Tumbuhan juga Memiliki Hormon, Apasaja Perannya?

Apa itu hormon?

Hormon adalah molekul organik yang berperan sebagai signal kimiawi yang menyebabkan berbagai respon pengaturan pertumbuhan dan perkembangan. 

Ada beberapa hal yang menjadi tantangan bagi pada ilmuan dalam meneliti tentang hormon tumbuhan, diantaranya:
1. Hormon tumbuhan dapat membangkitkan respon pada tumbuhan bahkan dalam konsentrasi yang sangat kecil, yakni 10-6 mol/L.
2. Efek dari beberapa hormon berbeda saling tumpang tindih, sehingga sulit menentukan hormon mana yang merupakan penyebab utama dari suatu respon tumbuhan.
3. Pada konsentrasi yang berbeda, hormon tumbuhan dapat menyebabkan respon yang berbeda. 

Ada dua hal yang membedakan hormon tumbuhan dan hormon pada hewan, yaitu:
1. Hormon pada tumbuhan umumnya merupakan molekul kecil, tidak berupa molekul kompleks seperti pada hewan.
2. Efek dari hormon tumbuhan umumnya muncul pada lokasi yang dekat dengan tempat dimana hormon tersebut diproduksi. Pada hewan, hormon diproduksi pada suatu lokasi tertentu, lalu ditransport ke bagian tubuh tertentu dimana hormon tersebut akan menunjukkan pengaruhnya. 

Ada 5 jenis hormon utama pada tumbuhan yang telah diteliti oleh para ilmuan, yaitu:
  1. Hormon Auksin (Indol Acetic Acid). Diproduksi di meristem apikal pucuk, daun muda, dan biji. Berperan dalam pemanjangan batang, dominansi apikal, inisiasi akar, dan perkembangan buah.
  2. Hormon Giberellin (GA3). Diproduksi pada daun muda, meristem apikal pucuk, dan embrio biji. Peran Giberellin: (a) Giberellin menstimulasi pembungaan, khususnya pada tanaman hari panjang (long-day pants); (b) Giberellin juga mempengaruhi pembesaran buah. Karenanya, para petani mengaplikasikan giberellin pada beberapa varietas anggur untuk menghasilkan buah yang lebih besar; (c) Giberellin mempengaruhi proses perkecambahan beberapa tanaman dengan mendorong sintesis alpha-amilasi, enzim yang mencerna karbohidrat pada endosperm. Dengan demikian, glukosa menjadi tersedia untuk diserap embrio; (d) Giberellin mempengaruhi pemanjangan batang dengan menstimulasi pembesaran dan pembelahan sel.
  3. Hormon Sitokinin (Zeatin). Diproduksi di akar. Perperan dalam pembelahan sel, penundaan senescence (penuaan), inhibisi dominansi apikal, perkembangan bunga, perkembangan embrio, dan perkecambahan biji. Sitokinin mendorong pembelahan dan diferensiasi sel pada sel muda yang belum terdiferensiasi sehingga membentuk sel yang lebih terspesialisasi. Pada kultur jaringan tumbuhan, sitokinin berinteraksi dengan auksin selama proses pembentukan organ tumbuhan seperti akar dan batang.
  4. Hormon Etilen. Diproduksi di nodus batang, buah yang masak, dan pada jaringan yang rusak atau menua. Berperan dalam pemasakan buah, respon terhadap tekanan lingkungan, perkecambahan biji, inisiasi akar, penuaan, dan absisi pada daun dan bunga. Tanaman yang mengalami tekanan mekanik akan memproduksi etylen tambahan, yang pada akhirnya akan menghambat pemanjangan batang dan mendorong penebalan dinding sel pada sel-sel kolenkim dan sklerenkim. Respon tersebut bersifat adaptif, karena batang yang lebih pendek dan tebal lebih tahan terhadap kerusakan akibat tekanan mekanik. Peranan etylen lainnya adalah pada proses absisi daun. Proses absisi daun sebenarnya dipegaruhi oleh dua jenis hormon yang bersifat antagonis satu sama lain, yakni Etylen dan Auksin. Ketika daun menua, konsentrasi Auksin menurun. Sementara itu, lapisan sel pada dasar petiolus mulai memproduksi Etylen yang kemudian mendorong terjadinya absisi daun. 
  5. Asam absisat. Diproduksi pada hampir semua sel yang mengandung plastida (daun, batang, akar). Berperan dalam dormansi biji, dan respon terhadap kekurangan air. Konsentrasi asam absisat meingkat tajam pada daun tanaman yang berada pada kondisi lingkungan yang kekeringan. Tingginya konsentrasi asam absisat pada daun akan mendorong penutupan stomata. Karena stomata menutup, maka akan mencegah hilangnya air melalui transpirasi, sehingga meningkatkan kemungkinan tumbuhan untuk bertahan hidup. Pada biji, konsentrasi asam absisat yang tinggi akan mempertahankan dormansi biji. Biji akan mulai berkecambah jika asam absisat larut karena adanya air yang cukup dari lingkungan.  
Para peneliti juga telah menemukan beberapa molekul sinyal yang dapat mempengaruh proses fisiologis pada tumbuhan, yaitu:
  1. Brassinosteroid. Brassinosteroid meruakan kelompok steroid yang berfungsi sebagai hormon tumbuhan. Diproduksi pada pucuk, biji, dan buah. Berperan dalam ekspresi gen yang dimediasi cahaya (Light-mediated gene expression), pembelahan sel, pemanjangan sel, perkecambahan biji, dan perkembangan jarigan vaskuler. Pada tumbuhan, Brassinosteroid terikat pada sebuah reseptor pada membran plasma tumbuhan, yang kemudian mendorong ternyadinya serangkaian sinyal kimiawi yang mengubah ekspresi gen di dalam sel.
  2. Jasmonate. Jasmonate merupakan turunan asam lemak. Diproduksi pada daun. Berperan dalam inisiasi pertahanan diri terhadap predator atau organisme penyebab penyakit. Jasmnate juga berperan dalam perkembangan serbuk sari, pertumbuhan akar, pemasakan buah, dan penuaan. Untuk respon pertahanan, Jasmonate mendorog produksi enzim yang dapat meningkatkan resistensi tumbuhan terhadap serangga herbivora. Misalnya, tomat yang diserang ulat akan mengeluarkan senyawa jasmonate ke udara. Senyawa ini akan mengundang musuh alami ulat, yakni tawon parasitik (parasitic wasps) yang bertelur di tubuh ulat. Ketika telur tawon menetas di tubuh ulat, larva akan memakan tubuh dan akhirnya membunuh inangnya (ulat). 
  3. Asam Salisilat. Diproduksi pada titik perlukaan. Berperan sebagai pertahanan terhadap organisme penyebab penyakit. Ketika tumbuhan diserang patogen, produksi asam salisilat meningkat. Asam salisilat terikat pada reseptor, dan mengaktifkan produksi protein untuk meningkatkan ketahanan terhadap infeksi dan juga untuk mendorong penyembuhan luka. Selain itu, tumbuhan juga menggunakan asam salisilat untuk mengirim sinyal pada tumbuhan sejenis di dekatnya. Misalnya, tanaman tembakau yang terinveksi Tobacco Mozaik Virus akan melepaskan asam salisilat ke udara (yang dikenal sebagai methyl salicylate). Ketika tanaman tembakau terdekat menerima signal kimiawi dari udara tersebut, mereka mulai menyintesis protein antivirus yang meningkatkan resistensi terhadap serangan  virus.
  4. Systemin. Systemin merupakan polipeptida yang. terdiri atas 18 asam amino dan ditransport melalui tubuh tumbuhan sebagai respon terhadap luka akibat serangga. Diproduksi pada titik perlukaan akibat herbivora. Berperan dalam inisiasi pertahanan terhadap prodator (herbivora) atau organisme penyebab penyakit. 

Bagaimana hormon dapat menyebabkan respon tertentu pada tumbuhan?

Hormon tumbuhan dapat mempengaruhi proses fisiologis pada tumbuhan melalui proses "transduksi signal." Dalam hal ini, hormon tumbuhan akan terikat pada reseptor yang terletak pada mebran plasma, yang kemudian menyebabkan serangkaian reaksi enzimatik. Untuk lebih memahami mekanisme tersebut, perhatikan gambar berikut ini. 




Gambar di atas merupakan mekanisme kerja hormon Auksin yang dikenal sebagai hormon yang mempengaruhi ekspresi gen. Dalam mempengaruhi ekspresi gen pada sel tumbuhan, terdapa 4 tahap utama, yakni:

Tahap 1: Auksin terikat pada reseptor. Reseptor auksin (TIR1 receptor) terletak di membran plasma dan memiliki struktur tiga dimensi yang dapat berikatan dengan molekul auksin.
Tahap 2: Terikatnya auksin pada reseptor TIR1 mengkatalisis proses penempelan molekul "ubiquitin" pada "protein represor." Protein reprosor tersebut berperan dalam menginhibisi ekspresi gen-gen tertentu. 
Tahap 3: Ketika ubiquitin melekat pada molekul protein, maka sel akan menarget protein tersebut untuk proses destruksi.
Tahap 4: Karena "protein repressor" telah didesktruksi (dihancurkan), maka gen yang semula direpresi oleh protein tersebut kini teraktivasi, sehingga dapat diekspresikan, dan akhirnya dapat menyebabkan perubahan pada proses pertumbuhan dan perkembangan sel. 



Daftar Pustaka:
1. Solomon, et al. 2007. Biology. USA: Thomson Brooks

Komentar

Postingan populer dari blog ini

Struktur Aerenkim Akar

Berapa Sih Jumlah Total Energi dari Respirasi Seluler?

Menabung Mudah dan Praktis dengan SOBATKU