PANDANGAN AGAMA, MEDIS DAN HUKUM KLONING TERAPEUTIK

Kloning Terapeutik atau disebut juga “Kloning Embrio” merupakan produksi embrio manusia untuk digunakan di dalam penelitian. Tujuan dari penelitian ini bukan untuk menciptakan manusia klon, namun lebih bertujuan untuk menghasilkan stem cell yang dapat digunakan untuk mempelajari perkembangan manusia dan untuk terapi penyakit. Stem cell disebut sel punca atau sel induk adalah sel yang masih belum matang dan belum berdiferensiasi (berubah) menjadi sel atau jaringan tertentu. Nantinya sel ini dapat bereplikasi menjadi sel yang serupa atau menjadi sel lain yang sama sekali berbeda yang dapat digunakan sebagai terapi penyakit.

Sel induk berhubungan dengan kloning. Tetapi juga ada bedanya. Kloning terapeutik dilakukan dengan sel induk, dimaksudkan untuk tujuan terapeutik (penyembuhan) dan riset medis bukan untuk menciptakan manusia baru. Proses yang ditempuh umumnya sebagai berikut: embrio yang sudah dikloning akan disimpan di laboratorium untuk beberapa hari. Selama itu akan diadakan penelitian terhadapnya atau dijadikan sumber sel induk (sel yang belum terdiferensiasi). Maksud riset ini adalah untuk mengetahui mengapa perkembangan embrio sering tidak sempurna, juga mengapa organism berkembang secara negative yang antara lain menyebabkan kanker. Selain itu sel induk dapat dipakai untuk menyembuhkan sejumlah penyakit (termasuk jantung dan Alzheimer).

Sel induk untuk tujuan terapeutik dan riset memperlihatkan bahwa ternyata sel induk dapat juga dipakai baik untuk penyembuhan serta penelitian. Kedua hal ini tentu kait mengait dengan suatu asumsi bahwa akhirnya riset tersebut dimaksudkan untuk menyembuhkan atau menghilangkan penyakit. Sampai saat ini, sel induk kloning memang baru digunakan untuk penelitian, belum untuk penyembuhan.

Tetapi bagaimana kloning sel induk untuk tujuan terapeutik dilakukan? Prosesnya sama dengan kloning reproduktif  yakni bahwa memasukan inti sel dewasa ke dalam telur yang sudah dikosongkan (tanpa inti sel). Proses ini disebut SCNT (Somatic Cell Nuclear Transfer). Sel induk kemudian dikeluarkan dari embrio hasil kloning dan jaringan sel dari embrio itu dimasukkan ke dalam tubuh seseorang yang memberikan sel dewasa dan intinya. Secara teoretis, keuntungan dari proses ini adalah jaringan sel kloning tadi dapat diterima oleh jaringan sel dewasa tadi, sehingga tidak akan ada penolakan.

Penelitian stem cell dilakukan untuk mengetahui bagaimana manusia bisa mencegah penuaan, bagaimana kita bisa ‘meremajakan’ kembali sel-sel yang sudah uzur sehingga dapat lebih lama mendukung kehidupan dan bagaimana kita bisa mengatasi penyakit-penyakit degeneratif yang juga berkaitan dengan penurunan fungsi tubuh. Namun permasalahannya isu pengklonan embrio untuk memperoleh stem cell ini berhubungan apakah embrio harus diperlakukan sebagai manusia atau sebagai sesuatu yang berpotensi sebagai manusia atau sebagai jaringan hidup seperti jaringan tubuh lainnya. Karena pada faktanya dalam proses pemanenan stem cell embrio terjadi kerusakan pada embrio yang menyebabkan embrio tersebut akan mati. Perdebatan tentang status moral embrio berkisar tentang Sel tubuh manusia semuanya hidup tetapi apakah dapat dianggap sebagai kehidupan. Oleh karena itu di sini perlu kejelasan antara apa yang dimaksud dengan hidup dan kehidupan. Berikut adalah pandangan dari sudut medis, hokum dan agama tentang kloning terapeutik:

PANDANGAN AGAMA

Prestasi ilmu pengetahuan yang sampai pada penemuan proses kloning, sesungguhnya telah menyingkapkan sebuah hukum alam yang ditetapkan ALLAH SWT pada sel-sel tubuh manusia dan hewan, karena proses kloning telah menyikap fakta bahwa pada sel tubuh manusia dan hewan terdapat potensi menghasilkan keturunan, jika inti sel tubuh tersebut ditanamkan pada sel telur perempuan yang telah dihilangkan inti selnya. Jadi sifat inti sel tubuh itu tak ubahnya seperti sel sperma laki-laki yang dapat membuahi sel telur perempuan.

Pada hakikatnya islam sangat menghargai iptek. Oleh sebab itu islam terhadap kloning tersebut tentunya sangat ditunggu-tunggu oleh masyarakat internasional. Didalam islam berbeda antara hukum kloning binatang dan manusia. Pada hukum kloning pada manusia, menurut buku Fatawa Mu’ashiroh karangan Yusuf Qurdhowy bahwa tidak diperbolehkanya kloning terhadap manusia. Atas beberapa pertimbangan diantaranya:

1.        Dengan kloning akan meniadakan keanekaragaman. (varietas).

Allah SWT telah menciptakan alam ini dengan kaedah keanekaragaman. Hal tersebut tertuang dalam Al-Qur’an Surat Fathir ayat 26 dan 27. Sedangkan dengan kloning akan meniadakan keanekaragaman tersebut. Karena dengan kloning secara tidak langsung menciptakan duplikat dari satu orang. Dan dengan ini akan dapat merusak kehidupan manusia dan tatanan sosial dalam masyarakat, efeknya sebagian telah kita ketahui dan sebagian lainnya kita ketahui di kemudian hari.

2.        Kloning manusia akan menghilang nasab (garis keturunan).

Bagaimana dengan hubungan orang ang mengkloning dan hasil kloningan tersebut, apakah dihukumi sebagai duplikatnya atau bapaknya ataupun kembarannya, dan ini adalah permasalahan yang kompleks. Kita akan kesulitan dalam menentukan nasab hasil kloningan tersebut. Dan tidak menutup kemungkinan kloning dapat digunakan untuk kejahatan, Siapa yang bisa menjamin jikalau diperbolehkan kloning tidak akan ada satu negara yang mencetak ribuan orang yang digunakan sebagai prajurit militer yang berfungsi menumpas negara lain.

3.        Dengan kloning akan mengilangkan Sunatullah (nikah).

Allah SWT telah menciptakan manusia, tamanan, binatang dengan berpasang-pasangan. Anak-anak produk kloning tersebut dihasilkan melalui cara yang tidak alami. Padahal justru cara alami itulah yang telah ditetapkan Allah SWT untuk manusia dan dijadikan-Nya sebagai sunnatullah untuk menghasilkan anak-anak dan keturunannya. Allah SWT berfirman: ”dan Bawasannya Dialah yang menciptakan berpasang-pasangan laki-laki dan perempuan, dari air mani apabila dipancarkan.” (QS. An Najm : 45-46).

4.        Memproduksi anak melalui proses kloning akan mencegah pelaksanaan banyak hukum-hukum syara’.

Seperti hukum tentang perkawinan, nasab, nafkah, hak, dan kewajiban antar bapak dan anak, waris, perawatan anak, hubungan kemahraman, hubungan ’ashabah dan lain-lain. Disamping itu koning akan mencampur adukkan dam menghilangkan nasab serta menyalahi fitra yang telah diciptakan Allah SWT untuk manusia dalam masalah kelahiran anak. Kloning manusia sesungguhnya merupakan perbuatan keji yang akan dapat menjungkir balikkan struktur kehidupan masyarakat.

Berdasarkan dalil-dalil itulah proses kloning manusia diharamkan menurut hukum islam dan tidak boleh dilaksanakan. Allah SWT berfirman mengenai perkataan iblis terkutuk, yang mengatakan: ”...dan akan aku (iblis) suruh mereka (mengubah ciptaan Allah), lalu benar-benar mereka mengubahnya.” (QS.An Nisaa’ : 119).

PANDANGAN HUKUM

Dalam UU kesehatan No.23 tahun 1992 terdapat ketentuan pasal-pasal tentang kehamilan di luar cara alami sebagai berikut :

1.        Pasal 16

·         Kehamilan diluar alami dapat dilaksanakan sebagai upaya terakhir untuk membantu suami istri mendapat. Penjelasan: Jika secara medis dapat membuktikan bahwa pasangan suami istri yang sah dan benar-benar tidak dapat memperoleh keturunan secara alami, pasangan suami istri tersebut dapat melakukan kehamilan diluar cara alami sebagai upaya terakhir melalui ilmu pengetahuan dan teknologi kedokteran. 

·         Upaya kehamilan diluar alami sebagimana dimaksud dalam ayat (1) hanya dapat dilakukan oleh pasangan suami istri yang sah dan dengan ketentuan:

Ø  Hasil pembuahan sperma dan ovum dari suami istri yang bersangkutan, ditanamkan dalam rahim istri dari mana ovum berasal.

Ø  Dilakukan oleh tenaga kesehatan yang mempunyai keahlian dan wewenangan untuk itu.

Ø  Pada sarana kesehatan tertentu.

Penjelasan: Pelaksanaan upaya kehamilan diluar cara alami harus dilakukan sesuai dengan norma hukum, norma kesusilaan, dan norma kesopanan. Sarana kesehatan tertentu adalah sarana kesehatan yang memiliki tenaga dan perelatan yang telah memenuhi persyaratan untuk menyelenggarakan upaya kehamilan diluar cara alami dan ditunjuk oleh pemerintah.

·         Ketentuan mengenai persyaratan dalam ayat(1) dan ayat(2) ditetapkan dengan peraturan pemerintah. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam peraturan ini ialah:

Ø  Sperma harus berasal dari suami sah dari pemilik ovum. Bila sperma berasal dari laki-laki lain, hukumannya sama dengan perzinaan.

Ø  Hasil pembuahan tidak boleh ditanam di dalam rahim wanita yang bukan pemilik ovum yang dibuahi tersebut.

Ø  Yang dimasud dengan keturunan adalah sperma dari suami.

2.        Ketentuan pidana

Ketentuan pidana untuk pelaku upaya kehamilan diluar cara alami diatur dalam pasal 82 ayat (2) a yang berbunyi: Melakukan upaya kehamilan diluar cara alami yang tidak sesuai dengan ketentuan sebagaimana dimaksud dalam pasal 10 ayat (2) dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan atau denda paling banyak Rp 100.000.000,00 (seratus juta rupiah).

PANDANGAN MEDIS

1.        Riset klinis harus disesuaikan dengan prinsip moral dan ilmu pengetahuan yang membenarkan riset medis. Selain itu, riset klinis hendaknya didasarkan atas percobaan laboratoris dan eksperimen dengan bintang atau fakta-fakta ilmiah yang sudah pasti.

2.        Riset klinis hendaknya secara sah, oleh ahli yang berkompeten dan dibawah pengawasan tenaga medis yang ahli dibidangnya.

3.        Setiap proyek riset klinis hendaknya didahului oleh suatu taksiran yang cermat terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi didalamnya dan dibandingkan dengan manfaat yang diperkirakan dapat diperoleh oleh orang yang menjadi objek riset atau orang lain.

4.        Dokter seharusnya memberikan perhatian khusus dalam menjalankan riset klinis yang mungkin merubah kepribadian orang yang bersangkutan.

Namun selain memiliki sisi gelap, penelitian kloning pada manusia sebenarnya memberikan harapan bagi masa depan dunia kedokteran. Teknik kloning terapeutik memungkinkan dokter mengidentifikasi penyebab keguguran spontan, memberikan pemahaman pertumbuhan cepat sel kanker, penggunaan sel stem untuk meregenerasi jaringan syaraf, kemajuan dalam penelitian masalah penuaan, genetika dan pengobatan.

Kloning dapat dianggap etis atau tidak etis bergantung pada tujuan dilakukan kloning tersebut, yaitu:

1.        Kloning dianggap tidak etis.

Dilihat dari tujuan kloning reproduktif yaitu penciptaan manusia baru maka kloning manusia dapat dikatakan tidak etis karena tentu saja hal ini melampaui kekuasaan Tuhan.

2.        Kloning dianggap etis.

Dilihat dari tujuan kloning dikatakan etis apabila digunakan untuk tujuan kesehatan atau tujuan klinik. Penelitian yang berlangsung menyangkut diri manusia harus bertujuan untuk menyempurnakan tata cara diagnostic, terapeutik dan pencegahan serta pengetahuan tentang etiologi dan tatogenesis. Dan juga kloning tidak disalahgunakan untuk kepentingan pribadi yang dari pengembangannya untuk tujuan ekonomi, militerisme dan tindakan-tindakan kriminal. 

DAFTAR PUSTAKA

U.S Department of Energy Office of Science. Cloning fact sheet. Human Genome Project Information. http://www.ornl.gov/hgmis

Kishigami S, Wakayama S, Thuan NV dkk. Production of cloned mice by somatic cell nuclear transfer. Nat Protoc. 2006;1(1):125-38.

Virgi S. Dasar-dasar stem cell dan potensi aplikasinya dalam ilmu kedokteran. Cermin Dunia Kedokteran. 2006;153:21-25.

Setiawan B. Aplikasi terapeutik sel punca embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Cermin Dunia Kedokteran. 2006;153:5-8.

Hoffman LM, Carpenter MK. Characterization and culture of human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 2005;23(6):699-708

Lanza RP, Cibelli JB, West MD. Human therapeutic cloning. Nat Med. 1999;5(9):975-7.

Mollard R. Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) or therapeutic cloning. ISSCR. http://www.isscr.org/public/therapeutic_cloning.pdf

Perry A. Progress in human somatic cell nuclear transfer. N Engl Journal Med. 2005; 353(1):87-8.

Snyder EY, Loring JF. Beyond fraud – stem cell research continues. N Engl J Med. 2006;354(4):322-4.

Taylor R. Scientists move closer to human therapeutic cloning. Reuters. http://www.sciam.com

Filsuf B. Pengertian Kloning Lengkap Dengan Tinjauannya. 2011. http://bobbyartanto.blogspot.com/2011/12/pengertian-kloning-lengkap-dengan.html

Kloning Terapeutik

KLONING TERAPEUTIK

Klon berasal dari kata klόόn (yunani), yang artinya tunas. Kloning adalah tindakan menggandakan atau mendapatkan keturunan jasad hidup tanpa fertilisasi, berasal dari induk yang sama, mempunyai susunan (jumlah dan gen) yang sama dan kemungkinan besar mempunyai fenotip yang sama.

Kloning manusia adalah teknik membuat keturunan dengan kode genetik yang sama dengan induknya yang berupa manusia. Berdasarkan pengertian tersebut, ada beberapa jenis kloning yang dikenal, antara lain:

1.        Kloning DNA rekombinan

Merupakan pemindahan sebagian rantai DNA yang diinginkan dari suatu organisme pada satu element replikasi genetik, contohnya penyisipan DNA dalam plasmid bakteri untuk mengklon satu gen.

2.        Kloning Reproduktif

Merupakan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan hewan yang sama, contohnya Dolly dengan suatu proses yang disebut SCNT (Somatic Cell Nuclear Transfer).

3.        Kloning Terapeutik

Merupakan suatu kloning untuk memproduksi embrio manusia sebagai bahan penelitian. Tujuan utama dari proses ini bukan untuk menciptakan manusia baru, tetapi untuk mendapatkan sel batang yang dapat digunakan untuk mempelajari perkembangan manusia dan penyembuhan penyakit.

Teknik SCNT (Somatic Cell Nuclear Transfer) merupakan suatu teknik rekayasa sel telur dengan cara mentransfer inti dari sel donor ke dalam sel telur yang telah dikeluarkan intinya (enucleated oocyte).  Enucleated Oocyte tidak memiliki materi genetik. Oleh karena itu, untuk mendapatkan embrio konstruksi yang diploid, sel telur harus direkonstruksi dengan cara mentransfer sel somatik (2n) ke dalam enucleated oocyte. Proses enukleasi sel telur dapat dilakukan secara mekanik menggunakan teknik mikromanipulasi. Sedangkan, proses introduksi sel donor dapat dilakukan dengan teknik mikroinjeksi. Keberadaan Cytochalasin B (CB) pada medium kultur bertujuan untuk menghambat sitokinesis atau pembelahan sel sehingga dapat dihasilkan klon embrio diploid. Aplikasi dari teknologi SCNT adalah pada penelitian kloning reproduktif dan juga kloning terapeutik.

Pada perkembangan secara normal, zigot diploid terbentuk setelah terjadi fertilisasi. Kemudian, zigot akan membelah sampai terbentuk blastosit yang akan menempel pada dinding uterus sampai akhirnya berakhir pada proses melahirkan. Pada kloning reproduktif, sel donor yang berupa sel somatik (2n) diintroduksikan ke enucleated oocyte. Keberhasilan proses aktivasi embrio konstruksi secara kimiawi atau mekanik mengakibatkan terjadinya proses pembelahan sampai ke tahap blastosit. Kemudian, embrio ”dititipkan” ke surrogate mother untuk dilahirkan secara normal. Sedangkan, pada kloning terapeutik, setelah embrio mencapai tahapan blastosit, embrio dikultur secara in vitro untuk didiferensiasikan menjadi berbagai jenis sel untuk kegunaan terapeutik atau penyembuhan.

Kloning terapeutik dengan menggunakan teknologi SCNT merupakan bagian dari terapi sel punca yang bertujuan untuk menghindari adanya reaksi penolakan terhadap sistem imun pasien pada saat dilakukan terapi. Dalam beberapa dekade terakhir, minat terhadap penelitian sel punca terus meningkat tajam. Sel punca memiliki potensi yang sangat menjanjikan untuk terapi berbagai pe-nyakit sehingga me-nimbulkan harapan baru untuk mengobatinya. Sampai saat ini, ada 3 golongan penyakit yang dapat diatasi dengan penggunaan sel punca di antaranya adalah:

1.        Penyakit autoimun, contoh penyakit lupus.

2.        Penyakit degeneratif, contoh stroke, Parkinson, Alzhimer.

3.        Penyakit kanker, contoh leukemia.

Sel punca embrionik sangat plastis dan mudah dikembangkan menjadi berbagai macam jaringan sel, seperti neuron, kardiomiosit, osteoblast, fibroblast, dan sebagainya. Oleh karena itu, sel punca embrionik dapat digunakan untuk transplantasi jaringan yang rusak. Selain itu, sel punca embrionik memiliki tingkat imunogenisitas yang rendah selama belum mengalami diferensiasi.

Salah satu cara untuk menghindari terjadinya Graft Versus Host Disease (GVHD) adalah dengan menggunakan sel punca embrionik dengan sel somatik yang bersum-\ber dari pasien itu sendiri sehingga tidak akan ada penolakan lagi terhadap sistem imunnya.

Dengan menggunakan teknologi SCNT, sel punca embrionik yang dihasilkan akan identik dengan induknya (dalam hal ini adalah pasien itu sendiri). Hal itu mengakibatkan tidak akan adanya reaksi penolakan terhadap sistem imun pasien apabila dilakukan transplantasi. Secara teoritis, teknik SCNT memiliki potensi besar dalam dunia kesehatan karena dapat dipergunakan untuk transplantasi berbagai organ dan jaringan pada manusia.

Secara singkat tahapan untuk melakukan kloning terapeutik pada manusia adalah mengambil biopsi sel somatik dari tubuh pasien dan inti dari sel somatik tersebut ditransfer ke dalam sel telur donor yang telah dikeluarkan intinya (unfertilized enucleated oo-cyte). Sel telur hasil manipulasi dikultur sampai ke tahapan tertentu dan setelah mengalami berbagai proses akan didapatkan sel punca embrionik. Sel punca embrionik ini diarahkan perkembangannya menjadi suatu jaringan atau organ tertentu yang akan dapat digunakan untuk transplantasi jaringan atau organ dan tidak akan mengalami rejeksi sistem imun pada pasien itu sendiri (immunologically compatible transplant).

Kloning Terapeutik pada Manusia

Pada tahun 2005, telah dilakukan penelitian yang telah berhasil menghasilkan sel punca embrionik dengan menggunakan teknik SCNT. Pada penelitian tersebut dilaporkan bahwa peneliti  mentransfer inti sel somatik dari 11 donor (8 pria dan 3 wanita) yang berusia 2-56 tahun, ke dalam sel telur yang telah dibuang materi genetiknya. Donor yang dipilih memiliki kondisi-kondisi yang berpotensi dilakukannya terapi sel punca, di antaranya adalah congenital hypogammaglobulinemia, spinal cord injury, dan juvenile diabetes. Produksi sel punca embrionik hanya berhasil dicapai dengan menggunakan sel somatik yang berasal dari 9 donor. Akan tetapi, ketika dilakukan analisis independen terhadap data tersebut, telah diketahui bahwa ternyata sel punca embrionik yang dihasilkan bukan merupakan sebuah hasil kloning sel punca embrionik manusia melainkan dihasilkan akibat terjadinya partenogenesis. Sejak saat itu, belum ada lagi peneliti yang melaporkan keberhasilan produksi sel punca embrionik manusia.

Pada tahun 2007, Reuters melaporkan bahwa Alan Trouson dari Stem Cell Research Monash University berhasil memproduksi 2 grup sel punca embrionik dari embrio monyet. Sementara itu, Shoukhrat Mitalipov dari Oregon National Primate Research Centredi U.S juga

berhasil memproduksi sel punca embrionik yang dilakukan dengan menggunakan teknik SCNT. Beliau menggunakan sel kulit sebagai donor sel somatik yang berasal dari monyet resus jantan yang berumur 10 tahun, lalu ditransfer ke sel telur yang telah dienukleasi. Mitalipov juga telah berhasil mendiferensiasikan sel punca embrionik tersebut menjadi sel jantung dan neuron.

Penemuan ini menunjukkan bahwa teknologi kloning terapeutik sudah sangat memungkinkan untuk dapat diaplikasikan kepada manusia. Keberhasilan Mitalipov membuat para ilmuwan semakin dekat kepada produksi sel punca embrionik manusia dengan menggunakan teknik SCNT sehingga mengurangi risiko terjadinya penolakan imun pada terapi sel punca. Para ilmuwan berharap bahwa nantinya kloning terapeutik (menggunakan sel punca embrionik manusia) akan dapat diaplikasikan ke berbagai penyakit, seperti sclerosis,  cardiac illnesses, spinal damage, dan sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

U.S Department of Energy Office of Science. Cloning fact sheet. Human Genome Project Information. http://www.ornl.gov/hgmis

Kishigami S, Wakayama S, Thuan NV dkk. Production of cloned mice by somatic cell nuclear transfer. Nat Protoc. 2006;1(1):125-38.

Virgi S. Dasar-dasar stem cell dan potensi aplikasinya dalam ilmu kedokteran. Cermin Dunia Kedokteran. 2006;153:21-25.

Setiawan B. Aplikasi terapeutik sel punca embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Cermin Dunia Kedokteran. 2006;153:5-8.

Hoffman LM, Carpenter MK. Characterization and culture of human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 2005;23(6):699-708

Lanza RP, Cibelli JB, West MD. Human therapeutic cloning. Nat Med. 1999;5(9):975-7.

Mollard R. Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT) or therapeutic cloning. ISSCR. http://www.isscr.org/public/therapeutic_cloning.pdf

Perry A. Progress in human somatic cell nuclear transfer. N Engl Journal Med. 2005; 353(1):87-8.

Snyder EY, Loring JF. Beyond fraud – stem cell research continues. N Engl J Med. 2006;354(4):322-4.

Taylor R. Scientists move closer to human therapeutic cloning. Reuters. http://www.sciam.com

Filsuf B. Pengertian Kloning Lengkap Dengan Tinjauannya. 2011. http://bobbyartanto.blogspot.com/2011/12/pengertian-kloning-lengkap-dengan.html

Aplikasi Taksonomi Numerik secara Fenetik dalam Kegiatan Klasifikasi Mikroba

Klasifikasi dan identifikasi adalah dua hal yang memiliki perbedaan, namun pada dasarnya saling berhubungan dalam taksonomi. Klasifikasi dapat diidentifikasikan sebagai penyusunan suatu organisme kedalam suatu kelompok taksonomi (taksa) berdasarkan persamaan atau hubungan. Klasifikasi organisme prokariota seperti bakteri memerlukan pengetahuan yang didapat dari pengalaman dan juga teknik observasi, sifat biokimia, fisiologi, genetik dan morfologi yang penting untuk menggambarkan sebuah takson. Mikroorganisme merupakan suatu kelompok organisme yang tidak dapat dilihat dengan menggunakan mata telanjang, sehingga diperlukan alat bantu untuk dapat melihatnya, misalnya mikroskop, lup, dan lain-lain. Mikroorganisme memiliki cakupan yang sangat luas dan terdiri dari berbagai kelompok dan jenis sehingga diperlukan suatu cara pengelompokan atau pengklasifikasian (Sembiring, 2003).

Klasifikasi dan identifikasi mikroorganisme haruslah diketahui terlebih dahulu karakteristik atau ciri-ciri mikroorganisme. Oleh karena ukurannya yang sangat kecil, tidaklah mungkin untuk mempelajari 1 mikroorganisme saja, sehingga yang dipelajari adalah karakteristik suatu biakan yang merupakan populasi dari suatu mikroorganisme (Loy, 1994).

Taksonomi merupakan suatu langkah dalam pengelompokan jasad hidup di dalam kelompok atau takson yang sesuai. Pertama kali, pengelompokan ini hanya dilakukan dalam lingkungan tumbuh-tumbuhan dan hewan, namun ternyata bahwa untuk mikroba pun dapat digunakan. Dari segi mikrobiologi sendiri, dunia mikroba terbagi menjadi dua kelompok besar, dimana pembagian ini berdasarkan kepada ada tidaknya inti, baik yang sudah terdiferensiasi ataupun yang belum, yaitu: penyusunan urutan DNA telah menjadi prosedur rutin di laboratorium dan perbandingan susunan DNA diantara beragam gen yang mana dapat menggambarkan hubungan perbedaan susunan DNA diantara gen-gen yang tersebar secara cepat, sehingga dapat digunakan untuk menentukan hubungan kekerabatan untuk masing-masing individu (Felsenstein, 1981; Nei dan Kumar, 2000).

Menurut Boone & Castenholz (2001) taksonomi numerik merupakan pengelompokkan suatu unit taksonomi dengan metode numerik ke dalam taksa tertentu berdasarkan atas karakter yang dimiliki, dimana taksonomi numerik memiliki tujuan utama yaitu untuk menghasilkan suatu klasifikasi yang bersifat teliti, reprodusibel serta padat informasi. Taksonomi numerik ini berdasarkan atas lima prinsip utama, yaitu taksonomi yang ideal yang merupakan taksonomi yang mengandung informasi terbesar, dimana masing-masing karakter diberi nilai yang setara dalam mengkonstruksikan takson yang bersifat alami, tingkat kedekatan antara dua strain merupakan fungsi proporsi similaritas sifat yang dimiliki bersama, taksa yang berbeda dibentuk berdasarkan atas sifat yang dimiliki, dan similaritas tidak bersifat filogenetis melainkan bersifat fenetis (Boone & Castenholz, 2001).

Taksonomi numerik diawali dengan analisis karakter yang diuji dengan berbagai uji, antara lain uji morfologi, fisiologi dan sifat biokimiawi yang menghasilkan data fenotip yang beragam, data fenotip yang didapat, akan diolah lebih lanjut sehingga menghasilkan koefisien similaritas, yaitu sebuah fungsi yang mengukur tingkat kemiripan yang dimiliki oleh dua atau lebih stain mikroba yang dibandingkan, yang diperoleh dari karakter yang dibandingkan antar dua atau lebih strain mikroba. Koefisien ini terdiri atas dua jenis yaitu, Simple Matching Coeficient (SSM) dan Jaccard Coeficient (SJ). SSM merupakan koefisien similaritas yang umum digunakan pada ilmu bakteriologi untuk mengukur proporsi karakter yang sesuai, baik hubungannya bersifat ada (positif) maupun tidak ada (negatif). Sedangkan SJ dihitung, tanpa memperhitungkan karakter yang tidak dimiliki oleh kedua organisme tersebut (Edwards, dan Cavalli, 1964).

Fenetik merupakan suatu studi klasifikasi berbagai macam organisme berdasarkan kesamaan atau kemiripan morfologi dan sifat lainnya yang bisa diobservasi tidak tergantung pada asal evolusi organisme bersangkutan. Jadi dalam studi ini, lebih ditekankan adanya proses konvergensi evolusi. Taksonomi fenetik merupakan suatu sistem klasifikasi mikroba tanpa mempertimbangkan sifat evolusioner. Pengukuran kekerabatan berdasarkan sifat fenotip dan genotip, misalnya penentuan sifat biokimia, morfologi, fisiologi, kimiawi dan pembedaan DNA. Aplikasinya dalam kontruksi klasifikasi biologis memungkinkan terwujudnya sirkumskripsi takson berdasarkan prinsip yang objektif, bukan klasifikasi yang bersifat subjektif. Salah satu cara yang paling mudah dalam membandingkan Operational Taxonomical Unit (OTU) adalah dengan mencari jumlah karakter yang identik diantara masing-masing individu yang disebut sebagai koefisien asosiasi (Stanier, dkk., 1982).

Klasifikasi bakteri didasarkan sebagian pada sifat-sifat morfologi, dan sifat-sifat fisiologinya termasuk imunologi. Pada dasarnya bakteri ketika di bawah mikroskop menunjukkan bentuk morfologi yang sama, namun sifat-sifat fisiologi mereka berlainan antara yang satu dengan yang lain. Ada beberapa golongan bakteri yang sama bentuknya, namun yang satu dapat mencerna asam amino tertentu, sedangkan yang lainnya tidak. Ada pula suatu golongan yang dapat menyebabkan suatu penyakit, sedang golongan yang lain tidak, sehingga dari karakter tersebut bakteri dapat diklasifikasikan berdasarkan sifat-sifat morfologi (Harly, 2005).

Untuk dapat menggolongkan mikroorganisme, maka perlu dikatahui ciri utama dari seuatu mikroorganisme, yaitu sebagai berikut:

1.      Morfologi

Mikroba pada umumnya sangat kecil, ukurannya dinyatakan dalam mikrometer (µm) (1 µm = 0,001 mm).  Oleh karena ukurannya yang kecil, maka diperlukan mikroskop untuk melihat mikroba. Mikroskop yang digunakan tergantung pada kecermatan yang diinginkan oleh peneliti.

2.      Sifat Kimiawi

Sel terdiri dari berbagai bahan kimia. Bila sel mikroba diberi perlakuan kimiawi, maka sel ini memperlihatkan susunan kimiawi yang spesifik. Sebagai contoh, bakteri Gram negatif memiliki lipopolisakarida dalam dinding selnya, Sedangkan bakteri Gram positif tidak. Sebaliknya pada banyak bakteri Gram positif terdapat asam tekoat. Bahan kimia ini tidak ditemukan pada gram negatif.

3.      Sifat Biakan

Zat hara yang diperlukan oleh setiap mikroorganisme berbeda, ada mikroorganisme yang hanya dapat hidup dan tumbuh bila diberikan zat hara yang kompleks (serum, darah). Sebaliknya ada pula yang hanya memerlukan bahan inorganik saja atau bahan organik (asam amino, karbohidrat, purin, pirimidin, vitamin, koenzim) selain itu beberapa mikroorganisme hanya dapat tumbuh pada sel hidup, berupa inang, telur, bertunas, biakan jaringan.

4.      Sifat Metabolisme

Proses kehidupan dalam sel merupakan suatu rentetan reaksi kimiawi yang disebut metabolisme. Berbagai macam reaksi yang terjadi dalam metabolisme dapat digunakan untuk mencirikan mikroorganisme.

5.      Sifat Antigenik

Bila mikroorganisme masuk kedalam tubuh, akan terbentuk antibodi yang mengikat antigen. Antigen merupakan bahan kimia tertentu dari sel mikroba. Antibodi ini bersifat sangat spesifik terhadap antigen yang menginduksinya. Oleh karena mikroorganisme memiliki antigen yang berbeda, maka antibodi dapat digunakan untuk mencirikan (rapid indentification) mikroorganisme. Reaksi ini sangat sepesifik sehingga dapat disebut sebagai lock and key system.

6.      Sifat Genetik

DNA kromosomal mikroorganisme memiliki bagian yang konstan dan spesifik bagi mikroorganisme tersebut sehingga dapat digunakan untuk pencirian mikroorganisme.

7.      Patogenitas

Mikroba dapat menimbulkan penyakit, kemampuannya untuk menimbulkan penyakit merupakan ciri khas mikroorganisme tersebut selain itu terdapat pula bakteri yang memakan bakteri lainnya dan virus yang menginfesi dan menghancurkan bakteri.

8.      Sifat Ekologi

Habitat merupakan sifat yang mencirikan mikroorganisme. Mikroorganisme yang hidup di lautan berbeda dengan air tawar. Mikroorganisme yang terdapat dalam rongga mulut berbeda dengan saluran pencernaan.

Taksonomi numerik diawali dengan analisis karakter yang diuji dengan berbagai uji, antara lain uji morfologi, fisiologi dan sifat biokimiawi yang menghasilkan data fenotip yang beragam, data fenotip yang didapat, akan diolah lebih lanjut sehingga menghasilkan koefisien similaritas, yaitu sebuah fungsi yang mengukur tingkat kemiripan yang dimiliki oleh dua atau lebih stain mikroba yang dibandingkan, yang diperoleh dari karakter yang dibandingkan antar dua atau lebih strain mikroba (Priest dan Austin, 1993).

Koefisien ini terdiri atas dua jenis yaitu, Simple Matching Coeficient (SSM) dan Jaccard Coeficient (SJ). SSM merupakan koefisien similaritas yang umum digunakan pada ilmu bakteriologi untuk mengukur proporsi karakter yang sesuai, baik hubungannya bersifat ada (positif) maupun tidak ada (negatif). Sedangkan SJ dihitung tanpa memperhitungkan karakter yang tidak dimiliki oleh kedua organisme tersebut (Felsenstein, 2004).

Koefisien Kesamaan dapat dinyatakan dalam derajat kesamaan atau perbedaan. Derajat perbedaan sangat berguna karena menunjukkan seberapa banyak organisme yang diteliti yang memiliki karakter berbeda dengan organisme lain. Dengan mengetahui koefisien kesamaan dapat disusun Cluster dari organisme yang serupa. Beberapa metode utuk menentukan derajat kesamaan adalah Cluster analysis, Phenogram/dendrogram, Ordination methods, dan Similarity Matrix.

            Setelah diketahui derajat kesamaannya, maka nama mikroorganisme tersebut dapat diketahui. Dengan otomatis dapat langsung diketahui informasi yang lengkap tentang mikroba tersebut yang selanjutnya sangat penting dalam keberlangsungan penelitian yang akan dilakukan. 

Sistem Imun Tumbuhan

Soal:

Jelaskan tentang system imun pada kelompok tumbuhan dan invertebrate!

Jawab:

SYSTEM IMUN PADA TUMBUHAN

Dalam pertumbuhannya, tumbuhan seringkali mengalami gangguan dari berbagai patogen penyebab penyakit baik dari kelompok jamur, bakteri, virus, nematoda, dan mikoplasma. Secara umum tumbuhan dapat bertahan dari serangan patogen tersebut dengan kombinasi sifat pertahanan diri yang dimilikinya, yaitu:

·         Sifat-sifat struktural yang berfungsi sebagai penghalang fisik dan menghambat patogen yang akan masuk dan berkembang di dalam tumbuhan.

·         Reaksi-reaksi biokimia yang terjadi di dalam sel dan jaringan tumbuhan yang menghasilkan zat beracun bagi patogen atau menciptakan kondisi yang menghambat pertumbuhan patogen pada tumbuhan tersebut.

·         Kombinasi antara sifat struktural dan reaksi biokimia yang digunakan untuk pertahanan bagi tumbuhan berbeda antara setiap sistem kombinasi inang – patogen.

PERTAHANAN STRUKTURAL

a.      Struktur Pertahanan Sebelum Ada Serangan Patogen

Pertahanan pertama tumbuhan terhadap patogen adalah permukaan tumbuhan, patogen mempenetrasi permukaan tumbuhan supaya dapat menyebabkan infeksi. Pertahanan struktural terdapat pada tumbuhan bahkan sebelum patogen datang dan berkontak dengan tumbuhan.  Struktur-struktur tersebut meliputi jumlah dan kualitas lilin dan kutikula yang menutupi sel epidermis, ukuran, letak dan bentuk stomata dan lentisel, dan jaringan dinding sel yang tebal yang menghambat gerak maju patogen.

Lilin pada permukaan daun dan buah membentuk permukaan yang dapat mencegah terbentuknya lapisan air (water-reppelent) sehingga patogen tidak dapat berkecambah atau memperbanyak diri. Selain itu terdapatnya bulu-bulu halus dan tebal pada permukaan tumbuhan mungkin juga mempunyai pengaruh yang sama dengan efek penolak air sehingga dapat menurunkan tingkat infeksi.

Kutikula yang tebal dapat meningkatkan ketahanan tumbuhan terhadap infeksi patogen yang masuk ke tumbuhan inang hanya melalui penetrasi secara langsung. Akan tetapi ketebalan kutikula tidak selalu behubungan dengan ketahanan tumbuhan karena ada beberapa varietas Tumbuhanyang memiliki lapisan kutikula tebal tetapi mudah terserang oleh patogen.

Ketebalan dan kekuatan dinding bagian luar sel-sel epidermis nampaknya merupakan faktor penting dalam ketahanan beberapa jenis tumbuhan terhadap patogen-patogen tertentu. Sel-sel epidermis yang berdinding kuat dan tebal akan membuat penetrasi secara langsung mengalami kesulitan atau bahkan tidak mungkin dilakukan sama sekali.

b.      Sruktur Pertahanan Sebagai Tanggapan Terhadap Infeksi Patogen.

Setelah patogen dapat mempenetrasi pertahanan struktural yang ada pada tumbuhan, tumbuhan akan mampu membentuk struktur yang berfungsi untuk bertahan dari serangan patogen tersebut.

Beberapa jenis pertahanan struktural yang terbentuk melibatkan jaringan disekitar jaringan Tumbuhan yang terserang (bagian dalam tumbuhan) yang biasa disebut struktur pertahanan jaringan (histologycal defense structure), yang melibatkan dinding sel yang terserang disebut struktur pertahanan sel  (cellular defense structure), dan yang melibatkan sitoplasma sel yang terserang prosesnya dinamakan reaksi pertahanan sitoplasma (cytoplasmic defense reaction). Dengan demikian adanya kematian sel yang terserang oleh patogen dapat melindungi tumbuhan dari serangan selanjutnya oleh patogen tersebut. Hal demikian biasa disebut nekrotik atau reaksi pertahanan hipersensitif (hypersensitive defense reaction). 

c.       Struktur Pertahanan Jaringan

·         Pembentukan Lapisan Gabus (Cork Layer).

Infeksi inang oleh patogen penyebab penyakit sering menyebabkan tumbuhan membentuk beberapa lapisan yang terdiri dari sel-sel gabus di depan titik infeksi sebagai akibat rangsangan terhadap sel-sel inang oleh zat yang disekresikan patogen. Lapisan gabus menghambat serangan patogen dari awal luka dan juga menghambat penyebaran zat beracun yang mungkin disekresikan patogen. Lapisan gabus menghentikan hara dan air dari bagian yang sehat ke bagian terinfeksi dan memisahkan patogen dari tempat hidupnya. Jaringan yang mati termasuk patogennya selanjutnya dibatasi oleh lapisan gabus dan patogen tetap berada pada tempat yang membentuk nekrosis atau ditekan keluar oleh jaringan sehat dibawahnya dan membentuk kudis yang mungkin mengelupas sehingga memisahkan patogen dari inangnya.

·         Pembentukan Lapisan Absisi (abscission layers).

Lapisan absisi terbentuk pada daun muda yang aktif setelah infeksi oleh patogen. Lapisan absisi terdiri dari celah antara dua lapisan sirkuler sel daun yang mengelilingi lokus infeksi. Pada infeksi lamela tengah antara dua lapisan sel tersebut menjadi larut dari keseluruhan ketebalan daun sehingga memotong areal pusat infeksi dari bagian sisa daun. Secara bertingkat bagian tersebut mengerut/layu, mati dan mengelupas, dan patogen ikut terbawa pada bagian tersebut.

·         Pembentukan Tilosa.

Tilosa terbentuk di dalam pembuluh kayu pada tumbuhan dalam keadaan stres dan selama penyerangan oleh jenis patogen vaskular. Tilosa adalah protoplasma yang tumbuh melebihi normal dari sel-sel parenkim yang menonjol dari pembuluh kayu melalui lubang-lubang. Bisa saja tilosa terbentuk sangat banyak dan cepat di depan patogen sehingga mampu menghambat perkembangan patogen selanjutnya.

·         Pengendapan getah atau blendok (gums). 

Berbagai jenis getah dapat dihasilkan oleh tumbuhan disekitar luka oleh infeksi patogen. Dengan adanya getah tersebut terbentuk penghalang yang tidak dapat dipenetrasi oleh patogen sehingga patogen menjadi terisolasi dan tidak bisa memperoleh nutrisi dan lama kelamaan akan mati.

d.      Struktur Pertahanan Seluler

Melibatkan perubahan morfologi di dalam dinding sel atau perubahann yang berasal dari dinding sel yang diserang oleh patogen. Namun mekanisme pertahanan ini memiliki kemampuan yang terbatas. Ada tiga jenis utama struktur pertahanan seluler yaitu:

·         terjadi pembengkakan pada lapisan terluar dinding sel yang disertai dengan zat berserat (amorphous) yang dapat mencegah bakteri memperbanyak diri.

·         dinding sel yang menebal sebagai respon terhadap beberapa jenis virus dan jamur patogen.

·         kalosa palpila yang terdeposit pada sisi bagian dalam dinding sel sebagai respon terhadap serangan jamur patogen.

e.      Reaksi Pertahanan Sitoplasmik

Pada beberapa jenis sel yang terserang oleh jamur patogen sitoplasma dan intinya membesar. Sitoplasma menjadi granular dan keras dan muncul berbagai partikel atau berbagai bentuk didalamnya akhirnya miselium patogen terurai dan infeksi berhenti.

PERTAHANAN METABOLIK (BIOKIMIA)

Pada beberapa jenis tumbuhan terdapat zat yang dihasilkan oleh sel sebelum atau sesudah terjadi infeksi. Terbukti dengan adanya jenis tumbuhan yang tidak terdapat sistem pertahanan struktural namun tidak terdapat infeksi dari patogen penyebab penyakit.

a.      Pertahanan Kimia Sebelum ada Serangan Patogen

Inhibitor yang Dilepaskan oleh Tumbuhan ke Lingkungannya. Tumbuhan mengeluarkan berbagai zat baik dari bagian tumbuhan di atas tanah maupun melalui permukaan akarnya. Beberapa zat yang dikeluarkan oleh tumbuhan memiliki daya hambat terhadap patogen-patogen tertentu.

b.      Pertahanan dengan Tidak Terdapatnya Faktor-faktor Esensial

·         Tidak ada Pengenalan antara Inang  dan Patogen. Spesies atau varietas tumbuhan tertentu mungkin tidak dapat diinfeksi oleh patogen jika permukaan selnya tidak mempunyai faktor pengenal-spesifik (specific recognition factor) yang dapat dikenali oleh patogen. Jika patogen tidak mengenal tumbuhan sebagai salah satu tumbuhan inangnya, maka patogen mungkin tidak jadi menyerang tumbuhan tersebut atau mungkin patogen tidak menghasilkan zat-zat infeksi.

·         Kekurangan Reseptor dan Bagian yang Sensitif Inang terhadap Toksin. Pada kombinasi inang – patogen, patogen biasanya menghasilkan toksik spesifik – inang, toksik tersebut bertanggung jawab terhadap gejala yang akan dihasilkan dan bereaksi terhadap dengan bagian sensitif atau bagian reseptor tertentu di dalam sel. Hanya tumbuhan yang mempunyai reseptor atau bagian sensitif yang menjadi sakit.

·         Tidak ada Hara-hara Esensial bagi Patogen. Varietas tumbuhan karena beberapa sebab manghasilkan suatu zat esensial untuk bertahan hidup bagi parasit obligat sehingga varietas tersebut tahan terhadap serangan patogen.

·         Inhibitor yang Terdapat dalam Sel Tumbuhan Sebelum Infeksi. Beberapa senyawa fenolik dan tanin terdapat dalam konsentrasi tinggi dalam sel daun atau buah yang masih mudadan diperkirakan bertanggung jawab dalam ketahanan jaringan yang masih muda tersebut terhadap mikroorganisme patogenik.

c.       Ketahanan Metabolik yang Disebabkan oleh Serangan Patogen

·         Inhibitor Biokimia yang Dihasilkan Tumbuhan Dalam Responnya terhadap Kerusakan Patogen. Sel dan jaringan tumbuhan bereaksi terhadap kerusakan, baik yang disebabkan oleh patogen atau agensia mekanik dan kimia, melalui serangkaian reaksi biokimia yang ditujukan untuk mengisolasi gangguan dan menyembuhkan luka. Reaksi tersebut sering berhubungan dengan reaksi fungitoksis di sekeliling tempat pelukaan sepertihalnya pembentukan lapisan jaringan perlindungan seperti kalus dan gabus.

·         Pertahanan melalui peningkatan kadar senyawa fenolik. Senyawa fenolik terdapat pada tumbuhan sehat maupun sakit. Peningkatan kadar senyawa fenolik seringkali terjadi lebih cepat setelah terjadi infeksi pada varietas tahan. Senyawa fenolik yang terdapat pada tumbuhan tidak sehat tetapi dihasilkan setelah terjadi infeksi ialah fitoaleksin. Fitoaleksin dihasilkan oleh sel sehat yang berdekatan dengan sel-sel rusak dan nekrotik untuk mencegah patogen berkembang.

·         Pertahanan melalui Pembentukan Substrat yang Menolak Enzim Patogen. Ketahanan tumbuhan terhadap beberapa jenis patogen ialah akibat dari adanya senyawa-senyawa yang tidak mudah diuraikan oleh enzim-enzim patogen. Senyawa-senyawa tersebut merupakan bentuk komplek antara pektin, protein dan kation polivalen seperti kalsium atau magnesium. Senyawa-senyawa tersebut dapat menghambat pertumbuhan patogen sehingga mengakibatkan luka yang terbatas. 

·         Pertahanan Melalui Inaktivasi Enzim Patogen. Beberapa jenis senyawa fenolik dan hasil oksidasinya dapat menghasilkan ketahahnan terhadap penyakit melalui reaksi penghambatan enzim pektolitik dan enzim patogen yang lain.

·         Pertahanan melalui Pelepasan Sianida Fungitoksis dari Kompleks Non-Toksis. Beberapa jenis tumbuhan sianogenik glikosida atau ester sianogenik yang bersifat tidak beracun di dalam sel selama senyawa tersebut terpisah dari enzim-enzim hidrolitik tertentu. Akan tetapi apabila sel tersebut dirusak secara fisik sehingga membrannya terganggu dan kandungan selnya bercampur, maka enzim hidrolitik bercampur dengan kompleks sianogenik dan dapat menghasilkan senyawa toksin sianida yang beracun bagi sebagian besar organisme dan mikroorganisme.

CONTOH BERBAGAI MACAM PERTAHANAN TUMBUHAN

a.        Sel idioblas, adanya zat kimia beracun ini, dapat merobek mulut serangga herbivor dan hewan herbivor. Sel idioblas terbagi atas 4 jenis yaitu :

·       Sel berpigmen yang mengandung tannin (pahit).

·       Sel sclereid yang memiliki struktur yang keras yang sulit dikunyah oleh serangga dan hewan herbivore

·       Sel crystalliferous yang mengandung kristal kalsium oksalat yang dapat merobek mulut herbivor dan dapat menjadi racun jika tertelan.

·       Sel silika yang memberi kekuatan dan sifat kaku pada rumput teki sehingga serangga sulit memakannya.

b.        Lapisan kutikula epidermis (zat lilin), dengan adanya lapisan lilin pada epidermis tumbuhan, akan mencegah kurangnya air pada Tumbuhandan mencegah jamur hidup (dikarenakan jamur dapat tumbuh di daerah lembab dan banyak air) dan mencegah spora jamur berkecambah.

·       Adanya stomata yang menutup jika ada patogen yang berkaitan pula dengan mekanisme kerja MAMPs.

·       Adanya trikoma, dapat mencegah serangga bertelur pada permukaan daun Tumbuhankedelai dan mencegah patogen masuk ke epidermis

c.         Terdapat kulit kayu, kulit terluar dari Tumbuhanberupa phellem yang kedap air serta strukturnya keras karena ada suberin dan mencegah patogen masuk sampai ke sel-sel hidup yang berada di lapisan bawahnya, terdapat pula kandungan lignin yang strukturnya keras dan kaku.

d.        Resitensi basal atau innate immune, terjadi jika sel-sel tumbuhan mengenali mikroba dengan adanya molekul MAMPs (microbe-associated molecular patterns) termasuk protein spesifik, LPS, dan komponen dinding sel yang ditemukan pada mikroba sehingga sel Tumbuhandapat bertahan yang disebut dengan resistensi basal atau innate immune. Bila patogen berhasil masuk menginfeksi tumbuhan, terdapat 2 respon yang terjadi yaitu :

·         Compatible respon : tumbuhan akan sakit karena terinfeksi

·         Incompatible respon : tumbuhan tetap sehat karena mampu mengenali patogen dan meniadakan patogen dengan sistem imun resisten/innate.

DIHASILKAN SENYAWA METABOLIT PADA TUMBUHAN :

1.      Metabolit primer yang digunakan untuk pertumbuhan, perkembangan, dan reproduksi. Misal : glukosa, asam amino, asam nukleat, dan protein

2.      Metabolit sekunder yang digunakan untuk pertahanan. Seperti:

·         Terpenoid

·         Tumbuhan mint hasilkan menthol

·         Krisan -->pyrethrins (neurotoksin pada serangga)

·         Kapas --> gossypol (antijamur dan antibakteri)

·         Bayam --> phytoectysones (mengganggu perkembangan larva)

·         Jeruk --> limonoid

·         Nimba --> azadirachtin

·         Sereh --> citronella

·         Digitalis purpurea --> digitoxin dan digoxin

·         Phenolics

·         Flavonoid berupa antocyanin (mencegah bahaya sinar UV)

·         Flavonoid (tannin) --> menginaktifkan enzim di saliva serangga

3.      Merusak struktur sel patogen dan metabolismenya :

·         Alfalfa --> medicarpin

·         Tomat --> rishitin 

·         Arabidopsis thaliana --> camalexin

·         Alkaloid (turunan asam amino)

·         Kopi --> cafein

·         Tembakau --> nicotine

·         Lombok --> capsaicin

·         Coklat --> theobromin

·         Kubis --> glucosinolate (cyanogenicglycosides) memproduksi asam sianida (HCN) yang dapat menghentikan respirasi seluler serangga.

REAKSI PERTAHANAN NEKROTIK (HIPERSENSITIF)

Lebih merupakan mekanisme pertahanan biokimia bukan mekanisme pertahanan struktural. Dianggap sebagai pertahanan struktural karena respons sejumlah sel yang terlihat jelas. Pertahanan ini dapat mencegah menyebar luasnya serangan patogen (parasit obligat). Seperti Virus, Cendawan, Bakteri, dan Nematoda.

Pada proses infeksi patogen, patogen mempenetrasi dinding sel, setelah patogen berkontak dengan protoplasma sel inti bergerak kearah serangan patogen dan segera terdisintegrasi/pecah dan berbentuk bulat berwarna coklat di dalam sitoplasma. Pertama-tama keadaan tersebut mengelilingi patogen patogen dan kemudian keseluruhan sitoplasma. Pada saat sitoplasma berubah warna menjadi coklat dan akhirnya mati hifa yang menyerang mulai mengalami degenerasi. Hifa tidak dapat tumbuh ke luar sel yang terserang dan serangan selanjutnya akan terhenti. Jaringan yang mengalami nekrotik akan mengisolasi parasit obligat dari substasnsi hidup disekitarnya sehingga dapat menyebabkan patogen mati.

Respons hipersensitif (HR) merupakan suatu induksi kematian sel-sel secara lokal pada titik infeksi patogen. Gejala hipersensitif dapat dilihat bila terjadi pada banyak sel dan tidak dapat dilihat bila hanya terjadi pada satu atau beberapa sel. Peningkatan ketahanan dinding sel dengan memperkuat molekul-molekul. Dinding sel tumbuhan yang kontak dengan patogen (cendawan) dapat memproduksi beberapa senyawa pertahanan yang terakumulasi dan meningkatkan kekuatan dinding sel terhadap invasi cendawan.

Protein-protein yang  berhubungan dengan Patogenisitas adalah kelompok protein struktural yang toksik terhadap patogen. Terdistribusi dalam jaringan tumbuhan dalam jumlah sangat sedikit. Diproduksi dalam konsentrasi tinggi bila terjadi serangan patogen atau stres lingkungan. Terdapat secara inter dan intraselulair. Senyawa-senyawa tersebut misalnya Fitoaleksin.

SYSTEM IMUN PADA INVERTEBRATA

System imun pada invertebrata merupakan mekanisme pendahulu dari sistem imun vertebrata. Sistem pertahanan tubuh invertebrata yang berperan adalah mekanisme pertahanan tubuh oleh haemosit. Di mana penyebaran dan peningkatan jumlah haemosit diasumsikan sebagai bentuk dari respon imun seluler dari tubuh invertebrata. Untuk melakukan aktivitas fagositosis, enkapsulasi, nodulasi, pengaktifan sistem prophenoloksidase, anti mikroba maupun senyawa toksik, diperlukan pelepasan beberapa protein untuk mengatasi benda asing atau agen yang masuk tersebut.

Haemosit adalah sel darah pada invertebrata (udang) yang fungsinya sama dengan sel darah putih pada vertebrata. Hemosit berperan untuk mensitesis beberapa produk penting, yaitu bahan sklerotisasi, tirosin dan lain-lain. Ada sekitar 9 macam hemosit sesuai penulis atau ahlinya, yaitu:

1.      Sel induk atau pre-hemosit, bergerak aktif namun ada yang diam di tempat. Berbentuk bulat dengan nukleus besar

2.      Plasmatosit, memiliki ujung seperti jari, berukuran agak besar, sebagai agen kekebalan seluler, dapat bersifat fagositik pada benda asing yang berukuran kecil, namun jika berukuran besar maka akan diselubungi oleh konektiva yang dibentuk oleh plasmatosit. Proses ini disebut dengan enkapsulasi.

3.      Hemosit granuler, banyak dijumpai pada serangga-serangga tua.

4.      Koagulosit, akan dihasilkan pada serangga yang terluka untuk membentuk gel darah. Merupakan bahan sekresi seperti serabut atau fibril.

5.      Adipohemosit adalah untuk menyimpan lemak dalam bahan makan.

6.      Oenositoid dan sel slefura, fungsi belum jelas.

Pattern Recognition Receptor adalah protein untuk mengidentifikasi molekul yang berasosiasi dengan patogen pada semua organisme. Sistem komplemen adalah bagian arus biokimia dari sitem imun yang dapat membantu membarsihkan patogen dari tubuh yang terdapat pada seluruh organisme. Beberapa dari invertebrata, serangga dan kepiting memiliki repon komplemen yang telah termodifikasi, dengan nama sistem Prophenoloksidase. Yang mewakili bentuk dari sistem imun invertebrata adalah peptida antimikrobial. Peptida antimikrobial merupakan komponen yang telah berkembang dan masih bertahan pada respon imun turunan yang ditemukan pada organisme. Pada beberapa jenis serangga memiliki peptida antimikrobial yang dikenal sebagai defensin dan cecropin.