Perkenalan Diri

 Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun-temurun.

Rekayasa Genetika

Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.

Ilmu terapan ini dapat dianggap sebagai cabang biologi maupun sebagai ilmu-ilmu rekayasa (keteknikan). Dapat dianggap, awal mulanya adalah dari usaha-usaha yang dilakukan untuk menyingkap material yang diwariskan dari satu generasi ke generasi yang lain. Ketika orang mengetahui bahwa kromosom adalah material yang membawa bahan terwariskan itu (disebut gen) maka itulah awal mula ilmu ini. Tentu saja, penemuan struktur DNA menjadi titik yang paling pokok karena dari sinilah orang kemudian dapat menentukan bagaimana sifat dapat diubah dengan mengubah komposisi DNA, yang adalah suatu polimer bervariasi.

Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) DNA (diawali dari penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling). Sejalan dengan penemuan-penemuan penting itu, perkembangan di bidang biostatistika, bioinformatika dan robotika/automasi memainkan peranan penting dalam kemajuan dan efisiensi kerja bidang ini.

Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA. Rekayasa genetika merupakan salah satu penerapan dari bioteknologi yang paling banyak dimanfaatkan manusia.

1. Transplantasi inti

Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula.

Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.

2. Fusi sel

Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:

·         sel sumber gen (sumber sifat ideal)

·         sel wadah (sel yang mampu membelah cepat)

·         fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel)

3. Teknologi plasmid

Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antara lain:

·         merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu;

·         dapat beraplikasi diri;

·         dapat berpindah ke sel bakteri lain;

·         sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.

Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.

4. Rekombinasi DNA

Rekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menyambungkan gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA disebut juga rekombinasi gen. Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena alasan-alasan sebagai berikut.

·         Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama.

·         DNA dapat disambungkan

Kata Kunci :

Rekayasa genetika,bakteri yang dimanfaatkan manusia dalam rekayasa genetika,rekayasa genetik,proses rekayasa genetika,proses-proses rekayasa genetika,Rekayasa DNA,peran mikroba dalam rekayasa genetika,rekayasa genetika adalah,rekayasa genetika biologi,rekayasa genetika dalam hal fusi protoplasma

VERSI 2

REKOMBINASI REKAYASA

}  Rekombinasi rekayasa/rekayasa genetika = proses pengubahan gen dengan tujuan mendapatkan organisme baru yang memiliki sifat sesuai yang dikehendaki.

}  Contoh rekayasa genetika:

     1. rekombinasi DNA

     2. fusi sel

     3. transfer inti.  

1.    Rekombinasi DNA

Setiap jenis makhluk hidup memiliki DNA yang sama

 DNA dari satu spesies dapat disambungkan dengan DNA dari spesies yang lain, dengan tujuan agar mendapatkan sifat yang baru.

Proses penyambungan ini dikenal dengan nama rekombinasi DNA

Contoh rekombinasi DNA

   a. pembuatan insulin

   b. pembuatan vaksin

a. Pembuatan Insulin

}  DNA sel manusia dipotong dengan enzim pemotong.

}  Diambil gen penghasil insulin dari DNA yang dipotong tersebut.

}  Gen disambungkan pada plasmid bakteri Escherichia coli.

}  Hasil sambungan dimasukkan ke dalam sel bakteri Escherichia coli.

}  Spesies ini dipelihara di tempat khusus dan dikembangbiakkan.

}  Sehingga mampu memproduksi insulin manusia

Plasmid

}  Plasmid merupakan DNA sirkuler bakteri

}  Pada Kloning plasmid berperan sebagai vektor (pembawa gen)

ENZIM NUKLEASE

Enzim yang berperan memotong DNA pada urutan tertentu

Gambar Plasmid

  

Contoh enzim nuklease beserta Urutan pengenalannya

Gambar pembuatan insulin

b. Pembuatan vaksin hepatitis

}  Gen yang digunakkan sel ragi Saccharomyces yang menghasilkan protein virus (tidak berbahaya).

}  Jika protein disuntikkan ke tubuh akan menghasilkan antibodi.

Cara pembuatannya sama dengan insulin hanya menggunakan sel ragi.

Gambar pembuatan vaksin

2.    Fusi Sel / Teknologi Hibridoma

 Fusi sel/teknologi hibridoma = peleburan/fusi dua sel yang berbeda menjadi kesatuan tunggal yang mengandung gen-gen dari kedua sel asli. Sel yang dihasilkan dari fusi ini dinamakan hibridoma (hibrid = sel asli yang dicampur, oma = kanker). Hibridoma ini sering digunakan untuk memperoleh   antibodi dalam pemeriksaan kesehatan dan pengobatan.

Apabila sel-sel sekali melebur menjadi satu, maka sel-sel ini akan menghasilkan protein yang sangat baik.

  Misalnya, antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendiagnosis penyakit, tes kehamilan, dan mengobati kanker.

  Contoh fusi sel =

  a. Fusi sel manusia dengan tikus

  b. Fusi sel tomat dan sel kentang

a. Fusi sel manusia dengan tikus

·         Sel limfosit manusia mampu menghasilkan antibodi, tetapi jika dikultur dan dipelihara proses pembelahannya sangat lambat.

·         Sel manusia tersebut difusikan dengan sel kanker tikus dengan tujuan dapat membelah dengan cepat karena sel tikus mengandung mieloma yang mempunyai kemampuan untuk membelah dengan cepat.

·          Hibridoma yang terbentuk akan mendapatkan antibodi (sifat sel manusia) dan mampu untuk membelah dengan cepat (sifat sel kanker tikus).

b. Fusi sel tomat dengan kentang

}  Fusi sel tumbuhan sering disebut dengan fusi protoplasma.

}   karena dalam fusi sel antar tumbuhan ini dinding sel tumbuhan yang tersusun atas selulosa harus dihancurkan oleh enzim terlebih dahulu.

}   maka tinggallah protoplasma untuk difusikan. Misalnya, tanaman tomato, yaitu tanaman baru yang berbuah tomat dan berumbi kentang.

1.    3.      Transfer Inti (Kloning)

Transfer inti = proses pemindahan inti sel tubuh ke dalam sel telur tanpa inti, sehingga sel telur tersebut akan membelah diri dan menjadi embrio. Transfer inti disebit juga kloning inti.

 Contoh kloning = domba ‘Dolly’.

 - Inti sel tubuh yang diambil dari jaringan kelenjar susu   domba   bermuka putih

  – Sedangkan ovumnya diambilkan dari domba betina yang bermuka hitam yang intinya telah dirusak sehingga menjadi ovum tak berinti.

   – Selanjutnya, inti sel tubuh domba muka putih dimasukkan ke   dalam ovum domba muka hitam dan dipelihara sampai mencapai tahap blastula,

   – kemudian dimasukkan ke dalam uterus domba bermuka hitam, dan hasilnya lahirlah domba Dolly.

Gambar kloning dombaDolly

Transgenik

}  Transgenik = tanaman yang telah direkayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan gen atau DNA binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu.

}   Organisme transgenik adalah organisme yang mendapatkan pindahan gen dari organisme lain.

}   Gen yang ditransfer dapat berasal dari jenis (spesies) lain seperti bakteri, virus, hewan, atau tanaman lain.

}  Contoh tanaman transgenik = kacang kedelai, jagung, kentang, dan kapas.

DAMPAK BIOTEKNOLOGI MODERN

Damak Positif :

·          rekayasa genetika menghasilkan produk yang tidak terbatas.

·          Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif.

·          Bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan intrferon.

·         Bidang pertanian  dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian melalui kultur jaringan, fiksasi nitrogen pengendalian hama tanaman, dan pemberian hormon tumbuhan

·         Menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas).

·         Bidang industri dapat menghasilkan makanan dan minuman, antara lain pembuatan roti, nata de coco, brem, mentega, yoghurt, tempe, kecap, bir dan anggur.

·         Dampak Negatif

    – kerugian keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya aliran gen ketanaman sekarabat atau kerabat dekat.

    – Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan produk gen asaing, seperti, gen cry dari bacillus thuringiensis maupun bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan ) gen asing ke genom inang dapat menimbulkan interaksi anatar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi.

    – persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi yang dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju.

    – Kesenjangan teknologi yang sangat jauh tersebut disebabkan karena bioteknologi modern sangat mahal sehingga sulit dikembangkan oleh negara berkembang.

    – Ketidakadilan, misalnya, sangat terasa dalam produk pertanian transgenik yang sangat merugikan bagi agraris berkembang. Hak paten yang dimiliki produsen organisme transgenik juga semakin menambah dominasi negara maju.