dapat diskenario untuk mampu menghasilkan bahan pangan yang lebih bergizi sehingga dapat meningkatkan kesehatan manusia.
Teknologi transgenesis merupakan suatu proses mentransformasi DNA asing ke organisme lain dengan maksud untuk memanipulasi struktur genetiknya
Glick Pasternak 2003. Gen yang disisipkan ke dalam genom inang target harus dapat diekspresikan sehingga menghasilkan protein yang diinginkan serta
harus stabil diwariskan ke generasi berikutnya. Gen-gen yang diekspresikan pada inang target pada awalnya adalah gen-gen asli dari sumbernya : bakteri, jamur,
hewan, namun kebanyakan ekspresi dari gen tersebut di dalam inang sangat rendah. Hal ini antara lain disebabkan oleh penggunaan kodon sinyal peptida yang
tidak sesuai. Oleh karena itu modifikasi penggunaan kodon yang sesuai dengan inang target telah umum dilakukan untuk meningkatkan ekspresi gen. Selain itu
penambahan enhancer dikombinasikan dengan penggunaan promoter kuat atau promoter spesifik dapat meningkatkan ekspresi gen pada inang. Beberapa
penelitian menunjukkan bahwa apabila gen telah terintegrasi pada genom inang target maka gen tersebut akan stabil diwariskan ke generasi berikutnya.
Aplikasi transgenesis pada rumput laut makroalga memperlihatkan potensi besar pada masa mendatang Hallmann 2007; Walker et al. 2005, misalnya untuk
peningkatan ketahanan dari cekaman lingkungan dan resistensi terhadap penyakit. Hingga saat ini penelitian transformasi gen pada makroalga telah berhasil
dilakukan, antara lain: Porphyra yezoensis Cheney et al. 2001 dan Laminaria japonica Li et al. 2009 menggunakan gen
β-glucuronidase GUS; serta Gracilaria dengan gen LacZ Huddy et al. 2012. Pada K. alvarezii telah sukses
dilakukan transfomasi gen green fluorescent protein GFP menggunakan promoter berbeda Rajamuddin et al. 2014; gen LacZ Wang et al. 2010; gen
PaCS penyandi sitrat sintase Daud et al. 2013; gen lisozim-c Handayani et al. 2014; dan gen metallothionein tipe II Fajriah et al. 2014.
Potvin dan Zhang 2010 juga menyebutkan tentang prospek rekombinan protein pada mikroalga transgenik, serta beberapa progres transgenik pada alga
lainnya. Alga sebagai sumber gen-gen baru, juga telah banyak diteliti yang nantinya akan diaplikasikan untuk kegiatan transgenesis pada alga, seperti isolasi
gen antisalt dan anticadmium dari alga hijau laut Chlamydomonas sp Tanaka et al. 2007. K
loning dan uji ekspresi gen-gen ketahanan dari kecaman lingkungan, seperti gen isoenzim SOD superoxide dismutase pada Haematococcus pluvialis
Chlorophyceae Wang et al. 2011; k loning gen, analisis ekspresi dan aktivitas
gen manganese SOD dari dua strains Gracilaria lemaneiformis Gracilariaceae- Rhodophyta Lu et al. 2012.
2.4 Transformasi Gen dengan Perantara Agrobacterium tumefaciens
Proses transformasi genetik menggunakan perantara A. tumefaciens dijelaskan pada Gambar 5, pada prinsipnya terdiri 8 tahap utama, yaitu: 1
pengenalan dan pelekatan Agrobacterium pada sel inang, 2 pengindraan sinyal tanaman yang spesifik oleh dua komponen sistem transduksi sinyal pada
Agrobacterium yaitu VirAVirG, 3 aktivasi gen vir yang memulai proses transfer T-DNA, 4 salinan T
–DNA yang akan dipindahkan ke inang diproduksi oleh kerja protein VirD1D2, 5 T-DNA dihantarkan dalam bentuk kompleks
VirD2-DNA, bersama-sama dengan beberapa protein vir lainnya ke dalam
sitoplasma sel inang, 6 Vir E2 berasosiasi dengan utas T-DNA dan bergerak menuju sitoplasma sel inang, 7 kompleks T-DNA dimasukkan ke dalam inti sel
inang melalui proses impor aktif dan 8 di dalam inti, T-DNA dibawa menuju ke titik tempat integrasi DNA pada kromoson, kemudian protein-protein pengawal T-
DNA terlepas dan DNA akhirnya terintegrasi ke dalam genom inang.
Interaksi antara Agrobacterium dan sel inang target didahului dengan mekanisme secara kimiawi di mana sel inang yang luka menghasilkan suatu
metabolit yang berperan sebagai isyarat bagi Agrobacterium. Metabolit tersebut dapat berupa senyawa gula, asam, asam amino atau senyawa fenol Winans 1992.
Adanya senyawa tersebut menginduksi Agrobacterium untuk bergerak aktif menuju ke sel sasaran. Gerakan yang bersifat kemotaksis dan untuk memperkuat
kontak tersebut Agrobacterium mengeluarkan suatu metabolit y
aitu -1-2-glukan. Beberapa gen dalam kromosom Agrobacterium diketahui merupakan penyandi
enzim yang berperan dalam sintesis berbagai senyawa glukan, yaitu chvA, chvB, dan exoC. Gen lain pada kromosom yang berperan seperti ketiga gen tersebut
adalah cel, produk cel berperan penting dalam sintesis senyawa selulosa fibril Douglas et al. 1985; Gelvin 2000.
Induksi faktor virulensi vir yang akan mengatur proses pemotongan dan transfer T-DNA ke sel inang target. Beberapa metabolit yang disekresi oleh inang,
akan menginduksi faktor virulensi. Metabolit tersebut adalah asetosiringon, hidroksi asetosiringon, koniferil alkohol dan etil piruvat Winans 1992. Aktivasi
gen vir dimulai dengan penerimaan sinyal oleh VirA. VirA merupakan protein sensor trans-membran yang berfungsi mendeteksi molekul sinyal berupa senyawa
fenolik seperti asetosiringon. Selain itu, beberapa jenis monosakarida juga berfungsi sebagai sinyal. Deteksi monosakarida dimungkinkan oleh adanya
interaksi dan asosiasi antara protein VirA dengan ChvE yang berfungsi sebagai protein pengikat gula glukosagalaktosa pada periplasma de la Riva et al. 1998.
Protein dari VirA ini akan menginduksi VirG melalui fosforilasi, yang selanjutnya VirG akan mengaktifkan ekspresi berbagai Vir lainnya Winans 1992. Induksi
protein-protein Vir dikontrol oleh dua komponen sistem yaitu VirAG Rosen Ron 2011.
Protein yang dihasilkan oleh gen Vir berperan untuk memotong dan mentransfer T-DNA ke inang. Proses perpindahan T-DNA ke sel tanaman diawali
dengan pemotongan utas T-DNA dari plasmid Ti. Protein VirD1 dan VirD2 yang memiliki aktivitas endonuklease akan mengenali sekuen batas T-DNA dan
memotong utas DNA pada posisi tersebut dan melepaskan utas tunggal T-DNA. Setelah pemotongan, protein VirD2 tetap terikat seca
ra kovalen pada ujung 5’ utas T-DNA batas kanan. Asosiasi VirD2 melindungi T-DNA dari aktivitas
eksonuklease pada ujung 5’ T-DNA dan juga berfungsi membedakan ujung 5’ T- DNA batas kanan sebagai ujung yang akan ditransfer terlebih dahulu ke sel
tanaman. Sintesis utas T-DNA dimulai dari batas kanan T-DNA dan berlangsung
dalam arah 5’ ke γ’. Kompleks utas tunggal T-DNA-VirD2 diselubungi oleh VirE2. Asosiasi protein ini mencegah serangan nuklease dan berfungsi
membentangkan utas kompleks T-DNA sehingga bentuknya menjadi lebih ramping dan mudah melintasi kanal membran de la Riva et al. 1998.
Transpor kompleks T-DNA dan protein Vir lainnya VirE2 dan VirF, dari Agrobacterium menuju ke sel inang melalui sistem sekresi tipe IV. Sistem sekresi
tipe IV adalah kanal penghubung Agrobacterium-inang yang tersusun atas protein
