Biosintesis dan Transport Sukrosa pada Tanaman Tebu

Biosintesis Sukrosa pada Tanaman Tebu

Tanaman tebu merupakan tanaman C4 yang asimilasi karbonnya terjadi di dua sel yaitu sel mesofil dan bundle sheath cell. Jalur asimilasi karbon tanaman C4 dimulai dari CO₂ yang masuk melalui stomata ke sel mesofil, kemudian berikatan dengan PEP (Phosphoenol Pyruvate) yang dikatalisis oleh PEPC (Phosphoenol Pyruvate Carboksilase) membentuk asam oksaloasetat yang selanjutnya diubah menjadi asam malat untuk ditransfer ke bundle sheath cell.  Asam malat di bundle sheath cell mengalami dekarboksilasi yang dikatalisis oleh malate dehydrogenase (oxaloacetate-decarboxylating) (NADP⁺) menghasilkan pyruvat dan CO₂. Pyruvat akan dikembalikan lagi ke dalam sel mesofil sedangkan CO₂ masuk dalam proses siklus calvin.

Baca Juga : Perbedaan Tanaman C3, Tanaman C4, dan Tanaman CAM

Rangkaian asimilasi karbon pada tanaman C4

Dalam siklus calvin, CO₂ mengalami beberapa reaksi yang akhirnya dihasilkan triosa phosphate (triosa-P). Sebagian triosa phosphate digunakan untuk membentuk pati di kloroplast dan ada yang dikeluarkan dari kloroplas untuk membentuk sukrosa di dalam sitosol. Di dalam sitosol, triosa phosphate dikonversi menjadi beberapa senyawa, diantaranya adalah UDP-glucose dan fructose-6-phosphate (F6P). Kedua senyawa tersebut kemudian dikatalis oleh enzim Sucrose phosphate synthase (SPS) menghasilkan sucrose-6-phosphate. Selanjutnya phosphate pada sucrose-6-phosphate dihidrolisis oleh sucrose phosphate phosphatase (SPP) menjadi sukrosa dan phosphate anorganic (Pi). Phosphate anorganik yang masuk ke dalam kloroplast secara antiport dengan triosa-phosphate (triosa-P). Rangkaian biosintesis sukrosa secara umum dapat dilihat pada gambar berikut :

Rangkaian biosintesis sukrosa dalam bundle sheath cell tanaman tebu

Enzim Sucrose phosphate synthase (SPS) merupakan enzim kunci dalam proses biosintesis sukrosa karena besarnya sukrosa yang dihasilkan berbanding lurus dengan jumlah enzim Sucrose phosphate synthase (SPS)  . Sebagian besar tanaman mempunyai lebih dari satu gen yang menyandikan protein Sucrose phosphate synthase (SPS), seperti pada tanaman tebu terdapat 2 gen yang menyandikan Sucrose phosphate synthase (SPS) yaitu SoSPS1 dan SoSPS2.

Baca Juga : Organela sel : Aparatus golgi, Lisosom dan Vakuola

Berdasarkan analisis northern blot, gen SoSPS1 lebih dominan diekspresikan pada jaringan fotosintetik (daun) sedangkan SoSPS2 diekspresikan di akar. Pada tingkatan transkripsi, ekspresi gen SoSPS1 dipengaruhi oleh cahaya dan mencapai maksimum setelah pemberian cahaya selama 24 jam, sedangkan  gen SoSPS2 tidak dipengaruhi oleh cahaya.

Translokasi atau Transportasi Sukrosa Pada Tanaman Tebu

Sukrosa merupakan senyawa yang dibutuhkan oleh setiap bagian tanaman. Sukrosa banyak digunakan tanaman sebagai sumber energi serta disimpan sebagai cadangan makanan. Pada tanaman tebu, sukrosa disimpan/diakumulasikan pada batang. Akumulasi sukrosa pada organ penyimpanan banyak dipengaruhi oleh  translokasinya dari source ke sink. Proses translokasi sukrosa dari source ke sink termasuk dalam long distance transport yang melewati pembuluh floem dan dapat terjadi secara simplast maupun apoplast. Simplast adalah transport zat dari sel ke sel yang difasilitasi oleh plasmodesmata, sedangkan apoplast adalah transport zat melewati ruang antar sel dan difasilitasi oleh protein Sucrose transporter (SUT). Translokasi atau transportasi sukrosa oleh protein SUT merupakan bentuk pengangkutan aktif yang merupakan pengangkutan zat melawan gradien konsentrasi serta menggunakan mekanisme sukrosa-H⁺ simporter (sucrose proton symport).

Sucrose transporter terletak pada membran plastid, membran vacuola, dan membran plasma. Protein sucrose transporter berperan penting dalam translokasi sukrosa secara aktif pada sel tanaman. Sukrosa akan memasuki sel pengiring (companion cell) dan sieve elemen melalui sucrose transporter. Sukrosa yang berada di dalam jaringan source dan sel pengiring (companion cell), akan memasuki sieve element floem melalui plasmodesmata yang akan bergerak  menuju jaringan penyimpan (sink) melalui aliran massa.

Translokasi Transportasi dari daun ke organ yang membutuhkan . S: sukrosa, P: plasmodesmata 

Demikian Postingan kali ini tentang Biosintesis dan Transport Sukrosa pada Tanaman Tebu. Semoga bermanfaat

Kata Kunci :

Biosintesis Sukrosa pada Tanaman Tebu, sukrosa adalah, gula pada tebu, sumber gula dari tebu, tanaman C4, asimilasi karbon tanaman C4, Rangkaian biosintesis sukrosa dalam bundle sheath cell tanaman tebu, asimilasi karbon dari tebu, tebu transgenik, sintesis sukrosa, enzim Sucrose phosphate synthase, SPS, enzim SPS adalah, SPS pada tebu, Translokasi atau Transportasi Sukrosa Pada Tanaman Tebu, Sucrose transporter, SUT, Protein SUT, Bambang sugiharto tebu transgenik, tebu transgenik, akumulasi sukrosa, transport sukrosa, cara tebu menyimpan gula