Proses Transgenik
Cara seleksi sel transforman
akan diuraikan lebih rinci pada penjelasan tentang plasmid (lihat Bab XI). Pada
dasarnya ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi setelah transformasi
dilakukan, yaitu (1) sel inang tidak dimasuki DNA apa pun atau berarti
transformasi gagal, (2) sel inang dimasuki vektor religasi atau berarti ligasi
gagal, dan (3) sel inang dimasuki vektor rekombinan dengan/tanpa fragmen
sisipan atau gen yang diinginkan. Untuk membedakan antara kemungkinan pertama
dan kedua dilihat perubahan sifat yang terjadi pada sel inang. Jika sel inang
memperlihatkan dua sifat marker vektor, maka dapat dipastikan bahwa kemungkinan
kedualah yang terjadi. Selanjutnya, untuk membedakan antara kemungkinan kedua
dan ketiga dilihat pula perubahan sifat yang terjadi pada sel inang. Jika sel
inang hanya memperlihatkan salah satu sifat di antara kedua marker vektor, maka
dapat dipastikan bahwa kemungkinan ketigalah yang terjadi.
Seleksi sel rekombinan yang
membawa fragmen yang diinginkan dilakukan dengan mencari fragmen tersebut
menggunakan fragmen pelacak (probe), yang pembuatannya dilakukan secara in
vitro menggunakan teknik reaksi polimerisasi berantai atau polymerase chain reaction
(PCR). Penjelasan lebih rinci tentang teknik PCR dapat dilihat pada Bab XII.
Pelacakan fragmen yang diinginkan antara lain dapat dilakukan melalui cara yang
dinamakan hibridisasi koloni (lihat Bab X). Koloni-koloni sel rekombinan
ditransfer ke membran nilon, dilisis agar isi selnya keluar, dibersihkan
protein dan remukan sel lainnya hingga tinggal tersisa DNAnya saja.
Selanjutnya, dilakukan fiksasi DNA dan perendaman di dalam larutan pelacak.
Posisi-posisi DNA yang terhibridisasi oleh fragmen pelacak dicocokkan dengan
posisi koloni pada kultur awal (master plate). Dengan demikian, kita bisa
menentukan koloni-koloni sel rekombinan yang membawa fragmen yang diinginkan.
Susunan materil genetic diubah
dengan jalan menyisipkan gen baru yang unggul ke dalam kromosomnya.Tanaman
transgenik memiliki kualitas lebih dibanding tanaman konvensional, kandungan
nutrisi lebih tinggi, tahan hama, tahan cuaca, umur pendek, dll; sehingga
penanaman komoditas tersebut dapat memenuhi kebutuhan pangan secara cepat dan
menghemat devisa akibat penghematan pemakaian pestisida atau bahan kimia lain
serta tanaman transgenik produksi lebih baik
Teknik rekayasa genetika sama
dengan pemuliaan tanaman; yaitu memperbaiki sifat-sifat tanaman dengan menambah
sifat-sifat ketahanan terhadap cekaman hama maupun lingkungan yang kurang
menguntungkan; sehingga tanaman transgenik memiliki kualitas lebih baik dari
tanaman konvensional, serta bukan hal baru karena sudah lama dilakukan tetapi
tidak disadari oleh masyarakat;
Contoh Tanaman yang telah Menggunakan Teknologi Rekayasa
a. Kedelai Transgenik
Kedelai merupakan produk Genetically
Modified Organism terbesar yaitu sekitar 33,3 juta ha atau sekitar 63%
dari total produk GMO yang ada. Dengan rekayasa genetika, dihasilkan
tanaman transgenik yang tahan terhadap hama, tahan terhadap herbisida dan
memiliki kualitas hasil yang tinggi. Saat ini secara global telah
dikomersialkan dua jenis kedelai transgenik yaitu kedelai toleran herbisida dan
kedelai dengan kandungan asam lemak tinggi
b. Jagung Transgenik
Di Amerika Serikat, komoditi jagung telah
mengalami rekayasa genetika melalui teknologi rDNA, yaitu dengan memanfaatkan
gen dari bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) untuk menghindarkan diri
dari serangan hama serangga yang disebut corn borer sehingga dapat
meningkatkan hasil panen. Gen Bacillus thuringiensis yang dipindahkan
mampu memproduksi senyawa pestisida yang membunuh larva corn borer tersebut
Berdasarkan kajian tim CARE-LPPM IPB
menunjukkan bahwa pengembangan usaha tani jagung transgenik secara nasional
memberikan keuntungan ekonomi sekitar Rp. 6,8 triliun. Keuntungan itu berasal
dari mulai peningkatan produksi jagung, penghematan usaha tani hingga
penghematan devisa negara dengan berkurangnya ketergantungan akan impor jagung
.
Dalam jangka pendek pengembangan jagung
transgenik akan meningkatkan produksi jagung nasional untuk pakan sebesar
145.170 ton dan konsumsi langsung 225.550 ton. Sementara dalam jangka panjang,
penurunan harga jagung akan merangsang kenaikan permintaan jagung baik oleh
industri pakan maupun konsumsi langsung. Bukan hanya itu, dengan meningkatkan
produksi jagung Indonesia juga menekan impor jagung yang kini jumlahnya masih
cukup besar. Pada tahun 2006, impor jagung masih mencapai 1,76 juta ton. Secara
tidak langsung, penggunaan tanaman transgenik juga meningkatkan kesejahteraan
masyarakat.
c. Kapas Transgenik
Kapas hasil rekayasa genetika
diperkenalkan tahun 1996 di Amerika Serikat. Kapas yang telah mengalami
rekayasa genetika dapat menurunkan jumlah penggunaan insektisida. Diantara gen
yang paling banyak digunakan adalah gen cry (gen toksin) dari
Bacillus thuringiensis, gen-gen dari bakteri untuk sifat toleransi
terhadap herbisida, gen yang menunda pemasakan buah. Bagi para petani,
keuntungan dengan menggunakan kapas transgenik adalah menekan penggunaan
pestisida atau membersihkan gulma tanaman dengan herbisida secara efektif tanpa
mematikan tanaman kapas. Serangga merupakan kendala utama pada produksi tanaman
kapas. Di samping dapat menurunkan produksi, serangan serangga hama dapat
menurunkan kualitas kapas.Saat ini lebih dari 50 persen areal pertanaman kapas
di Amerika merupakan kapas transgenik dan beberapa tahun ke depan seluruhnya
sudah merupakan tanaman kapas transgenik. Demikian juga dengan Cina dan India
yang merupakan produsen kapas terbesar di dunia setelah Amerika Serikat juga
secara intensif telah mengembangkan kapas transgenik.
d. Tomat Transgenik
Pada pertanian konvensional, tomat harus
dipanen ketika masih hijau tapi belum matang. Hal ini disebabkan akrena tomat
cepat lunak setelah matang. Dengan demikian, tomat memiliki umur simpan yang
pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Tomat pada umumnya mengalami hal
tersebut karena memiliki gen yang menyebabkan buah tomat mudah lembek. Hal ini
disebabkan oleh enzim poligalakturonase yang berfungsi mempercepat degradasi
pektin.
Tomat transgenik memiliki suatu gen khusus
yang disebut antisenescens yang memperlambat proses pematangan
(ripening) dengan cara memperlambat sintesa enzim poligalakturonase sehungga
menunda pelunakan tomat. Dengan mengurangi produksi enzim poligalakturonase
akan dapat diperbaiki sifat-sifat pemrosesan tomat. Varietas baru tersebut
dibiarkan matang di bagian batang tanamannya untuk waktu yang lebih lama
sebelum dipanen. Bila dibandingkan dengan generasi tomat sebelumnya, tomat
jenis baru telah mengalami perubahan genetika, tahan terhadap penanganan dan
ditransportasi lebih baik, dan kemungkinan pecah atau rusak selama pemrosesan
lebih sedikit.
e. Kentang Transgenik
Mulai pada tanggal 15 Mei 1995, pemerintah
Amerika nebyetujui untuk mengomersialkan kentang hasil rekayasas genetika yang
disebut Monsanto sebagai perusahaan penunjang dengan sebutan kentang “New
Leaf”. Jenis kentang hybrid tersebut mengandung materi genetic yang
memnungkinkan kentang mampu melindungi dirinya terhadap serangan Colorado
potato beetle. Dengan demikian tanaman tersebut dapat menghindarkan diri
dari penggunaan pestisida kimia yang digunakan pada kentang tersebut. Selain
resisten terhadap serangan hama, kentang transgenik ini juga memiliki komposisi
zat gizi yang lebih baik bila dibandingkan dengan kentang pada umumnya. Hama beetle
Colorado merupakan suatu jenis serangga yang paling destruktif untuk
komoditi kentang di Amerika dan mampu menghancurkan sampai 85% produksi tahunan
kentang bila tidak ditanggulangi dengan baik.
Daya perlindungan kentang transgenik tersebut
berasal dari bakteri Bacillus thuringiensis sehingga kentang
transgenik ini disebut juga dengan kentang Bt. Sehingga diharapkan melalui
kentang transgenik ini akan membantu suplai kentang yang berkesinambungan,
sehat dan dalam jangkauan daya beli masyarakat.
Rekayasa reproduksi adalah
suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan makhluk hidup dengan cara rekayasa
tahapan-tahapan proses reproduksi yang berlangung secara alami.
Rekayasa reproduksi tidak
hanya dilakukan pada tumbuhan dan hewan, tetapi manusia juga bisa dijadikan
objek dalam teknologi. Ada beberapa teknik rekayasa reproduksi yang kita kenal,
antara lain dengan cara kultur jaringan, kloning, hibridisasi, inseminasi
buatan, dan bayi tabung.
1. Kultur jaringan
Pelaksanaan
teknik kultur jaringan bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman. Tanaman
yang dikultur biasanya adalah bibit unggul. Dengan teknik ini, kita bisa
mendapatkan keturunan bibit unggul dalam jumlah yang banyak dan memiliki sifat
yang sama dengan induknya. Kultur jaringan sebenarnya memanfaatkan sifat
totipotensi yang dimiliki oleh sel tumbuhan.
Totipotensi
yaitu kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna. Teori
totipotensi ini dikemukakan oleh G. Heberlandt tahun 1898. Dia adalah seorang
ahli fisiologi yang berasal dari Jerman. Pada tahun 1969, F.C. Steward menguji
ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil
satu sel empulur wartel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi satu individu
wortel. Pada tahun 1954, kultur jaringan dipopulerkan oleh Muer, Hildebrandt,
dan Riker
Kultur
jaringan memerlukan pengetahuan dasar tentang kimia dan biologi. Pada teknik
ini kamu hanya membutuhkan bagian tubuh dari tanaman. Misalnya batang hanya
seluas beberapa millimeter persegi saja. Jaringan yang kamu ambil untuk
dikultur disebut eksplan. Biasanya, yang dijadikan eksplan adalah jaringan muda
yang masih mampu membelah diri. Misalnya ujung batang, ujung daun, dan ujung
akar.
Kultur
jaringan dapat dilakukan secara sederhana, yaitu:
a.
Mensterilkan
eksplan. Caranya adalah direndam dalam alkohol 70% atau kalsium hipoklorit 5%
selama beberapa menit.
b.
Gunakan
botol atau tabung yang sudah disterilkan, isi dengan media. Masukkan potongan
jaringan yang sudah disterilkan di atas media dalam botol. Media yang digunakan
terdiri atas:
·
Unsur-unsur
atau garam mineral: Unsur makro: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg. Unsur mikro: Zn,
Mn, Mo, So.
·
Asam
amino, vitamin, gula, hormon, dengan perbandingan tertentu.
·
Media
cair; bahan-bahan di atas dicampur akuades.
·
Media
padat; bahan-bahan di atas campur dengan agar-agar.
Media cair dan padat tersebut
kemudian disterilkan dengan menggunakan mesin khusus yang disebut dengan
autoklaf.
c.
Simpan
di tempat yang aman pada suhu kamar, tunggu untuk beberapa lama maka akan tumbuh
kalus (gumpalan sel baru). Bisa juga selama pemeliharaan dilakukan pengocokan
dengan mesin pengocok yang bergoyang 70 kali permenit. Pengocokan dilakukan
selama 1,5 - 2 bulan.Tujuan dari pengocokan adalah untuk merangsang sel-sel
eksplan supaya giat bekerja dan memperlancar proses persiapan zat dan
penyebaran makanan merata, serta menjamin pertukaran udara lebih cepat.
d.
Kalus
yang tumbuh bisa dipotong-potong untuk dipisahkan dan di tanam pada media lain.
e.
Kalus
tersebut akan tumbuh menjadi tanaman muda (plantlet), kemudian
pindahkan ke pot. Jika tanaman tersebut sudah kuat, maka bisa dipindahkan ke
media tanah atau lahan pertanian.
Kultur jaringan dapat disimpan dalam suhu rendah sebagai stok atau cadangan. Jika sewaktu-waktu diperlukan, maka jaringan ini dapat diambil dan ditanam. Contoh tanaman yang bisa menjadi objek kultur adalah pisang, mangga, tebu, dan anggrek.
Keuntungan dari kultur
jaringan adalah:
- Dalam waktu singkat dapat menghasilkan bibit yang diperlukan dalam jumlah banyak.
- Sifat tanaman yang dikultur sesuai dengan sifat tanaman induk.
- Tanaman yang dihasilkan lebih cepat berproduksi.
- Tidak membutuhkan area tanam yang luas.
- Tidak perlu menunggu tanaman dewasa, kita sudah dapat membiakkannya.
2. Kloning
Kloning
adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu
atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik. Kloning
ditemukan pada tahun 1997 oleh Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan
menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi seekor domba
tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil rekayasa ilmuan Skotlandia
tersebut diberi nama Dolly.
Cara
kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut adalah sebagai berikut:
- Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina, dan mengambil kelenjar mamae dari domba betina lain.
- Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.
- Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki nukleus lagi.
- Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel telur).
- Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam uterus domba, kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.
Jadi, domba
hasil kloning merupakan domba hasil perkembangbiakan secara vegetatif karena
sel telur tidak dibuahi oleh sperma.
Kloning
juga bisa dilakukan pada seekor katak. Nukleus yang berasal dari sebuah sel di
dalam usus seekor kecebong ditransplantasikan ke dalam sel telur dari katak
jenis lain yang nukleusnya telah dikeluarkan. Kemudian, telur ini akan
berkembang menjadi zigot buatan dan akan berkembang lagi menjadi seekor katak
dewasa.
Kloning
akan berhasil apabila nukleus ditransplantasikan ke dalam sel yang akan
menghasilkan embrio (sel telur) termasuk sel germa. Sel germa adalah sel yang
menumbuhkan telur dari sperma.
3. Makhluk hidup transgenic
Makhluk
hidup transgenik sering disebut sebagai GMOs (Genetically Modified Organisms)
yang merupakan hasil rekayasa genetika. Teknik ini mengubah faktor keturunan
untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini dikenal dengan rekayasa genetika atau
teknologi plasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan jalan menyisipkan gen lain
ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang memiliki sifat tertentu
sesuai dengan keinginan si pembuat.
Teknologi
ini dapat dipelajari dari beberapa aplikasi yang telah dikembangkan oleh
manusia, antara lain sebagai berikut:
ü
Produksi
insulin : Caranya adalah dengan menyambungkan gen pengontrol pembuatan insulin
manusia ke dalam DNA bakteri. Kemudian dari hasil penyambungan tersebut akan
terbentuk bakteri baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Bakteri
ini dipelihara di laboratorium untuk menghasilkan insulin. Insulin yang
dihasilkan bisa untuk mengobati penyakit kencing manis.
ü
Menciptakan
bibit unggul
Rekayasa genetika untuk
memperbaiki tumbuhan supaya menjadi lebih baik, yaitu:
·
Pencakokan
gen pembentuk pestisida pada tumbuhan sehingga mampu menghasilkan peptisida
mematikan hama.
·
Rekayasa
tumbuhan yang mampu melakukan fiksasi nitrogen. Teknologi ini mampu membuat
tanaman yang bisa memupuk dirinya sendiri.
·
Rekayasa
genetika yang mampu menciptakan tanaman yang mampu memproduksi zat anti
koagulan.
4. Hibridisasi
Hibridisasi
adalah persilangan antara varietas dalam spesies yang sama yang memiliki sifat
unggul. Hasil dari hibridisasi adalah hibrid yang memiliki sifat perpaduan dari
kedua induknya. Teknik ini dapat dilakukan pada tumbuhan dan hewan. Contoh
hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan
anggrek.
5. Inseminasi buatan
Inseminasi
buatan adalah pembuahan atau fertilisasi yang terjadi pada sel telur dengan
sperma yang disuntikkan pada kelamin betina. Jadi, fertilisasi ini tidak
membutuhkan hewan jantan, tetapi hanya membutuhkan spermanya saja.
Inseminasi
buatan dilakukan karena bibit pejantan unggul yang hendak dikawinkan dengan
bibit betina lokal tidak memiliki waktu masa subur yang bersamaan. Bibit
pejantan unggul dikawinkan dengan bibit betina lokal supaya dapat menghasilkan
keturunan yang lebih baik.
Teknologi
ini menggunakan metode penyimpanan sperma pada suhu rendah (-80° sampai -20°).
Jadi, untuk mendapatkan bibit pejantan unggul untuk mengawini bibit betina
lokal tidak perlu dengan membawa individunya tetapi cukup dengan membawa
spermanya. Hal ini juga memudahkan proses pengiriman dari suatu negara ke
negara lain.
6. Bayi tabung
Bayi
tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang berlangsung di dalam
tabung. Teknologi ini sebenarnya kelanjutan dari teknologi inseminasi buatan,
hanya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar sedangkan inseminasi
terjadi di dalam tubuh. Kedua-duanya sama-sama merupakan perkembangbiakan
generatif.
Kita
biasanya sering mendengar istilah bayi tabung bagi pasangan yang kesulitan
untuk mendapatkan keturunan. Hal ini merupakan jalan pintas bagi mereka untuk
segera mendapatkan keturunan.
Proses
pembuatan bayi tabung adalah sebagai berikut:
- Sel telur yang mengalami ovulasi pada induk atau wanita diambil dengan suatu alat dan disimpan di dalam tabung yang berisi medium seperti kondisi yang ada pada rahim wanita hamil.
- Sel telur dipertemukan dengan sperma di bawah mikroskop dan diamati sehingga terjadi fertilisasi.
- Sel telur yang sudah dibuahi tersebut dikembalikan ke dalam tabung.
- Jika sel telur yang sudah dibuahi, disebut zigot, berkembang dengan baik dan menjadi embrio, maka embrio tersebut akan disuntikkan kembali ke dalam rahim induknya semula.
Dampak Rekayasa Reproduksi
Rekayasa
teknologi tidak semuanya berdampak positif bagi kehidupan manusia maupun bagi
makhluk hidup lain dan lingkungan. Teknologi yang diciptakan dengan tujuan
untuk memakmurkan umat manusia bisa saja menghancurkan manusia itu sendiri jika
tidak diikuti dengan keimanan dan ketaqwaan.
Dampak positif rekayasa reproduksi sebagai berikut:
- Menciptakan bibit unggul.
- Meningkatkan gizi masyarakat.
- Melestarikan plasma nutfah.
- Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi sesuai dengan keinginan manusia.
- Membantu pasangan yang kesulitan mendapatkan anak dengan jalan pintas yaitu bayi tabung.
Dampak negatif rekayasa reproduksi
sebagai berikut:
- Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis yang sama akan mudah terkena penyakit.
http://www.smallcrab.com/others/627-mengenal-rekayasa-reproduksi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar