KULTUR SUSPENSI SEL


I. PENDAHULUAN
Bioteknologi adalah suatu bidang penerapan biosains dan teknologi yang menyangkut penerapan praktis organisme hidup atau komponen subselulernya pada industri jasa dan manufaktur suatu pengolahan lingkungan.Bioteknologi memanfaatkan bakteri,ragi,kapang,alga sel, tumbuhan atau sel jaringan yang dibiakkan sebagai konstituen berbagai proses industri.Penerapan bioteknologi yang berhasil hanya tercapai bila dilakukan pengintegrasian berbagai disiplin ilmu pengetahuan dan teknologi termasuk mikrobiologi, biokimia, genetika, biomolekuler, kimia serta rekayasa proses dan tehnik kimia misalnya kultur jaringan.
Kultur jaringan adalah suatu sistem pengembangbiakan tanaman dengan menggunakan bagian-bagian tanaman yang berukuran kecil sampai sangat kecil baik berupa organ, jaringan, maupun sel-sel tanaman dalam media buatan dengan kondisi yang aseptis secara in vitro, kemudian beregenerasi menjadi tanaman lengkap.Jadi, kultur jaringan merupakan bioteknologi bidang agronomi yang sejalan dengan ayat Alqur’an QS: Al An’am : 99 “Dan Dialah yang menurunkan air hujan dari langit, lalu Kami tumbuhkan dengan air itu segala macam tumbuh-tumbuhan, maka Kami keluarkan dari tumbuh-tumbuhan itu tanaman yang menghijau, Kami keluarkan dari tanaman yang menghijau itu biji-bijian yang banyak, dan dari mayang kurma mengurai tangkai-tangkai yang menjulai dan kebun-kebun anggur dan (Kami keluarkan pula) zaitun dan delima yang serupa dan yang tidak serupa. Perhatikanlah buahnya diwaktu pohonnya berbuah dan (perharikan pula) kematangannya. Sesungguhnya pada yang demikian itu terdapat tanda-tanda (kekuasaan Alloh) bagi orang-orang yang beriman.”
Berdasarkan bagian-bagian tanaman yang dikulturkan secara spesifik terdapat beberapa macam kultur:
1. Kultur organ, yaitu kultur yang diinisiasi dari organ-organ tanaman seperti: pucuk terminal dan aksilar, meristem, daun, batang, ujung akar, bunga, buah muda, embrio, dan sebagainya.
2. Kultur kalus, yaitu kultur sekumpulan sel yang tidak terorganisir, hanya sel-sel parenkim yang berasal dari bahan awal
3. Kultur suspensi, yaitu kultur sel bebas atau agregat sel kecil dalam media cair. Pada umumnya kultur suspensi diinisiasi dari kalus.
4. Kultur protoplas, yaitu kultur sel-sel muda yang diinisiasi dalam media cair yang dihilangkan dinding selnya. Kultur protoplas digunakan untuk hibrididasi somatik (fusi dua protoplas baik intraspesifik maupun interspesifik).
5. Kultur haploid (kultur mikrospora/ anther), yaitu kultur dari kepala sari (kultur anther) atau tepung sari (kultur mikrospora).
Dalam makalah akan dibahas selengkapnya mengenai kultur jarinagan dari suspensi sel….

II. RUMUSAN MASALAH
A. Apakah pengertian kultur suspensi sel ?
B. Bagaimana sejarah perkembangan kultur suspensi sel ?
C. Apa cabang ilmu yang berkaitan dengan kultur suspensi sel ?
D. Bagaiman tehnik yang digunakan untuk melakukan suspensi ?
E. Bagaiman cara melakukan kultur suspensi sel ?

III. PEMBAHASAN
A. Pengertian kultur suspensi sel
Kultur jaringan suspensi sel merupakan teknik budidaya sel, kultur sel mempunyai prinsip dasar yaitu : (1) bahan tanam yang bersifat totipoten, (2) budidaya yang terkendali.
Pelaksanaan teknik kultur jaringan ini berdasarkan teori sel seperti yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel, darimana saja sel tersebut diambil, apabila diletakkan dalam lingkungan yang sesuai akan dapat tumbuh menjadi tanaman yang sempurna (Suryowinoto, 1991).
Kultur suspensi sel merupakan hasil dari kultur kalus, dimana kalus biasanya didefinisikan untuk kumpulan sel – sel yang belum berdiferensiasi, jika ini dipisahkan dalam kultur cair maka disebut kultur suspensi. Kultur suspensi sel dapat dimanfaatkan untuk memproduksi suatu zat langsung dari sel tanpa membentuk tanaman lengkap baru. Zat - zat bisa meliputi massa sel atau ekstrak bahan kimia. Kultur seperti ini serupa dengan kultur mikroorganisme. Sel – sel yang digunakan dapat direkayasa secara genetik untuk meningkatkan sintesa zat tertentu.
B. Sejarah perkembangan kultur suspensi sel
Perkembangan kultur jaringan dimulai dari pembuktian sifat totipotensi sel yang dikemukakan oleh Schwann dan Schleiden (1838). Gothlieb Haberlandt (1902) seorang botanis yang dipandang sebagai pelopor kultur jaringan, mengemukakan hipotesis bahwa sel tanaman yang diisolasi dan dikondisikan pada lingkungan yang sesuai akan tumbuh dan berkembang menjadi tanaman yang lengkap. Folke dan Skoog pada 1940-an menemukan bahwa zat pengatur tumbuh auksin, yaitu IAA dan NAA yang sebelumnya diketahui dapat merangsang pertumbuhan akar, ternyata dapat merangsang pertumbuhan in-vitro tetapi menghambat pertumbuhan mata tunas. Pada 1951 Skoog dkk menemukan bahwa senyawa fosfat anorganik dan senyawa organik adenin atau adenosin dapat merangsang pertumbuhan mata tunas. Pada 1955 Carlos Miller dkk (juga bekerjasama dengan Skoog) menemukan kinetin, satu penemuan pertama hormon sitokinin. Pada 1957 Skoog dan Miller mempublikasikan penemuannya tentang hubungan antara sitokinin dan auksin dalam mengontrol pembentukan akar dan tunas dalam kultur jaringan tanaman. Tosshio Murashige dan Skoog (1962) mempublikasikan formulasi media yang sampai sekarang cocok untuk kultur jaringan banyak tanaman dan digunakan secara luas di laboratorium kultur jaringan di dunia. Penggunaan teknik kultur jaringan untuk memproduksi tanaman bebas virus bermula dari penemuan Morel dan Martin (1952) yang memperoleh tanaman dahlia bebas virus dengan mengkulturkan meristem pucuk tanaman yang terinfeksi virus.
C. Cabang ilmu yang berkaitan dengan kultur suspensi sel
Untuk mempelajari tentang kultur suspensi sel ilmu cabang ilmu yang penting untuk diketahui adalah biologi sel. Biologi sel atau disebut juga Sitologi adalah ilmu yang mempelajari sel. Hal yang dipelajari dalam biologi sel mencakup sifat-sifat fisiologis sel seperti struktur dan organel yang terdapat di dalam sel, lingkungan dan antaraksi sel, daur hidup sel, pembelahan sel dan fungsi sel (fisiologi), hingga kematian sel. Hal-hal tersebut dipelajari baik pada skala mikroskopik maupun skala molekular, dan sel biologi meneliti baik organisme bersel tunggal seperti bakteri maupun sel-sel terspesialisasi di dalam organisme multisel seperti manusia.
Pengetahuan akan komposisi dan cara kerja sel merupakan hal mendasar bagi semua bidang ilmu biologi. Pengetahuan akan persamaan dan perbedaan di antara berbagai jenis sel merupakan hal penting khususnya bagi bidang biologi sel dan biologi molekular. Persamaan dan perbedaan mendasar tersebut menimbulkan tema pemersatu yang memungkinkan terciptanya prinsip-prinsip tersebut untuk dipelajari dari suatu sel dan digeneralisasikan pada jenis sel lain. Penelitian biologi sel juga berkaitan erat dengan ilmu genetika, biokimia, biologi molekular, dan biologi perkembangan.
Yang dibahas dalam biologi sel yang ada kaitannya dengan kultur jaringan suspensi sel adalah tentang pergerakan protein sel. Protein disintesis oleh ribosom di sitoplasma. Proses tersebut juga dikenal sebagai translasi protein atau biosintesis protein. Beberapa jenis protein, misalnya protein yang akan digabungkan kepada membran sel (protein membran), ditranspor ke retikulum endoplasma (RE) selama proses sintesisnya dan kemudian diproses lebih lanjut di badan Golgi. Dari badan Golgi, protein membran dapat bergerak ke membran plasma (membran sel), ke kompartemen subselular lainnya, atau dapat pula disekresikan ke luar sel. Retikulum endoplasma dapat dianggap sebagai "kompartemen tempat sintesis protein membran", sedangkan badan Golgi dapat dianggap sebagai "kompartemen tempat pemrosesan protein membran". Terdapat aliran protein semi-konstan melalui kompartemen-kompartemen tersebut. Protein-protein yang terdapat pada RE dan badan Golgi berasosiasi dengan protein-protein lain namun tetap terdapat pada kompartemennya masing-masing. Protein-protein lain mengalir melalui RE dan badan Golgi ke membran plasma. Dari membran plasma, protein kemudian pada akhirnya diuraikan kembali di dalam kompartemen intraselular lisosom menjadi asam amino-asam amino penyusunnya.
D. Tehnik untuk mempelajari suspensi sel
Ada beberapa macam tehnik pemisahan sel yang digunakan dalam kultur suspensi,yaitu :
1. Isolasi sel
Yang dimaksud dengan isolasi sel adalah proses pengambilan suatu partikel sel dari tempat asalnya untuk diteliti lebih lanjut. Sel dapat diisolasi dari suspensi jaringan.
Isolasi sel dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu:
1. Fluorescence-Activated Cell Sorter
Prinsip metode ini ialah menggunakan antibodi yang berikatan dengan zat fluoresen untuk melabel sel spesifik. Suspensi sel dilewatkan pada sinar laser dan dibaca oleh detektor. Suspensi yang mengandung sel diberi sinyal positif atau negatif bergantung pada selnya mengandung zat fluoresen atau tidak. Suspensi kemudian melewati aliran listrik dan dipisahkan ke tempat masing-masing sesuai muatannya.
2. Laser Capture Microdissection
Prinsip metode ini menggunakan laser untuk memotong bagian tertentu dan memindahkannya ke tempat lain, contohnya memisahkan sel tumor dari jaringannya.
2. Pembiakan sel
Setelah diisolasi, sel ditumbuhkan (diperbanyak) dengan cara in vitro (menggunakan media) atau in vivo (melibatkan sel hidup). Ada 2 macam biakan atau kultur, yaitu biakan primer dan biakan sekunder. Biakan primer ialah biakan yang diambil langsung dari jaringan organisme tanpa proliferasi sel secara in vitro. Sementara itu, biakan sekunder ialah biakan yang dikembangbiakkan dari biakan primer, biasanya di-refresh dalam jangka waktu tertentu.
3. Hibridisasi sel
Sel hibrid adalah gabungan dua sel berbeda yang dengan hasil akhir satu inti sel. Tujuan dibuatnya sel hibrid adalah untuk membentuk antibodi monoklonal.
4. Fraksinasi sel
Fraksinasi sel ialah pemisahan sel menjadi organel dan molekul, biasa dilakukan dengan sentrifugasi. Sentifugasi merupakan tahap pertama dalam fraksinasi, memisahkan organel berdasarkan ukuran dan densitasnya. Prinsip sentrifugasi ialah bahwa untuk memperoleh organel yang besar, diperlukan kecepatan sentrifugasi yang rendah, dan sebaliknya. Peningkatan produksi artemisinin dalam kultur suspensi sel artemisia annua l. Melalui elisitasi dengan ekstrak ragi.
E. Cara melakukan kultur suspensi sel
Pelaksanaan kultur suspensi sel biasanya dimulai dengan mengsubkultur potongan kalus ke media cair, kecuali itu kultur suspensi juga dapat menggunakan potongan organ (seperti hipokotil, kotiledon dan lain-lain) sebagai ekplan hanya saja teknik ini memerlukan waktu yang lebih lama. Pembelahan sel secara bertahap akan terlepas dari sel induk bebas bergerak di dalam inokulum karena adanya gerakan dari medium. Setelah beberapa saat kultur akan tersusun atas sel tunggal, kumpulan sel (agregate cellular) dengan ukuran yang bervariasi, sisa potongan eksplan dan sisa-sisa sel mati. Dalam kultur kalus dan suspensi sel dikenal istilah friabel yang maksudnya adalah sel-sel terpisah setelah mengalami pembelahan sel. Bentuk suspensi sel yang bagus adalah kultur yang persentasi kandungan sel tunggal dan kumpulan sel-sel kecilnya tinggi.
Derajat pemisahan sel pada kultur telah dicirikan adanya sifat friabilitas dari sel tersebut, sifat tersebut dapat dimunculkan atau diinduksi dengan merubah komposisi unsur hara media. Seperti pada penambahan auksin dari pada sitokinin pada beberapa masalah dapat memacu produksi sel yang friabel. Namun sebaliknya ada beberapa kultur malah menjadi terhambat proses friabilitasnya. Jadi tidak ada prosedur standar yang dapat direkomendasikan untuk memulai kultur suspensi sel dari kalus, maka untuk memilih kondisi yang sesuai harus melakukan coba-coba (trial and error).
Untuk mengkultur kalus ke kultur suspensi, pertama kali dibutuhkan kalus seberat 2-3 g per 100 cm3. Pertumbuhan jumlah sel akan mengikuti pertambahan eksponensial dan linier dalam populasi sel. Lama-lama kecepatan pembelahan sel akan melambat dan akhirnya akan mencapai fase diam atau stationary. Agar sel tetap dapat tumbuh maka pada awal fase diam sel-sel harus disubkultur pada media yang baru. Setiap jenis tanaman akan mempunyai panjang waktu fase pertumbuhan dan fase diam yang berbeda-beda. Pada kebanyakan kultur suspensi kerapatan optimum akan tercapai pada umur 18-25 hari setelah tanam dan fase sel paling aktif pada umur 6-9 hari setelah tanam.
Prosedur Suspensi sel yang dilakukan di laboratorium kultur jaringan adalah sebagai berikut :
1. Persiapan media, sebab media adalah faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca. Media juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.
2. Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan.Eksplan diambil dari batang antar ruas kedua lau ditanam pada medium dengan penambahan NAA 1 mg/l, BAP 0,5 mg/l, dan 5% ekstrak yeast. Empat minggu setelaqh penanaman kalus akan terbentuk. Kalus yang diperoleh ada 2 macam. Pada permukaan berupa kalus yang friable/remah,sedangkan bagian dalam relative kompak. Untuk kalus yang friable dapat langsung dipindah ke media cair, diletakkan pada shaker dan di inkubasi untuk diikuti perkembangannya. Perbanyakan dari sel dapat diikuti setiap 2 hari sekali, dengan cara mengambil sampelnya (0,5 ml) untuk dihitung dengan menggunakan haemocytometer. Sedangkan untuk kalus yang relative kompak, diberi perlakuan terlebih dahulu untuk memisahkan sel satu dengan yang lain. Pemisahan sel dapat dilakukan dengan cara merendam kalus pada larutan pektinase yang diberi senyawa osmotikum.Pektinase yang digunakan adalah meserozyme R10 1 %, ditambah 0,3 %mannitol. Kalus direndam selama 1 malam. Kemudian suspensi sel disentrifugasi pada kecepatan 750 nrpm selama 5 menit. Supernatan dibuang dan pellet disuspensikan kembali denganmedia cair serta disentrifugasi kembali dengan kecepatan dan waktu yang sama. Proses ini diulang 2-3 kali untuk menghilangkan larutan enzim. Setyelah itu diresuspensi kembali dengan 2 ml media cair, untuk kemudian ditanam pada media cair, kemudaian diletakkan pada shaker dan diinkubasi.
3. Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.
4. Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow yang bertujuan untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan. Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.
5. Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri ataupun jamur. Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).
6. Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar. Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.
IV. KESIMPULAN
Kultur sel tanaman adalah teknik budidaya sel tanaman dalam suatu lingkungan yang terkendali dan dalam keadaan aseptik atau bebas mikroorganisme. Pelaksanaan teknik kultur jaringan ini berdasarkan teori sel seperti yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Kultur sel ini biasanya ditanam dalam bentuk suspensi dengan kepadatan tertentu. Sel-sel ini umumnya diambil dari kalus, agar membentuk agregat kecil atau sel tunggal maka kalus dimasukkan dalam media cair kemudian disentrifugasi berulang atau bisa juga dengan prosedur enzimatik.Tujuan kultur jarinagan suspensi sel adalah menghasilkan budidaya tanaman secara cepat yang mempunyai sifat seperti induknya.




V. PENUTUP
.Demikianlah makaalah kultur suspensi sel yang dapat kami susun. Semoga bisa memberi kemanfaatan bagi para pembaca. Tidak lupa kritik dan saran sangat kami harapkan untuk perbaikan makalah ini. Apabila ada kesalahan / Kehilafan dalam menyampaikan kami selaku penyusun minta maaf.






FDAFTAR PUSTAKA


Lianah,Pengantar Bioteknologi,2008
Yunita, Kultur Jaringan Cara Memperbanyak Tanaman Secara Efesien. Jakarta : Agromedia Pustaka.2004
Daisy P Sriyanti Hendaryono dan Ari Wijayani. Teknik Kultur Jaringan. Yogyakarta: Kanisius.2006
Untung Santoso dan Fatimah Nursandi. Kultur Jaringan Tanaman. Malang: UMM Press.2004
http://liliksetiono.wordpress.com/2009/05/05/bioteknologi/
http://www.dephut.go.id/INFORMASI/setjen/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_11.htm
/niendhayu6.blogspot.com/2008/10/blog-post.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi
umbuhannya sama dengan kondisi alami.



















Alat- Alat Yang Digunakan Dalam Kultur Suspensi Sel






Laminar Air Flow Penganjok (Shaker)


Inkubator Autoklaf















Beker Glass Entaks


Sentrifuse