Pengertian Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika adalah suatu teknik bioteknologi yang digunakan untuk mentransfer
gen dari suatu organisme ke organisme lain untuk mendapatkan produk baru dengan
cara membuat DNA Rekombinan.
Adapun teknik pembuatan DNA rekombinan adalah sebagai berikut:
§ Teknik mengisolasi DNA;
§ Teknik memotong DNA dengan
menggunakan enzim retriksi endonuklease;
§ Teknik menggabung/ menyambung
DNA dengan menggunakan enzim ligase;
§ Teknik memasukkan DNA kedalam
sel hidup (vektor)
§ Vektor berkembang dengan
sisipan DNA yang direkayasa.
Dua komponen utama yang terlibat di dalam rekayasa genetika, yaitu
plasmid dan enzim.
1) Plasmid
Plasmid adalah molekul DNA berantai rangkap dan berbentuk cincin.
Plasmid ditemukan didalam sel bakteri dan dapat berbiak secara bebas, lepas
dari kromosom induk. Dalam rekayasa genetika, plasmid berperan sebagai vektor
(kendaraan) yang digunakan untuk mentransfer dan memperbanyak gen asing.
Keuntungan penggunaan plasmid adalah dapat di pindahkan dari satu
sel ke sel yang lain, misalnya melalui cara transformasi. Ketika satu gen
“asing” (biasanya diekstrak dari satu kromosom sel eukariotik) telah disisipkan
ke dalam satu plasmid, ia akan bertindak seperti kendaraaan yang mengangkut gen
ke dalam sel bakteri. Plasmid yang membawa gen tersebut siap di absorpsi dan di
replikasikan oleh bakteri sehingga setiap anakan sel yang dihasilkan akan
mewarisi gen- gen baru. Selanjutnya, setiap bakteri didalam kultur gen- gen
akan menginstruksi, misalnya “hasilkan hormon insulin manusia”.
Adapun beberapa cara pemindahan DNA diantaranya adalah:
§ Konjugasi: pemindahan DNA dalam
sel bakteri melalui kontak fisik antar kedua sel.
§ Transformasi: pengambilan DNA
oleh bakteri dari lingkungan sekitarnya.
§ Transduksi: pemindahan DNA
daribsatu sel ke sel lainnya melaui perantara
2) Enzim
Dalam rekayasa genetika dikenal dua macam bahan kimia yang
berperan penting. Kedua macam bahan kimia tersebut adalah enzim pemutus (retriksi endonuklease) dan enzimperekat (ligase).
Enzim retriksi endonuklease merupakan enzim khusus dari bakteri yang berguna sebagai alat
pertahanan tubuh. Misalnya untuk melawan DNA asing yang menyusup masuk, seperti
yang berasal dari virus. Dalam dunia rekayasa genetika, enzim tersebut
bertindak sebagai gunting biologi yang berfungsi untuk memotong/ menggunting
rantai DNA pada tempat- tempat khusus. Enzim retriksi endonuklease memiliki dua
keutamaan. Pertama, memiliki fungsi kerja spesifik. Dalam hal ini enzim mampu
mengenal dan memotong urutan nukleotida tertentu pada DNA. Kedua, mampu
menghasilkan potongan- potongan runcingketika memotong rantai ganda DNA.
Fragmen- fragmen yang dihasilkannya adalah berupa ujung runcing (ujung lengket)
yang terdiri atas untaian tunggal. Setiap ujung dari fragmen memiliki bagian
yang menjorok dengan urutan basa yang dapat dikenali dan dipasangi oleh basa
yang terletak di ujung untaian lainnya. Misalnya, ujung untaian tunggal dengan
urutan basa AATT pada satu ujung dan TTAA pada ujung yang lain. Kedua fragmen
tersebut dapat disambungkan sehingga membentuk satu untaian nukleotida lagi.
Dalam hal ini, enzim ligase berfungsi untuk merekatkan dan mempersatukan fragmen- fragmen/
potongan- potongan DNA.
2.Teknik- teknik Rekayasa Genetika
a) Teknik Plasmid Rekayasa Genetika
Melalui teknk plasmid dalam rekayasa genetika, para ahli dibidang
bioteknologi dapat mengembangkan tanaman transgenik yang resisten terhadap hama
dan penyakit, adaptif kekeringan dan kondisi tanah yang tidak subur, hewan
transgenik dan lain- lain.
Gambar. Rekayasa genetika dengan plasmid bakteri
b) Teknik Hibridoma
Teknik hibridoma adalah penggabungan dua sel dari organisme yang
sama ataupun dari sel organisme yang berbeda sehingga menghasilkan sel tunggal
berupa sel hibrid (hibridoma) yang memiliki kombinasi sifat dari kedua sel
tersebut.
Contoh teknik hibridoma adalah pembuatan antibodi monoklonal.
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal
atau sel klon yang hanya mengenal satu jenis antigen.
Pembentukan antibodi monoklonal dilakukan dengan menggunakan
kelinci atau tikus. Langkah pertama adalah menginjeksikan antigen ke tubuh
kelinci atau tikus percobaan, kemudian limpanya dipisahkan. Selanjutnya
dilakukan peleburan sel- sel limpa dengan sel- sel mieloma (sel- sel kanker).
Sekitar 1% dari sel limpa adalah sel plasma yang menghasilkan antibodi.
Sedangkan 10% sel hibridoma akhir terdiri dari sel yang menghasilkan antibodi.
Setiap sel hibridoma hanya menghasilkan 1 antibodi.
Disini teknik seleksi dikembangkan untuk mengidentifikasi sel hibridoma, kemudian dilakukan pengembangan atau pengklonan
berikutnya. Klon yang diperoleh dari hibridoma berupa antibodi monoklonal.
Antibodi monoklonal dapat disimpan beku, kemudian dapat diinjeksikan ke dalam
tubuh hewan atau dibiakkan dalam suatu kultur untuk menghasilkan antibodi dalam
jumlah besar.
Gambar. Tehnik pembuatan antibodi monoklonal oleh Kohler dan
Milstein
Kegunaan antibodi monoklonal:
ü Para ilmuwan berharap dapat
menggunakan antibodi monoklonal dalam pemgobatan kanker.
ü Untuk mendeteksi kandungan
hormon korionik gonadotropin (HCG) dalam urine wanita hamil.
ü Untuk mengikat racun dan
menonaktifkannya, contohnya racun tetanus dan kelebihan obat digoxin dapat
dinonaktifkan oleh antibodi ini.
ü Mencegah penolakan jaringan terhadap
sel hasil transplantasi jaringan lain.
a) Teknik Terapi Genetik
Terapi gen diartikan sebagai upaya memperbaiki atau mengganti gen-
gen yang menyebabkan suatu penyakit. Terapi ini dilakukan dengan mengganti gen-
gen yang tidak dapat bekerja dengan salinan gen yang normal ke dalam sel. Pada pertengahan tahun 1990, terapi genetik untuk mengobati
penyakit menurun dan kanker kulit ganas.
Para ahli berusaha melawan gen- gen perusak dalam inti sel itu
dengan berbagai cara, upaya yang dirintis tersebut dikenal dengan terapi
genetik. Sayangnya penemuan itu tidak segera dapat diterapkan. Dalam rekayasa
genetika ada kode etik yang melarang keras percobaan ini pada manusia. Rekayasa
ini dikhawatirkan disalahgunakan untuk mengubah gen pembawa sifat manusia,
misalnya untuk membuat manusia super.
Namun para ahli tidak selamanya bersikap kaku sebab berbagai
penyakit fatal memang susah disembuhkan kecuali dengan terapi genetik. Maka
munculah pendapat tentang perlu adanya dispensasi. Dispensasi itu dikeluarkan
oleh Komite Rekayasa Genetik Nasional Institut of Healt (NIH) di Amerika Serikat yang mengizinkan penerapan terapi genetik
untuk dua jenis penyakit yaitu penyakit menurun yang sangat jarang seperti Adenosine Deaminase Deficiency(ADD) dan sejenis kanker kulit
yang ganas.
ADD adalah kelainan yang menyebabkan penderitanya tidak memiliki
daya tahan tubuh sama sekali. Kontak dengan kuman apapun akan menyebabkan
kematian. Rusaknya kekebalan pada ADD terjadi akibat sel- sel darah tidak mampu
memproduksi enzim Adenosine Deaminase (AD) yang diperlukan untuk membangun daya
tahan tubuh.
b) Teknik Kloning
Kloning berasal dari kata Yunani kuno, clone yang berarti ranting
atau cangkokan. Dalam bahasa Inggris, clone (klona) digunakan untuk
menyebut sekelompok makhluk hidup yang dilahirkan tanpa proses seksual. Istilah
clone (klona) pertama diusulkan oleh Herbert Webber pada tahun 1903. Kloning dapat dilakukan dengan transfer
gen, transfer embrio dan transfer inti. Organisme hasil kloning akan memiliki
salinan genetika yang sama persis dengan makhluk hidup yang lain.
1. Transfer Gen
Kloning ini dilakukan dengan menyisipkan potongan gen yang
dikehendaki dari suatu spesies lain sehingga spesies ke spesies lain sehingga
spesies yang di klon tadi akan memiliki sifat tambahan sesuai dengan gen yang
telah di sisipkan ke dalam sel tubuhnya.
2. Transfer Embrio
Transfer embrio ini dilakukan dengan jalan mengambil ovum kemudian
membuahinya dengan sperma, setelah terjadi zigot yang akan berkembang menjadi
embrio, embrio- embrio ini di transfer atau ditanam dalam rahim individu
betina sampai lahir menjadi individu dewasa.
3. Transfer Inti
Prinsip dari transfer inti yaitu dengan memasukkan inti sel
(nukleus) dari satu spesies ke dalam sel spesies lain yang sebelumnya inti
selnya telah dibuang atau dikosongkan.
Pada tahun 1952, Robert Brigs dan Thomas J. King (AS) mencoba teknik kloning
pada katak. Sepuluh tahun kemudian (1962), John B. Gurdon juga mencoba teknik kloning
pada katak, namun prcobaannya menghasilkan banyak katak yang abnormal atau
cacat. Gurdon kemudian menyempurnakan percobaannya sehingga menghasilkan banyak
katak yang tumbuh normal dan berkembang menjadi dewasa.
Pada tahun 1986, Steen Wikkadsen (Inggris) mengklona sapi dengan
tujuan komersial dengan metode transfer inti. Ia bekerja sama dengan Lembaga
Grenada Genetics.
Pada tahun 1996, Ian Wilmut mengklona domba. Ia menggunakan sel kelenjar susu domba finn dorset sebagai donor inti dan sel
telur domba blackface sebagai resipien. Sel telur domba blackface dihilangkan intinya dengan cara
mengisap nukleusnya keluar dari sel menggunakan pipet mikro. Kemudian, sel
kelenjar susu domba finn dorset difusikan dengan sel telur blackface yang tanpa nukleus. Hasil fusi ini kemudian berkembang menjadi
embrio dalam tabung percobaan dan kemudian dipindahkan ke rahim domba blackface. Kemudian embrio berkembang
dan lahir dengan ciri- ciri sama dengan finn
dorset. Domba hasil kloning ini diberi nama Dolly. Dolly disuntik mati pada
tanggal 14 februari 2003 karena menderita penyakit yang sulit disembuhkan.
Perlu diperhatikan bahwa Wilmut melakukan 277 percobaan kloning
dan dari sekian banyak percobaan, hanya 29 yang berhasil menjadi embrio domba
yang dapat ditransplantasikan ke rahim domba, dan hanya satu yang menjadi domba
normal. Dengan demikian, tingkat keberhasilan kloning domba masih sangat rendah
(Purves et al. 2004).
Gambar. Teknik cloning yang dilakukan untuk menghasilkan domba
Dolly.
Sumber :http://edu-bio.blogspot.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar