Makalah Rekayasa Genetika di Bidang Pert

Makalah Rekayasa Genetika di Bidang Pertanian

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Genetika disebut juga dengan ilmu keturunan, berasal dari kata genos (bahasa latin)
yang artinya bersuku – suku bangsa atau asal usul. Secara “etimologi” artinya asal
mula kejadian. Namun, genetika bukan merupakan ilmu tentang asal mula kejadian
meskipun pada batas – batas tertentu memang ada kaitannya dengan hal itu. Genetika
adalah ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk alih informasi hayati dari generasi
ke generasi. Oleh karena cara berlangsungnya alih informasi hayati tersebut
mendasari adanya perbedaan dan persamaan sifat diantara individu organism, maka
dengan singkat dapat pula dikatakan bahwa genetika adalah ilmu yang mempelajari
tentang pewarisan sifat. Dalam ilmu ini dipelajari tentang bagaimana sifat keturunan
itu diwariskan pada anak cucunya, serta kemungkinan variasi yang timbul
didalamnya.
Perkembangan genetika ini dimulai sejak perkembangan bioteknologi berkembang,
hal ini dengan di temukannya teknologi DNA rekombinan. Oleh sebab itu,
perkembangan genetika semakin maju. Dengan adanya perkembangan DNA
rekombinan ini maka optimasi biotransformasi dalam suatu proses bioteknologi dapat
diperoleh dengan lebih terarah dan langsung. Teknologi DNA rekombinan atau

rekayasa genetik memungkinkan kita mengkonstruksi, bukan hanya mengisolasi,
suatu galur yang sangat produktif. Sel prokariot atau eukariot dapat digunakan sebagai
"pabrik biologis" untuk memproduksi insulin, interferon, hormon pertumbuhan, bahan
anti virus, dan berbagai macam protein Lainnya. Teknologi DNA rekombinan juga
memungkinkan produksi senyawa-senyawa tertentu yang jumlahnya secara alami
sangat sedikit, sehingga tidak ekonomis bila diekstrak langsung dari sumber alaminya.
Oleh karena itu sangatlah diharapkan agar berbagai disiplin ilmu yang ada
membuka pintu lebar-lebar untuk mendisain kurikulum yang dapat menampung minat

mahasiswa yang bersifat interface ini, yang merupakan aspek intrinsik dari
Bioteknologi Moderen atau Bioteknologi Molekuler salah satunya mengenai rekayasa
genetika ini yang perkembangannya harus sesuai dengan bioetika yang ada di Negara
kita ini agar penggunaannya tidak di salah gunakan oleh pihak – pihak tertentu
sehingga pemanfaatannya dapat digunakan dengan baik.
1.2. TUJUAN
Genetika perlu dipelajari, agar kita dapat mengetahui sifat – sifat keturunan kita
sendiri serta setiap makhluk hidup yang ada disekitar lingkungan kita. Kita sebagai
manusia tidak hidup autonom dan terisolir dari makhluk hidup disekitar kita tetapi kita
menjalin ekosistem dengan mereka. Oleh karena itu, selain kita harus tau sifat – sifat
yang menurun dari tubuh kita sendiri, kita juga harus tau pada tumbuhan dan hewan.

Lagi pula prinsip – prinsip genetika itu sama saja bagi semua makhluk.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. SEJARAH REKAYASA GENETIKA

Rasa ingin tahu manusia dan keinginan untuk selalu mendapatkan yang terbaik
dalam memecahkan semua masalah kehidupan membawa manusia untuk berfantasi
dan mengembangkan imajinasinya. Hal inilah yang dialami oleh para ilmuwan di
bidang biologi ketika mereka dihadapkan pada masalah kesehatan dan biologi.
Mereka berimajinasi dan berandai-andai adanya suatu makhluk hidup yang
merupakan perpaduan dari sifat-sifat positif makhluk hidup yang sudah ada.
Pada awalnya, proses rekayasa genetika ditemukan oleh Crick dan Watson pada
tahun 1953. Rekayasa genetika merupakan suatu rangkaian metode yang canggih
dalam perincian akan tetapi sederhana dalam hal prinsip yang memungkinkan untuk
dilakukan pengambilan gen atau sekelompok gen dari sebuah sel dan mencangkokkan
gen atau sekelompok gen tersebut pada sel lain dimana gen atau sekelompok gen
tersebut mengikat diri mereka dengan gen atau sekelompok gen yang sudah ada dan
bersama-sama menaggung reaksi biokimia penerima. Secara sederhana, proses
rekayasa genetika tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut. Setiap makhluk hidup
terdiri atas jutaan sel individu yang masing-masing sel tersebut mengandung satu set

gen yang identik. Gen-gen tersebut berfungsi memberikan perintah-perintah biologi

yang hanya mengeluarkan satu dari ribuan perintah yang diperlukan untuk
membangun dan menjaga kelangsungan suatu makhluk hidup serta menentukan
penampakan yang dimunculkan dalam bentuk fisik suatu makhluk hidup.
Setiap gen mengandung ribuan rantai basa yang tersusun menjadi sebuah
rangkaian dimana gen tersebut berada dalam kromosom sebuah sel. DNA mudah
diekstraksi dari sel-sel, dan kemajuan biologi molekuler sekarang memungkinkan
ilmuwan untuk mengambil DNA suatu spesies dan kemudian menyusun konstruksi
molekuler yang dapat disimpan di dalam laboratorium. DNA rekombinan ini dapat
dipindahkan ke makhluk hidup lain bahkan yang berbeda jenisnya. Hasil dari
perpaduan tersebut menghasilkan makhluk hidup rekombinan yang memiliki
kemampuan baru dalam melangsungkan proses hidup dan bersaing dengan makhluk
hidup lainnya. Dengan kata lain makhluk hidup rekombinan memiliki sifat unggul bila
dibandingkan dengan makhluk asalnya. Perkembangan rekayasa genetika sebagai
bagian dari perkembangan bioteknologi. Bioteknologi ini semakin mencapai
puncaknya ketika diciptakannya ‘rekayasa genetika’ sekitar tahun 70-an, dengan
ditemukannya cara pencangkokan sepotong ‘informasi’ genetika asing ke dalam
mikroba. Penemuan ini memberikan sentuhan baru terhadap pandangan Haldane
yaitu; apabila tidak dapat menemukan mikroorganisme yang dapat membuat apa

yang Anda inginkan maka ciptakanlah makhluk tersebut dengan cara perekayasaan
genetika.
Teknologi rekayasa genetika merupakan transplantasi atau pencangkokan satu gen
ke gen lainnya dimana dapat bersifat antar gen dan dapat pula lintas gen. Rakayasa
genetika juga diartikan sebagai perpindahan gen. Misalnya gen pankreas babi
ditransplantasikan ke bakteri Escheria coli sehingga dapat menghasilkan insulin dalam
jumlah yang besar.
2.2. REKAYASA GENETIKA
Secara tradisional, pemuliaan tanaman, dan rekayasa genetika sebenarnya telah
dilakukan oleh para petani melalui proses penyilangan dan perbaikan tanaman.
Misalnya melalui tahap penyilangan dan seleksi tanaman dengan tujuan tanaman
tersebut menjadi lebih besar, kuat, dan lebih tahan terhadap penyakit. Selama puluhan
bahkan ratusan tahun yang lalu, para petani dan para pemulia tanaman telah berhasil

memuliakan tanaman padi, jagung, dan tebu, sehingga tanaman-tanaman tersebut
mempunyai daya hasil tinggi dan memiliki kualitas panen yang lebih baik.
Rekayasa genetika merupakan salah satu teknik yang dilakukan untuk
mengkombinasikan gen yang sudah ada dalam suatu makhluk hidup sehingga susunan
gennya menjadi berubah. Gen yang telah direkayasa susunannya tersebut dapat
menyebabkan suatu makhluk hidup menghasilkan suatu senyawa/produk tertentu yang

diinginkan kita.
Melalui rekayasa genetika manusia “menciptakan” tanaman, hewan dan
mikroorganisme baru. Para ilmuwan telah berhasil mengungkapkan kode genetis
yang menentukan sifat-sifat khusus semua makhluk hidup dan kini telah mampu
mengkombinasikan gen-gen yang kalau secara alami, tidak akan pernah
berkombinasi. Perubahan genetis bukan sesuatu yang baru, karena secara alami dapat
terjadi melalui peristiwa yang disebut mutasi. Teknik yang paling dikenal untuk
mengubah makhluk hidup secara genetic adalah DNA rekombinan (rDNA). DNA
adalah singkatan dari Deoksiribonukleat Acid, suatu molekul yang mengkoda intruksi
biologis.
Pada tahun 1978 beberapa ahli seperti Werner Arber, Hamilton Smith, dan Daniel
mendapatkan hadiah nobel untuk penemuannya tentang Endonuklease restriksi, yaitu
enzim yang dapat memotong DNA. Paul Berg untuk hybrid SU-40-I (Simin Virus-40
bakteriofage I) dalam teknik DNA rekombinan.
Dengan enzim tersebut, kini manusia dapat memotong-motong dan mengeluarkan
gen dari tempatnya pada kromosom, dan memindahkannya ke sel individu lain atau
jenis makhluk lain, dan dapat bekerja normal dalam tubuh penerima atau yang
mengalami rekayasa itu.
Perlengkapan yang diperlukan untuk rekayasa genetika adalah : (1) enzim
pemotong gen yaitu Endonuklease retriksi, (2) enzim penyambung gen yang

dikehendaki yaitu Ligase, (3) vektor yang membawa gen yang akan disisipi/dititipkan
dapat berupa plasmid bakteri (gen diluar kromosom bakteri) atau virus, dan (4) inang.
Adapun tahap-tahap rekayasa genetika adalah sebagai berikut :1) mendapatkan gen
yang diinginkan (gen yang diinginkan dari suatu indifidu dipotong dengan enzim
endonuklease restriksi), (2) gen dengan enzim ligase, (3) vektor yang sudah membawa
gen titipan dimasukkan ke dalam inang, (4) vektor dalam sel inang ditumbuhkan, (5)
isolasi produk dari inang, (6) penyempurnaan produk.

Prinsip dasar rekayasa genetika adalah penyisipan informasi genetika ke dalam
organisme, replikasi gen, pembelahan (duplikasi) sel dan DNA, mutagenesis (mutasi
gen baik yang spontan maupun dengan induksi), DNA rekombinan dan pengklonan
gen. Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan
perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam
struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima
dapat berasal dari organisme apa saja.
Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di khromosom tanaman, sebaliknya
gen tanaman dapat diselipkan pada khromosom bakteri. Gen serangga dapat
diselipkan pada tanaman atau gen dari babi dapat diselipkan pada bakteri, atau bahkan
gen dari manusia dapat diselipkan pada khromosom bakteri. Produksi insulin untuk
pengobatan diabetes, misalnya, diproduksi di dalam sel bakteri Eschericia coli (E.

coli) di mana gen penghasil insulin diisolasi dari sel pankreas manusia yang kemudian
diklon dan dimasukkan ke dalam sel E. coli. Dengan demikian produksi insulin dapat
dilakukan dengan cepat, massal, dan murah.
Teknologi rekayasa genetika juga memungkinkan manusia membuat vaksin pada
tumbuhan, menghasilkan tanaman transgenik dengan sifat-sifat baru yang khas.
Rekayasa genetika pada tanaman mempunyai target dan tujuan antara lain
peningkatan produksi, peningkatan mutu produk supaya tahan lama dalam
penyimpanan pascapanen, peningkatan kandunagn gizi, tahan terhadap serangan hama
dan penyakit tertentu (serangga, bakteri, jamur, atau virus), tahan terhadap herbisida,
sterilitas dan fertilitas serangga jantan (untuk produksi benih hibrida), toleransi
terhadap pendinginan, penundaan kematangan buah, kualitas aroma dan nutrisi,
perubahan pigmentasi.
Rekayasa Genetika pada mikroba bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja
mikroba tersebut (misalnya mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara,
meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan
makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan
bahan obat-obatan dan kosmetika.
2.3. MANFAAT REKAYASA GENETIKA
Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari
bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan.

Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru
ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian

(termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah melibatkan
ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.
Rekayasa genetika ini memiliki manfaat bagi kehidupan yaitu:
a.
Meningkatnya derajat kesehatan manusia, dengan diproduksinya berbagai
hormone manusia seperti insulin dan hormone pertumbuhan.
b.
Tresedianya bahan makanan yang lebih melimpah.
c.
Tersedianya sumber energy yang terbaharui.
d.
Proses industry yang lebih murah.
e.
Berkurangnya polusi.
2.4. REKAYASA GENETIKA DI BIDANG PERTANIAN
Pada
tumbuhan/tanaman

Teknologi
produksi
tanaman
transgenic.
Ahli rekayasa genetik tanaman melakukan transformasi gen dengan tujuan untuk
memindahkan gen yang mengatur sifat-sifat yang diinginkan dari satu organisme ke
organisme lainnya. Beberapa sifat yang banyak dikembangkan untuk pembuatan
tanaman transgenik misalnya (1) gen resistensi terhadap hama, penyakit dan
herbisisda, (2) gen kandungan protein tinggi, (3) gen resistensi terhadap stres
lingkungan seperti kadar alumium tinggi ataupun kekeringan dan (4) gen yang
mengekspresikan suatu ciri fenotipe yang sangat menarik seperti warna dan bentuk
bunga, bentuk daun dan pohon yang eksotik.
Dalam hubungannya dengan pembuatan tanaman transgenik terdapat tiga
komponen penting yaitu:
1. Isolasi gen target.
Gen target yang kita inginkan misalnya gen Bt (gen tahan terhadap penggerek yang
diisolasi dari bakteri Bacillus thurigenensis) diekstrak kemudian dipotong dengan
enzim restriksi. Gen yang sudah terpotong-potong kemudian diseleksi bagian gen
mana yang menyandikan gen Bt dan diisolasi. Potongan gen Bt kemudian disisipkan
ke dalam DNA sirkular (plasmid) sebagai vektor menghasilkan molekul DNA

rekombinan gen Bt. Vektor yang sudah mengandung molekul DNA rekombinan gen
Bt dimasukkan kembali ke dalam sel inang yaitu bakteri untuk diperbanyak. Sel inang
akan membelah membentuk progeni baru yang sudah merupakan sel DNA
rekombinan gen.
2.
Proses transfer gen ke tanaman target.

Agar sel DNA rekombinan get Bt dapat terintegrasi pada inti sel tanaman maka
diperlukan vektor yang lain lagi untuk memindahkan gen Bt ke dalam inti sel
tanaman. Vektor tersebut adalah bakteri Agrobacterium tumefaciens. Bakteri ini
menyebabkan penyakit tumor pada tanaman. Penyakit ini akan terjadi bila terdapat
luka pada batang tanaman sehingga memungkinkan bakteri menyerang tanaman
tersebut. Luka pada tanaman mengakibatkan tanaman mengeluarkan senyawa opine
yang merangsang bakteri untuk menyerang tanaman dimana senyawa ini merupakan
sumber carbon dan nitrogen dari bakteri. Akibat masuknya bakteri menyebabkan
terjadinya proliferasi sel yang berlebihan sehingga menimbulkan penyakit tumor pada
tanaman. Kemampuan untuk menyebabkan penyakit ini pada tanaman ternyata ada
hubungannya dengan DNA sirkular (plasmid) Ti (Tumor inducing plasmid) dalam sel
bakteri A. tumefaciens. Sifat yang menyolok pada plasmid Ti ialah bahwa setelah
infeksi oleh A. tumefaciens, sebagian dari molekul DNAnya berintegrasi dalam DNA

kromosom tanaman. Segmen ini dikenal dengan nama T-DNA (transfer DNA) Metode
kerjasama antara tanaman dan A. tumefaciens ini digunakan oleh ahli rekayasa
genetika tanaman untuk memindahkan gen Bt agar dapat terintegrasi dalam sel
tanaman. Oleh karena itu langkah selanjutnya adalah menyisipkan DNA rekombinan
yang sudah membawa gen Bt ke dalam plasmid Ti dari A. tumefaciens. Setelah itu A.
tumefaciens yang membawa gen Bt diinokulasikan pada tanaman. Proses inokulasi
tersebut dilakukan pada tanaman target yang sedang diregenerasikan dalam kultur
jaringan. Hal ini memudahkan bagi proses transfer gen Bt ke dalam inti jaringan
tanaman dimana tanaman masih dalam proses pembelahan sel yang sangat aktif .
3.
Expresi gen pada tanaman transgenik.
Gen yang sudah dimasukkan ke dalam tanaman target dalam hal ini adalah gen
Bt yang mengekspresikan tanaman transgenik tahan terhadap hama penggerek harus
dapat diexpresikan. Untuk mengetahui apakah gen tersebut terekspresi atau tidak
digunakan penanda yaitu selectable and scoreable marker, dimana apabila tanaman
target dapat tumbuh pada media yang mengandung antibiotika atau tanaman target
menampakan warna khusus (warna biru untuk penanda gen gus) maka tanaman target
itu adalah tanaman transgenic sehingga setiap tanaman dapat dibuat menjadi varietas
unggul yang membuat hasil tanaman tersebut meningkat, juga ketahanan terhadap
hama penyakit. Kekhawatiran Dampak Organisme atau Pangan Produk Transgenik
Penerapan bioteknologi seperti manipulasi gen pada tanaman budidaya telah

memberikan manfaat yang tidak terbatas. Secara alamiah tumbuhan mengalami
perubahan secara lambat sesuai dengan keberhasilan adaptasi sebagai hasil interaksi
antara tekanan lingkungan dengan variabilitas genetika. Campur tangan manusia
melalui rekayasa genetik telah mengakibatkan “revolusi” dalam tatanan gen.
Perubahan drastis ini telah menimbulkan kekhawatiran akan munculnya dampak
produk transgenik baik terhadap lingkungan, kesehatan maupun keselamatan
keanekaragaman. Dalam banyak hal bahaya produk transgenik yang diduga akan
muncul terlalu dibesar-besarkan. Tidak ada teknologi yang tanpa resiko, demikian
pula dengan produk rekayasa genetik. Resiko dari produk transgenik tidak akan lebih
besar dari produk hasil persilangan alamiah. Beberapa resiko pangan transgenik yang
mungkin terjadi antara lain resiko alergi, keracunan dan tahan antibiotik. Pangan
transgenik berpotensi menimbulkan alergi pada konsumen yang memiliki sensitivitas
alergi tinggi. Keadaan itu dipengaruhi sumber gen yang ditransformasikan. Kasus ini
pernah terjadi pada kedelai transgenik dengan kandungan methionin tinggi, sehingga
produknya tidak diedarkan setelah penelitian menunjukkan adanya unsur alergi.
Kekhawatiran keracunan didasarkan pada sifat racun dari gen Bt terhadap serangga.
Kecemasan tersebut tidak beralasan karena gen Bt hanya aktif bekerja dan bersifat
racun bila bertemu sinyal penerima dalam usus serangga yang sesuai dengan kelas
virulensinya. Gen tersebut tidak stabil dan tidak aktif lagi pada pH di bawah 5 dan
suhu 65° C , artinya manusia tidak akan keracunan gen Bt terutama untuk bahan yang
harus dimasak terlebih dahulu. Kemungkinan lain adalah resistensi mikroorganisme
dalam tubuh menjadi lebih “kuat”. Kejadian ini peluangnya kecil karena gen yang
ditranfer melalui rekayasa genetik akan terinkorporasi ke dalam genom tanaman.
Kekhawatiran bahaya terhadap keselamatan sumber daya hayati diduga terjadi melalui
beberapa cara seperti 1) terlepasnya organisme transgenik ke alam bebas, dan 2)
tranfer gen asing dari produk transgenik ke tanaman lain sehingga terbentuk gulma
yang dapat merusak ekosistem yang ada sehingga mengancam keberadaan sumber
daya hayati. Perubahan tatanan gen dapat mengakibatkan perubahan perimbangan
ekosistem hayati dengan perubahan yang tidak dapat diramalkan . Prinsip dasar
biologi molekuler menunjukkan 2 sumber utama resiko yang mungkin timbul.
Pertama, perubahan fungsi gen melalui proses rekayasa genetik. Penyisipan
gen berlangsung secara acak sehingga sulit untuk dikontrol dan diprediksikan apakah
gen tersebut akan rusak atau berubah fungsi.

Kedua, transgen dapat berinteraksi dengan komponen seluler. Kompleksitas
kehidupan organisme mengakibatkan kisaran interaksi tersebut tidak dapat di
ramalkan atau dikontrol. Secara teoritis tanaman transgenik merupakan bagian dari
masa depan karena sampai saat ini bukti-bukti ilmiah menunjukkan tidak ada alasan
“kuat” untuk mempercayai adanya resiko “unik“ yang berkaitan dengan produk
transgenik. Produk bioteknologi modern sama aman atau berbahayanya dengan
makanan yang dihasilkan melalui teknik-teknik tradisional. Bagaimanapun di masa
yang akan datang, bioteknologi modern berpotensi sebagai alat untuk menjawab
tantangan dan membuka kesempatan dalam mengembangkan bidang pertanian
terutama untuk memperoleh bahan makanan yang lebih banyak dengan kualitas yang
lebih baik.
Dengan menggunakan rekayasa genetika (digunakan penyinaran dengan
panjang gelombang tertentu pada saat hewan dan tumbuhan masih dalam bentuk
benih) dihasilkan kelapa hibrida, jagung hibrida, sapi bibit unggul, ayam berkaki
pendek namun berdaging tebal, dan sebagainya.sebagai contohnya adalah jagung.
Pada umumnya jagung dibudidayakan untuk digunakan sebagai pangan, pakan, bahan
baku industri farmasi, makanan ringan, susu jagung, minyak jagung, dan sebagainya.
Di negara maju, jagung banyak digunakan untuk pati sebagai bahan pemanis, sirop,
dan produk fermentasi, termasuk alcohol. Di Indonesia jagung merupakan bahan
pangan kedua setelah padi. Selain itu, jagung juga digunakan sebagai bahan baku
industri pakan dan industri lainnya.perbaikan genetik jagung melalui rekayasa genetik
akan menjadi andalan dalam pemecahan masalah perjagungan di masa mendatang.
Seperti diketahui, pemuliaan secara konvensional mempunyai keterbatasandalam
mendapatkan sifat unggul dari tanaman. Dalam rekayasa genetic jagung, sifat unggul
tidak hanya didapatkan dari tanaman jagung itu sendiri, tetapi juga dari spesies lain
sehingga dapat dihasilkan tanaman transgenik. Jagung Bt merupakan tanaman
transgenik yang mempunyai ketahananterhadap hama. Jagung ini setelah proses
transgenic,akan tahan terhadap hama,sebab gen;gen jagung tersebut telah diteliti dulu
sekaligus hasilnya akan meningkat dari jagung organik. Sekira 20 produk pertanian hasil
modifikasi genetik telah beredar di pasaran Amerika, Kanada, bahkan Asia Tenggara. Dalam enam tahun ke
depan, berbagai perusahaan telah menyiapkan 26 produk lainnya, mulai dari kedelai, jagung, kapas, padi
hingga stroberi. Dari yang tahan hama, herbisida, jamur hingga pematangan yang dapat ditunda.

Pada dasarnya prinsip pemuliaan tanaman, baik yang modern melalui penyinaran untuk
menghasilkan mutasi maupun pemuliaan tradisional sejak zaman Mendel, adalah sama, yakni pertukaran
materi genetik. Baik seleksi tanaman secara konvensional maupun rekayasa genetika, keduanya memanipulasi
struktur genetika tanaman untuk mendapatkan kombinasi sifat keturunan (unggul) yang diinginkan. Bedanya,
pada zaman Mendel, kode genetik belum terungkap. Proses pemuliaan dilakukan dengan ”mata tertutup”
sehingga sifat-sifat yang tidak diinginkan kembali bermunculan di samping sifat yang diharapkan. Cara
konvensional tidak mempunyai ketelitian pemindahan gen. Sedangkan pada new biotechnology pemindahan
gen dapat dilakukan lebih presisi dengan bantuan bakteri, khususnya sekarang dengan dikembangkannya
metode-metode DNA rekombinan.

2.5. DAMPAK REKAYASA GENETIKA TERHADAP KEHIDUPAN
Rekayasa teknologi tidak semuanya berdampak positif bagi kehidupan manusia
maupun bagi makhluk hidup lain dan lingkungan. Teknologi yang diciptakan dengan
tujuan untuk memakmurkan umat manusia bisa saja menghancurkan manusia itu
sendiri jika tidak diikuti dengan keimanan dan ketaqwaan.
Dampak positif rekayasa genetik sebagai berikut.
a. Menciptakan bibit unggul
b. Meningkatkan gizi masyarakat.
c. Melestarikan plasma nutfah.
d. Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi sesuai dengan keinginan manusia.
Dampak negatif rekayasa reproduksi sebagai berikut:
a. Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis
yang sama akan mudah terkena penyakit.
b. Merugikan petani dan peternak lokal yang mengandalkan reproduksi secara alami.

c. Mengganggu proses seleksi alam.
Berdasarkan kajian ilmiah ISIS (GM Food Nightmare Unfolding in the
Regulatory Sham) menyampaikan tentang bagaimana pengambil kebijakan dan
lembaga penasihat seperti European Food Safety Authority telah mengabaikan prinsip
kehati-hatian (precautionary principle), menyalahgunakan ilmu, tidak mematuhi
hukum, dan membantu mempromosikan teknologi rekayasa genetik dengan fakta
yang berlawanan dengan keamanan pangan dan pakan rekayasa genetik.

BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
1. rekayasa genetika merupakan suatu teknik yang sangat dibutuhkan pada jaman
modern ini.
2. rekayasa genetika dapat mempermudah dalam kebutuhan manusia dia juga
mengurangi segala resiko yang dapat terjadi secara konvensional.
3. penggunaan teknik ini harus mendapat lisensi dari pemerintah secara resmi dan
juga dalam tidak di salahgunakan oleh pihak tertentu Karena dapat merugikan
makhluk lainnya, agama serta lingkungan.
3.2
Saran
1. Diharapkan berhati-hati dalam melakukan rekayasa.
2. Apapun kegiatan yang dilakukan harus sesuai petunjuk.

DAFTAR PUSTAKA

1. rekayasa genetika/GENETIKA PEMANFAATAN DAN DAMPAK
BIOTEKNOLOGI.
2. rekayasagenetika/GENETIKA/ContohRekayasaGenetika.

3.rekayasagenetika/GENETIKA/DAMPAKNEGATIFMIKROORGANISMEHASIL

REKAYASAGENETIKABeSmileLah.

Proses Pengakuan DNA sebagai materi Genetik

Asam nukleat t elah cukup lam a ditemukan sebelum diketahui struktur serta fungsinya sebagai
bahan dasar gen. Sekurang-kurangnya ada tiga penemuan yang membuktikan bahwa asam
nukleat berperan penting dalam menentukan sifat organisme atau sebagai bahan dasar gen, yaitu
sebagai berikut:
(1) Ditemukannya DNA sebagai senyawa khas kromosom
Hal ini ditemukan melalui studi pewarnaan mikroskopik oleh Robert Fuelgen. Fuelgen
menunjukkan bahwa DNA yang dipanaskan dengan asam fuksin akan timbul warna merah tua
yan g mengkilat. Sepuluh tahun kemudian, saat penemuan Fuelgen diterapkan pada sel hidup,
ternyata tidak merusak sel atau jaringan. Kromosom muncul dengan warna yang jelas, sedangkan
bagian sel yang lain tidak berwarna. Dari hasil ini kemudian disimpulkan bahwa kromos m
mengandung DNA, dan DNA merupakan material khas kromosom yang tidak terdapat pada
bagian lain. Saat ini, telah diketahui ternyata DNA juga terdapat pada sitoplasma, seperti pada
mitokondria dan plastid.
(2) Ditemukannya peran DNA dalam transformasi bakteri
Oswald T. Avery dan peneliti lain dari Rockefeller Institut pada 1944 berhasil membuktikan
bahwa bahan genetik yang terlibat dalam proses transformasi adalah DNA. Proses transformasi
sebelumnya dikemukakan oleh F. Griffith (1928) dalam percobaanya menggunakan bakteri
Streptococcus pneumonia galur R (tidak berkapsul) dan galur S (berkapsul). Griffith
menunjukkan adanya proses transformasi melalui percampuran galur bakteri R yang hidup
dengan galur S yang dimatikan, yaitu bahwa galur R hidup yang berubah sifat m enjadi
berkapsul akibat adanya bahan-bahan
dari galur S yang telah dimatikan masuk kedalam selnya. Percobaan tersebut diteruskan Avery
dengan mengisolasi molekul kimia pecahan galur S, kemudian dipisahkan. Bahan yang berhasil
dipisahkan adalah ternyata adalah DNA, RNA, protein, polisakarida, dan lipid. Molekul-molekul
tersebut diuji dengan mencampurkan nya dengan bakteri R, ditambah dengan enzim pengurai
DNase, Rnase, Protease. Ternyata bakteri yang tidak dicampur DNA terjadi mengalami
transformasi, sedang yang diberi DNase tidak. Hal ini berarti bahwa DNA berperan dalam proses
transformasi dan merubah sifat bakteri.
(3) Ditemukannya DNA pada virus yang di wariskan pada generasi berikutnya secara fisik
Hershey dan Chase (1952) menemukan bahwa DNA merupakan bahan genetik yang diwariskan,
bukan mantelnya. Proses penelitian sebagai berikut: E. coli ditumbuhkan pada media yang
diberi radioisotope S 35 sebagai penanda protein (mantel virus) dan P 32 sebagai penanda DNA
bakteriofage T2 diinfeksikan pada E. coli , sehingga m enggunakan unsur-unsur pada sel inang
untuk m enyusun kromosom dan m antel, termas uk juga radioisotop yang telah diabsorbsi
bakteri Terd apat 2 m acam fage, yaitu yang mengandung S35 pada mantel dan yang me
ngandung P32 pada kromosom fage menginfeksi bakteri ya ng ditumbuhkan pada media biasa
tanpa radioisotop Dari bakteri yang diserang fage bertanda S 35 tidak diperoleh virus berradioisotop, sedang yang diserang fage bertanda P 32 diperoleh virus ber-radioisotop. Hal ini
menandakan bahwa DNA-lah yang diwariskan pada generasi berikutnya

A.2. Peranan DNA sebagai materi genetik
DNA sebag ai materi genetik berperan dalam menentukan sifat organisme, yaitu mengendalikan
proses pembentukan rantai protein dengan cara menyandikan protein. Salah satu protein
terpenting dalam organi sme, yaitu sebagai katalisator reaksi biokim ia. Sem ua reaksi da lam
pros es m etabolisme selular m emerlukan enzim sebagai katalisatornya. Tiap en zim memiliki
fungsi khas, yaitu sebagai katalisator reaks i biokimia tertentu. Enzim-enzim ini
pembentukannya berada dibawah kendali DNA. Proses ini dilaks anakan m elalui penentua n
susunan nukleotida molekul RNA, yang kemudian diterjemahkan dalam susunan asam amino
dari rantai polipeptida protein. Penyandian menggunakan kode genetika tertentu, untuk
menandai informasi genetik yang dibawa oleh DNA. Kode tersebut dibuat untuk menandai
inform asi genetik yang dibawa oleh DNA, dituliskan dalam untaian huruf yang disusun oleh 4
m acam basa nukleotida A ( Adenin), G ( Guanin), C ( Sitosin) dan T ( Timin). Setiap 3 huruf
yang beruruta n menyandi satu m acam asam amino tertentu dan disebut dengan kodon.
Pengunaan kode ini berkembang ketika ilmuwan dari lembaga penelitian National institutes o f
health ya itu Marshall Nirenberg dan J. Matthaei pada tahun 1961 menemukan untuk pertama
kalinya kodon ini. Karena kodon dis usun dengan variasi 4 huruf dengan susunan 3 huruf
berurutan maka dengan perhitungan matematika didapatkan 4x4x4 =64 macam ke mungkinan
ko binasi huruf-huruf dari basa nukleotida yang m enyusun kodon tersebut dan inilah yang
disebut dengan standar kode genetika yang m enyandi asam amino penyusun protein tertentu
secara spesifik. Terdapat 20 m acam asam a mino st andar yang digunakan untuk menyusun
protein di dalam tubuh kita. Tiap -tiap asam amino memiliki karakter spesifik baik struktur, berat
molekul, titik isoelektri k maupun muatannya. Karena jum lah variasi kodon ada 64 sedang
asam amino yang disandi hanya 2 0 kalau ditam bah dengan stop kodon m enjadi 23 m aka satu
jenis asam a mino bisa disandi oleh lebih dari satu urutan kodon, ariasi ini umumnya terdapat
pada nukleotida ketiga dari setiap kodonnya, kondisi ini justru m alah m enguntungkan, karena
bila terjadi mutasi pada nukleotida ketig a bisa jadi tidak m erubah jenis asam amino yang
disandi dan hasil akhirnya protein tidak berubah dan tidak terjadi kelainan, kondisi seperti ini
yang dikenal dengan istilah mutasi tersa arkan ( silent mutation). Telah ditemukan suatu cara
mudah untuk ment erjemahkan kode genetik kedalam suatu jenis asam amino tertentu, yaitu
menggunakan piramida kode genetika). Asam a mino disandikan dengan tiga macam sandi,
dimana ketiga sandi tersebut dapat dilihat pada piram da. Cara menterjemahkan: Lihat kode
pertama asam amino, kemudian temukan pada baris pertama piramida (akan terpilih salah satu
dari 4 piramida). Kemudian lihat kode kedua pada baris kedua dari piramida yang terpilih.
Setelah itu, lihat kode ketiga pada baris ketiga piramida . Jenis asam amino yang disandikan
dapat dilihat pada bagian bawah piramida.
A.3. Manfaat DNA dan Gen dalam teknologi
Di temukannya DNA sebagai m ateri genetik telah memberi kontribusi pada berbagai bidang
keilmuan yang bermanfaat untuk masyarakat yaitu di bidang:
(1) Rekayasa genetik
Biologi m odern dan biokim ia menggunakan teknologi rekombinan DNA secar intensif.
Rekombinan DNA adalah sekuens DNA buatan manusia yang dibangun dari sekuens DNA

Rekombinan DNA tersebut da pat ditransfor m kedalam organisme dalam bentuk plasmids
menggunakan viral vektor. Organisme yang telah tertransform asi tersebut dapat digunakan
untuk memperoleh produk tertentu, misalnya protein rekom binan, yang dapat digunakan untuk
penelitian kedokteran.
(2) Forensik
DNA digunakan untuk identifikasi pada sample darah, semen, kulit, air liur dan rambut sebagai
sidik ja ri DNA atau lebih tepatnya profiling DNA. Pada profiling DNA untuk membedakan
identitas antar individu digunakan metode minisatelite yang mendasarkan pada panjang dan jenis
bagian DNA berulang. Teknik ini biasanya sangat diandalkan untuk mengidentifikasi pelaku
kejahatan. Profiling DNA pertama kali dikembangkan tahun 1984 oleh ahli genetik Inggris Sir
Alec Jeffreys dan pertama kali digunakan da lam ilmu forensik pada kasus pembunuhan
Enderby pada tahun 1988. Profiling DNA juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi korban
pada kasus kecelakaan massal.
(3) Bioinformatika
Bioinformatika mencakup manipulasi, pencarian dan penggalian data sekuens DNA.
Perkembangan teknik penyimpanan dan pencarian sekuens DNA telah memicu ke majuan
penerapan ilmu komputer terutama string searching algorithms, machine learning dan database
theory.
(4) DNA dan komputasi
DNA pertama kali digunakan dalam penghitungan masalah Hamiltonian path, sebuah masalah
NP-complete. Komputasi DNA bermanfaat pada kom puter elektronik dalam penggunaan daya,
ruang dan efisiensi karena kem ampuannya menghitung pada sebuah cara yang sangat paralel.
Sejum lah masalah lain termasuk simulasi mesin abstrak, masalah boolean satisfiability telah
dapat dianalisis menggunakan komputasi DNA. Karena kekompakannya, DNA jug a memiliki
peranan teoritis dalam cryptography.
1. STRUKTUR DNA
B.1. Komposisi Kimia DNA
DNA merupakan polimer yang tersusun dari unit berulang bernama nukleotida. Masingmasing nukleotida tersusun dari sebuah gula memiliki 5 Carbon (2′ deoks iribosa), asam fosfat,
dan empat basa yang mengandung nitrogen. Gabungan antara basa dan gula dinamakan
nukleosida. Dua basa nitrogen memiliki struktur cincin ganda bernama purin dan dua basa
nitrogen memiliki struktur bercincin tunggal bernama pirimidin. Basa purin adalah Adenin (A )
dan Guanin (G) sedangkan basa pirimidin adalah Timin (T) dan Citosin ( C). Basa-basa
nukeotida dapat berpasangan dan diikat melalui suatu ikatan hidrogen. Adenin dengan Timin
diikat oleh dua ikatan hidrogen sedangkan Guanin dengan Cytosin diikat oleh tiga ikatan
hidrogen. Dalam rantai poli nukleotida, nukleotida-nukleotida digabungkan satu dengan lainnya
melalui ikatan fosfodiester yaitu antara fosfat pada C nomor 5 dari suatu nukleotida dengan C

nomor 3 dari nukleotida lainnya. Dengan aturan seperti ini m aka pada ujung-ujung rantai
polinukleotida akan ditem ukan fosfat paad ujung 5 dan radikal OH pada ujung 3.
B.2. Rantai DNA
Struktur tiga dimensi DNA ditemukan oleh Watson dan Crick atas penelitian sebelumnya oleh C
hargaff dan Franklin dan Wilkins. Struktur tersebut dinamakan heliks ganda. Rincian heliks
ganda ini adalah:
(1) DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida yang basanya berpasangan dengan ikatan
hydrogen, dengan aturan perpasangan A- T d an G-C. Pasangan A-T diikat oleh dua ikatan
hydrogen sedangkan GC oleh dua ikatan. Perpasangan dengan ikatan hydrogen ini sela in
mengikat juga mempertahankan jarak antara dua basa.
(2) Antara dua utasan membentuk pasangan anti parallel yaitu antar dua utasan terdapat arah
berlawanan : ujung 5’P akan berhadapan dengan ujung 3′ OH.
(3) Antara dua pasangan basa terdapat jarak sebesar 3.4 Ao.
(4) Pasangan dua utas DNA m embe ntuk su atu pilinan di sekitar suatu sumbu dengan arah
pilinan ke kanan atau searah jarum jam. Setiap sepuluh pasang basa ( 34 A o) akan m embentuk
satu pilinan atau perputaran 360o. Pilinan ini mempunyai diameter 20o.
1. REPLIKASI DNA
Proses perkem bangbiakan atau pertum buhan organisme akan dimulai dengan reproduksi sel.
Reproduksi sel akan diawali oleh sintetis perbanyakan komponen sel yang salah satu diantara
nya adalah kromosom sebagai bahan genetik. Sintesis atau perbanyakan bahan genetik seperti
DNA kromosom dilakukan melalui reaksi yang dinamakan replikasi. Replikasi hanya terjadi
pada asam nukleat, DNA atau RNA sebagai penyusun genom .
C.1. Syarat dan Model Replikasi DNA
1. Situs awal sebagai syarat
Syarat pertama yang harus ada agar DNA dapat bereplikasi adalah adanya situs awal yang
dikenal dengan istilah ori (origin of replication). DNA yang tidak mengandung titik ori tidak
akan dapat bereplikasi. Bila DNA tersebut berada di dalam sel maka DNA tersebut akan hilang
pada saat reproduksi sel. Dalam replikasi, situs awal ini akan dikenali oleh enzim polimerase
DNA yaitu oleh protein DnaA yang dihasilkan oleh gen dnaA.
1. Utas ganda sebagai syarat
Syarat kedua yang harus ada agar DNA dapat bereplikasi adalah asam nukleat yang digunakan
harus berada dalam bentuk utas ganda. Adanya dua utas polinukleotida serta perpasangan paralel

ant ar basa-basanya akan mendukung proses swaproduksi dalam replikasi yaitu setiap utas akan
menjadi model dari utas pasangannya .
1. Mengikuti pola konservatif
Pola replikasi DNA dilaksanakan dengan pola semi konservatif . Pada pola ini, dalam
pembentukan DNA baru tidak dilakukan sintesis kedua utas polinukleotida. Hanya satu yang
disintesis sedangkan yang l ainnya berasal dari molekul DNA terdahulu. Dengan pola ini akan
terpenuhi dua hal yaitu (1) fungsi pewarisan yaitu satu utasan DNA tetua secara fisik akan
terbawa ke dalam DNA baru dan (2) fungsi pemeliharaan sifat yaitu struktur DNA baru akan
sam a dengan struktur DNA generasi sebelumnya.
1. Mempunyai arah pertumbuhan 5–3
Dalam sintesis DNA, dua nukleot ida digabungkan dengan merangkaikan karbon gula kelima
(C5) yang mengandung fosfat dari satu nukleotida kepada karbon ketiga (C3) yang mengandung
OH dari nukleotida lain, membentuk ikatan 5 -3 fosfodiester. Secara kimia yang dapat diterima
dalam polimerisasi DNA adalah pertumbuhan 5-3 karena seandainyahrus terjadi koreksi akibat
adanya ke salahan dalam menyusun basa maka pertumbuhan ini akan lebih efisien dalam
penggunaan energi dibandingkan dengan pertumbuhan 3-5.
1. Berjalan secara bertahap
Dalam pros e replikasi terdapat dua proses yaitu (1) pengudaran heliks ganda menjadi utasan
tunggal dan membentuk percabangan replikasi dan (2) sintesis rantai baru dengan menggunakan
utasan tunggal tersbut sebagi model yang sekaligus menja dikan utasan tunggal tersebut menjadi
heliks ganda yang utuh. Kedua proses itu dilakukan dengan bantuan seperangkat enzim yang
berbeda.
C.2. Tahapan Replikasi DNA
Tahapan replikasi DNA berlangsung dalam tiga tahap proses penting yaitu (1) pengenalan situs
awal replikasi, (2) pengudaran pi linan h eliks ganda dan (3) sintesis rantai polinukleotida baru.
Secara umum tahapan ini terdapat :
1. Pengenalan situs awal replikasi
Pengenalan ori dilakukan oleh DnaA dengan cara mengenali runtutan basa ori. Suatu DnaA
diprod uksi untuk m engenali titik ori dari DNA pada sel yang sama.
1. Pengudaran pilinan heliks ganda
Pada proses pengudaran ini terdapat tiga protein dan enzim yang berperan yaitu enzim helikase,
girase dan single strand binding protein (SSB). Helikase adalah kelompok protein yang
berfungsi mengudar pilinan heliks ganda dengan cara menghilangkan ikatan hydrogen dan
memisahkan utasan-utasannya menjadi utas tunggal. Sebagai contoh kerja helikase, protein

menempel pada wilayah utas tunggak kemudian bergerak dengan arah 3–5 menuju bagian utas
ganda dan membebaskan utasan-utasan dan pilinan heliks. Selanjutnya utasan tunggal yang
telah terbebaskan akan ditempeli SSB. Girase merupakan topoisomerase tipe II yang berfungsi
menghilangkan tegangan pada superheliks positif dengan cara membuka pilinan ke arah negative
struktur superheliks positif. SSB berfungsi un uk melindungi utas tungal DNA dari kemungkinan
berpasangan kembali dengan utas pasangannya membentuk heliks ganda. Selain itu juga
melindungi DNA utas tunggal dari serangan berbagai nuklease dan dapat menghalangi
terjadinya transkripsi.
1. Sintesis utasan baru DNA
Dalam pros es ini terjadi penggabunga n m ononukleotida menjadi rantai polinukleotida dengan
urutan basa te rtentu. Enzim yang berperan dalam proses ini adalah polymerase RN A,
polymerase DNA dan ligase. Tahapan proses sintesis ini adalah (i ) inis asi oleh Polimerase
RNA, (ii) perpanjangan rantai oleh Polim erase DNA dan (iii) penyatuan fragm en DNA oleh
Ligase.
(i) inisiasi oleh Polime rase RNA.
Dalam mengawali sintesis DNA di bentuk RNA primer yang terdiri dari beberapa basa yang
akan menjadi tempat polymerase DNA mengaitkan nukleotida DNA pertama. Dua enzim yang
mensintesis RNA primer yaitu poly merase RNA dan primase. Polim erase bekerja mensintesis
RNA primer pada situs ori C sedangkan prim ase mengkatalisis RNA primer yang terdapat di
depa n setiap fragmen Okazaki.
(ii) perpanjangan rantai oleh Polimerase DNA
Enzim polymerase DNA membentuk ikatan fosfodieste r yang merangkaikan C ke-5 dari suatu
nukleotida terhadap C ke-3 dari nukleotida yang baru. Setiap nukleotida baru ditambahkan pada
ujung ke-3 rantai nukleotida yang sudah ada atau pertum buhan 5–3. Polimerase DNA dalam
proses kerjanya memerlukan adanya satu DNA utas tunggal yang akan menjadi model untuk
menentukan urutan basa dari rantai nukleotida yang akan disintesisnya.
(iii) penyatuan fragmen DNA oleh Ligase.
Enzim ligase berfungsi menyambungkan dua fragm en rantai polinukleotida m e njadi rantai
yang lebih panjang. Dalam replikasi, ligase berperan m enyambungkan dua fragm en Okazaki
setelah RNA primer di buang oleh polymerase RNA I.
1. DNA DAN KROMOSOM
DNA merupakan merupakan bahan genetik pada sem ua organis a kecuali pada virus tertentu
yang mengandung RNA sebagai bahan genetiknya. Seperti yang telah diuraikan diatas, DNA
(Deoxyribonucleic Acid) merupakan bahan yang diwariskan dan merupakan unsur pokok yang
disebut nuklein. DNA terdapat hampir di seluruh kromosom organisma tingkat tinggi.
Bersamaan pembuktian bahwa DNA sebagai sumber bahan genetik, penelitian tentang

struktur asam nukleat sangat intensif dilakukan. Pengetahuan ini diharapkan dapat
menjelaskan struktur dan fungsi bahan genetik seperti replikasi, penyimpanan informasi serta
ekspresi gen. Dalam satu sel manusia mengandung sekitar 2 m eter DNA yang di bungkus
kedalam 46 kromosom. Sekitar tiga juta basa dari genom manusia tidak semuanya
menyambung dan berada dalam satu strand DNA. Genom manusia dibagi menjadi 23 bagian
dari DNA yang disebut kromosom. Kromosom merupakan strand dari DNA yang terdiri dari
protein. Manusia memliki 22 pasang kromosom (yang disebut Autosom) dan 1 pasang
gonosom (kromosom kelamin X dan Y). Sehingga total kromosom pada manusia sebanyak 46
kromosom. Penyusunan DNA di dalam organisma Eukariot berbeda dengan penyusunan di
dalam organisma Prokariot . Di dalam organisma Eukariot DNA terdapat di dalam inti sel dan
diluar inti sel sehingga DNA tersebut sering disebut DNA inti dan DNA sitoplasm a, pada sito
plas ma terdapat dua organel yaitu mitokondria dan kloroplast. Di dalam inti eukariot terdapat
sejumlah kromosom yang berukuran besar bila dibandingkan dengan kromosom bakteri.
Berdasarkan tingkat ploidi pada eukariot gen dibagi menjadi haploid, diploid, triploid dan
seterusnya. Gen-gen tersebut berada di dalam kromosom yang mengandung gen yang berbedabeda. Dalam sel d ploid terdapat dua ploid, ploid yang satu merupakan salinan dari ploid yang
lain. Maka, setiap kromosom akan memiliki pasangan kromosom homolog yang mengandung
gen yang sama. Kromosom yang tampak saat pembelahan sel merupakan gulungan atau
kondensasi serat halus yang disebut kromatin. Kromatin merupakan asosiasi satu molekul DNA
yang berukuran sangat panjang dengan protein dan RNA. Massa protein yang terdapat pada
kromosom kira-kira dua kali lebih banyak dari DNA. Terdapat dua enis protein pada
kromosom yaitu protein Histon dan N on histon Protein. Histon merupakan protein yang kaya
akan asam amino lisin dan arginin yang bers ifat basa dan bermuatan positif seperti Lisin dan
Arginin. Histon aka n berasosiasi deng an DNA melalui interaksi antara protein yang
bermuatan positif dengan fosfodiester D NA yang bermuatan ne gatif. Asosiasi antara satu
histon dengan segmen DNA disebut Nukleosom . Asosiasi nukleosom ini merupakan tahap
awal pengemasan DNA ke dalam bentuk yang kompak. Protein non histon merupakan jenis
protein kedua yang terdapat di dalam kromosom yang terdiri dari protein struktur dan enzym,
salah satunya adalah protein matriks yang mengikat pelipatan krom atin. Berbeda dengan
histon, asosiasi DNA dengan protein non histon tidak selalu permanen dan dapat muncul pada
saat-saat tertentu. Asosiasi pertama DNA dengan protein berlangsung dengan histon
membentuk struktur nukleosom. Empat subunit histon selain H1 akan membentuk satu butiran
protein oktamer dalam dua rangkap. DNA kemudian akan meliliti butiran oktamer tersebut,
pada tiap lilitan terbentuk dua ilitan DN A dengan panjang 146 pasang basa . Antara satu
nukleosom dengan yang lainnya dihubungkan oleh DNA penghubung yang memiliki panjang
sekitar 34 Pb. Sehingga untuk setiap nukleosom berasosiasi 200 Pb. Pembentukan nukleosom
ini akan m enyebabkan pe m endekan ukuran utas DNA m enjadi 7 kali dari helix ganda be bas,
sehingga terlihat seperti rangkaian manik-manik yang diikat oleh serat halus. Rangkaian ini
terbentuk karena adanya pemilinan yang terbentuk oleh ikatan ion yang terdapat diantara protein
H1 dalam butiran nukleosom , sehingga nukleosom tersebut akan menempel membentuk
silinder dengan H1 berada di teng h yang disebut sebagai selenoid.
1. STRUKTUR GEN
Gen merupakan bagian dari rantai DNA yang membawa instruksi untuk tugas-tugas khusus
atau mengekspresikan tampilan gen. Peranan tersebut sebagai ruas model atau ruas penyandi

dalam proses transkripsi. Contohnya, Gen Globin yang mengandung in struksi untuk membuat
protein hemoglobin, dimana protein dapat menyebabkan darah membawa oxygen ke seluruh
tubuh. Manusia m emiliki sekitar 50.000 ribu gen yang berb eda yang bekerja sama untuk
mengontrol banyak kegiatan tubuh kita. Walaupun kita memiliki gen yang sama tetap terdapat
per bedaan-perbedaan pada alel gen tersebut. Setiap m anusia memiliki kombinasi alel yang
khusus untuk warna mata, warna rambut dan lain-lain yang membuatnya berbeda dengan orang
lain. Serangkaian penelitian genetika yang dikombinasikan dengan studi kim ia yang dilakukan
para peneliti menyatakan bahwa kromosom sebagai pembawa gen yang disusun oleh asam
nukleat yaitu Asam dioksiribonukleat (DNA) atau Asam Ribonukleat (RNA). Pada sel eukariot
pembentukan protein terjadi di dalam sitoplasma sedangkan kromosom terdapat di dalam inti.
Antara DNA kromosom yang terdapat di dalam inti dan protein yang terdapat didalam
sitoplasma dihubungkan oleh molekul RNA. DNA merupakan pusat pengendali ja lannya m
etabolisme sel dengan menyandikan protein. Proses tersebut dilaksanakan dengan penentuan
susunan nukleotida molekul RNA yang selanjutnya susunan nukleotida tersebut diterje mahkan
kedalam susunan asam amino dari ran tai polipeptida protein. Proses penginterpretasikan
informasi dari sebuah gen dan membawa informasi tersebut keluar dari ini disebut tran kripsi dan
proses penyusunan asam amino menurut pola molekul RNA disebut translasi. Pada DNA
terdapat bagian-bagian tertentu yang berfungsi sebagai penyandi yaitu bagian-bagian yang hanya
diapit oleh Promotor dan terminator. Promotor adalah bagian dari DNA yang memiliki panjang
sekitar 40 Pb yang berfungsi sebagai tempat enzym polymerase RNA bekerja memulai
tanskripsi dan terminator merupakan segmen DNA tempat berakhirnya proses transkripsi atau
te pat enzym polymerase RNA berhenti bekerja. E xon m erupakan bagian dari DNA yang bera
da di dalam gen, yang membantu kerja mRNA. Exon pada gen Eukariot berselang-seling
dengan introns. Di dalam gen, masing-m asing exon terdiri dari beberapa bagian sebagai
pembaca frame yang akan menjadi kode pembentukan protein. Exon terdiri dari dua bagian,
yang merah berfungsi untuk sekuen asam amino (warna merah) dan yang kuning tidak dapat m
elakukan sekuen. Protein pada beberapa gen, RNA akan menyalin fungsi gen. Um umnya
fungsi gen adalah menginstruksikan untuk pembentukan protein khusus. Protein merupakan
bahan kompleks yang akan menampilkan kerja sel didalam tubuh. C ontohnya, enzim yang
juga merupakan protein secara langsung membangun struktur sel untuk menyerap energi dari
makanan ke tubuh kita. Untuk membuat protein oleh suatu gen, mRNA memiliki alat bantu
yang disebut ribosom yang akan m embantu untuk membaca kode gen, membuat protein yang
disebut proses translasi.

Sejarah rekayasa genetika dimulai sejak Mendel menemukan faktor yang diturunkan.
Ketika Oswald Avery (1944) menemukan fakta bahwa DNA membawa materi genetik, makin
banyak penelitian yang dilakukan terhadap DNA. Ilmu terapan ini dapat dianggap sebagai
cabang biologi maupun sebagai ilmu-ilmu rekayasa (keteknikan). Dapat dianggap, awal
mulanya adalah dari usaha-usaha yang dilakukan untuk menyingkap material yang
diwariskan dari satu generasi ke generasi yang lain. Ketika orang mengetahui bahwa
kromosom adalah material yang membawa bahan terwariskan itu (disebut gen) maka itulah
awal mula ilmu ini.

Struktur DNA
Para ahli berusaha melawan gen-gen perusak dalam inti sel dengan berbagai cara
rekayasa genetika. Upaya yang dirintis tersebut dikenal dengan istilah terapi genetik. Terapi
genetik adalah perbaikan kelainan genetik dengan memperbaiki gen. Hal inilah yang
melatar belakangi diciptakannya rekayasa genetic dengan berbagai tujuan dengan melewati
proses-proses tertentu.

APA ITU REKEYASA GENETIK?

Rekayasa

genetika

dapat

diartikan

sebagai

kegiatan

manipulasi

gen

untuk

mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA rekombinan melalui penyisipan gen.
DNA rekombinan adalah DNA yang urutannya telah direkombinasikan agar memiliki sifatsifat atau fungsi yang kita inginkan sehingga organisme penerimanya mengekspresikan sifat
atau melakukan fungsi yang kita inginkan. Obyek rekayasa genetika mencakup hampir
semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat
tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi
di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran
hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah
melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.
Salah satu penelitian yang memberikan kontribusi terbesar bagi rekayasa genetika
adalah penelitian terhadap transfer (pemindahan) DNA bakteri dari suatu sel ke sel yang lain
melalui lingkaran DNA kecil yang disebut Plasmid. Plasmid adalah gen yang melingkar yang
terdapat dalam sel bakteri, tak terikat pada kromosom. Melalui teknik plasmid dalam
rekayasa genetika tersebut, para ahli di bidang bioteknologi dapat mengembangkan
tanaman transgenik yang resisten terhadap hama dan penyakit

Contoh teknik Plasmid

Penemuan struktur DNA menjadi titik yang paling pokok karena dari sinilah orang
kemudian dapat menentukan bagaimana sifat dapat diubah dengan mengubah komposisi
DNA, yang adalah suatu polimer bervariasi. Tahap-tahap penting berikutnya adalah
serangkaian penemuan enzim restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) DNA
(diawali dari penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi
genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah
(seperti Tilling). Sejalan dengan penemuan-penemuan penting itu, perkembangan di bidang
biostatistika, bioinformatika dan robotika/automasi memainkan peranan penting dalam
kemajuan dan efisiensi kerja bidang ini.