Jelaskan Kegunaan sebagai organisme model dari Dictyostelium discoideum

Karena banyak dari gen-gennya homolog terhadap gen-gen manusia, tetapi daur hidupnya sederhana, D. discoideum sering digunakan sebagai organisme model. D. discoideum dapat diamati pada tingkat organisme, seluler, dan molekuler dikarenakan jumlah jenis sel dan perilaku yang terbatas, dan pertumbuhannya yang cepat. D. discoideum digunakan untuk mempelajari diferensiasi sel, kemotaksis, dan kematian sel terprogram, yang semuanya merupakan proses seluler normal. D. discoideum juga digunakan untuk mempelajari aspek lain dari perkembangan, termasuk pengurutan sel, pembentukan pola, fagositosis, motilitas, dan transduksi sinyal. Proses-proses dan aspek-aspek perkembangan ini tidak ada atau terlalu sulit untuk dlihat di organisme model lain. D. discoideum berkerabat dengan metazoa yang lebih tinggi. D. discoideum memiliki gen dan jalur yang mirip, menjadikannya kandidat yang bagus untuk gene knockout.

Proses diferensiasi sel terjadi ketika sel menjadi lebih terspesialisasi untuk berkembang menjadi organisme multiseluler. Perubahan ukuran, bentuk, aktivitas metabolisme, dan daya respon dapat terjadi sebagai akibat dari penyesuaian ekspresi gen. Keragaman dan diferensiasi sel pada spesies D. discoideum melibatkan keputusan yang dibuat dari interaksi sel-sel dalam jalur ke sel tangkai atau sel spora. Sel akan terspesialisasi bergantung pada lingkungan dan pembentukan pola. Oleh karena itu, organisme ini merupakan model yang sangat baik untuk mempelajari diferensiasi sel.

Kemotaksis didefinisikan sebagai perjalanan suatu organisme menuju atau menjauh dari stimulus kimiawi sepanjang gradien konsentrasi kimia. Organisme tertentu menunjukkan kemotaksis saat mereka bergerak menuju suplai nutrisi. Pada D. discoideum, amuba mengeluarkan sinyal, cAMP, keluar dari sel, menarik amuba lain untuk bermigrasi menuju sumbernya. Setiap amuba bergerak menuju amuba pusat, yang mengeluarkan sekresi cAMP dalam jumlah terbesar. Sekresi cAMP kemudian dipaparkan oleh semua amuba dan merupakan sinyal bagi mereka untuk memulai agregasi. Emisi kimiawi dan pergerakan amuba ini terjadi setiap enam menit. Amuba bergerak menuju gradien konsentrasi selama 60 detik dan berhenti sampai sekresi berikutnya keluar. Perilaku sel individu ini cenderung menyebabkan osilasi dalam sekelompok sel, dan gelombang kimia dengan konsentrasi cAMP yang bervariasi menyebar melalui kelompok dalam bentuk spiral.

Penggunaan cAMP sebagai agen kemotaktik tidak ditetapkan pada organisme lain. Dalam perkembangan biologi, ini adalah salah satu contoh kemotaksis yang penting diketahui untuk memahami peradangan manusia, artritis, asma, perdagangan limfosit, dan pedoman akson. Fagositosis digunakan dalam pengawasan kekebalan dan presentasi antigen, sedangkan penentuan tipe sel, pemilahan sel, dan pembentukan pola adalah ciri dasar embriogenesis yang dapat dipelajari dengan organisme ini.

Apoptosis (kematian sel terprogram) adalah bagian normal dari perkembangan spesies. Apoptosis diperlukan untuk pembentukan organ kompleks. Sekitar 20% sel dalam D. discoideum secara altruistik mengorbankan diri dalam pembentukan tubuh buah yang matang. Selama tahap pseudoplasmodium (slug atau grex) dari siklus hidupnya, organisme telah membentuk tiga jenis sel utama: pratalk, prespore, dan sel mirip anterior. Selama kulminasi, sel-sel prestalk mengeluarkan lapisan selulosa dan meluas sebagai tabung melalui grex. Saat mereka berdiferensiasi, mereka membentuk vakuola dan memperbesar, mengangkat sel-sel prespori. Sel tangkai mengalami apoptosis dan mati saat sel prespori terangkat tinggi di atas substrat. Sel-sel prespori kemudian menjadi sel spora, masing-masing menjadi myxamoeba baru pada saat penyebaran.  Sehingga organisme ini  adalah contoh bagaimana apoptosis digunakan dalam pembentukan organ reproduksi, tubuh buah yang matang.