PENGARUH
PEMBERIAN PAKAN YANG DIFERMENTASIDENGANEFFECTIVE MICROORGANISMS-4 (EM-4) PADA AYAM BROILER DAN REGULASI HORMON TERHADAP EKSPRESI GEN PADA
AYAM HUTAN
(Gallus
sp)
Misael
Pasaribu (4111410001)
Jurusan
Kimia Universitas Negeri Medan
PENDAHULUAN
Effective
Microorganisms-4 (EM-4) adalah salah satu jenis probiotik yang merupakan kultur
campuran dari mikroorganisme yang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman dan
ternak yang dapat digunakan sebagai inokulan untuk meningkatkan keragaman dan
populasi mikroorganisme. Berbagai macam cara dapat dilakukan untuk meningkatkan
kecernaan bahan pakan ternak, baik sebelum dikonsumsi maupun selama dalam
saluran pencernaan, hal ini bertujuan untuk meningkatkan produktivitas ternak.
Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan memanfaatkan probiotik.
Effective Microorganisms-4 (EM-4) adalah salah satu jenis probiotik yang
merupakan kultur campuran dari mikroorganisme yang menguntungkan bagi
pertumbuhan tanaman dan ternak yang dapat digunakan sebagai inokulan untuk
meningkatkan keragaman dan populasi mikroorganisme. Menurut Higa penggunaan
EM-4 dapat meningkatkan kesehatan, pertumbuhan dan kualitas produksi tanaman
dan ternak. EM-4 terdiri dari bakteri fotosintetik, bakteri asam laktat
(Lactobacillus sp), khamir (Saccharomyces sp) serta Actinomycetes. Deptan dan
Subadiyasa menambahkan di dalam EM-4 juga terdapat jamur fermentasi (peragian)
yaitu Penicillium sp dan Aspergillus sp. Prinsip fermentasi adalah mengaktifkan
pertumbuhan mikroorganisme yang dibutuhkan, sehingga membentuk produk baru yang
berbeda dari bahan asal. Menurut Winarno dan Fardiaz, bahan pakan yang
mengalami fermentasi dapat meningkatkan nilai gizinya jika dibandingkan dengan
bahan asalnya. Melalui pengolahan dengan teknologi fermentasi oleh EM-4
diharapkan mampu meningkatkan daya cerna protein pakan, kandungan protein
daging dan pertambahan berat badan ayam broiler, sehingga terjadi peningkatan
efisiensi pakan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian
pakan yang difermentasi EM-4 pada berbagai konsentrasi, terhadap daya cerna
protein pakan, kandungan protein daging, dan pertambahan berat badan ayam
broiler
Dalam
era industrialisasi salah satu upaya terobosan dalam meningkatkan produksi dan
efisiensi usaha termasuk usaha pertanian. Saat ini telah berkembang rekayasa
genetika yang akan memberikan harapan bagi industry pertemakan, baik yang
berkaitan dengan masalah produksi, pakan maupun medis veteriner. Potensi
pengembangan dan penerapan bioteknologi peternakan tersebut sangat besar
termasuk Indonesia. Dalam dasawarsa terakhir ini peranan bioteknologi semakin
hari semakin bertambah besar yaitu dalam menunjang kegiatan pengembangan.
Cakupan bioteknologi cukup luas, baik yang baru dalam tahap penelitian maupun
yang sudah dapat diaplikasikan. Pada umumnya diasosiasikan sebagai rekayasa
genetika (genetic enginnering) dan biologi molekuler. Penelitian dan
pengembangan hormon dan produksi biologi lainnya diarahkan untuk diagnosa dini
baik untuk penyakit maupun untuk kebuntingan.
Aplikasi
lain adalah untuk memacu pertumbuhan yang lebih cepat. Selain hormone ada 3
bagian biologi yang akan diteliti dan dikembangkan, yaitu metabolic sekunder,
biokonversi dan analisis genetika. Aplikasi bioteknologi dibidang peternakan
yang sedang digarap meliputi 3 bagian utama yaitu bioteknologi produksi,
bioteknologi pakan dan bioteknologi
molekuler, meliputi :
1. Bioteknologi
reproduksi, seperti: inseminasi buatan, transfer embrio dan
rekayasa genetika
meliputi 19 jenis ternak/hewan yang perlu dikembangkan.
2. Bioteknologi pakan
ternak yang terdiri dari bioteknologi pakan hijau dan
konsentrat.
3. Bioteknologi
molekuler dibidang kesehatan hewan dan produksi bahan vaksin dan bahan obat
(anti biotik, probiotik, immunoregulator hormon). Reproduksi dan pertumbuhan
ternak dipengaruhi oleh hormon seperti steroid maupun peptida. Dalam kemajuan,
bidang rekayasa genetika sangat dimungkinkan untuk mengisolasi gen target.
Kloning gen target sangat dibantu
dengan adanya tehnik
hibridisasi maupun amplikasi gen secara in vitro dengan proses reaksi
polimerase berantai (PCR). Untuk keperluan hibridisasi diperlukan DNA pelacak
(probe). Probe ini dapat berupa potongan gen yang mempunyai aktivitas serupa
atau dapat berupa oligunukleotida yang disintesa berdasarkan informasi asam
amino penyusun protein. Untuk teknik PCR diperlukan informasi urutan asam
nukleat yang mengapit gen target yang digunakan sebagai dasar penyusun primer
oligonukieotida dengan menggunakan DNA synthesizer. Protein berperan dalam
semua aktivitas kehidupan sebab protein terlibat dalam setiap aspek kehidupan
seperti katalis struktur, regulasi dan sebagainya.
Hormon
yang juga mengandung protein, dan juga akan berpengaruh pada pengaturan terhadap
ekspresi gen, hal ini dapat dipelajari pada beberapa jenis hewan, termasuk
ayamhutan hijau (Gallusvarius). Beberapa jenis ayam yang akankita kenal
sekarang ini berasal dari ayamhutan sebagai nenek moyangnya. Sampai saat ini
ayam hutan (species Gallus)yang masih hidup ada 4 gallus, seperti Gallus
varius (green jungle fowl), Gallus gallus atau Gallus benkiva (red
jungle fowl), Gallus lafayetti (ceylonese jungle fowl) dan Gallus sonnerati
(grey jungle fowl).
Beberapa
tahun yang lalu harga seekor ayam hutan tidak sebanding dengan usaha
penangkapannya. Pekerjaan yang dahulu hanya iseng-iseng sekarang lain menjadi
semiprofesional sebagai akibatnya beberapa ayam hutan di pulau Jawa populasinya
menurun, selanjutnya ayam hutan yang sempat dijual di pasar dan sampai ke
tangan pembeli atau pemelihara, biasanya tidak akan berumur panjang. Hanya
beberapa hari ada di rumah, ayam hutan ketakutan betelur, luka pada sayap dan
kepala, tidak mau makan dan akhirnya mati Untuk mengantisipasi hal tersebut
diperlukan usaha pelestarian ayam hutan, terutama ayam hutan hijau (Gallus
varius), maka diperlukan pengkajian yang mendalam untuk menelusuri
kehidupannya. Dalam hal ini penulis mencoba meninjau regulasi hormonal terhadap
ekspresi gen ayam hutan hijau (Gallus varius).
Pemenuhan
kebutuhan protein hewani tidak terlepas dari peningkatan populasi ternak yang
berimbas pada peningkatan jumlah dan kualitas produk. Peningkatan produksi
ternak bergantung pula dari pola dan kualitas pakan. Peningkatan efisiensi
kecernaan bahan pakan dan nutrisi dalam tubuh ternak akan menghasilkan produksi
ternak yang maksimal. Ayam pedaging (broiler) merupakan salah satu sumber
protein hewani yang murah. Produk utama berupa daging dan telur merupakan
kebutuhan masyarakat yang semakin meningkat. Keunggulan ayam pedaging adalah
dapat dijual sebelum usia 8 minggu. Pada usia itu berat tubuhnya hampir sama
dengan tubuh ayam kampung berusia sekitar satu tahun,sehingga ayam pedaging
merupakan sainganbaru ayam kampung, yang dikembangbiakkan secara khusus untuk
pemasaran pada umur dini ayam broiler mempunyai rasa yang khas, empuk, dan dagingnya
banyak. Kualitas pakan merupakan faktor yang sangat berpengaruh dalam menentukan
keberhasilan pemeliharaan ayam. Namun, biaya pakan mencapai 60-70% dari total biaya
produksi, usaha penekanan biaya pakan telah banyak dilakukan melalui berbagai penelitian,
tetapi penggunaan mikroorganisme yang mampu mengubah susunan bahan organic menjadi
susunan bahan organik lain yang lebih sederhana belum banyak dilakukan. Berbagai
macam cara dapat dilakukan untuk meningkatkan kecernaan bahan pakan ternak, baik
sebelum dikonsumsi maupun selama dalam saluran pencernaan, hal ini bertujuan
untuk meningkatkan produktivitas ternak. Salah satu cara yang dapat dilakukan
adalah dengan memanfaatkan probiotik .
II.FERMENTASI
dengan EM-4 PADA AYAM BROILER
Kandungan
protein pakan hasil fermentasi dengan EM-4 Fermentasi pakan dengan menggunakan
Effective microorganisms-4 (EM-4) selama 4 X 24 jam mengakibatkan peningkatan
kandungan protein pakan dibandingkan dengan pakan tanpa difermentasi. Hasil
pengukuran protein pakan yang difermentasi pada penambahan larutan starter 5%;
10%; 15% dan 20% berturutturut adalah 23,76%; 25,07%; 30,01%; 24,88% dan
perlakuan pakan tanpa difermentasi (kontrol) 19,19%. Peningkatan kandungan
protein pada pakan disebabkan terjadi peningkatan unsur nitrogen yang terdapat
pada bahan makanan berkarbohidrat dalam bentuk garam ammonium atau nitrat.
Selain itu juga terjadi penambahan unsur nitrogen dari sel mikroorganisme atau
senyawa volatil yang lepas. Fermentasi telah menyebabkan terjadinya perombakan
unsur organik pakan, sehingga komponen dalam pakan menjadi lebih sederhana.
Mikroorganisme EM-4 dalam melakukan fermentasi menggunakan energy untuk
memenuhi aktivitasnya. Energi yang digunakan tersebut berasal dari perombakan
ikatan-ikatan kimiawi tertentu dan juga dihasilkan dari proses glikolisis. Daya
cerna protein pakan Pakan tanpa fermentasi yang diberikan kepada ayam akan
menghasilkan nilai daya cerna protein yang lebih rendah dibandingkan dengan
pakan yang difermentasi terlebih dahulu. Pakan yang difermentasi oleh
mikroorganisme EM-4 mengalami perombakan menjadi lebih sederhana oleh mikroorganisme,
sehingga bahan organik yang terkandung di dalamnya lebih mudah diserap oleh
tubuh. Hasil penelitian ratarata daya cerna protein pakan. Pakan yang
difermentasi cukup palatabel dan disukai oleh ternak. Besarnya nilai daya cerna
protein pakan ditentukan oleh besarnya nilai protein yang dikonsumsi dan
banyaknya protein yang dibuang bersama feses. Semakin sedikit protein yang
dibuang bersama feses, maka akan meningkatkan nilai daya cernanya. Berdasarkan
analisis varian dan hasil uji DMRT pada taraf signifikansi 5% diketahui bahwa
nilai daya cerna protein pakan pada semua perlakuan menunjukkan perbedaan yang
nyata. Nilai tertinggi daya cerna protein pakan diperoleh pada P3 dengan
konsentrasi larutan starter EM-4 15% yaitu sebesar 83,29%. Hal ini disebabkan
pada konsentrasi tersebut jumlah. mikroorganisme perombak unsur-unsur organic
dalam pakan bertambah banyak, sehingga kandungan gizi pakan (protein) akan
lebih banyak dirombak menjadi lebih sederhana. Penggunaan EM-4 pada konsentrasi
larutan starter 20% (P4) tidak efektif, besarnya nilai daya cerna protein pakan
menurun yaitu 75,26%. Hal ini terjadi karena mikroorganisme EM-4 dalam
mendekomposisikan unsur-unsur organik pakan terlalu banyak dibandingkan dengan
substrat yang tersedia, sehingga menurunkan kecepatan pertumbuhan
mikroorganisme. Menurut Schlegel and Schmidt menyatakan bahwa menurunnya
kecepatan pertumbuhan disebabkan oleh keterbatasan substrat, kepadatan populasi
mikroorganisme yang tinggi, tekanan parsial oksigen yang rendah, kekurangan faktor
pertumbuhan dan juga timbunan produk metabolisme yang toksik. bahwa peningkatan
kualitas protein dalam pakan akan meningkatkan protein dalam tubuh. Bahan yang
mengalami proses fermentasi mempunyai nilai gizi yang lebih tinggi dari bahan
asal. Hal ini disebabkan fermentasi menghasilkan enzim-enzim tertentu yang
dapat menguraikan protein menjadi asam amino sehingga lebih mudah diserap
tubuhKandungan protein daging
Kandungan protein Daging
Menurut
Palupi, daging secara umum terbentuk dari beberapa unsur pokok seperti, air,
protein, lemak, mineral, vitamin dan sebagainya, unsur-unsur tersebut
tergantung umur dan makanan hewan. Daging ayam mengandung protein antara 21-24%
dapat dilihat bahwa nilai rata-rata persentase kandungan protein daging yang
difermentasi dengan EM-4 lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol (P0) yang
tidak mengalami fermentasi. Pakan dengan kandungan protein rendah akan memiliki
kandungan protein daging yang rendah pula sedangkan perlakuan yang terbaik pada
perlakuan dengan penambahan larutan starter 15% adalah yaitu sebesar 23,20%.
Soeparno (1998) menyatakan optimal. Selain itu makanan yang mengalami
fermentasi akan meningkatkan kandungan vitaminnya, seperti riboflavin, vitamin
B12 dan Provitamin A yang berpengaruh terhadap pertumbuhan. Scott et al.,
(1982), menambahkan bahwa riboflavin sangat esensial untuk pertumbuhan dan
perbaikan jaringan tubuh semua hewan.
Konsumsi pakan
Ternak
mengkonsumsi pakan untuk memenuhi kebutuhan energi dan zat makanan dalam tubuh.
Setelah dilakukan uji DMRT dengan taraf signifikansi 5% didapat hasil yang
berbeda nyata antar perlakuan. Perlakuan pakan yang difermentasi mengakibatkan
penurunan konsumsi pakan. Perlakuan yang terbaik terlihat pada perlakuan dengan
penambahan larutan starter 15% (66,60) yaitu jumlah konsumsi pakan paling
sedikit. Hal tersebut terjadi sebagai akibat dari proses fermentasi oleh
mikroorganisme EM- 4, menghasilkan asam-asam organik seperti asam propionat,
asam butirat dan asam asetat, sehingga kebutuhan ayam akan energi akan tercukupi
dari asam-asam organik sebagai sumber energi tersebut. Hal ini sesuai dengan
pendapat Dwidjoseputro (1987), yang menyatakan bahwa pakan yang difermentasi
EM-4 akan menurunkan konsumsi pakan karena adanya aktivitas dalam EM-4 yang
melakukan fermentasi terhadap pakan tesebut,
Pertambahan berat badan
Pertambahan
berat badan disebabkan secara langsung oleh ketersediaan asam amino pembentuk
jaringan sehingga konsumsi protein pakan berhubungan langsung dengan proses
pertumbuhan. Menurut Mirnawati dan
Nuraini bahwa protein yang berkulitas baik akan meningkatkan pertambahan berat
badan setiap unit protein yang dikonsumsi. Dari dilihat bahwa pakan yang
difermentasi dengan EM-4 mengakibatkan terjadinya peningkatan pertambahan berat
badan dibandingkan dengan kontrol. Dari hasil uji DMRT dengan taraf
signifikansi 5% diperoleh hasil yang berbeda nyata antar perlakuan. Pada
perlakuan dengan penambahan larutan starter 15% memberikan hasil yang terbaik
pada penelitian ini. Hal ini terjadi karena protein yang dikonsumsi pada
perlakuan pakan yang difermentasi, unsur gizi pakan (terutama protein) telah
terjadi perombakan menjadi lebih sederhana, sehingga lebih mudah diserap oleh
tubuh. Fermentasi bahan organik akan melepaskan asam amino dan sakarida dalam
bentuk senyawa yang terlarut dan mudah diserap oleh saluran pencernaan ayam.
Hal ini menyebabkan absorpsi dan pemanfaatan zat makanan untuk pertumbuhan
menjadi lebih dilihat dari pertambahan berat badan yang semakin meningkat.
Pertambahan berat badan secara langsung disebabkan oleh ketersediaan asam amino
dalam jaringan, sehingga konsumsi protein pakan berhubungan dengan pertumbuhan.
Protein dengan kualitas yang baik dapat meningkatkan pertambahan berat badan.
Konsumsi protein pakan
Hasil
uji DMRT dengan taraf signifikansi 5% menunjukkan bahwa perlakuan pakan antar
perlakuan pada penelitian ini berbeda nyata terhadap konsumsi protein pakan. P0
sebagai perlakuan kontrol menunjukkan rata-rata konsumsi protein pakan yang
rendah yaitu 13,49, karena kandungan protein pakannya juga rendah yaitu 19,19%.
Pada perlakuan dengan penambahan larutan starter 15% karena kandungan protein
pada pakannya paling tinggi yaitu 30,01%, maka konsumsi protein pakannya
tertinggi yaitu 19,19. Peningkatan protein pada pakan mengakibatkan konsumsi
protein pakan meningkat. Hasil analisis statistik rata-rata konsumsi protein
pakan yang didapat . Fermentasi pakan telah mengubah unsur-unsur organic yang
terkandung dalam pakan menjadi lebih sederhana, selain itu mikroorganisme EM-4
dalam melakukan aktivitas pada proses fermentasi juga berkembang dan bertambah
banyak. Pakan yang difermentasi dengan mikroorganisme EM-4 jumlah protein yang
terkandung dalam pakan akan meningkat, karena dalam pakan juga terdapat protein
yang berasal dari mikroorganisme.
Konversi pakan
Pakan
yang difermentasi dengan EM-4 mengakibatkan penurunan konversi pakan. Hasil
analisis statistik rata-rata konversi pakan. Berdasarkan uji DMRT terhadap
konversi pakan pada taraf signifikansi 5% pada semua perlakuan menunjukkan
perbedaan yang nyata. Rata-rata nilai konversi pakan pada perakuan kontrol
tanpa fermentasi adalah 1,95 lebih tinggi daripada pakan yang difermentasi.
Nilai konversi pakan terendah pada perlakuan dengan penambahan larutan starter
15% karena menurut Siregar jumlah konsumsi
pakan yang rendah dan adanya peningkatan pertambahan berat badan mengakibatkan
nilai konversi pakan yang diperoleh juga rendah. Tinggi rendahnya konversi
menggambarkan efisiensi pakan. Nilai konversi pakan yang rendah dapat
meningkatkan efisiensi penggunaan pakannya dan sebaliknya nilai konversi pakan
yang tinggi menurunkan efisiensi penggunaan pakan.
Rasio efisiensi protein
Besarnya
rasio efisiensi protein (REP) ditentukan oleh perubahan nilai pertambahan berat
badan dan konsumsi protein. Hasil uji DMRT dengan taraf uji 5% menyatakan bahwa
perlakuan pakan pada penelitian ini memberikan pengaruh nyata terhadap rasio
efisiensi protein. Penurunan rasio efisiensi protein terjadi karena
meningkatnya protein pada pakan. dapat
diketahui bahwa nilai rasio efisiensi protein lebih kecil daripada kontrol,
sedangkan nilai terendah pada perlakuan dengan penambahan larutan starter 15%
adalah 2,08. Semakin besar nilai pertambahan berat badan yang dihasilkan dan
protein yang dikonsumsi semakin besar pula, maka rasio efisiensi proteinnya
akan menurun. Peningkatan pertambahan berat badan berbanding terbalik dengan
konversi pakan dan rasio efisiensi protein. Semakin besar nilai pertambahan
berat badan yang dihasilkan, maka nilai konversi pakan dan rasio efisiensi protein
menjadi kecil.
III. REGULASI HORMON PADA AYAM HUTAN
Pengendalian,
pengaturan clan koordinasi aktivitas gel, jaringan dan alat–alat tubuh dilakukan
oleh sistem saraf dan hormon. Meskipun fungsi saraf dan hormon berbeda tetapi
banyak kaitan yang terjadi antara sistem safar dan hormon, misalnya ada
beberapa kelenjar bersekresi hanya bila ada stimulus yang terdapat di kelenjar
seperti pada kelenjar adrenal bagian medula dan neurohipofisa. Baik vertebrata
maupun invertebrata mempunyai jaringan khusus yang mensekresikan zat pengatur
yang langsung disalurkan ke dalam darah. Jaringan
khusus ini dikenal
sebagai kelenjar endokrin, sedangkan zat pengatur yang disekresikan di sebut
hormon. Pada saat ini telah diketahui banyak hormone bertindak sebagai messenger
pertama yang merupakan seri dari messenger berikutnya sehingga mengarah kepada
adanya respon spesifik di gel target.
Sifat-sifat kimia
hormon.
Hormon
merupakan bahan kimia yang disekresikan ke dalam cairan tubuholeh satu sel atau
sekelompok sel dan dapat mempengaruhi fisiologi sel-sel tubuh lainnya.
Sebahagian besar hormon disekresikan oleh kelenjar endokrin dan selanjutnya ke
dalam darah diangkut ke seluruh tubuh. Secara kimiawi hormone dapat dibagi
dalam 3 tipe dasar, Yaitu :
1.
Hormon steroid; golongan ini merupakan struktur kimia yang mirip dengan kolesterol
dan sebagian besar tipe ini berasal dari kolesterol. Ada bermacammacam hormon
steroid yang disekresikan oleh (a) korteks adrenal (kortisol dan aldosteron),
(b) ovarium (estrogen dan progesteron), (c) testis (tertosteron) dan (d)
plasenta (estrogen clan progesteron).
2.
Derivat asam amino tirosin; ada 2 kelompok hormon yang merupakan derivate asam
amino tirosin yaitu tiroksi dan triiodotironin, merupakan bentuk iodinisasi
dari derivat tirosin, dan kedua hormon utama yang berasal dari medula adrenal
epenefrin dan norepinefrin, kedua duanya merupakan katekolamin yang berasal
dari tirosin.
3.
Protein atau peptida. Pada dasarnya semua hormon endokrin yang terpenting dapat
merupakan derivat protein, peptida atau derivat keduanya. Hormon yang
disekresikan kelenjar hipofisis anterior dapat merupakan molekul protein atau
polipeptida besar; hormon hipofisis posterior, hormon antidiuretik dan oksitosisn
merupakan peptida asam amino. Insulin, glukagon dan parathormon merupakan
polipeptida besar. Hormon yang disekresi oleh hipotalamus merupakan
peptida-peptida pendek yang mempunyai tiga sampai lima belas residu asam amino.
Hormonhormon ini dapat diisolasi dan diidentifikasi sesudah melalui penelitian
selama bertahun-tahun. Sebagai contoh 1 mg faktor hormon pelepas tirotropin
yang dapat diisolasi dari 4 ton jaringan yang mendapat hadiah nobel pada tahun
1977 Ada lima metode yang digunakan dalam
studi hormon atas kelenjar endokrin yaitu;
1.
Ekstirpsasi kelenjar endokrin. Suatu alat tubuh dapat diidentifikasikan mempunyai
fungsi endokrin bila alat tubuh ini diambil atau di inaktifkan. Misalnya dengan
jalan diradiasi akan terjadi perubahan dalam struktur maupun fungsinya,
perubahan-perubahan akan hilang bila kita menyuntikan hormon dari kelenjar yang
normal atau bila kita menyuntikan hormon atau translantasi dari jaringan
kelenjar.
2.
Metoda menyuntikan, dengan menyuntikan suatu hormon tertentu kita dapat
mengetahui pengaruhnya.
3.
Metode klinik, dengan metode klinik dapat ditentukan hubungan tidak berfungsinya
tubuh dengan kelainan kelenjar.
4.
Metode analitik, analisis perlu dilakukan untuk mengetahui ada atau tidak
adanya hormon dalam
darah, urin, saliva dan cairan tubuh.
5.
Metode perunut zat radioaktif digunakan untuk melokasikan dan mencari jejak
hormon di dalam tubuh.
Mekanisme kerja hormone
Hormon
endokrin hampir tidak pernah bekerja secara langsung padasistem intra selluler
untuk mengatur berbagai reaksi kimia dalam sel. Hormonmula-mula berikatan
dengan reseptor hormon yang terdapat di permukaan gelatau di dalam gel. Ikatan
hormon dan reseptor memulai timbulnya rangkaianreaksi kimia di dalam gel.
Setiap reseptor sangat spesifik untuk satu macamhormon. Keadaan inilah yang
menentukan macam hormon yang akan bekerjapada suatu jaringan tertentu. Jaringan
target yang berpengaruh adalah jaringanyang mempunyai reseptor spesifik.Pada
umumnya lokasi reseptor dari berbagai macam hormon adalahsebagai berikut;
- Pada membran sel,
reseptor pada membran sangat khusus untuk hormonegolongan protein, peptida dan
katekolamin.
- Di dalam sitoplasma,
reseptor untuk berbagai hormon steroid dapat dijumpaihampir semuanya di dalam
sitoplasma.
- Di dalam inti,
reseptor untuk hormon metabolisme tiroid (tiroksin dantriiodotironin),
ditemukan didalam inti, diduga terletak dalam hubungan langsungdengan satu atau
lebih kromosom.Jumlah reseptor di dalam suatu sel target tidak konstan, sebab
reseptorprotein ini akan rusak sendiri atau dengan mekanisme pembentukan protein
didalam sel dapat terbentuk reseptor baru. Hormon steroid dan tiroksin
mengubahfungsi sel dengan cara mengaktifkan gen, tetapi dengan mekanisme yang
sedikitberbeda Hormon steroid merupakan hormon yang larut dalam lemak,
sehinggadengan mudah dapat menembus membran sel menuju ke sel target.
Setelahmasuk ke dalam sel, hormon steroid mengadakan ikatan dengan reseptor
yangada dalam sitoplasma membentuk hormon reseptor kompleks. Selanjutnyahormon
reseptor kompleks di translokasikan ke dalam nukleus dan mengadakaninteraksi
dengan gen yang khusus. Gen yang diaktifkan kemudian membentukenzim yang
penting untuk mengubah fungsi sel.
IV. EKSPRESI GEN PADA
AYAM HUTAN
Gen
adalah sepotong DNA yang menyandikan rantai polipeptida dan RNA.Tidak semua gen
diekspresikan secara tepat dalam bentuk rantai polipeptida.Beberapa gen
menyandikan beberapa jenis RNA tranfer dan gen lain menyandiberbagai jenis RNA
ribosomal. Gen yang menyandi polipeptida dan RNA dikenalsebagai gen struktural.
Gen ini menentukan struktur beberapa produk akhir gen,seperti suatu enzim atau
RNA yang stabil. DNA juga mengandung segmen atauurutan lain yang hanya
menjalankan fungsi pengaturan (regulasi). Beberapadiantara segmen pengatur
menyusun isyarat yang menunjukkan awal dan akhirgen struktural, yang lain
berpartisipasi dalam memulai atau mengakhiri prosestranskripsi gen struktural.
Jadi kromosom mengandung gen struktural dan urutanpengatur Semua gen harus
diekspresikan agar berfungsi. Tahap pertama dalamekspresi adalah transkripsi
gen menjadi untaian RNA yang komplementer. Untukbeberapa gen yang mengkode
molekul tRNA dan rRNA transkripsi itu sendirimerupakan molekul yang penting
secara fungsional.Untuk gen-gen lain transkripsi ditranslasi menjadi molekul
protein.Potongan gen yang tidak terdapat pada transkripsi disebut intron.
Disampingintron, lokasi titik permulaan dan titik akhir transkripsi sangat
pentingdiperhatikan. Kebanyakan transkrip tidak hanya merupakan kopi gen tetapi
jugadaerah nukleotid pada kedua sisinya. Signal atau isyarat menentukan
permulaandan akhir proses transkrip. Signal terletak dalam urutan polinukleotid
pendekyang mengatur kerja enzim polimerase yang menstranskrip.Kebanyakan metode
analisis transkrip didasarkan kepada hibridisasi antara transkrip RNA dengan
pragmen DNA yang rnengandung gen bersangkutan Pada hibridisasi asam nukleat,
hibridisasi antara untai DNA komplernenter dengan untai RNA terjadi sama
cepatnya dengan hibridisasi antara molekul DNA untaitunggal Hasil hibrid
DNA-RNA dapat dianalisis dengan mikroskop elektron atau dengan nuklease yang
spesifik. Pengamatan molekul asam nukleat dengan ME Biasanya molekul DNA
dicampur dengan protein seperti sitokrom misalnya sitokrom c yang akan mengikat
polinukleotid dan membungkusnya dalam lapisan yang tebal. Molekul yang
terbungkus ini harus diwarnai dengan uranil asetat atau bahan padat elektron
lain Jika gen mengandung intro maka daerah untai DNA tidak akan memiliki
homologi dengan transkrip RNA, sehingga tidak terjadi pasangan basa. Sebaliknya
akan terbentuk pelengkungan keluar (loop out) yang memberikan gambaran khas
pada pengamatan mikroskop electron Jumlah dan posisi lengkung tersebut akan
sesuai dengan jumlah dan posisi intron dalam gen. Informasi selanjutnya akan
diperoleh dengan melakukan perunutan gen dan mencari gambaran khas yang
menandai batas-batas intron. Analisa hibrid DNA-RNA dengan menggunakan nuclease
Hibrid DNA-RNA melibatkan penggunaan nuklease spesifik untuk untai tunggal
seperti nuklease S 1, ensim ini memecah DNA atau RNA untai tunggal, termasuk
daerah untai tunggal pada ujung molekul yang terutama beruntai ganda atau pada
hibrid DNA-RNA. Jika molekul DNA yang mengandung gen dihibridisasi dengan
transkrip RNAnya dan kemudian diberi nuklease S 1, maka daerah untai tunggal DNA non hibrid pada tiap
ujung hibrid akan didigesti bersama-sama dengan intron yang melengkung
keluar Fragmen DNA untai tunggal yang
terlindung dari digesti nuklease S 1 dapat diambil kembali jika untai RNA dipecahkan
dengan penambahan alkali. Cara yang digunakan untuk mernilih fragmen restriksi
yang membatasi gen. Fragmen Sau 3A yang mengandung daerah yang membentuk kode
100 bp, bersama dengan urutan leader yangmendahului gen dengan panjang 300 bp,
telah diklon ke dalam vektor M 13 dan didapatkan sebagai molekul untai tunggal.
Sampel transkrip RNA ditambahkan dan dibiarkan untuk bergabung dengan molekul
DNA. Molekul DNA masih akan merupakan untai tunggal, tetapi sekarang memiliki
daerah kecil yang dilindungi oleh transkrip RNA, kecuali daerah yang terlindungi
semua akan didigesti oleh nuklease S 1 dan RNA dipecah dengan alkali sehingga
meninggalkan sebuah fragmen DNA untai tunggal pendek. Jika manipulasi tersebut
diamati dengan seksama maka akan menjadi jelas bahwa ukuran fragmen untai
tunggal ini sesuai dengan jarak antara titikpermulaan transkrip dengan tempat
Sau 3A sebelah kanan, oleh karena itu ukuran fragmen untai tunggal tersebut
ditentukan dengan elektroforesis dan informasi ini digunakan untuk menandai
titik permulaan transkrip pada urutanPada tahun terakhir ini telah dikembangkan
tekhnik manipulasi RNA, termasuk cara untuk menentukan urutan RNA. Proses ini
memberikan gambaran dalam pengaturan ekspresi gen. Mengidentifikasi dan
mempelajari produk translasi gen yang diklonkan. Dua tehnik yang berhubungan
yaitu Hybrid-Release Translation (HRT) dan Hybrid-Arrest Translation (HART)
digunakan untuk identifikasi produk translasi yang dikode oleh gen yang
diklonkan. Keduanya tergantung pada kemampuan mRNA mumi untuk mengarahkan
sintesa protein dalam sistem translasi bebas sel (cell-free translation
systeme). Sistem tersebut merupakan ekstrak sel yang biasanya dibuat dari benih
gandum atau retikulosit kelinci, keduanya sangat aktif dalam sintesis protein
serta mengandung ribosom, tRNA dan molekul lain yang diperlukan untuk sintesa
protein sampel mRNA ditambahkan pada sistem translasi bebas sel bersama-sama
dengan campuran 20 asam amino yang ditemukan pada protein yang satu diantaranya
dilabel (biasanya digunakan S32-metionin) molekul-molekul mRNA akan ditranslasi
menjadi campuran protein radioaktif yang dapat dipisahkan dengan elektroforesis
dan ditunjukkan dengan iiutodiograti. Tiap pita menunjukkan 1 protein yang
dikodekan oleh salah satu molekul mRNA.Analisa perbandingan DNA mitokondria
pada jenis Gallus berbeda, member gambaran perbedaan pada sekuen antara Gallus
gallus seperti Gallus sonnerati, Gallus varius clan Gallus lafayettei berturut-turut
adalah 0,9%, 10,5% clan 12,6%. Diasumsikan bahwa laju evolusi mtDNAnya adalah
3% per sejuta tahun. Analisis mtDNA ini memberikan informasi tentang hubungan
filogenik maternal pada species Gallus. " Mekanisme hormonan pada pengaturan
ekspresi gen gel-gel mamalia dipengaruhi oleh aktivitas cAMP, dimana c AMP
berhubungan dengan pengaturan sintesa enzim spesifik, seperti halnya pada
bakteri. Mekanisme stimulasi sintesa enzim spesifik seperti enzim steroid,
hydrocortisone sama halnya dengan hormone polipeptida seperti insulin.
Perbedaan struktur dari hormon akan menunjukkan mekanisme induksi enzim yang
bebeda, seperti steroid yang diekspresi gennya dimulai pada proses transkripsi
dan insulin aktivitasnya dimulai pada tingkat post transkripsi Mekanisme
regulasi dari lipoprotein lipase padatikut ditunjukkan pada tingkat translasi,
namun tidak ada perubahan pada mRNAnya. Ekspresi gen untuk protein susu diatur
oleh hormon growth factor dan matriks ekstraselluler. Hormon prolaktin dan laktogen
teraktifasi pada semua tingkat. Ekspresi gen casein prolaktin meningkat pada
tingkat transkripsi beta casein gen dan stabil pada beta casein mRNA sedangkan
hormon pertumbuhan (somatotropin) pada alfa dan beta casein gen. Regulasi
estrogen dan progesteron pada proses diferensiasi dan fungsionaldari oviduk
ayam terfokus pada sintesa avolbumin. Mulai dari polipeptida tunggal hingga 50%
sampai 60% pada akhir diferensiasi. Proses yang dimulai dan perubahan tekanan
potensial untuk pemisahan elemen molekul yang menyelubungi sintesa protein
spesifik, termasuk polisom spesifik, rnRNA dan gen. Langkah-langkah analisa
regulasi antara transkripsi dan translasi pada mRNAs spesifik seperti efek dari
perkembangan dan variasi hormonal.Skema efek estrogen dan progesteron pada
perkembangan dan fungsional oviduk ayam, terlihat estrogen (pada ayam muda)
mengalami diferensiasi sitoplasma gel-gel kelenjar tubular pada waktu sintesa
ovalbumin, di sebut stimulasi primer. Jika diferensiasi terhenti maka sintesa
ovalbumin juga terhenti. lni menunjukkan bahwa gel-gel dalam keadaan toidak
aktif disebut stimulasi sekunder. Hal ini akan aktif kembali bila pada ribosom estrogen
dan progesterone diproduksi. Namun sebaliknya dapat juga terjadi dimana
terbentuknya progesteron dan estrogen akan menghalangi diferensiasi sitoplasma
dan akhirnya akan menggagalkan sintesa ovalbumin pada permukaan gel tetapi
masing masing gel tetap mengalami perubahan bentuk.
DAFTAR PUSTAKA
Anggordi, R. 1990. Ilmu
Makanan Ternak Umum. Jakarta: PT
Gramedia Pustaka
Utama..
Brown, T.A. 1991. Gene
cloning an introduction (pengaturan kloning gene) S.A.
Dwidjoseputro, D. 1987.
Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta:
Penerbit
Djambatan.Muhammad, dkk. Yayasan Essentia Medica. Yogyakarta
Glick, B.R. and J.J.
Pasternale. 1994. Molecular Biotechnology Principles and
Aplication of
Recombinant DNA. ASM Pres. New York.
Guyton, A.C.1994. Buku
Ajar Fisiologi Kedokteran. EGC. Jakarta.
Herrmann, K.M. and R.L.
Somerville. 1983. Amino acid, Biosynthesis ang Genetic
Kenney, F; B.A.
Hamkala; G.Favelulees and J.T. August. 1973. Gene Expression
and its Regulation.
Plenum Press. New York.
Lehninger, A.L. 1994.
Dasar-dasar Biokimia. Erlangga. Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar