MALANG - Mahasiswa Program Doktor Ilmu
Pertanian Universitas Brawijaya (UB) Malang, Sukartono, menemukan bahan
penyubur tanah kering dan berpasir yang dinamakan Biochar.
Menurut Sukartono, dengan dengan menggunakan Biochar, kesuburan tanah
pada lahan kering dan berpasir dapat diperbaiki. Ia mampu meningkatkan
kandungan C-organik tanah khususnya pada lapisan 0-10 cm. Selain itu,
Biochar lebih efektif digunakan karena pelapukan atau dekomposisinya
bertahan sekira tiga tahun dibandingkan dengan bahan organik segar
seperti kompos dan pupuk kandang.
Pangan
merupakan salah satu kebutuhan pokok yang sangat penting dalam kehidupan
manusia. Pengolahan dan pengawetan bahan makanan memiliki interelasi terhadap
pemenuhan gizi masyarakat, maka Tidak mengherankan jika semua negara baik
negara maju maupun berkembang selalu berusaha untuk menyediakan suplai pangan
yang cukup, aman dan bergizi. Salah satunya dengan melakukan berbagai cara
pengolahan dan pengawetan pangan yang dapat memberikan perlindungan terhadap
bahan pangan yang akan dikonsumsi.
Dulu sebelum struktur DNA diketahui, para ilumuan tertarik pada kemampuan organisme membuat salinan yang layak dari dirinya sendiri, dan kemudian kemampuan sel memproduksi banyak salinan sama précis makromolekul komplek. Spekulasi tentang permasalahan ini terfokus pada konsep template. Template sel seharusnya menjadi permukaan dimana molekul berada dalam susunan yang khusus dan bergabung untuk membentuk makromolekul yang struktur dan fungsinya unik.
Proses replikasi DNA menunjukan contoh biologi pertama dari penggunaan template untuk memandu sintesa makromolekul. Tahun 1940an mengantarkan pada pengetahuan bahwa DNA merupakan molekul genetik, tetapi semuanya berubah ketika James Watson dan Francis Crick menyimpulkan struktur DNA yang menjelaskan bagaimana DNA bekerja sebagaitemplate untuk replikasi dan penyaluran informasi genetic. Satu strand merupakan pelengkap strand yang lain. Aturan keras pasangan basa berarti bahwa penggunaan salah satu strand sebagai templat akan menghasilkan strand lain yang dapat diprediksi susunan complementarinya.
Ciri pokok proses replikasi DNA dan mekanisme yang digunakan enzim yang mengkatalisasi DNA telah menunjukan kesamaan yang identik pada semua organisme. Kesatuan mekanisasi akan menjadi tema utama seperti yang kita proses dari cirri umum proses replikasi pada enzim replikasi E. coli dan akhirnya untuk replikasi eukaryotic.
Replikasi DNA diatur oleh kumpulan aturan pokok
Replikasi DNA dikatakan semikonservatif jika masing-masing strand DNA berlaku sebagai template untuk sintesa strand baru, dua molekul DNA baru akan dihasilkan, masing-masing dengan satu strand baru dan satu strand lama. Proses ini disebut replikasi semikonservatif. Hipotesa tentang replikasi semikonservatif diusulkan oleh Watson dan Crick setelah publikasi paper mereka tentang stuktur DNA; teri tersebut dibuktikan percobaan yang didesign dengan mahir oleh Mattew Meselson dan Franklin Stahl pada tahun 1957 (Gb. 24-2. Meselson dan Stahl menumbuhkan sel E.coli selama beberapa generasi pada medium dimana sumber nitrogen (NH4Cl) mengandung 15N, isotop nitrogen terberat disamping isotop normal, lebih banyak, ringan yakni 14N. DNa yang terisolasi dari sel ini memilika densitas 1%lebih besar dari pada DNA normal DNA[14N]. meskipun ini hanya perbedaan kecil , campuran [15N]DNA berat dengan [14N]DNA ringan dapat dipisahkan dengan sentrifugasi untuk keseimbangan pada garadien densitas klorida sesium.
Sel E.coli yang berkembang pada medium 15N ditransfer ke medium baru yang hanya mengandung isotop 14N, dimana sel-sel tersebut dibiarkan berkembang sampai populasi sel menjadi berlipat ganda. DNA yang terisolasi dari generasi pertama sel membentuk pita tunggal pada gradient CsCl pada posisi yang mengindikasikan bahwa DNA helik ganda dari sel turunan merupakan hibrida yang mengandung satustrand 14N baru dan satu stran 15N inang .
Hasil ini menumbangkan replikasi konservatif, hipotesis lain dimana satu turunan molekul DNA akan terdiri dari dua strand DNa hasil sintesa baru dan yang lainnya akan mengandung dua strand inang, sementara tidak akan dihasilakan molekul DNA hybrid pada percobaan Meselson-Stahl. Hipotesis replikasi semikonservatif kemudianmendukung langkah selanjutnya pada percobaan. Padamedium 14N,sel dibiarkanmengganda, dan produk hasil DNA dari lingkaran kedua replikasi ini menunjukan duapita, satu memiliki densitas yang sama denganDNA ringan dan yang lainnya memilikidensitas DNA hybrid yang diamati sel pertama menggandakan diri.
Replikasi mulai pada dari yang asli dan biasanya berlangsung dua arah
Pertanyaan tentang inang sekarang muncul. Apakah strand inang dilepaskan seluruhnyasebelum masing-masing tereplikasi? Apakah replikasi dimulai padatempat yang acakatau selalu pada point unik tertentu? Setelah inisiasi pada titik tertentu dalam DNA,apakah replikasi berlangsung searah atau dua arah? Indikasi awal menunjukan proseskoordinasi di manastrand inang dilepaskan dan direplikasi diajukan oleh John Cairns
menggunakan teknik autoradiograpi. Cairns membuat DNA sel E. coli radiaktif dengan mengembangkannya dalam medium yang mengandung timidin berlabel tritium (3H).
Saat DNA diisolasi dengan hati-hati, menyebar dan terlapisi dengan emulsi potografik,dan dibiarkan selama beberapa minggu, residu timidin radioaktif yang menghasilkan “lintasan” grain perak pada emulsi, memproduksi gamabaran molekul DNA. Lintasanini menunjukan kromosom E. coli secara utuh merupakan lingkaran tunggal, sepanjang 1.7 mm (lihat Gb. 23-2). DNA radioactive yang teisolasi dari sel selama proses replikasi menunjukan loop ekstra radioaktif (Gb. 24-3). Jumlah besar radioactivity dalam loop terkait dengan DNA yang diajukan Chairns untuk menyimpulkan bahwa loop dalam DNA merupakan formasi duastrand radioaktif yang saling berhubungan, masing-masing melengkapi strand inang. Salah satu atau kedua loop merupakan titik dinamis , yang diberi istilah cabang replikasi, dimana DNA inang dilepaskan danpemisahanstrand secara cepat dengan replikasi. Hal ini menunjukkan bahwa kedua strand DNA direplikasi secara serempak, dan variasi dari percobaan ini (Gb. 23-3b) mengindikasikan bahwa replikasi kromosom bakteri berlangsung dua arah; kedua ujungloop memiliki cabang replikasi aktif.Untuk menentukan apakah loop berasal dari titik unik pada DNA, penunjukanyang dibutuhkan dalam rangkaian DNA. Proses ini disediakan dengan teknik denaturation mapping, yang dikembangkan oleh Ross Inmun dan teman-temannya.
Menggunakan 48502 pasangan basa kromosom dari bakteri fage , Inman menunjukanbahwa DNa dapat dengan selektif diubah sifatnya pada susuna yang tidak selalu kayaakan pasangan basa A=T. hal ini menghasilkan pola gelembungstrand tunggal yangdapat diproduksi (lihat Gb. 12-30). Ketika DNA yang terisolasi mengandung loopreplikasi dirubah sifatnya secara partial dengancara ini, perkembagan cabang replikasidapat diukur dan dipetakan menggunakan wilayah denaturasi sebagai titik awalreferensi. Teknik yang dipakai mengungkapkan bahwa loop replikasi selalu berawaldari titik unik yang disebut origin. Disamping itu, hasil penelitian ini menguatkanobservasi awal yang mengatakan replikasi biasanya berlangsung dua arah. Untuk molekul DNA sel, dua cabang replikasi bertemu pada suatu titik pada sisi lingkaran yang berlawanan denganorigin.
Sintesis DNA berlangsung dengan arah 5’_ 3’ dan semiterputus
Strand DNA yang baru selalu disintesa dengan arah 5’_ 3’ (ujung 5’ dan 3’ strand DNA ). Karena kedua strand DNA anti parallel, strandtersebut bertindak sebagai template yang dibaca dari ujung 3’ kemudian 5’.
Jika sintesis strand DNA selalu berlangsung dari arah 5’_ 3’, bagaimana mungkin kedua strand dapat disintesis secara seretntak? Jika dua-duanya disintesis secara berkelanjutanseperti cabang replikasi berpindah, salah satu harus disintesis dengan arah3’_ 5’. Permasalahn ini dipecahkan oleh Reiji Okazaki dan rekan-rekannya pada tahun1960an. Okazaki menemukan bahwa salah satu daristrand DNA baru disintesis dalamlembaran pendek, yang disebut fragmen Okazaki. Hasil ini kemudian membawa pasasebuah kesimpulan bahawa salah satustrand disinstesis secara berkelanjutan dansatunya lagi terputus (Gb. 24-4). Strand yang berkelanjutan atau leading strand adalahstrand yang mana sintesis 5’_ 3’ berlangsung dengan arah yang sama sepertiperpindahan cabang replikasi. Strand teputus atau lagging strand merupakan stranddimana sintesis 5’ _ 3’ berlangsung dengan arah yang berlawanan dengan perpindahancabang. Panjang fragmen Okazaki berkisar dari ratusan samapi ribuan nukleotida, tergantung jenis selnya.
DNA disintesis dengan DNA polymerase
Pencarian enzim yang dapat mensistesis DNA telah dimulai dari tahun 1955 oleh ArthurKornberg dan rekan-rekannya. Penelitian ini membawa pada pemurnian dan pencirianDNA polymerase pada sel E. coli, enzim polipeptida tunggal yang sekarang dikenaldengan sebutan DNA polymerase I (Mr 103.000). kemudian, ditemukan bahwa E. colimengandung skurang-kurangnya dua DNA polymerase yang berbeda , yang akandijelaskan dibawah.Studi mendalam DNA polymerase I mengungkapkan ciri proses DNA sintetis yangdibuktikan secara umum pada semua DNA polymerase. Reksi pokoknya adalahserangan nukleopilik oleh kelompok nukleotida 3’hidroksil pada ujung 3’strand yang tumbuh di 5’-_-posporus deoxynucleoside 5’-trifospat yang baru masuk . Pirofospat anorganik dihasilkan melalui reaksi tersebut. Persamaan reaksinya adalah: (dNMP)n + dNMP _ (dNMP)n + PPi DNA perpanjangan DNA Dimana dNMP dan dNTP merupakan deoxynucleoside 5’-monofospat dan 5’-trifospat, secara berturut-turut.
Penelitian awal tentang DNA polymerase I membawa kepasa sebuah definisi tentangdua persyaratan sentral untuk DNA polymerase. Pertama, semua DNa polymerasemembutuhkan template (Gb. 24-5). Reaksi polimerisasi dipandu oleh template strandDNA sesuai denga aturan pasangan basa yang diasumsikan oleh Watson dan Crick: dimana terdapat guanine pada template, sitosin ditambahkan pada strand baru, dan
sebagainya. Hal ini metupakan penemuan yang beda , tidak hanya karena penemuan ini menghasilkan dasar kimia untuk replikasi DNA semikonservatif, tetapi karena penemuan ini memberikan contoh tentang penggunaan template untuk memandu reaksi biosintetik. Kedua, dibutuhkan primer. Primer merupakan segmen strand baru(pelengkap template)dengan kelompok 3’-hidroksil kemana nukleotida ditambahkan.Ujung 3’ dari primer disebut primer terminus. Dengan kata lain, bagian dari strand baruharus sudak ditempatkan; polymerase hanya dapat menambahkan nukleotida padastrand yang sudah ada sebelumnya. Ini sudah dibuktikan sebagai kasus pada semuaDNA polymerase, dan penemuan ini dilengkapi dengan cerita pengerutan DNA yangmenarik. Tidak ada enzim sintesis DNA dapat memulai sisntesis pada strand DNA baru.
Seperti yang akan kita lihat kemudian pada bab ini, enzim yang mensintesis RNA memiliki kemampuan memulai sintesis, dan akibatnya, primer sering merupakan oligonukleotida RNA. Setelah nukleotida ditambahkan pada strand DNA yang berkembang, DNA polymeraseharus harus dipisahkan atau dihilangkan dari template dan menambahkan nukleotidayang lain. Pemisahan dan penggabungan kembali polymerase dapat membatasikecepatan reaksi keseluruhan, oleh karena itu kecepatan reaksi umumnya bertambahjika polymerase menambahkan nukleotida tambahan tanpa pemisahan pada template. Jumlah nukleotida yang ditambahkan , rata-rata, sebelum polymerase dipisahkan didefinisikan sebagai processivity. DNA polymerase bervariasi dalam hal processivitynya, dengan beberapa penambahan sedikit nukleotida dan penambahan lainnya sebelum pemisahan terjadi.
Polimerasi merupakan rekasi yang menguntungkan secara termodinamik
Pentingnya interaksi nonkovalen dan kovalen dalam proses biokimia. Pembahasan tentang reaksi polimerisasi energetic dapat dilaksanakan jika ada ikatan kovalen. Penyusunan kembali ikatan kovalen yaitu: satu ikatan anhidridposporik (dalam dNTP) dihidrolisis dan dibentuk satu ikatan phospodiester (dalam DNA).hasil ini merupakan perubahan yang tidak terlalu bagus (tak diinginkan) dalam standar energy bebas ( D Gº’=2 kJ/mol)untuk semua reaksi yang ditunjukan padapersamaan 24-1. Hidrolisis pirofospat menjadi 2 molekul fospat anorganik oleehpirofospat yang ada pada sel menghasilkan D Gº’= -30 kJ/mol, dan denganmenggabungkan dua reaksi ini sel mampu menyediakan termodinamika kuat secarapenuh dapa arah polimerisasi, dengan menerima energy sebesar DGº’= -28kJ/mol. Halini sangat penting untuk sel, namundalam kasus ini, ini bukanlah keseluruhan cerita.Jika kalkulasi ini telah lengkap, polymerase cenderung mengkatalisasi degradasi DNA dengan keberadaan hidrolisis pirofospat. Polymerase DNA murni, melangsungkan pilimerisasi secara efisien di dalam vitro dengan ketidakadaan pirofospatase.
Penjelasan ini: interaksi nonkovalen yang tidak diketahui pada kalkulai di atas memberikan kontribusi termodinamika yang penting untuk reaksi polimerisasi. Setiap nukleotida baru yang ditambahkan pada cincin yang berkembanng dilakukan disana tidak hanya dengan ikatan pospodiester baru tetapi juga dengan ikatan hydrogen pada pasangannya di dalam template dan interaksi penumpukan basa (base stacking) dengan nukleotida yang berdekatan pada cincin yang sama (p. 330). Tambahan energyyang dihasilkan interaksi lemah ganda ini mampu menggerakkan reaksi dalam arah ;polimerisasi.
DNA Polimerase Sangat Akurat
Proses replikasi haru dilaksanakan dengan ketelitian yang tinggi. pada E. coli, kesalahan terjadi hanya satu dari 109 sampai 1010 nukleotida yang ditambahkan. Untuk kromosom E. coli yang mengandung 4,7 x 106 pasangan basa, ini berat kesalahan akan dibuat hanya 1000 sampi 10000 replikasi. Selama polimerisasi, pembedaan anta nukleotida yang benar dan yang tidak benar bergantung pada ikatan hydrogen yang
mengkhususkan pasangan yang benar antara basa yang saling melengkapi. Basa yangsalah tidak akan membentuk ikatan hydrogen yang benar dan dapat dihilangkan sebelum ikatan pospodiester terbentuk. Keakuratan reaksi polimerisasi tidak cukup menghitung tingkatan keakuratan pada proses replikasi. Pengukuran dalam vitro secarahati-hati menunjukan bahawa DNA polimerisasi memasukan satu nukleotida yang salahuntuk setiap 104 sampai 105 nukleotida yang benar. Kesalahan ini sering terjadi karenabasa dalam bentuk tautomerik yang tidak biasa (lihat Gb 12-9), membiarkan basa padaikatan hydrogen dengan pasangan yang salah. Tingkat kesalahan kemudian dikurangi dalam vivo dengan mekanisme tambahan enzim.Hakekat mekanisme pada hampir semua DNA polymerase adalah memisahkan aktivitaseksonuklease 3’_5’ yang menyediakan pemeriksaan ganda masing-masing nukleotida setelah ditambahkan. Aktivitas nuclease membiarkan enzim menghilangkan nukleotida yang baru ditambahkan dan cendrung mengkhususkan pada pasangan basa yang salah dipasangkan . Jika nukleotida yang salah telah ditambahkan, translokasipolymerase ke posisi dimana nukleotida berikutnya ditambahkan akan dihalangi.
Aktivitas eksonuklease 3’_5’ menghilangkan kesalahan pemasangan nukleotida, dan polymerase akan dimulai kembali. Aktivitas ini disebut proofreading, aktivitas yang tidak menyederhanakan kemunduran reaksi polimerisasi, karena pirofospat tidak terlibat. Aktivitas polimerisasi dan proofreading DNA polymerase apat diukur secara terpisah. Pengukuran seperti tersebut menunjukan bahwa proofreading meningkatkan keakuratan reaksi polimerisasi dari lipatan 102 sampai 103. Pemisahan basa yang benar dan tidak benar tergantung pada interaksi pasangan basa yang samayang digunkanan selama polimerisasi. Strategi peningkatan kekauratan dengan interaksi nonkovalen yang saling melengkapi untuk pemisahan dua kali dengantahapan yang berurutan sangat umum dalam sintesis informasi yang mengandungmolekul. Strategi yang sama digunakan untuk meyakinkan kekauratan sintesis protein Secara keseluruhan, DNA polymerase melakukan kesalahan setiap 106 samapi 108 basa yang ditambahkan. Keakuratan replikasi sel E. coli yang telah diukur menunjukan tingkatan tinggi. sisa tingkatan akurasinya dihitung dengan sistem enzim terpisah yangmemperbaiki kesalahan pemasangan pasangan basa yang terjadi setelah replikasi. Proses yang disebut perbaikan kesalahan pemasangan (mismatch repair) ini dijelaskan dalam proses perbaikan DNA lainnya di bab ini.
Replikasi DNA membutuhkan banyak faktor enzim dan protein
Kita tahu bahwa replikasi pada E. coli tidak hanya membutuhkan DNA polymerasetetapi juga membutuhkan 20 atau lebih enzim dan protein yang berbeda, yangmasing-masing memiliki tugas. Meskipun belum menjadi sesuatu yang nyata,keseluruhan kompleks telah disebut sistem DNA replicase (DNA Replicase system)atau replisome. Kompleksiti enzim replikasi menunjukan persyaratan yang ditentukanpada saat proses oleh struktur DNA. Kami akan memperkenalkan nbeberapa kelasutama replikasi enzim dengan mempertimbangkan permaslahan yang dipecahkannya.Untuk menambah akses ke strand DNA yakni agar bertindak sebagai template dua inangstrand harus dipisahkan. Hal ini dikerjakan oleh enzim yang disebut Helicases, yang bergerak sepanjang DNA dan memisahkan strand dengan menggunakan energy kimia
yang berasal dari ATP. Pemisahan strand membentuk penekatan topoligi pada struktur DNA helix, yang dibebaskan olek aksi topoisomerase. Strand yang terpisah distabilkan dengan ikatan protein-DNA. Primer harus ada atau disintesa sebelum DNA polymerasemensintesis DNA. Primer umumnya menunjukan segment RNA yang dihentikan olehenzim Primases. Akhirnya, Primer RNA harus dihilangkan dan digantikan oleh DNA.Pada E.coli, hal tersebut merupakan salah satu fungsi DNA polymerase I. setelah penghilangan segmen RNA dan pengisian salah satu gap dengan DNA, titik pada bagian belakang DNA dimana terdapat ikatan pospodiester rusak. Kerusakan tersebut,disebut torehan, harus ditutup dengan ezim DNA ligase. Semua proses tersebut harus dikoordinasikan dan diregulasi. Pengaruh dari proses dan enzim tersebut telah dikarakterisasikan pada sistem E. coli.
Replikasi pada sel eukaryotik lebih kompleks
Molekul DNA pada sel eukaryotic lebih luas dari sel eukaryotic pada bakteri dan terorganisir pada struktur nucleoprotein kompleks (kromatin) (Ban 23). Ciri esensialdari replikasi DNA sama denga eukariot dan prokariot. Namun, beberapa variasimenarik pada asas umum yang dijelaskan di atas memberikan pandangan baru tentangregulasi replikasi dan hubungannya dengan lingkaran sel. Origin replikasi disebut ORS (autonomously replicating sequence) telah teridentifikasidan diamati pada yeast. Elemen ARS menjangkau sampai region 300 pasangan basa danmengandung beberapa susunan yang dipelihara yang sangat penting untuk fungsi ARS. Ada hampir 400 elemen ARS pada yeast, dengan kebanyakan kromosom yang memilikibeberapa. Protein yang secara khusus mengikat region ARS telah diidentifikasi padayeast, meskipun fungsinya belum banyak diketahui.
Tingkatan perpindahan cabang replikasi pada eukariot (~50 nukelotida/detik) hanyasepersepuluh yang diamati pada E. coli. Pada tingkatan ini replikasi rata-rata kromosommanusia yang melanjutkan dari origin tunggal akan menghabiskan waktu 500 jam. Namun sebalikanya, replikasi kromosom manusia berlanjut dalam dua arah dari originganda yang ditempati 30.000 samapi 300.000 pasangan basa terpisah. Terkecuali elemen ARS yeast; struktur origin replikasi pada eukaryotic belum diketahui. Karenakromoskm eukaryotic hampir lebih besar secara seragam daripada kromosom bakteri,keberadaan origin ganda pada kromosom eukaryotic merupakan aturan umum.Seperti pada bakteri, ada beberapa tipe DNA polymerase pada sel eukaryotic. Beberapatelah memiliki fungsi khusus sepertireplikasi DNA pada mitokondria. Replikasi intikromosom memerlukan enzim DNA polymerase, yang ada hubunganya dengapolymerase yang lain yaitu DNA polymerase d . DNA polymerase _ merupakansubunit empat enzim dengan struktur dan ciri yang sama pada semua sel eukaryotic.
Salah satu dari subunit tersebut memiliki aktivitas primase. Subunit yang paling luas(Mr~180.000) mengandung aktivitas polimerisasi. DNA polymerase d memiliki duasubunit. Enzim ini menunjukkan asosiasi yang menarik dan stimulasi dengan proteinPCNA (proliferating cell nuclear antigen Mr~29.000) ditemukan pada jumlah yangbanyak dalam nukelus sel yang berkembangbiak. PCNA pada yeastakan berfungsibersama-sama dengan DNA polymerase d dari timus anak sapi dan PCNA timus anaksapi dengan DNA polymerase d yeast, mengajukan konservasi struktur dan fungsidari komponen kunci alat divisi sel pada semua sel eukaryotic. PCNA menunjukanfungsi yang sama dengan subunit _ DNA polymerase III E. coli , yaknimembentuk kelem lingkar yang mempertinggi prosesivas DNA polymerase δ.
DNA polymerase δ , yang memiliki aktivitas eksonuklease proofreading 3’_5’, cenderung melaksanakan sintesis strand leading. DNA polymerase _ memiliki prosesivas rendah, dan denga primase yang terasosiasi, DNA polymerase _ bisa melaksanakan sintesis strand lagging sebagai bagian dari replikasi eukaryotic. Polymerase lain adalah DNA polymerase Î, bisa menggantikan DNA polymerase DNA polymerase d pada situasi tertentu, seprti pada perbaikan DNA. Dua protein kompleks lainnya, RFA dan RFC (RF singkatan dari replication factor), telah dilibatkan dalam replikasi DNA eukaryotic. Dua-duanya ditemukan organisme yang berkisar dari yeast samapi mamalia. RFA merupakan eukaryotic DNA strand tunggal-ikatan protein, dengan fungsi yang sama dengan protein SSB pad E. coli. RFC memudahkan pertemuan kompleks replikasi aktif.
Mekanisme Replikasi DNA
Molekul DNA disintesis oleh DNA polimerase dari deoxyribonucleoside trifosfat (DNTP). Reaksi kimia mirip dengan sintesis RNA untai. Kedua DNA dan RNA polimerase dapat memperpanjang untai asam nukleat hanya dalam 5 'ke 3' arah. Namun, dua untai pada molekul DNA antiparalel. Oleh karena itu, hanya satu untai (strand terkemuka) dapat disintesis terus menerus oleh DNA polimerase. untai lain (lagging strand) disintesis segmen oleh segmen.
The structure formed by two b subunits of the E. Struktur dibentuk oleh dua b subunit dari E. coli DNA polymerase III . This structure can clamp a DNA molecule and slide with the core polymerase along the DNA molecule. coli DNA polimerase III. Struktur ini dapat penjepit molekul DNA dan slide dengan polimerase inti sepanjang molekul DNA.
DNA polymerases DNA polimerase E. Coli E. Coli
Tiga jenis DNA polimerase ada dalam E. coli: I, II dan III. DNA polimerase I digunakan untuk mengisi kesenjangan antara fragmen-fragmen DNA untai tertinggal. Itu juga merupakan enzim utama untuk mengisi jeda selama perbaikan DNA. DNA polimerase II PolB dikodekan oleh gen, yang terlibat dalam menanggapi SOS kerusakan DNA. DNA replication is mainly carried out by the DNA polymerase III. Replikasi DNA terutama dilakukan oleh DNA polimerase III.
DNA polimerase III terdiri dari beberapa subunit, dengan berat molekul total melebihi 600kD. Di antara mereka, a, e, dan q merupakan inti subunit polimerase. Peran utama subunit lain adalah untuk menjaga enzim dari jatuh dari untai cetakan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7-B-1, dua b subunit dapat membentuk struktur berbentuk donat untuk menjepit molekul DNA di pusatnya, dan slide dengan polimerase inti sepanjang molekul DNA.
1. DNA sebagai Materi Genetika
Usaha pencarian materi genetiaka mengarah pada DNA. Peran DNA dalam hereditas pertama kali dilakukan dengan cara meneliti mikroba-mikroba. Seperti yang dilakukan Frederick Griffth yang membuktikan bahwa DNA dapat mentransformasi bakteri dengan melakukan percobaan menggunakan bakteri Streptococus pneumoniae Pembuktian lainnya dengan menggunakan Faga yaitu suatu virus yang menginfeksi bakteri. Percobaan ini dilakukan oleh Hershey dan Chase yang membuktikan bahwa faga menggunakan ujung ekornya untuk menempel pada sel inang dan menyuntikan materi genetiknya. Hal ini menunjukan bahwa adalah DNA, dan bukan protein yang berfungsi sebagai materi genetik faga.
2. Watson dan Crick Menemukan Heliks Ganda dengan Cara Membuat Model-Model yang sesuai dengan Data Sinar-X
Model Watson-Crick menjelaskan aturan-aturan Chragaff. Di mana saja satu untai molekul DNA memiliki sebuah A, untaian pasangannya pasti mempunyai sebuah T. dan sebuah G pada satu untai selalu berpasangan dengan sebuah C pada untai komplementernya. Oleh karena itu, pada DNA dari setiap organisme, banyaknya adenin sama dengan banyakn7ya timim dan banyaknya guanin sama dengan sitosin.
3. Replikasi dan Perbaikan DNA
Selama replikasi DNA, pemasangan basa untai-untai DNA yang ada bertindak sebagai cetakan untuk untai komplementer yang baru. Replikasi DNA semikonservatif yaitu di mana molkeul induk membuka gulungannya dan setiap untai kemudian berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis setengah molekul yang baru sesuai dengan aturan-aturan pemasangan basa.
Konsep dasar replikasi DNA adalah:
a. Sebelum melakukan replikasi, molekul induk mempunyai dua untai DNA komplementer
b. Langkah pertama dalam replikasi adalah pemisahan kedua untai DNA
c. Setiap untai yang lama berfungsi sebagai cetakan yang menetukan urutan nukleotida terpasang untai komplementer yang baru yang sesuai
d. Nukleotida baru tersebut disambung satu sama lain untuk membentuk tulang belakang gula fosfat dari untaian baru
Tiga model replikasi DNA adalah:
a. Model konservatif yaitu heliks ganda induk tetap dalam keadaan utuh dan salinan kedua yang sama telah dibuat
b. Model semi konservatif yaitu kedua untai molekul iduk berpisah dan setiap untai berfungsi sebagai cetakan untuk mensintesis komplementer yang baru
c. Model dispersif yaitu setiap untai dari kedua molekul anak terdiri dari campuran bagian untai lama dan untai yang baru disintesis
4. Enzim dan Protein dalam DNA
Satu tim besar yang terdiri dari enzim dan protein lain menjadi pelaksana DNA. Replikasi bermula di pangkal replikasi. Cabang replikasi bentuk-Y terbentuk pada ujung-ujung berlawanan dari gelembung replikasi, di mana kedua untai DNA berpisah. Pemanjangan DNA baru pada cabang replikasi dikatalisis oleh enzim-enzim yang disebut DNA polymerase. DNA polimerase mengkatalisis sintesis untai-untai DNA baru, 3’. Sintesis DNA pada cabang replikasiàbekerja dalam arah 5’ menghasilkan leading strand. Fragmen-fragmen ini kemudian disambung oleh DNA ligase.
Protein-protein yang Membantu Replikasi DNA terdapat dua jenis protein lain yang ikut berperan, diantaranya: helikase dan protein pengikat untai-tunggal. Helikase adalah sejenis enzim yang berfungsi membuka heliks ganda di cabang replikasi, memisahkan kedua untai lama.
Selain mengkatalisis enzim juga mengoreksi DNA Selama Replikasinya dan Memperbaiki Kerusakan pada DNA yang ada. Pada perbaikan salah pasang, protein mengoreksi DNA yang bereplikasi dan memperbaiki kesalahan dalam pemasangan basa. Pada perbaikan eksisi, enzim perbaikan membetulkan DNA yang dirusak oleh agen fisis dan kimiawi.
Tanaman buah naga yang kurang baik biasanya disebabkan oleh kekurangan suatu unsur hara. Adapun beberapa ciri buah yang kekurangan unsur hara tertentu adalah sebagai berikut;
Nitrogen
Tanaman buah naga yang kekurangan unsur Nitrogen (N) gejalanya adalah pertumbuhan batang dan cabang kecil dan ramping, pertumbuhannya lambat dan panjang cabang atau batang tidak seimbang dengan ukuran diameternya. Warna kulit menjadi pucat hijau kekuningan dan semakin lama terlihat kusam dan mongering. Antisipasinya dengan memberikan pupuk dengan unsure nitrogen yang cukup.
Fosfor
Gejala buah naga yang kekurangan unsur ini adalah batang atau cabang akan berwarna merah keunguan dan semakin lama berubah menjadi cokelat kekuningan. Bentuk buah menjadi tidak normal yaitu berukuran kecil, jelek dan cepat tua. Untuk mengatasi gangguan tersebut dengan pemupukan dengan unsur Fosfor (P) yang mudah diserap tanaman. Diberikan melalui akar dan daun dengan penyemprotan lebih rutin.
Kalium
Jika tanaman buah naga terlihat lemah atau lembek seperti mengandung banyak air, berwarna hijau terang dan mudah melengkung atau bengkok itu tandanya tanaman tersebut kekurangan unsur Kalium (K). Untuk mengatasinya tanaman diberi pupuk yang mengandung kalium misalnya KCl atau ZK.
Kalsium
Tanaman buah naga yang kekurangan unsur Kalsium (Ca) adalah batang atau cabang berwarna hijau tidak merata dan pada cabang atau batang muda terlihat cepat mengering. Antisipasinya tanaman diberikan pupuk daun yang mengandung unsur Kalsium tinggi.
Magnesium
Gejala tanaman buah naga yang kekurangan unsur Magnesium (Mg) adalah berwarna hijau pucat dan mengering, biasanya terdapat bintik-bintik putih dan bergeripis. Untuk mengatasinya bisa diberikan dolomit melalui akar pada media tanam atau memberikan pupuk daun dengan kandungan Magnesium tinggi.
Mangan
Kekurangan unsur Mangan (Mn) akan menyebabkan tanaman terhambat pertumbuhan cabang atau batangnya, meskipun masih bisa tumbuh tetapi akan menjadi kerdil dan terhenti pertumbuhannya. Untuk mengatasinya diberikan pupuk mikro yang mengandung unsur Mn
Besi
Tanaman buah naga yang kekurangan unsur Besi (Fe) akan menyebabkan cabang atau batang rapuh dan mudah patah, berwarna hijau muda pada tepi cabang dan untuk mengatasinya dengan pemberian pupuk mikro yang mengandung unsure Fe.
Tembaga
Kekurangan unsur Tembaga (Cu) biasanya terjadi pada tanaman yang sudah berbuah, Tandanya antara lain buah menjadi kecil dan kulitnya mengeras dan harus segera diatasi dengan pemberian pupuk yang mengandung unsur Cu.
Seng
Gejala kekurangan unsur Seng (Zn) adalah cabang menjadi pendek dan beruas pendek, tampak bintik-bintik yang akhirnya berlubang.
Boron
Kekurangan unsur Boron akan menyebabkan buah kerdil dan bentuknya tidak normal. Selain itu batang atau cabang akan berwarna coklat kehitaman.
Molibdenum
Batang atau cabang buah naga muda terlihat menguning dan semakin cokelat kemudian mengering itu tandanya kekurangan unsure ini dan harus segera diberikan pupuk dengan menyemprotan yang mengandung unsur molybdenum***
Hama dan penyakit tanaman buah naga terdiri atas beragam jenis. Walaupun demikian, tanaman buah naga sebenarnya termasuk tanaman yang tahan banting dan relatif mudah perawatannya. Namun tentunya dalam budidaya selalu ada gangguan hama dan penyakit yang menyerang yang bisa mengakibatkan hasil produksi yang tidak maksimal dan bisa mengalami kerugian. Oleh karena itu harus diperhatikan apabila anda menjumpai gangguan hama dan penyakit yang menyerang tanaman buah naga.
Adapun gangguan hama yang menyerang tanaman buah naga yaitu :
Tungau
Hama Tungau (Tetranychus sp.) akan menyerang kulit batang atau cabang yang merusak jaringan klorofil yang berfungsi untuk asimilasi dari hijau menjadi cokelat. Penanggulangannya dengan menyemprotkan Omite dengan dosis 1-2 gr/ltr air yang dilakukan 2-3 kali seminggu.
Kutu Putih
Tanaman buah naga yang diserang hama kutu putih (mealybug) pada permukaan batang atau cabang akan berselaput kehitaman dan terlihat kotor. Hama ini bisa dikendalikan dengan menyemprotkan Kanon dengan dosis 1-2 cc/ltr air seminggu sekali pada cabang yang diserang. Biasanya dua kali penyemprotan hama kutu putih sudah hilang.
Kutu Sisik
Hama kutu sisik (Pseudococus sp.) umumnya berada pada bagian cabang yang tidak terkena matahari langsung dan cabang yang diserang hama ini akan terlihat kusam. Hama ini juga bisa diatasi dengan penyemprotan Kanon dengan dosis sama dengan pengendalian hama kutu putih pada sela-sela tanaman yang ternaungi atau tidak terkena sinar matahari.
Kutu Batok
Hama kutu batok (Aspidiotus sp.) menyerang tanaman dengan mengisap cairan pada batang atau cabang yang menyebabkan cabang berubah menjadi berwarna kuning. Pengendaliannya juga bisa menggunakan cara yang sama dengan pengendalian hama kutu putih dan kutu sisik.
Bekicot
Hama bekicot sangat merugikan tanaman buah naga karena merusak batang atau cabang dengan menggerogotinya dan dapat mengakibatkan cabang busuk. Hama ini disebabkan karena kebersihan kebun yang kurang terjaga.
Semut
Pada umumnya semut akan muncul pada saat tanaman buah naga mulai berbunga. Semut mulai mengerubungi bunga yang baru kuncup dan akan mengakibatkan kulit buah nantinya akan berbintik-bintik berwarna coklat yang tentunya harga buah akan menurun dengan kualitas seperti itu. Pengendaliannya dengan menyemprotkan Gusadrin dengan dosis 2 cc/ltr air.
Burung
Gangguan burung pada buah naga umumnya jarang terjadi dan tidak perlu dikuatirkan. Biasanya menyerang buah yang telah masak pada bagian atas.
Penyakit Buah Naga
Penyakit yang menyerang tanaman buah naga terhitung tidak banyak jenis dan penyebabnya. Meskipun demikian, jika tanaman terserang harus segera diatasi agar tidak menyebar ke tanaman yang lain. Berikut ini penyakit buah naga dan penyebabnya serta tindakan pengobatannya :
Busuk Pangkal Batang
Penyakit ini umumnya menyerang pada awal penanaman buah naga, tanaman buah naga sering mengalami pembusukan pada pangkal batang, berwarna kecokelatan dan terdapat bulu putih. Pembusukan tersebut disebabkan oleh kelembaban tanah yang berlebihan sehingga muncul jamur yang menyebabkan kebusukan yaitu Sclerotium rolfsii Sacc. Penyakit ini sering terjadi pada bibit setek yang belum tumbuh akar dalam bentuk potongan.
Pengobatan tanaman buah naga yang terserang penyakit ini dengan penyemprotan Benlate dengan dosis 2 g/ltr air atau menggunakan Ridomil 2 g/ltr air sebulan sekali. Bila muncul gejala kekuningan pada pangkal batang maka segera dilakukan penyemprotan pada seluruh batang dan diutamakan pada pangkal batang yang terserang.
Untuk pencegahan penyakit ini bisa dilakukan pengairan yang disertai dengan penyemprotan fungisida dan Atonik didaerah pangkal batang pada tanaman yang berumur 30 hari pada awal penanaman.
Busuk Bakteri
Gejala tanaman buah naga yang terserang penyakit ini adalah tanaman tampak layu, kusam, terdapat lendir putih kekuningan pada tanaman yang mengalami pembusukan. Penyakit ini disebabkan oleh Pseudomonas sp. Pengobatannya dengan mencabut tanaman yang sakit, kemudian pada lubang tanam diberi Basamid dengan dosis 0,5-1 g dalam bentuk serbuk kemudian pada lubang tanam tersebut ditanam bibit baru.
Fusarium
Penyakit yang disebabkan oleh Fusarium oxysporium Schl. Gejalanya antara lain cabang tanaman berkerut, layu, dan busuk berwarna coklat. Penanggulangannya dengan menyemprotkan Benlate dengan dosis 2g/liter air dalam seminggu 1-2 kali penyemprotan pada bagian batang dan cabang. ***
Pembibitan buah naga merupakan faktor penting dalam proses budidaya. Dengan bibit yang baik atau memenuhi syarat akan menghasilkan tanaman yang berkualitas dengan hasil yang maksimal.
Berikut ini akan diulas cara atau kiat memperoleh bibit yang bagus , baik dari membuat sendiri atau dari membeli dari penyedia bibit yang mulai banyak tersedia dipasaran. :
Membuat Bibit Sendiri
Saat ini persediaan bibit buah naga dipasaran bisa dikatakan masih kurang pasokan, karena memang masih terhitung pendatang baru dan masih langka. Perbanyakan tanaman merupakan kegiatan pokok dalam usaha budidaya. Kebutuhan bibit dalam pembudidayaan memerlukan 6.000 – 10.000 pohon per hektar yang tergantung system penanamannya apakah memakai tiang tunggal atau system double rawing.
Perbanyakan buah naga terdiri dari perbanyakan generatif/biji dan perbanyakan vegetatif/stek.
Perbanyakan generatif
Perbanyakan generatif melalui biji memiliki kelebihan yaitu bibit yang diperoleh dalam jumlah banyak dengan pertumbuhan yang seragam. Namun kelemahan perbanyakan dengan cara ini ialah dibutuhkan waktu relatif lebih lama hingga diperoleh bibit yang siap tanam. Karena itulah cara ini jarang digunakan.
Perbanyakan melalui biji tentunya membutuhkan biji yang berkualitas baik dan harus benar-benar memenuhi syarat yang berasal dari buah yang benar-benar sehat, tua, dan matang dipohon.
Pengambilan biji dari buah juga tidak boleh sembarangan untuk memperoleh kualitas biji yang baik. Buah yang sudah dipilih dibelah dan daging uah diambil menggunakan sendok lalu biji disaring dengan penyaring yang lembut terbuat dari kasa berlubang dari bahan plastik atau kawat nyamuk berbentuk seperti saringan the. Daging buah ditekan-tekan pada penyaring sampai tertinggal bijinya saja, biji yang sudah disaring dicuci/dibersihkan dengan air mengalir lalu diangin-anginkan sampai kering. Biji tersebut bias disimpan atau langsung disemaikan di tempat penyemaian.
Menurut pengalaman hanya 75% saja dari jumlah biji yang disemaikan yang siap tanam. Jadi dari 1000 biji hanya diperoleh sekitar 750 an yang siap tanam. Untuk lahan satu hektar dengan sistem penanaman double rawing membutuhkan sekitar 10.000 bibit siap tanam, dan untuk menyemaikan membutuhkan lahan 15 meter persegi.
Media semai menggunakan bahan campuran pasir, humus halus, dan pupuk guano atau kotoran burung yang sudah dihaluskan dengan perbandingan 6:1:1. Media tersebut setelah dibasahi dengan air kemudian dimasukkan dalam bok dengan tinggi kurang dari 5 cm dengan ukuran panjang dan lebar sesuai keinginan. Sebelum ditebarkan pada media semai biji dikukus dulu dengan dibungkus dengan kain halus selama kurang lebih setengah menit. Penyebaran benih secara merata kemudian ditutup dengan lapisan humus tipis setelah itu permukaan disemprot dengan Ridomil kemudian diletakkan ditempat yang terkena cahaya dan sirkulasi udara lancar. Tempat persemaian diberi naungan teduh dengan pencahayaan remang sampai bibit tumbuh sekitar 3 cm.
Kelembaban media harus selalu dijaga jangan sampai penyiramannya terlambat. Pemberian dengan air dengan sprayer halus setiap hari saat medianya terlihat kering. Untuk mencegah tumbuhnya jamur bias ditambahkan larutan belerang yang diberikan pada waktu-waktu tertentu, karena jamur akan mudah tumbuh di kelembaban media tinggi. Dosis larutan belerang sebanyak 0,5 g/ltr air untuk persemaian seluas 4 meter persegi. Larutan belerang bisa diganti dengan Dithane atau Ridomil dengan dosis sama seminggu sekali.
Setelah bibit berukuran 2-3 cm, bisa dipindahkan dalam polibag berukuran 15 cm x 20 cm dengan media tanam menggunakan campuran tanah, pasir, dan pupuk kandang dengan perbandingan yang sama 1:1:1. Media tanam diberi pupuk NPK 16:16:16 sebanyak 5 kg/200 ltr air untuk sekitar 10.000 polibag.
Setelah ditanam, bibit disemprot dengan Ridomil dicampur dengan Atonik seminggu sekali dengan dosis 15 g Ridomil dan 5 cc Atonik yang dilarutkan dalam 10 liter air untuk areal bibit seluas 15 meter persegi. Penyemprotan ini bertujuan untuk mencegah jamur dan menjaga metabolisme bibit.
Bibit dalam polibag diletakkan ditempat yang teduh selama seminggu kemudian dipindahkan di lahan terbuka tetapi jangan ditanam dulu. Bibit disiram dengan air secukupnya sehari sekali pada pagi atau sore hari. Setelah dua bulan bibit siap ditanam dilahan penanaman.
Perbanyakan Vegetatif
Perbanyakan vegetatif merupakan perbanyakan menggunakan setek cabang atau batang. Batang atau cabang yang digunakan harus dalam kondisi sehat, tua, dan sudah berbuah, berwarna hijau gelap kelabu, dengan ukuran ideal 20-30 cm. Dengan ukuran tersebut tunas yang tumbuh akan mudah membesar dan sesuai untuk batang paling bawah bila ditanam untuk produksi. Karena setek diambil dari batang yang tua dan sudah berbuah maka pertumbuhan yang pesat, kokoh dan cepat bertunas. Apabila setek diambil dari batang muda dan belum pernah berbuah atau setek susulan akan mengakibatkan bibit bersifat lunak seolah memiliki kadar air yang tinggi dan akan mempengaruhi umur produksi dan tentunya akan mengakibatkan pembengkakan biaya karena waktu pemeliharaan yang lebih lama.
Bibit yang baik dipengaruhi oleh diameter batang, akan lebih baik bila diameter batang semakin besar dan bibit cenderung lebih tahan terhadap serangan penyakit busuk pangkal batang. Bahan setek dipilih dari yang pernah berbuah 3-4 kali dan sehat dipotong-potong dengan ukuran 20-30 cm menggunakan gunting steril dan untuk membedakan bagian bawah dan atas, untuk bagian bawah dipotong meruncing dan bagian atas dipotong mendatar. Setelah dipotong, setek dikeringanginkan sampai getah mongering supaya batang tidak mudah busuk. Setelah kering, bagian pangkal batang dicelupkan dalam larutan Rootone F ( campuran 3 sendok Rootone F dan 2 sendok the air ). Pemberian Rootone F berguna untuk mempercepat perakaran.
Bedengan sebagai penanaman bibit dibuat dengan ukuran tinggi 15 cm dan lebar 100cm, untuk panjang bisa disesuaikan dengan keadaan lahan. Pada bedengan ini diberikan pasir sebanyak 10 kg/meter persegi, pupuk kandang kering sebanyak 3 kg/meter persegi, dan dolomite sebanyak 250g/meter persegi. Diatas permukaan diberikan pupuk NPK sebanyak 50g/meter persegi kemudian permukaan bedengan diaduk merata sedalam 10-15 cm lalu diratakan dan biarkan selama semalam. Setelah itu pada bedengan dibuatkan lubang-lubang tanam berukuran 20 cm x 20 cm dengan menggunakan tugal berdiameter 4 cm. Kedalaman lubang tanam 5 cm dan terdapat 16 lubang tanam setiap 1 meter persegi.
Selanjutnya setek ditanam pada lubang tanam yang sudah dibuat dengan posisi tegak. Setelah ditanam seluruhnya bedengan diberikan naungan dari plastik bening/tembus cahaya untuk mencegah terkena air hujan. Tindakan perawatan dilakukan penyiraman 2-3 kali sehari pada pagi atau sore hari.
Setelah tiga minggu, setek akan mulai berakar, dan naungan dari plastik bisa dibuka agar terkena sinar matahari langsung. Setelah dua minggu naungan dibuka, bibit sudah tumbuh tunas cabang dapat diberikan pupuk ZA, TSP, dan KCI dengan perbandingan 1:1:1. Pupuk tersebut ditaburkan dalam larikan sedalam 3 cm dengan dosis 100g/mtr persegi/bulan. Sering terjadi tumbuh tunas lebih dari satu secara bersamaan, dipilih satu tunas cabang yang berbentuk kokoh dan lebih besar, sedangkan tunas satunya dipotong dan jika mucul tunas lagi juga segera dipotong. Pemangkasan selalu dilakukan selama bibit belum ditanam pada lahan, sebaiknya bekas luka pangkas disemprot larutan fungisida.. Dengan demikian keseragaman bibit akan terjamin.
Selain menggunakan bedengan, bibit setek juga bisa dibesarkan pada polibag ukuran 15 cm x 20 cm dengan komposisi media tanam sama dengan yang digunakan pada bedengan. Perawatan juga hampir sama dengan bibit yang ditanam pada bedengan. ***
Kali ini saya akan membahas mengenai model panjatan tanaman buah naga. Buah naga termasuk tanaman merambat sehingga membutuhkan penopang/panjatan untuk menopang tanaman. Tiang panjatan harus kuat dan mampu bertahan selama beberapa tahun karena usia tanaman buah naga yang panjang.
Tiang panjatan dalam penanaman buah naga ada dua macam bentuk/model, yaitu bentuk tunggal dan bentuk kelompok/pagar. Berikut ini penjelasannya :
Tiang Panjatan Bentuk Tunggal
Tiang panjatan bentuk tunggal bisa menggunakan beton dan panjatan hidup/batang tanaman yang hidup. Kedua jenis panjatan ini digunakan untuk menopang sebanyak empat tanaman yang berproduksi dengan produktivitas rata-rata 3 kg per tanaman.
Panjatan yang umum digunakan adalah panjatan tiang beton segi empat berukuran 10 cm x 10 cm dengan tinggi 2 – 2,5 m, bentuk lain dibuat bulat ataupun segitiga. Penggunaan tiang beton lebih baik karena kuat dan tahan lama menahan beratnya tanaman. Kelemahan dari penggunaan tiang dari beton adalah percabangan tanaman dibagian dalam menjadi tidak produktif karena batang buah naga berbentuk segitiga dan bagian yang menempel/ternaungi tidak menghasilkan bunga dan buah.
Panjatan tiang beton ini ditancapkan ditanah dengan cara dicor dengan kedalaman sekitar 30 – 50 cm agar tiang berdiri kokoh dan kuat menyangga tanaman. Pada ujung tiang bagian atas diberi besi melingkar berdiameter sekitar 50 – 60 cm berbentuk seperti stir mobil. Besi lingkaran ini berfungsi sebagai tempat menopang cabang dan anak cabang/tunas. Apabila besi beton dirasa terlalu mahal, bisa menggunakan ban sepeda motor atu bisa juga para-para dari kayu yang dibentuk menyilang.
Alternatif lain selain menggunakan tiang beton, bisa menggunakan tiang panjatan hidup. Artinya, tiang panjatan berupa tanaman hidup yang memiliki perakaran cukup dalam minimal 30 cm dan tanaman tersebut harus tahan pemangkasan berat karena buah naga harus terkena sinar matahari langsung agar bisa berproduksi dengan maksimal. Karena itulah harus sering dilakukan pemangkasan daun apabila sudah menutupi batang dan cabang buah naga. Tiang panjatan hidup harus memiliki tinggi minimal 2 meter dan memiliki diameter minimal 10 cm karena kalau diameter lebih kecil dikhawatirkan tidak kuat menopang tanaman buah naga yang berat. Penggunaan tiang jenis ini lebih hemat biaya daripada tiang beton meskipun tidak sekuat dan tahan lama seperti tiang dari beton.
Tiang Panjatan Bentuk Kelompok (Double Rowing)
Model tiang panjatan ini mirip dengan tiang untuk menjemur pakaian. Dua buah tiang dihubungkan dengan kawat tebal penyangga batang tanaman buah naga dengan jarak antar tiang 4 meter. Tiang terbuat dari semen cor berukuran minimal 10 x 10 cm tinggi 2-2,5 meter termasuk bagian yang terpendam didalam tanah 30 – 50 cm. Pada tiang cor ini diberi pengait sebagai tempat ikatan kawat yang menghubungkan dua tiang yang berfungsi sebagai pengikat batang pokok tanaman buah naga.Jarak antar kawat pengikat batang 50 cm dan 100 cm dari permukaan tanah.Tiang sebaiknya diberi penguat agar tidak miring nantinya ketika menopang beratnya sulur buah naga. Pada ujung tiang dipasang besi beton berukuran 8 inci melintang sepanjang 50 – 60 cm.
Sistem panjatan double rowing ini dengan panjang 4 meter dapat menampung 20 – 26 tanaman buah naga, dibagi sama pada sisi kiri dan kanan. Misal 20 tanaman maka penataannya 10 di sisi kiri dan 10 di sisi kanan. Jarak tanam antar baris 30 cm dan antar tanaman dalam baris juga 30 cm. Dengan penataan seperti itu akan membuat jumlah cahaya diterima dan jumlah sulur yang bertumpuk bisa merata dan seimbang.Sulur yang menghadap cahaya lebih mudah berbuah dan menghasilkan buah 80% kelas A***
Pada umumnya budidaya buah naga dilakukan dengan cara setek atau menyemai biji. Tanaman ini tumbuh subur di media tanam porous (tidak becek), kaya akan unsur hara, berpasir, cukup sinar matahari dan bersuhu antara 38-40’C. Jika perawatan cukup baik, tanaman akan mulai berbuah pada umur 11-17 bulan. Daerah yang berada di ketinggian 400-700 dpl, sangat cocok untuk budidaya buah naga merah. Walaupun memiliki udara yang cukup sejuk, namun mendapatkan sinar matahari yang cukup merupakan modal untuk pertumbuhan buah naga merah . Buah naga dapat berkembang dengan kondisi tanah dan ketinggian lokasi apapun, namun tumbuhan ini cukup rakus akan unsur hara, sehingga apabila tanah mengandung pupuk yang bagus, maka pertumbuhannyapun akan pesat sekali. Dalam waktu 1 tahun, tanaman bisa mencapai ketinggian 3 meter lebih. Saat ini buah naga belum terlalu banyak dibudidayakan di Indonesia. Selama ini budidayanya sebagian besar masih di daerah Mojokerto, Jember, Malang, Pasuruan, Bayuwangi, dan Ponorogo.
Beberapa Syarat Untuk Pertumbuhan Buah Naga
Tanaman buah naga termasuk tanaman tropis dan dapat beradaptasi dengan berbagai lingkungan tumbuh dan perubahan cuaca seperti sinar matahari dan curah hujan. Curah hujan yang ideal untuk pertumbuhan buah naga sekitar 60 mm/bln atau 720 mm/tahun. Pada curah hujan 600-1.300 mm/tahun tanaman ini juga masih bisa tumbuh. Tetapi tanaman ini tidak tahan dengan genangan air. Hujan yang terlalu deras dan berkepanjangan bisa menyebabkan kerusakan tanaman terutama pembusukan akar dan merambat sampai pangkal batang. Intensitas sinar matahari yang dibutuhkan sekitar 70-80 %, karena itulah tanaman ini sebaiknya ditanam dilahan tanpa naungan dan sirkulasi udara juga baik.
Tanaman ini lebih baik pertumbuhannya bila ditanam didataran rendah antara 0-350 m dpl. Suhu udara yang ideal antara 26-36 derajat Celcius dan kelembaban 70-90 %. Tanah harus beraerasi dengan baik dengan derajat keasaman (pH) 6,5 – 7.
Agar tanaman ini bisa tumbuh dengan baik dan maksimal, media tumbuhnya harus subur dan mengandung bahan organik cukup dengan kandungan kalsium tinggi. Drainase harus berjalan baik dan bersifat porous karena tanaman ini tidak tahan genangan air. Bahan organik yang digunakan harus benar-benar matang karena berfungsi menyangga kation dan aktivitas mikroorganisme dan penyedia hara. Beberapa bahan yang dapat digunakan antara lain pupuk kandang, kompos, dan sekam. Media juga sebaiknya dicampur bahan anorganik seperti pasir dan bubuk bata merah yang berfungsi untuk memperlancar aerasi dan drainase. Dan yang perlu diperhatikan media tidak boleh mengandung garam.
Budidaya Buah Naga di Pot
Tanaman buah naga bisa digunakan sebagai tanaman hias untuk memperindah halaman rumah sekaligus bisa dinikmati buahnya.. Buahnya dapat dipetik setiap minggu apabila sudah memiliki lebih dari 10 cabang produksi.
Kelebihan penanaman buah naga di pot adalah kita biasa memindahkan dan mengatur letak tanaman sesuai keinginan. Tetapi untuk menghasilkan tanaman buah naga yang produktif tetap harus diketahui cara perawatan dan pemupukan yang benar.
Berikut ini adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam pembudidayaan buah naga di pot :
1. Menyiapkan Pot
Anda bisa menggunakan berbagai jenis pot dari bahan semen, plastic, tanah liat atau drum bekas yang dipotong. Tetapi menurut pengalaman, pot dari bahan tanah liat adalah yang paling ideal karena tanaman buah naga membutuhkan perubahan suhu yang drastic dari siang ke malam dalam proses pembungaan. Ukuran pot yang digunakan semakin besar semakin baik, minimal berdiameter sekitar 40cm.
2. Menyiapkan Tiang Panjatan
Tanaman buah naga membutuhkan tiang panjatan untuk menopang supaya tidak roboh. Nantinya tiang ini akan dililit akar udara dan akan menopang beberapa cabang produksi yang berat yang tentu saja perlu dipilih dari bahan yang kuat tetapi juga perlu diperhatikan jangan sampai pot tidak bisa menahan beban berat tiang panjatan.
Sebaiknya tiang panjatan dibuat dari besi beton berdiameter 8-10 cm, atau balok kayu yang kuat dan tahan lama karena usia buah naga yang bisa mencapai puluhan tahun. Tinggi tiang antara 150-200 cm disesuaikan dengan besar pot. Pada bagian bawah tiang diberi kaki-kaki penguat agar nantinya bisa kuat dan tidak mudah goyah. Untuk tiang dari besi beton, bagian yang terpendam dalam tanah bisa diberi aspal untuk menghindari karat. Untuk bagian atas tiang diberi piringan yang berbentuk seperti stir mobil yang berfungsi untuk menyangga cabang-cabang produksi yang banyak.
3. Media Tanam
Setelah pot dan tiang panjatan sudah selesai disiapkan, selanjutnya adalah menyiapkan media tanam. Bahan-bahannya adalah pasir, tanah, pupuk kandang dan kompos dengan perbandingan 2:1:3:1. Anda juga bisa menambahkan bubuk batu bata merah secukupnya dan dolomit (kapur pertanian) sebanyak 100 g dicampur rata dengan bahan-bahan tersebut. Kemudian media tanam disiram dengan air hingga kondisi jenuh dan dibiarkan selama sehari semalam.
4. Penanaman bibit
Bibit sebaiknya dipilih yang besar, dari batang tua yang berwarna hijau tua keabuan dan bebas dari penyakit. Idealnya panjang bibit yang ditanam minimal 30 cm. Selanjutnya bibit ditanam disekitar tiang panjatan dengan kedalaman 10 cm, jangan terlalu dalam karena akan mengakibatkan pertumbuhan yang kurang bagus. Setelah ditanam media tanam ditekan-tekan agar bibit tidak mudah roboh. Selanjutnya media tanam disiram dengan air dan diletakkan ditempat terbuka tidak ternaungi yang terkena sinar matahari langsung.
5. Pemeliharaan Tanaman
Pemeliharaan tanaman buah naga yang ditanam di pot tidak jauh beda dengan buah naga yang ditanam dikebun yaitu meliputi pemupukan, penyiraman dan pemangkasan cabang yang tidak diperlukan. Selain itu, yang perlu diperhatikan adalah tanaman dipastikan menempel dengan baik pada tiang panjatan dan tidak roboh, oleh karena itu perlu dilakukan pengikatan batang buah naga pada tiang dengan menggunakan tali atau kawat dengan bentuk ikatan seperti angka ‘8’ tidak boleh terlalu kencang karena bisa merusak batang atau cabang seiring pertumbuhannya yang semakin membesar.
Cabang hasil pemangkasan bisa ditanam kembali untuk menambah jumlah bibit yang bisa di tanam di pot yang lain.
Budidaya Buah Naga di Kebun
Pembudidayaan buah naga untuk usaha produksi dilakukan dikebun. Untuk menghasilkan produksi yang maksimal tentu saja harus dengan persiapan yang matang, perawatan yang baik dan penanggulangan gangguan penyakit yang tepat. Berikut ini kegiatan pembudidayaan diulas secara lengkap :
1.Pengolahan Tanah
Pengolahan tanah adalah faktor penting yang harus diperhatikan agar tanaman buah naga bisa tumbuh dan berkembang dengan baik. Perakaran buah naga memerlukan tanah yang gembur karena perakarannya merayap dipermukaan tanah, apabila tanah terlalu keras atau liat, akar tidak bisa tumbuh baik pada tanah.
Sebelum digemburkan sebaiknya tanah dibersihkan dari gulma dan rerumputan untuk menghindari penyakit. Setelah itu tanah digemburkan dengan mencangkul sedalam satu cangkulan dengan dibolak-balik. Setelah itu dibuat lubang-lubang tanam sesuai dengan cara tanamnya apakah menggunakan system panjatan tunggal atau sistem kelompok
Pada sistem panjatan tunggal pengolahan tanah hanya dilakukan disekitar lubang tanam saja, berbeda dengan sistem kelompok pengolahan tanah dilakukan pada seluruh alur barisan tempat penanaman.
Media tanam untuk panjatan tunggal menggunakan campuran tanah galian diberi pasir sekitar 5 kg, bubuk bata merah 5 kg, pupuk kandang kering 10 kg dan dolomit 300 g kemudian dicampur sampai merata.
Pada model sistem tanam berkelompok untuk setiap alur sepanjang 4 m media tanamnya yaitu pasir 8 kg, pupuk kandang 20 kg dan bisa ditambahkan bubuk bata merah sebanyak 10 kg apabila tanah terlalu porous. Jika tidak menggunakan bubuk bata merah , jumlah pupuk kandang ditambahkan 10 kg lagi jadi total 30 kg. Ditambah dolomit yang mengandung magnesium sebanyak 600g. Bahan-bahan tersebut dicampur merata pada tanah galian.
Setelah penyiapan media tanam selesai kemudian disiram dan biarkan terkena matahari sampai kering. Pengeringan ini bertujuan agar tanah terbebas dari racun dan penguapan lain.
2.Sistem Pengairan
Untuk sistem pengairan pada lahan disesuaikan dengan kondisi lahan, system cara tanamnya, dan pengadaan sumber air yang ada disekitar lahan. Bisa menggunakan cara pengairan tradisional yaitu system leb yaitu menggunakan parit sedalam 20 cm yang dibuat disekitar barisan tanaman. Atau juga bisa menggunakan system pengairan pipa yang dibuat sedemikian rupa untuk mengalirkan air pada seluruh tanaman.
3.Penanaman Pada Lahan
Penanaman bibit lahan tanam yang harus diperhatikan adalah kedalaman yang terlalu dalam malah akan menghambat pertumbuhannya. Kedalaman penanaman adalah 20% dari panjang bibit. Misal bibit yang mau ditanam berukuran panjang 50-80 cm maka kedalamannya sekitar 10-15 cm. Sebelum ditanam sebaiknya bibit setek diolesi Ridomil sebanyak 40 g yang dicampur dengan 1 liter air untuk mencegah kebusukan pada pangkal batang setek.***
Ada banyak manfaat buah naga untuk kesehatan. Selain rasanya yang menyegarkan, buah naga juga memiliki banyak khasiat. Buah naga biasanya dikonsumsi dalam bentuk buah segar sebagai penghilang dahaga, karena buah naga mengandung kadar air tinggi sekitar 90 % dari berat buah. Rasanya cukup manis karena mengandung kadar gula mencapai 13-18 briks. Selain itu buah naga juga dapat disajikan dalam bentuk jus, sari buah, manisan maupun selai atau beragam bentuk penyajian sesuai selera anda.
Secara umum,para peneliti sependapat dan mengakui bahwa buah naga kaya akan potasium, ferum, protein, serat, sodium dan kalsium yang baik untuk kesehatan. Menurut AL Leong dari Johncola Pitaya Food R&D, organisasi yang meneliti buah naga merah , buah kaktus marah itu cukup kaya dengan berbagai zat vitamin dan mineral yang sangat membantu meningkatkan daya tahan dan bermanfaat bagi metabolisme dalam tubuh manusia. “Penelitian menunjukkan buah naga merah ini sangat baik untuk sistem peredaran darah, juga memberikan efek mengurangi tekanan emosi dan menetralkan toksik dalam darah.“Penelitian juga menunjukkan buah ini bisa mencegah kanker usus, selain mencegah kandungan kolesterol yang tinggi dalam darah dan menurunkan kadar lemak dalam tubuh,” katanya.
Dalam setiap buah naga merah terkandung protein yang mampu meningkatkan metabolisme tubuh dan menjaga kesehatan jantung; serat (mencegah kanker usus, kencing manis dan diet); karotin (kesehatan mata, menguatkan otak dan mencegah masuknya penyakit), kalsium (menguatkan tulang). Buah naga juga mengandungi zat besi untuk menambah darah; vitamin B1 (mencegah demam badan); vitamin B2 (menambah selera); vitamin B3 (menurunkan kadar kolesterol) dan vitamin C (menambah kelicinan, kehalusan kulit serta mencegah jerawat).
Berikut ini kandungan nutrisi lengkap buah naga :
Kadar Gula : 13-18 briks
Air : 90 %
Karbohidrat : 11,5 g
Asam : 0,139 g
Protein : 0,53 g
Serat : 0,71 g
Kalsium : 134,5 mg
Fosfor : 8,7 mg
Magnesium : 60,4 mg
Vitamin C : 9,4 mg
Jadi secara garis besar, buah naga memiliki banyak manfaat untuk kesehatan manusia, antara lain :
1. Sebagai penyeimbang gula darah.
2. Detoksifikasi atau membersihkan darah.
3. Menyehatkan dan menguatkan ginjal.
4. Menyehatkan organ liver.
5. Dapat menjaga kesehatan kulit.
6. Membantu menguatkan daya kerja otak.
7. Membantu meningkatkan ketajaman mata.
8. Menjaga kesehatan mulut dengan mengatasi panas dalam serta sariawan.
9. Dapat membantu menstabilkan tekanan darah.
10. Juga mengurangi keluhan keputihan.
11. Mengurangi kadar kolesterol dan mencegah kanker usus.
12. Mencegah sembelit dan memperlancar proses buang air besar.***
Pembahasan kali ini mengenai bagian-bagian dari tanaman buah naga. Pada dasarnya tanaman ini merupakan jenis tanaman memanjat. Hidup dengan cara memanjat tanaman lainnya untuk menopang dan bersifat epifit (masih bisa hidup walaupun akarnya yang ditanah dicabut). Hal itu terjadi karena tanaman ini masih bisa memperoleh makanan dari udara melalui akar yang tumbuh dibatangnya. Secara morfologis ada satu keunikan dari tanaman ini yaitu tidak memiliki daun.
Akar
Tanaman ini bersifat epifit dimana tumbuhnya merambat dan menempel pada tanaman lain. Dalam proses budidayanya, para petani biasanya membuatkan tiang penopang untuk merambatkan batang tanaman buah naga ini. Akar tanaman ini tahan terhadap kekeringan tapi justru tidak tahan terlalu lama dalam genangan air. Sekalipun akar tanaman ini dicabut dari tanah, namun masih bias tetap hidup dengan menyerap makanan dan air dari akar udara yang tumbuh di sekitar batangnya.
Perakaran tanaman ini dapat dikatakan dangkal karena hanya mencapai kedalaman 50-60 cm saat menjelang produksi. Hal tersebut mengikuti perpanjangan batangnya yang berwarna coklat yang didalam tanah. Hal tersebut yang sering digunakan sebagai tolak ukur dalam proses pemupukan oleh para petani.
Untuk mendapatkan pertumbuhan akar yang normal dan baik, tanaman ini memerlukan derajat keasaman tanah pada kondisi ideal yaitu pH 7. Apabila pH tanah dibawah 5, pertumbuhan tanaman akan menjadi lambat dan menjadi kerdil. Dalam pembudidayaannya pH tanah harus diketahui sebelum maupun sesudah tanaman ditanam, karena perakaran merupakan faktor penting untuk menyerap hara yang ada didalam tanah.
Batang dan Cabang
Pada umumnya batang tanaman buah naga berwarna hijau kebiru-biruan, walaupun ada yang berwarna keunguan. Batang tersebut berbentuk siku atau segitiga dan mengandung air yang menyerupai lendir dan berlapiskan lilin bila sudah dewasa. Dari batang ini tumbuh cabang yang bentuk dan warnanya sama dengan batang. Fungsinya adalah sebagai pengganti daun untuk proses asimilasi dan mengandung kambium yang berfungsi untuk pertumbuhan tanaman. Pada batang dan cabang tanaman ini tumbuh duri-duri yang keras dan pendek. Letak duri pada tepi siku-siku batang maupun cabang dan terdiri 4-5 buah duri disetiap titik tumbuh.
Bunga
Bunga buah naga memiliki ciri menyerupai corong memanjang, berukuran sekitar 30 cm dan akan mulai mekar di sore hari namun mengalami pemekaran secara sempurna pada malam hari. .Mahkota bunga bagian luar pada umumnya mekar pada pukul sembilan malam, kemudian disusul oleh mahkota bagian dalam yang putih bersih yang meliputi sejumlah benangsari yang kuning. Dan pada akhirnya bunga yang menyerupai corong itu akhirnya mekar secara penuh pada saat tengah malam. Itulah sebabnya tanaman ini dikenal juga dengan istilah night blooming cereus. Pada saat mekar secara penuh, tanaman ini menyebarkan bau yang harum.
Buah
Buah naga sendiri memiliki ciri bentuk buah yang bulat panjang dengan bobot rata-rata sekitar 400-500 gram. Biasanya letak buah mendekati ujung cabang atau batang. Pada cabang atau batang pohon dapat tumbuh lebih dari satu buah dan terkadang dalam posisi yang berdekatan. Kulit buahnya memiliki tebal sekitar 1-2 cm dan pada permukaan kulit buah terdapat sirip atau jumbai berukuran sekitar 2 cm. Buah naga memiliki kulit berwarna merah dan sangat kontras dengan dagingnya yang berwarna putih, dimana di dalam daging buah bertebaran bijih-bijih hitam. Buah jenis ini memiliki cita rasa manis bercampur masam segar, memiliki sisik atau jumbai kehijauan di sisi luar. Kadar kemanisan buah ini tergolong rendah apabila dibandingkan dengan buah yang lainnya (kadar gulanya mencapai 13-18 briks). Pada umumnya, buah naga dikonsumsi dalam bentuk buah segar sebagai penghilang dahaga karena kandungan airnya yang sangat tinggi (90,2 persen) dari berat buah, serta rasanya cukup manis.
Biji
Bijinya berbentuk bulat berukuran kecil dan tipis tetapi sangat keras. Dapat digunakan untuk memperbanyak tanaman secara generatif. Namun cara ini jarang dipakai karena memerlukan waktu yang cukup lama sampai berproduksi. Umumnya biji banyak digunakan para peneliti untuk memunculkan varietas baru. Setiap buah mengandung lebih dari 1000 biji.***
