Rekayasa Genetik

13.5. Rekayasa Genetik

Rekayasa genetik atau penggunaan teknologi DNA rekombinan sangat bermanfaat pada berbagai bidang kehidupan manusia. Misalnya bidang kedokteran dan farmasi, peternakan dan pertanian, serta perindustrian.

13.5.1. Bidang Kedokteran dan farmasi

*) Pembuatan insulin manusia oleh bakteri Insulin merupakan suatu protein yang bertugas mengatur metabolisme gula di dalam tubuh manusia. Penderita diabetes tidak mampu membentuk insulin dalam jumlah yang dibutuhkan. Penderita diabetes akut harus menerima suntikan insulin setiap hari.Biasanya untuk memperoleh 0.45 kg insulin yang dibutuhkan oleh 750 pasien diabetes selama satu tahun, diperlukan 3600 kg kelenjar pankreas yang berasal dari 23.000 ekor hewan.

Dengan teknik rekayasa genetika, para peneliti berhasil menyisipkan DNA pengendali insulin ke dalam bakteri sehingga bakteri mampu untuk membentuk insulin yang mirip sekali dengan insulin manusia dan insulin yang dihasilkan dapat diterima lebih baik oleh tubuh manusia. Biaya pembuatan insulin ini pun jauh lebih murah. Sehingga penderita diabetes dapat tertolong.

*) Terapi gen manusia Teknologi DNA rekombinan dapat digunakan untuk membantu kelainan genetik yang disebabkan oleh alel tunggal melalui penyisipan gen pada sel “stem cell” yang menghasilkan semua sel darah dan sistem imun. Stem cell merupakan kandidat utama sel yang menerima alela normal. Sebagian besar percobaan saat ini masih dalam taraf pendahuluan yang didesain untuk menguji keamanan dan kelayakan prosedur, bukan untuk penyembuhan.

*) Antibodi monoklonal Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh sistem imunitas vertebrata sebagai sistem pertahanan untuk melawan infeksi. Antibodi memiliki keunikan dibandingkan protein lainnya karena terdapat berjuta-juta antibodi dengan bentuk-bentuk yang berbeda. Masing- masing antibodi tersebut mempunyai tempat pengikatan yang spesifik, yang hanya mengenali molekul target yang juga spesifik (antigen).

Antibodi dapat dihasilkan dengan menyuntikkan beberapa kali suatu sample yang berisi antigen ke dalam seekor hewan kelinci, kambing, atau marmot. Kemudian serum darah hewan tersebut Antibodi dapat dihasilkan dengan menyuntikkan beberapa kali suatu sample yang berisi antigen ke dalam seekor hewan kelinci, kambing, atau marmot. Kemudian serum darah hewan tersebut

13.5.2. Bidang peternakan, perikanan, dan pertanian

*) Transfer gen pada hewan Bakteri bukan satu-satunya makhluk hidup yang dapa dimodifikasi dengan teknologi DNA rekombinan atau yang dikenal rekayasa genetika. Rekayasa genetika juga dapat menstransfer gen-gen tertentu ke tumbuhan berbunga, jamur, dan mamalia yang mengakibatkan perubahan genotipe makhluk hidup tersebut atau disebut makhluk hidup transgenik. Makhluk hidup transgenik merupakan makhluk hidup yang menerima gen-gen dari spesies lain yang sama sekali berbeda tetapi masih dalam satu kingdom ataupun dapat juga dari kingdom yang berbeda. Hewan maupun tumbuhan transgenik (Gambar 13.17) dihasilkan dengan berbagai teknik, misalnya perpindahan gen menggunakan bantuan bakteri Agrobacterium, mikroinjeksi, penembakan gen, kloning embrio.

Gambar 13.17 Beberapa produk transgenik: a. Babi hasil kloning embrio, b. Tanaman pepaya tahan virus ring spot.

Contoh transfer gen pada hewan adalah domba Tracey. Tracey merupakan domba betina yang sehat dan normal, namun DNA-nya telah disisispi oleh gen manusia. Gen manusia tersebut mengkode produksi protein alfa-1-antitripsin (ATT) berkhasiat untuk mengobati penyakit paru-paru pada manusia, misalnya fibrosistik dan empisema (menggelembungnya membran alveoli hingga pecah yang dapat menyebabkan bronkitis kronis).

a. Kloning embrio Kloning embrio telah digunakan untuk produksi hewan ternak,

misalnya sapi atau domba yang secara genetik identik. Pada sapi atau domba, setiap kehamilan hanya mengandung seekor anak saja. Dengan teknik kloning embrio akan memungkinkan bagi peternak untuk meningkatkan jumlah hewan ternaknya.

b. Transfer nukleus

Transfer nukleus (gen inti) adalah dengan memasukkan donor DNA dari hewan yang karakternya diinginkan kedalam sel telur hewan yang intinya (DNA-nya) telah dihilangkan (Gambar 13.18). Setelah terbentuk embrio lalu embrio ditanamkan ke rahim induk hewan yang akan membesarkannya. Contohnya adalah domba Dolly.

Kloning pada hewan merupakan proses yang mahal dengan kelebihan yang terbatas dibandingkan dengan teknik reproduksi lainnya. Kloning pada hewan menimbulkan pertanyaan tentang kemungkinan kloning pada manusia. Banyak negara yang melarang percobaan kloning manusia, selain bertentangan dengan agama, juga dianggap melanggar estetika dan prinsip ilmu dan hukum kedokteran.

Saat ini kloning pada hewan belum dimanfaatkan secara maksimal karena mahal dan sulit dikerjakan. Kloning pada mamalia akan dikombinasikan dengan bioteknologi lain untuk menghasilkan organ-oragan tubuh hasil klon dan jaringan yang digunakan untuk transplantasi.

*) Transgenik pada tanaman

Agrobacterium tumefaciens merupakan bakteri tanah penyebab infeksi tumor crown gall pada beberapa tanaman dan dimanfaatkan sebagai alat untuk melakukan proses transfer gen pada tanaman.

Tanaman transgenik direkayasa menggunakan bantuan Agrobacterium tumefaciens untuk memperoleh sifat-sifat berikut: * Penundaan pematangan pada tanaman tomat. Tomat hasil

rekayasa (tomat flavor savor) dapat bertahan beberapa minggu lebih lama dibandingkan dengan tomat biasa (Gambar 13.19).

Gambar 13.18. Tahapan transfer nukleus pada kloning embrio.

Gambar 13.19. Tanaman Tomat transgenik yang membawa gen penunda pematangan buah.

* Resistensi/ketahanan terhadap insektida yaitu tanaman dapat

mensintesis protein kristal insektisidal (Insectisidal Crystal Protein = ICP) yang berasal dari Bacillus thuringensis. Protein kristal insektisida mempengaruhi usus hama seperti ulat atau serangga tertentu yang makan tanaman ini sehingga hama mati.

* Resistensi terhadap kondisi lingkungan. Misalnya transfer gen dapat menghasilkan:

1. Tanaman yang tahan kering karena mempunyai lapisan kutikula yang lebih tebal sehingga tumbuh baik di daerah kering (Gambar 13.20).

Gambar 13.20.Tanaman bunga matahari tahan kering.

3. Tanaman yang tahan terhadap angin. Contohnya adalah tanaman kedelai yang telah dimanipulasi

agar mempunyai batang yang lebih kuat dengan tingi yang seragam sehingga tahan terhadap angin kencang.