Pembahasan Soal KSN Biologi 2025 Nomor 1 sampai 3

 


BIOLOGI SEL MOLEKULER 

 1. Melanjutkan percobaan pada soal sebelumnya, Dr. Xeno merancang sebuah aparatus mikrofluidik tissue-on-a-chip menggunakan lapisan sel HEK-293T yang ditransfeksi dengan konstruk mCLDN5. Dr. Xeno kemudian mengukur hambatan listrik transendotel (TEER) dan laju translokasi senyawa dextran (FD4, FD40, FD70). Hasil dilampirkan pada gambar berikut.


Tentukan pernyataan berikut Benar (B) atau Salah (S)! 

 A. Lapisan sel yang digunakan dalam percobaan ini menunjukkan adanya aktivitas transpor transeluler terhadap senyawa hidrofilik berukuran kecil. 

 B. Peptida f1-C5C2 efektif dalam meningkatkan permeabilitas paraseluler terhadap semua ukuran dextran yang diuji. 

 C. Peptida f1-C5C2 kemungkinan dapat meningkatkan permeabilitas blood-brain barrier terhadap patogen bakteri. 

 D. Lapisan sel yang digunakan dalam percobaan ini menunjukkan adanya aktivitas transpor transeluler terhadap ion.

Pembahasan
A. Salah

Pernyataan ini salah karena data pada gambar tidak menunjukkan adanya transpor transeluler.

Transpor transeluler berarti zat melewati bagian dalam sel, misalnya melalui membran sel, sitoplasma, lalu keluar lagi melalui membran sisi lain. Namun, pada percobaan ini yang diamati adalah perubahan TEER dan perpindahan dextran melalui lapisan sel.

Penurunan TEER menunjukkan bahwa barier antar-sel menjadi lebih longgar. Peningkatan translokasi dextran, terutama FD4 dan FD40, lebih cocok dijelaskan sebagai peningkatan permeabilitas paraseluler, yaitu perpindahan zat melalui celah antar-sel atau tight junction, bukan melalui bagian dalam sel.

Jadi, percobaan ini tidak membuktikan adanya aktivitas transpor transeluler terhadap senyawa hidrofilik kecil.

B. Salah

Pernyataan ini salah karena f1-C5C2 tidak meningkatkan permeabilitas terhadap semua ukuran dextran.

Berdasarkan grafik:

  • FD4 meningkat jelas setelah diberi f1-C5C2.
  • FD40 juga meningkat, meskipun tidak sebesar FD4.
  • FD70 tidak menunjukkan peningkatan translokasi yang bermakna.

Artinya, f1-C5C2 hanya meningkatkan permeabilitas terhadap dextran ukuran kecil hingga sedang, yaitu FD4 dan FD40. Untuk dextran yang lebih besar, yaitu FD70, efeknya tidak terlihat signifikan.

Jadi, tidak tepat jika dikatakan f1-C5C2 efektif terhadap semua ukuran dextran.

C. Salah

Pernyataan ini salah karena data percobaan tidak cukup untuk menyimpulkan bahwa f1-C5C2 dapat meningkatkan permeabilitas blood-brain barrier terhadap patogen bakteri.

Bakteri memiliki ukuran jauh lebih besar dibandingkan molekul dextran 4 kDa, 40 kDa, atau 70 kDa. Bahkan pada percobaan ini, FD70 saja tidak meningkat secara bermakna. Maka, tidak logis jika langsung disimpulkan bahwa bakteri dapat melewati barier tersebut.

Selain itu, percobaan ini menggunakan model sel HEK-293T yang ditransfeksi mCLDN5, bukan blood-brain barrier asli secara utuh. Jadi, kesimpulan tentang masuknya patogen bakteri ke BBB terlalu jauh dari data yang tersedia.

D. Salah

Pernyataan ini salah karena grafik TEER tidak membuktikan adanya transpor transeluler ion.

TEER mengukur hambatan listrik pada lapisan sel. Jika TEER turun, artinya barier antar-sel menjadi lebih permeabel terhadap ion atau molekul kecil. Namun, hal ini lebih berkaitan dengan kebocoran atau perubahan pada jalur paraseluler, bukan aktivitas transpor transeluler.

Dengan kata lain, TEER menunjukkan kekuatan atau kelemahan tight junction, bukan membuktikan bahwa ion ditranspor aktif melalui bagian dalam sel.

Kesimpulan

Peptida f1-C5C2 menurunkan TEER dan meningkatkan perpindahan dextran ukuran kecil sampai sedang, yaitu FD4 dan FD40. Hal ini menunjukkan bahwa peptida tersebut kemungkinan membuka atau melemahkan jalur paraseluler melalui tight junction. Namun, efeknya tidak berlaku untuk dextran besar seperti FD70, dan tidak membuktikan adanya transpor transeluler maupun kemampuan bakteri melewati barier.


2. Blood-brain barrier (BBB) tidak hanya mempertahankan homeostasis otak tetapi juga mencegah sebagian besar obat masuk ke dalam otak. Difusi paracellular zat terlarut dihalangi karena adanya tight junction yang dibuat kedap oleh ekspresi claudin5 (CLDN5) pada sel endotel otak. Pengaturan permeabilitas BBB secara sementara dan reversibel sangat dibutuhkan untuk pengobatan farmakologis penyakit otak. Dr. Xeno mendesain dan menguji peptida pendek yang aktif terhadap BBB, yang didasarkan pada domain ekstraseluler CLDN5 (f1-C5C2) dan domain pengikat CLDN5 dari enterotoksin Clostridium perfringens (f3-cCPE-mut1). Percobaan dilakukan menggunakan lini sel HEK-293T yang ditransfeksi dengan konstruk mCLDN5. Hasil pengujian terlampir pada gambar 1A dan gambar 1B.


Tentukan pernyataan berikut Benar (B) atau Salah (S)! 

 A. Terdapat lebih dari 10 sel yang berhasil ditransfeksi dan mengekspresikan mCLDN5 pada Gambar 1A. 

 B. Indeks mitosis sel yang digunakan pada percobaan diatas adalah kurang dari 10%. 

 C. Konstanta disosiasi f1-C5C2 terhadap claudin5 adalah kurang dari 25 µM. 

 D. f3-cCPE memiliki afinitas terhadap claudin5 yang lebih rendah daripada f1-C5C2. 

Pembahasan Pernyataan
A. Terdapat lebih dari 10 sel yang berhasil ditransfeksi dan mengekspresikan mCLDN5 pada Gambar 1A.

Jawaban: Salah

Pada Gambar 1A memang terlihat beberapa sel yang berhasil mengekspresikan mCLDN5. Sel yang berhasil mengekspresikan mCLDN5 ditandai dengan adanya sinyal kuning dan merah muda.

Namun, jumlah sel yang tampak jelas memiliki sinyal mCLDN5 kuat tidak terlihat lebih dari 10 sel. Gambar utama hanya memperlihatkan beberapa sel positif, bukan banyak sel positif dalam jumlah lebih dari 10.

Jadi, pernyataan A salah.

B. Indeks mitosis sel yang digunakan pada percobaan di atas adalah kurang dari 10%.

Jawaban: Salah / Tidak dapat disimpulkan

Gambar 1A hanya menunjukkan hasil pencitraan konfokal untuk melihat ekspresi mCLDN5. Gambar tersebut tidak menunjukkan data pembelahan sel, fase mitosis, atau jumlah sel yang sedang membelah.

Untuk menentukan indeks mitosis, kita membutuhkan data jumlah sel yang sedang mengalami mitosis dibandingkan dengan jumlah total sel, dengan rumus:

Indeks mitosis=jumlah sel yang sedang mitosisjumlah total sel×100%\text{Indeks mitosis} = \frac{\text{jumlah sel yang sedang mitosis}}{\text{jumlah total sel}} \times 100\%

Pada soal ini tidak ada informasi jumlah sel yang sedang mitosis. Karena itu, pernyataan bahwa indeks mitosis kurang dari 10% tidak dapat dibuktikan dari data.

Dalam soal Benar/Salah, pernyataan ini dinilai salah karena tidak didukung oleh gambar maupun keterangan soal.

C. Konstanta disosiasi f1-C5C2 terhadap claudin5 adalah kurang dari 25 μM.

Jawaban: Salah

Konstanta disosiasi atau Kd menunjukkan konsentrasi ligan saat sekitar 50% target sudah terikat. Semakin kecil nilai Kd, semakin kuat afinitas ligan terhadap target.

Pada grafik 1B, f1-C5C2 mulai meningkat jelas pada kisaran sekitar 10−510^{-5} sampai 10−410^{-4} M. Titik ketika fraction bound mendekati 0,5 tampak berada sekitar 10−410^{-4} M.

Konversi satuan:

10−4 M=100μM10^{-4} \text{ M} = 100 \mu\text{M}

Jika Kd sekitar 100 μM, maka nilainya lebih besar dari 25 μM, bukan kurang dari 25 μM.

Jadi, pernyataan C salah.

D. f3-cCPE memiliki afinitas terhadap claudin5 yang lebih rendah daripada f1-C5C2.

Jawaban: Benar

Pada grafik 1B, kurva f1-C5C2 berwarna merah muda meningkat seiring naiknya konsentrasi ligan. Ini menunjukkan bahwa f1-C5C2 dapat berikatan dengan mCLDN5.

Sebaliknya, f3-cCPE-mut1 berwarna hijau hampir datar di sekitar nol. Artinya, f3-cCPE-mut1 hampir tidak menunjukkan ikatan terhadap mCLDN5 dalam rentang konsentrasi yang diuji.

Karena f3-cCPE-mut1 menunjukkan ikatan yang lebih lemah atau hampir tidak ada, maka afinitasnya terhadap claudin5 lebih rendah dibandingkan f1-C5C2.

Jadi, pernyataan D benar.

3. Proses penuaan sel melibatkan berbagai regulasi genetik dan molekuler. Endogenous retroviral resurrection diduga mempengaruhi proses penuaan sel. Data di bawah memperlihatkan hasil penelitian yang dilakukan untuk menguji dugaan tersebut.
Keterangan: A Hasil pewarnaan imunofluoresens dari sel normal (WT) dan abnormal (HGPS dan WS) yang mengekspresikan retrovirus endogen manusia K (HERVK), B Hasil western blotting dari ketiga jenis sel pada (A), E Hasil pewarnaan imunofluoresens dari sel yang belum menua (EP) dan telah menua (LP), F Hasil western blotting dari kedua jenis sel pada (E). 

 Tentukan apakah pernyataan berikut Benar (B) atau Salah (S)! 
 A. Protein LAP2 kemungkinan memicu apoptosis. 
 B. Analisis ekspresi di atas dilakukan menggunakan hasil translasi dari satu gen housekeeping. 
 C. Jika HGPS dan WS merupakan sindrom, keduanya merupakan sindrom penyebab penuaan dini. 
 D. Penuaan sel memiliki distribusi HERKV-Env yang serupa dengan sel abnormal HGPS dan WS.

Pembahasan Pernyataan
A. Protein LAP2 kemungkinan memicu apoptosis.

Jawaban: Salah

Pada grafik western blot, kadar LAP2 justru terlihat menurun pada sel HGPS, WS, dan LP dibandingkan dengan sel normal atau EP.

Jika suatu protein diduga memicu apoptosis atau kematian sel, biasanya perlu ada data tambahan seperti:

  • aktivitas caspase,
  • fragmentasi DNA,
  • jumlah sel apoptosis,
  • ekspresi protein pro-apoptosis,
  • atau uji kematian sel.

Namun, pada gambar ini tidak ada data apoptosis. Data hanya menunjukkan perubahan ekspresi LAP2 pada kondisi penuaan atau sel abnormal.

Jadi, dari data ini tidak bisa disimpulkan bahwa LAP2 memicu apoptosis.

Kesimpulan: A = Salah

B. Analisis ekspresi di atas dilakukan menggunakan hasil translasi dari satu gen housekeeping.

Jawaban: Benar

Pada hasil western blot gambar B dan F, terdapat protein GAPDH.

GAPDH adalah contoh housekeeping gene, yaitu gen yang umumnya diekspresikan stabil di berbagai jenis sel. Hasil translasi dari gen GAPDH adalah protein GAPDH.

Dalam western blot, GAPDH digunakan sebagai kontrol internal atau pembanding untuk memastikan bahwa jumlah protein yang dimuat pada setiap sampel relatif seimbang.

Artinya, analisis kadar protein HERVK-Env, p16INK4a, dan LAP2 dibandingkan dengan protein housekeeping GAPDH.

Kesimpulan: B = Benar

C. Jika HGPS dan WS merupakan sindrom, keduanya merupakan sindrom penyebab penuaan dini.

Jawaban: Benar

Pada gambar, HGPS dan WS menunjukkan ciri yang mirip dengan kondisi penuaan sel, yaitu:

  • ekspresi HERVK-Env meningkat,
  • ekspresi p16INK4a meningkat,
  • ekspresi LAP2 menurun.

p16INK4a merupakan salah satu marker penuaan sel. Jika kadarnya meningkat, maka sel cenderung berada dalam kondisi senesen atau mengalami penuaan.

Karena HGPS dan WS menunjukkan pola yang mirip dengan sel tua, maka keduanya dapat dikaitkan dengan sindrom penuaan dini.

Kesimpulan: C = Benar

D. Penuaan sel memiliki distribusi HERVK-Env yang serupa dengan sel abnormal HGPS dan WS.

Jawaban: Benar

Pada gambar A, sel HGPS dan WS menunjukkan peningkatan sinyal HERVK-Env berwarna hijau.

Pada gambar E, sel fibroblas yang telah menua atau LP juga menunjukkan peningkatan sinyal HERVK-Env dibandingkan dengan sel EP yang belum menua.

Artinya, baik sel abnormal HGPS/WS maupun sel yang telah menua sama-sama menunjukkan peningkatan distribusi HERVK-Env.

Jadi, pola distribusi HERVK-Env pada sel menua memang serupa dengan sel abnormal HGPS dan WS.

Kesimpulan: D = Benar


Comments

Post a Comment

Silahkan berkomemtar sesuai dengan topik artikel yang di bahas. Tidak boleh memasang link.