Fisikawan mengamati persaingan antara orde magnet - ScienceDaily
Offbeat

Bagaimana tumbuhan yang berbeda dapat berbagi materi genetik mereka satu sama lain – ScienceDaily


Materi genetik tumbuhan, hewan, dan manusia terlindungi dengan baik di inti setiap sel dan menyimpan semua informasi yang membentuk suatu organisme. Misalnya, informasi tentang ukuran atau warna bunga, rambut, atau bulu telah ditentukan sebelumnya di sini. Selain itu, sel mengandung organel kecil yang mengandung materi genetiknya sendiri. Ini termasuk kloroplas pada tumbuhan, yang memainkan peran kunci dalam fotosintesis, dan mitokondria, yang ditemukan di semua organisme hidup dan mewakili pembangkit listrik setiap sel. Tetapi apakah materi genetik sebenarnya disimpan secara permanen di dalam satu sel? Tidak! Sejauh yang diketahui, materi genetik dapat bermigrasi dari sel ke sel dan bahkan dapat dipertukarkan antara organisme yang berbeda. Para peneliti di Institut Fisiologi Tanaman Molekuler Max Planck (MPI-MP) di Potsdam sekarang dapat menggunakan pendekatan eksperimental baru untuk menunjukkan untuk pertama kalinya bagaimana materi genetik bergerak. Mereka mempublikasikan hasilnya di jurnal Kemajuan Sains.

Setelah waktu yang singkat, kedua pasangan tumbuh bersama di persimpangan cangkok, menghasilkan hubungan fisiologis antara kedua tanaman. “Kami dapat mengamati bahwa transfer genom dari sel ke sel terjadi di kedua arah dengan frekuensi tinggi di situs ini,” jelas Dr. Alexander Hertle, penulis pertama studi tersebut.

Dengan menggunakan pengaturan eksperimental baru, para peneliti dapat mengamati perubahan struktural pada dinding sel di jaringan luka lokasi cangkok. “Dinding sel membentuk tonjolan, menciptakan persimpangan antara dua pasangan. Ukuran pori-pori yang dibuat memungkinkan migrasi seluruh plastida. Oleh karena itu, genom tidak bermigrasi secara bebas, tetapi dienkapsulasi dari sel ke sel,” lanjut Hertle. Namun, untuk benar-benar memungkinkannya, plastida harus menyusut dan menjadi bergerak. Plastida berbentuk batang ini sama dengan amuba dan tumbuh kembali ke ukuran normal setelah dipindahkan ke jaringan target.

Dengan demikian, para peneliti telah menemukan jalur baru untuk pertukaran antar sel dari struktur sel yang sangat besar, yang juga dapat digunakan oleh tumbuhan parasit, seperti mistletoe, untuk melakukan pertukaran gen dengan inangnya. Selain itu, sekarang perlu diperjelas apakah mitokondria dan genom inti juga menggunakan mekanisme transfer yang serupa.

Transfer materi genetik cukup sering terjadi pada tumbuhan. Hal ini dapat menghasilkan kombinasi baru materi genetik, atau sel penerima dapat membentuk kedua varian genetik secara paralel. Penyatuan dua genom yang berbeda ini, yang disebut allopolyploidization, sangat menarik dalam istilah evolusi, karena mengarah pada pembentukan spesies tumbuhan baru dan tersebar luas di banyak kelompok tumbuhan. Banyak tanaman penting, seperti roti dan gandum durum, gandum, kapas, kanola, kopi, dan tembakau memiliki genom gabungan dari setidaknya dua spesies persilangan.

Untuk memahami mekanisme transfer genom dari sel ke sel, peneliti yang dipimpin oleh Ralph Bock di MPI-MP melakukan percobaan pada tanaman tembakau dengan menggunakan okulasi, yang umum digunakan di bidang pertanian. Di sini, dua tanaman tembakau yang berbeda dicangkokkan satu sama lain dan sel sambungan diamati secara mikroskopis dalam waktu nyata. Untuk membedakan antara genom nukleus dan plastida, protein pelapor fluoresen diintegrasikan dan diekspresikan dari kedua genom dan para peneliti menggunakan trik yang menggunakan spesialisasi kloroplas. Dalam plastida, sebuah gen diintegrasikan melalui transformasi yang mengkode protein fluoresensi spesifik kloroplas, yang diproduksi secara eksklusif di dalam plastida dan tidak dapat meninggalkannya. Ini menciptakan label yang benar-benar spesifik dan stabil untuk plastida.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Max Planck Society. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize