan kelembaban tinggi (60-70%) dan cahaya rendah dari 12.000 sampai 20.000 lux. Namun, Phalaenopsis anggrek dapat beradaptasi dengan kelembaban rendah ditemukan di kebanyakan rumah. Mereka juga biasanya lebih kuat dibandingkan anggrek lainnya dan ini membuat mereka sangat populer di kalangan petani anggrek pertama.

Duri-duri bunga muncul dari kantong dekat pangkal daun masing-masing. Tanda pertama adalah hijau "mitten-seperti" benda ringan yang menonjol dari jaringan daun. Di sekitar tiga bulan, lonjakan memanjang sampai mulai membengkak tunas mekar. Itu yang diyakini sebelumnya bahwa berbunga dipicu oleh penurunan malam hari suhu sekitar 5 sampai 6 derajat lebih dari 2 sampai 4 minggu berturut-turut, biasanya di musim gugur, dan penurunan siang hari suhu di bawah 29 ° C (84 ° F). Menggunakan dua klon Phalaenopsis, Matthew G. Blanchard dan Erik S. Runkle (2006) menetapkan bahwa, kondisi budaya lain menjadi optimal, inisiasi bunga dikendalikan oleh suhu siang hari menurun di bawah 27 ° C (81 ° F), dengan penghambatan pasti berbunga pada suhu melebihi 29 ° C (84 ° F). The lama dipegang keyakinan bahwa suhu malam berkurang mengontrol inisiasi bunga di Phalaenopsis terbukti palsu. Sebaliknya, suhu siang hari mempengaruhi berbunga sementara suhu malam hari tampaknya tidak memiliki efek apapun.

Phalaenopsis suka menjadi pot di kulit cemara menengah. Mereka juga bisa menjadi pot di sphagnum moss atau mount. Jauhkan mereka dalam pot dengan banyak drainase. Jauhkan media pot cukup lembab tetapi tidak basah. Air ketika media pot hanya mendekati kekeringan, tapi masih agak lembab dan tidak pernah membiarkan media pot untuk menjadi tulang kering. Jangan biarkan air mengalir ke pusat tanaman atau berpotensi bisa mati karena busuk mahkota. Salah satu yang paling banyak blunder yang petani baru adalah membusuk akar. Overwatering dan drainase yang buruk menyebabkan akar memburuk, sehingga membunuh tanaman.

Cahaya cukup vital bagi kesejahteraan dari phalaenopsis anggrek. Menyimpannya dalam indirect light dekat jendela. Pastikan matahari tidak langsung mencapai daun, yang akan menyebabkan tanda pembakaran dan coklat. Jika daun terasa panas untuk disentuh, memindahkannya segera. Di sisi lain, phalaenopsis tumbuh di daerah gelap miskin cenderung tumbuh floppy daun hijau gelap dan jarang bunga. Akar Phalaenopsis yang cukup tebal, dan titik hijau di ujung menandakan bahwa akar tumbuh secara aktif. Tidak apa-apa bagi mereka untuk keluar dari pot. Tanaman dapat dipupuk dengan kekuatan 1/4 diencerkan pupuk berimbang tiga kalinya.

Kelebihan Genus Phalaenopsis

·         Memiliki nilai ekonomis yang tinggi

·         Memiliki spesies yang bervariasi

·         Memiliki aneka warna yang sangat menarik

·         Mudah dibiakkan

·         Perawatan yang cukup mudah

Kekurangan Genus Phalaenopsis

·         Tidak tahan terhadap panas yang berlebih

Vanda

Deskripsi

Anggrek vanda adalah angrek monopodial (anggrek yang batang utamanya tumbuh terus-menerus ke atas tanpa batas) yang hidup di daerah tropis/subtropis dan merupakan jenis anggrek yang mudah dirawat. Habitat aslinya tumbuh di atas tanah (terestrial) dan ada pula yang hidup menempel pada batang-batang pohon sebagai tanaman epifit. spesiesnya dianggap sebagai yang paling sangat berkembang dari semua anggrek dalam Orchidaceae. Genus ini sangat berharga dalam pameran-pameran hortikultura, wangi, bunga tahan lama, dan berwarna-warni.

Ciri-ciri bunga vanda dapat dijelaskan sebagai berikut:

1.  Bunga

Bunga anggrek vanda tersusun membentuk satu rangkaian tandan yang terdiri dari 1 sampai 15 kuntum bunga. Ukuran kuntum bunganya berbeda-beda, mulai dari ukuran sedang hingga besar. Warna bunganya beraneka ragam. Bunganya ada yang berwarna ungu, biru, kuning, merah, putih, kombinasi bitik-bintik ataupun bergaris. Tangkai bunga yang menjadi tempat melekatnya karangan bunga akan dijumpai diantara dua ketiak daun. Bagian utama bunga vanda sama dengan bunga anggrek lainnya, yaitu sepal, petal, stamen, pistil, ovari, dan labellum. Jumlah sepal (daun kelopak) anggrek vanda 3 buah, yang terdidi dari 1 sepal dorsal (atas) dan 2 sepal lateral (samping). Tiga taji akan ditemukan pada labelum (bibir bunga). Warna taji tengah pada umumnya lebih gelap. Labelum akan megeluarkan aroma bunga yang khas yang akan memancing serangga datang dan membantu proses penyerbukan. Pada bagian tengah bunga akan dijumpai alat reproduks jantan dan betina. Serbuk sari yang mengandung alat reproduksi jantan berwarna kuning dan tertutup oleh anther cap. Jika putik (alat reproduksi betina) terletak di bawah column, sepal, petal dan menyatu dengan dasar bunga.

2.   Daun

Daun anggrek vanda pada umumnya berbentuk pita (linear) sampai lanset (lanceolate),dengan ujung daunnya yang runcing (acutus). Berdasarkan bentuk daunnya angrek vanda dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu: vanda berdaun lebar, vanda teret dan vanda semi teret. Adanya bentuk daun anggrek vanda yang berbeda-beda akan menyebabkan kebutuhan cahaya matahari dari masing-masing jenis anggrek ini berbeda-beda pula.

3.   Batang

Batang anggrek vanda bertipe monopodial, yang artinya batang anggrek vanda akan tumbuh tanpa batas tegak lurus ke atas. Brntuk batangnya lurus, ramping dan tidak berumbi. Pada batang ini nantinya akan muncul tangkai bunga yang letaknya pada ruas diantara dua ketiak daun.

4.   Buah dan biji

Bentuk buah anggrek vanda kapsular dengan panjang 7 – 10 cm. Pada bagian dalam buah akan dijumpai biji yang berukuran sangat kecil dan halus seperti tepung. Biji anggrek bukanlah biji yang sempurna karena tidak memiliki cadangan makanan (endosperm) untuk pertumbuhan embrionya. Karenanya untuk mengecambahkan biji-biji tersebut di alam harus menggunakan mikoriza, yang akan menyediakan zat gula sebagai makan biji-biji tersebut. Jika pengecambahan dilakukan secara buatan maka teknik yang tepay untuk dilakukan adalah dengan teknik in vitro.

Kelebihan:

• Memiliki keindahan pada daunnya sehingga banyak diburu oleh para penghobi tanaman hias
• Memiliki warna bunga bermacam-macam
• Memiliki nilai ekonomis yang tinggi
• Bunga tidak mudah rontok, dapat bertahan kurang lebih 2 minggu

Kekurangan:

• Kurang tahan terhadap intensitas cahaya yang tinggi

Vanilla planifolia

 Deskripsi:

Vanili (Vanilla planifolia) adalah merupakan anggota suku anggrek-anggrekan. Tumbuhan ini dimanfaatkan buahnya untuk penyedap pada kue, untuk pembuatan parfum dan aromaterapi . Ciri-ciri Vanilla planifolia

dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Batang

Batang tanaman vanili kira-kira sebesar jari, berwarna hijau, agak lunak, beruas dan berbuku. Tumbuh melekat pada pohon atau tonggak yang telah disediakan. Batang tebal dan berdaging.

2. Daun

Daunnya merupakan daun tunggal. Terletak berselang seling pada masing-masing buku. Warnanya hijau terang, berbentuk pipih, berdaging, bulat telur, jorong atau lanset dengan ujung lancip dan tulang daun sejajar.

3. Akar

Akar berdaging untuk mendukung dirinya sebagai tumbuh.

4. Bunga

Rangkaian bunga vanili adalah bunga tandan yang terdiri dari 15 -20 bunga. Bunga keluar dari ketiak daun bagian pucuk batang, berwarna hijau pucat dan berbau agak harum dengan ukuran sekitar 6 cm. Keistimewaan dari bunga vanilli yaitu kepala putiknya berisi cairan perekat. Bila tepung sari diletakkan disana akan segera menempel dan terjadilah pembuahan. Bunga vanili yang telah mekar hanya dapat bertahan selama satu hari. Jika bunga yang mekar tidak segera dibuahi, maka bunga akan layu kemudian rontok. 

Bunga kuning kehijauan, dengan diameter 5 cm (2 inci). Mereka hanya berlangsung satu hari, dan harus diserbuki secara manual, pada pagi hari, jika buah yang diinginkan. Tanaman adalah self-subur, dan penyerbukan hanya memerlukan transfer serbuk sari dari anter ke stigma. Jika penyerbukan tidak terjadi, bunga dijatuhkan pada hari berikutnya. Di alam liar, ada kurang dari 1% kesempatan bahwa bunga akan diserbuki, sehingga untuk menerima aliran buah, bunga harus tangan-penyerbukan ketika ditanam di pertanian. Penyerbuk Tangan bisa menyerbuki sekitar 1.000. Bunga kehijauan yang terbuka pagi dan diserbuki oleh lebah. Bunga-bunga memiliki aroma hanya sedikit, dengan ada unsur rasa vanili atau aroma.

5. Buah

Bunga Setelah diserbuki, ovarium membengkak dan berkembang menjadi buah yang disebut 'polong' mirip dengan panjang, tipis buncis selama empat minggu. Polong berisi ribuan biji hitam kecil. Warna buah vanili mula-mula hijau muda, kemudian hijau tua disertai dengan garis-garis kuning menjelang masak. Setelah buah mencapai perkembangan maksimal sekitar 5 sampai 6 bulan buah akan masak dan berwarna coklat tua. Jika dibiarkan masak di pohon, buah akan pecah menjadi 2 bagian dan menyebarkan aroma vanili. Buah yang dihasilkan hanya pada tanaman dewasa, yang umumnya lebih dari 3 m (10 kaki) panjang. Buah adalah 15-23 cm (6-9) polong panjang (sering salah disebut kacang). Mereka jatuh tempo setelah sekitar lima bulan, pada saat mana mereka dipanen dan disembuhkan. Menyembuhkan fermentasi dan mengering polong sambil meminimalkan hilangnya minyak esensial. Ekstrak vanili diperoleh dari bagian tanaman. Setelah penyerbukan, polong vanili berkembang lebih dari empat minggu dan kemudian dipanen.

Kelebihan:

·         Vanili yang termasuk dalam famili Orchidaceae (anggrek-anggggrekan) ini memiliki bunga yang indah, tetapi letak kelebihan vanili justru pada buahnya. dimanfaatkan buahnya untuk penyedap pada kue, untuk pembuatan parfum dan aromaterapi .

·            Polong setelah dikeringkan dan disembuhkan untuk menghasilkan rasa yang khas kita kenal dan cinta. Polong dapat digunakan utuh, atau split dan benih kecil dikorek keluar, untuk menanamkan krim dan saus custard berbasis.

·            Benih kecil, buah utuh, bubuk atau ekstrak buah vanili digunakan sebagai agen penyedap dalam makanan, khususnya dalam makanan gula dan manis, kadang-kadang untuk mengurangi jumlah gula yang diperlukan untuk mempermanis makanan. Hal ini juga salah satu bahan yang paling penting dalam pembuatan wewangian.

·            Vanilla digunakan medicinally sebagai afrodisiak, sebagai stimulan, dan untuk meringankan demam dan keluhan lambung, meskipun tidak ada bukti ilmiah untuk efektivitas dalam kasus ini. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa vanili, molekul rasa utama dalam vanili, tidak memiliki kegiatan antimikroba dan antioksidan.

Kekurangan:

·            Vanilla dapat menyebabkan reaksi alergi ketika dioleskan atau diambil secara internal. 'Vanillism' adalah suatu kondisi kadang-kadang dialami oleh pekerja yang menangani vanili, gejala yang sakit kepala, dermatitis dan insomnia. Dalam kasus yang jarang vanili dapat menyebabkan reaksi alergi bila dimakan atau dioleskan ke kulit.

Paphiopedilum glaucophyllum

Deskripsi:

Paphiopedilum glaucophyllum adalah anggrek terestrial (tumbuh di tanah) dengan tinggi tumbuhan antara 30 – 45 cm. Daunnya berwarna hijau berbentuk lonjong sepanjang 30 cm. Bunganya berukuran sekitar 7,5 cm yang terdiri atas kelopak punggung, kelopak samping, dan labellum. Labellum atau bibir bunga inilah yang menjadi ciri khas dengan bentuk kantong berwarna ungu dan bertotol-totol.

Anggrek Selop merupakan tanaman endemik yang hanya ditemukan di lereng-lereng gunung Semeru pada ketinggian 450 – 770 meter dpl. Di habitat alaminya, jenis anggrek ini tumbuh menempel pada dinding-dinding tebing yang tinggi dan curam dengan media tumbuh berupa humus karena anggrek ini merupakan anggrek tanah atau terestrial.

Kelebihan:

·   Bentuknya unik, seperti kantong

·   Berpotensi untuk dikembangkan karena termasuk spesies langka

Kekurangan:

·   Merupakan spesies endemik sehingga sulit dijumpai di berbagai daerah

·   Perawatannya tidak mudah, kondisi lingkungan baru untuk hidup harus sesuai dengan lingkungan aslinya.

Read More