REKAYASA GENETIKA
Ada beberapa arti rekayasa genetika diantaranya rekayasa genetika dapat diartikan sebagai manipulasi sifat genetik suatu organism dengan cara mengintroduksi atau mengeliminasi gen-gen tertentu. Sumber lain mengartikan rekayasa genetika sebagai manipulasi genetik dalam sel umtuk menghasilkan suatu sifat yang dikehendaki, kadang-kadang disebut teknologi rekombinan DNA. Dari beberapa sumber itu memperlihatkan ada manipulasi atas materi genetik dengan cara menambah atau menghilangkan gen tertentu. Terdapat beberapa teknik yang digunakan dalam rekayasa genetika, misalnya transfer vector, injeksi mikro, fusi protoplas, dan elektroporasi.
Transfer vector
Transfer vector merupakan cara memasukkan suatu gen kedalam suatu sel baru dengan menggunakan pembawa khusus. Vector yang digunakan untuk memesukkan gen ke sesuatu sel baru adalah plasmid, bakteriofag, dan kosmid. Secara kimiawi vector-vektor tersebut adalah molekul DNA. Sebagai vector suatu molekul DNA harus memiliki sifat-sifat seperti dibawah ini:
1. Molekul DNA itu harus mampu melakukan replikasi sendiri mapun replikasi segmen DNA yang diinsersikan bebas dari replikasi kromosom sel inang dengan cara membawahi suatu ”ori”.
2. Mengandung sejumlah tapak pemutusan enzim retriksi khusus yang bermanfaat untuk insersi segmen-segmen DNA.
3. Membawahi suatu penanda yang dapat dimanfaatkan untuk identifikasi sel-sel inang yang mengandungnya.
4. Mudah terbebas kembali dari sel inang.
Injeksi Mikro, Fusi Protoplas, Elektroporasi, Kopresipitas Kalsium Fosfatdan
Endositoasis, Serta Proyeksi Mikro
Pada injeksi mikro digunakan jarum mikroskopis, untuk memasukkan DNA melalui membrane sel sasaran (Smith dan Byars, 1990). Termasuk kedalam inti sel. Pada fusi protoplas terjadi pelarutan dua membrane sel dari sel-sel yang berbeda sehingga dua sel dapat digabung menjadi satu (Smith dan Byars, 1990).
Berkaitan dengan fusi protoplas, suatu system transformasi sederhana sudah dikembangkan yang memanfaatkan liposom yang tersusun dari suatu lipida kationik. Liposom-liposom permulaan positif tidak hanya membentuk kompleks dengan DNA, tetapi juga melekat pada sel-sel hewan yang dikultur dan lapisan-lapisan itu efisien melakukan transformasi atas sel-sel tersebut, yang mungkin terjadi melalui fusi dengan membrane plasma. Pemanfaatan liposom sebagai suatu system transformasi atau transfeksi disebut sebagai Lipofeksi. Pada teknik elektroporasi digunakan listrik untuk menciptakan lubang kecil dimembran sel yang akan dimanfaatkan untuk pemindahan DNA kedalam sel.
Prosedur Dasar Teknologi DNA Rekombinan
Urutan proses yang menjadi prosedur dasar pada teknik DNA rekombinan yang diperantarai vector, sebagai berikut :
a. Pembuatan fragmen DNA dengan bantuan enzim nuclease retriksi yang mengenal dan memotong molekul DNA pada urut-urutan nukleotida yang spesifik.
b. Segmen-segmen tersebut digabung ke molekul DNA lain dengan bantuan vector. Vector dapat bereplikasi secara otonom sehingga memfasilitasi manipulasi dan identifikasi molekul DNA yang baru terbentuk.
c. Vector yang sudah terinsersi segmen DNA ditransfer ke suatu sel inang. Di dalam sel tersebut molekul DNA rekombinan (yang tersusun dan segmen yang terinsersi) direplikasikan menghasilkan berlusin salinan yang disebut klon-klon.
d. Segmen-segmen DNA yang di klon dapat diambil dari sel inang, dimurnikan dan dianalisis.
e. Sel-sel inang yang mengandung DNA rekombinan mewariskannya kepada seluruh sel turunan, menghasilkan suatu populasi sel-sel yang identic yang semuanya membawahi urut-urutan yang di klon.
f. Secara potensial, DNA yang diklon dapat ditranskripsikan, RNAd-nya ditranslasikan serta produk-produk gennya diisolasi dan dikaji.
Peran Enzim Endonuclease Retriksi
Enzim endonuclease retriksi terbagi menjadi dua kelompok atau tipe (Russel, 1992). Tipe I akan mengenali suatu urutan pasangan nukleotida yang spesifik pada DNA dan selanjutnya memotong DNA pada suatu tapak tidak spesifik. Enzim endonuklease tipe II juga mengenal suatu urutan pasangan nukleotida spesifik pada DNA, tetapi tipe ini memotong DNA justru di dalam urutan tadi. (Russel, 1992).
Enzim endonuklease restriksi juga sudah diisolasi dari sejumlah besar strain bakteri yang berbeda (Russel, 1992). Oleh karena itu tiap enzim memotong DNA pada suatu urutan pasangan nukleotida yang spesifik untuk enzim yang bersangkutan, jumlah potongan yang dibuat enzim pada suatu molekul DNA tertentu tergantung pada jumlah berapa kali urutan pengenalan ditemukan pada DNA. Pada beberapa kasus, enzim yang berbeda mengenal dan memotong urutan pasangan nukleotida yang sama. Enzim yang semacam itu disebut sebagai isochizomer.
Seleksi Klon Rekombinan
Pada initnya teknik blotting ini mentransfer makro molekul dari gel yang berarti mereka telah dipisahkan secara elektroforesis ke permukaan suatu membrane. Sekali ditransformasi, makro molekul ini akan difiksasi secara permanen pada membrane. Membrane ini relative mudah ditangani dan dapat dipakai untuk berbagai macam teknik analisis. Sebagai akibatnya, membrane ini juga luas pemakaiannya dalam mendeteksi dan menganalisis asam dan proten.
Manfaat Rekayasa Genetika
Manfaat rekayasa genetika dapat dilihat dalam kaitannya dengan analisis genetic, diagnosis molekuler atas penyakit manusia, terapi gen, sidik jari DNA, serta bioteknologi (Klug, dkk, 1994)
Analisis genetik
Para ahli genetika menggunakan teknik-teknik DNA rekombinan untuk kepentingan analisi genetic (Klug, dkk, 1994). Teknik-teknik itu memungkinkan pengadaan suatu kumpulan klon yang meliputi keseluruhan klon, demikian pula memungkinkan pemetaan genetic maupun fisik yang lengkap, serta memungkinkan penetapan urutan nukleotida dan keseluruhan kromosom.
Diagnosis molekuler atas penyakit manusia
Teknologi DNA rekombinan sudah terbukti menjadi suatu alat yang sangat sensitive dan teliti untuk mendeteksi kelainan-kelainan genetic (Klug dkk, 1994). Pemanfaaan urutan DNA yang diklon memungkinkan pengamatan langsung terhadap genotip daripada pengamatan atas suatu produk gen yang belum dikenal atau yang tidak terekspresi. Sebagai contoh deteksi molekuler dapat dilakukan atas Thalessemia dan Sickle cell anemia.
Terapi gen
Kemampuan mengisolasi dan mengklon gen-gen spesifik manusia yang pada mulanya dikembangkan sebagai suatu kegiatan penelitian, sekarang sedang digunakan dalam bidang kedokteran secara operasional untuk menangani kelainan-kelainan menurun, dan cara yang ditempuh adalah mengganti gen cacat dengan salinan gen normal (Klug dkk, 1994). Proses semavam itu disebut sebagai terapi gen.
Panduan terapi gen sudah disusun dan mencakup beberapa persyaratan (Klug dkk, 1994) yang akan dikemukakan lebih lanjut.
- Gen harus diisolasi dan ditransfer.
- Cara transfer gen yang efektif harus ada.
- Jaringan target harus dapat tercapai, sebagi contoh percobaan terapi gen yang pertama menggunakan sel-sel darah putih ataupun perkusornya sebagai jaringan target.
- Terapi gen tidak boleh menyakiti pasien dan sudah tidak ada cara terapi lain yang efektif.
Sidik jari DNA
RFLP sudah digunakan untuk membedakan salinan gen yang normal dari yang mutan dan dapat digunakan sebagai penanda genetik , karena polimorfisme tersebut diwariskan dalalm pola kodominan ( Klug dkk, 1994). Fenotip dari penanda – penanda ini berupa susunan atau deretan frgamen DNA berbagai ukuran yang ada pada southern blott, sesudah DNA dipotong dengan suatu enzim endonuklease restriksi.
Bioteknologi
Pada bagian ini akan dikemukakan secara sangat ringkas pemnafaatan rekayasa genetika atau teknologi DNA rekombinasi dalam bidang bioteknologi untuk kepentingan manusia yang lain selain dari pada yang telah disebutkan sebelumnya.
Masing – masing jaringan dikendalikan oleh banyak gen. Jadi mengubah bentuk tubuh maupun intelegensi manusia pada saat sekarang masih jauh dari jangkauan teknologi genetika yang diketahui.
Catatan Lain Tentang Bioteknologi di Bidang Pertanian
Rekayasa Genetika dalam pertanian menjanjikan masa depan yang cerah namun ada keterbatasan bioteknologi pertanian. Menurut Micklos dan freyer ( 1990) kesulitan analisis genetis tanaman disebabkan oleh : (1) pertumbuhan tanaman yang lambat dan umur pergantian genrasi yang lama, (2) besarnya genom tanaman , termasuk banyaknya kromosom poliploid, dan (3) dimilikinya “kotak kayu” yaitu dinding sel berupa selulose yang mengelilingi tanaman. Oleh karena itu ,penelitian dilakukan terutama untuk sifat – sifat yang dikendalikan oleh gen tunggal. Masalahnya, kebanyakan sifat dikendalikan oleh banyak gen ( multigen). Sifat yang dikendalikan oleh banyak gen sangat sulit direkayasa dan dikendalikan.
Menciptakan Dasar Yang Kokoh Bagi Keberhasilan Pengembangan Rekayasa Genetika Di Indonesia
Gagasan yang dikemukakan pada bagian ini sudah pernah dikemukakan dalam seminar nasional bioteknologi pertanian di IPB ( Corebima, 1987). Keinginan kita adalah agar supaya sebagai suatu ilmu terapan baru dalam biologi di indonesia, rekayasa genetika dapat dikuasai dan dikembangkan. Usaha yang harus dilakukan untuk menunjang harapan itu adalah secepat mungkin menciptakan dasar yang kokoh bagi pengembangan rekayasa genetika yang dilakukan, diharapkan lebih berhasil sehingga kita tidak selalu hanya mampu melakukan alih teknologi saja.
Dasar yang kokoh bagi pengembangan rekayasa di indonesia adalah tumbuh dan berkembangnya ilmu –ilmu murni pendukung. Inilah dasar utama bagi pengembangan rekayasa genetika sebagai ilmu terapan, disamping faktor – faktor lain. Hal itu berarti bahwa ilmu – ilmu murni dalam genetika, biokimia, biologi molekuler, dan sebagainya; harus tumbuh dan berkembang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar