Q & A : Apa yang Dimaksud Dengan Ekspresi Transien (Transient Expression)?

Proses transformasi

Gambar 1. Tahapan introduksi DNA/transgene (di luar sel) ke dalam sel yang berakhir dengan terintegrasinya transgene ke dalam genom sel tanaman (terbentuknya sel transgenik). Tahapan yang harus dilalui oleh DNA/transgene dalam proses transformasi genetik, yaitu: (1) DNA dari luar sel harus menembus dinding dan membran sel dan berakhir di sitoplasma, (2) DNA harus menembus membran inti dan berakhir di nukleoplasma, dan (3) DNA terintegrasi di dalam genom.

Karena kegiatan kuliah AGH634. Rekayasa Genetika Tanaman sedang berjalan, ada baiknya diulas (review) pertanyaan-pertanyaan dan diskusi yang berkembang di dalam kelas. Salah satunya adalah “Apa yang Dimaksud Dengan Ekspresi Transien (Transient Expression)?

Dalam konteks kuliah AGH634. Rekayasa Genetika Tanaman – yang dimaksud dengan ekspresi transien (transient expression) adalah ekspresi dari transgene yang diintroduksikan ke dalam sel tanaman tetapi belum terintegrasi ke dalam genom sel tanamannya. Biasanya ekspresi transien telah terjadi dalam waktu kurang dari sehari setelah proses transformasi untuk mengintroduksikan transgene ke dalam sel target.

Proses introduksi transgene umumnya melewati rute sebagai berikut: (1) DNA (transgene) yang ada di luar sel harus dapat melewati dinding dan membran sel dan masuk ke sitoplasma, (2) DNA (transgene) yang ada di sitoplasma harus bisa melewati membran inti dan masuk ke nukleoplasma, dan (3) DNA yang ada di nukleoplasma, melalui proses rekombinasi non-spesifik akhirnya akan terintegrasi secara random ke dalam genom sel tanaman tanaman target (Gambar 1). Ekspresi transien terkait dengan proses tahap 2 dan sebelum mencapai tahap 3, artinya DNA (transgene) telah ada di dalam nukleoplasma tetapi belum terintegrasi ke dalam genom.

Pertanyaan lebih lanjut, apakah transgene yang belum terintegrasi dapat terekspresi? Jika yang dimaksud dengan ekspresi transgene adalah terjadinya proses transkripsi menghasilkan hnRNA, diikuti RNA processing menghasilkan mRNA, translokasi mRNA ke sitoplasma, dan translasi mRNA di sitoplasma menghasilkan polipeptida, maka jawabannya pasti bisa.

Inisiasi proses transkripsi yang dilakukan oleh RNA polimerase hanya memerlukan keberadaan promoter yang fungsional. Promoter yang fungsional tidak harus dalam satu kesatuan dengan genom tanaman. Artinya, sepanjang pada suatu DNA ada sequence promoter-nya maka RNA polimerase akan dapat menginisiasi proses transkripsi dari DNA tersebut.

Dengan demikian, transgene yang ada di dalam nukleoplasma yang mempunyai struktur gen fungsional dengan promoter dan bagian-bagian lainnya yang diperlukan, juga akan dapat ditranskripsi dan transkripnya (hnRNA-nya) akan diproses menjadi mRNA, ditranslokasi ke sitoplasma dan ditranslasi menjadi polipeptida. Semua itu dapat terjadi walaupun transgene-nya belum terintegrasi ke dalam genom.

Ekspresi transgene dalam kondisi demikian itulah yang disebut sebagai ekspresi transien (transient expression). Disebut sebagai ekspresi transien karena memang sifatnya sementara dan tergantung pada terjadi tidaknya tahapan yang ke-tiga, yaitu integrasi transgene ke dalam genom. Jika transgene tidak berhasil terintegrasi maka ekpresi akan menghilang. Sebaliknya, jika berhasil terintegrasi maka ekspresinya menjadi permanen.

Monitoring terjadinya ekspresi transien (transient assay) biasanya dilakukan beberapa jam hingga satu hari setelah transformasi. Transgene yang digunakan untuk analisis ekspresi transien (transient assay) adalah gen scorable marker, seperti gen GUS, LUC, atau Gfp.

Jika monitoring ekspresi transien dilakukan dengan menggunakan gen marker GUS maka jaringan yang dievaluasi direaksikan dengan substrat X-Gluc dan jika terjadi ekspresi transien akan diamati terjadinya warna biru pada jaringan tanaman yang dievaluasi (klik link untuk contoh ekspresi transien gen GUS). Untuk gen marker LUC diperlukan substrat luciferin dan ekspresi transien dimonitor dalam bentuk emisi cahaya yang harus ditangkap dengan kamera tertentu (klik link untuk contoh ekspresi transien gen LUC). Sedangkan untuk monitoring ekspresi transien dengan gen Gfp (klik link untuk contoh ekspresi transien gen gfp) tidak memerlukan substrat tertentu, tetapi memerlukan fluorescent microscope yang mempunyai pencahayaan ultra violet (UV).

Demikianlah sedikit penjelasan tentang apa yang dimaksud dengan ekspresi transien (transient expression) dalam rekayasa genetika tanaman. Semoga sedikit penjelasan yang diuraikan diatas dapat membantu menambah pemahaman bagi kolega yang membacanya. Semoga juga dapat menjadi sepotong kecil ‘gading atau belang yang dapat ditinggalkan bagi rekan sejawat sekalian. Feedback dan masukan dari teman-teman sangat diharapkan untuk meningkatkan pemahaman bersama, silakan berikan feedback dan masukan di kolom komentar.

Related articles

About PMB Lab: Prof. Sudarsono

This blog is dedicated as a communication media among alumni associated with PMB Lab, Dept. of Agronomy and Horticulture, Fac. of Agriculture, IPB, Bogor – Indonesia. It contains various information related to alumni activities, PMB Lab’s on going activities and other related matters.
This entry was posted in Kuliah (Courses), Q & A, Serbaneka Info and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s