Presented by: Alya Nur Abdila (8246173015)
01
Munculnya konsep auksin
02
Biosintesis dan metabolisme
auksin
Sach (Ahli Botani German) abad ke-19
• bentuk dan fungsi organisme tidak mungkin terjadi tanpa adanya
komunikasi yang efisien antar sel
• Konsep tentang komunikasi antar sel pada tumbuhan berasal dari
penelitian serupa pada hewan
• Hormon : pembawa pesan kimia yang memediasi komunikasi antar sel
• Reseptor : hormon yang bereaksi dengan protein tertentu
CHAPTER 19 HALAMAN 423
CHAPTER 19 HALAMAN 423
Hormon Pada Hewan
• Protein
• Polipeptida
• Turunan asam amino
• Steroid
Hormon Pada Tumbuhan
• Auksin
• Giberelin
• Sitokinin
• Etilen
• Asam absisat
Namun kini terdapat bukti kuat tentang keberadaan hormon lain pada
tanaman yaitu “Brassinosteroid”, yang memiliki berbagai efek
morfologis pada perkembangan tanaman
Chapter 19 Halaman 424
• Hormon tumbuhan pertama yang berhasil diidentifikasi dan dipelajari
• Membuka jalan bagi penelitian lebih lanjut tentang penemuanpenemuan hormon lainnya
• Auksin dan sitokinin berbeda dari hormon tanaman dan agen pemberi
sinyal lainnya
• Tanaman jika tidak memiliki auksin dan sitokinin sama sekali, maka
tidak dapat hidup.
• Auksin dan sitokinin dibutuhkan secara terus menerus dalam jumlah
yang seimbang
• Hormon tanaman yang lain seperti tombol on/off perannya, atau hanya
diperlukan pada tahap-tahap tertentu
• Pada akhir abad ke-19, Charles Darwin dan putranya mempelajari
fenomena pertumbuhan “pembengkokan tanaman ke arah cahaya”
yang disebut fototropisme.
• Darwin menggunakan bibit rumput kenari (Phalaris canarlensis), yang
mana daun termudanya dibungkus oleh organ pelindung disebut
koleoptil
• Koleoptil sangat sensitif terhadap cahaya, terutama cahaya biru
• Dengan cahaya yang redup, koleoptil akan membengkok ke sumber
cahaya dalam waktu 1 jam
• Bagian koleoptil yang membengkok kearah cahaya disebut zona
pertumbuhan yang letaknya beberapa mili meter dibawah ujung
• Kesimpulan percobaan, rangsangan pertumbuhan dihasilkan di ujung
koleoptil dan ditransmisikan ke zona pertumbuhan
Chapter 19 Halaman 424
Gambar 1. Ringkasan percobaan awal dalam penelitian auksin
Chapter 19 Halaman 425
Gambar 1. Ringkasan percobaan awal dalam penelitian auksin
• Tanaman diletakkan di tempat gelap.
• Beberapa koleoptil dibiarkan utuh, beberapa dipotong ujungnya, dan beberapa
ditutup ujungnya dengan bahan tidak tembus cahaya.
• Semua tanaman kemudian disinari dari satu sisi.
• Koleoptil utuh membengkok ke arah cahaya.
• Koleoptil tanpa ujung tidak membengkok.
• Koleoptil dengan ujung tertutup juga tidak membengkok.
• Bagian ujung koleoptil mendeteksi cahaya.
• Zat tertentu (kemudian diketahui sebagai auksin) diproduksi di ujung dan
merangsang pertumbuhan sel di sisi yang teduh, menyebabkan batang
membengkok ke arah cahaya.
Percobaan ini menjadi dasar penelitian hormon berikutnya
Chapter 19 Halaman 425
Gambar 1. Ringkasan percobaan awal dalam penelitian auksin
• Boysen Jensen memotong ujung koleoptil beberapa tanaman.
• Pada beberapa tanaman, ia menyisipkan sepotong gelatin tipis di antara bagian
ujung yang dipotong dan bagian bawah koleoptil. Gelatin bersifat tidak kedap air
namun memungkinkan lewatnya zat-zat tertentu.
• Pada tanaman lainnya, ia menyisipkan sepotong mika yang tipis dan kedap air di
antara kedua bagian tersebut.
• Semua tanaman kemudian disinari dari satu sisi.
• Koleoptil yang disisipkan gelatin tetap membengkok ke arah cahaya, meskipun
lebih lambat dibandingkan koleoptil utuh.
• Koleoptil yang disisipkan mika membengkok namun sangat lambat.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa sinyal yang merangsang pertumbuhan dapat
melewati gelatin. Ini mengindikasikan bahwa sinyal tersebut berupa zat kimia yang
cukup kecil untuk melewati pori-pori gelatin.
Chapter 19 Halaman 425
Gambar 1. Ringkasan percobaan awal dalam penelitian auksin
Chapter 19 Halaman 425
Gambar 1. Ringkasan percobaan awal dalam penelitian auksin
• Ujung koleoptil (bagian paling atas tunas tanaman) dipotong. Bagian inilah yang
menghasilkan zat pengatur tumbuh atau hormon yang disebut auksin
• Ujung koleoptil yang dipotong diletakkan di atas blok agar. Auksin yang ada di
ujung koleoptil akan berdifusi dan tersimpan di dalam blok agar.
• Blok agar yang telah mengandung auksin dipotong menjadi dua bagian secara
membujur
• Salah satu bagian blok agar diletakkan di salah satu sisi koleoptil yang baru,
sementara bagian lainnya diletakkan di sisi yang berlawanan pada koleoptil lain.
• Koleoptil yang diberi bagian blok agar yang mengandung auksin akan tumbuh
lebih cepat di sisi yang bersentuhan dengan blok agar, sehingga koleoptil akan
membengkok
Percobaan Paal memberikan bukti kuat bahwa pertumbuhan tanaman,
khususnya fototropisme (pertumbuhan menuju cahaya), dipengaruhi oleh zat
kimia yang disebut auksin. Auksin inilah yang berperan sebagai pembawa sinyal
Chapter 19 Halaman 425
pertumbuhan dan mengatur arah pertumbuhan tanaman
Gambar 1. Ringkasan percobaan awal dalam penelitian auksin
• Went meletakkan ujung koleoptil (bagian batang muda tanaman) pada blok
gelatin
• Ujung koleoptil yang dipotong diletakkan di atas blok gelatin. Auksin yang ada di
ujung koleoptil akan berdifusi dan tersimpan di dalam blok gelatin
• kemudian blok gelatin yang telah mengandung auksin diletakkan kembali keatas
sisi koleoptil
• Zat yang merangsang pertumbuhan (auxin) berdifusi dari ujung koleoptil ke
dalam blok gelatin
Went menunjukkan bahwa pertumbuhan tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh
faktor lingkungan, tetapi juga oleh sinyal kimiawi internal yang diproduksi oleh
tanaman itu sendiri.
Chapter 19 Halaman 425
• berdasarkan penelitian Went, menunjukkkan bahwa “pengaruh” pendorong
pertumbuhan yang menyebar dari ujung koleoptil adalah zat kimia.
• fakta bahwa zat itu diproduksi di suatu lokasi dan diangkut dalam jumlah
kecil ke tempat kerjanya menjadikannya hormon tanaman yang asli
• identitas kimia dari “zat pertumbuhan” dan potensinya dalam bidang
pertanian, membuat banyak analog kimia terkait yang diuji, yang
menghasilkan generalisasi tentang persyaratan kimia untuk aktivitas auksin
• kemajuan teknologi, terutama penggunaan isotop pelacak, memungkinkan ahli
biokimia tanaman untuk mengungkap jalur biosintesis dan pemecahan auksin.
• pendekatan biologi molekuler , memungkinkan para ilmuwan mengidentifika si
prekursor auksin dan mempelajari distribusi auksin di dalam tanaman
CHAPTER 19 HALAMAN 424
CHAP TER 19 HALAMAN 424
AUKSI N UTAMA PADA TUMBUHAN ADALAH ASAM I NDO LE -3 ASETAT
• Pada pertengahan tahun 1930 -an ditentukan bahwa auksin adalah serupa dengan
asam indole -3 asetat (IAA)
• IAA sejauh ini merupakan yang paling melimpah dan relevan secara fisiologis
• Struktur IAA sederhana, sehingga dengan cepat mampu mensintesis berbagai macam
serangkaian molekul dengan aktivitas auksin
• beberapa diantaranya digunakan sebagai herbisida dalam holtikultura dan pertanian
G ambar 19 .3 S tru k tu r ti g a au k si n alami ( h al. 4 2 6 )
G ambar 19 .4 S truk tur auk sin herbisida dalam holtik ultura
(hal.4 27)
CHAP TER 19 HALAMAN 426
• tergantung pada informasi yang dibutuhkan oleh peneliti , jumlah dan/atau identitas
auksin dalam sampel biologis
• auksin dapat ditentukan melalui bioassay, spektromtrei massa, atau enzyme -linked
immunosarbent essay (ELISA)
Bioassay
Went (sekitar 60 tahun yang lalu), menggunakan koleoptil Avena (oat/gandum) dalam
suatu teknik uji kelengkungan koleoptil (Gambar 19.1). mengidentifikasi koleoptil
melengkung karena peningkatan auksin di satu sisi merangsang pemanjangan sel dan
penurunan auksin di sisi lain (karena tidak adanya ujung koleoptil) menyebabkan
penurunan laju pertumbuhan (fenomena pertumbuhan diferensial).
CHAP TER 19 HALAMAN 427
Bioassay
• uji kelengkungan koleoptil pada Avena (Went) mendeteksi keberadaan auksin yang
berdifusi pada blok gelatin, menunjukkan auksin telah mempengaruhi pertumbuhan
sel pada bagian koleoptil
• uji kelengkungan koleoptil Avena (Went) tidak menunjukkan kuantifikasi yang akurat
February
mengenai konsentrasi auksin
• untuk mendapatkan data yang lebih presisi diperlukan metode lain seperti
spetrometri massa dan ELISA
Spektrometri
• digunakan ketika informasi mengenai struktur kimia dan jumlah IAA dibutuhkan
• melibatkan kromatografi gas yang memungkinkan kuantifikasi dan identifikasi auksin
secara tepat
• dapat mendeteksi setidaknya 10-12 g IAA (ditemukan pada bagian batang kacang
polong dan biji jagung)
• memungkinkan untuk menganalisis prekursor auksin, pergantian auksin, dan distribusi
auksin dalam tanaman secara akurat
• biosentesis IAA dikaitkan dengan pembelahan dan
pertumbuhan jaringan yang cepat, terutama pada tunas
• hampir semua jaringan tanaman tampaknya mmapu
menghasilkan IAA dalam kadar rendah
• meristem apikal tunas, daun muda, serta buah dan biji
yang berkembang merupakan lokasi utama sintesis IAA
CHAP TER 19 HALAMAN 427
sintesis auksin pada Arabidopsis tidak statis
ujung primordia
bergeser
basipetal
pangkal daun
terpusat di tengah lamina
• pergeseran ini sangat terkait dengan tahapan perkembangan
daun termasuk proses pematangan dan berdiferensiasi vaskular
• auksin dalam proses ini berperan semacam “petunjuk arah”
yang mengatur pertumbuhan dan perkembangan daun
CHAP TER 19 HALAMAN 427
CHAP TER 19 HALAMAN 427
reporter gen GUS
(β-glukuronidase)
• memungkinkan para peneliti untuk mempelajari lebih dalam bagaimana
auksin mengatur berbagai aspek perkembangan tanaman, termasuk
February
diferensiasi sel, pembentukan pola, dan pengaturan struktur seperti
hidatoda
• penelitian terbaru telah menunjukkan bahwa auksin diproduksi oleh
sekelompok sel yang terletak di area-area tertentu pada daun, yang
berhubungan dengan tempat berkembangnya hidatoda
• hidatoda adalah struktur yang mengeluarkan air dari tanaman, dan proses
ini dipengaruhi oleh distribusi dan konsentrasi auksin
• Pemetaan distribusi auksin dengan menggunakan GUS memungkinkan
untuk mengidentifikasi daerah-daerah spesifik di mana hidatoda akan
berkembang
CHAP TER 19 HALAMAN 427
reporter gen GUS
(β-glukuronidase)
Eksperimen ini menunjukkan bagaimana auksin,
yang diproduksi di daerah tertentu pada daun
muda Arabidopsis , mempengaruhi diferensiasi
dan pengaturan struktur seperti hidatoda dan
pembuluh vaskular. Penggunaan reporter GUS
memungkinkan visualisasi yang sangat jelas dari
distribusi auksin pada tahap-tahap awal
perkembangan daun, memberikan pemahaman
lebih dalam mengenai peran auksin dalam
pembentukan pola pada tanaman
Studio
Shodwe