TITANIUM

Mutasi Gen pada Kanker Kolon

13.36 |

MUTASI GEN PENYEBAB KANKER KOLON

MAKALAH

Disusun untuk Memenuhi Tugas Individu pada Mata Kuliah Biologi Molekuler Semester Empat yang Diampu oleh Bapak Dr. Sunarno, S.Si, M.Si

Oleh:

Siska Melani (24020112130072)

Kelas: C

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di Indonesia, kanker menjadi penyumbang kematian ketiga terbesar setelah penyakit jantung. Penyebab utama kanker di negara tersebut adalah pola hidup yang tidak sehat, seperti kurang olahraga, merokok, dan pola makan yang tak sehat. Di Amerika Serikat dan beberapa negara berkembang lainnya, kanker sekarang ini bertanggung jawab untuk sekitar 25% dari seluruh kematian. Dalam setahun, sekitar 0,5% dari populasi terdiagnosa kanker. Pertumbuhan yang tidak terkendali tersebut disebabkan kerusakan DNA menyebabkan mutasi di gen vital yang mengontrol pembelahan sel. Beberapa mutasi mungkin dibutuhkan untuk mengubah sel normal menjadi sel kanker. Kanker kolorektal (Kolon dan Rektal) menduduki peringkat ketiga jenis kanker yang paling sering terjadi di dunia. Oleh karena besar pengaruh dari kanker kolon, maka akan dibahas mutasi gen yang terjadi pada kanker kolon.

1.2. Rumusan Masalah

1.2.1. Apa yang dimaksud dengan Kanker?

1.2.2. Bagaimana Mutasi Gen yang terjadi pada Penyakit Kanker?

1.2.3. Apa yang dimaksud dengan Kanker Kolon?

1.2.4. Bagaimana Mekanisme Mutasi Gen yang terjadi pada Penyakit Kanker Kolon?

1.3. Tujuan

1.3.1. Menjelaskan Pengertian dari Kanker

1.3.2. Menjelaskan Mutasi Gen yang terjadi pada Penyakit Kanker

1.3.3. Menjelaskan Pengertian dari Kanker Kolon

1.3.4. Menjelaskan Mekanisme Mutasi Gen yang terjadi pada Penyakit Kanker Kolon

BAB II

MUTASI GEN PADA KANKER KOLON

1. Pengertian kanker.

Kanker atau neoplasma ganas adalah penyakit yang ditandai dengan kelainan siklus sel khas yang menimbulkan kemampuan sel untuk tumbuh tidak terkendali (pembelahan sel melebihi batas normal), menyerang jaringan biologis di dekatnya, bermigrasi ke jaringan tubuh yang lain melalui sirkulasi darah atau sistem limfatik, disebut metastasis. Kanker dirujuk berdasarkan jenis organ atau sel tempat terjadinya. Sebagai contoh, kanker yang bermula pada usus besar dirujuk sebagai kanker usus besar.

2. Mutasi Gen pada Kanker.

Setiap hal yang bereplikasi memiliki kemungkinan cacat (mutasi). Pertumbuhan yang tidak terkendali tersebut disebabkan kerusakan DNA, menyebabkan mutasi di gen vital yang mengontrol pembelahan sel. Beberapa mutasi mungkin dibutuhkan untuk mengubah sel normal menjadi sel kanker. Mutasi-mutasi tersebut sering diakibatkan agen kimia maupun fisik yang disebut karsinogen. Mutasi dapat terjadi secara spontan (diperoleh) ataupun diwariskan (mutasi germline). Patogenesis kanker dapat dilacak balik ke mutasi DNA yang berdampak pada pertumbuhan sel dan metastasis. Zat yang menyebabkan mutasi DNA dikenal sebagai mutagen, dan mutagen yang menyebabkan kanker disebut dengan karsinogen.

Adanya faktor genetik dalam pembentukan kanker ini terjadi karena salah penyebab kanker adalah mutasi DNA yang memang diturunkan dari orangtua kepada anaknya, akan tetapi tidak semua jenis kanker dapat diturunkan. hal tersebut dipengaruhi oleh letak mutasi pada DNA yang dialami dan juga genotipedari mutasi yang terjadi. Ada 2 macam letak mutasi yang memicu terbentuknya kanker, yaitu mutasi pada gen-gen onkogen dan mutasi pada gen-gen pensupresi tumor. mutasi pada gen pensupresi tumor lah yang biasanya memicu penurunan kanker. hal tersebut disebabkan karena zigot yang mengalami mutasi pada gen onkogen biasanya tidak dapat bertahan hidup sehingga tidak dapat diturunkan.

3. Kanker Kolon (Usus Besar)

Kanker kolon atau kanker usus besar adalah tumbuhnya sel-sel tubuh secara tak terkendali pada kolon (usus besar). Kanker rektal adalah tumbuhnya sel-sel tubuh secara tak terkendali pada rektum (ujung usus dekat dekat anus). Keduanya jika terjadi bersama disebut kanker kolorektal (kanker kolon dan rektal). Pada kebanyakan kasus kanker kolon, kanker bermula dari gumpalan-gumpalan kecil yang tidak ganas yang terdiri dari sel-sel yang disebut polip adenomatosa (adenomatous polyp). Lambat laun polip-polip ini menjadi kanker kolon.

4. Mekanisme Mutasi Gen pada Kanker Kolon

Ada tiga kelompok utama gen yang terlibat dalam regulasi pertumbuhan sel yaitu proto-onkogen, gen penekan tumor (Tumor Suppresor Gene = TSG), dan gen gatekeeper. Proto-onkogen menstimulasi dan meregulasi pertumbuhan dan pembelahan sel. TSG menghambat pertumbuhan sel atau menginduksi apoptosis (kematian sel yang terprogram). Kelompok gen ini dikenal sebagai anti-onkogen, karena berfungsi melakukan kontrol negatif (penekanan) pada pertumbuhan sel. Gen p53 merupakan salah satu dari TSG yang menyandi protein dengan berat molekul 53 kDa. Gen p53 juga berfungsi mendeteksi kerusakan DNA, menginduksi reparasi DNA. Gen gatekeeper berfungsi mempertahankan integritas genomik dengan mendeteksi kesalahan pada genom dan memperbaikinya. Mutasi pada gen-gen ini karena berbagai faktor membuka peluang terbentuknya kanker.

Pada keadaan normal, pertumbuhan sel akan terjadi sesuai dengan kebutuhan melalui siklus sel normal yang dikendalikan secara terpadu oleh fungsi proto-onkogen, TSG, dan gen gatekeeper secara seimbang. Jika terjadi ketidakseimbangan fungsi ketiga gen ini, atau salah satu tidak berfungsi dengan baik karena mutasi, maka keadaan ini akan menyebabkan penyimpangan siklus sel. Pertumbuhan sel tidak normal pada proses terbentuknya kanker dapat terjadi melalui tiga mekanisme, yaitu perpendekan waktu siklus sel, sehingga akan menghasilkan lebih banyak sel dalam satuan waktu, penurunan jumlah kematian sel akibat gangguan proses apoptosis, dan masuknya kembali populasi sel yang tidak aktif berproliferasi ke dalam siklus proliferasi. Gabungan mutasi dari ketiga kelompok gen ini akan menyebabkan kelainan siklus sel, yang sering terjadi adalah mutasi gen yang berperan dalam mekanisme kontrol sehingga tidak berfungsi baik, akibatnya sel akan berkembang tanpa kontrol (yang sering terjadi pada manusia adalah mutasi gen p53). Akhirnya akan terjadi pertumbuhan sel yang tidak diperlukan, tanpa kendali dan karsinogenesis dimulai.

Abnormalitas genetik terlihat mampu memediasi progresi dari normal menuju mukosa kolon yang maligna. Sekitar setengah dari seluruh karsinoma dan adenokarsinoma yang besar berhubungan dengan mutasi. Langkah yang paling penting dalam menegakkan diagnosa dari sindrom kanker herediter yaitu riwayat kanker pada keluarga. Mutasi sangat jarang terlihat pada adenoma yang lebih kecil dari 1 cm. Allelic deletion dari 17p ditunjukkan pada ¾ dari seluruh kanker kolon, dan deletion dari 5q ditunjukkan lebih dari 1/3 dari karsinoma kolon dan adenoma yang besar. Dua sindrom yang utama dan beberapa varian yang utama dari sindrom ini menyebabkan kanker kolorektal telah dikenali karakternya. Dua sindrom ini, dimana mempunyai predisposisi menuju kanker kolorektal memiliki mekanisme yang berbeda, yaitu familial adenomatous polyposis (FAP) dan hereditary non polyposis colorectal cancer (HNPCC).

Gen yang bertanggung jawab untuk FAP yaitu gen APC, yang berlokasi pada kromosom 5q21. Adanya defek pada APC tumor supresor gen dapat menggiring kepada kemungkinan pembentukan kanker kolorektal pada umur 40 sampai 50 tahun.2 Pada FAP yang telah berlangsung cukup lama , didapatkan polip yang sangat banyak untuk dapat dilakukannya kolonoskopi polipektomi yang aman dan adekuat; ketika hal ini terjadi, direkomendasikan untuk melakukan prophylactic subtotal colectomy diikuti dengan endoskopi pada bagian yang tersisa. Idealnya prophylactic colectomy harus ditunda kecuali terdapat terlalu banyak polip yang dapat ditangani dengan aman. Prosedur pembedahan elektif harus sedapat mungkin dihindari ketika memungkinkan. Screening untuk polip harus dimulai pada saat usia muda. Pasien dengan FAP yang diberi 400 mg celecoxib, dua kali sehari selama enam bulan mengurangi rata rata jumlah polip sebesar 28%. Tumor lain yang mungkin muncul pada sindrom FAP adalah karsinoma papillary thyroid, sarcoma, hepatoblastomas, pancreatic carcinomas, dan medulloblastomas otak.20 Varian dari FAP termasuk gardner’s syndrom dan turcot’s syndrom,

Gambar 4.1 Familial Adenomatous Poliposis

Pola autosomal dominan dari HNPCC termasuk lynch’s sindrom I dan II.2 Generasi multipel yang dipengaruhi dengan kanker kolorektal muncul pada umur yang muda (±45 tahun), dengan predominan lokasi kanker pada kolon kanan.20 Abnormalitas genetik ini terdapat pada mekanisme mismatch repair yang bertanggung jawab pada defek eksisi dari abnormal repeating sequences dari DNA, yang dikenal sebagai mikrosatellite (mikrosatellite instability). Retensi dari squences ini mengakibatkan ekspresi dari phenotype mutator, yang dikarakteristikkan oleh frekuensi DNA replikasi error (RER+ phenotype), dimana predisposisi tersebut mengakibatkan seseorang memiliki multitude dari malignansi primer.2 Pasien dengan HNPCC mungkin juga memiliki adenoma sebaceous, carcinoma sebaceous, dan multipel keratocanthoma, Termasuk kanker dari endometrium, ovarium, kandung kemih, ureter, lambung dan traktus biliaris.2,20Jika dibandingkan dengan sporadic kanker kolorektal, tumor pada HNPCC seringkali poorly differentiated, dengan gambaran mucoid dan signet-cell, reaksi yang mirip crohn’s (nodul lymphoid, germinal centers, yang berlokasi pada perifer inflitrasi kanker kolorektal), kehadiran infiltrasi lymphocytes diantara tumor. Karsinogenesis yang terakselerasi muncul pada HNPCC, pada keadaan ini adenoma kolon yang berukuran kecil dapat menjadi karsinoma dalam 2-3 tahun, bila dibandingkan dengan proses pada rata-rata kanker kolorektal yang membutuhkan waktu 8-10 tahun. Ketika kriteria amsterdam digunakan untuk menentukan proporsi dari kanker kolorektal yang dikarenakan HNPCC, estimasi keakurasiannya sekitar 1-6 %.

Spesifik mutasi gen pada kromosom 2 dan 3, dikenal sebagai hMSH2, hMLH1, hPMS1 dan hPMS2, telah dihubungkan dengan HNPCC.2 Sembilan puluh persen dari seluruh mutasi gen yang teridentifikasi adalah MLH1 dan MSH2.20 Pasien dengan RER+ phenotype kemungkinan tidak mempunyai germ line abnormal dan mungkin mempunyai abnormal metilasi dari DNA yang didapat sebagai sumber dari ketidakhadiran ekspresi dari gen tersebut. Metilasi abnormal lebih sering pada orang yang lebih tua. Tes germ line untuk menentukan apakah RER+ phenotype merupakan keturunan atau didapat sangat penting sebagai bagian dari genetik konseling. Imunohistochemical stains dapat digunakan untuk menentukan apakah tumor bermanifestasi pada microsatellite instability dan kemudian pasien yang tidak mempunyai ekspresi gen harus menjalani germ line testing untuk adanya konseling yang tepat pada anggota keluarga.

Pasien dengan HNPCC mempunyai kecenderungan untuk menderita kanker kolorektal pada umur yang sangat muda, dan screening harus dimulai pada umur 20 tahun atau lebih dini 5 tahun dari umur anggota keluarga yang pertama kali terdiagnosa kanker kolorektal yang berhubungan HNPCC. Angka rata-rata pasien dengan HNPCC yang didiagnosa menderita kanker kolorektal pada umur 44 tahun, dibandingkan dengan pasien kontrol yang menderita kanker kolorektal pada umur 68 tahun. Prognosis dari pasien HNPCC terlihat lebih baik daripada pasien dengan sporadic kanker kolon. Dari penelitian menunjukkan bahwa pasien dengan HNPCC kurang mendapat manfaat dari adjuvant kemoterapi berdasarkan kombinasi fluorourasil daripada pasien tanpa kelainan ini.

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Kanker atau neoplasma ganas adalah penyakit yang ditandai dengan kelainan siklus sel khas yang menimbulkan kemampuan sel untuk tumbuh tidak terkendali (pembelahan sel melebihi batas normal), menyerang jaringan biologis di dekatnya, bermigrasi ke jaringan tubuh yang lain melalui sirkulasi darah atau sistem limfatik, disebut metastasis.

3.2 Ada 2 macam letak mutasi yang memicu terbentuknya kanker, yaitu mutasi pada gen-gen onkogen dan mutasi pada gen-gen pensupresi tumor. mutasi pada gen pensupresi tumor lah yang biasanya memicu penurunan kanker.

3.3 Kanker kolon atau kanker usus besar adalah tumbuhnya sel-sel tubuh secara tak terkendali pada kolon (usus besar).

3.4 Mutasi sangat jarang terlihat pada adenoma yang lebih kecil dari 1 cm. Allelic deletion dari 17p ditunjukkan pada ¾ dari seluruh kanker kolon, dan deletion dari 5q ditunjukkan lebih dari 1/3 dari karsinoma kolon dan adenoma yang besar.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim . 2006. Dteksi Dini Kanker Usus Besar, (Online), (http://www.litbang.depkes.go.id/aktual/kliping/KankerUsus011106.htm, diakses 1 Mei 2014

Anonim b. 2006. Gaya hidup penyebab kolorektol, (Online), (http://www.depkes.go.id/index.php?option=news&task=viewarticle&sid=2058&Itemid=2, diakses 1 Mei 2014).

Casciato DA, (ed). 2004. Manual of Clinical Oncology 5th ed. Lippincott Willi ams & Wilkins: USA.p 201

Garbett R. GI Disease Picture Changing in Asia Pasific. Medical Tribune 2005; 11: 7.

Hansen J. Common Cancers In The Elderly. Drugs Aging, (online), 1998 Dec; 13(6):467-78, (www.pubmed.com,. diakses 1 Mei 2014)

Stewart SL, Wike JM, Kato I, Lewis DR, Michaud F. a population based study of colorectal cancer histology in United States 1998-2001. cancer, (online)2006; 107(5 suppl): American Cancer Society, (www.pubmed.com, diakses 1 Mei 2014).

Suyono S.In : Boedi Darmojo R, Pranarka K. (eds.). 2001. buku ajar Ilmu Penyakit Dalam II 3th Ed. balai penerbit FKUI: jakarta. p 24

Syah E. 2002. Karsinoma Rekti. referat sub bagian bedah digestif: jakarta.

Syamsuhidajat R, Jong Wim D,(eds). 2004. buku ajar Ilmu Bedah 2nd ed. EGC: jakarta.

WHO. 2006. The Impact of Cancer, (Online), (http://www.who.int /ncd_ surveillance/infobase/web/InfoBasePolicyMaker/reports/ReporterFullView.aspx?id=5 diakses 1 Mei 2014).

Read User's Comments 0

EVOLUSI GYMNOSPERMAE

09.16 |

EVOLUSI GYMNOSPERMAE

$Description: C:\Users\acer\Pictures\LOGO UNDIP\LOGO 1.jpg$

MAKALAH

Disusun untuk Memenuhi Tugas Kelompok pada Mata Kuliah Sistematika Tumbuhan Semester

empat yang Diampu oleh Dra. Murningsih, Msi

Oleh:

1. Dewi Nur Halimah (24020112130068 )

2. Elisabeth Sabatini Siagian (24020112130040067)

3. Dyah Palupi (24020112130069)

4. Aisah Juliantri (24020112140070 )

5. Siska Melani (24020112130072)

Kelas: C

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Evolusi merupakan perubahan yang terjadi dengan lambat dan membutuhhan waktu yang sangat lama. Evolusi terjadi dalam setiap proses kehidupan. Evolusi dapat terjadi pada tumbuhan seperti evolusi yang terjadi pada biji Gymnospermae. Gymnospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji terbuka. Gymnospermae berasal dari bahasa Yunani, yaitu gymnos yang berarti telanjang dan sperma yang berarti biji, sehingga gymnospermae dapat diartikan sebagai tumbuhan berbiji terbuka.tumbuhan berbiji terbuka merupakan kelompok tumbuhan berbiji yang bijinya tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium).

Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Gymnospermae berasal dari Progymnospermae melalui proses evolusi biji. Adanya evolusi biji Gymnospermae, sehingga perlu untuk diketahui proses terjadinya evolusi biji tumbuhan tersebut serta keuntungan terjadinya evolusi biji Gymnospermae.

1.2.Tujuan

1.2.1. Untuk mengetahui proses terjadinya evolusi biji tumbuhan Gymnospermae

1.2.2. Untuk mengetahui keuntungan evolusi biji

1.3.Rumusan Masalah

1.3.1. Bagaimana terjadinya proses evolusi biji Gymnospermae?

BAB II

ISI

2.1.Biji dan Serbuk adalah Adaptasi Kunci Bagi Kehidupan Di Darat

Gambaran umum adaptasi terrestrial ditambahkan oleh tumbuhan berbiji dari tumbuhan yang sudah ada sebelumnya pada tumbuhan non vaskuler (briofit) dan tumbuhan vaskuler tak berbiji. Sifat-sifat yang dimiliki oleh tumbuhan berbiji diantaranya, gametofit tereduksi, heterospori, ovul dan polen. Tumbuhan berbiji beradaptasi dengan cara bertahan pada kondisi di darat seperti kekeringan dan paparan terhadap sinar ultraviolet (UV) dari sinar matahari. Adaptasi lain yaitu kemampuan membebaskan tumbuhan berbiji dari kebutuhan air sehingga reproduksi dapat terjadi dalam kisaran kondisi yang lebih luas daripada tumbuhan tak berbiji.

	KELOMPOK TUMBUHAN
	Lumut dan Tumbuhan Non Vaskular Lainnya	Pakis dan Tumbuhan Vaskular Tak Berbiji Lainnya	Tumbuhan Berbiji (Angiospermae dan Gymnospermae)
Gametofit	Dominan	Tereduksi, independen (Fotosintetik dan Hidup Bebas)	Tereduksi (biasanya mikoskopik), dependen pada jaringan sporofit yang mengelilinginya untuk memperoleh nutrien
Sporofit	Tereduksi, dependen pada gametofit untuk memperoleh nutrient	Dominan	Dominan
Contoh

2.2.Keunggulan Gametofit Tereduksi

Lumut dan briofit-briofit yang lain memiliki siklus hidup yang didominasi oleh gametofit, sementara pakis dan tumbuhan vascular tak berbiji lainnya memiliki siklus hidup yang didominasi oleh sporofit. Kecenderungan evolusioner dari reduksi gametofit terus berlanjut pada garis keturunan tumbuhan vascular yang menghasilkan tumbuhan berbiji. Sementara gametofit tumbuhan vascular tak berbiji dapat dilihat oleh mata telanjang, gametofit tumbuhan berbiji sebagian besar berukuran mikroskopik.

Pengecilan ukuran ini memungkinkan inovasi evolusioner yang penting pada tumbuhan berbiji. Gametofit mungilnya dapat berkembang dari spora yang ditahan di dalam sporangia sporofit induk. Susunan ini melindungi gameofit betina (penghasil telur) yang rapuh dari tekanan-tekanan lingkungan. Jaringan reproduksi yang lembab dari sporofit melindungi gametofit dari radiasi UV dan kekeringan. Hubungan ini juga memungkinkan gametofit yang dependen untuk memperoleh nutrient dari sporofit. Sebaliknya, gametofit tumbuhan tak berbiji yang hidup bebas harus mempertahankan dirinya sendiri, membandingkan hubungan gametofit-sporofit pada tumbuhan non vaskuler, tumbuhan vascular berbiji dan tumbuhan berbiji.

2.3.Heterospori: Aturan di Antara Tumbuhan-Tumbuhan Berbiji

Hampir semua tumbuhan tak berbiji merupakan homospor, mereka menghasilkan satu jenis spora yang biasanya memunculkan sebuah gametofit biseksual. Kerabat dekat tumbuhan berbiji semuanya bersifat homospor, sehingga tumbuhan berbiji memiliki nenek moyang yang bersifat homospor. Pada suatu titik, tumbuhan berbiji atau nenek moyangnya menjadi heterospor. Megasporangia menghasilkan megaspore yang memunculkan gamefit betina, sementara mikrosporangia yang memunculkan gametofit jantan. Masing-masing megasporangium memiliki satu megaspore fungsional, sementara masing-masing mikrosporangum mengandung banyak sekali mikospora.

2.4.Ovul dan Produksi Sel Telur

Tumbuhan berbiji bersifat unik karena mempertahankan megasporangium dan megaspore di dalam sporofit induk. Selapis jaringan sporofit yang disebut integumen membungkus dan melindungi megasporangium. Megasporangia gymnospermae dikelilingi oleh satu integument, sementara megasporangia angispermae biasanya memiliki dua integumen. Struktur keseluruhan megasporangium, megaspore dan integumennya disebut ovul. Di dalam setiap ovul, gametofit betina berkembang dari megaspore dan menghasilkan satu sel telur atau lebih.

2.5.Polen dan Produksi Sperma

Mikrospora berkembang menjadi serbuk polen yang terdiri dari sebuah gametofit jantan yang diselubungi oleh sebuah dinding polen. Dinding polen yang tangguh, yang mengandung polimer sporopolenin, melindungi serbuk polen ketika ditranspor dari tumbuhan induk melalui angina, misalnya atau dengan menumpang pada tubuh hewan. Transfer polen ke bagian tumbuhan berbiji yang mengandung ovul disebut polinasi. Jika serbuk polen bergerminasi (mulai tumbuh) atau berkecambah, tabung polen akan muncul dan melepaskan sperma ke dalam gametofit betina di dalam ovul.

Tumbuhan nonvascular dan tumbuhan vascular tak berbiji seperti pakis, gametofit yang hidup bebas, melepaskan sperma berflagella yang harus berenang melalui lapisan air agar mencapai sel telur. Jarak transport sperma ini jarang melebihi beberap sentimeter. Sebaliknya, pada tumbuhan berbiji, gametofit jantan penghasil sperma di dalam serbuk polen dapat dibawa menempuh jarak yang jauh oleh angin atau hewan, sehingga menghapuskan ketergantungan pada air untuk transport sperma. Sperma dari tumbuhan berbiji juga langsung ke sel telur melalui tabung polen. Gimnosperma yang masih ada menyediakan bukti transisi evolusioner menuju sperma nonmotil. Sperma dari beberapa spesies gimnosperma mempertahankan kondisi berflagela purba, namun flagella telah hilang pada sperma kebanyakan gimnosperma dan semua angiosperma.

2.6.Keunggulan Evolusioner Biji

Jika sperma memfertilisasi sel telur dari tumbuhan berbiji, zigot tumbuh menjadi embrio sporofit. Keseluruhan ovul berkembang menjadi biji, embrio bersama dengan persediaan makanannya, di kemas di dalam selaput pelindung yang berasal dari integument. Hingga permunculan biji, spora adalah satu-satunya tahap pelindungdalam siklus hidup tumbuhan. Spora lumut, misalnyadapat sintas bahkan jika lingkungan setempat menjadi terlalu dingin, terlalu panas, atau terlalu kering, bahkan bagi kehidupan lumut itu sendiri. Ukurannya yang mungil memungkinkan spora lumut untuk tersebar dalam kondisi dorman ke daerah yang baru, tempat mereka dapat bergerminasi dan memunculkan gametofit lumut baru jika dan ketika kondisinya cukup menguntungkan bagi spora untuk mengakhiri masa dormansi. Spora adalah cara utama bagi lumut dan tumbuh-tumbuhan tak berbiji lainnya untuk menyebar di bumi selama 100 juta tahun pertama kehidupan tumbuhan di darat.

Walaupun lumut dan tumbuhan tak berbiji lainnya terus sukses hingga saat ini, biji merepresentasikan inovasi evolusioner penting yang berkontribusi dalam membuka cara-cara baru bagi kehidupan tumbuhan berbiji. Keunggulan biji dibandingkan dengan spora adalah biji memiliki lapisan jaringan multiseluler sedangkan spora memiliki sel tunggal, serta selaput biji memperikan perlindungan ekstra bagi embrio. Tidak seperti spora, biji juga memiliki persediaan cadangan makanan. Ini memungkinkan biji tetap dorman selama berhari-hari, berbulan-bulan, bahkan bertahun-tahun setelah dilepaskan dari tumbuhan induk. Dalam kondisi-kondisi yang menguntungkan, biji kemudian bergerminasi, dengan cadangan makanannya sebagai pendukung pertumbuhan yang sangat penting ketika embrio sporofit muncul sebagai semaian. Bebrapa biji mendarat cukup dekat dengan tumbuhan sporofit induknya, biji yang lain dibawa jauh sekali oleh angin atau hewan.

2.7.Gimnosperma Memiliki Biji Telanjang Biasanya Terletak pada Runjung

Gimnospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji telanjang yang tidak terselubung di dalam ovarium. Biji gymnospermae terekspos pada daun yang termodifikasi (sporofil) yang biasanya membentuk runjung (strobili). Sebaliknya biji angiospermae terselubung di dalam buah, yang merupakan ovarium dewasa.

2.8.Evolusi Gymnospermae

Bukti fosil mengungkapkan bahwa pada periode devon akhir ( sekitar 380 juta tahun lalu), beberapa tumbuhan mulai memperoleh adaptasi-adaptasi yang khas bagi tumbuhan berbiji. Misalnya, Archaeopteris merupakan pohon heterospor yang memiliki batang berkayu. Akan tetapi pohon ini tidak menghasilkan biji. Spesies tumbuhan vaskulartak berbiji transisional semacam itu terkadang disebut progimnosperma.

Tumbuhan penghasil biji pertama muncul pada catatan fosil yang berasal dari 360 juta tahun lalu, lebih dari 200 juta tahun sebelum fosil angiospermae pertama. Tumbuhan berbiji pertama ini menjadi punah, demikian pula dengan beberapa garis keturunan yang muncul belakangan. Walaupun hubungan antara garis keturunan tumbuhan berbiji telah punah dan yang sintas masih belum bisa dipastikan, bukti morfologis dan molekuler menempatkan garis-garis keturunan tumbuhan berbiji yang masih adlam dua ke dalam dua klad saudari yang monofiletik, gimnosperma dan angiosperma.

Fosil gimnospermae paling awal berumur sekitar 305 juta tahun. Gimnosperma awal ini hidup di dalam ekosistem karbon yang masih didominasi oleh likofit, ekor kuda, pakis dan tumbuhan vascular tak berbiji lainnya. Seiring bergantinya periode karbon menjadi periode perm, kondisi iklim yg jauh lebih kering menguntungkan penyebaran gimnosperma. Flora dan fauna berubah secara drastis, seiring dengan lenyapnya banyak kelompok organisme dan menonjolnya kelompok organisme yang lain. Walaupun terjadi paling banyak di lautan, perubahan tersebut juga memengaruhi kehidupan di darat. Misalnya, dalam kingdom hewan, keaanekaragaman amfibia menjadi berkurang dan digantikan oleh reptil, yang terutama teradaptasi denga baik terhadap kondisi kering. Serupa dengan itu, likofit ekor kuda dan pakisyang mendominasi rawa-rawa karbon digantikan oleh gimnosperma, yang lebih sesuai dengan iklim yang kering. Gimnosperma memiliki adaptasi-adaptasi terrestrial yang penting yang ditemukan oleh semua tumbuhan berbiji, misalnya biji dan polen. Selain itu, beberapa gimnosperma sangat sesuai dengan kondisi kering karena memiliki kutikula yang tebal dan area permukaan yang relative sempit pada daunnya yang berbentuk jarum.

Para ahli geologi menganggap akhir periode perm sekitar 251 jut tahun lalu, sebagai perbatasan antara era paleozoikum (kehidupan tua) dan mesozoikum (kehidupan menengah). Kehidupan sangat berubah seiring dengan gimnosperma yang mendominasi ekosistem terrestrial di sepanjang Mesozoikum, berperan sebagai persediaan makanan bagi dinosaurus herbifora raksasa. Masa Mesozoikum berakhir dengan kepunahan massal hampir semua dinosaurus dan banyak kelompok hewan lainnya, dan planet ini perlahan-lahan menjadi dingin. Walaupun angiospermae kini mendominasi sebagian besar ekosistem darat, banyak gimnosperma yang tetap menjadi bagian penting dari flora bumi. Misalnya, wilayah luas di lintang utara tertutupi oleh hutan-hutan gimnosperma penghasil runjung yang disebut conifer yang mencakup spruce, pinus, ara, dan redwood.

2.9.Siklus Hidup Pinus

Evolusi tumbuhan biji mencakup tiga adaptasi reproduktif yang penting yaitu dominasi sporofit yang semakin meningkat, kemunculan biji sebaga tahap resisten yang mudah disebarkan dalam siklus hidup, dan kemunculan polen sebagai agen terbawa udara yang menyatukan gamet-gamet. Pohon pinus adalah sporofit, sporangianya terletak pada struktur-struktur serupa sisik yang terkemas rapat di dalam runjung. Seperti semua tumbuhan berbiji, conifer bersifat heterospor. Pada conifer, kedua tipe spora dihasilkan oleh runjung yang berbeda, runjung kecil penghasil polen dan runjung besar penghasil ovul. Pada kebanyakan spesies pinus, setiap pohon memiliki kedua jenis runjung. Pada runjung penghasil polen, mikrosporosit (sel induk mikrospora) mengalami meiosis, menghasilkan mikrospora haploid. Setiap mikrospora berkembang menjadi serbuk polen yang mengandung satu gametofit jantan. Pada pinus dan conifer-konifer yang lain, polen kuning dilepaskan dalam jumlah besar dan terbawa oleh angin, menempel ke berbagai benda yang dilewatinya. Sementara itu, di dalam runjung penghasil ovul, megasporosit (sel induk megaspore) mengalami meiosis dan menghasilkan megaspore haploid di dalam ovul. Megaspora yang sintas berkembang menjadi gametofit betina, yang tetap berada dalam sporangia.

Semenjak polen muda dan runjung penghasil ovul muncul dipohon, diperlihatkan waktu hampir tiga tahunbagi gametofit jantan dan betina untuk dihasilkan dan disatukn serta bagi biji dewasa untuk terbentuk dari ovul yang terfertilisasi. Sisik-sisik dari masing-masing runjung penghasil ovul kemudian memisah, dan biji-bijinya disebarkan oleh angin. Biji yang mendarat pada lingkungan yang sesuai kemudian bergerminasi, embrionya muncul sebagai semaian pinus.

2.10. Gymnospermae (Tumbuhan Berbiji Terbuka)

Gymnospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji terbuka. Gymnospermae berasal dari bahasa Yunani, yaitu gymnos yang berarti telanjang dan sperma yang berarti biji, sehingga gymnospermae dapat diartikan sebagai tumbuhan berbiji terbuka.tumbuhan berbiji terbuka merupakan kelompok tumbuhan berbiji yang bijinya tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium). Secara harfiah Gymnospermae berarti gym = telanjang dan spermae = tumbuhan yang menghasilkan biji. Pada tumbuhan berbunga (Angiospermae atau Magnoliphyta), biji atau bakal biji selalu terlindungi penuh oleh bakal buah sehingga tidak terlihat dari luar. Pada Gymnospermae, biji nampak (terekspos) langsung atau terletak di antara daun-daun penyusun strobilus atau runjung.

Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Pada saat itu, Gymnospermae banyak diwakili oleh kelompok yang sekarang sudah punah dan kini menjadi batu bara : Pteridospermophyta (paku biji), Bennettophyta dan Cordaitophyta. Anggota-anggotanya yang lain dapat melanjutkan keturunannya hingga sekarang. Angiospermae yang ditemui sekarang dianggap sebagai penerus dari salah satu kelompok Gymnospermae purba yang telah punah (paku biji).

Gymnospermae berasal dari Progymnospermae melalui proses evolusi biji. Hal tersebut dapat dilihat dari bukti-bukti morfologi yang ada. Selanjutnya Progymnospermae dianggap sebagai nenek moyang dari tumbuhan biji. Progymnospermae mempunyai karakteristik yang merupakan bentuk antara Trimerophyta dan tumbuhan berbiji. Meskipun kelompok ini menghasilkan spora, tetapi juga menghasilkan pertumbuhan xylem dan floem sekunder seperti pada Gymnospermae. Progymnospermae juga sudah mempunyai kambium berpembuluh yang bifasial yang mampu menghasilkan xilem dan floem sekunder. Kambium berpembuluh merupakan ciri khas dari tumbuhan berbiji. Salah satu contoh Progymnospermae adalah tipe Aneurophyton yang hidup pada jaman Devon, sudah menunjukkan system percabangan tiga dimensi dengan stelenya yang bertipe protostele. Contoh lainnya adalah tipe Archaeopteris yang juga hidup di jaman Devon. Kelompok ini dianggap lebih maju karena sudah menunjukkan adanya system percabangan lateral yang memipih pada satu bidang dan sudah mempunyai struktur yang dianggap sebagai daun. Batangnya mempunyai stele yang bertipe eustele yang menunjukkan adanya kekerabatan dengan tumbuhan berbiji yang sekarang.

Tumbuhan yang termasuk golongan ini terdiri atas tumbuh – tumbuhan yang berkayu dengan bermacam – macam habitut. Bagian kayunya berasal dari berkas - berkas pembuluh pengangkutan kolateral terbuka yang pada penampang melintang batang tersusun dalam suatu lingkaran, dan karenaadanya kambium memperlihatkan pertumbuhan menebal sekunder. Dalam bagian xilem tidak terdapat pembuluh – pembuluh kayu, melainkan hanya trakeida saja dan di dalam floem berlainan juga dengan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae) tidak terdapat sel – sel pengiring. Selain itu batang tumbuhan berbiji terbuka pada umumnya tidak terdapat floeoterma.

Daun mempunyai bentuk yang bermacam – macam, kaku, dan selalu hijau dengan di dalamnya berkas – berkas pengangkutan yang tidak bercabang atau bercabang menggarpu. Bunga menurut pengertian sehari – hari belum ada, kadang – kadang makrosporofil dan mikrosporofil masih terkumpul dalam jumlah yang tidak terbatas pada suatu sumbu yang panjang. Hiasan bunga tidak ada atau tereduksi. Gametofit telah mengalami reduksi, tetapi belum begitu jauh seperti pada Angiospermae. Gymnospermae dibagi dalam sejumlah kelas yang sebagian telah punah.

1. Kelas Paku Biji (Pteridospermae atau Cycadofilicinae)

Paku biji adalah tumbuhan fosil yang telah hidup dalam zaman Devon, mencapai puncak perkembanagan dalam zaman Karbon dan Perm serta telah punah dalam zaman Mesozoikum. Daunnya menyerupai daun tumbuhan paku. Sporofilnya menyerupai daun biasa tetapi belum terkumpul menjadi bunga. Batangnya kecil seperti liana atau tumbuh tegak mempunyai xilem yang eksark atau endark dengan pertumbuhan menebal. Kayu sekunder mempunyai trakeida dengan noktah – noktah halaman dan jari – jari teras yang lebar. Dari Pteridospermae dikenal dua suku :

a. Lyginopteridaceae. Batang ada yang memanjat, tidak atau sedikit saja bercabang, mempunyai teras atau tidak. Baik akar maupun batangnya mempunyai kambium dan memperlihatkan pertumbuhan menebal sekunder. Tajuk pohon berbentuk kipas. Bakal biji mempunyai piala. Contoh Lyginopteris oldhamia

b. Medullosaceae. Batangnya mempunyai banyak stele, masing – masing memperlihatkan pertumbuhan menebal sekunder. Bakal biji tidak mempunyai piala.

2. Kelas Cycadinae

Kelas ini hanya terdiri atas satu bangsa yaitu Cycadales dengan satu suku Cycadaceae. Kelompok tumbuhan ini telah mulai muncul menjelang akhir zaman Palaeozoikum. Habitusnya menyerupai palama, berkayu, tidak atau sedkit sekali bercabang, teras besar, korteks tebal. Daun tersusun dalam rozet batang, berbagi menyirip atau menyirip, yang masih muda tergulung seperti daun paku.

Sporofil tersusun dalam strobilus yang berumah dua. Strobilus selalu terminal, tanpa bagian- bagian yang menyerupai daun pada pangkalnya. Dari suku Cycadaceae yang terdapat di Indonesia adalah marga Cycas misal Cycas rumpii.

3. Kelas Bennettitinae

Kelas ini telah punah. Dari sisa – sisa yang ditemukan dijadikan satu suku yaitu :

Suku Bennettitaceae. Tumbuh –tumbuhan berkayu, batang payung menggarpu, mempunyai teras di pusat dan sedikit kayu. Daun menyirip, jarang tidak. Strobilus dalam ketiak daun, kadamg – kadang pada tangkai yang panjang di antara daun – daun, kadang- kadang pada tangkai yang pendek dan keluar dari bagian batang yang telah tua, kadang – kadang juga di ujung (terminal), pada cabang – cabang atau batang yang menggarpu. Bakal biji dengan satu integumen dan satu ruang serbuk sari. Lembaga mempunyai dua daun lembaga. Strobilus pada pangkalnya mempunyai sisik- sisik yang tersusun dalam suatu spiral. Gametofitnya tidak dikenal.

4. Kelas Cordaitinae

Tumbuh – tumbuhan ini dalam zaman Karbon dan Perm telahmerupakan suatu hutan- hutan, akan tetapi dalam zaman Perm itu pula rupa – rupanya telah menjadi punah. Umumnya berupa pohon – pohon yang tinggi yang bercabang- cabang, mmeperlihatkan pertumbuhan sekunder. Daun tunggal bangun lanset atau pita, bertulang sejajar. Duduknya tersebar, dan pada ujung – ujung dahan amat berdekatan. Strobilus jantan tersusun dalam dua baris pada tangkai – tangkai yang tebal terletak di antara daun – daun. Strobilusnya mempunyai sumbu yang tebal terletak di antara daun – daun.

Bakal biji terpisah- pisah, tiap bakal biji terdapat pada suatu tangkai yang menyerupai daun, masing – masing mempunyai satu integumen dan ruang serbuk sari yang panjang. Biji pipih, kadang – kadang bersayap dan terdapat pada tangkai yang panjang.

Kelas Cordaitinae meliputi bangsa Cordaitales yang membawahi Cordaitaceae atau Pityaceae, contoh – contoh antara lain :

Cordaites laevis

Cordaianthus pseudofluitans

5. Kelas Ginkyoinae

Kelas ini telah tersebar luas di zaman Mesozoikum dan Tersier, berupa pohon- pohonan yang mempunyai tunas panjang dan pendek dengan daun- daun yang bertangkai panjang berbentuk pasak atau kipas, dengan tulang- tulanh yang bercabang – cabang, yang meranggas dalam musim gugur.

Tumbuh – tumbuhan ini berumah dua, rangkaian sporofil terdapat pada tunas pendek dalam ketiak daun – daun peralihan atau dalam ketiak daun biasa. Strobilus jantan terpisah – pisah dalam ketiaksisik – sisik pada tunas pendek, mikrosporofil (benang sari) tidak seberapa banyak dan duduknya tidak teratur dengan 2 – 4 kantong sari. Biji mempunyai kulit luar yang betdaging dan kulit dalam yang keras. Lembaga mempunyai dua daun lembaga. Kelas ini terdiri dari satu bangsa Ginkyoales dan hanya meliputi satu suku Ginkyoaceae. Contohnya : Ginkyo biloba.

6. Kelas Coniferae atau Coniferinae

Kelas ini meliputi semak – semak, perdu, atau pohon – pohon dengan tajuk yang kebanyakan berbentuk kerucut (conus = kerucut ; ferein = mendukung). Daun tumbuhan kelas ini banayak yang berbentuk jarum. Kelas ini terbagi dalam beberapa bangsa, yaitu :

a. Bangsa Taxales

Bangsa ini terdiri atas pohom –pohon atau semak –semak. Daun duduknya tersebar, berbentuk lanset. Strobilus berumah dua, yang janatan terpisah – pisah atau merupakan bulir dalam ketiak – ketiak daun, dengan mikrosporofil yang berbentuk perisai atau sisik. Bakal biji berpasangan di atas sisik- sisik biji atau pada ujungnya (terminal). Contoh : Cephalotaxus fartanei

b. Bangsa Araucariales

Suku Araucariaceae. Pohon – pohon dnegan daun tersebar, berbentuk jarum atau lebar dengan saluran – saluran resin di dalamnya. Tumbuh –tumbuhan ini berumah dua. Strobilus jantan besar, di ketiak atau di ujung cabang – cabang yang pendek dengan mikrosporofil yangbertangkai dan berbentuk sisik. Suku ini terbagi menjadi dua marga :

Acauracia,misalnya A. Cunninghamii

Agathis, misalnya Agathis alba

c. Bangsa Podocarpales

Suku Podocarpaceae. Perdu atau pohon dengan daun berbentuk sisik, jarum, garis, atau lanset dan kadang juga bulat telur. Tumbuh –tumbuhan in berumah dua. Strobilus jantan terminal atau di ketiak, kebanyakan agak panjang dengan mikrosporofil, masing – masing dengan 2 kantong sari. Contoh : Podocarpus imbricate

7. Bangsa Gnetinae

Tumbuhan berkayu yang batangnya bercabang – cabang atau tidak, atau hanya terdiri atas hipokotil yang menebal. Dalam kayu sekunder terdapat vasa (trakea). Saluran resin tidak ada. Daun tunggal, berhadapan. Bunga berkelamin tunggal, majemuk, terdapat dalam ketiak daun pelindung yang besar, mempunyai tenda bunga. Bunga betina mempunyai bakal biji yang tegak. Pembuahan dengan perantaraan buluh serbuk dengan dua inti generatif yang tidak sama besar di dalamnya. Lembaga mempunyai dua daun lembaga. Terdiri dari bangsa :

a. Bangsa Ephedrales. Contoh : Ephedra altissima

b. Bangsa Gnetales. Contoh : Gnetum gnemon

c. Bangsa Welwitschiales. Contoh : W. mirabilis

erophyta merupakan kelompok terbesar dari filum-filum gimnosperma, terdiri dari sekitar 600 spesies conifer (dari kata latin conus, runjung, dan fere, mengangkut). Banyak conifer merupakan pohon besar, misalnya sipres dan redwood. Segelintir spesies conifer mendominasi wilayah hutan yang sangat luas di belahan bumi utara, tempat musim pertumbuhan relative singkat akibat posisi lintang atau ketinggiannya dari permukaan laut.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.1.1 Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Gymnospermae berasal dari Progymnospermae melalui proses evolusi biji. Sebagai contoh Progymnospermae adalah tipe Aneurophyton dan tipe Archaeopteris. Gymnospermae yang masih ada menyediakan bukti transisi evolusioner menuju sperma nonmotil. Sperma dari beberapa spesies gymnospermae mempertahankan kondisi berflagela purba, namun flagella telah hilang pada sperma kebanyakan gymnospermae dan semua angiosperma.

3.1.2 Keuntungan dari mengetahui evolusi biji adalah kita dapat mengetahui inovasi evolusioner penting yang berkontribusi dalam membuka cara-cara baru bagi kehidupan tumbuhan berbiji.

DAFTAR PUSTAKA

Hidayat, E. 1995. Anatomi Tumbuhan Berbiji. Bandung: ITB.

Tjitrosoepomo, Gembong.2004. Taksonomi Tumbuhan. Yogyakarta. UGM Press.

Mulyani, Sri . E. S. 2006. Anatomi Tumbuhan. Yogyakarta : Penerbit Kanisius

Watson M. Laetsch.1979.Plants.Canada :Brown and Company.

Read User's Comments 0

Langganan: Postingan ( Atom )

TITANIUM

bismillahirrohmanirrohim

Total Tayangan Halaman

Archives

Mutasi Gen pada Kanker Kolon

EVOLUSI GYMNOSPERMAE