REKAYASA GENETIKA
1.
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.
DNA Rekombinan adalah DNA yang urutannya telah direkombinasikan agar memiliki sifat-
sifat atau fungsi yang kita inginkan sehingga organisme penerimanya
mengekspresikan sifat atau melakukan fungsi yang kita inginkan. Misalnya, kita
membuat DNA rekombinan yang memiliki fungsi membuat insulin. DNA ini kemudian
kita masukan ke dalam bakteri dengan harapan bakteri tersebut dapat
menghasilkan insulin. DNA rekombinan dilakukan melalui penyisipan gen dengan
plasmid sebagai vektornya/ “kendaraan pemindah”.
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 enzim perekat
(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, tingkatkeberhasilan kloning domba masih sangat rendah (Purves et
al. 2004).
Gambar. Teknik cloning yang
dilakukan untuk menghasilkan domba Dolly
Tidak ada komentar:
Posting Komentar