Tumbuhan memiliki kemampuan mengesankan untuk mereproduksi secara aseksual dan meregenerasi bagian yang rusak. Rahasia dari kemampuan ini terletak pada tipe jaringan yang disebut meristem . Sel-sel meristematik sepenuhnya berkembang dan fungsional pada saat jatuh tempo, tetapi tidak seperti sel-sel lain dalam tanaman, mereka tetap totipoten. Ini berarti bahwa ketika diinduksi, mereka dapat berkembang menjadi jaringan tanaman spesifik pada titik mana pun selama masa hidup tanaman. Sel-sel lain dalam tanaman sepenuhnya terdiferensiasi (artinya mereka terspesialisasi dalam bentuk dan fungsi) dan tidak membelah. Namun, sel dalam meristem membagi dan memproduksi semua sel baru dalam suatu tanaman.
Sementara jaringan meristem adalah sumber potensi regeneratif suatu tanaman, meristem juga memainkan peran penting dalam pertumbuhan tanaman normal. Tumbuhan memiliki kemampuan unik untuk terus tumbuh dan mengembangkan organ baru sambil berfungsi sebagai organisme reproduksi yang matang . Tanaman tumbuh lebih besar melalui pembelahan sel dan pemanjangan sel. Pertumbuhan tanaman sederhana difasilitasi oleh jaringan meristem karena merupakan situs utama pembelahan sel ( mitosis ) dalam tanaman. Tumbuhan mengembangkan organ baru (batang, daun, bunga, akar) melalui pembelahan sel dan diferensiasi sel. Karena sumber dari semua sel baru dalam tanaman adalah meristem, jaringan ini juga memainkan peran penting dalam perkembangan organ. Sementara beberapa sel di dalamnya apikal meristem membelah untuk menghasilkan sel meristematik baru, sebagian besar sel keturunan berdiferensiasi menjadi tipe sel khusus yang berhenti membelah dan berfungsi sebagai bagian dari organ di mana mereka dihasilkan.
Tumbuhan memiliki jaringan meristematik di beberapa lokasi. Kedua akar dan pucuk memiliki jaringan meristematik di ujungnya yang disebut meristem apikal yang bertanggung jawab untuk pemanjangan akar dan pucuk. Meristem apikal pucuk terbentuk selama perkembangan embrionik, tetapi setelah perkecambahan menimbulkan batang, daun, dan bunga. Meristem apikal akar juga terbentuk selama pengembangan, tetapi selama perkecambahan memunculkan sistem root. Pembelahan sel dan pemanjangan sel dalam meristem apikal disebut pertumbuhan primer dan menghasilkan peningkatan tinggi tanaman dan panjang akar. Menambah panjang akar memungkinkan tanaman memasuki sumber daya air dan mineraldari daerah atau lapisan tanah baru. Menambah panjang tunas membuat tanaman lebih tinggi, sehingga memungkinkan akses yang lebih baik ke sinar matahari untuk fotosintesis.
Banyak jenis tanaman juga meningkatkan diameter akar dan batangnya sepanjang hidupnya. Jenis pertumbuhan ini disebut pertumbuhan sekunder dan merupakan produk dari meristem lateral . Meristem lateral disebut kambium vaskular di banyak tanaman di mana ia ditemukan. Pertumbuhan sekunder memberikan stabilitas tambahan yang memungkinkan tanaman tumbuh lebih tinggi. Terakhir, beberapa tanaman memiliki meristem interkarial. Ini adalah area tanaman yang membantu regenerasi bagian tanaman yang telah dirusak oleh predator atau lingkungan. Meristem intercalary menghasilkan pertumbuhan di dasar bilah rumput, misalnya.
Jaringan meristem tidak otonom. Sepanjang kehidupan tanaman, tingkat pembelahan sel dan perpanjangan sel dalam meristem diatur oleh hormon tanaman . Sebagai contoh, giberelin merangsang pembelahan sel dalam meristem apikal pucuk, menyebabkan tanaman tumbuh lebih tinggi. Hormon-hormon ini juga menyebabkan pemanjangan sel di meristem intercalary rumput. Sitokinin dan auksin juga merupakan pengatur pertumbuhan yang penting. Auksin merangsang pertumbuhan dengan menginduksi pemanjangan sel, sementara sitokinin merangsang pembelahan sel dan pemanjangan sel.
Meristem Apikal dan Formasi Pola
Sebagai sumber untuk semua sel baru dari tanaman yang tumbuh, meristem memainkan peran penting dalam pembentukan organ baru dan dalam penempatan yang benar dari organ-organ tersebut di dalam tubuh tanaman. Proses dimana organisasi ini terjadi disebut pembentukan pola dan, pada tanaman, diarahkan oleh meristem. Untuk menyelesaikan tugas ini, sel-sel meristematik harus dapat menginterpretasikan posisi mereka di dalam tanaman dan menentukan nasib tertentu.
Sebagai contoh, selama pengembangan daun baru, sel-sel pembagi dari meristem harus berdiferensiasi menjadi beberapa tipe fungsional yang berbeda dari sel-sel epidermis dan sel parenkim. Namun, mereka tidak perlu berdiferensiasi menjadi sel reproduksi seperti yang ditemukan pada bunga. Bagaimana sel-sel meristematik "tahu" menjadi apa? Sel-sel yang secara aktif membagi meristem apikal menggunakan isyarat posisi seperti hormon dan interaksi sel-sel sebagai panduan selama diferensiasi. Selain itu, isyarat posisi ini menghasilkan aktivasi gen tertentu dan inaktivasi gen lain dalam satu set sel, sehingga memulai pola diferensiasi spesifik mereka berdasarkan lokasi spasial mereka di pabrik. Gen spesifik yang awalnya diaktifkan dalam sel meristem selama proses ini disebut gen homeotik. Gen-gen ini menyandi sebuah keluarga faktor transkripsi yang, setelah diaktifkan, akan menentukan nasib sel dengan mengaktifkan dan menonaktifkan seluruh host gen lain.
Salah satu mekanisme ekspresi gen diferensial (aktivasi dan inaktivasi gen selama diferensiasi dan pengembangan organ) adalah pengikatan hormon tanaman ke permukaan sel yang sedang berkembang. Hormon seperti sitokinin telah terbukti mempengaruhi transkripsi dan translasi asam ribonukleat (RNA) . Diperkirakan bahwa keberadaan kedua sitokinin dan kelas hormon lain, yang disebut auksin, penting untuk perkembangan akar dan tunas yang tepat. Di laboratorium, jika satu set sel meristem yang tidak dibedakan ditanam dalam kultur, mereka tidak akan berkembang menjadi embrio tanaman. kecuali jika mereka distimulasi dengan auksin dan sitokinin. Rasio sitokinin / auksin yang tinggi akan merangsang sel-sel meristematik untuk mengembangkan batang, daun, dan kuncup bunga. Di sisi lain, rasio auksin / sitokinin yang tinggi akan merangsang sel-sel meristematik untuk mengembangkan akar.
0 komentar:
Post a Comment