Geografiku 2014: TRANSDUKSI PADA BAKTERI

Nama: Azima Idzni Rusydina

NIM: 3211414010

Bakteri merupakan makhluk hidup yang dapat berkembang biak dengan mudah. Hal ini dapat tercermin dari keberadaannya di semua lingkungan dalam jumlah yang sangat banyak. Bakteri dapat berkembang biak dengan cara membelah diri. Proses pembelahan diri pada bakteri terjadi secara biner melintang. Pembelahan biner melintang adalah pembelahan yang diawali dengan terbentuknya dinding melintang yang memisahkan satu sel bakteri menjadi dua sel anak. Dua sel bakteri ini mempunyai bentuk dan ukuran sama (identik).

Bakteri merupakan organisme mikroskopis yang sering kita temui dalam kehidupan sehari hari. Di dalam tubuh kita terdapt ribuan bahkan bisa sampai jutaan bakteri. Di dalam 1 liter susu terdapat 100 juta bakteri. Bisa dibayangkan bagaimana cepatnya pertumbuhan dari bakteri. Perkembangbiakan dengan cara membelah merupakan perkembangbiakan bersifat aseksual. Hal ini disebabkan tidak terjadi pertukaran gen antara satu individu dan individu lain dalam menghasilkan sel anak.

Bakteri tidak melakukan pembiakan seksual yang sebenarnya, seperti yang terjadi pada makhluk hidup eukariot. Hal ini karena pada bakteri tidak terjadi penyatuan sel kelamin. Meskipun demikian, pada bakteri terjadi juga pertukaran materi genetik antara satu sel dan sel pasangannya seperti yang terjadi pada pembiakan seksual sel eukariot. Oleh karena itu, perkembangbiakan bakteri yang terjadi dengan cara ini disebut perkembangbiakan paraseksual. Ada tiga cara perkembangbiakan paraseksual yang dapat terjadi pada bakteri, yaitu transformasi, konjugasi, dan transduksi.

TRANSDUKSI

Proses transfer gen bakteri melalui perantara virus dinamakan transduksi. Virus yang menyerang bakteri disebut bakteriofage, atau disebut juga fage. Fenomena ini pertama ditemukan oleh Lederberg dan Zinder pada tahun 1952. Fage terdiri dari dua jenis yang memiliki siklus hidup berbeda, yaitu fage virulen dan fage temperate. Kedua fase ini berkaitan dengan cara virus mentransduksi bakteri. Fage virulen adalah fage yang dengan segera lisis dan mematikan inangnya. Sedangkan fage temperate hidup di dalam inangnya dalam waktu tertentu tanpa mematikannya. Profage adalah fage yang DNAnya terintegrasi (bergabung) dengan kromosom inang. Fage yang dapat melakukan transduksi sehingga menyebabkan rekombinasi adalah fage temperate. Hal tersebut dikarenakan fage temperate dapat membuat bakteri tetap hidup sebagai bakteri lisogenik atau sebagai profage. Fage virulen tidak dapat menjadi profage karena selalu litik.

Pada waktu DNA fage dikemas di dalam pembungkusnya untuk membentuk bakteri-bakteri fage baru, DNA fage tersebut dapat membawa sebagian dari DNA bakteri yang telah menjadi inangnya. Selanjutnya, bila fage menginfeksi bakteri lainnya, maka fage akan memasukkan DNA-nya yang mengandung sebagian dari DNA bakteri inang sebelumnya. Dengan demikian, fage tidak hanya memasukkan DNA-nya sendiri ke dalam sel bakteri yang diinfeksinya, tetapi juga memasukkan DNA dari bakteri lain yang ikut terbawa pada DNA fage. Jadi, secara alami fage memindahkan DNA dari satu sel bakteri ke bakteri lainnya.

Ada dua macam transduksi yaitu transduksi umum dan transduksi khusus. Pada transduksi umum, fage dapat membawa bagian kromosom manapun dari bakteri, sedangkan pada transduksi khusus hanya bagian tertentu saja yang dapat dibawa oleh fage.

1. Transduksi umum

Tipe transduksi ini terjadi bila suatu fage tenang memindahkan gen yang manapun dari kromosom bakteri atau plasmid. Dalam transduksi umum, pada saat fage memulai siklus litik enzim-enzim virus menghidrolisis kromosom bakteri menjadi banyak potongan kecil DNA. Transduksi telah dipertunjukan pada spesies bakteri. Proses ini merupakan suatu alat yang ampuh untuk mengembangkan galur-galur bakteri baru, memetakan kromosom bakeri, dan untuk banyak percobaan genetic lainnya.

Fage transduksi dimulai dengan adanya sel inang yang diinjeksi fage. Partikel-partikel fage yang baru terbentuk di dalam sel inang dan kromosom inang hancur. Salah satu partikel fage yang terbentuk membawa fragmen DNA bakteri secara random dan disimpan di dalam kepala fage tersebut. Hal tersebut terjadi karena enzim endonuklease yang berperan dalam pengemasan DNA fage tanpa sengaja mengemas DNA inang.

Ketika sel inang mengalami lisis, partikel transduksi dilepaskan bersama-sama dengan fage normal. Partikel transduksi tidak dapat mereplikasi diri, tetapi dapat mempengaruhi sel lain jika menginjeksi sel inang baru. Kromosom sel inang dapat mengalami rekombinasi dengan DNA yang dibawa partikel transduksi. Rekombinasi terjadi karena adanya allel sifat yang sama baik dari DNA inang maupun DNA yang dibawa oleh fage. Bakteri yang dapat mengalami transduksi umum contohnya Salmonella thypimurium.

Gambar 1. Proses transduksi umum pada bakteri

Gambar 2. Transduksi umum pada bakteri

2. Transduksi Khusus

Transduksi khusus biasanya terjadi pada daerah spesifik pada kromosom inang yang terintegrasi langsung dengan genom fage. Hanya gen bakteri yang dekat dengan titik penempelan saja yang bisa terintegrasi dengan genom fage. Hal ini terjadi pada fage temperate tertentu.

Fage transduksi khusus ini terbentuk karena adanya kesalahan saat rekombinasi eksisi dari profage. Karena DNA profage terikat dengan DNA inang, maka proses replikasi dikendalikan oleh inang. Kebanyakan DNA fage diekspresikan pada saat fage berada dalam fase profage.

Pada induksi profage, genom fage terpisah dari DNA inang. Proses ini disebut eksisi. Eksisi akan membentuk fage, prosesnya mirip dengan pembentukan plasmid. Pada eksisi yang biasa terjadi, yang akan lepas dari DNA inang hanyalah DNA fage itu sendiri. Tetapi pada beberapa fenomena, fage yang terbentuk yang membawa gen-gen inang yang berada di sebelahnya. Contohnya adalah profage ʎ yang terintegrasi diantara gen gal dan bio pada kromosom E. coli dapat membawa gen gal dan bio bersama DNA fage saat proses eksisi. Setelah fage terpisah dari DNA inang, fage berreplikasi hingga sel induk lisis. Fage yang membawa gen inang merupaka fage defektif yang dapat mengakibatkan rekombinasi pada sel yang dijadikan inang baru.