Plasmid Dan Episom

PLASMID DAN EPISOM Untuk memenuhi tugas mata kuliah Genetika yang dibina oleh bapak Duran Corebima dan ibu Siti Zubaidah

Oleh : Bonny Timutiasari

100341400717 (off/A)

Widyarnes Niwangtika

100342404666 (off/H)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI FEBRUARI 2012

1. Plasmid Plasmid adalah sebuah unit dari materi genetik yang mampu melakukan replikasi secara mandiri, yang diwariskan secara stabil (dipertahankan tanpa seleksi tertentu) dan berada di luar kromosom (extra-chromosomal) (Gardner, 1991). Beratnya ± 1-3 % dari kromosom –bakteri. Berada bebas dalam sitoplasma bakteri. Kadang-kadang dapat bersatu dengan kromosom bakteri. Dapat berpindah dan dipindahkan dari satu spesies ke spesies lain.Jumlahnya dapat mencapai 30 atau dapat bertambah karena mutasi. Plasmid hanya dimiliki oleh organisme prokariot dan tidak dimiliki oleh organisme eukariot. Sebagai tambahan, kebanyakan plasmid dapat berintegrasi ke dalam atau keluar dari kromosom. Plasmid yang dibuang yaitu, yang tidak diperlukan untuk kelangsungan hidup sel di mana mereka tinggal. Plasmid bakteri diklasifikasi dalam berbagai cara. Satu klasifikasi berdasarkan macam informasi genetik khusus yang dibawa plasmid. Pada plasmid ini, terdapat plasmid yang membawa gen-gen resistensi antibiotika yang dikenal sebagai plasmid R dan plasmid yang menspesifikasi protein, dikenal sebagai plasmid kol dan terdapat dalam gandaan di dalam sel. Replikasi plasmid tipe pertama tidak berhubungan dengan proses replikasi kromosomal dan pembelahan sel, memiliki jumlah gandaan yang banyak, meskipun ada beberapa pengontrol dalam replikasi plasmid. Replikasi plasmid tipe pertama tidak berhubungan dengan proses replikasi kromosomal dan pembelahan. Sedangkan plasmid klasifikasi plasmid yang kedua didasarkan pada kenyataan bahwa beberapa ada yang konjugal dan yang lainnya non-konjugal (tidak dapat ditransmisi). Contoh dari plasmid konjugatif adalah yang digolongkan ke dalam. Plasmid tipe ini plasmid replikasinya dikontrol dengan cara yang sama seperti pada kromosom. 1.1 Macam-Macam Plasmid a. Plasmid F Berfungsi dalam proses konjugasi dan dikenal pada berbagai bakteri. Plasmid memiliki faktor F yang merupakan faktor konjugatif. Plasmid F terdiri dari sekitar 25 gen, sebagian besar diperlukan untuk memproduksi

pilli seks. Ahli-ahli genetika menggunakan simbol F+ untuk menyatakan sel yang mengandung plasmid F (sel jantan). Plasmid F bereplikasi secara sinkron dengan DNA kromosom dan pembelahan satu sel F+ biasanya menghasilkan dua keturunan yang semuanya merupakan F+. Sel-sel yang tidak memiliki faktor F diberi simbol F- dan berfungsi sebagai resipien DNA (betina) selama konjugasi (Campbell, Neil A. 2002). Plasmid F bereplikasi di dalam sel jantan dan sebuah salinannya ditransferke sel betina melalui saluran konjugasi yang menghubungkan sel-sel tersebut.

Gambar : Foto elektron mikgrograf sel bakteri E. coli F+ (kiri) dan F- (kanan) selama proses konjugasi seksual (sumber: Brock & Madigan,1991) Sel-sel E. coli yang mengandung unsur F atau F+ memiliki sejumlah sifat fenotip yaitu : (1) Dapat mentransfer DNA plasmidnya ke sel-sel resipien ( F-), (2) Peka terhadap infeksi faga-faga berbenang tunggal, (3) Menahan pertumbuhan faga-faga betina seperti T3 dan T7, (4) Tidak menyertakan unsur tambahan (5) Dapat diubah menjadi sel-sel Hfr bila unsur F yang menyisip ke dalam kromosom bakteri utama.

Gambar : Sebuah episom sirkuler E. Coli yang mengandung sejumlah gen yang mengatur transfer ke dalam sel bakteri (Pierce, 2006)

b. Plasmid R Faktor R pertama kali ditemukan di Jepang pada strain bakteri enterik yang mengalami resistensi terhadap sejumlah antibiotik (multipel resisten). Munculnya resistensi bakteri terhadap beberapa antibiotik, sangat berarti dalam dunia kedokteran,

dan

dihubungkan

dengan

meningkatnya

penggunaan antibiotik untuk pengobatan penyakit infeksi. Sejumlah perbedaan gen-gen resisten antibiotik dapat dibawa oleh faktor R. Resisten terhadap antibiotik ini tampak perlahan-lahan mulai berkembang pada strain-strain

shigella

(bakteri

patogen)

tertentu.

Peneliti

mulai

mengidentifikasi gen-gen spesifik yang menimbulkan resistensi antibiotik pada shigella dan bakteri patogenik lainnya. Beberapa gen tersebut mengkode enzim yang spesifik menghancurkan beberapa antibiotik tertentu, seperti tetrasiklin atau ampisilin. Suatu populasi bakteri dengan suatu antibiotik spesifik baik dalam kultur laboratorium maupun di dalam organisme inang akan membunuh bakteri yang sensitif terhadap antibiotik, namun hal tersebut tidak berlaku untuk bakteri yang memiliki plasmid R. Teori seleksi alam memprediksi

bahwa bakteri-bakteri yang mempuyai gen-gen yang resisiten tersebut akan semakin banyak. Hal tersebut membuat pengobatan bakteri tertentu semakin sulit. Hal tersebut diperparah oleh kenyataan bahwa plasmid R seperti plasmid F, dapat berpindah dari satu sel bakteri ke sel bakteri lainnya. C. Plasmid kol Sebelumnya disebut faktor kolisinogenik, sel-sel bakteri yang mengandung plasmid yang mengkode untuk kolisin, yang dimana adalah protein yang membunuh sel-sel E. coli sensitif.mBakteri semacam ini juga mensintesis protein imunitas yang membuat sel-sel yang mengandung Kol tidak peka terhadap pengaruh bakteri kolisin yang dihasilkannya, hal ini menunjukkan bagaimana sel-sel E. coli mampu membawa plasmid-plasmid kol pada awalnya. 2. Episom Episom merupakan unsur-unsur genetik bebas yang telah dapat berkembang dalam sel bakteri baik dalam keadaan autonom (menggandakan diri dan dipindahkan tanpa bergantung kepada kromosom bakteri) maupun pada keadaan terintegrasi (melekat pada kromosom bakteri, berperan serta bersamanya dalam rekombinasi genetika dan dipindahkan bersama kromosom bakteri tersebut) (Hakim, 2010). Pengertian tersebut diperkuat oleh Garner (1991) yang menyebutkan bahwa episom merupakan elemen genetik yang memiliki dua alternatif cara replikasi. (1) sebagai bagian yang terintegrasi dalam kromosom utama dan (2) sebagai elemen genetik autonom yang independen (berdiri sendiri) dari kromosom utama. Dalam kamus britanica terdapat informasi tambahan bahwa dalam konjugasi bakteri, sel bakteri yang memiliki episom bertindak seolah-olah sebagai ‘pejantan’nya, sebab di dalam proses tersebut terjadi transfer episom atau episom beserta gen yang ditempelinya ke sel yang lain.

3. Fungsi Plasmid Dan Episom

Sebagai komponen genetik extrakromosomal, plasmid memiliki beberapa peranan yang cukup penting, baik bagi bakteri yang memiliki plasmid itu sendiri maupun bagi penelitian di bidang genetika. Dale dan Park (2004) menyebutkan bahwa plasmid menyediakan sebuah dimensi ekstra yang penting terhadap fleksibilitas respon organisme terhadap perubahan lingkungan, baik perubahan itu bersifat antagonis atau berlawanan (misalnya kehadiran antibiotik) maupun yang berpotensi menguntungkan atau baik, misalnya ketersediaan substrat baru. Beberapa kegunaan plasmid yang lain bagi bakteri seperti: produksi protein yang berfungsi sebagai zat antimikrobial untuk melawan organisme bakteri yang saling berdekatan misalnya Colicin yang diproduksi oleh E. Coli strain tertentu untuk membunuh bakteri E. Coli yang lain; plasmid membawa sifat virulensi bagi bakteri; bakteri-bakteri tertentu seperti Agrobacterium tumefaciens membawa plasmid yang disebut TI (Tumor Inducing) yang bersifat patogen yang menyebabkan tumor pada tumbuhan dan Rhizobium yang membentuk nodul pada akar kacang-kacangan yang berguna untuk fiksasi nitrogen dikontrol oleh gen-gen yang dibawa oleh plasmid. Selain itu juga, plasmid membawa gen-gen yang digunakan oleh beberapa bakteri dalam aktivitas metabolisme seperti fermentasi laktose dan proses biodegradasi dan bioremidiasi. Dari segi penelitian genetika, plasmid telah lama dikenal sebagai vektor dalam teknik rekayasa genetika. Contoh yang cukup popular adalah bakteri penghasil insulin, bakteri ini dihasilkan dengan menanamkan plasmid yang telah di modifikasi dengan disisipi gen pengkode insulin, dengan memiliki plasmid tersbut, bakteri itu mampu memproduksi insulin. Selain itu masih banyak contoh-contoh lain terkait manfaat plasmid di bidang penelitian genetika. Dalam bidang rekayasa genetika, episome memberikan manfaat yang cukup besar. Seperti

halnya

plasmid

episom

seringkali

digunakan

untuk

menyuntikkan gen-gen tertentu ke dalam kromosom sel target sehingga, dengan demikian sel target akan memiliki sifat-sifat yang dibawa gen tadi. Dalam hal ini, penggunaan episom memberikan hasil yang sedikit berbeda

dengan plasmid, dimana gen yang disuntikkan akan bergbung bersama pada DNA utama pada sel target.

DAFTAR PUSTAKA Campbell, Neil A. dkk. 2002. Biologi Edisi Kelima-Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga

Elseth, G. D. dkk. 1936. Genetics. Canada : Addison-Wesley Publishing Company