Penggunaan Bakteri Agrobacterium tumefaciens Sebagai Vektor Trasformasi Genetik

Bakteri Agrobacterium tumefaciens

Bakteri Agrobacterium tumefaciens adalah bakteri tanah anggota famili Rhizobiaceae yang bersifat patogen. Bakteri Agrobacterium tumefaciens digunakan dalam bidang bioteknologi sebagai vektor dalam transformasi gen karena memiliki kemampuan untuk mentransfer DNA yang berada pada Ti plasmid ke dalam inti sel tanaman melalui segmen T-DNA.  Proses infeksi bakteri A.tumefaciens terjadi pada jaringan tanaman yang luka sehingga T-DNA dapat masuk dalam jaringan tanaman.

Gen dan Ekspresi gen Bakteri Agrobacterium tumefaciens

Ekspresi T-DNA menyebabkan peningkatan produksi hormon (auksin dan sitokinin). Peningkatan produksi hormon tersebut memicu proliferasi abnormal pada tanaman sehingga terbentuk tumor (crown gall). Tumor yang dibentuk oleh tanaman selanjutnya mengeluarkan senyawa asam amino dan gula yang disebut dengan opine.

Senyawa opine yang terbentuk kemudian  dikonsumsi oleh bakteri Agrobacterium tumefaciens sebagai sumber karbon dan nitrogen. Selain itu Agrobacterium tumefaciens juga memiliki kemampuan untuk menggabungkan bagian tertentu dari DNA Ti plasmid kedalam genom tanaman inang melalui mekanisme yang terjadi secara alami. Karena kemampuannya tersebutlah Agrobacterium tumefaciens digunakan sebagai media dalam transformasikan gen kedalam sel tanaman.

Pada Ti Plasmid bakteri Agrobacterium tumefaciens terdapat gen – gen virulensi dan     gen – gen penyandi auksin, sitokinin, opine, serta octopine. Gen – gen virulens bertugas untuk membantu meningkatkan efisiensi transformasi gen pada tanaman, sedangkan gen penyandi auksin, sitokinin, opine, dan octopine berperan dalam pembentukan crown gall.

 Baca Juga : Organisme, Unsur, Atom dan Radioaktif

Modifikasi Ti Plasmid dari bakteri Agrobacterium tumefaciens

Untuk meningkatkan efektivitas transformasi, Ti plasmid bakteri terlebih dahulu direkayasa dengan cara membuang gen-gen yang bereperan dalam pembentukan crown gall dan memasukkan gen-gen penting yang dibutuhkan untuk proses transformasi sehingga tidak menyebabkan terbentuknya tumor dan dapat dihasilkan tanaman transgenik dengan ekspresi gen yang diharapkan.

Modifikasi Ti plasmid Agrobacterium tumefaciens agar dapat dimanfaatkan untuk transformasi genetik pada tanaman

Trasformasi genetik pada tanaman dengan menggunakan vektor Agrobacterium tumefaciens mempunyai banyak keuntungan, yaitu :

- teknik atau cara pengerjaannya mudah

- tanaman transgenik lebih stabil dan memiliki sifat fertil

- dapat dilakukan dengan peralatan laboratorium yang sederhana

Baca Juga : Polisakarida : Struktur glukosa, Selulosa dan Kitin

Mekanisme Tranformasi Genetik menggunakan bakteri Agrobacterium tumefaciens

Mekanisme transformasi gen pada tanaman dengan vektor bakteri Agrobacterium tumefaciens diawali dengan pengenalan signal senyawa fenolik yang dikeluarkan bagian terluka tanaman oleh gen virulens A (vir A). gen virulens A merupakan antena periplasmik yang dapat mengenali senyawa fenolik (acetosyringone) dan gula yang dikeluarkan oleh bagian tanaman yang terluka.

Mekanisme transformasi T-DNA ke dalam jaringan tanaman dengan menggunakan vektor bakteri Agrobacterium tumefaciens

Pengaktifan gen virulens A (vir A) oleh senyawa fenolik dibantu oleh chv E (chromosomal virulence E). Protein chv E yang mengikat senyawa gula menjadi signal bagi histidine vir A kinase untuk mengaktifan vir A dengan cara autofosforilasi sehingga vir A dapat mengenali senyawa acetosyringone yang dikeluarkan oleh tanaman.

Aktifnya gen virulens A (vir A) secara langsung akan mengaktifkan site unactivated vir G melalui mekanisme transfosforilasi yang dimiliki oleh vir A. Pada proses ini Vir G merupakan aktivator dari gen-gen virulens lainnya seperti vir B, vir C, vir D, vir E, dan vir F yang kesemuanya ikut berperan serta dalam membantu integrasi T-DNA kedalam genom tanaman

Pengembangan bakteri Agrobacterium tumefaciens sebagai vektor dalam proses transformasi hingga saat ini masih terus dilakukan untuk mengefisiensikan proses insersi goi pada genom tanaman. Hal ini dilakukan dengan cara memisahkan antara gen virulens yang terdapat pada Ti plasmid dengan T-DNA yang berisi goi pada plasmid yang berbeda, dimana sistem ini dinamakan dengan binary vector system.

T-DNA binary vector systems

Ti plasmid dan T-DNA dapat dipisahkan kedalam dua plasmid yang berbeda. Pemisahan ini dilakukan karena ukuran dari Ti plasmid A.tumefaciens sangat besar.

Demikian postingan Tentang Penggunaan Bakteri Agrobacterium tumefaciens Sebagai Vektor Trasformasi Genetik. Semoga bermanfaat. 

Kata Kunci : 

agrobakterium adalah, vektor agrobakterium, plasmid agrobakterium, transformasi genetik, transformasi genetik menggunakan agrobakterium, T-DNA agrobakterium, vektor agrobakterium, Bakteri Agrobacterium tumefaciens, Gen dan Ekspresi gen Bakteri Agrobacterium tumefaciens,  Modifikasi Ti Plasmid dari bakteri Agrobacterium tumefaciens, Mekanisme Tranformasi Genetik menggunakan bakteri Agrobacterium tumefaciens,