VARIABILITAS DALAM EVOLUSI

VARIABILITAS DALAM EVOLUSI

Evolusi berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasiorganisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi. Suatu individu tidak dapat mengalami evolusi , hanyalah suatu populasi  yang dapat mengalami hal tersebut. Komposisi genetik  dari suatu individu  sudah ditentukan semenjak terjadinya fertilisasi, yakni persatuan antara spermatozoid dengan sel sel telur. Kebanyakan dari perubahan sepanjang hidupnya ialah suatu perubahan  dialam eksperesi dari potensi pertumbuahan yang terkandung didalam gen. Didalam populasi , baik komposisi genetik  maupun dari potensi pertumbuhan dapat berubah. Perubahan komposisis genetik populasi adalah evolusi.

Keanekaragaman merupakan faktor utama dari evolusi. Meskipun prosesnya diketahui pada masa dikemukan oleh lamarck  dan darwin, tanpa ada variasi (kenanekaragaman), evolusi tiadak akan terjadi , dialam ada faktor yang bekerja  untuk memepertahankan keutuhan suatu jenis. Bila ada secara sendiri maka kedua faktor  tersebut seakan-akan bertentangan dengan kedua faktor  tersebut bekerja secara harmonis (Zaifbio, 2009).

Teori evolusi modern berpandangan bahwa sifat-sifat benda hidup berubah dengan bertambahnya waktu dan perubahan ini diarahkan oleh seleksi alam. Perubahan pada individu sepanjang hidupnya menyangkut suatu populasi dalam beberapa generasi. Suatu individu tidak dapat dikatakan mengalami evolusi, tetapi populasilah yang mengalami hal tersebut.perubahan yang diperoleh individu adalah perubahan dalam ekspresi dari potensi pertumbuhan yang dikandung gen yang dibawa. Di dalam populasi baik komposisi maupun ekspresi dari potensi pertumbuhan dapat mengalami pertumbuhan. Perubahan komposisi genetis inilah yang disebut evolusi.

            Di alam terdapat dua faktor yang bekerja secara harmonis yaitu factor penyebab keanekaragaman dan faktor yang bekerja untuk mempertahankan keutuhan suatu jenis.

A.    Variasi genetis sebagai bahan dasar evolusi

Dalam populasi terdiri dari sejumlah individu tetapi tidak ada dua individu yang serupa. Perbedaan ini akan tampak dengan nyata atau tidak nyata. Jika terjadi suatu seleksi untuk menentukan beberapa varian dan seleksi menguntungkan untuk varian lain yang lain di dalam populasi, maka komposisi itu dapat berubah dengan berjalannya waktu sebab sifat populasi itu ditentukan oleh individu yang ada di dalamnya.

a.       Variasi fenotip

Variasi fenotip dalam populasi dapat menyebabkan adanya seleksi (reproduksi diferensial) antar individu. Variasi ini belum tentu menunjukkan adanya perbedaan-perbedaan secara genetis. Variasi yang disebabkan berbagai keadaan luar dalam waktu pertumbuhan dapat dikenal oleh seleksi natural. Aksi seleksi natural pada segala macam variasi dapat mengubah susunan suatu populasi dalam rentang waktu yang tidak lama, namun sebaliknya aksi pada variasi yang mencerminkan perbedaan-perbedaan genetis mempunyai pengaruh jangka panjang. Jadi variasi yang memang benar-benar fenotipik bukanlah bahan baku dalam evolusi.

Satu hal yang terdapat dalam variasi genetik, namun tidak berguna sebagai bahan baku evolusi, yaitu variasi yang disebabkan mutasi somatic. Mutasi penting dapat terjadi pada sel-sel ectoderm embrio muda dari suatu hewan. Sel-sel hasil diferensiasi sel yang mengalami mutasi ini akan diturunkan dalam rentang pertumbuhan dan perkembangan individu ini. Hasil dari mutasi ini akan berpengaruh pada system syaraf, namun mutasi ini tidak akan diturunkan kepada generasi berikutnya sebab mutasi ini tidak terjadi pada sel kelamin. Sel ectoderm bukanlah sel yang akan menjadi gamet. Sehingga, seleksi yang dihasilkan mutasi somatic tidak dapat menghasilkan suatu perubahan secara evolusi pada makhluk hidup yang berkembang biak secara seksual.

b.      Variasi genotip

Evolusi menyangkut sifat genetis suatu populasi, bukannya sifat-sifat individu. Alela baru selalu timbul dari adanya variasi. Sekali terbentuk suatu variasi dari berbagai macam alela, rekombinasi merupakan suatu mekanisme yang memberikan variasi genetic yang tidak terhingga pada suatu populasi. Variasi sebagai hasil meiosis dan rekombinasi pada vertilisasi organism merupakan factor yang sangat penting. Pindah silang, translokasi, aberasi kromosom merupakan rekombinasi berikutnya.

Untuk mengetahui keanekaragaman, harus memulai dari struktur yang sangat kecil, tetapi sangat penting dalam penentuan factor keturunan. Struktur tersebut adalah DNA. DNA terdiri dari empat macam asam nukleat, yaitu Adenin (A), Sitosin (C), Guanin (G), dan Timin (T). asam terakhir pada RNA diganti oleh Urasil (U). keempat macam asam nukleat akan membentuk 20 macam asam amino esensial. Kombinasi tiga dari keempat asam nukleat akan membentuk asam amino yang dikenal dengan triplet kodon atau kode genetic.

Jika ada dua macam asam nukleat yang membentuk satu asam amino, maka hanya akan diperoleh 16 macam kombinasi untuk 16 asam amino, sehingga tidak akan ditemukan empat macam asam amino essensial yang lain. Dengan tiga kombinasi, maka akan diperoleh 64 macam kemungkinan. Ternyata tiap satu macam asam amino dikode oleh sekitar tiga macam kombinasi. Ada asam amino yang dikode oleh satu kombinasi, sedangkan ada asam amino yang dikode oleh enam macam kombinasi. Dengan demikian maka suatu asam amino dapat dihasilkan lebih banyak, bukan saja karena kode tersebut terdapat berulang-ulang tetapi karena adanya lebih banyak kemungkinan (probability). Adanya satu kode genotip atau lebih belum dapat menerangkan terjadinya keanekaragaman. Variasi genetic adalah satu-satunya kemungkinan yang dapat menerangkan proses evolusi. Secara genetis, variasi dapat timbul akibat mutasi.

B.       Mutasi

            Setiap urutan DNA secara normal tidak akan berubah saat bereplikasi. Namun, beberapa hal dapat menyebabkan urut-urutan DNA itu berubah. Perubahan itu disebut juga dengan mutasi. Widodo (2003) menyebutkan bahwa mutasi merupakan kesalahan di dalam replikasi atau perbaikan yang dapat memunculkan urutan (sequence) yang baru. Lebih lanjut Campbell (2002) mengatakan bahwa mutasi adalah perubahan materi genetik suatu sel atau virus.

Mutasi dapat terjadi pada setiap sel, baik itu sel somatik atau germline. Mutasi pada sel somatik tidak akan diwariskan. Oleh karena itu, dalam hubungannya dengan evolusi maka hal itu tidak diperhitungkan.

            Mutasi merupakan sumber variasi di dalam evolusi. Widodo (2003) menyebutkan ada empat aspek dalam mutasi, yaitu mekanisme molekuler yang bertanggung jawab untuk terjadinya mutasi, efek setiap jenis mutasi terhadap materi genetic dan produknya, atribut sementara atau ruang mutasi, dan keacakan mutasi.

Macam-macam Mutasi

            Ada bermacam-macam mutasi yang dikenal sampai saat ini. Berikut adalah macam-macam mutasi yang didasarkan pada dasar penggolongan tertentu menurut Widodo (2003).

1.    Berdasarkan panjang urutan DNA yang dipengaruhi oleh mutasi

a.    Mutasi titik

Mutasi titik merupakan mutasi yang terjadi pada satu nukleotida tunggal (Stansfield, 2006).

Gambar 2.1:  Mutasi titik(a) mutasi diam(b) mutasi salah arti(c) mutasi tanpa arti (Sumber: Anonim, 2003)

b.    Mutasi segmental

Mutasi ini terjadi pada beberapa nukleotida (Widodo, 2003).

2.    Berdasarkan jenis perubahan yang disebabkan oleh peristiwa mutasi

a.    Substitusi

Substitusi merupakan salah satu jenis mutasi yang disebabkan oleh penggantian satu nukleotida dengan nukleotida yang lain. Menurut Fried (2005) substitusi merupakan sejenis mutasi yang lebih kecil kemungkinannya dalam menggaunggu sintesis protein.pada substitusi satu basa digantikan oleh basa lainnya. Akibat adanya perubahan kodon semacam itu adalah satu asam amino digantikan oleh asam amino lainnya. Jika asam amino yang baru mirip sifatnya dengan asam amino yang asli, tidak akan terjadi kerusakan.

Mutasi substitusi dibedakan atas transisi dan transversi. Transisi adalah perubahan antar A dan G (purin) atau antara C dan T (pirimidin), dengan kata lain transisi merupakan mutasi yang terjadi karena ada penggantian basa purin dengan purin lain, atau antara basa pirimidin dengan basa pirimidin lain. Jenis transisi adalah AàG, GàA, CàT, dan TàC. Transversi merupakan perubahan antar suatu purin dengan suatu pirimidin. Jenis transversi yaitu AàC, AàT, CàA, CàG, TàA, TàC, GàC, dan GàT.

 

Gambar 2.2: Transisi dan Translasi

(Sumber: Tony, 2011)

Mutasi yang terjadi pada protein coding dapat pula dibedakan menjadi beberapa menurut efek yang ditimbulkannya. Ada mutasi synonymous jika tidak terjadi perubahan apapun pada asam amino yang ditetapkan. Ada pula mutasi nonsynonymous jika terjadi perubahan asam amino yang ditetapkan (Widodo, 2003).

Lebih lanjut nonsynonymous dibedakan menjadi mutasi missense dan mutasi nonsense. Mutasi missense mengubah kodon yang dipengaruhi ke dalam suatu kodon asam amino yang kodenya telah ditetapkan sebelumnya. Sedangkan mutasi nonsense akan mengubah suatu sense kodon ke dalam kodon terminal sehingga translasi akan berakhir dan menghasilkan protein yang tidak lengkap (Widodo, 2003).

Gambar 2.3: Mutasi synonymous vs. mutasi nonsynonimous (Sumber: Woodmorappe, John. 2004)

b.    Rekombinasi

Selain mutasi, mekanisme lain yang dapat menyebabkan terjadinya variasi genetik adalah rekombinasi. Jasad hidup yang diturunkan dari suatu induk tidak selalu mempunyai sifat-sifat genetik yang sama dengan induknya karena umumnya jasad turunan (progeny) telah mengalami komposisi genetik yang berbeda. Rekombinasi genetik adalah proses pertukaran elemen genetik yang dapat terjadi antara untaian DNA yang berlainan (interstrand), atau antara bagian-bagian gen yang terletak dalam satu untaian DNA (intrastrand). Dalam pengertian yan lebih sederhana, rekombinasi genetik didefinisikan menjadi penggabungan gen dari satu atau lebih sel ke sel target. Sel yang disisipi atau dimasuki gen dari luar atau dari sel lain disebut biakan rekombinan.

Fungsi dari rekombinasi genetik bervariasi tergantung mekanismenya. Beberapa fungsi rekombinasi genetik adalah memelihara perbedaan genetik, sistem perbaikan DNA khusus, regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogram selama perkembangan. Secara garis besar ada tiga tipe rekombinasi genetik yang sudah banyak diketahui, yaitu (1) rekombinasi homolog/ umum, (2) rekombinasi khusus (site-specific rekombination), dan (3) rekombinasi transposisi/ replikatif.

Ada dua jenis rekombinasi homolog pindah silang (reciprocal recombination) dan konversi gen (nonreciprocal recombination). Reciprocal recombination melibatkan pertukaran sekuens homolog antar kromosom homolog, yang menhasilkan kombinasi baru dari sekuens bersebelahan dan pada waktu yang sama kedua varian terlibat peristiwa rekombinasi. Sedangkan, non reciprocal recombination melibatkan penggantian yang tidak seimbang satu sekuens oleh yang lain. Hal ini merupakan suatu proses yang menghasilkan hilangnya salah satu dari sekuens varian yang terlibat dalam peristiwa ini. Kedua jenis rekombinasi homolog ini diperkirakan melibatkan suatu molekul intermediate disebut Holliday structure atau junction. Struktur ini mempengaruhi pembentukan kesalahan berpasangan dari rantai ganda DNA yang biasa disebut heteroduplex. Kesalahan berpasangan dalam heteroduplex dikenali oleh enzim seluler. Kemudian, menggunakan rantai komplementer sebagai template, DNA polymerase mengisi daerah ‘gap’. Untuk peluang hasil resolusi suatu Holliday junction dan perbaikan serta penghilangan yang tidak sepadan pada heteroduplex.

Gambar 2.4: Struktur Holliday, heteroduplex DNA tersusun atas rantai kromatid yang salah berpasangan.

Pindah silang dan konversi gen melibatkan rekombinasi dari sekuens homolog. Namun, rekombinasi sisi khusus (site specific recombination) melibatkan pertukaran suatu sekuens yang pada umumnya sangat pendek (tersusun tidak lebih daripada beberapa nukleotida) dengan yang lain (pada umunya tidak ada persamaan urutan dengan yang asli). Site specific recombination bertanggung jawab untuk pengintegrasian genom phage ke dalam kromosom bakteri. Dari sudut pandang mutasi, site specific recombination merupakan tipe insersi.

c.    Delesi dan Insersi

Delesi dan insersi dapat terjadi dengan beberapa mekanisme. Mekanisme pertama adalah unequal crossing over. Unequal crossing overantara dua kromosom mengakibatkan delesi suatu segmen DNA pada satu kromosom dan suatu penambahan timbal balik pada yang lain. Kesempatan terjadinya unequal crossing over sangat ditingkatkan jika suatu segmen DNA disalin dalam tandem, oleh karena itu kemungkinan salah urutan adalah lebih tinggi. Mekanisme berikutnya adalah delesi dalam rantai yang merupakan suatusite-specific recombination yang muncul ketika suatu sekuens berulang berpasangan dengan yang lain memiliki orientasi yang sama pada kromatid yang sama, maka sebagai konsekuensi adalah terjadinya suatu pindah silang intrakromosom. Sebagai contoh, pada Escherchia coli, delesi spontan genlack  sering nampak berkaitan dengan rekombinasi antar rantai dengan daerah persamaan yang kecil. Penghilangan unsur-unsur transposable sering melibatkan rekombinasi langsung, sepanjang 5-9 pasang basa dikenal sebagai elemen flaking (elemen pengapit). Dengan cara yang sama, delesi dalam rantai bertanggung jawab untuk pengurangan jumlah tandem, seperti DNA berulang sederhana (microsatellite) dan satelit DNA.

Gambar 2.5: Unequal crossing over (Sumber: Anonim, 2003).

Gambar 2.6: Proses delesi dalam rantai (Sumber: Widodo, 2003).

Mekanisme ketiga adalah replication slippage atau slipped-strand mispairing. Peristiwa jenis ini terjadi pada daerah DNA repeat/berulang yang berdekatan. Selama DNA replikasi, slippage dapat terjadi oleh karena mispairing antara daerah berulang yang berdekatan, dan slippage itu dapat menghasilkan delesi atau duplikasi segmen DNA tergantung kenampakan slippage pada arah 5 à 3 atau kebalikannya. Slipped-strand mispairing dapat juga terjadi pada DNA yang tidak dapat direplikasi. Mekanisme keempat yang bertanggung jawab untuk insersi dan delesi sekuens DNA adalah DNA transposition.

Delesi dan insersi secara bersama dikenal sebagai indels sebagai singkatan untuk insersi atau delesi, sebab ketika dua sekuens dibandingkan, adalah mustahil untuk membahas apakah suatu insersi telah terjadi atau dalam sisi lain suatu delesi telah terjadi.

Akibat mutasi

1.      Mutasi yang dapat mengubah struktur DNA, tetapi tidak mengubah produk yang dihasilkan. Seperti yang sudah kita ketahui, DNA merupakan sumber informasi genetic. DNA akan ditranslasi menjadi asam amino. Ada asam amino yang dikode oleh satu kode genetic, tetap ada yang dikode oleh lebih dari satu (hingga enam) kode genetic. Apabila mutasi terjadi pada suatu tempat pada DNA, tetapi kode yang berubah tetap mengkode asam amino yang sama, maka mutasi tersebut tidak berakibat apa-apa.

2.      Mutasi mengubah struktur DNA dan mengubah komposisi produk, tetapi tidak mengubah fungsi produk yang dihasilkan. Dalam hal ini perubahan produk, misalnya asam amino yang dihasilkan adalah lisin. Padahal kode genetic sebelum mutasi terjadi adalah asam amino treonin. Akibatnya terjadi perubahan dalam rantai protein yang dihasilkan. Walaupun demikian, protein itu tidak mengalami perubahan fungsi.

3.      Mutasi terjadi dan perubahan fungsi sangat besar, namun terjadi pada sel somatic, jadi tidak diturunkan. Mutasi sel somatic jarang terlihat. Missal tahi lalat dianggap mutasi somatic yang tidak diturunkan.

4.      Mutasi yang bersifat fatal, sehingga organism tersebut mati, jadi tidak terlihat. Kalau mutasi semacam ini terjadi dalam tingkat sel, biasanya produksi akan diserap tubuh. Itupun kalau produk tersebut memang dibuat. Mutasi yang bersifat fatal dikenal dengan gen letal. Banyak gen letal yang diketahui, misalnya kebutaan (tidak semuanya), hemophilia. Hanya berkat ilmu kedokteran, manusia bisa bertahan. Apabila hal ini terjadi pada hewan, maka mereka akan segera mati, karena tidak dapat mempertahankan diri dari predatornya.

5.      Mutasi “menguntungkan”. Contoh mutasi “menguntungkan” sangat banyak dan tidak perlu dijelaskan. Namun, mutasi yang disebut menguntungkan dapat dilihat dari segi manusia. Meskipun bagi organism lain hal demikian dapat berarti sebaliknya. Misalnya mutan ayam broiler atau sapi pedaging menguntungkan dari segi manusia, tetapi bagi hewan tersebut tidak demikian, karena dalam segi lain lebih lemah, lamban, sehingga lebih mudah dimangsa predatornya.

MUTASI KROMOSOM : PERUBAHAN STRUKTUR KROMOSOM

MUTASI KROMOSOM : PERUBAHAN STRUKTUR KROMOSOM

Kita sudah mempelajari mutasi gen yng merupakan perubhan yang terjadi dalam basa satu gen. pada bab ini kita akan mempelajari macam perubahan genetik yang lain yitu mutasi kromoom.

Mutasi kromosom disebut juga aberasi kromosom. Mutasi kromosom mencakup perubahan struktur kromosom dan perubahan jumlah kromosom, dengan kata lain mutasi kromosom dapat terjadi karena perubahan struktur kromosom dan karena perubahan jumlah kromosom.

MUTASI KROMOSOM KARENA PERUBAHAN STRUKTUR

Dewasa ini dikenal empat macam mutasi kromosom yang terjadi akibat prubahan struktural. Keempat macam mutasi kromosom itu adalah delsi, duplikasi, inversi, dan translokasi. Delesi kadang-kadang terjadi akibat pindah silang pada individu yang heterozigot untuk inversi atau heterozigot untuk tanslokasi. Delesi dan dupliksi tergolong prubahan mutasi genetik pada suatu kromosom. Inversi merupakan suatu perubahan susunan suatu segmen kromosom, sedangkan transloksi tergolong perubahan lokasi sesuatu segmen kromosom. 

Macam aberasi kromosom ini lebih merupakan perubahan pada sesuatu bagian kromosom daripada perubahan kromosom secara keseluruhan atau perubahan perangkat – perangkat kromosom pada suatu genom. Kebanyakan informasi tentang perubahan struktur kromosom diperoleh atas dasar studi atas kromosom – kromosom politen. Dewasa ini dikenal empat macam mutasi kromosom yaitu; delesi, duplikasi, inverse, dan translokasi.

Mutasi kromosom atau aborasi kromosom dapat terjadi secara spontan, tetapi dapat diinduksi oleh perlakuan kmiawi atau perlakuan radiasi. Dikatakan pul bahwa perubahan organisasi kromosom terjadi secara alami sebagai mekanisme pengubahan ekspresi gen sering sebagai bagian dari suatu program pengabungan.

Delesi

Delesi adalah suatu aberasi kromosom(mutasi kromosom) berupa proses perubahan structural yang berakibat hilangnya suatu segmen materi genetic dari suatu kromosom. Jika delesi terjadi dibagian ujung kromosom maka disebut delesi terminal, sedangkan bila delesi terjadi bukan di ujung kromosom maka disebut delesi interkalar.

Delesi terjadi akibat pemutusan kromosom yang diinduksi oleh factor – factor penyebab seperti panas, radiasi, virus, serta senyawa kimia atau bahkan oleh kesalahan pada enzim – enzim rekombinasi. Deteksi delesi dapat terjadi dengan bantuan analisis kariotipe, jika bagian kromosom yang mengalami delesi cukup besar, sehingga dapat terlihat ketika kromosom – kromosom homolog disandingkan. Deteksi delesi juga dapat dilakukan dengan bantuan pengamatan tentang ada tidaknya lengkungan disaat kedua kromosom homolog berpasangan.

Delesi basanya bersifat letal pada kondisi homolog atau pada kondisis homozigot jika delesi terjadi pada kromosom kelamin. Misalnya pada kromososm X. akan tetapi adapula sejumlah kecil delesi pada konisi homozigot yang bersifat letal ditemukan pada jagung, Drosopilla serta makhluk hidup lainnya; pada Echeria coli delesi yang tidak etal bahkan mencakup hingga 1% genom yang dikenal. Di kalangan Drosophil delesi terbesar yang tidak letal dan memungkinkan individu tetap hidup hingga dewasa sampe berjumlah 0,1 % genom. Pada kondisi heterozigot delesi sering menimbulkan efek fenotip.

Contoh delesi yang telah dilaporkan adalah Drosophila dan manusia. Delesi pada Drosophila tersebut mengakibatkan efek Notch. Fenotip dari notch dapat terlihat dengan adanya lekukan sayap pada tepi posterolateral. Sedangkan pada manusia contoh delesi yang terkenal adalah yang menimbulkan sindrom Cri-du-chat. Delesi penyebab hal itu bersifat heterozigot. MutanNotch pada Drosophila  tersebut terput kromosom kelamin X bersifat letal pada kondisi homozigot (betina) dan hemizigot (jantan), jadi hanya pada individ betin heterozigot saja yang ditemukan fenotip mutn seperti terebut. Berkenaan mutan Notch  pada Drosophila tersebut sudah diketahui bahwa pada mutan w (white) akan berperilku sebagai mutan dominan jika mutan Notch ada pada kromosom homolognya. Sebenarnya selain gen mutan w, gen resesif lain yang berada di sekitar loksi w juga homoognya.fenomena gen-gen mutan resesif sebagaimana layaknya gen-en mutan dominan semacam itu disebut sebagai psedodo-minansi. Psedodominansi tersebut karena gen-gen mutan resesif itu terekspresi sendiri, lokus-lokus pasangan pada kroosom homolognya tidak ada lagi akibat telah mengalami delesi. Dalam hubungan inilah psedodominansi merupakan suatu tanda adanya delesi.

Satu contoh delesi yang terkenal pada manusia adalah yang menimbulkan sindrom Cri-du-chat.  Delesi peyebab timbulnya sindrom itu bersifat heterozigot. Delesi terjadi pada lengan pendek kromosom 5. Teriakan para bayi pengidap sindrom ini terdengar seperti bunyi meong kucing. Sindrom itu juga ditandai dengan ukuran kepala yang keil, abnrmitas pertumbuhan yang parah, serta adanya keterbelakangan mental. Para penderita biasanya meninggal pada masa bayi atau awal masa kanak-kanak sekaipun ada juga yang tetap hidup hingga dewasa.

Delesi pada kromosom 5 yang menimbulkn sindrom Cri-du-chatseperti tersebut dapat menckup sekitar searuh lengan pendek kromosom tersebut. Delesi penyebab sindrom ini bahkan sudah dibuktikan oleh kejeune dan yang lainnya kadang-kadang terlibat pada suatu proses translokasi resiprok. Dalam hal ini transloksi resiprok itu mencakup kromosom 15.

Contoh delesi lain pada manusia adalah yang menimbulkan leukimiamyelo-sitis kronis. Delesi tersebut terjadi pad kromosom 22. Sebenarnya delesi pada kromosom 22 menmbulkan leukimia, berkenaan dengan delesi pada kromosom 22 tersebut juga mengalami translokasi menuju kromosom lain. Dalam hal ini sebagian lengan panjang kromosom 22 biasanya ditranslokasikan ke kromosom 9.

Sebenarnya delesi heterozigot pada kromosom manusia seperti yang lain kromsom 4, 13, dan 18 semuanya menimbulkan cacat fisik dan mental yang parah. Dalam hal ini suatu delesi pada kromosom 13 gbersangkut paut dengan retinoblastoma adalah suatu tumor retina mata pada masa kanak-kanak yang jarang. Delesi penyebab retinoblastoma itu sebenarnya menghilangkan gen R.Byang merupakan gen pengkode protein rh yang terdiri dari 928 asam amino.

Delesi heterozigot lain pada manusia yang juga menimbulkan cacat parah adalah yang terjdi pada kromosom 11 khususnya pada pita 11p13. Delesi itu menyebabkan tumor nefroblastoma yang merupakan suatu tumor ginjal terutama pada anak-anak. Mutasi delesi pada kromosom 11 ni bersangkut paut dengan fungs gen WT. gen WT hanya aktif pada sel-sel mesenkim ginja janin, selama waktu singkat disaat pembentukan nefron. Protein yang dikode gen WT tersebut diduga bertanggung jawab bekerja terhadap gen-gen target menghentikan pembelahan sel atau mendorong diferensiasi sel. Protein mutan yang akibat mutasi delesi itu diduga tidak mampu bekerja atas gen-gen target, sehingga pembelahan sel terus berlangsung dan terjadilah tumor.      

Duplikasi

Duplikasi adalah aberasi kromosom yang terjadi karena keberadaan suatu segmen kromosom yang lebih dari satu kali pada kromosom yang sama. Jika segmen yang mengalami duplikasi itu berurutan maka disebut duplikasi tandem. Jika sebaliknya disebut reverse tandem, dan jika duplikasi terletak di ujung kromosom maka disebut duplikasi terminal.

Satu contoh duplikasi adalah yang menimbulkan mata Bar pada D. melogaster.individu  D. melogaster yang bermata Bar memiliki mata serupa celah akibat berkurangnya faset mata. Pewarisan sifat mata Bar ini memperlihatkan ciri semidominan. Duplikas yang menimbukan mata Bar terjadi atas segmen kromosom 16 A dari kromosom X.

Berkenaan dengan duplikasi sudah diketahui pula bahwa pada makhluk hidup eukariot, beberapa gen struktural mempunyai dua atau lebih kopi yang identik per genom (Ayala, dkk., 1984). Di samping itu ada pula gen-gen struktural lain yang sudah terbentuk melalui duplikasi atas sesuatu gen purba, tetapi sudah berubah dan sekarang mengkode polinukleotida-polinukleotida yang agak berbeda. Contoh-contoh gen semacam itu adalah kelompok gen imonoglobulin dan kelompok gen globulin. Dalm hal ini sudah diketahui bahwa urut-urutan pada kelompok gen globulin α sangat mirip dengan yang terdapat pada kelompok gen globulin β (Russel, 1992).  

Kelompok gen globin α (pada manusia) terletak pada kromosom 16 sedangkan kelompok gen globin β terletak pada kromosom 11 (Ayala,dkk.1984). Polipeptida-polipeptida yang dikode gen-gen itu merupakan penyusun protein hemoglobin pada embrio, fetus, dan individu dewasa. Satu gen dan kelompok gen globin α mengkode satu macam polipeptida yang bersama dengan macam polipeptida lain yang dikode oleh satu gen kelompok gen globin β, merupakan penyusun hemoglobin manusia (dewasa). Polipeptida yang dikode oleh satu gen dari kelompok gen globin α itu tersusun dari 41 asam amino, sedangkan yang dikode oleh satu gen dari kelompok globin β tersusun dari 146 asam amino.

Urutan gen globin α₁ dan α₂ pada kromosom 16 manusia yang serupa urutan-urutan pada segmen-segmen antar gen ψ α – α₂ serta α₁ dan α₂ juga serupa ψα () adalah suatu pseudogen yang tidak berfungsi lagi akibat akumulasi mutasi titik, segmen antara ψ α - α ₂ lebih panjang disbanding antara α ₁ dan α₂,m mungkin sebagai akibat insersi sekmen ψ α - α ₂ atau akibat delesi pada segmen antara α ₁ dan α ₂  (Ayala, dkk, 1984).

Berkenaan dengan kopi pada makhlukhidup sudah cukup banyak informasi yang terkait dengan gen pengkode RNA-r. Melalui teknik hibridisasi molekuler diketahui bahwa pada kebanyakan makhluk hidup terdapan banyak kopi gen pengkode RNA-r itu disebut DNA-r. Dalam hubungan ini diketahui bahwa pada E. coli, 0,4 persen genomnya merupakan DNA-r (jumlah tersebut ekivalen dengan 5-10 kopi gen); pada D. melanogaster , 0 ,3 persen genom haploidnya merupakan DNA-r (yang ekivalen dengan 130 kopi gen).

Masih terkait dengan jumlah kopi gen pengkode RNA-r tersebut sudah diketahui fenomena lain yang spektakuler pada Xenopus leavis. Pada cositXenopus leavis terdapat 1500 NOR (Nuclcolar Organizer Region) atau mikronukleolus, yang nerupakan bagian kromusom tempat gen pengkoda RNA-r (Klug dan cummings, 1994). Melalui teknik hibridisasi molekuler diketahui bahwa tiap NOR mengandung 400 kopi gen redundan pengkode RNA-r. Oleh larena itu jumlah kopi gen pengkode RNA-r yang terkandung dalam 1 sel oosit. Xenopus leavis adalah sebanyak 600. 000 ( 1500 X 400 ). Dinyatakan bahwa jumlah kopi gen yang sedemikian banyak itu di- akibatkan oleh amplifikasi melalui proses replikasi selektif DNA-r dan tiap perangkat gen baru dilepaskan dari tempatnya.

Terkait dengan duplikasi segmen-segmen DNA sebagai fenomena evolusioner umum sebagamana yang telah dikemukakan, pada tahun 1970 Susumo Ohno menerbitkan monografinya yang provokalif yaitu Evolution by Gene Duplication (Klug dan Cummings, 1994). Menurut tesisnya doplikasi gen bersifat esensial bagi pemuculan gen-gen baru selama evolusi, Tesis tersebut didasarkan pada anggapan/pandangan bahwa produk gen dari gen-gen esensial yang hanya terdiri dari satu kopi pada genom, demi kelestarian anggota sesuatu spesies tidak dapat diabaikan selama evoluasi. Dalam hal ini gen-gedn tersebut tidak bebas mengakumulasi mutasi  secukupnya untuk mengubah fungsi primernya dan berubah menjadi sesuatu gen baru

Tesis Ohno tersebut didukung oleh penemuan gen-gen yang memilki sejumlah urutan-urutan nukleotida serupa tetapi yang produknya berbeda (Klug dan Cummings, 1994). Contoh-contoh yang terkait gen-gen yang mengkode polipeptida tripsin dan kemotripsin, demikian pula gene families semacam gen-gen yang mengkode berbagai tipe rantai polipeptida globin penyusun hemoglobin.

Inversi

Inversi adalah pembalikan 180^o segmen-segmen kromosom (Ayala, dkk, 1984; Russel, 1992; Klug dan Cummings, 1994). Pada inverse ada materi genetic yang hilang. Dalam hal ini yang terjadi adalah perubahan atau penataan kembali urutan linear gen. dikenai dua macam inverse yaitu yang perisentrik dan parasentrik.

Segmen yang mengalami inverse mungkin pendek atau panjang; bahkan dapat juga mencapai sentromer. Dalam hubungan ini jika inverse tersebut mencapai sentromer, maka itu adalah inverse perisentrik dan sebaliknya tidak mencakup sentromer maka itu adalah inverse parasentrik. Inverse parasentrik tidak mengakibatkan perubhan suatu lengan kromosom; sedangkan inverse perisentrik dapat menimbulkan perubahan panjang sesuatu lengan kromosom. Dinyatakan lebih lanjut bahwa inversi dapat menghasilkan gamet-gamet yang menyimpang, dan sebagaimana yang telah dikemukakan inverse terbukti mempunyai peranan besar pada proses evolusi.

Dampak Inversi Terhadap Pembentukan Gamet

            Seperti yang telah disebutkan, inversi memang dapat menghasilkan gamet-gamet yang menyimpang. Pada bagian ini akan dibicarakan dampak inversi terhadap pembentukan gamet, yang dapat menghasilkan gamet-gamet tak lazim atau menyim-pang tersebut.

Dampak inversi terhadap pembentukan gamet tergantung kepada apakah miosis terjadi pada yang heterozigot inversi atau pada individu homozigot inversi. Contoh individu heterozigot mesalnya yang mempunyai urutan segmen kromosom. ABCDEFGH/  ADCBEFGH; sedangkan yang homozigo inversi misalnya ADCBEFGH/  ADCBEFGH. Dalam hal ini jika individu yang mengalami meosi itu menidap inverasi homozigot, maka miosis itu akan beriangsung secara normal, dan tidak ada permasalahan yang terkait dengan duplikasi gen atau delesi (Russel, 1992). Sebaliknya jika individu yang menalami meosis itu mengidap inversi heterozigot maka sinapsis linear yang mormal itu tidak mungkin terwujud selama miosis (Klug dan Cummings, 1994). Sinapsis antara kromosom-kromosom homolog baru akan terwujud jika terbentuk lengkung (loop) yang yang mengandung segmen-segmen yang mengalami inversi (Ayala, dkk, 1984). Lengkung itu tersebut inversion loop.

Jika selama meiosis itu pindah silang tidak terjadi didalam segmen yang terbalik itu (pada individu pengidap inversi heterozigot), maka kromosom- kromosom homolog akan memisah seperti lazimnya dan menghasilkan dua kromatid terbalik (Klug dan Cummings, 1994). Kromatid yang nirmal maupun terbalik itu selanjutnya akan terkandung dalam gamet-gamet hasil meiosis itu. Jika selama meiosis itu, pindah silang terjadi di dalam segmen yang terbalik itu (dalam lengkung inverse), maka akan terbentuk kromatid yang abnormal; dan terbentuknya kromatid yang abnormal itu akan mengakibatkan sebagian gamet hasil meiosis menyimpang dari yang lain.

Hal ini juga akan terjadi jika pindah silang terjadi di dalam lengkung inversi selama meiosis individu pengidap inverse heterozigot yang perisentrik. Dalam hal ini kromatida-kromatida rekombinan yang langsung terlibat pada pertukaran segmen mengalami   duplikasi dan delesi; namun demikian tidak ada kromatid asentrik maupun disentrik yang dihasilkan. Gamet yang memiliki kromatid-kromatid tersebut akan menurunkan embrio mati.

Tidak semua kejadian pindah silang yang berlangsung pada lengkung inverse tersebut akan berakibat munculnya rekombinan yang tidak dapat hidup (Ayala, dkk,1984 ; Russel, 1992). Salah satu contoh perkecualian adalah di saat berlangsungnya pindah silang ganda di dalam lengkung inverse kedua kromosom sama-sama terlibat pada pindah silang. 

TRANSLOKASI

            Pada translokasi terjadi perubahan posisi segmen kromosom maupun urutan gen yang terkandung pada kromosom itu (Ayala, dkk., 1984; Russel, 1992). Translokasi disebut juga ssebagai sebagai transposisi. Translokasi dibedakan menjadi yang intrakromosom dan interkromosom.

            Pada translokasi intrakromosom, perubahan posisi segmen kromosom itu berlangsung di dalam satu kromosom, terbatas pada suatu lengan kromosom atau antar lengan kromosom. Translokasi interkromosom dibedakan menjadi yang nonresiprok dan resiprok. Pada translokasi interkromosomal yang nonresiprok , terjadi perpindahan segmen kromosom dari sesuatu kromosom ke suatu kromosom lain yang nonhomolog. Pada translokasi interkromosomal yang resiprok terjadi perpindahan segmen kromosom timbal balik antara dua kromosom yang nonhomolog.

            Pada individu-individu pengidap translokasi homozigot, dampak genetika dari translokasi adalah berupa perubahan pautan gen. Fenomena semacam itu terjadi pada translokasi intrakromosom maupun yang interkromosom (yang nonresiprok maupun resiprok).

            Dampak translokasi terhadap hasil meiosis berlangsung pada tipe translokasi yang diidap. Pada beberapa kasus, beberapa gamet yang dihasilkan juga mengalami duplikasi atau delesi, oleh karena itu seringkali tidak hidup, salaah satu perkecualian adalah sindrom Down familial yang terjadi akibat duplikasi yang disebabkan oleh translokasi. Dalam hal ini dikatakan bahwasindrom Down familial ini disebabkan oleh translokasi Robertson. Pada translokasi Robertson yang memunculkan sindrom Down familial, lengan panjang kromosom 21 bergabung dengan lengan panjang kromosom 14 atau 15 (Russel,1992).

            Pada strain – strain yang mengidap translokasi resiprok yang homozigot meiosis berlangsung normal karena semua pasangan kromosom dapat bersinapsis menghasilkan bivalen. Akan tetapi pada strain – strain yang mengidap translokasi resiprok yang heterozigot, meiosis berlangsung tidak normal; terbentuk konfigurasi serupa salib pada profase I karena kromosom-kromosom homolog perlu berpasangan.

            Bentukan serupa salib tersebut terdiri dari 4 kromosom yang berpasangan. Dalam hal ini tiap kromosom homolog sebagian terhadap 2 kromosom lain. Lebih lanjut tergantung bagaimana kromosom mengalami segregasi, ada 3 jalur alternatif yang menghasilkan bentukan yang tampakseperti lingkaran dan seperti angka 8 pada metafase I. Segregasi pada anafase I dapat berlangsung melalui 3 cara yang berbeda, menghasilkan 6 tipe gamet. Dari keenam tipe gamet itu, 2 diantaranya fungsional karena mengandung pasangan kromosom yang normal sedangkan satu gamet lainnya mengandung pasangan kromosom  yang sudah mengalami translokasi resiprok. Keempat tipe gamet lain seringkali tidak fungsional karena masing-masing mengandung kromosom yang telah mengalami duplikasi dan delesi.

            Berkenaan dengan gamet yang dihasilkan seperti tersebut dapat diperkirakan bahwa 2/3 gamet tersebut tergolong nonfungsional. Hal ini didasarkan pada asumsi bahwa kromosom-kromosom bermigrasi berpasangan secara acak menuju ke kutub yang berlawanan menuju meiosis. Pada kenyataannya asumsi tersebut tidak seluruhnya valid, tidak seluruh cara segregasi yang mungkin berlangsung pada frekuensi yang sama. Dalam hal ini pasangan gamet yang tidak fungsional itu sebenarnya jarang terjadi; gamet-gamet yang tidak fungsional itu kira-kira mendekati separuh dari gamet yang dihasilkan. Dalam hubungan inilah individu-individu yang telah mengidap translokasi resiprok yang heterozigot dikatakan bersifat semisteril (Ayala, dkk., 1984, Russel, 1992); sebenarnya individu-individu pengidap inversi yang heterozigot juga tergolong semisteril.

            Dalam praktiknya, gamet-gamet hewan yang memiliki segmen-segmen kromosom yang telah berduplikasi atau yang telah mengalami delesi dapat berfungsi tetapi zigot yang terbentuk biasanya mati. Di lain pihak zigot yang terbentuk dapat tetap hidup dan berkembang, jika segmen kromosom  yang berduplikasi atau yang mengalami delesi tergolong kecil. Pada tumbuha, serbuk sari yang memiliki segmen kromosom yang telah berduplikasi atau yang telah mengalami delesi biasanya juga tidak berkembang sempurna; serbuk-serbuk sari semacam itu juga tergolong nonfungsional (Ayala, dkk., 1984; Russel, 1992).

TRANSDUKSI PADA BAKTERI

TRANSDUKSI PADA BAKTERI

Tranduksi di temukan pada 1952 oleh N.Zinder, Joshua Lederberg serta Ester Lederberg. Tranduksi adalah rekomendasi genetik pada bakteri yan di perantarai oleh fag (Gardner, dkk, 1991; Russel, 1992). Dalam hal ini transduksi terjadi setelah terlebih dahulu suatu partikel fag membawa sebuah kromosom dari sutu bakteri (donor) ke bakteri lain (resipen).

Fag Virulen dan Virulen sedang

Fag yang terlibat pada proses transtuksi ini tergolong yang bersifat virulen maupun yang virulen sedang. Fag virulen selalu memperbanyak diri dan memecahkan (merobekkan) sel inang setelah infeksi. Di lain pihak fag yang bersifat virulen sedang mempunyai dua alternatif pilihan setelah infeksi, yaitu menjalani siklus litik atau menjalani jalur lisogenik. Selama menjalani siklus litik, fag melakukan reproduksi dan memecahkan sel inang; sedangkan selama menjalani siklus lisogenik kromosom fag diintegrasikan ke dalam kromosom inang dan bereplikasi seperti halnya segman-segmen kromosom inang yang lain. Kromosom fag yang teritregasi dengan kromosom sel inang disebut juga sebagai profag (Russel, 1992). Gambar 12.1 dan 12.2 memperlihatkan siklus hidup fag ysng virulen maupun yang bersifat virulen sedang.

Gambar 12.1

Siklus hidup litik suatu fag virulen, misalnya T2 atau T4 (Russel, 1992).

 

Gambar 12.2

Siklus hidup suata fag yang bersifat virulen sedang semacam fag (Russel, 1992).

Berkenaan dengan siklus lisogenik, sebagai mana yang ditujukan pada gambar 12.2. kadang-kadang mekanisme yang mempertahankan kromosom fag tetap terintegrasi dengan kromosom inang terganggu atau hilang, yang berakibat kromosom fag berpisah lagi dari kromosom inang, dapat juga di induksi oleh faktor lingkungan semacam radiasi sinar ultraviolet. Perlu diperhatikan bahwa terintregasinya kromosam fag ke dalam kromosom inang terjadi melalui mekanisme rekombinasi tapal: (Gardner, dkk, 1991).

Macam Transduksi

Dewasa ini dikenal dua tipe transduksi yaitu transduksi umum (generalized transduction) dan transduksi khusus (specialized transduction) atau transduksi terbatas (restricted transduction). Fenomena transduksi tersebut ditemukan tatkala para peneliti tersebut tengah mengkaji apakah suatu mekanisme konjugasi terjadi pada bakteri salmonella typhlmurium.

Transduksi  Umum

Pada transduksi umum, potongan DNA bakteri yang ditangkap oleh fag yang kemudian dipindah ke resipen, merupakan potongan acak kromosom bakteri (Russel, 1992). Potongan acak DNA bakteri itu juga diintegrasikan pada tapak-tapak peletakan yang khusus (Gardner, dkk, 1991). Dalam hal ini gen apapun dapat ditransduksikan. Transduksi umum diperantarai oleh beberapa fag virulen dan yang bersifat virulen sedang tertentu, yang kromosomnya tidak terintegrasi ditapak peletakan khusus pada kromosom inang.

Tidak semua fag virulen memperantarai transduksi (Gardner, dkk, 1991). Sebagai contoh mislnya yang berkaitan dengan fag I yang bernomor genap (T2, T4, dan T6). Fag-fag melakukan degradasi atas DNA inang serta memanfaatkan kembali nukleotida-nukleotidanya untuk kepentingan sintesis DNA fag. Di lain pihak fag-fag lain sama sekali tidak melakukan degradasi terhadap DNA inang, dank arena ukuran kromosom inang terlalu besar sehingga menyulitkan pembungkusannya secara utuh, maka fag-fag itu tidak dapat membentuk partikel-partikel pentrasduksi. Demikian pula fag-fag yang lain lagi, proses pematangan dapat bersifat sangat spesifik untuk DNA fag yang menghalangi pembungkusan fragmen-fragmen DNA inang. Dalam hal ini hanya sejumlah fag virulen yang diketahui memperantai transduksi.

Berkenaan dengan transduksi umum tersebut, setelah suatu fag pentransduksi menyuntikkan sebuah fragmen DNA inang ke dalam sel resipen, fragmen tersebut dapat terintegrasi ke dalam kromosom inang atau tidak terintegrasikan dan tetap berada bebas dalam sitoplasma (Gardner, dkk, 1991). Integrasi ke dalam kromosom inang berlangsung mirip dengan integrasi DNA yang melakukan transformasi, terkecuali bahwa segmen DNA yang diintegrasikan merupakan unting ganda. Jika fragmen DNA yang disuntikkan tidak terintegrasikan ke dalam kromosom inang, maka fragmen tersebut tidak melakukan replikasi dan akan diwariskan hanya ke satu sel turunan selama tiap pembelahan sel. Dalam hal ini gen-gen yang terletak pada fragmen kromosom yang ditransduksikan dapat diekspresikan, sekalipun fragmem-fragmen tersebut tidak terintegrasi; dan sel-sel yang membawahi fragmen pentransduksi yang tidak terintegrasi disebut sebagai transduction abortif. Pada kondisi seperti tersebut sel-sel itu dinyatakan secara parsial bersifat diploid dan dapat digunakan untuk melaksanakan uji komplementasi.

Frekuensi produksi  partikel-partikel pentransduksi rendah yaitu hanya satu diantara 10¹-10⁷ partikel turunan yang ada di dalam suatu lisat mengandung DNA bakteri (Gardner, dkk. 1991). Oleh karena itu peluang suatu sel mengalami dua kali transduksi untuk penanda-penanda genetik yang terbawa pada dua partikel transduksi yang berbeda dapat di abaikan. Dalam hubungan ini kotransduksi dua atau lebih penanda genetik memperlihatkan bahwa letak penanda-penanda itu relatif berdekatan (Gardner, dkk, 199; Russel, 1992); dan frekuensi kotransduksi dua penanda maupun merupakan petunjuk tentang tingkat pautan antara keduanya. Sebagai contoh misalnya, jika penanda a⁺ dan b⁺ mengalami kotransduksi, serta penanda b⁺ dan c⁺ juga mengalami kotransduksi, tetapi penanda a⁺ dan c⁺ tidak mengalami kotransduksi, maka urutan atau susunan ketiga penanda tadi adalah a⁺-b⁺-c⁺ .

Mari kita perhatikan penjelasan tentang pemanfaatan data kotransduksi untuk mengungkap jarak gen taksiran. Sebagai contoh, anggaplah kita sedang berupaya memetakan beberapa gen E. coli dengan cara memanfaatkan kotransduksi yang diperantarai oleh fag P1 yang bersifat virulen sedang (Russel, 1992). Strain E. coli donor adalah leu⁺ thr⁺ azi.   Strain  E.coli tersebut dapat hidup pada medium minimal serta resisten terhadap racun metabolic sodium azida. Sel resipien adalah leu thr azi. Strain E.coli resipien ini membutuhkan suplemen leusin dan threonine dalam medium kulturnya serta sensitive terhadap codium azida. Ag P1 ditumbuhkan pada sel-sel donor bakteri serta lisat fag digunakan untuk perlakuan transduksi terhadap sel bakteri resipien. Lebih lanjut transduktan diseleksi untuk setiap penanda donor dan kemudian dianalisis untuk keberadaan penanda yang tidak diseleksi lainnya. Data yang terungkap, ditunjukkan pada Tabel 12.1

Table 12.1

Data transduksi untuk mengungkapkan urutan gen (Russel, 1992)

Penanda yang diseleksi	Penanda-penandan yang tidak diseleksi
Leu+	10% -  azi     2% -  thr+
Thr+	3% - leu+ 0% - azi

TransduksI Khusus

Transduksi khusus diperantarai oleh fag yang bersifat virulen sedang. Fag-fag tersebut hanya mentransduksi fragmen tertentu dari kromosom bakteri. Salah satu contoh fag yang melakukan transduksi khusus adalah fag λ yang menginfeksi E.coli (Gardner, dkk, 1991, Russel, 1992). Kromosom fag-fag dapat berintegrasi pada satu atau sejumlah kecil tapak perekatan khusus dari kromosom bakteri (tidak tergantung dari replikasi kromosom inang) serta dapat pula melakukan replika dalam keadaan terintegrasi dengan kromosom inang (replica tersebut terjadi selayaknya kromosom fag merupakan suatu bagian dari kromosom inang). Oleh karena itu terlihat bahwa kromosom fag semacam itu berperilaku seperti layaknya episom (Gardner, dkk., 1991).

Sebagaimana yang terlihat pada gambar 12.2, integrasi kromosom fag semacam λ yang melakukan transduksi khusus diperantarai atau terjadi melalui suatu rel kombinasi antara bentukan kromosom fag inraseluler yang sirkler di satu pihak dengan kromosom bakteri yang juga tergolong sirkuler. Peristiwa rekombinasi itu terjadi pada tapak pelekatan spesifik di kedua kromosom terkait (Gardner, dkk., 1991). Peristiwa rekombinasi spesifik tapak itu menyebabkan terjadinya insersi linier kovalen kromosom fag ke dalam kromosom bakteri (Gambar 12.5)

Gambar 12.5

Bagan inisiasi dan eksisi kromosom fag λ (Gardner, dkk., 1991)

Telah disebutkan sebelumnya bahwa dalam keadaan terintegrasi dengan kromosom inang, kromosom fag disebut juga sebagai profag. Di saat berada sebagai profag tersebut, gen-gen litik pada kromosom virus mengalami represi (Gardner, dkk, 1991). Seperti diketahui, gen-gen litik, itu terlibat pada reproduksi virus maupun proses lisis sel inang. Mekanisme represi tersebut berlangsung dalam suatu system sirkuit represor-represor-promotor, mirip dengan yang dijumpai pada operator bakteri.

Berkenaan dengan mekanisme represi tersebut gen C₁ fag λ mengkode protein reprenor yang mempunyai berat molekul 27.000.  Dalam kondisi dimer atau tetramer protein represor itu itu berikatan dengan kedua daerah operator yang mengontrol transasksi gen-gen λ yang terlibat pada pertumbuhan litik. Pengikatan protein represor dengan ke dua daerah operator itu menghalangi polymerase RNA berikatan dengan kedua promoter, sehingga tidak dapat mengkatalisasi proses transkripsi (ke dua operator yaitu O_L dan O_R tumpang tindih dengan urut-urutan promoter). Dengan cara seperti ini gen-gen fag λ mengalami represi.

Suatu bakteri yang mengandung sebuah profag dinyatakan bersifat lisogenik (Gardner, dkk., 1991; Russek, 1992); dan hubungan antara profag-inang lazim disebut sebagai lisogeni. Sebuah sel yang lisogenik kebal terhadap infeksi kedua (lanjutan) oleh fag yang sama (gardner, dkk., 1991), karena gen-gen litik fag yang sudah menginfeksi mengalami represi seperti halnya yang terjadi pada progag.

Fag-fag yang bersifat virulen sedang jarang mengalami transisi spontan dari yang bersifat lisogenik (profag) menjadi yang bersifat litik, yaitu sekitar satu di dalam 10⁵ pembelahan sel (Gardner, dkk., 1991). Sebenarnya transisi semacam itu dapat juga diinduksi, misalnya dengan bantuan radiasi UV. Yang terjadi selama transisi itu adalah profag terbebas dari kromosom inang (Perhatikan kembali 12.5). Setelah terbebas dari kromosom inang, kromosom fag akan melakukan replikasi otonom. Proses terbebasnya profag dari kromosom inang juga merupakan suatu proses yang spesifik tapak seperti layaknya proses integrasi.

Proses terbebasnya profag dari kromosom inang (proses eksisi) biasanya berlangsung sangat teliti dalam pengertian bahwa pemotongan atau pemisahan profag tersebut terjadi persis dengan ukurannya di saat integrasi (Gardner, dkk., 1991). Namun demikian kadang-kadang pemotongan profag terjadi pada suatu tapak lain dan bukan tapak pelekatan yang mula-mula. Dalam hubungan ini jika kenyataan seperti terebut benar-benar terjadi, maka satu penggalan kromosom fag tertinggal pada kromosom inang, dan demikian pula satu penggalan inang terbawa oleh kromosom fag.

Kesalahan pemotongan dan pemisahan profag seperti tersebut adalah penyebab terbentuknmya partikel-partikel pentransduksi khusus (Gardner, dkk., 1991). Dalam hal ini hanya gen-gen inang yang terletak berdekatan dengan tapak insersi profag dapat terpisah bersama DNA fag serta terbungkus di dalam partikel-partikel fag. Jelas terlihat bahwa proses transduksi khusus memang hanya berperan terhadap transfer gen yang terletak di dalam suatu rentang jarak       sempit di kedua sisi tapak pelekatan profag. Oleh karena itu biasanya fag λ hanya mentransduksi penanda gal dan bio. Seperti diketahu fag λ melakukan integrasi pada daerah antara gen gal dan gen bio; gen gal dibutuhkan dalam rangka pemanfaatan galaktosa sebagai sumber energy, sedangkan gen bio dibutuhkan (esensial) dalam rangka sintesis biotin. Di lain pihak fag pentransduksi khusus f80 melakukan integrasi di dekat gen trp E.coli. Oleh karena itu fag f80 berkembang mentransduksi penanda (gen) trp(yang dibutuhkan dalam rangka sintesis asam amino triptofan).

Jika partikel pentransduksi khusus terbentuk selama pemisahan profag dan kromosom inang, maka hanya lisat fag yang dihasilkan oleh induksi sel-sel lisogenik seharusnya memiliki aktifitas pentransduksi (Gardner, dkk., 1991). Dalam hal ini maka tidak akan ada partikel pentransduksi di dalam lisat yang dihasilkan melalui induksi sel-sel lisogenik adalah sekitar satu di dalam 10⁶partikel turunan.

Berkenaan dengan komposisi kromosom akibat transduksi terbukti bahwa komposisi kromosom transduktan yang dihasilkan oleh transduksi khusus sama sekali berlainan dari yang dimiliki transduktan hasil transduksi umum maupun dari yang dimiliki transforman yang merupakan hasil transforamsi (Gardner, dkk., 1991). Pada transduksi umum dan transformasi, rekombinasi menganti suatu segmen kromosom resipien dengan suatu segmen kromosom donor. Akan tetapi pada transduksi khusus segmen DNA donor dan kromosom fag ditambahkan kepada kromosom reispien menghasilkan suatu transduktan diploid parsial.

Fenomena diploid parsial dampak transduksi khusus tersebut mengundang beberapa konsekuensi penting yang akan dikaji lebih lanjut. Fag λ tersebut besifat defentif karena gen-gen yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan pematangan pada kondisi litik sudah diganti oleh DNA bakteri. Oleh karena itu partikel pentransduksi λ_dg hanya dapat bereproduksi jika ada suatu fag λ wild type yang berperan sebagai helper.

Bilamana lisogen λ gal⁺ diinduksi oleh radiasi UV, partikel-partikel λ dengan yang jangan terbentuk, membawahi satu gen  atau lebih dari satu gen gal⁺ donor, tergantung kepada ukuran segmen DNA bakteri yang dibawah bersama (Gardner, dkk., 1991).

Jika partikel-partikel λ_dg ini menginfeksi sel-sel gal, maka partikel tersebut berintegrasi dengan bantuan suatu peristiwa pindah silang di daerah gal atau pada tapak pelekatan λ. Transduktan tersebut tergolong diploid parsial gal⁺/gal yang disebut sebagai heterogenot gal-gal serta mengandung suatu eksogenos gal⁺ (fragmen DNA donor) maupun suatu endogenot gal⁺ (kromosom resipien).

Heterogenot gal⁺ /gal adalah transduktan primer dan bersifat tidak stabil (Gardner, dkk., 1991). Heterogen tersebut memisahkan sel-sel gal dengan frekuensi sekitar satu di dalam 1000 pembelahan sel. Segregan gal ini dapat dijelaskan melalui pemisahan (eksisi) kromosom λ_dg. Lebih lanjut, karena kromosom λ_dg tidak dapat bereproduksi tanpa suatu fag jelper, maka kromosom λ_dg itu dapat hilang begitu saja (tercerna) selama pembelahan sel. Dilain pihak rekombinasi gen dapat juga terjadi diantara eksgenot gal⁺ dan endogenol gal, yang mentransfer penanda gal⁺ kepada endogenot sehingga terbentuklah transduktan gal⁺ yang stabil.

Tabel disebutkan bahwa sebuah sel lisogenik kebal terhadap infeksi kedua oleh fag yang sama. Dalam hubungan ini, karena gen-gen λ pengontror kekebalan ada pada kromosom λ_dg, maka transduktan diploid parsial juga kebal terhadap infeksi λ lanjutan (Gardner, dkk., 1991). Jika transduktan berupa lisogen ganda λ_dg – λ (Gambar 12.8 b) diinduksi dengan radiasi UV, maka lisogen tersebut tersebut akan menghasilkan lisat yang megandung 50% partikel λ_dg dan 50% partikel λ_dg. Kedua profag itu akan dilepaskan dan akan bereplikasi dengan efisiensi seimbang menggunakan produk gen yang dikode oleh genom λ⁺.

Lisat semacam yang telah dikemukakan disebut sebagai lisat Hft (High frequency transduction lysates). Lisat Hfl sangat membantu analisis genetik, memanfaatkan transduksi khusus yang mengalami peningkata dramatic frekuensi transduksi. Lisat Hfl dapat diproduksi dengan cara lain dari yang telah dikemukakan. Dalam hal ini lisat semacam itu dapat diperoleh melalui infeksi heterogenot gal/gal dengan λ will type ataupun melalui induksi heterogenot tersebut dengan rasiasi UV.

REKAYASA GENETIKA

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.

1. Gen harus diisolasi dan ditransfer.
2. Cara transfer gen yang efektif  harus ada.
3. Jaringan target harus dapat tercapai, sebagi contoh percobaan terapi gen yang pertama menggunakan sel-sel darah putih ataupun perkusornya sebagai jaringan target.
4. 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.

Aeroponik >> Pengertian Aeroponik dan Teknik Aeroponik Sederhana

Pengertian Aeroponik

Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara danponus yang berarti daya. Aeroponik berarti memberdayakan udara. Aeroponik dilakukan dengan menyemburkan udara berisi air yang mengandung larutan hara tinggi sehingga membentuk kabut dan mengenai akar tanaman. Butiran air dan hara tersebut akan diserap oleh akar-akar tanaman yang menggantung.

Teknik Aeroponik Sederhana

Pada dasarnya, budi daya secara aeroponik dapat dilakukan sebagai berikut:

1. Styrofoam yang berbentuk lembaran diberi lubang pada bagian tengahnya dengan jarak 15 cm.
2. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, semaian sayuran ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah.
3. Di bawah helaian styrofoam, terdapat sprinkler yang meyemprotkan kabut sehingga mengenai akar. Sprinkler ini dijalankan oleh pompa air bertekanan tinggi secara terus-menerus tanpa henti. Jika pompa berhenti terlalu lama, lebih dari 15 menit, maka tanaman akan menjadi layu sehingga diperlukan generator untuk cadangan listrik.
4. Bagian terpenting dalam aeroponik adalah pengikatan oksigen oleh kabut air sehingga kandungan oksigen untuk respirasi akar akan meningkat.
5. Persyaratan tumbuh untuk aeroponik sama dengan hidroponik.

Sayuran hasil budi daya aeroponik terbukti memunyai kualitas yang baik, higienis, sehat, segar, beraroma, dan memunyai cita rasa tinggi. Sayuran yang ditanam secara aeroponik di antaranya caisim, pakcoy, selada, kailan, dan kangkung. Biasanya sayuran yang ditanam berumur beberapa minggu atau bulan. Sayuran aeroponik biasanya dikonsumsi oleh kalangan menengah ke atas karena kualitas dan mutunya yang bagus.

Pengertian bioteknologi

Pengertian bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (Bakteri,fungi,virus dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim,alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, daninsulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis pasteurDengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS, Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita strokeataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi.Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetikaterhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.^\

Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain

• Jagung resisten hama serangga
• Kapas resisten hama serangga
• Pepaya resisten virus
• Enzim pemacu produksi susu pada sapi
• Padi mengandung vitamin A
• Pisang mengandung vaksin hepatitis