A.
PENGERTIAN REKAYASA GENETIKA
Rekayasa genetika ialah suatu bioteknologi yang dapat meliputi
manipulasi gen, cloning gen, DNA rekombinan, teknologi modifikasi genetik, dan
genetika modern dengan menggunakan berbagagi macam prosedur. Namun, istilah
rekayasi genetika secara meluas menggambarkan manipulasi/pemindahan gen dengan
membuat DNA rekombinan melalui penyisipan gen dalam upaya untuk mendapatkan
produk baru yang lebih unggul. DNA rekombinan merupakan hasil penggabungan dua
materi genetik yang berasal dari dua organisme yang berbeda dan memiliki
sifat-sifat atau fungsi yang dikehendaki sehingga organisme penerimanya
mengekspresikan sifat atau fungsi sesuai dengan apa yang kita inginkan.
Obyek yang digunakan dalam rekayasa genetika pada umumnya hampir semua
golongan organisme, mulai dari tingkat sederhana hingga tingkat kompleks. Organisme
unggul yang dihasilkan dalam proses rekayasa genetika disebut sebagai organisme
transgenik.
Lahirnya rekayasa genetika berawal dari usaha untuk menyingkap materi
genetik yang diwarisi dari satu generasi ke generasi yang berikutnya. Ketika
orang-orang mengetahui bahwa kromosom adalah materi genetik yang membawa gen,
maka saat itulah rekayasa genetika ini muncul.
 |
| REKAYASA GENETIKA |
B.
KLASIFIKASI MACAM – MACAM JENIS REKAYASA GENETIKA
Rekayasa genetika merupakan salah satu pengembangan dari teknologi
reproduksi dalam upaya pengubahan gen-gen sehingga dihasilkan oganisme dengan
kualitas mutu yang lebih baik. Ada beberapa macam rekayasa genetika,
diantaranya meliputi:
1. Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA merupakan teknik pemisahan dan penggabungan DNA dari
satu spesies dengan DNA dari spesies lain dengan tujuan mendapatkan sifat baru
yang lebih unggul. Berikut ini beberapa produk yang dihasilkan dari rekombinasi
gen.
a. Pembuatan Insulin
Insulin ini dihasilkan dari rekombinasi DNA sel manusia dengan plasmid
bakteri E.Coli. Insulin yang
dihasilkan lebih murni dan baik diterima oleh tubuh manusia karena mengandung
protein manusia dibandingkan dengan insulin yang disintesis dari gen pankreas hewan.
b. Pembuatan Vaksin Hepatitis
Vaksin hepatitis dihasilkan dari rekombinan DNA sel manusia dengan sel
ragi Saccharomyces. Vaksin yang dihasilkan tersebut berupa virus
yang dilemahkan dan jika disuntikkan ke dalam tubuh manusia akan membentuk
antibodi sehingga kebal terhadap serangan hepatitis.
2. Fusi Sel
Istilah lain fusi sel dikenal dengan nama teknologi hibridoma. Fusi sel
merupakan peleburan dua sel yang berbeda menjadi satu kesatuan menjadi protein
yang sangat baik yang mengandung gen asli dari keduanya yang disebut hibridoma. Hibridoma sering digunakan
untuk memperoleh antibodi dalam pemeriksaan kesehatan dan pengobatan. Misalnya
kita ambil contoh fusi sel manusia dengan sel tikus. Tujuan fusi tersebut ialah
menghasilkan hibridoma berupa antibodi yang mampu membelah dengan cepat. Sifat
tersebut didapatkan dari sel manusia berupa antibodi yang difusikan dengan sel kanker
tikus berupa mieloma yang mampu membelah dengan cepat.
3. Transfer Inti (Kloning)
Kloning merupakan suatu proses reproduksi yang bersifat aseksual untuk
menciptakan replika yang tepat bagi suatu organisme. Teknik kloning akan
menghasilkan suatu spesies baru yang secara genetik persis sama dengan induknya
yang biasanya dikerjakan di dalam laboratorium. Spesies baru yang dihasilkan
tersebut disebut klon. Klon tersebut diciptakan oleh suatu proses yang disebut
transfer inti sel somatik. Transfer inti sel somatik ini merupakan suatu proses
yang mengacu pada transfer inti dari sel somatik ke sel telur. Sel somatik
tersebut adalah semua sel di tubuh kecuali kuman. Adapun mekanismenya, inti sel
somatik akan dihapus dan dimasukkkan ke dalam telur yang tidak dibuahi yang
memiliki inti yang telah dihapus. Telur dengan intinya tersebut akan tetap
dijaga hingga menjadi embrio. Embrio ini kemudian akan ditempatkan di dalam ibu
pengganti dan berkembang di dalam ibu pengganti.
Keberhasilan kloning adalah kloning pada domba “Dolly”. Domba Dolly
direproduksi tanpa bantuan domba jantan, melainkan diciptakan dari sebuah
kelenjar susu yang diambil dari seekor domba betina. Kelenjar susu dari domba
finndorset dimanfaatkan sebagai donor inti sel dan sel telur domba blackface
sebagai resipien. Penggabungan kedua sel tersebut memanfaatkan tegangan listrik
25 Volt yang pada akhirnya terbentuk fusi antara sel telur domba blackface
tanpa nukleus dengan sel kelenjar susu domba finndorsat. Di dalam tabung
percobaan hasil fusi ini akan berkembang menjadi embrio yang selanjutnya akan
dipindahkan ke rahim domba blackface. Sehingga spesies baru yang dilahirkan
ialah spesis dengan ciri yang identik dengan domba finndorset.
C.
PROSES DAN TEKNIK REKAYASA GENETIKA
Secara sederhana proses rekayasa genetika dapat meliputi tahapan-tahapan
berikut ini.
- Mengindetifikasikan gen dan mengisolasi gen yang diinginkan,
- Membuat DNA/AND salinan dari RNAd,
- Pemasangan cDNA pada cincin plasmid,
- Penyisipan DNA rekombinan kedalam tubuh/sel bakteri,
- Membuat klon bakteri yang mengandung DNA rekombinan,
- Pemanenan produk.
 |
| PROSES REKAYASA GENETIKA |
Proses rekayasa genetika diatas, praktiknya mengadopsi prinsip dari
teknik rekayasa beikut ini.
1. Kloning Gen
Kloning gen merupakan tahapan awal dari rakayasa genetika. Adapun
tahapan-tahapan dalam kloning gen, diataranya pemotongan DNA menjadi
fragmen-fragmen dengan ukuran beberapa ratus hingga ribuan kb (kilobase),
kemudian fragmen tersebut dimasukkan ke dalam vektor bakteri untuk kloning.
Berbagai macam vektor disesain untuk membawa DNA dengan panjang yang berbeda.
Setiap vektor hanya mengandung satu DNA yang kemudian teramplifikasi membentuk
suatu klon di dalam dinding bakteri. Dari setiap klon sejumlah fragmen DNA akan
diisolasi yang kemudian akan diekspresikan. DNA rantai tunggal akan diubah
menjadi rantai ganda dengan bantuan DNA polimerase. Fragmen DNA yang dihasilkan
selanjutnya dikloning ke dalam plasmid untuk menghasilkan bank cDNA.
2. Sequensing DNA
Sekuensing merupakan teknik penentuan urutan basa suatu fragmen DNA yang
membutuhkan proses dan waktu yang lama. Saat ini proses ini sudah bersifat
automatis, dalam artian sekuensing yang dilakukan memungkinkan dalam skala
industri hingga ribu kilobasa per hari.
3. Amplifikasi gen secara
in-vitro
Proses amplifikasi DNA untuk mensitesis komplementer suatu fragmen
DNA yang dimulai dari suatu rantai
primer dikenal dengan teknik PCR (Polimerase
Chain Reaction).
4. Konstruksi Gen
Setiap gen terdiri dari promotor (daerah yang bertanggungan jawab utuk
transkripsi gen yang berakhir pada wilayar terminator), gen pendanda dipilih
(gen yang berperan sebagai resistensi antibiotik yang membantu dalam
memebedakan perubahan sel), dan terimanator.
Konstruksi gen mengandung sedikitnya daerah promotor, daerah transkrip,
dan daerah terminator. Oleh sebab itu, konstruksi gen kemudian disebut vektor
ekspresi.
Konstruksi gen mengimplikasikan penggunaan elemen-elemen seperti enzim
restriksi yang memotong DNA pada daerah spesifik, sistesis nukleotida secara
kimiawi, amplifikasi fragmen DNA secara in vitro menggunakan teknik PCR, serta
menyambungn fragmen DNA yang berbeda dengan ikatan kovalen menggunakan enzim
ligase. Kemudian fragmen tersebut ditambahkan dalam plasmid yang selanjutnya
ditransfer ke dalam bakteri membentuk klon bakteri. Klon bakteri ini akan
diseleksi dan diamplifikasi.
Peambahan elemen dalam konstruksi gen bergantung pada tujuan eksperimen,
terutama dimana jenis sel konstruksi tersebut akan diekspresikan.
5. Transfer gen ke dalam sel
Suatu gen hasil isolasi dapat ditranskripsikan secara in vitro dan mRNA
nya juga dapat ditranskripsikan pada suatu sistem bebas sel. Untuk dikodekan
secara efektif dan ditranslasikan menjadi protein, suatu gen harus ditransfer
ke dalam sel yang secara alami dapat mengandung semua faktor yang diperlukan
dalam proses transkripsi dan translasi. Transfer gen sendiri dalam praktiknya
terdiri atas variasi teknik, diantaranya fusi sel, penggunaan senyawa kimia, elektroporasi,
mikroinjeksi, dan injeksi menggunakan vektor virus.
D.
MANFAAT REKAYASA GENETIKA
Perkembangan rekayasa genetika memberikan banyak manfaat bagi manusia
dalam berbagai aspek kehidupan. Adapun manfaat rekayasa genetika jika ditinjau
berdasarkan aspeknya, meliputi:
1. Bidang Industri
Di bidang industri, prinsip rekayasa genetika dimanfaatkan dalam upaya
pengkloningan bakteri untuk beberapa fungsi tertentu seperti melarutkan logam-logam
langsung dari dalam bumi, menghasilkan bahan mentah kimia seperti etilen yang
diperlukan untuk pembuatan plastik, menghasilkan bahan kimia yang digunakan
sebagai pemanis pada pembuatan berbagai macam minuman, dan lain sebagainya.
2. Bidang Farmasi
Dalam bidang farmasi, rekayasa genetika dimanfaatkan dalam usaha
pembuatan protein yang sangat dibutuhkan untuk kesehatan. Protein ini merupakan
gen hasil pengkloningan bakteri yang berperan dalam mengongtrol sintesis
obat-obatan yang jika diproduksi secara alami akan membutuhkan biaya yang
mahal.
3. Bidang Kedokteran
Lahirnya rekayasa genetika memberikan banyak manfaat dalam perkembangan
ilmu medis, diantaranya:
a. Pembuatan Insulin
Insulin yang dulunya disintesis hewan mamalia sudah dapat dihasilkan
dengan melakukan pengkloningan bakteri. Insulin yang dihasilkan ini pun jauh
lebih baik dan lebih dapat diterima oleh tubuh manusia dibandigkan insulin yang
disintesis dari hewan.
b. Pembuatan Vaksin terhadap
Virus AIDS
Mengingat AIDS merupakan virus yang berbahaya dan dapat menyerang sistem
kekebalan tubuh, maka dalam upaya pencegahan penyakit tersebut peneliti membuat
suatu vaksin memanfaatkan rekayasa genetika dalam upaya proteksi diri terhadap
penularan virus AIDS.
c. Terapi Gen
Rekayasa genetika juga dimanfaatkan dalam upaya terapi kelainan genetik
dengan disisipkannya beberapa gen duplikat secara langsung ke dalam sel
seseorang yang mengalami kelainan genetis.
4. Bidang Pertanian
Di bidang pertanian, rekayasa genetika banyak dimanfaatkan dalam upaya
penyisipan gen ke dalam sel sel tumbuhan sehingga memberikan banyak keuntungan
seperti:
- Menghasilkan tanaman yang mampu menangkap cahaya dengan lebih efektif untuk meningkatkan efisiensi fotosintesis.
- Menghasilkan tanaman yang mampu menghasilkan pestisida sendiri.
- Menggantikan pemakaian pupuk nitrogen yang mahal namun banyak digunakan dengan melakukan fiksasi nitrogen secara alamiah seperti pada tanaman padi.
- Dapat digunakan untuk menadapatkan tanaman baru yang lebih menguntungkan lewat pencangkokan gen, seperti pada golongan solanaceae.
5. Bidang Peternakan
Serupa halnya dengan pemanfaatan rekayasa genetika di bidang pertanian,
di bidang peternakan juga dilakukan penyisipan gen ke dalam sel-sel hewan
tertentu dengan menerapkan prinsip rekayasa genetika. Hewan yang paling banyak
digunakan ialah sapi. Rekayasa di bidang peternakan memberikan banyak manfaat,
seperti:
- Diperoleh vaksin yang dapat mencegah mencret ganas pada anak babi.
- Diperoleh vaksin yang efektif terhadap penyakit kuku dan mulut, yang merupakan penyakit ganas dan menular pada sapi, domba, kambing, rusa dan babi.
- Sedang dilakukan pengujian hormone pertumbuhan tertentu untuk sapi yang diharapkan dapat meningkatkan produksi susu.
E.
DAMPAK REKAYASA GENETIKA
Rekayasa genetika sangat berperan dalam pengembangan ilmu pengertahuan
di berbagai bidang kehidupan. Namun, penggunaan rekayasa genetika tidak
memberikan keuntungan semata melainkan juga timbul dampak tertentu yang tidak
diinginkan. Adapun dampak dari penerapan rekayasa genetika diantaranya,
meliputi:
Tanaman transgenik tertentu dapat memungkinkan keracunan, alergi,
perbedaan nutrisi dan komposisi, serta adanya kemungkinan menyebabkan bakteri
dalam tubuh manusia menjadi resisten terhadap antibiotik tertentu.
Terlepasnya organisme transgenik di alam bebas tanpa pengawasan dapat
menghasilkan pencemaran biologis yang berdampak pada terganggunya ekosistem dan
meningkatnya prevalensi penyakit tertentu.
Menyisipkan DNA atau gen organisme lain yang tidak berkerabat, dianggap
sebagai pelanggaran terhadap hukum alam dan masih sulit di terima oleh
masyarakat. Oleh sebab itu, rekayasa genetika yang dilakukan pada manusia
dianggap sebagai penyimpangan moral dan pelanggaran etik.
Jadi, dapat
disimpulkan bahwa rekayasa genetika tidak selalu memberikan manfaat dalam
penerapannya. Berbagai dampak merugikan juga dapat timbul yang akan sangat
mempengaruhi kehidupan. Oleh sebab itu, penggunaan rekayasa genetika harus
sangat bijak dalam upaya meminimalisir dampak negatif dari rekayasa genetika.
