BEBERAPA HAL SPESIFIK TENTANG REKOMBINASI DAN

TRANSFORMASI BAKTERI

Rekombinasi Tidak Selalu Bersifat Resiprok pada Tapak Pindah Silang: Konversi Gen

            Kajian-kajian awal tentang pindah silang yang terjadi antara gen-gen yang berbeda menunjukkan bahwa tampaknya peristiwa itu bersifat resiprok. Namun demikian kemudian diketahui bahwa jika rekombinasi terjadi antara tapak-tapak berdekatan pada gen yang sama, maka dapat ditemukan perkecualian. Perkembangan lebih lanjut kemudian menunjukkan bahwa rekombinasi yang tidak resiprok sering ditemukan. Rekombinasi tidak resiprok yang terjadi antara dua tapak berdekatan dalam satu gen yang sama disebut konversi gen atau gen conversion (Gardner, 1991). Dinyatakan pula bahwa tampaknya konversi gen merupakan akibat pemotongan DNA dan sintesis perbaikan DNA yang terjadi pada daerah heterodupleks selama proses pemutusan dan penyambungan. Fenomena konversi gen paling baik dikaji pada khamir atau Neurospora (Watson, 1997; Gardner, 1991).

Bagan rekombinasi yang tidak resiprok

Dalam hal ini misalnya dilakukan persilangan antara dua mutan khamir Saccharomyses cerevisiae (jarak tapak kedua mutan itu sangat dekat dalam satu gen yang sama). Lebih lanjut jika askus-akus yang mengandung spora dianalisis, seringkali askus-askus tersebut tidak mengandung rekombinasi mutan ganda yang resiprok sebagaimana yang diharapkan. Sebagai contoh dilakukan persilangan dengan penanda mutan m₁ dan m₂. Jika persilangan tersebut adalah m₁ m₂⁺  ˃˂ m₁⁺  m₂ , maka askus-askus yang sering kali dijumpai adalah yang mengandung pasangan spora m₁⁺  m_{2 ,} m₁⁺ m₂^{+  ,} dan m₁ m₂⁺  (Gardner, 1991). Dalam hal ini spora-spora mutan ganda m₁ m₂ yang merupakan hasil rekombinasi resiprok tidak ada dalam askus. Oleh karena itu rasio m₂⁺ : m₂ = 3: 1, dan bukan 2:2 seperti yang diharapkan. Kenyataan tersebut merupakan akibat rekombinasi yang tidak resiprok.

Rekombinasi Illegitimate (Illegitimate Rekombination)

            Rekombinasi Illegitimate adalah rekombinasi yang terjadi antara molekul-molekul DNA yang non homolog (Gardner, 1991). Seperti halnya rekombinasi spesifik tapak, mekanisme rekombinasi illegitimate juga tidak sama dengan mekanisme rekombinasi umum. Lebih lanjut pada E. coli macam rekombinasi itu juga tidak membutuhkan rec A, rec B, dan rec C (Ayala, 1984). Contoh rekombinasi illegitimate antara lain yang berkenaan dengan insersi elemen transposabel (misalnya elemen Is) ke dalam suatu lokus gen (Strickberger, 1985). Pada peristiwa tersebut memang urut-urutan DNA lokus tersebut tidak sama dengan urut-urutan DNA elemen Is. Sebagaimana diketahui akibat rekombinasi illegitimate yang melibatkan insersi elemen tersebut, fungsi gen akan terganggu atau hilang. Sebagai contoh misalnya insersi yang dilakukan oleh elemen Is ke dalam berbagai lokus (gen gal, E, K, dan T) pada genom E. coli yang terbukti menimbulkan mutasi-mutasi sehingga menggangu metabolisme galaktose.

Rekombinasi Independen terhadap Replikasi DNA

            Berdasar telaah rekombinasi yang dilakukan selama ini dapat diketahui bahwa kejadian rekombinasi independen  atau tidak terkait dengan peristiwa replikasi DNA. Dalam hal ini bilamana dua genotip fag misalnya a⁺ dan b⁺, dalam jumlah besar secara serempak menginfeksi suatu sel inang yang tumbuh pada medium ringan, pengamatan terhadap genotip partikel fag-fag yang tidak bereplikasi menunjukkan bahwa beberapa diantaranya bergenotip ++, dan ini merupakan bukti bahwa rekombinasi genotip-genotip induk dapat berlangsung secara independen terhadap replikasi DNA.

TRANSFORMASI BAKTERI

            Transformasi adalah suatu proses transfer informasi genetik dengan bantuan potongan DNA ekstarseluler (Russel, 1992). Jika bakteri donor dan resipien berbeda secara genetik, maka akan dihasilkan rekombinasi genetik yag terbentuk melalui peristiwa pindah silang yang melibatkan fragmen DNA dari donor dan DNA atau kromosom resipien. Sel-sel yang mengalami transformasi disebut sebagai transforman.

            Transformasi bakteri pertama kali diamati oleh F. Griffith pada 1928 dan pada 1944 Oswald Avery dkk membuktikan bahwa DNA bertanggung jawab terhadap perubahan genetik yang terjadi akibat transformasi (Gardner, 1991; Russel, 1992).

Transformasi Alami dan Transformasi Buatan

            Berdasar sifat kejadiannya dikenal adanya transformasi alami dan transformasi buatan (transformasi yang direkayasa) (Russel, 1992). Pada transformasi alami, bakteri memang mampu mengambil fragmen DNA secara alami sehingga mengalami transformasi secara genetik. Lain halnya dengan transformasi yang direkayasa, secara genetik bakteri memang dirubah dahulu secara genetik agar memungkinnya mengalami transformasi; dalam hal ini memungkinkannya mampu mengambil fragmen DNA sehingga akhirnya secara genetik mengalami transformasi. Contoh bakteri yang biasanya mengalami transformasi secara alami adalah Bacillus subtilis, dan contoh bakteri yang mengalami transformasi yang direkayasa adalah E. coli.

            Pengambilan molekul DNA oleh bakteri resipien adalah suatu proses aktif yang membutuhkan energi (Gardner, 1991). Pada kenyataannya memang tidak seluruh spesies bakteri  mengalami transformasi secara alami. Spesies yang dapat mengalami transformasi adalah yang memiliki mekanisme enzimatik yang terlibat pada peristiwa pengambilan fragmen DNA maupun pada proses rekombinasi.

            Dikalangan spesies-spesies yang dapat mengalami transformasi secara alami, tidak semua sel pada suatu populasi mampu secara aktif mengambil fragmen DNA. Sel-sel yang mampu secara aktif mengambil fragmen DNA sehingga memugkinkan terjadinya proses transformasi disebut sebagai sel-sel kompeten. sel-sel kompeten tersebut memiliki faktor kompeten, yang diduga merupakan suatu protein permukaan sel atau suatu enzim yang terlibat pada proses pengikatan atau pengambilan DNA. Jelas dapat diketahui bahwa sel-sel kompeten tersebut merupakan sel-sel resipien. Berkenaan dengan sel-sel kompeten yang memiliki faktor kompeten tersebut, telah diketahui pula bahwa proporsi sel-sel kompeten pada suatu kultur berubah mengikuti kondisi pertumbuhan maupun tingkat kurva pertumbuhan. Dalam hal ini dapat diketahui bahwa jumlah sel-sel kompeten paling banyak diketahui pada bagian akhir fase log.

DAFTAR PUSTAKA

Duran, Corebima. Tanpa Tahun. Beberapa Hal Spesifik tentang Rekombinasi dan Transformasi Bakteri. Malang: Universitas Negeri Malang