Ifranus Ade Olga Nirwana Putra (13)XII IPA 5

132013/2014

REKAYASA GENETIKA

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.

Sejarah Rekayasa Genetika

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.

Rekayasa genetika 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 sifat-sifat 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.

Rekayasa Genetika

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

Rekayasa genetika telah memiliki aplikasi luas di hampir semua bidang yang berkaitan dengan bioteknologi dimana genom organisme yang terlibat. Proses transfer materi genetik dari satu organisme ke organisme lain menggunakan vektor atau pembawa secara ilmiah disebut sebagai transformasi. Bahkan, semua percobaan telah dilakukan pada bakteri, tanaman dan sebagian besar banyak hewan tikus, meskipun eksperimen manusia belum mungkin karena alasan yang jelas.• Metode Transformasi LangsungInjeksi, macroinjection, teknik / biolistics, elektroporasi, transformasi dimediasi liposome, dan transformasi dengan menggunakan bahan kimia seperti serat silikon karbida pemboman.• Metode Transformasi tidak langsungTransformasi berbasis vektor, vektor meliputi plasmid bakteri (dimediasi mentransfer Agrobacterium), lamba fag, dan bakteriofag (partikel fag yang sangat efisien dalam mengubah).

Pada manusia, teknik ini tetap sama tetapi melibatkan transformasi gen manusia untuk mengubah fenotipe yang ada. Manipulasi genetik telah dilakukan untuk memodifikasi gen mutagenik atau penyakit tertentu coding, sebagai bagian dari mengobati beberapa gangguan genetik, selain memproduksi obat-obatan dan vaksin. Ini juga telah digunakan untuk meningkatkan umur panjang, dan kekebalan dari suatu organisme dan lebih tepat untuk mempelajari ekspresi gen. Rekayasa genetika manusia dikatakan dari 2 jenis, dimana sel-sel somatik somatik diubah dan germline dimana transformasi ini melibatkan perubahan dalam telur atau sel sperma dan dengan demikian mewarisi. Pertama uji coba hampir berhasil manipulasi genetik untuk orang yang menderita parah Gabungan Immunodeficiency (SCID), pada tahun 1990, yang mengakibatkan orang mendapatkan kekebalan fungsional yang mereka rampas.

Rekayasa Genetika Pada Manusia

1. Isolasi GenPemilihan gen yang diperlukan dan isolasi merupakan prasyarat

untuk memulai proses. Gen yang diinginkan yang akan ditransfer terisolasi dan dikalikan dengan menggunakan PCR (polymerase chain reaction). Atau, mungkin menjadi bagian dari perpustakaan genom (perpustakaan yang mengandung fragmen DNA satu genom tertentu).

Langkah-Langkah dalam Rekayasa Genetika

2. KontruksiGen yang terisolasi perlu diperiksa untuk ekspresi. Setiap gen terdiri dari promotor, gen penanda dipilih dan terminator. Daerah promotor bertanggung jawab untuk transkripsi gen yang berakhir pada mencapai wilayah terminator. Gen penanda dipilih menganugerahkan resistensi antibiotik yang membantu untuk membedakan sel berubah. Namun, gen tidak dapat berkembang biak sendiri, bukan harus dikombinasikan dengan DNA asing atau vektor dimana prosesnya dilakukan dengan menggunakan enzim pencernaan pembatasan, enzim ligasi dan kloning molekuler menggunakan polimerase.

3. TransformasiBakteri telah banyak digunakan untuk mengambil gen atau DNA asing dengan bantuan metode transformasi di atas. Setelah integrasi, gen atau DNA bereplikasi menggunakan sistem replikasi host dan menghasilkan banyak salinan dari dirinya sendiri.

4. Seleksi dan KonfirmasiHal ini dimungkinkan untuk membedakan sel-sel berubah dari yang non diubah dengan menumbuhkan mereka di hadapan antibiotik dikodekan oleh gen penanda dipilih. Metode lain adalah dengan menggunakan probe DNA komplementer dengan gen disisipkan yang secara khusus akan mengikat gen yang diinginkan dan dapat ditelusuri dan dikonfirmasi menggunakan pemetaan DNA, teknik elektroforesis seperti Southern blotting, dan Bioassays.

Rekayasa genetika dalam bentuk yang sekarang telah sekitar selama

sekitar 25 tahun. Hal ini juga menjadi topik yang sangat diperdebatkan

secara luas dari awal tahun 1970-an. Ada banyak konsekuensi sosial

yang berkaitan dengan rekayasa genetika, yang membuat keseluruhan

risiko atau penilaian manfaat yang sangat rumit. Manfaat rekayasa

genetika di bidang masing-masing disebutkan di bawah ini :

Manfaat Rekayasa Genetika

1. KloningHampir setiap hari, ilmuwan membuat terobosan baru di bidang rekayasa manusia. Mamalia telah berhasil dikloning dan proyek genom manusia telah selesai. Hal ini mendorong para ilmuwan di seluruh dunia untuk penelitian berbagai aspek yang berbeda dari rekayasa genetika manusia. Penelitian-penelitian telah memungkinkan pemahaman yang lebih baik DNA dan perannya dalam kedokteran, farmakologi, teknologi reproduksi dan berbagai bidang lainnya. Para ilmuwan di Roslin Institute di Skotlandia, kloning salinan dari domba, bernama 'Dolly'. Hewan yang baru dibuat dengan proses rekayasa genetika yang dikenal sebagai xenographs.

2. PengobatanPada manusia, manfaat yang paling menjanjikan dari rekayasa genetika adalah terapi gen yang merupakan pengobatan suatu penyakit dimana gen yang cacat diperbaiki dan diganti atau gen terapeutik diperkenalkan untuk melawan penyakit. Selama dekade terakhir, banyak penyakit autoimun dan hati telah diobati menggunakan terapi gen. Penyakit tertentu seperti penyakit Huntington, ALS dan cystic fibrosis disebabkan oleh gen yang rusak. Ada harapan bahwa obat untuk penyakit seperti dapat ditemukan dengan baik memasukkan gen dikoreksi atau memodifikasi gen yang rusak. Akhirnya, harapan adalah untuk sepenuhnya menghilangkan penyakit genetik dan juga mengobati penyakit non-genetik dengan terapi gen yang sesuai. Penelitian terbaru di lapangan memungkinkan untuk memperbaiki atau tumbuh sel-sel otot baru ketika mereka tidak bekerja atau rusak.

3. Farmasi

Berkat rekayasa genetika, produk farmasi yang tersedia saat ini jauh lebih

unggul dari para pendahulu mereka. Produk-produk baru yang diciptakan

oleh gen tertentu kloning. Beberapa contoh menonjol adalah insulin bio-

rekayasa yang sebelumnya diperoleh dari domba atau sapi dan hormon

pertumbuhan manusia yang sebelumnya diperoleh dari mayat. Obat baru

sedang dilakukan dengan mengubah struktur genetik dari sel tanaman.

4. Kasus KehamilanRekayasa genetika juga merupakan keuntungan bagi wanita hamil yang dapat memilih untuk memiliki janin mereka diperiksa untuk cacat genetik. Pemutaran ini dapat membantu orang tua dan dokter mempersiapkan kedatangan anak yang mungkin memiliki kebutuhan khusus selama atau setelah melahirkan. Satu manfaat masa depan kemungkinan rekayasa genetika yang sangat ditunggu-tunggu adalah bahwa janin dengan cacat genetik dapat diobati dengan terapi genetik bahkan sebelum lahir. Penelitian yang terjadi untuk terapi gen untuk embrio sebelum ditanamkan ke ibu melalui fertilisasi in-vitro. Istilah terbaru diciptakan adalah 'Designer Babies' dimana pasangan sebenarnya dapat memilih fitur dari bayi yang akan dilahirkan

5. PertanianBidang pertanian juga sangat manfaat dari rekayasa genetika yang telah meningkatkan kebugaran genetik berbagai spesies tanaman. Manfaat umum adalah peningkatan efisiensi fotosintesis, meningkatkan ketahanan tanaman terhadap salinitas, kekeringan dan virus dan juga mengurangi kebutuhan tanaman untuk pupuk nitrogen. Penelitian terbaru di Cornell University adalah untuk memetakan 'Oat' tanaman sehingga nutrisi tambahan dapat ditambahkan ke urutan dan membuat tanaman lebih sehat. Penelitian serupa dilakukan dengan 'Soya' tanaman juga.

1. Gangguan terhadap lingkunganPola tanam produk pertanian di Indonesia areal kecil dikelilingi oleh berbagai gulma, dengan adanya sifat cross-polination dari GMO maka dikhawatirkan akan bermunculan gulma baru yang lebih resisten. Tanpa membakar sisa tanaman GMO akan memusnahkan jasad renik dalam tanah bekas penanaman tanaman GMO akibat sifat dari sisa GMO yang bersifat toksis. Jangka panjang akan merubah struktur dan tekstur tanah. Sifat tanaman GMO yang dapat membunuh larva kupu-kupu, akan memberikan kekhawatiran punahnya kupu-kupu di Sulawesi Selatan. Seperti diketahui Sulawesi Selatan termasyhur dengan kupu-kupunya.

Dampak-Dampak Rekayasa Genetika

2. Gangguan di bidang kesehatan

Bukti-bukti yang ada menunjukkan bahwa makanan,minuman,ataupun produk rekayasa genetika yang lainnya dapat menimbulkan dampak yang kurang baik. Contohnya,sepeti matinya 31 orang pengguna insulin hasil rekayasa di Inggris.Susu dari sapi yang disuntik dengan BHG,di duga mengandung materi kimia yang mempunyai potensi berbahaya bagi kesehatan manusia.Dampak-dampak yang di khawatirkan akibat tanaman transgenik tehadap manusia antara lain sebagai berikut.• 1. Kemungkinan menimbulkan keracunan.• 2. Kemungkinan menimbulkan alergi.• 3. Kemungkinan menyebabkan bakteri dalam tubuh manusia menjadi tahan • terhadap antibiotik.• 4. Kemungkinan adanya perbedaan nutrisi dan komposisi.

3. Di bidang etika dan moral

Menyisipkan DNA atau gen organisme lain yang tidak berkerabat, dianggap sebagai pelanggaran terhadap hukum alam dan masih sulit di terima oleh masyarakat.Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan gen dari satu organisme ke organisme lain adalah tidak etis.90% orang Amerika menentang pemindahan gen manusia ke hewan dan 75 % menentang pemindahan gen dari satu spesies ke spesies lainnya.Beberapa tanaman transgenik yang tidak berlabel juga akan menimbulkan konsekuensi tertentu bagi manusia.

Untuk mencegah dampak negatif rekayasa genetika pada masa yang akan datang,tentu diperlukan adanya instrumen (perangkat) yang dapat memberikan jaminan dan keselamatan umat manusia dan organisme lainnya serta lingkungan.Untuk tujuan tersebut,diperlukan adanya undang-undang mengenai bioetika,Peraturan pelaksanaan penelitian, pengkajian hasil produksi,dan dampaknya terhadap organisme serta lingkungan. Sebagai contoh peraturan keamanan hayati dan keamanan pangan di negara Amerika serikat, Australia, dan Malaysia.

Upaya-Upaya Untuk MenanggulangiDampak Negatif

Rekayasa Genetika

Amerika Serikat,tanaman transgenik yang mengandung gen tendotoksin dan gen ketahanan terhadap herbisida ditangani oleh satu badan Environmental Protection Agency (EPA) dan Animal Plant Health Inspection Service (APHIS) di bawah United States Department of Agriculture (USDA). Sedangkan untuk keamanan pangan ditangani oleh suatu badan,yaitu Foodand Drug Administration (FDA). Di Australia,keamanan pangan dan produk rekayasa genetika ditangani oleh komite yang disebut Genetic Manipulation Advisory Committee (GMAC),di bawah Minister of Science and Technology. Di Malaysia, hal yang sama ditangani oleh komite yang disebut Jawatan Kuasa Penasihat Mengenai Pengubahsuaian yang sama dengan GMAC di Australia.Peraturan di Indonesia ada di bawah Komisi Hayati dan Keamanan Pangan (KKHPK) yang dibentuk untuk membantu Mentri Pertanian,Mentri Kehutanan serta Perkebunan,serta Mentri Kesehatan yang bertugas memberi rekomendasi pemanfaatan PPHRG atau produk Pertanian Hasil Rekayasa dan Genetik.