Laporan Praktikum 9

Laporan Praktikum 9
Kriopreservasi Sel
Nama
: Cokhy Indira Fasha
NIM
: 10699044
Kelompok
:7
Tanggal Praktikum : 22 Oktober 2001
Tanggal Laporan
: 29 Oktober 2001
Asisten
: Yossi
Departemen Biologi
Institut Teknologi Bandung
2001
Laporan Praktikum 9
Kriopreservasi Sel
A. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah :
Melakukan tahap-tahap proses dalam kriopreservasi jaringan meristem meliputi : tahap isolasi
jaringan, enkapsulasi, dehidrasi, penyimpanan (kriopreservasi), pemulihan, dan pemeliharaan kembali.
B. Cara kerja dan Pengamatan
C. Pembahasan
Dalam penyimpanan sel, jaringan, atau organ, perlu dipertimbangkan kenyataan bahwa hal-hal tadi
akan lebih stabil bila berada pada kondisi fisiologi sangat rendah. Hal inilah yang melatarbelakangi
dilakukannya kriopreservasi. Kriopreservasi adalah cara penyimpanan sel, jaringan, atau potongan
organ tumbuhan maupun hewan pada suhu rendah yang dilakukan secara in vitro. Teknik
kriopreservasi dilakukan dengan cara membekukan sel atau jaringan tanaman yang akan disimpan
pada temperatur rendah. Pada temperatur rendah ini, metabolisme sel berada dalam keadaan tidak aktif
sehingga sel tidak mengalami pertumbuhan tetapi masih tetap hidup dan berpotensi untuk tumbuh
kembali. Selain itu, sifat genetik dari suatu organisme dapat tetap stabil dan tidak mengalami
perubahan seperti halnya yang dipelihara dengan teknik dasar kultur jaringan atau penyimpanan secara
konvensional. Faktor yang mempengaruhi keberhasilan kriopreservasi antara lain :
1. pemilihan krioprotektan
2. prosedur pembekuan dan pelelehan
3. jangka waktu dan kondisi lingkungan saat pemotongan
4. komposisi media pasca-pemotongan dan pasca-pelelehan
5. ukuran tunas (jumlah primordia)
6. umur dan tahap perkembangan
Seperti yang telah disebutkan, faktor yang cukup penting dalam kriopreservasi adalah
digunakannya krioprotektan yang berfungsi untuk melindungi sel serta mencegah kerusakan akibat
temperatur rendah. Krioprotektan ini adalah kumpulan berbagai senyawa yang berperan malalui
macam-macam mekanisme yang berbeda untuk meningkatkan kesintasan (survival) dari sel yang
mengalami kriopreservasi. Seperti yang diketahui, pada suhu rendah air membeku dan membentuk
kristal-kristal tajam. Hal ini dapat merusakan organel sel dan bagian sel lain sehingga sel tersebut
dapat mati. Salah satu krioprotektan yang biasa digunakan adalah dimetilsulfoksida atau DMSO.
Pada percobaan, langkah-langkah yang dilakukan tahap isolasi jaringan dan enkapsulasi. Pada
tahap isolasi jaringan, herba yang digunakan diisolasi pucuknya hingga berukuran 5 ml dan disertai
dengan beberapa primordia daun. Alasan digunakannya bagian meristem pucuk antara lain :
1. aktif membelah sehingga mudah ditumbuhkan kembali
2. vakuola kecil sehingga sedikit mengandung air
3. karena sedikit mengandung air, sel lebih bertahan hidup pada suhu rendah
Selanjutnya dilakukan enkapsulasi yang menggunakan kalsium alginat. Dalam metode ini
dilakukan pelapisan pucuk yang dikriopreservasi. Awalnya pucuk dicelupkan ke dalam alginat dan
selanjutnya tetesan yang terbentuk dimasukkan ke dalam CaCl2. Hal ini menyebabkan lebih
terlindungnya pucuk dari suhu yang rendah.
Langkah percobaan yang dilakukan hanya sampai di sini. Bila dilanjutkan, langkah yang
selanjutnya dilakukan adalah dehidrasi. Dehidrasi dilakukan dengan cara penambahan sukrosa pekat.
Hal ini menyebabkan air yang terkandung dalam pucuk keluar karena adanya proses osmosis.
Selanjutnya pucuk dapat dibekukan (kriopreservasi) dalam nitrogen cair yang bersuhu -190OC. Selain
langkah yang dilakukan tadi, dapat juga dilakukan vitrifikasi dimana pencegahan terbentuknya es
dalam jaringan hidup dilakukan dengan cara pemekatan larutan.
Saat ingin digunakan kembali, pucuk dipulihkan dan dilakukan pemeliharaan kembali. Setelah
diambil dari nitrogen cair, tumbuhan dibiarkan beberapa saat pada suhu 45OC. Pada suhu ini tumbuhan
kembai lagi seperti semula dan siap dipelihara kembali dengan cara ditaruh pada medium MS standar.
Pemulihan ini dilakukan pada waktu yang cepat bertujuan agar sel tidak rusak.
Sensitivitas sel tanaman terhadap temperatur rendah berbeda-beda tergantung pada jenis tanaman
tersebut.Oleh sebab itu tidak ada metode yang dapat digunakan secara umum. Perlakuan pada suhu
rendah pada dasarnya dapat menyebabkan kerusakan sel, antara lain :
1. penghancuran secara mekanis oleh pembentukan kristal es intrasel
2. denaturasi protein yang disebabkan tingginya konsentrasi elektrolit
3. perubahan pH
4. dehidrasi yang kuat sehingga zat terlarut tercurah keluar
5. pecahnya sel akibat kehilangan keseimbangan osmotik.
D. Kesimpulan
1. Tahap-tahap yang dilakukan pada kriopreservasi adalah : isolasi jaringan, enkapsulasi, dehidrasi,
penyimpanan (kriopreservasi), pemulihan, dan pemeliharaan kembali.
2. Pada tahap isolasi jaringan dilakukan isolasi terhadap meristem dengan alasan sel aktif membelah
dan vakuolanya kecil sehingga komposisi airnya rendah.
3. Pada tahap enkapsulasi dan dehidrasi dilakukan pelindungan pucuk dengan cara pelapisan dengan
kalsium alginat dan mengeluaran air dari sel.
4. Pada tahap kriopreservasi, tanaman ditempatkan pada nitrogen cair yang bersuhu 190OC.
5. Pada tahap pemulihan dan pemeliharaan kembali, sel kembali dihidupkan untuk dipelihara
kembali.
E. Daftar Pustaka
1. Binns, M. Joergen & Ward. 1992. Agrobacterium & Plant Cell Transformation, dalam :
Encyclopedia of Microbiology : Vol I J. Legerberg. Academic Press, Inc. San Diego.
2. Day, A. G.& C.P Lichenstein. 1992. Plant Genetic Transformation, dalam : Plant Biotechnology.
Pergamon Press. Oxford.
3. Albert, B. et al. 1989. Molecular Biology of The Cell, 2nd ed.Garland Publishing, Inc. New York