TRANSGENIK PADA TANAMAN DENGAN
AGROBACTERIUM RHIZOGENUS (AKAR RAMBAT)
Nama Kelompok :
1. Ersal Tegar Pratama 1100150
2. Weilinten Salim 1110110
3. Vivi Silvia Indriyana 1110222
4. Dewa Putu Pradnya Paramartha 1120324
5. Irham Maulana 110115034
6. Agung
7. I Gede Sudarma Putra 110115087
Fakultas Farmasi
Universitas Surabaya
BAB I
PENDAHULUAN
Agrobacterium dikenal secara alami mempunyai kemampuan transfer DNA antar kingdom. Pada tanaman, Agrobacterium biasanya digunakan sebagai agen rekayasa genetik untuk menghasilkan tanaman transgenik. Selain itu Agrobacterium juga dapat digunakan untuk transformasi gen antar sel hidup, misalnya dari sel prokariot ke dalam sel fungi atau sel manusia. Kemampuan Agrobacterium melakukan transformasi genetik ke dalam sel inang telah dipelajari selama beberapa dekade (Tzfira, 2004).
Teknik transfer DNA secara langsung ada kecenderungan menyisipkan DNA dengan jumlah salinan yang banyak, sehingga teknik transformasi Agrobacterium menjadi alternatif pilihan. Semakin banyak jumlah salinan gen yang disisipkan dapat menyebabkan ekpresi gen kurang stabil. Hal ini akibat adanya pembungkaman gen dan proses penyusunan kembali (rearrangement) yang semakin tinggi. Penerapan teknologi trasformasi gen memungkinkan penyisipan gen-gen penting saja, sehingga diharapkan tidak merubah sifat yang lain. Transformasi gen pada tanaman merupakan upaya untuk memperbaiki sifat genetik tanaman. (Rahmawati, 2006).
Transformasi gen adalah suatu metode untuk memindahkan satu atau lebih gen baru yang spesifik dari genom organisme donor ke genom organisme resipien sehingga dihasilkan organisme baru yang dapat mengekspresikan gen spesifik tersebut. Agrobacterium merupakan bakteri tanah gram-negatif yang termasuk pada kelompok Rhizobiaceae, mempunta kemampuan untuk mentransfer sebagian bahan genetiknya (DNA) pada sel tanaman melalui pelukaan DNA yang ditransfer disebut dengan T-DNA merupakan potongan beberapa ratus kilo basa dari plasmid yang dikenal dengan Ri plasmid (root inducing plasmid) (Nilson & Olsson 1997).
BAB II
PEMBAHASAN
Selain itu, induksi akar rambut melalui transformasi gen hairy root dengan Agrobacterium rhizogenus ini juga biasa digunakan untuk memproduksi metabolit sekunder. Banyak metabolit sekunder diproduksi di sel akar dan jaringan akar rambut bisa digunakan sebagai produsen metabolic spesifik (Tanaka et al, 1999). Jaringan yang mengalami transformasi diekspresikan dalam bentuk akar rambut dan metabolism asam amino dimodifikasi dalam bentuk metabolit spesifik.
Spesies Agrobacterium yang sering digunakan dalam teknologi transfer genetik
(trangenik) pada tanaman adalah Agrobacterium
tumefaciens dan Agrobacterium rhizogenes. Bakteri A. tumefaciensmerupakan penyebab penyakit crown-gall pada tanaman, sedangkan A. rhizogenes merupakan penyebab penyakit hairy root pada akar tanaman. Patogenisitas dan virulensi Agrobacterium terhadap tanaman inang melibatkan adanya plamid yang ditransfer Agrobacterium pada saat menginfeksi tanaman. Plasmid yang menginduksi tumor pada A. tumefaciens disebut sebagai Ti Plasmid, sedangkan plasmid yang menginduksi hairy root pada akar tanaman disebut sebagai Ri plasmid. Beberapa gen yang dikode Ri plasmid bertanggung jawab terhadap modifikasi faktor pertumbuhan tanaman, antara lain hormon auksin. Regulasi ekspresi gen T-DNA Ri plasmid dapat merubah diferensiasi normal sel tumbuhan, dan menyebabkan terjadinya proliferasi pada akar. Gen T-DNA dari Ri plasmid juga mempengaruhi sintesis asam amino dan gula derivatif yang secara spesifik dikenali dan dikatabolisasi oleh A. rhizogenes.
Berikut ini adalah langkah-langkah dalam menyisipkan gen pada suatu sel tanaman :
1. Ri-Plasmid yang terdapat pada bakteri Agrobacterium dikeluarkan dari sel bakteri Agrobacterium kemudian dipotong dengan menggunakan enzim endonuklease restriksi.
2. Isolasi DNA pengkode protein (gen) yang kita inginkan dari organisme tertentu.
3. Sisipkan gen yang kita inginkan tersebut pada plasmid dan rekatkan dengan enzim DNA ligase.
4. Masukkan kembali plasmid yang sudah disisipi gen ke dalam bakteri Agrobacterium.
5. Plasmid yang sudah tersisipi gen akan terduplikasi pada bakteri Agrobacterium.
7. Kemudian, sel tanaman akan membelah. Tiap-tiap sel anak akan memperoleh gen baru dalam kromosom dari sel tanaman dan membentuk sifat/karakteristik yang baru (yang sesuai dengan gen yang disisipkan).
Iustrasi penyisipan gen pada tanaman.
Keuntungan transgenik tanaman dengan menggunakan plasmid agrobacterium rhizogenus:
1). Efisiensi transformasi dengan salinan gen tunggal lebih tinggi
2). Dapat dilakukan dengan peralatan laboratorium yang sederhana. Gen dengan salinan tunggal lebih mudah dianalisa dan biasanya bersegregasi mengikuti pola pewarisan Mendel.
3). Gen gun dapat digunakan pada jangkauan yang lebih luas, misalnya pada tumbuhan dapat digunakan organ daun. Bakteri atau virus tidak dapat mentransfer gen ke dalam kloroplas sehingga metode gen gun dapat digunakan untuk memasukkan DNA asing ke dalam kloroplas
4). Transformasi genetik lebih sederhana, cepat, dan memberikan frekuensi hasil transforman yang lebih tinggi dibandingkan menggunakan Agrobacterium. Transformasi menggunakan Agrobacterium pada buncis memiliki frekuensi hasil transformasi rata-rata 0.5-3%, sedangkan menggunakan partikel bombardment yaitu 18% (Indurker, 2006).
Kelemahan transgenik tanaman dengan menggunakan plasmid agrobacterium rhizogenus:
1. Harga alat dan perlengkapannya cukup mahal
2. Penembusan partikel ke dalam jaringan cukup dangkal
4. Seringkali terjadi penggabungan salinan ganda transgen pada sisi tunggal penyisipan, penyusunan ulang gen yang menyisip dan penggabungan transgen pada sisi penyisipan ganda. Salinan ganda dapat menyebabkan hilangnya transgen pada keturunan berikutnya (Yao dkk., 2006).
BAB III KESIMPULAN
( JAWAB PER POIN)
DAFTAR PUSTAKA
Nilson & Olsson, 1997 vol.6 (2) 1996 : p.30-38 ; fig.,0,ref Tanaka et al, 1999
Biology, 7th Edition, Raven dkk, New York: McGraw Hill Higher Education (2005).
P. Bayer, S. Al-Babili, X. Ye, P. Lucca, P. Schaub, R. Welsch, dan I. Potrykus. Golden Rice: Introducing the-Carotene Biosynthesis Pathway into Rice, Endosperm by Genetic Engineering to Defeat Vitamin A Deficiency, J. Nutr. March 1, 2002, vol. 132 no. 3, 506S-510S.
Griffiths dkk, An Introduction to genetic analysis, New York: W.H. Freeman (1996).
A.de la Riva, G., Joel, G.C., Roberto, V.P., Camilo, A.P. 1998. Agrobacterium tumefaciens: a natural tool for plant transformation. Journal of Biotechnology.Vol 1. No.3.
Gelvin, S.B. 2003. Agrobacterium-Mediated Plant Transformation: the Biology behind the “Gene-Jockeying” Tool. Rev.Microbiol and Mol Biol. Vol 67.1:16-37. Rahmawati, S. 2006. Status Perkembangan Perbaikan Sifat Genetik Padi. Jurnal
AgroBiogen.vol 2.No1.
Tzfira T., Jianxiong L., Benoit L., and Vitaly C. 2004. Agrobacterium T-DNA Integration: molecules and models. Rev. Trends in Genetic. Vol. 20 : No.8. Utomo, S. D. 2004. Pengaruh Strain Agrobacterium Terhadap Efisiensi
Transformasi Genetik Jagung Genotipe Hibrida HiII. Jurnal Ilmu Pertanian. Vol 11 No. 2:1-10.
