[10-c] BAB X.MATERI GENETIK [Lanjutan]

  • 4.Genetika Maret 2013
  • BAB X. MATERI GENETIK
  • 10.11. Bioteknologi
  • g10-50
  • Bioteknologi adalah pemanfaatan prinsip-prinsip dan rekayasa terhadap organisme, sistem, atau proses biologis untuk menghasilkan atau meningkatkan potensi organisme maupun mengahsilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia. Ilmu – ilmu yang digunakan dalam bioteknologi adalah mikrobiologi, biologi sel, genetika dan biokimia.
  • Mikrobiologi merupakan cabang biologi yang mempelajari mikroba atau jasad renik. Mikroba berupa bakteri, misalnya bakteri dapat digolongkan sebagai psikrofil (suhu 0oC – 30oC), mesofil (suhu 25oC – 40oC), dan termofil (suhu 50oC atau lebih). Contohnya untuk pembuatan yoghurt dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus, pada suhu 40oC selama 2,5 jam sampai 3,5 jam.
  • Biologi sel merupakan cabang biologi yang mempelajari sel. Pengetahuan mengenai sifat protoplasma suatu sel yang dapat berfusi atau bergabung dengan protoplasma sel lain pada spesies yang sama, bermanfaat bagi aplikasi fusi sel di bidang pemuliaan tanaman. Contoh tanamannya, tanaman kedelai dengan jagung serta tanaman kedelai dengan kacang kapri. Bisa juga sebagai pengetahuan mengenai sifat totipotensi untuk kultur jaringan, kamampuan sel – sel tanaman muda dan hidup untuk berdiferensiasi menjadi berbagai organ tanaman yang baru.
  • Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari warisan sifat – sifat genetik makhluk hidup dari satu generasi ke generasi berikutnya. DNA akan membantu percepatan kemajuan bioteknologi. Penemuan tanaman tomat yang tidak mudah rusak atau busuk, insulin manusia yang sintesis dari bakteri Escherichia coli.
  • g10-51
  • Biokimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari makhluk hidup dari aspek kimia. Biokimia menggap semua yang terjadi pada kehidupan adalah kimia.
  • PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI
  • g10-52Louis Pasteur dianggap sebagai bapak bioteknologi. Karena bukti penelitian adanya mikroorganisme yang melakukan fermentasi yang didapat dari hasil penelitiannya.
  • Berbagai teknik yang mendorong perkembangan bioteknologi
  • Manipulasi DNA rekombinan
  • Penggabungan protoplasma
  • Pembuatan antibodi monoklonal
  • Modifikasi struktur protein
  • Imobilisasi enzim dan sel katalis
  • Penginderaan dengan bantuan biologi molekul
  • Menghubungkan komputer dengan reaktor
  • Rancang bangun reaktor biokatalis baru
  • A. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL (TRADISIONAL)
  • Bioteknologi tradisional adalah bioteknologi yang memanfaatkan mikroba, proses biokimia, dan proses genetik ternak dan tanaman panen, pembuatan alkohol, minuman keras dan minuman anggur telah dikenal di masyarakat tradisional.
  • g10-53
    1. Pangan
      1. Tempe – jamur Rhizopus
      2. Oncom – jamur Neurospora ditophila
      3. Tapai ketan – Saccharomyces cereviceae
      4. Kecap – jamur aspergillus
    2. Pertanian
      1. Hidroponik – cara bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai tempat menanam tanaman
      2. Suatu tanaman jenis mustard alami yang diseleksi oleh manusia menghasilkan tanaman brokoli, kubis, kembang kol, dan lain – lain.
    3. Peternakan
      1. Domba ankon – domba berkaki pendek dan bengkok, hasil mutasi alami.
      2. Sapi Jersey – diseleksi oleh manusia agar menghasilkan susu dengan kandugan krim lebih banyak
    4. Kesehatan Dan Pengobatan
      1. Antibiotik – digunakan untuk pengobatan, diidolasi dari bakteri dan jamur
      2. Vaksin – mikroorganisme atau bagian mikroorganisme yang toksinnya telah dimatikan, bermanfaat untuk meningkatkan imunitas
  • B. BIOTEKNOLOGI MODERN
  • Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang berdasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia.
    1. Pangan
      1. Buah tomat – hasil amipulasi genetik sehingga tahan lama, tidak cepat matang dan membusuk
      2. Kentang – mengalami mutasi genetik sehingga kadarpati kentang meningkat 20% dari kentan biasa
    2. Pertanian
      1. Tanaman kedelai Tengger dan kedelai hijau Camar – berumur pendek dengan produktivitas tinggi, diperoleh dari radiasi seleksi biji – biji kedelai
      2. Tanaman jagung dan kapas – resisten terhadap serangan penyakit gen tertentu setelah gennya di manipulasi
    3. Peternakan
      1. Pembelahan embrio secara fisik – menghasilkan kembar identik pada domba, sapi, babi, kuda
      2. Ternak unggul – hasil manipulasi genetik, contoh unggul pada daging dan susunya
    4. Kesehatan Dan Pengobatan
      1. Hormon pertumbuhan somatotropin yang dihasilkan oleh Escherichia coli
      2. Manipulasi produksi vaksi – menggunakan E. Coli agar lebih efisien
  • BIOTEKNOLOGI DENGAN MENGGUNAKAN MIKROORGANISME
  • Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri, khamir, dan kapang, dengan alasan:
    1. Pertumbuhannya cepat
    2. Sel – selnya memiliki kandungan protein yang tinggi
    3. Dapat menggunakan produk – produk sisa sebagai substratnya
    4. Menghasilkan produk yang tidak toksik
    5. Sebagai organisme hidup
  • Bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme, penemuan dan penyelesaian masalah pangan, obat – obatan, pembasmian hama tanaman, pencemaran, dan pemisahan logam dari bijih logam.
    1. Mikroorganisme Pengubah Dan Penghasil Makanan Atau Minuman
      1. Mikroorganisme dapat mengubah nilai gizi makanan atau minuman dalam proses fermentasi, perubahan enzimatik secara anaerob dari senyawa organik yang lebih sederhana. Mikroorganisme pada fermentasi menyebabkan perubahan senyawa-senyawa kompleks pada makanan atau minuman menjadi senyawa yang lebih sederhana dan peningkatan cita rasa dan aroma makanan atau minuman.
      2. Mikroorganisme dapat dijadikan langsung sebagai sumber makanan, karena:
        • Massa mikroorganisme dapat tumbuh menjadi dua kali lipat dalam waktu satu jam, sedangkan massa tumbuhan atau hewan memerlukan waktu berminggu – minggu
        • Massa mikroba minimal mengandung 40% protein serta memiliki kandungan vitamin dan mineral tinggi
    2. Mikroorganisme Penghasil Obat
      1. Antibiotik
        • Antibiotik = senyawa yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme untuk meng-hambat pertumbuhan mikroorganisme lain.
        • Penisilin : diproduksi secara komersial dicampurkan dengan berbagai senyawa, namun komponen utama berupa penisilin
        • Sefalosporin: dihasilkan oleh jamur Cephalosporium yg ditemukan Th 1948
        • Tetrasiklin : dihasilkan oleh bakteri Streptomycin aureofaciens
        • Eritromisin : memiliki kisaran yang sama dengan penisilin.
        • Toksisitas selektif pada antiobiotik dapat membunuh atau menghambat partum-buhan bakteri, namun tidak menyebabkan kerusakan pada sel-sel inang atau sel-sel tubuh manusia.
      2. Vaksin
        • Vaksin = mikroorganisme atau bagian mikroorganisme yang telah dilemahkan.
          • Mikroorganisme yang telah mati : digunakan unutk mengahsilkan vaksin batuk rejan dari bakteri penyebab batuk rejan.
          • Mikroorganisme yang telah dilemahkan : Vaksin yang dihasilkan dari mikro organisme yang sudah dilemahkan (vaksin atenuasi)
          • Suatu substansi mikroorganisme yang tidak menyebabkan penyakit – vaksin diferti dan tetanus yang dihasilkan dari susbtansi toksin (toksoid) yang sudah tidak berbahaya dari bakteri. Toksoid bertujuan untuk merangsang produksi antibodi.
          • g10-54
    3. Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman
      • Mikroorganisme di alam dapat dijadikan sebagai agen pengendali hayati, yaitu pengendalian terhadap hama dengan menggunakan musuh alami. Misalnya pengen-dalian hama serangga pada tanaman pertanian dengan menggunakan bakteri pantogen serangga, yaitu Bacillus thuringiensis (Bt).
      • g10-55
      • Beberapa Bt yang tersedia secara komersial dengan hama targetnya:
        1. Bt varietas tenebrionis-menyerang kumbang kentang  colorado & larva kumbang daun
        2. Bt varietas kurstaki – menyerang berbagai jenis ulat tanaman pertanian
        3. Bt varietas israelensis – menyerang nyamuk dan lalat hitam
        4. Bt varietas aizawai – menyerang larva ngengat dan berbagai ulat, terutama ulat ngengat diamondback
    4. Mikroorganisme Pengolah Limbah
      • Pemrosesan limbah secara aerob terdiri dari dua metode pengolohan, prose yang menggunakan lumpur aktif dan proses yang menggunakan saringan tetes.
        1. Pengolahan dengan lumpur aktif = pengolahan limbah cair dengan membiakkan bakteri aerobik dalam suatu tangki limbah yang diberi aerasi dengan tujuan untuk menurunkan bahan organik yang mengandung karbon atau nitrogen dalam limbah. Bakteri yang berperan adalah bakteri heterotrof.
        2. Pengolahan dengan saringan tetes = pengolahan limbah cair dengan memanfaatkan teknologi biofilm. Biofilm = lapisan mikroorganisme yang menutupi hamparan saringan atau filter pada dasar tangki limbah.
        3. Penguraian lumpur = proses penguraian bahan padat yang terakumulasi deri pemrosesan aerob atau dari endapan perlakuan fisiksebelumnya. Lumpur tersebut dibiarkan selama dua hingga tiga minggu di dalam suatu tangki yang tidak mengandung oksigen, pada suhu sekitar 30oC – 40o
    5. Mikroorganisme Pemisah Logam Dari Bijih Logam
      • Peranan mikroorganisme di dalam proses ekstrasi logam dari bijihnya akan menjadi semakin penting karena alasan – alasan berikut:
        1. Deposit – deposit mineral yang lebih kaya sudah banyak berkurang.
        2. Metode pengolahan bijih secara tradisional yaitu denganpeleburan, merupakan penyebab utama polusi udara dan kini banyak ditentang oleh kelompok pencinta lingkungan.
  • Mikroorganisme mampu memperbaiki kedua keadaan ini. Misalnya, beberapa bakteri aerobik autotrofik, Thiobacillus oxidans dan T. Ferroxidans bila ditumbuhkan dalam lingkungan yang mengandung bijih tembaga akan menghasilkan asam dan mengoksidasi bijih tersebut disertai pemisahan logam tembaganya. Proses ini disebut pencucian mikrobial.
  • BIOTEKNOLOGI Dg MENGGUNAKAN KULTUR JARINGAN TUMBUHAN
  • Kultur jaringan merupakan salah satu teknik klona (kloning) tumbuhan. Suatu klon tumbuhan merupakan populasi tumbuhan yang diproduksi secara secara aseksual dari satu nenek moyang. Klona menghasilkan sejumlah besar tumbuhan yang identik secara genetic. Klon tersebut ditumbuhkan dengan kultur jaringan pada kondisi steril dengan menggunakan konsentrasi nutrient serta hormon. Dengan kultur jaringan, tumbuhan utuh dapat dihasilkan dari bagian akar, batang, atau daun yang disebut eksplan
  • Berikut merupakan proses dalam kultur jaringan tumbuhan
  • g10-56
  • BIOTEKNOLOGI DENGAN MENGGUNAKAN REKAYASA GENETIK
  • Rekayasa genetik atau DNA rekombinan atau pencangkokan gen adalah suatu kumpulan teknik-teknik eksperimental yang memungkinkan peneliti untuk mengisolaso, mengidentifikasi, dan melipatgandakan suatu fragmen DNA dalam bentuk murninya. Manipulasi-manipulasi tersebut dilakukan secara in vitro dengan menggunakan material-material biologi.
  • A. Tahapan Dasar Rekayasa Genetik
    1. Rekayasa genetic dimulai kira-kira 50 tahun lalu oleh Dr. Paul Berg dari Stanford University di California, USA, dan usaha sekelompok penyelidik lainnya, yaitu Dr. Stanley Cohen dan Dr. Annie Chang dari Stanford University, serta Dr. Herbert Boyer dan Dr. Robert Helling dari University of California di San Fransisco.
    2. Mereka menemukan bahwa bahan-bahan kimia tertentu yang disebut enzim restriksi endonuklease mampu berfungsi sebagai “gunting molekuler”, yaitu dapat mengenal dan kemudian memotong secara kimiawi tempat-tempat khusus di sepanjang sebuah molekul DNA. Penemuan penting lainnya adalah bahwa suatu enzim yang disebut ligase, dapat menggabungkan potongan DNA yang digunting dari suatu gen dengan potongan DNA gen lain dari makhluk yang tidak berkaitan. Hibrid yang terbentuk dengan cara ini disebut DNA rekombinan.
    3. Para ahli genetika kini dapat membongkar sel-sel bakteri, virus, hewan, dan tanaman guna mengambil DNA-nya dan memasukkannya ke dalam makhluk lain. Namun pekerjaan tersebut bukanlah sekedar memotong dan menempel. Sebuah gen harus diangkut oleh suatu materi genetic khusus yang disebut vector. Salah satu jenis vector yang bermanfaat adalah plasmid. Plasmid adalah molekul DNA sirkuler kecil yang terdapat di luar kromosom sel bakteri.
    4. Sebuah plasmid berasal dari bakteri. Untaian DNA plasmid yang sirkuler dipotong dengan enzim restriksi, kemudian fragmen DNA baru disisipkan ke dalamnya, dan plasmid dikemalikan ke bakteri. Selanjutnya setiap kali bakteri tersebut membelah diri menjadi dua, plasmid rekombinan tersebut juga membelah diri. Oleh karenanya, DNA rekombinan terus membuat klon DNA dari dirinya.
      • g10-57
  • B. Manfaat Rekayasa Genetik
  • Rekayasa genetic sangat bermanfaat pada berbagai bidan kehidupan manusia. Misalnya bidang kedokteran dan farmasi, peternakan dan pertanian, serta perindustrian.
    1. Manfaat rekayasa genetik di bidang kedokteran dan farmasi
      1. Pembuatan insulin manusia oleh bakteri
        • Dengan teknik rekayasa genetic para peneliti berhasil memanipulasi bakteri untuk membentuk insulin yang mirip dengan insulin manusia. Melalui penelitian dapat dibuktikan pula bahwa salinan insulin manusia lebih baik daripada insulin hewani dan dapat diterima lebih baik oleh tubuh manusia. Biaya pembuatan insulin inipun menjadi jauh lebih murah.
      2. Terapi gen manusia
        • Setiap kelainan genetic yang disebabkan alel tunggal yang rusak, secara teoritis mungkin untuk diganti dengan alel yang masih berfungsi normal menggunakan teknik DNA rekombinan. Alel baru tersebut dapat disisipkan ke dalam sel somatic jaringan yang dipengaruhi kelainan dalam diri pasien atau bahkan mungkin juga ke dalam sel germinal atau sel embrionik. Agar terapi gen sel somatic bersifat permanen, sel yang menerima alel normal harus senantiasa memperbanyak diri di sepanjang hidup si pasien, sehingga alel pencangkokan akan bereplikasi dan terus diekspresikan. Dari percobaan terapi gen yang sedang dilakukan pada manusia, terapi yang paling menjanjikan adalaj terapi yang melibatkan sel sumsum tulang.
      3. Antibodi monoklonal  
        • Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh sistem imunitas vertebrata sebagai sistem pertahanan untuk melawan infeksi. Antibodi dapat dihasilkan dengan menyuntikkan bebearpa kali suatu sampel yang berisi antigen ke dalam seekor hewan kelinci atau kambing. Kemudian serum darah hewan tersebut diambil karena banyak mengandung antibody (antiserum). Antiserum tersebut mengandung campuran antibody yang dihasilkan oleh limfosit-B Sel-sel limfosit B yang memiliki rentang waktu hidup yang terbatas dapat diatasi dengan menggabungkan sel-sel tumor limfosit-B yang menghasilkan satu jenis antibody dari tikus atau mencit yang telah diimunisasi dengan sel-sel tumor limfosit-B yang ‘kekal’. Berdasarkan campuran heterogen sel-sel hybrid tersebut, dapat dihasilkan hybrid yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan antibody tertentu dan kemampuan memper banyak kultur sel tertentu dengan tak terhingga.
        • g10-58
    2. Manfaat rekayasa genetik di bidang peternakan dan pertanian
      1. Organisme transgenic
        • Bakteri bukan satu-satunya organisme yang dapat dimodifikasi dengan teknik klona atau transfer gen.
        • Rekayasa genetic juga dapat mentransfer gen-gen tertentu ke tumbuhan berbunga, jamur, dan mamalia yang mengakibatkan perubahan genotip organisme atau disebut organisme transgenik.
      2. Transfer gen pada hewan
        • Contoh transfer gen pada hewan adalah domba Tracey. Tracey merupakan domba betina yang sehat dan normal, namun DNA-nya telah disisipi oleh gen manusia. Gen manusia tersebut mengkode produksi protein alfa-1-antitripsin (ATT). Protein ATT ini disekresi oleh oleh Tracey pada air susunya. Protein ATT sangat berharga karena berkhasiat untuk mengobati penyakit paru-paru pada manusia, misalnya fibrosis sistik dam emfisema. Gen manusia dapat masuk ke dalam tubuh Tracey dengan cara sebagai berikut. Pertama-tama gen manusia yang mengkode ATT diisolasi dan diklon. Gen ini kemudian diinjeksikan ke dalam sel telur yang telah dibuahi sperma dan diadopsi oleh satu kromosom. Sel telur yang telah dibuahi akan membelah secara mitosis menghasilkan sel-sel yang masing-masing mengandung gen ATT. Bila sudah terbentuk embrio pada tahap awal kemudian embrio ini ditanamkan ke rahim betina domba dewasa yang menjadi induk pengasuhnya. Embrio berkembang kemudian domba Tracey lahir.
      3. Klona embrio
        • Tahapan teknik klona embrio pada hewan ternak misalnya sapi, adalah sebagai berikut. Pertama, sel telur yang diambil dari sapi betina dibuahi dengan sperma dari sapi jantan terbaik. Pembuahan dilakukan di dalam cawan petri. Pembuahan ini disebut sebagai fertilisasi in-vitro. Sel telur yang telah dibuahi akan membentuk kumpulan sel-sel. Pada tahapan ini embrio muda tersebut dipisahkan menjadi beberapa bagian. Setiap bagian embrio merupakan klon yang secara genetic identik. Embrio-embrio tersebut kemudian ditanamkan pada rahim sapi-sapi betina dewasa lainnya. Embrio-embrio akan tumbuh menjadi anak-anak sapi yang siap dilahirkan dengan sifat yang sama seperti induknya.
      4. Klona dengan transfer inti
        • Teknik klona dengan transfer inti adalah klon-klon dihasilkan dari suatu individu. Prinsip klona dengan transfer inti adalah dengan memasukkan donor DNA dari hewan yang karakternya diinginkan ke dalam sel telur hewan yang intinya (DNA-nya) telah dihilangkan. Setelah terbentuk embrio lalu embrio ditanamkan ke rahim induk hewan yang akan membesarkannya.
        • Contoh klona dengan transfer inti adalah domb Dolly. Dolly merupakan domba hasil klon yang dilakukan oleh ilmuwan dari SKotlandia yang dipimpin oleh Ian Wilmot. Wilmot dan timnya merusak nukelus satu sel telur, kemudian dimasuki nucleus donor yang diambil dari sel-sel kelenjar susu seekor domba dewasa. Sel telur dengan nukelus dari donor memiliki materi genetic yang sama persis dengan induk yang mendonorkan nukelusnya. Kemudian sel tersebut distimulasi agar membelah menjadi kumpulan sel-sel (blastomer) yang ditanam ke dalam rahim seekor domba betina dewasa sebagai induk pengganti.
        • g10-59
      5. CLONING
        • g10-60
        • Berdasarkan etimologi, istilah kloning atau klonasi berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata Klonus yang berarti ranting, stek atau cangkok. Pada hakekatnya kloning merupakan suatu pembiakan vegetatif atau reproduksi aseksual bertujuan untuk menghasilkan individu baru yang seragam.
        • Individu baru hasil kloning tersebut disebut klon.
        • Kloning pada tumbuhan telah berlangsung sejak lama dan banyak dilakukan khususnya dibidang pertanian dengan tujuan untuk memperbanyak tanaman melalui stek atau cangkok sehingga dihasilkan sejumlah tanaman yang sama sifatnya, Sekarang perkembangan vegetatif cloning ini berkembang peast dengan teknologi tissue culture atau  teknologi Kultur Jaringan Tumbuhan (In Vitro) sehingga kloning pada tumbuhan selangkah lebih maju jika dibandingkan dengan kloning pada hewan.
        • Hal ini karena sifat totipotensi sel tumbuhan, baik sel somatik maupun sel embrional pada umumnya lebih mudah untuk melakukan diferensiasi membentuk organ dan individu baru (klon) daripada sel hewan.
        • Disamping itu dampak sosial, etika maupun moral pada kloning tumbuhan selama ini dipandang lebih ringan dibandingkan pada hewan.
        • Sebenarnya kloning juga seringkali terjadi di alam dan umumnya dilakukan oleh organisme dalam rangka melestarikan jenisnya. Kloning alami tersebut banyak dilakukan oleh organisme uniseluler dengan cara membelah diri (reproduksi aseksual) seperti pada Bakteri, Amoeba, Paramaecium, dan Protozoa lainnya pada kondisi lingkungan yang sesuai, sedangkan pada organisme multiseluler (hewan tingkat rendah) dapat kita lihat pada cacing Planaria sp. serta pada hewan-hewan partenogenetik lainnya seperti pada lebah dan beberapa jenis serangga.
        • Kloning alami pada tumbuhan dapat dengan jelas kita amati pada tanaman Cocor Bebek. Meskipun reproduksi aseksual (kloning) dapat berlangsung dengan cepat, tetapi tidak selamanya menguntungkan bagi kelestarian jenisnya. Hal ini karena individu yang sama sifatnya umumnya mempunyai kemampuan untuk menangulangi perubahan lingkungan yang sama pula, sehingga apabila terjadi perubahan lingkungan yang tidak menguntungkan (drastis), maka besar kemungkinan organisme tersebut akan mati serta musnah jenisnya dari alam. Secara singkat dapat dikatakan bahwa kloning telah terjadi sejak lama di alam dan merupakan sistem alami yang telah tertata dengan rapi sehingga terjadi keseimbangan ekosistem. Pada akhirnya pengetahuan tentang kloning tesrsebut dimanfaatkan manusia untuk memperoleh jenis-jenis tanaman dan hewan unggul, serta diupayakan juga untuk melestarikan tumbuhan maupun hewan langka dari kepunahan.
  • Perkembangan Teknologi Kloning
  • Hanya terpaut beberapa bulan setelah keberhasilan koning domba Dolly disusul domba Polly yang telah disisipi materi genetik manusia, dunia ilmu pengetahuan kembali digemparkan oleh keberhasilan kloning sapi jantan yang diberi nama Gene hasil rekayasa perusahaan ABS Global Inc. yang bergerak di bidang Teknologi Reproduksi Hewan Ternak yang bermarkas di DeForest, Wisconsin, Amerika Serikat. Meskipun sapi Gene tidak dihasilkan dari sel sapi dewasa tetapi teknologi kloning tersebut memungkinkan dihasilkan sapi dari sel sapi dewasa seperti halnya pada kloning domba Dolly.
  • g10-61
  • Kloning pada hewan dimulai ketika para pakar Biologi Reproduksi Amerika pada tahun 1952 berhasil membuat klon katak melalui teknik TGM (Transplanting Genetic Material) dari suatu sel embrional katak ke dalam sel telur katak yang telah diambil intinya
  • Mintz (1967) berhasil melakukan transplantasi sel somatik embrional pada stadium blastula dan morula ke dalam rahim seekor tikus sehingga dihasilkan klon tikus
  • Gurdon (1973) melakukan transplantasi nukleus sel usus katak (somatik) yang telah mengalami diferensiasi ke dalam sel telur katak yang telah diambil intinya. Sel telur yang berinti sel intestinum tersebut kemudian berkembang menjadi klon katak. Tahun-tahun berikutnya ditandai oleh sejumlah keberhasilan klon beberapa jenis hewan antara lain babi, kelinci, domba, kera dan sapi yang berasal dari klon sel embrio yang umumnya lebih mudah berhasil dibandingkan mengklon dari sel hewan dewasa (somatik). Bagi kita mungkin bukan keberhasilan kloning Dolly, Polly maupun Gene yang menjadi fokus utama melainkai sebuah pertanyaan besar yang memanti dihadapan kita yaitu Apakah Perlu Kloning Pada Manusia ?
  • g10-62
  • Secara teknologis pembuatan klon manusia bukan merupakan masalah yang utama lagi dan diramalkan akan tercipta dalam kurun waktu 25 tahun mendatang, meskipun dengan biaya yang cukup mahal karena kemungkinan tingkat keberhasilan teknologi tersebut masih rendah. Sebagaimana hal ini terjadi pada percobaan yang dilakukan oleh ilmuwan Ian Wilmut yaitu dari 277 percobaan yang dilakukan pada percobaan kloning tersebut, hanya 29 yang berhasil menjadi embrio domba yang dapat ditransplantasikan ke dalam rahim domba, dan hanya satu saja yang berhasil dilahirkan menjadi domba yang normal. Keberhasilan tim dokter di Rumah Sakit Van Helmont, Belgia yang dipimpin oleh Dr. Martine Nijs dalam mengklon bayi kembar 4 tahun yang lalu adalah salah satu bukti bahwa kloning pada manusia dapat dilakukan. Keberhasilan ini berawal dari ketidaksengajaan Dr. Nijs menggosok permukaan sel telur beku yang telah dibuahi dengan sebatang kaca sehingga sel telur tersebut terbelah menjadi dua dalam rahim si ibu dan kemudian berkembang menjadi janin, disusul dengan lahirnya dua anak kembar. Teknik penggosokan tersebut merupakan salah satu teknik yang sering dilakukan pada kloning hewan percobaan sejak tahun 1980-an.
  • Keberhasilan demi keberhasilan semakin mendekati kenyataan terciptanya klon manusia, tetapi dampak yang menghawatirkan justeru akan menimpa moralitas kemanusiaan. Tidak heran kalau gagasan untuk membuat klon manusia ini mendapat tanggapan keras dari kaum moralis serta menjadi bahan perdebatan diantara para pakar yuridis, politikus, agamawan dan dikalangan para pakar bioteknologi sendiri. Sebagian orang berpendapat bahwa kloning penting untuk mengatasi permasalahan kemanusiaan dan penelitian-penelitian tentang kloning jangan sampai dihentikan. Mereka memandang bahwa teknologi kloning dapat digunakan untuk memproduksi organ-organ tubuh pengganti seperti ginjal, darah, hati , jantung serta organ lainnya yang biasa diperoleh dari donor, sehingga akan membantu setiap penderita yang sangat memerlukannya untuk ditransplantasikan pada tubuhnya. Tetapi sayangnya teknologi ini juga dapat digunakan untuk menggandakan orang-orang jahat.
  • Satu hal yang paling esensi untuk setiap karya cipta, apalagi menyangkut manusia adalah apapun bentuk teknologinya, maka manfaat yang diperoleh harus lebih besar dari dampak yang ditimbulkannya. Hal ini penting karena dampak yang ditimbulkan dari kloning manusia menyangkut banyak aspek dengan tingkat permasalahan yang sangat kompleks. Sebagai contoh kekerabatan menjadi semakin rumit dan bias, ikatan anak dengan ibu atau anak dengan bapak menjadi lemah. Kemungkinan akan timbul permasalahan seputar kepemilikan organ tubuh maupun anak dari hasil klon. Apakah yang mempunyai hak kepemilikan anak hasil klon itu adalah orang tua penyumbang inti sel (nukleus) ataukah orang tua penyumbang sel embrio yang telah dihilangkan nukleusnya ataukah orang yang mengandung serta melahirkanya ? Demikian juga status kepemilikan klon organ tubuh manusia menjadi semakin ruwet. Apakah pemilik klon organ tubuh tersebut adalah orang yang menyumbangkan sel organnya untuk diklon (donor sel), ataukah organ tesebut milik ilmuwan yang mengklon, atau milik klinik, laboratorium, rumah sakit tempat dia mengklonkan organ tubuhnya atau milik lembaga yang membiayai usaha klon tersebut ? Belum lagi dengan aspek yuridis yang berkaitan dengan perkawinan dan pewarisan manusia klon, serta masalah-masalah lain yang mungkin akan muncul seiring dengan dilaksanakanya teknologi kloning pada manusia.
  • Meskipun Bioetika mengenai bioteknologi, teknologi reproduksi dan kloning telah dibuat serta selalu diperbaharui oleh banyak fihak seperti badan dunia (UNESCO), Amerika Serikat, negara-negara Eropa, dan lembaga-lembaga ilmiah lainnya, dan kloning manusia diperkirakan baru akan terlaksana dalam kurun waktu 25 tahun mendatang, tetapi alangkah baiknya mulai sekarang kita perlu mempersiapkan aturan-aturan (undang-undang) berikut sangsi-sangsi hukumnya untuk mengantisipasi dilakukannya kloning pada manusia. Karena jika kita cermati secara seksama, maka permasalahan kloning pada manusia akan lebih banyak kesulitan yang muncul sebagai akibat dari dampak sosial, kultural, yuridis, etika dan moral daripada manfaat yang akan kita peroleh, sehingga perlu upaya untuk melarang kloning pada manusia. Menurut hemat penulis teknologi kloning sebagai bentuk perkembangan ilmu seyogyanya tetap dilanjutkan dan diarahkan pada penelitian-penelitian kedokteran untuk mengungkap dan mencari jawaban terhadap berbagai penyakit seperti kanker, penyakit keturunan, dan lain-lainnya. Teknologi kloning juga penting dalam rangka penemuan bibit-bibit unggul tumbuhan maupun hewan serta sebagai upaya untuk melestarikan tumbuhan maupun hewan langka dari ancaman kepunahan
  • Tanaman hasil rekasaya genetic
  • Gen-gen asing dapat disisipkan ke dalam sel-sel tanaman dengan cara yang cukup alami. Agrobacterium tumefaciens merupakan bakteri tanah penyebab infeksi tumor crown gall pada beberapa tanaman ini. Bakteri ini menyerang tanaman yang luka dan menyebabkan sel-sel tanaman memperbanyak diri hingga membentuk tumor.
  • Hal ini dapat terjadi karena Agrobacterium mampu menyisipkan plasmidnya sendiri (plasmid Ti) ke dalam kromosom tanaman. Plasmid gen bakteri ini bergabung dengan DNA tanaman dan menstimulasi pertumbuhan tumor. Ahli-ahli genetika tanaman telah berhasil menggantikan gen yang membentuk tumor pada plasmid dengan gen-gen yang berguna bagi manusia. Oleh karenanya, dalam hal ini Agrobacterium berfungsi sebagai vector.
  • Tanaman transgenic direkayasa dengan menggunakan Agrobacterium tumafaciens untuk memperoleh sifat sebagai berikut.
    1. Menunda pematangan buah
    2. Resistensi terhadap pestisida dan herbidida, mensintesis protein Kristal insektisidal (ICP) yang dapat membuat hama berhenti makan dan mati
    3. Resistensi terhadap kondisi lingkungan, transfer gen dapat menghasilkan tanaman yang tahan kering karena memiliki lapisan kutikula yang lebih tebal sehingga tumbuh baik di daerah kering.
  • PENANGGULANGAN DAMPAK NEGATIF BIOTEKNOLOGI
  • Bioteknologi telah menghasilkan produk-produk yang bermanfaat untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Namun, perlu juga diperhatikan dampak negatif dari perkembangan bioteknologi tersebut. Beberapa dampak negatif yang mungkin timbul akibat dari perkembangan bioteknologi dinataranya sebagai berikut.
    1. Alergi
      • Gen asing yang disisipkan pada organisme yang menjadi makanan manusia dapat menyebabkan alergi terhadap individu tertentu. Untuk mencegahnya, perlu dilakukan pengujian dalam jangka waktu yang lama untuk memastikan ada tidaknya efek negatif tersebut terhadap konsumen. Selain itu, produk yang mengandung organism hasil rekayasa bioteknologi harus diberi label dengan jelas guna memberi informasi kepada konsumen mengenai produk yang dikonsumsi.
    2. Hilangnya plasma nutfah
      • Kepunahan plasma nutfah dapat diatasi dengan melakukan pemeliharaan berbagai jenis hewan dan tumbuhan di suatu situs konservasi tertentu.
    3. Rusaknya ekosistem
      • Gangguan terhadap kondisi normal lingkungan dapat menyebabkan rusaknya ekosistem. Tanaman kapas Bt selain menyebabkan matinya hama ulat yang memakannya, juga diduga menyebabkan larva kupu-kupu lain ikut mati.
  • 10.12. Ringkasan
  • Cakupan Bidang Genetika adalah :
    1. Cakupan material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),
    2. Cakupan bagaimana informasi itu diekspresikan (Ekspresi Genetik), dan
    3. Cakupan bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik).
  • Konsep terbaru tentang gen dianut hingga kini adalah satu gen – satu polipeptida. Dogma sentral adalah proses ekspresi gen yang mengikuti tahapan-tahapan dalam info genetik yang terdiri proses dasar replikasi DNA, transkripsi DNA menjadi RNA, dan translasi RNA menjadi protein atau polipeptida.
  • DNA Adalah asam nukleat yang mengandung informasi genetic yang terdapat dalam semua makluk hidup kecuali virus (Pembawa sifat keturunan)
  • DNA merupakan ‘blueprint’ yang berisi instruksi yang diperlukan untuk membangun komponen-komponen sel seperti protein dan molekul ARN (RibonucleicAcid=RNA)
  • Segmen DNA yang membawa informasi genetic disebut gen
  • DNA disusun oleh asam nukleat (polinukleotida) Polinukleotida adalah polimer dari nukleotida Berarti: DNA disusun oleh nukleotida-nukleotida
  • Tiap nukleotida tersusun oleh :
  • Gulapentosa (5 atom C) atau Gula deoksiribosa
  • Gugus fosfat (PO42-)
  • Basa Nitrogen yang terdiri atas dua golongan, yakni pirimidin dan purin
  • Rumus Empirisnya Gula  = (CH2O)n, dimana kalau Gula Pentosa = C5H10O5
  • Rumus Kimia Asam Fosfat = H3PO4.
  • Rumus Empirisnya Pirimidin adalah C₂H₂N, maka Rumus Molekulnya = C₄H₄N₂
  • Rumus Molekulnya Purin adalah C5H4N4
  • Basa Nitrogen
    1. Basa nitrogen terdiri dari kelompok senyawa Purin dan Pirimidin
    2. Basa nitrogen penyusun DNA dari kelompok Purin yaitu Adenin (A) & Guanin (G)
    3. Basa nitrogen penyusun DNA dari kelompok Pirimidin yaituTimin (T) & Sitosin (C)
  • Maka DNA tersusun dari A,T,C,G
  • Replikasi DNA adalah proses penggandaan rantai ganda DNA
  • RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein. Dengan demikian RNA merupakan hasil sintesis atau transkripsi dari DNA
  • Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida.
  • Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus pentose, dan satu gugus basa nitrogen (basa N).
  • Basa nitrogen purin pada RNA terdiri atas adenin (A) dan guanin (G), sedangkan pirimidinnya terdiri atas sitosin (S) dan urasilL (U).
  • Jadi Basa timin dari golongan pirimidin tidak terdapat dalam ARN melainkan digantikan oleh basa urasil (U)
  • Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus pentosa dari nukleotida yang lain.
  • Molekul RNA (Asam Ribo nukleat) berbentuk pita tunggal atau pita dobel namun tidak
  • Langkah Ekspresi Gen adalah adanya Perubahan urutan basa di dalam molekul DNA menjadi urutan basa molekul RNA dinamakan transkripsi (Pembuatan Salinan RNA), sedangkan penerjemahan urutan basa RNA menjadi urutan asam amino suatu protein dinamakan translasi (Proses sintesis polipeptida yang spesifik di dalam ribosom).
  • Jadi, proses tanskripsi dan translasi dapat dilihat sebagai tahap ekspresi urutan basa DNA. Namun, tidak semua urutan basa DNA diekspresikan mjd urutan asam amino.
  • Urutan basa DNA yg pada akhirnya menyandi urutan asam amino disebut sebagai gen.
  • Secara kimia gen adalah urutan basa nitrogen tertentu pada molekul DNA yang dapat dieskpresikan melalui tahap-tahap transkripsi dan translasi menjadi urutan asam amino tertentu.
  • Dengan demikian bahwa sejumlah asam amino dengan urutan (sekuens) tertentu akan menyusun sebuah molekul protein. Namun, setiap molekul protein sendiri dapat dilihat sebagai gabungan beberapa sub unit yang dinamakan polipeptida. Oleh karena itu, muncul pertanyaan tentang hakekat sebuah gen : tiap gen menyandi satu protein ataukah tiap gen menyandi satu polipeptida ?
  • Perlu diketahui pula bahwa beberapa kesalahan yang disebut mutasi dapat terjadi pada proses ekspresi gen ini.
  • Kode Genetik adalah Cara untuk menetapkan jumlah serta urutan nukleotida yang berperan dalam menentukan posisi yang tepat dari tiap aa dalam rantai peptida yang bertambah panjang.
  • Dari beberapa percobaan dan penelitian yang dilakukan oleh beberapa ahli disimpul kan bahwa kode genetic haruslah dalam bentuk kode triplet.
  • Kode genetic umumnya berupa rangkaian informasi yang disebut Kodon yang masing-masing berpasangan dengan asam amino yang mengkode suatu protein.
  • Sintesis protein merupakan proses penyusunan protein dari monomer peptide yang berlangsung di dalam intisel dan ribosom, dengan menggunakan bahan dasar yaitu berupa asam amino serta diatur susunannya oleh kode genetic. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom.
  • 10.13. Umpan Balik
    1. Mengapa DNA dan RNA itu dikatakan sebagai materi genetik?
    2. Jika DNA atau RNA rusak apa akibatnya
    3. Apa hubungan antara Gen, DNA dan Kromosom
    4. Perbedaan Gen dan DNA
    5. Kesalahan transkripsi oleh RNAt dapat menimbulkan kesalahan pembentukan protein, Sebab Pada Proses Transkripsi Urutan Kode Genetic Dari DNA Dibawa Oleh RNAt Ke Ribosom Tempat Terjadinya Pembentukan Asam Amino Yang Termasuk Kodon Stop Adalah UAA, UAG, dan UGA, Sedangkan Kodon Start Adalah AUG. Jelaskan Pernyataan tersebut.
    6. Jelaskan 3 Cakupan Bidang Genetika.
    7. Jelaskan Konsep terbaru tentang gen yang dianut hingga kini adalah satu gen – satu polipeptida.
    8. Apa perbedaan Basa Nitrogen Timin dan Purin serta perbedaannya pada molekul DNA dengan RNA.
    9. Bagaimana Hubungan Materi Genetik dengan Rekayasa genetika.
    10. Bagaimana proses Rekayasa Genetika khususnya dalam menciptakan Vaksin.
  • Trims
Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s