BIOTEKNOLOGI MODERN
BIOTEKNOLOGI MODERN
Transplantasi Nukleus (Kloning)
Teknologi ini lebih dikenal
dengan teknologi kloning yaitu teknologi yang digunakan untuk menghasilkan
individu duplikasi (mirip dengan induknya). Teknologi kloning telah berhasil
dilakukan pada beberapa jenis hewan. Salah satunya adalah pengkloningan domba
yang dikenal dengan domba Dolly. Melalui kloning hewan, beberapa organ manusia
untuk keperluan transplantasi penyembuhan suatu penyakit berhasil dibentuk.
Inseminasi Buatan
Teknik ini dikenal dengan nama
kawin suntik, suatu teknik untuk memasukkan sperma yang telah dicairkan dan
diproses terlebih dahulu yang berasal dari ternak jantan ke dalam saluran alat
kelamin betina dengan menggunakan metode dan alat khusus.
Transfer Embrio
Apabila kawin suntik memfokuskan
pada sperma jantan, maka transfer embrio tidak hanya potensi dari jantan saja
yang dioptimalkan, melainkan potensi betina berkualitas unggul juga dapat
dimanfaatkan secara optimal. Teknik TE ini, betina unggul tidak perlu bunting
tetapi hanya berfungsi menghasilkan embrio yang untuk selanjutnya bisa
ditransfer pada induk titipan dengan kualitas yang tidak perlu bagus tetapi
memiliki kemampuan untuk bunting. Embrio yang didapat dapat langsung di
transfer ke dalam sapi resipien atau dibekukan untuk disimpan dan di transfer
pada waktu lain.
Genetic engineering (Rekayasa Genetik)
Rekayasa genetik atau rekombinan
DNA merupakan kumpulan teknik-teknik eksperimental yang memungkinkan peneliti
untuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan melipatgandakan suatu fragmen dari
materi genetika (DNA) dalam bentuk murninya. Pemanfaatan teknik genetika di
dalam bidang pertanian maupun peternakan diharapkan dapat memberikan sumbangan,
baik dalam membantu memahami mekanisme-mekanisme dasar proses metabolisme
maupun dalam penerapan praktisnya seperti misalnya untuk pengembangan
tanaman-tanaman pertanian maupun hewan-hewan ternak dengan sifat unggul. Untuk
tujuan ini dapat dilakukan melalui pengklonan atau pemindahan gengen penyandi sifat-sifat
ekonomis penting pada hewan maupun tumbuhan, pemanfaatan klon-klon DNA sebagai
marker (penanda) di dalam membantu meningkatkan efisiensi seleksi dalam program
pemuliaan (Sutarno, 2002). Rekayasa genetika merupakan dasar dari bioteknologi
yang di dalamnya meliputi manipulasi gen, kloning gen, DNA rekombinan,
teknologi modifikasi genetik, dan genetika modern dengan menggunakan prosedur
identifikasi, replikasi, modifikasi dan transfer materi genetik dari sel,
jaringan, maupun organ. Sebagian besar teknik yang dilakukan adalah
memanipulasi langsung DNA dengan orientasi pada ekspresi gen tertentu. Dalam
skala yang lebih luas, rekayasa genetik melibatkan penanda atau marker yang
sering disebut sebagai Marker-Assisted Selection (MAS) yang bertujuan meningkatkan
efisiensi suatu organisme berdasarkan informasi fenotipnya .Salah satu aplikasi
dari rekayasa genetik adalah berupa manipulasi genom hewan. Hewan yang sering
digunakan menjadi uji coba adalah mamalia. Mamalia memiliki ukuran genom yang
lebih besar dan kompleks dibandingkan dengan virus, bakteri, dan tanaman.
Sebagai konsekuensinya, untuk memodifikasi genetik dari hewan mamalia harus
menggunakan teknik genetika molekular dan teknologi rekombinan DNA. Keunggulan
rekayasa genetik adalah mampu memindahkan materi genetik dari sumber yang
sangat beragam dengan ketepatan tinggi dan terkontrol dalam waktu yang lebih
singkat. Melalui proses rekayasa genetika ini, telah berhasil dikembangkan
berbagai organisme maupun produk yang menguntungkan bagi kehidupan manusia.
Teknologi khusus yang digunakan dalam rekayasa genetik meliputi teknologi DNA
Rekombinan yaitu pembentukan kombinasi materi genetik yang baru dengan cara
penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya untuk
terintegrasi dan mengalami perbanyakan di dalam suatu sel organisme lain yang
berperan sebagai sel inang. Manfaat yang didapatkan dari metode rekayasa
genetik, antara lain:
1. Mengurangi biaya dan meningkatkan penyediaan
sejumlah besar bahan yang sekarang di gunakan di dalam pengobatan, pertanian
dan industri.
2. Menggembangkan tanaman – tanaman pertanian
yang bersifat unggul
3. Menukar gen dari satu organisme kepada
organisme lainnya sesuai dengan keinginan manusia, menginduksi sel untuk
membuat bahan-bahan yang sebelumnya tidak pernah dibuat dll
Dengan berkembangnya
teknik-teknik molekuler, telah memungkinkan terjadinya percepatan perkembangan
dalam bidang rekayasa genetik suatu makhluk hidup. Penguasaan teknik rekombinan
DNA telah memungkinkan berkembangnya teknik rekayasa materi genetik yang
memungkinkan dibentuknya hewan transgenic. Hewan transgenik adalah hewan yang
telah mengalami rekayasa susunan materi genetiknya sehingga dihasilkan hewan
atau tumbuhan yang memiliki sifat-sifat yang diinginkan manusia. Teknologi
transgenik pada hewan dapat dilakukan mellui beberapa teknik, misalnya dengan
cara penyuntikan fragmen DNA secara mikro ke dalam sel telur yang telah
mengalami pembuahan. Tujuan dari teknologi ini adalah meningkatkan produk dari
hewan ternak seperti daging, susu, dan telur menjadi lebih tinggi. Contoh dari
hewan yang mengalami teknologi ini adalah domba transgenik. DNA domba ini
disisipi dengan gen manusia yang disebut factor VIII ( merupakan protein
pembeku darah) dengan harapan gen tersebut diekspresikan. Domba transgenic yang
mengekspresikan gen yang disisipkan tersebut akan menghasilkan susu yang
mengandung factor VIII yang dapat dimurnikan untuk menolong penderita
hemophilia. Rekayasa genetik juga dapat melestarikan spesies langka. Sebagai
contoh, sel telur zebra yang sudah dibuahi lalu ditanam dalam rahim kuda yang
merupakan spesies lain sebagai surrogate mother (ibu/ induk titipan).
Teknik pelestarian dengan rekaya
genetik ini sangat bermanfaat, dengan alasan:
1. Induk dari spesies biasa dapat melahirkan
anak dari spesies langka.
2. Telur hewan langka yang sudah dibuahi dapat
dibekukan, lalu disimpan bertahuntahun meskipun induknya sudah mati. Telur yang
sudah disimpan beku ini kemudian dapat ditransplantasi.
Contoh lain pemanfaatan rekayasa
genetic pada hewan misalnya pemanfaatan Hormon bST (bovine somatotrophine
hormone). Dengan rekayasa genetik dihasilkan hormon pertumbuhan hewan yaitu
bST, melalui teknik:
1. Plasmid bakteri E.Coli dipotong dengan enzim
endonuklease.
2. Gen somatotropin sapi diisolasi dari sel
sapi
3. Gen somatotropin disisipkan ke plasmid
bakteri
4. Bakteri yang menghasilkan bovine
somatotrophine ditumbuhkan dalam tangki fermentasi
5. Bovine somatotrophine diambil dari bakteri
dan dimurnikan.
Hormon ini dapat memicu
pertumbuhan dan meningkatkan produksi susu. bST mengontrol laktasi (pengeluaran
susu) pada sapi dengan meningkatkan jumlah sel-sel kelenjar susu. Jika hormon
yang dibuat dengan rekayasa genetika ini disuntuikkan pada hewan, maka produksi
susu akan meningkat hingga 20%. Pemakaian bST telah disetujui oleh FDA (Food
and Drug Administration), lembaga pengawasan obat dan makanan di Amerika.
Amerika berpendapat susu yang dihasilkan karena hormon bST aman di konsumsi
tapi di Eropa hal ini dilarang karena penyakit mastitis pada hewan yang
diberikan hormon ini meningkat 70%. Selain mempengaruhi produksi susu, treatmen
dengan hormon ini dapat berpengaruh pada ukuran ternak hingga 2 kali lipat
ukuran normal. Caranya dengan menyuntik sel telur yang akan dibuahi dengan
hormon BST.
B. PRINSIP
DAN TEKNIK DASAR REKAYASA GENETIK
Beberapa metode yang sering digunakan dalam teknik rekayasa
genetika meliputi pengunaan vektor, kloning, PCR (Polymerase Chain Reaction),
dan seleksi, screening, serta analisis rekombinan. Adapun langkah-langkah dari
rekombinasi genetik meliputi
(1) Identifikasi gen yang diharapkan;
(2) Pengenalan kode DNA terhadap gen yang diharapkan;
(3) Pengaturan ekpresi gen yang sudah direkayasa; dan
(4) Pemantauan transmisi gen terhadap keturunannya.
Memodifikasi materi genetik hewan telah banyak dilakukan
dengan tujuan memiliki berbagai macam manfaat yang bisa diambil, antara lain:
(1) Bidang Sains dan Kedokteran Hewan yang secara genetika
sudah dimodifikasi atau dikenal dengan istilah Genetically Modified Animal
(GMA) seperti pada hewan uji yakni mencit dapat digunakan untuk penelitian
bagaimana fungsi yang ada pada hewan. Disamping itu juga digunakan untuk
memahami dan mengembangkan perlakuan pada penyakit baik pada manusia mapun
hewan.
(2) Pengobatan Penyakit. Beberapa penelitian telah
menggunakan protein pada manusia untuk mengobati penyakit tertentu dengan cara
mentransfer gen manusia ke dalam gen hewan, misalnya domba atau sapi.
Selanjutnya hewan tersebut akan menghasilkan susu yang memiliki protein dari
gen manusia yang akan digunakan untuk penyembuhan pada manusia.
(3) Modifikasi Hasil Produksi Hewan. Beberapa negara
melakukan rekayasa genetik pada hewan ternak yang diharapkan akan menghasilkan
hewan ternak yang cepat pertumbuhanya, tahan terhadap penyakit, bahkan menghasilkan
protein atau susu yang sangat bermanfaat bagi manusia.Berikut ini ada beberapa
penerapan Rekayasa Genetika pada beberapa jenis hewan.
Unsur-unsur yang esensial diperlukan dalam kloning DNA
adalah:
1. Enzim retraksi (enzim pemotong DNA)
2. Kloning vektor (pembawa)
3. Enzim ligase yang berfungsi menyambung rantai DNA
Adapun proses-proses dasar dalam kloning DNA meliputi :
1. Pemotongan DNA (DNA organisme yang diteliti dan DNA
vektor)
2. Penyambungan potongan-potongan (fragmen) DNA organisme
dengan DNA vektor menggunakan enzim ligase
3. Transformasi rekombinan DNA (vektor + DNA sisipan) ke
dalam sel bakteri Eschericia coli.
4. Seleksi (screening) untuk mendapatkan klon DNA yang
diinginkan.
C. SAPI
TRANSGENIK
Transfer materi genetik dengan teknologi rekombinan DNA
merupakan suatu metode penemuan baru untuk menghasilkan ternak transgenik.
Ternak transgenic memperlihatkan bermacam-macam fenotipe baru melalui ekspresi
molekul DNA eksogen. Ternak transgenik dihasilkan dengan injeksimikro gen ke
dalam pronukleus sesaat setelah fertilisasi dan sebelum terjadi pembelahan
pertama zigot, selanjutnya ditanam di dalam rahim induk pengganti.
Transfer gen (transgenik) artinya penyatuan stabil dari
suatu gen dari spesies lain atau bangsa ternak lain dalam satu spesies, sehingga
gen itu berfungsi pada ternak penerima dan diwariskan dari satu generasi ke
generasi berikutnya. Ternak transgenic adalah seekor ternak yang DNA
keturunannya telah ditingkatkan melalui penambahan atau penggantian DNA dari
sumber lain melalui rekombinan DNA. Para ilmuwan telah menggunakan teknologi
tersebut untuk mengembangkan ternak transgenik misalnya sapi transgenik yang
mempunyai laju pertumbuhan yang tinggi dan kualitas daging yang baik dan juga
telah menghasilkan domba transgenik yang mempunyai bulu yang tebal dll.
Hewan transgenik dapat dijadikan andalan sebagai hean yang
potensial dalam memajukan dunia peternakan. Berawal dari mencit sampai
pengembangan ke ternak-ternak seperti domba, sapi, kelinci dan babi. Produksi
sapi transgenik sangat tergantung pada kualitas embrio satu sel yang akan di
injeksi. Bila embrio diperoleh secara in vivo maka prosedur diawali dengan
superovulasi ternak donor (untuk mendapatkan banyak embrio), koleksi zigot
(embrio satu sel), mikro injeksi DNA pada embrio, kultur embrio sampai fase
blastosis, ditransfer pada induk resipien dan diperoleh sapi transgenik
(Bondioli et.al., 1991).
Hewan transgenik merupakan satu alat riset biologi yang
potensial dan sangat menarik karena menjadi model yang unik untuk mengungkap
fenomena biologi yang spesifik. Beberapa hewan transgenik diproduksi untuk
mempunyai sifat ekonomis tertentu, misalnya untuk memproduksi susu yang
mengandung protein khusus manusia yang dapat membantu dalam perawatan penyakit
tertentu. Hewan transgenik lainnya diproduksi sebagai model penyakit (secara
genetic hewan dimanipulasi untuk menunjukkan gejala penyakit sehingga perawatan
dapat lebih efektif untuk dipelajari).
Kemampuan untuk mengintroduksi gen-gen fungsional ke dalam
hewan menjadi terobosan berharga untuk memecahkan proses dan sistem biologi
yang kompleks. Transgenik mengatasi kekurangan dari praktek pembiakan satwa
secara klasik yang membutuhkan waktu lama untuk modifikasinya, dan dapat pula
digunakan untuk menghilangkan barrier/ keterbatasan lintas taksonomik.
Comments
Post a Comment