Efek dari Radiasi Pengion atau Ionizing Radiation (IR) pada Tanaman

Sistem antioksidan berfungsi untuk mengurangi stress oksidatif akibat spesies reaktif oksigen ROS yang dihasilkan oleh IR. Enzim utama dalam sistem ini terdiri dari:

• Superoksida Dismutase (SOD)
• Askorbat Peroksidase (APX)
• Glutation Peroksidase (GPX)

4) Regulasi Respons Kerusakan.

Protein kinase seperti ATM dan ATR mendeteksi kerusakan DNA dan mengaktifkan jalur perbaikan yang sesuai.

Paparan IR Dosis Tinggi Akut hingga Dosis Rendah Kronis: Efek Non-Target pada Tanaman

Paparan radiasi pengion atau ionizing radiation (IR) pada tanaman dalam dosis rendah atau tinggi dapat menyebabkan kerusakan langsung pada DNA, yang berakhir pada kematian sel, mutase dan efek negative fisiologis seperti terhambatnya pertumbuhan dan penurunan hasil panen. Selain itu, paparan IR dalam dosis kronis rendah dapat menghasilkan efek non-target yang lebih kompleks. Meskipun dosis rendah tidak langsung merusak DNA, jangka waktu efek dapat mencakup perubahan metabolism tanaman, stress oksidatid dan modifikasi jalur sinyal seluler. Secara ringkas berikur ini merupakan dampak paparan IR pada tanaman.

• Paparan dosis tinggi: menyebabkan kerusakan langsung pada DNA, menyebabkan kematian sel, mutasi sel dan efek negative pada pertumbuhan serta hasil panen.
• Paparan dosis rendah: menghasilkan efek non-target yang kompleks, termasuk perubahan dalam metabolism, stress oksidatif, dan modifikasi jalur sinyal seluler, meskipun tidak merusak DNA secara langsung.
• Efek non-target: respon sistemik dapat mempengaruhi bagian tanaman yang tidak terpapar secara langsung, seperti pertumbuhan akar dan fotosintesis.
• Adaptasi tumbuhan: tumbuhan bisa beradaptasi terhadap paparan IR melalui mekanisme pertahanan, meskipun kemampuannya bervariasi antar spesies.
• Implikasi pertanian: memahami dampak paparan IR bagi pengelolaan tanaman dan pertanian, terutama di area berisiko radiasi, serta memerlukan penelitian lebih lanjut untuk strategi mitigasi.

Kerusakan DNA terhadap IR Kronis dalam Perspektif Evolusi. 

Tanaman dapat merespon kerusakan DNA akibat paparan radiasi IR secara kronis dari sisi evolusi. Paparan IR pada tanaman memang dapat menyebabkan kerusakan DNA tanaman, namun tanaman mengembangkan berbagai mekanisme respons terhadap kerusakan DNA tersebut sebagai hasil dari tekanan selama evolusi.  Respon yang dihasilkan akibat peristiwa tersebut meliputi jalur perbaikan DNA yang komplesk, yang memungkinkan tanaman untuk mendeteksi dan memperbaiki kerusakan dan mekanisme beradaptasi agar dapat bertahan dalam kondisi yang merugikan. Dari sisi evolusi, kemampuan tanaman dalam merespons dan memperbaiki kerusakan DNA berperan penting untuk kelangsung dan reproduksi tanaman.

Tulisan ini merupakan ringkasan dari artikel:

Duarte, G. T., Volkova, P. Y., Fiengo Perez, F., & Horemans, N. (2023). Chronic Ionizing Radiation of Plants: An Evolutionary Factor from Direct Damage to Non-Target Effects. Plants, 12(5). https://doi.org/10.3390/plants12051178