trubus.id
Tumbuhan Gunakan Rute Komunikasi Tunggal Saat Kembangkan Kloroplas Baru

Tumbuhan Gunakan Rute Komunikasi Tunggal Saat Kembangkan Kloroplas Baru

Syahroni - Senin, 18 Nov 2019 21:00 WIB

Trubus.id -- Para peneliti di Jepang dan Amerika Serikat telah menemukan rincian baru tentang bagaimana daun muda membangun kloroplas pertama mereka, pabrik energi sel tanaman. Para peneliti mengidentifikasi peran baru untuk protein yang pertama kali diidentifikasi 25 tahun yang lalu, tetapi yang telah menentang karakterisasi sampai sekarang.

Ketika tanaman baru berkecambah dari biji dan mulai menumbuhkan daun pertamanya, ia berlomba untuk membangun kloroplas. Tanpa kloroplas untuk mengubah sinar matahari menjadi energi, sinar matahari yang memberi hidup itu malah membakar tanaman dari dalam ke luar dengan memproduksi bahan kimia berbahaya yang disebut spesies oksigen reaktif. Membangun kloroplas membutuhkan relay sinyal komunikasi antara kloroplas yang sedang berkembang dan pusat DNA pusat sel tanaman atau nukleus.

Protein yang ditandai oleh para peneliti, GUN1, diketahui memiliki peran penting dalam komunikasi antara kloroplas dan nukleus, tetapi rincian perannya masih belum jelas.

"GUN1 telah menjadi misteri untuk waktu yang lama," kata Profesor Tatsuru Masuda dari University of Tokyo, pemimpin penelitian yang sedang berlangsung dan penulis terakhir dari publikasi baru-baru ini dalam jurnal Prosiding National Academy of Sciences.

GUN1 sebelumnya sulit dipelajari karena, meskipun sel-sel tumbuhan menghasilkan lebih banyak sepanjang hidup mereka, protein ini dengan cepat terdegradasi di bawah sinar matahari. Tim peneliti mengungkapkan bahwa GUN1 memengaruhi produksi dan pelepasan molekul komunikasi lain yang diusulkan.

Selama hari-hari pertama perkembangan daun dan waktu tanpa sinar matahari, GUN1 berikatan dengan molekul yang mengandung zat besi yang baru-baru ini menjadi terkenal oleh industri 'daging' alternatif atau berbasis tanaman: heme tanaman.

Heme tanaman adalah bagian dari kelas senyawa kimia yang disebut tetrapyrroles, molekul besar yang dibangun dari empat cincin pentagon yang menambatkan atom logam di pusatnya, seperti besi (heme) atau magnesium (klorofil). Tetrapyrroles adalah kelas molekul purba yang penting bagi kehidupan di sebagian besar organisme. Meskipun para peneliti memahami bagaimana tetrapyrroles dibangun, sedikit yang diketahui tentang bagaimana mereka bergerak di sekitar sel dan apa yang mereka lakukan dalam perjalanan mereka.

Dalam serangkaian percobaan menggunakan GUN1 yang diisolasi dari daun tanaman muda, peneliti mengamati bahwa protein berikatan langsung dengan heme dan tetrapyrroles lainnya, sehingga mengontrol produksi sel heme.

"Kami mengusulkan bahwa GUN1 berikatan dengan heme untuk memblokirnya dari bergerak dari kloroplas ke nukleus, yang dapat membantu memastikan bahwa kloroplas berkembang secara efisien," kata Masuda.

Karena GUN1 terdegradasi di hadapan sinar matahari, ia hanya melepaskan heme untuk mengirim sinyal ke nukleus sementara ada cahaya yang tersedia untuk kloroplas untuk berfotosintesis menjadi energi.

"Memahami bagaimana kloroplas dibangun secara alami mungkin suatu hari memungkinkan kita untuk berpotensi memanipulasi bagaimana tanaman melakukan fotosintesis dalam kondisi yang tidak menguntungkan, seperti di bawah cahaya intensitas sangat tinggi atau sangat rendah," kata Masuda.

GUN1 adalah bagian dari kelompok mutasi enam gen yang semuanya mempengaruhi bagaimana kloroplas dan genom nuklir berkomunikasi. Protein GUN lainnya juga berinteraksi dengan molekul tetrapyrrole jenis lain. Para peneliti berharap bahwa sekarang memiliki karakteristik semua protein GUN akan mengarah pada pemahaman yang lebih rinci tentang bagaimana tetrapyrroles berkontribusi pada komunikasi dari kloroplas ke nukleus.

"Langkah kami selanjutnya adalah menentukan dengan tepat di mana sepanjang protein GUN1 berikatan dengan heme atau tetrapyrroles lainnya, dan terus melacak transportasi heme di sekitar sel," kata Masuda. [RN]

Editor : Syahroni

Berita Terkait

22 Jan 2020
21 Jan 2020
21 Jan 2020

Baca Juga

Berita Lainnya