BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.1
1.1 Latar BelakangLatar Belakang
Genetika disebut juga ilmu keturunan, berasal dari kata genos (bahasa latin), Genetika disebut juga ilmu keturunan, berasal dari kata genos (bahasa latin), artinya suku bangsa-bangsa atau asal-usul. Secara “Etimologi” kata genetika artinya suku bangsa-bangsa atau asal-usul. Secara “Etimologi” kata genetika berasal
berasal dari dari kata kata genos genos dalam dalam bahasa bahasa latin, latin, yang yang berarti berarti asal asal mula mula kejadian.kejadian. Namun, ge
Namun, genetika bukanetika bukanlah ilmu nlah ilmu tentang tentang asal asal mula kmula kejadian ejadian meskipun pada meskipun pada batas- batas- batas
batas tertenttertentu u memang memang ada ada kaitannya kaitannya dengan dengan hal hal itu itu juga. juga. Genetika Genetika adalah adalah ilmuilmu yang mempelajari seluk beluk alih informasi hayati dari generasi ke generasi. yang mempelajari seluk beluk alih informasi hayati dari generasi ke generasi. Oleh karena cara berlangsungnya alih informasi hayati tersebut mendasari adanya Oleh karena cara berlangsungnya alih informasi hayati tersebut mendasari adanya perbedaan da
perbedaan dan persamaan n persamaan sifat sifat diantara diantara individu oindividu organisme, maka rganisme, maka dengan dengan singkatsingkat dapat pula dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang pewarisan sifat .Dalam dapat pula dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang pewarisan sifat .Dalam ilmu ini dipelajari bagaimana sifat keturunan (hereditas) itu diwariskan kepada ilmu ini dipelajari bagaimana sifat keturunan (hereditas) itu diwariskan kepada anak cucu, serta variasi yang mungkin timbul didalamnya.
anak cucu, serta variasi yang mungkin timbul didalamnya.
Genetika perlu dipelajari, agar kita dapat mengetahui sifat-sifat keturunan kita Genetika perlu dipelajari, agar kita dapat mengetahui sifat-sifat keturunan kita sendiri serta setiap makhuk hidup yang berada di lingkungan kita. Kita sebagai sendiri serta setiap makhuk hidup yang berada di lingkungan kita. Kita sebagai manusia tidak hidup autonom dan terinsolir dari makhuk lain tetapi kita menjalin manusia tidak hidup autonom dan terinsolir dari makhuk lain tetapi kita menjalin ekosistem dengan mereka, karena itu selain kita harus mengetahui sifat-sifat ekosistem dengan mereka, karena itu selain kita harus mengetahui sifat-sifat menurun dalam tubuh kita. Genetika bisa sebagai ilmu pengetahuan murni, bisa menurun dalam tubuh kita. Genetika bisa sebagai ilmu pengetahuan murni, bisa pula sebaga
pula sebagai ilmu i ilmu pengetahuan pengetahuan terapan. terapan. Sebagai ilmu Sebagai ilmu pengetahuan pengetahuan murni ia murni ia harusharus ditunjang oleh ilmu pengetahuan dasar lain seperti kimia, fisika dan metematika ditunjang oleh ilmu pengetahuan dasar lain seperti kimia, fisika dan metematika juga
juga ilmu ilmu pengetahuan pengetahuan dasar dasar dalam dalam bidang bidang biologi biologi sendiri sendiri seperti seperti bioselluler,bioselluler, histologi, biokimia, fiosiologi, anatomi, embriologi, taksonomi dan evolusi. histologi, biokimia, fiosiologi, anatomi, embriologi, taksonomi dan evolusi. Sebagai ilmu pengetahuan terapan ia menunjang banyak bidang kegiatan ilmiah Sebagai ilmu pengetahuan terapan ia menunjang banyak bidang kegiatan ilmiah dan pelayanan kebutuhan masyarakat.
dan pelayanan kebutuhan masyarakat.
Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya struktur Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya struktur helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun 1950-an. Ilmu helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun 1950-an. Ilmu pengetahuan
mampu melakukan perbaikan galur dengan cepat dan dapat diprediksi, juga dapat mampu melakukan perbaikan galur dengan cepat dan dapat diprediksi, juga dapat merancang galur dengan bahan genetika tambahan yang tidak pernah ada pada merancang galur dengan bahan genetika tambahan yang tidak pernah ada pada galur asalnya. Memanipulasi organisme hidup untuk kepentingan manusia bukan galur asalnya. Memanipulasi organisme hidup untuk kepentingan manusia bukan merupakan hal yang baru. Bioteknologi molekuler menawarkan cara baru untuk merupakan hal yang baru. Bioteknologi molekuler menawarkan cara baru untuk memanipulasi organisme hidup. Perkembangan teknologi mutakhir diiringi memanipulasi organisme hidup. Perkembangan teknologi mutakhir diiringi dengan perkembangan dibidang biokimia dan biologi molekuler melahirkan dengan perkembangan dibidang biokimia dan biologi molekuler melahirkan teknologi enzim dan rekayasa genetika. Rekayasa genetika menandai dimulainya teknologi enzim dan rekayasa genetika. Rekayasa genetika menandai dimulainya era bioteknologi modern.
era bioteknologi modern.
Penemuan struktur double
Penemuan struktur double heliks DNA heliks DNA oleh Watson dan oleh Watson dan Cricks (1953) telahCricks (1953) telah membuka jalan lahirnya bioteknologi modern dalam bidang rekayasa genetika membuka jalan lahirnya bioteknologi modern dalam bidang rekayasa genetika yang merupakan prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. yang merupakan prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim restriksi Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) gen (diawali dari penemuan (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) gen (diawali dari penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling).
(seperti Tilling).
Gambar 1. Struktur Double heliks DNA Gambar 1. Struktur Double heliks DNA
1.2
1.2 Rumusan MasalahRumusan Masalah 1.
1. Apa yang dimaksud dengan rekayasa genetika ?Apa yang dimaksud dengan rekayasa genetika ? 2.
2. Bagaimana teknik rekayasa genetika ?Bagaimana teknik rekayasa genetika ? 3.
3. Apa manfaat rekayasa genetika pada bidang kesehatan ?Apa manfaat rekayasa genetika pada bidang kesehatan ?
1.3
1.3 Tujuan PenulisanTujuan Penulisan 1.
1. Mengetahui pengertian dan tujuan dari rekayasa genetikaMengetahui pengertian dan tujuan dari rekayasa genetika 2.
2. Mengetahui dan memahami teknik dasar rekayasa genetikaMengetahui dan memahami teknik dasar rekayasa genetika 3.
3. Mengetahui manfaat dan aplikasi teknik rekayasa genetika pada bidangMengetahui manfaat dan aplikasi teknik rekayasa genetika pada bidang kesehatan
BAB II
BAB II
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Rekayasa Genetika 2.1 Pengertian Rekayasa Genetika
Rekayasa Genetika adalah teknik yang dilakukan manusia dalam Rekayasa Genetika adalah teknik yang dilakukan manusia dalam mentransfer gen (DNA) yang dianggap menguntungkan dari satu organisme mentransfer gen (DNA) yang dianggap menguntungkan dari satu organisme kepada susunan gen dari organisme lain. Rekayasa genetika merupakan kepada susunan gen dari organisme lain. Rekayasa genetika merupakan transplantasi atau pencangkokan satu gen ke gen lainnya dimana dapat bersifat transplantasi atau pencangkokan satu gen ke gen lainnya dimana dapat bersifat antar gen dan dapat pula lintas gen sehingga mampu menghasilkan produk. antar gen dan dapat pula lintas gen sehingga mampu menghasilkan produk. Rekayasa genetika juga diartikan sebagai perpindahan gen.
Rekayasa genetika juga diartikan sebagai perpindahan gen.
Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didefinisikan sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan didefinisikan sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami, taksonomi yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami, dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional.
dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional.
Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari sel organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari sel pankreas
pankreas manusia manusia yang yang kemudian kemudian diklon diklon dan dan dimasukkadimasukkan n ke ke dalam dalam sel sel E. E. ColiColi yang bertujuan untuk mendapatkan insulin
yang bertujuan untuk mendapatkan insulin
Setiap gen mengandung ribuan rantai basa yang tersusun menjadi sebuah Setiap gen mengandung ribuan rantai basa yang tersusun menjadi sebuah rangkaian dimana gen tersebut berada dalam kromosom sebuah sel. DNA mudah rangkaian dimana gen tersebut berada dalam kromosom sebuah sel. DNA mudah diekstraksi dari sel-sel, dan kemajuan biologi molekuler sekarang memungkinkan diekstraksi dari sel-sel, dan kemajuan biologi molekuler sekarang memungkinkan ilmuwan untuk mengambil DNA suatu spesies dan kemudian menyusun ilmuwan untuk mengambil DNA suatu spesies dan kemudian menyusun konstruksi molekuler yang dapat disimpan di dalam laboratorium. DNA konstruksi molekuler yang dapat disimpan di dalam laboratorium. DNA rekombinan ini dapat dipindahkan ke makhluk hidup lain bahkan yang berbeda rekombinan ini dapat dipindahkan ke makhluk hidup lain bahkan yang berbeda jenisnya.
memiliki sifat unggul bila dibandingkan dengan makhluk asalnya. Perkembangan memiliki sifat unggul bila dibandingkan dengan makhluk asalnya. Perkembangan rekayasa genetika sebagai bagian dari perkembangan bioteknologi. Bioteknologi rekayasa genetika sebagai bagian dari perkembangan bioteknologi. Bioteknologi ini semakin mencapai puncaknya ketika diciptakannya ‘rekayasa genetika’ sekitar ini semakin mencapai puncaknya ketika diciptakannya ‘rekayasa genetika’ sekitar tahun 70-an, dengan ditemukannya cara pencangkokan sepotong ‘informasi’ tahun 70-an, dengan ditemukannya cara pencangkokan sepotong ‘informasi’ genetika asing ke dalam mikroba. Penemuan ini memberikan sentuhan baru genetika asing ke dalam mikroba. Penemuan ini memberikan sentuhan baru terhadap pandangan Haldane yaitu;
terhadap pandangan Haldane yaitu; apabila tidak dapat menemukanapabila tidak dapat menemukan mikroorganisme yang dapat membuat apa yang Anda inginkan maka ciptakanlah mikroorganisme yang dapat membuat apa yang Anda inginkan maka ciptakanlah makhluk tersebut dengan cara perekayasaan genetika.
makhluk tersebut dengan cara perekayasaan genetika. 2.2 Tujuan Rekayasa Genetika
2.2 Tujuan Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika mempunyai tujuan meningkatkan efektivitas kerja sel Rekayasa genetika mempunyai tujuan meningkatkan efektivitas kerja sel dalam tubuh manusia , memperbaiki sifat-sifat dengan menambahkan sifat-sifat dalam tubuh manusia , memperbaiki sifat-sifat dengan menambahkan sifat-sifat ketahanan terhadap cekaman mahluk hidup pengganggu maupun cekaman ketahanan terhadap cekaman mahluk hidup pengganggu maupun cekaman lingkungan yang kurang menguntungkan serta memperbaiki kualitas nutrisi lingkungan yang kurang menguntungkan serta memperbaiki kualitas nutrisi makanan. Dalam tujuan paling luas merupakan penerapan genetika untuk makanan. Dalam tujuan paling luas merupakan penerapan genetika untuk kepentingan manusia akan tetapi masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat kepentingan manusia akan tetapi masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik genetika dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik genetika molekuler untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah molekuler untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.
2.3 Teknik Rekayasa Genetika 2.3 Teknik Rekayasa Genetika
Proses rekayasa genetika terjadi tingkat molekuler yaitu DNA. Tahapan Proses rekayasa genetika terjadi tingkat molekuler yaitu DNA. Tahapan yang harus dilakukan dalam teknik rekayasa genetika adalah sebagai berikut : yang harus dilakukan dalam teknik rekayasa genetika adalah sebagai berikut :
a.
a. Isolasi DNAIsolasi DNA
Belakangan ini kita sering mendengar kata DNA di berbagai media, Belakangan ini kita sering mendengar kata DNA di berbagai media, baik cetak
baik cetak maupun elektrmaupun elektronik. Seteonik. Setelah terjadinya lah terjadinya peristiwa peledakaperistiwa peledaka n bom, kasun bom, kasuss pemerkosaan at
pemerkosaan ataupun pembunuaupun pembunuhan maka han maka biasanya biasanya tim penyeltim penyelidik daridik dari kepolisiai kepolisiann akan mengirimkan sampel untuk analisa DNA yang dikenal dengan istilah uji akan mengirimkan sampel untuk analisa DNA yang dikenal dengan istilah uji sidik DNA. DNA (
sidik DNA. DNA ( DeoxyriboNu DeoxyriboNucleic cleic Acid Acid ) yang merupakan asam nukleat) yang merupakan asam nukleat pembawa pesa
pembawa pesan gen genetik netik dalam dalam kehidupan kehidupan terletak terletak di ddi dalam alam sel sel dan dan tersusun tersusun rapirapi membentuk kromosom.
membentuk kromosom.
Pola DNA penyusun kromosom inilah yang menentukan jenis rambut, Pola DNA penyusun kromosom inilah yang menentukan jenis rambut, warna kulit dan sifat-sifat khusus yang berbeda antara satu individu dengan warna kulit dan sifat-sifat khusus yang berbeda antara satu individu dengan lainnya. Karena perbedaan DNA yang dimiliki oleh seseorang inilah metode lainnya. Karena perbedaan DNA yang dimiliki oleh seseorang inilah metode sidik DNA menjadi salah satu alat pembuktian yang cukup handal. Namun sidik DNA menjadi salah satu alat pembuktian yang cukup handal. Namun karena letaknya yang ada didalam sel maka untuk mendapatkan DNA diperlukan karena letaknya yang ada didalam sel maka untuk mendapatkan DNA diperlukan tahap-tahap khusus yang biasanya dilakukan di laboratorium tertentu. DNA tahap-tahap khusus yang biasanya dilakukan di laboratorium tertentu. DNA ditemukan pertama kali pada tahun 1869, kemudian dengan menggunakan ditemukan pertama kali pada tahun 1869, kemudian dengan menggunakan teknologi X-ray diketahui bahwa DNA memiliki struktur yang tertata secara rapi. teknologi X-ray diketahui bahwa DNA memiliki struktur yang tertata secara rapi. Adanya publikasi model rantai ganda DNA oleh Watson dan Crick di jurnal Adanya publikasi model rantai ganda DNA oleh Watson dan Crick di jurnal Nature
Nature pada pada tahun tahun 1953, 1953, teknik teknik pemurnaian pemurnaian DNA DNA mengalami mengalami perkembanganperkembangan yang pesat dan menjadi prosedur rutin dilakukan dalam penelitian bioteknologi. yang pesat dan menjadi prosedur rutin dilakukan dalam penelitian bioteknologi.
DNA dapat diisolasi dari semua bagian tubuh misalnya dari daging, DNA dapat diisolasi dari semua bagian tubuh misalnya dari daging, darah, sperma, ginjal, jantung, hati, dan lain-lain. Begitu pun untuk tanaman, darah, sperma, ginjal, jantung, hati, dan lain-lain. Begitu pun untuk tanaman, DNA dapat diambil dari semua bagian. DNA juga bisa diperoleh dari spesimen DNA dapat diambil dari semua bagian. DNA juga bisa diperoleh dari spesimen yang berumur ratusan tahun atau fosil.
Gambar 2. DNA Hasil i
Gambar 2. DNA Hasil isolasi sederhanasolasi sederhana
Untuk mengeluarkan DNA dari sel maka teknik pemurnian DNA secara biokimia Untuk mengeluarkan DNA dari sel maka teknik pemurnian DNA secara biokimia dilakukan dengan merusak dinding sel yang telah dilarutkan dalam larutan dilakukan dengan merusak dinding sel yang telah dilarutkan dalam larutan penyangga
penyangga tertentu tertentu dengan dengan menggunakan menggunakan berbagai berbagai jenis jenis deterdeterjen. jen. DenganDengan terbukanya lapisan sel maka DNA dapat dikeluarkan dan diendapkan dengan terbukanya lapisan sel maka DNA dapat dikeluarkan dan diendapkan dengan penambahan alkoho
penambahan alkohol.l.
Gambar 3. Tahapan Isolasi DNA Gambar 3. Tahapan Isolasi DNA
b.
b. Manipulasi DNAManipulasi DNA
Untuk memanipulasi DNA, diperlukan beberapa perangkat penting Untuk memanipulasi DNA, diperlukan beberapa perangkat penting meliputi “gunting” untuk memotong molekul DNA, “lem/perekat” untuk meliputi “gunting” untuk memotong molekul DNA, “lem/perekat” untuk menggabungkan molekul DNA, dan “gergaji” untuk membelah molekul DNA. menggabungkan molekul DNA, dan “gergaji” untuk membelah molekul DNA.
1)
1) Pemotongan Molekul DNAPemotongan Molekul DNA
Pada proses pemotongan molekul DNA, “gunting” yang dimaksud bukanlah Pada proses pemotongan molekul DNA, “gunting” yang dimaksud bukanlah gunting yang biasa kita pakai untuk memotong sesuatu, tetapi merupakan suatu gunting yang biasa kita pakai untuk memotong sesuatu, tetapi merupakan suatu enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme tertentu. Enzim ini dikenal dengan enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme tertentu. Enzim ini dikenal dengan nama enzim restriksi. Setiap enzim restriksi mempunyai tempat pemotongan nama enzim restriksi. Setiap enzim restriksi mempunyai tempat pemotongan yang spesifik pada suatu urutan molekul DNA. Sebagai contoh adalah enzim yang spesifik pada suatu urutan molekul DNA. Sebagai contoh adalah enzim EcoRI yang selalu memotong DNA pada posisi G !
EcoRI yang selalu memotong DNA pada posisi G !
AATTC (tanda ! merupakan tempat pemotongan), seperti terlihat pada molekul AATTC (tanda ! merupakan tempat pemotongan), seperti terlihat pada molekul di bawah ini :
Mekanisme pemotongannya adalah sebagai berikut : Mekanisme pemotongannya adalah sebagai berikut :
Hingga saat ini, sudah ribuan enzim restriksi yang diperoleh dari mikroorganisme. Hingga saat ini, sudah ribuan enzim restriksi yang diperoleh dari mikroorganisme. Beberapa diantaranya yang terkenal dan sering digunakan adalah enzim
Beberapa diantaranya yang terkenal dan sering digunakan adalah enzim EcoRV, EcoRV, Hindll, Sacl
Hindll, Sacl, Taql, BamHI, Ms, Taql, BamHI, Mspl dan lainpl dan lain-lain-lain
Tabel 1. macam-macam enzim restriksi Tabel 1. macam-macam enzim restriksi
Gambar 4. Mekanisme pemotongan enzim EcoR1 Gambar 4. Mekanisme pemotongan enzim EcoR1
2)
2) Penggabungan molekul DNAPenggabungan molekul DNA
Proses penggabungan (ligasi) antara dua molekul DNA menggunakan Proses penggabungan (ligasi) antara dua molekul DNA menggunakan lem/perekat berupa enzim, yang dikenal dengan nama enzim ligase. Enzim lem/perekat berupa enzim, yang dikenal dengan nama enzim ligase. Enzim ini berfungsi mensintesis pembentukan ikatan fosfodiester yang ini berfungsi mensintesis pembentukan ikatan fosfodiester yang menghubungkan nukleotida yang satu dengan nukleotida di sebelahnya. menghubungkan nukleotida yang satu dengan nukleotida di sebelahnya. Berikut adalah contoh penggabungan dua molekul DNA (A dan B) Berikut adalah contoh penggabungan dua molekul DNA (A dan B) menjadi molekul AB :
menjadi molekul AB :
Jadi, fungsi DNA ligase hanya membuat ikatan fosfodiester yang Jadi, fungsi DNA ligase hanya membuat ikatan fosfodiester yang menghubungkan basa G dan basa C pada urutan DNA bagian atas, dan menghubungkan basa G dan basa C pada urutan DNA bagian atas, dan basa C dengan basa A pada urut
basa C dengan basa A pada urutan DNA bagian bawah.an DNA bagian bawah. c.
c. Polymerase C Polymerase Chain Reaction (PCR)hain Reaction (PCR)
PCR merupakan suatu reaksi enzimatis untuk melipatgandakan suatu PCR merupakan suatu reaksi enzimatis untuk melipatgandakan suatu urutan nukleotida tertentu secara
urutan nukleotida tertentu secarain vitroin vitro. Metode ini dikembangkan pertama kali. Metode ini dikembangkan pertama kali oleh Kary B. Mulis pada tahun 1985. Dengan menggunakan metode PCR, akan oleh Kary B. Mulis pada tahun 1985. Dengan menggunakan metode PCR, akan diperoleh pelipatgandaan suatu fragmen DNA sebesar 200.000 kali melalui 20 diperoleh pelipatgandaan suatu fragmen DNA sebesar 200.000 kali melalui 20 siklus reaksi selama 220 menit.
siklus reaksi selama 220 menit.
Pembelahan molekul DNA sangat penting dalam proses amplifikasi Pembelahan molekul DNA sangat penting dalam proses amplifikasi DNA melalui teknik
digunakan
digunakan “gergaji” yang bisa berupa pemanasan (suhu“gergaji” yang bisa berupa pemanasan (suhu ≥ 90oC) atau dengan≥ 90oC) atau dengan larutan NaOH
larutan NaOH (konsentras(konsentrasi i 0,4 0,4 M).M).
Empat komponen utama dalam proses PCR adalah : Empat komponen utama dalam proses PCR adalah :
1. DNA cetakan yaitu fragmen DNA yang akan dilipatgandakan 1. DNA cetakan yaitu fragmen DNA yang akan dilipatgandakan
2. Oligonukleotida primer, yaitu suatu urutan nukleotida pendek ( 15-25 basa 2. Oligonukleotida primer, yaitu suatu urutan nukleotida pendek ( 15-25 basa
nukleotida), digunakan untuk mengawali sintesis rantai DNA nukleotida), digunakan untuk mengawali sintesis rantai DNA
3. Deoksiribonukleotida trifosfat (dNTP), terdiri atas dATP, dCTP, dGTP, dan 3. Deoksiribonukleotida trifosfat (dNTP), terdiri atas dATP, dCTP, dGTP, dan
dCTP dCTP
4. Enzim DNA polimerase, yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi sintesis DNA 4. Enzim DNA polimerase, yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi sintesis DNA
PCR melibatkan banyak siklus yang masing-masing mempunyai tiga PCR melibatkan banyak siklus yang masing-masing mempunyai tiga tahapan berulang yaitu denaturasi DNA cetakan pada suhu 94-100
tahapan berulang yaitu denaturasi DNA cetakan pada suhu 94-100ooC,C, annealing annealing (penempelan) pasangan primer pada DNA target pada suhu 37-60
(penempelan) pasangan primer pada DNA target pada suhu 37-60ooC, danC, dan extension
extension (pemanjangan) primer pada suhu 72(pemanjangan) primer pada suhu 72ooCC
Gambar 5. Proses replikasi melalui PCR Gambar 5. Proses replikasi melalui PCR
Beberapa keuntungan PCR adalah memerlukan waktu yang relative lebih Beberapa keuntungan PCR adalah memerlukan waktu yang relative lebih singkat bila dibandingkan dengan memperbanyak dengan menggunakan singkat bila dibandingkan dengan memperbanyak dengan menggunakan vector dan hanya memerlukan sejumlah kecil DNA target
vector dan hanya memerlukan sejumlah kecil DNA target
Sedangkan kerugiannya antara lain kita harus mengetahui urutan nukleotida Sedangkan kerugiannya antara lain kita harus mengetahui urutan nukleotida dari segmen DNA yang diinginkan (untuk mensintesis primer), dan hanya dari segmen DNA yang diinginkan (untuk mensintesis primer), dan hanya dapat diaplikasikan pada fragmen DNA yang pendek, berukuran kurang dari dapat diaplikasikan pada fragmen DNA yang pendek, berukuran kurang dari 5 kb.
5 kb. d.
d. ElektroforesisElektroforesis
Untuk menganalisis hasil manipulasi DNA dapat dilihat melalui Untuk menganalisis hasil manipulasi DNA dapat dilihat melalui elektroforesis. Elektroforesis adalah suatu teknik yang menggunakan medan elektroforesis. Elektroforesis adalah suatu teknik yang menggunakan medan listrik untuk memisahkan molekul berdasarkan ukuran. Karena mengandung listrik untuk memisahkan molekul berdasarkan ukuran. Karena mengandung fosfat yang bermuatan negatif, DNA akan bergerak menuju elektroda positif fosfat yang bermuatan negatif, DNA akan bergerak menuju elektroda positif dalam medan listrik. Prinsip alat ini adalah : kecepatan migrasi molekul DNA dalam medan listrik. Prinsip alat ini adalah : kecepatan migrasi molekul DNA berbeda-beda
berbeda-beda tergantutergantung ng pada pada beberapa beberapa faktor faktor diantaranya diantaranya ukuran ukuran molekul.molekul. DNA bermigrasi di dalam gel padat yang terletak di dalam larutan penyangga DNA bermigrasi di dalam gel padat yang terletak di dalam larutan penyangga yang dialiri arus listrik.
yang dialiri arus listrik.
Gambar 6. Migrasi DNA dalam Gel Gambar 6. Migrasi DNA dalam Gel
Molekul yang lebih pendek akan bermigrasi lebih cepat melalui pori-pori gel Molekul yang lebih pendek akan bermigrasi lebih cepat melalui pori-pori gel daripada molekul yang lebih panjang. Ada dua jenis gel yang sering digunakan daripada molekul yang lebih panjang. Ada dua jenis gel yang sering digunakan untuk proses elektroforesis, yaitu gel agarose dan gel polyacrilamida. Gel agarosa, untuk proses elektroforesis, yaitu gel agarose dan gel polyacrilamida. Gel agarosa, digunakan untuk memisahkan molekul-molekul DNA yang perbedaan panjangnya digunakan untuk memisahkan molekul-molekul DNA yang perbedaan panjangnya hanya satu nukleotida dan digunakan untuk menentukan urutan basa DNA. Gel hanya satu nukleotida dan digunakan untuk menentukan urutan basa DNA. Gel poliakrilamid
poliakrilamid digunakan digunakan untuk untuk memisahkan memisahkan fragmen fragmen DNA DNA yang yang memilikimemiliki perbedaan ukuran
perbedaan ukuran lebih besar.lebih besar.
Pita DNA pada gel dapat dilihat dengan menggunakan berbagai teknik. Pita DNA pada gel dapat dilihat dengan menggunakan berbagai teknik. Pemberian zat warna ethidium bromide, memungkinkan visualisasi langsung Pemberian zat warna ethidium bromide, memungkinkan visualisasi langsung semua pita DNA di bawah sinar UV dengan menggunakan alat transiluminator semua pita DNA di bawah sinar UV dengan menggunakan alat transiluminator dan dilakukan pada ruangan khusus yang gelap. Hasil visualisasi DNA kemudian dan dilakukan pada ruangan khusus yang gelap. Hasil visualisasi DNA kemudian difoto.
difoto. Urutan Urutan yang spyang spesifik biasanya esifik biasanya dapat dideteksi dapat dideteksi dengan probe dengan probe berlabel.berlabel. Probe adalah DNA untai tunggal yang dapat membentuk pasangan basa dengan Probe adalah DNA untai tunggal yang dapat membentuk pasangan basa dengan uruan komplementer pada polinukleotida untai tunggal lain yang tersusun dari uruan komplementer pada polinukleotida untai tunggal lain yang tersusun dari DNA atau RNA.
DNA atau RNA.
Gambar 7. Pita DNA
Gambar 7. Pita DNA Gambar8 . Visualisasi pita DNAGambar8 . Visualisasi pita DNA menggunakan Ethidium Bromida menggunakan Ethidium Bromida
e.
e. Pengurutan DNA (DNA Sekuensing)Pengurutan DNA (DNA Sekuensing)
Urutan nukleotida DNA dari sebagian besar organisme masih tidak diketahui. Urutan nukleotida DNA dari sebagian besar organisme masih tidak diketahui. Mengetahui urutan dari DNA suatu oganisme atau suatu klon fragment DNA Mengetahui urutan dari DNA suatu oganisme atau suatu klon fragment DNA memberikan informasi yang sangat berharga untuk studi lanjutan. Urutan dari memberikan informasi yang sangat berharga untuk studi lanjutan. Urutan dari suatu gen dapat digunakan untuk memprediksi fungsi dari gen, untuk suatu gen dapat digunakan untuk memprediksi fungsi dari gen, untuk membandingkannya dengan urutan yang sama dari organisme yang berbeda, membandingkannya dengan urutan yang sama dari organisme yang berbeda, dan untuk mengidentifikasi mutasi atau keselahan dalam urutan DNA. Hal ini dan untuk mengidentifikasi mutasi atau keselahan dalam urutan DNA. Hal ini karena genom dari sebagian besar organisme terdiri dari milyaran nukleotida karena genom dari sebagian besar organisme terdiri dari milyaran nukleotida seh ingga molekul DNA yang digunakan untuk reaksi sekuensing harus seh ingga molekul DNA yang digunakan untuk reaksi sekuensing harus dipotong terlebih dahulu menjadi fragmen yang lebih kecil dengan dipotong terlebih dahulu menjadi fragmen yang lebih kecil dengan menggunakan enzim restriksi.
menggunakan enzim restriksi.
Gambar 9 merupakan proses untuk memahami bagaimana DNA Gambar 9 merupakan proses untuk memahami bagaimana DNA
Gambar 9. Sekuensing/ proses pengurutan DNA Gambar 9. Sekuensing/ proses pengurutan DNA
Masing-masing nukelotida dalam jumlah sedikit diberi pewarna fluorescen Masing-masing nukelotida dalam jumlah sedikit diberi pewarna fluorescen (berpendar) yang juga memodifikasi struktur nukleotida. Apabila sebuah (berpendar) yang juga memodifikasi struktur nukleotida. Apabila sebuah nukelotida modifikasi berfluorescent bergabung dalam rantai sintesis baru, nukelotida modifikasi berfluorescent bergabung dalam rantai sintesis baru, maka reaksi akan berhenti. Hal ini akan menghasilkan rantai DNA dengan maka reaksi akan berhenti. Hal ini akan menghasilkan rantai DNA dengan panjang
panjang yang yang berbeda-beda. berbeda-beda. Reaksi Reaksi sekuensing sekuensing sudah sudah lengkap lengkap jika jika fragmentfragment DNA dipisahkan dengan menggunakan elektroforesis gel. Gel kemudian DNA dipisahkan dengan menggunakan elektroforesis gel. Gel kemudian dianalisis dalam suatu mesin sekuensing otomatis untuk mendeteksi warna dianalisis dalam suatu mesin sekuensing otomatis untuk mendeteksi warna dari masing-masing nukelotida bertanda. Urutan dari cetakan DNA asal akan dari masing-masing nukelotida bertanda. Urutan dari cetakan DNA asal akan terlihat dari perbedaan fragmen bertanda.
terlihat dari perbedaan fragmen bertanda. f.
f. DNA rekombinanDNA rekombinan
Secara alami, proses rekombinasi dapat terjadi sehingga memungkinkan suatu Secara alami, proses rekombinasi dapat terjadi sehingga memungkinkan suatu gen dapat berpindah dari satu organisme ke organisme lain. Persitiwa tersebut gen dapat berpindah dari satu organisme ke organisme lain. Persitiwa tersebut biasanya
biasanya terterjadi jadi diantara diantara organisme organisme yang yang memiliki memiliki kekerakekerabatan batan yang yang dekat.dekat. Dengan kemajuan teknologi molekuler, perpindahan gen dapat terjadi Dengan kemajuan teknologi molekuler, perpindahan gen dapat terjadi meskipun antara organisme yang tidak memiliki hubungan kekerabatan. meskipun antara organisme yang tidak memiliki hubungan kekerabatan. Misalnya gen manusia yang dipindahkan ke bakteri atau ke hewan seperti Misalnya gen manusia yang dipindahkan ke bakteri atau ke hewan seperti babi.
babi. Teknik Teknik penggabungan penggabungan molekul molekul DNA DNA tersebut tersebut dikenal dikenal sebagai sebagai Teknik Teknik rekombinan DNA.
rekombinan DNA.
Gambar 10. DNA
Gambar 10. DNA rekombinan terjadi karena ada penguapan DNA dari sumber rekombinan terjadi karena ada penguapan DNA dari sumber yang berbeda
Untuk membuat DNA rekombinan digunakan dua macam enzim yaitu Untuk membuat DNA rekombinan digunakan dua macam enzim yaitu enzim restriksi yang berfungsi memotong molekul DNA dan enzim ligase yang enzim restriksi yang berfungsi memotong molekul DNA dan enzim ligase yang berfungsi
berfungsi menggabungkan menggabungkan molekul DNA. Bmolekul DNA. Biasanya DNA rekoiasanya DNA reko mbinan merupakanmbinan merupakan gabungan antara DNA vektor dan DNA asing yang merupakan gen target. gabungan antara DNA vektor dan DNA asing yang merupakan gen target. Selanjutnya adalah memasukkan DNA vektor yang mengandung DNA asing ke Selanjutnya adalah memasukkan DNA vektor yang mengandung DNA asing ke dalam sel bakteri. Proses masuknya DNA rekombinan ke sel bakteri disebut dalam sel bakteri. Proses masuknya DNA rekombinan ke sel bakteri disebut transformasi, dan proses ini dapat menyebabkan fenotip sel bakteri mengalami transformasi, dan proses ini dapat menyebabkan fenotip sel bakteri mengalami perubahan.
perubahan. Untuk Untuk mengetahui mengetahui sel sel bakteri bakteri telah telah mengandung mengandung DNA DNA rekombinan,rekombinan, maka sel bakteri ditumbuhkan dalam medium padat yang mengandung antibiotik, maka sel bakteri ditumbuhkan dalam medium padat yang mengandung antibiotik, X-gal ( zat kimia yang berfungsi sebagai indikator) dan IPTG (zat kimia yang X-gal ( zat kimia yang berfungsi sebagai indikator) dan IPTG (zat kimia yang berfungsi
berfungsi sebagai sebagai inducer). inducer). Jika Jika sel sel bakteri bakteri tersebut tersebut mengandung mengandung DNADNA rekombinan, maka terdapat koloni berwarna putih pada kultur medium padat. rekombinan, maka terdapat koloni berwarna putih pada kultur medium padat. Adanya perubahan yang terjadi pada koloni digunakan untuk memastikan Adanya perubahan yang terjadi pada koloni digunakan untuk memastikan keberhasilan membuat DNA rekombinan dan penggandaan jumlah gen yang keberhasilan membuat DNA rekombinan dan penggandaan jumlah gen yang disisipkan ke dalam plasmid.
disisipkan ke dalam plasmid.
Penggunaan teknik DNA rekombinan untuk diagnosis penyakit dengan Penggunaan teknik DNA rekombinan untuk diagnosis penyakit dengan memanfaatkan sifat polimorfisme DNA. Seperti diketahui bahwa polimorfisme memanfaatkan sifat polimorfisme DNA. Seperti diketahui bahwa polimorfisme dalam genom berfungsi sebagai dasar bagi penggunaan teknik DNA rekombinan dalam genom berfungsi sebagai dasar bagi penggunaan teknik DNA rekombinan dalam diagnostik penyakit. Polimorfisme adalah variasi dalam urutan DNA. dalam diagnostik penyakit. Polimorfisme adalah variasi dalam urutan DNA. Dalam genom manusia terdapat jutaan polimorfisme yang berlainan. Yang Dalam genom manusia terdapat jutaan polimorfisme yang berlainan. Yang pertama
pertama kali kali diidentifikadiidentifikasi si adalah adalah mutasi mutasi titik, titik, substitusi substitusi (penggant(penggantian) ian) satu satu basabasa oleh basa lain. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa delesi (penghilangan) oleh basa lain. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa delesi (penghilangan) dan insersi (penyisipan) juga bertanggung jawab atas variasi dalam urutan DNA. dan insersi (penyisipan) juga bertanggung jawab atas variasi dalam urutan DNA. Sebagian polimorfisme terjadi di dalam daerah pengkode gen.
Sebagian polimorfisme terjadi di dalam daerah pengkode gen.
Untuk mendeteksi adanya polimorfisme menggunakan polimorfisme panjang Untuk mendeteksi adanya polimorfisme menggunakan polimorfisme panjang fragmen restriksi (RFLP : restriction fragment length polymorphism). Mutasi titik fragmen restriksi (RFLP : restriction fragment length polymorphism). Mutasi titik bisa
bisa terjadi terjadi di di tepat tepat pengenalan pengenalan untuk untuk enzim enzim restrestriksi riksi sehingga sehingga enzim enzim restrrestriksiiksi dapat melakukan pemotongan di tempat pengenalan restriksi yang lain tetapi tidak dapat melakukan pemotongan di tempat pengenalan restriksi yang lain tetapi tidak
normal, sehingga fragmen restriksi yang dihasilkan akan lebih pendek pada normal, sehingga fragmen restriksi yang dihasilkan akan lebih pendek pada individu mutasi dibandingkan dengan individu normal. Variasi dari panjang individu mutasi dibandingkan dengan individu normal. Variasi dari panjang fragmen restriksi dinamakan dengan restriction fragment length polymorphism fragmen restriksi dinamakan dengan restriction fragment length polymorphism (RFLP).
(RFLP).
Untuk mempermudah pemahaman mengenai rekayasa genetik dapat dilihat pada Untuk mempermudah pemahaman mengenai rekayasa genetik dapat dilihat pada tabel 2. berikut ini.
tabel 2. berikut ini.
Tabel 2. Teknik-teknik dalam Rekayasa Genetika Tabel 2. Teknik-teknik dalam Rekayasa Genetika
2.4 Aplikasi Rekayasa Genetika pada bidang kesehatan/ kedokteran 2.4 Aplikasi Rekayasa Genetika pada bidang kesehatan/ kedokteran a. Kloning
a. Kloning
Kloning merupakan suatu teknik untuk menghasilkan banyak salinan dari Kloning merupakan suatu teknik untuk menghasilkan banyak salinan dari satu gen tunggal, kromosom, atau keseluruhan individu. Klon (clone) berasal dari satu gen tunggal, kromosom, atau keseluruhan individu. Klon (clone) berasal dari kata Yunani yang berarti ranting. Jaringan-jaringan non reproduktif digunakan kata Yunani yang berarti ranting. Jaringan-jaringan non reproduktif digunakan untuk pengklonan keseluruhan individu. Kloning DNA adalah memasukkan DNA untuk pengklonan keseluruhan individu. Kloning DNA adalah memasukkan DNA
bereplikasi
bereplikasi dan dan diturunkaditurunkan pada n pada sel asel anak nak pada pada waktu waktu sel tersel tersebut sebut membelah. Jadmembelah. Jadii gen asing ini tetap melakukan fungsi seperti sel asalnya, walaupun berada dalam gen asing ini tetap melakukan fungsi seperti sel asalnya, walaupun berada dalam sel bakteri. Pembentukan DNA rekombinan ini disebut juga rekayasa genetika. sel bakteri. Pembentukan DNA rekombinan ini disebut juga rekayasa genetika. Perekayasaan genetika terhadap satu sel dapat dilakukan dengan hanya Perekayasaan genetika terhadap satu sel dapat dilakukan dengan hanya menghilangkan, menyisipkan atau menularkan satu atau beberapa pasang basa menghilangkan, menyisipkan atau menularkan satu atau beberapa pasang basa nukleotida penyusun molekul DNA tersebut. Untuk kloning ini diperlukan nukleotida penyusun molekul DNA tersebut. Untuk kloning ini diperlukan plasmid
plasmid dan dan enzim enzim untuk untuk memmemotootong ng DNA, DNA, serta serta enzim enzim untuk untuk menyambungkanmenyambungkan gen yang disisipkan itu ke plasmid.
gen yang disisipkan itu ke plasmid.
Teknik cloning memang masih menjadi kontroversi, namun dibalik semua Teknik cloning memang masih menjadi kontroversi, namun dibalik semua itu, kita harus mengetahui bahwa kloning dapat menjadi solusi dari masalah itu, kita harus mengetahui bahwa kloning dapat menjadi solusi dari masalah kesehatan.seperti :
kesehatan.seperti : 1)
1) Mengobati penyakitMengobati penyakit
Teknologi kloning kelak dapat membantu manusia dalam menemukan Teknologi kloning kelak dapat membantu manusia dalam menemukan obat kanker, menghentikan serangan jantung dan membuat tulang, lemak, obat kanker, menghentikan serangan jantung dan membuat tulang, lemak, jaringan penyambung at
jaringan penyambung atau tulang rawan yang cocoau tulang rawan yang cocok dengan tubuh pasien untk dengan tubuh pasien untuk uk tujuan bedah penyembuhan dan bedah kecantikan. Dalam hal ini, perlu tujuan bedah penyembuhan dan bedah kecantikan. Dalam hal ini, perlu ditegaskan bahwa pengujian tentang ada tidaknya penyakit keturunan pada ditegaskan bahwa pengujian tentang ada tidaknya penyakit keturunan pada janinjanin
janinjanin hasil hasil kloning kloning guna guna menghancurkan menghancurkan janin janin yang yang terdeteksterdeteks ii mengandung penyakit tersebut dapat melanggar hal hidup manusia
mengandung penyakit tersebut dapat melanggar hal hidup manusia 2)
2) InfertilitasInfertilitas
Kloning manusia memang dapat memecahkan problem ketidaksuburan, Kloning manusia memang dapat memecahkan problem ketidaksuburan, namun kita tidak boleh mengabaikan fakta bahwa Ian Wilmut, A.E. Schnieke, namun kita tidak boleh mengabaikan fakta bahwa Ian Wilmut, A.E. Schnieke, J. McWhir, A.J. Kind dan K.H.S. Campbell harus melakukan 277 kali J. McWhir, A.J. Kind dan K.H.S. Campbell harus melakukan 277 kali percobaan
percobaan sebelum sebelum akhirnya akhirnya berhasil berhasil mengkloning mengkloning Dolly. Dolly. Kloning Kloning manusiamanusia tentu akan melewati prosedur yang jauh lebih rumit. Pada eksperimen awal tentu akan melewati prosedur yang jauh lebih rumit. Pada eksperimen awal untuk menghasilkan sebuah klon yang mampu bertahan hidup, akan terjadi untuk menghasilkan sebuah klon yang mampu bertahan hidup, akan terjadi banyak
banyak sekali ksekali keguguran eguguran dan kedan kematian. Lebih matian. Lebih jauh, dajauh, dari sekri sekian banyaian banyak ek embriombrio yang dihasilkan, hanya ada satu embrio yang akhirnya ditanam ke rahim wanita yang dihasilkan, hanya ada satu embrio yang akhirnya ditanam ke rahim wanita
adalah sebuah kejahatan. Selain itu, teknologi kloning melanggar proses adalah sebuah kejahatan. Selain itu, teknologi kloning melanggar proses normal penciptaan manusia, yaitu bereproduksi tanpa pasangan seks dan hal ini normal penciptaan manusia, yaitu bereproduksi tanpa pasangan seks dan hal ini akan membutuhkan unstitusi perkawinan.
akan membutuhkan unstitusi perkawinan. 3)
3) Organ-organ untuk transplantasiOrgan-organ untuk transplantasi
Ada kemungkinan bahwa kelak manusia dapat mengganti jaringan Ada kemungkinan bahwa kelak manusia dapat mengganti jaringan tubuhnya yang terkena penyakit dengan jaringan tubuh embrio hasil kloning tubuhnya yang terkena penyakit dengan jaringan tubuh embrio hasil kloning atau mengganti organ tubuhnya yang rusak dengan organ tubuh manusia hasil atau mengganti organ tubuhnya yang rusak dengan organ tubuh manusia hasil kloning. Manipulasi teknologi untuk mengambil manfaat dari manusia hasil kloning. Manipulasi teknologi untuk mengambil manfaat dari manusia hasil kloning ini dipandang sebagai kejahatan karena hal itu merupakan pelanggaran kloning ini dipandang sebagai kejahatan karena hal itu merupakan pelanggaran terhadap hidup manusia. Namun, jika penumbuhan kembali organ tubuh terhadap hidup manusia. Namun, jika penumbuhan kembali organ tubuh manusia benar-benar dapat dilakukan, maka pelaksanaan prosedur ini manusia benar-benar dapat dilakukan, maka pelaksanaan prosedur ini diperbolehkan untuk dilakukan dalam rangka menumbuhkan kembali organ diperbolehkan untuk dilakukan dalam rangka menumbuhkan kembali organ yang hilang dari tubuh seseorang, misalnya pada korban kecelakaan kerja di yang hilang dari tubuh seseorang, misalnya pada korban kecelakaan kerja di pertambangan
pertambangan atau atau kecelakaan-kecelakaakecelakaan-kecelakaan n lainnya. lainnya. Tetapi, Tetapi, akanakan munculpertanyaan mengenai kebolehan menumbuhkan kembali organ tubuh munculpertanyaan mengenai kebolehan menumbuhkan kembali organ tubuh seseorang yang telah dipotong akibat kejahatan yang pernah ia lakukan.
seseorang yang telah dipotong akibat kejahatan yang pernah ia lakukan.
b. Pembuatan insulin b. Pembuatan insulin
Pasien penderita kencing manis (diabetes mellitus) tidak mampu Pasien penderita kencing manis (diabetes mellitus) tidak mampu membentuk hormon insulin dalam jumlah tertentu yang diperlukan untuk membentuk hormon insulin dalam jumlah tertentu yang diperlukan untuk mengatur kadar gula dalam darah. Pasien diabetes memerlukan suntikan insulin mengatur kadar gula dalam darah. Pasien diabetes memerlukan suntikan insulin tambahan. Insulin ini dibuat dari kelenjar pankreas sapi atau babi. Untuk tambahan. Insulin ini dibuat dari kelenjar pankreas sapi atau babi. Untuk mendapatkan 0,45 kg insulin bagi 750 pasien diabetes selam setahun, diperlukan mendapatkan 0,45 kg insulin bagi 750 pasien diabetes selam setahun, diperlukan 3.600 kg kelenjar pankreas dari 23.500 ekor hewan. Melalui teknik rekayasa 3.600 kg kelenjar pankreas dari 23.500 ekor hewan. Melalui teknik rekayasa genetika, para peneliti berhasil memaksa mikroorganismee (bakteri) untuk genetika, para peneliti berhasil memaksa mikroorganismee (bakteri) untuk membentuk insulin yang sangat mirip dengan insulin yg dihasilkan oleh manusia. membentuk insulin yang sangat mirip dengan insulin yg dihasilkan oleh manusia. c. Terapi Gen
c. Terapi Gen
Satu-satunya cara untuk menyembuhkan penyakit genetik pada manusia Satu-satunya cara untuk menyembuhkan penyakit genetik pada manusia adalah menggantikan gen penyebab penyakit tersebut dengan salinannya yang adalah menggantikan gen penyebab penyakit tersebut dengan salinannya yang
untuk mengobati sejumlah penyakit genetik. Saat ini, terapi gen sedang untuk mengobati sejumlah penyakit genetik. Saat ini, terapi gen sedang diupayakan dalam tahap eksperimental dalam biakan sel atau hewan dan, pada diupayakan dalam tahap eksperimental dalam biakan sel atau hewan dan, pada beberapa kasu
beberapa kasus, pada s, pada subjek subjek manusia. Nmanusia. Namun, peramun, pertimbangan timbangan moral damoral dan etn et is tidak is tidak memungkinkan penggunaan terapi gen pada embrio manusia. Oleh karena itu, memungkinkan penggunaan terapi gen pada embrio manusia. Oleh karena itu, para ilmuwa
para ilmuwan memutuskan memutuskan untuk n untuk mencari cara mencari cara memasukkan gen memasukkan gen ke dake dalam sel-selam sel-sell pada
pada jaringan jaringan yang yang paling paling dipengaruhi dipengaruhi oleh oleh suatsuatu u penyakit. penyakit. Misalnya, Misalnya, karenakarena penyakit
penyakit sistik sistik fibrosis fibrosis paling paling mempengaruhi mempengaruhi paru-paru paru-paru dan dan organ organ paru-paru paru-paru ituitu sendiri cukup mudah dijangkau, maka organ tersebut menjadi kandidat yang sendiri cukup mudah dijangkau, maka organ tersebut menjadi kandidat yang cukup menjanjikan untuk terapi gen. Terapi gen merupakan teknik-teknik yang cukup menjanjikan untuk terapi gen. Terapi gen merupakan teknik-teknik yang disempurnakan untuk manipulasi gen yang dikombinasikan dengan pemahaman disempurnakan untuk manipulasi gen yang dikombinasikan dengan pemahaman yang mendalam atas fungsi gen dalam tubuh, mungkin suatu ketika membuat para yang mendalam atas fungsi gen dalam tubuh, mungkin suatu ketika membuat para saintis kedokteran dapat memperbaiki kelainan genetik dalam suatu individu. saintis kedokteran dapat memperbaiki kelainan genetik dalam suatu individu. Percobaan terapi gen pertama dimulai pada tahun 1990 oleh French Anderson dari Percobaan terapi gen pertama dimulai pada tahun 1990 oleh French Anderson dari University of Southern California. Ia mengobati anak-anak yang menderita severe University of Southern California. Ia mengobati anak-anak yang menderita severe combined immune deficiency (SCID) (Brookes, 2005). Upaya-upaya pada terapi combined immune deficiency (SCID) (Brookes, 2005). Upaya-upaya pada terapi gen manusia belum menghasilkan manfaat pada pasien yang bisa dibuktikan, gen manusia belum menghasilkan manfaat pada pasien yang bisa dibuktikan, bertentangan
bertentangan dengan dengan beberapa beberapa pengakuan pengakuan dalam dalam media media populer. populer. Akan Akan tetapi,tetapi, untuk setiap kelainan genetik yang bisa ditelusuri hingga ke alel rusak tunggal, untuk setiap kelainan genetik yang bisa ditelusuri hingga ke alel rusak tunggal, seharusnya secara teoretis ada kemungkinan untuk mengganti atau melengkapi seharusnya secara teoretis ada kemungkinan untuk mengganti atau melengkapi alel rusak itu dengan alel yang masih berfungsi normal dengan menggunakan alel rusak itu dengan alel yang masih berfungsi normal dengan menggunakan teknik DNA rekombinan. Alel baru dapat diselipkan ke dalam sel somatik dari teknik DNA rekombinan. Alel baru dapat diselipkan ke dalam sel somatik dari jaringan
jaringan yang yang dipengaruhi dipengaruhi kelainan kelainan tersebut tersebut dalam dalam diri diri seorang seorang anak anak atau atau orangorang dewasa, atau bahkan mungkin juga ke dalam sel germinal atau sel embrionik. Dari dewasa, atau bahkan mungkin juga ke dalam sel germinal atau sel embrionik. Dari percobaan
percobaan terapi terapi gen gen yang yang sekarang sekarang sedang sedang dilakukan dilakukan pada pada manusia, manusia, terapi terapi yangyang paling
paling menjanjikan menjanjikan ialah ialah terapi terapi yang yang melibatkan melibatkan sel sel sumsum sumsum tulang tulang tetapi tetapi tidak tidak harus ditujukan untuk memperbaiki kelainan genetic
harus ditujukan untuk memperbaiki kelainan genetic
Terapi gen dapat diterapkan dalam beberapa kasus seperti : Terapi gen dapat diterapkan dalam beberapa kasus seperti : 1.
1. Virus influenza Virus influenza menyerang paling bmenyerang paling banyak orang, pada anyak orang, pada saluran pernafasan.saluran pernafasan. siRNA
2. Di seluruh dunia, hepatitis menjangkiti lebih dari 270 juta orang. Penelitian 2. Di seluruh dunia, hepatitis menjangkiti lebih dari 270 juta orang. Penelitian siRNA pada virus ini, membungkam (80%) mRNA (namun bukan genomic siRNA pada virus ini, membungkam (80%) mRNA (namun bukan genomic RNA) yang terlibat dalam replikasi HDV. Percobaan yang mirip namun RNA) yang terlibat dalam replikasi HDV. Percobaan yang mirip namun mentarget daerah tidak tertranslasi ujung 5’
mentarget daerah tidak tertranslasi ujung 5’ genom HCV, hanya genom HCV, hanya dengadengan n 2.52.5 nM siRNA membungkam replikasi HCV 80%. siRNA juga telah dipakai nM siRNA membungkam replikasi HCV 80%. siRNA juga telah dipakai untuk membungkam ekspresi lamin A/C dan RNA-RNA HCV pada galur sel untuk membungkam ekspresi lamin A/C dan RNA-RNA HCV pada galur sel hepatoma Huh-7, mengurangi produksi RNA HCV 80 kali dalam 4 hari, hepatoma Huh-7, mengurangi produksi RNA HCV 80 kali dalam 4 hari, menghambat produksi virion infektif virus hepatitis C (HCV), sehingga menghambat produksi virion infektif virus hepatitis C (HCV), sehingga memulihkan 98% sel-sel terinfeksi.
memulihkan 98% sel-sel terinfeksi. 3. siRNA juga telah digunakan sebagai
3. siRNA juga telah digunakan sebagai adjuvant adjuvant bahan yang meningkatkanbahan yang meningkatkan respons- dalam pembunuhan sel-sel kanker oleh terapi radiasi dan respons- dalam pembunuhan sel-sel kanker oleh terapi radiasi dan kemoterapi. Dalam hal ini, siRNA (yang mentarget gen-gen yang terlibat kemoterapi. Dalam hal ini, siRNA (yang mentarget gen-gen yang terlibat dalam sistem proteksi kerusakan DNA, sehingga menyebabkan sel-sel dalam sistem proteksi kerusakan DNA, sehingga menyebabkan sel-sel tersebut menjadi sangat sensitif terhadap radiasi pengion dan
tersebut menjadi sangat sensitif terhadap radiasi pengion dan alkylating alkylating agents
agents) ditransfeksi ke dalam sel-sel yang akan diradiasi dan dikemoterapi.) ditransfeksi ke dalam sel-sel yang akan diradiasi dan dikemoterapi. 4.
4. Demikian Demikian pula, pula, siRNA siRNA sintetik sedang sintetik sedang dikembangkan sebagai dikembangkan sebagai obat untuk obat untuk terapi kanker. Bahkan, siRNA sintetik membungkam p53 mutan, yang terapi kanker. Bahkan, siRNA sintetik membungkam p53 mutan, yang perbedaannya
perbedaannya hanya hanya satu satu pasang basah, pasang basah, dan dan memulihkan memulihkan fungsi p53 fungsi p53 asli, dasli, danan memproteksi sel-sel dari instabilitas genom sebagai penyebab ±50% kanker memproteksi sel-sel dari instabilitas genom sebagai penyebab ±50% kanker pada
pada manusia. manusia. Dan Dan karena karena begitu begitu spesifik, spesifik, maka maka terapi terapi antitumor antitumor yangyang bersifat
bersifat orang-perorang orang-perorang dapat dapat dikembangkan. dikembangkan. Sering Sering pula pula dalam dalam pengobatanpengobatan kanker, sel-selnya mengembangkan mekanisme kekebalan terhadap obat kanker, sel-selnya mengembangkan mekanisme kekebalan terhadap obat kanker. Ekspresi berlebihan
kanker. Ekspresi berlebihan Thymidylate synthase adalah salah satuThymidylate synthase adalah salah satu penyebabnya.
penyebabnya. Pembungkaman (dPembungkaman (dengan engan siRNA) tersiRNA) terhadap gehadap gen ini n ini memulihkanmemulihkan sensitifitas sel-sel kanker terhadap obat kanker.
sensitifitas sel-sel kanker terhadap obat kanker.
d. Antibodi Monoklonal d. Antibodi Monoklonal
Setiap saat tubuh kita dapat terkena serangan virus, bakteri, jamur dan Setiap saat tubuh kita dapat terkena serangan virus, bakteri, jamur dan zat-zat lain dari lingkungan sekitarnya. Zat-zat-zat tersebut dapat membahayakan tubuh. zat lain dari lingkungan sekitarnya. Zat-zat tersebut dapat membahayakan tubuh. Secara alami, manusia dapat menghasilkan antibodi bagi kuman atau antigen Secara alami, manusia dapat menghasilkan antibodi bagi kuman atau antigen
kuman tersebut. Terkadang jika tubuh tidak mampu bertahan, akibatnya akan kuman tersebut. Terkadang jika tubuh tidak mampu bertahan, akibatnya akan fatal. Untuk memicu kekebalan tubuh, dapat dilakukan dengan menyuntikkan fatal. Untuk memicu kekebalan tubuh, dapat dilakukan dengan menyuntikkan vaksin yang mengandung antigen penyakit tersebut. Dengan demikian, dapat vaksin yang mengandung antigen penyakit tersebut. Dengan demikian, dapat terbentuk antibodi pada tubuh yang dapat melawan patogen. Oleh karena terbentuk antibodi pada tubuh yang dapat melawan patogen. Oleh karena kemampuan melawan patogen ini, antibodi monoklonal dikembangkan untuk kemampuan melawan patogen ini, antibodi monoklonal dikembangkan untuk mengatasi
mengatasi penyakit spesifik penyakit spesifik Cara yCara yang ang umum umum digunakan untuk digunakan untuk menghasilkanmenghasilkan antibodi monoklonal adalah dengan menyuntikkan sedikit antigen pada tikus atau antibodi monoklonal adalah dengan menyuntikkan sedikit antigen pada tikus atau kelinci. Tubuh kelinci atau tikus akan merespon antigen dengan menghasilkan kelinci. Tubuh kelinci atau tikus akan merespon antigen dengan menghasilkan antibodi yang secara langsung dapat diambil dari darahnya. Akan tetapi, biasanya antibodi yang secara langsung dapat diambil dari darahnya. Akan tetapi, biasanya antigen direspon oleh beberapa macam sel. Antibodi yang dihasilkan adalah antigen direspon oleh beberapa macam sel. Antibodi yang dihasilkan adalah antibodi poliklonal, yaitu campuran berbagai antibodi yang dihasilkan oleh antibodi poliklonal, yaitu campuran berbagai antibodi yang dihasilkan oleh berbagai
berbagai sel sel Sekitar Sekitar 1970, 1970, sebuah sebuah teknik teknik dikembangkan dikembangkan untuk untuk menghasilkanmenghasilkan antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal adalah antibodi yang dihasilkan dari antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal adalah antibodi yang dihasilkan dari satu sel yang sama dan spesifik terhadap satu antigen. Antibodi monoklonal ini satu sel yang sama dan spesifik terhadap satu antigen. Antibodi monoklonal ini didapat dari kultur sel. Pembuatan antibodi monoklonal adalah melalui fusi sel didapat dari kultur sel. Pembuatan antibodi monoklonal adalah melalui fusi sel antara sel B dari hati dan sel penghasil tumor. Sel B hati digunakan karena sel antara sel B dari hati dan sel penghasil tumor. Sel B hati digunakan karena sel inilah yang menghasilkan antibodi. Adapun sel tumor digunakan karena dapat inilah yang menghasilkan antibodi. Adapun sel tumor digunakan karena dapat membelah diri terus-menerus Langkah pertama untuk membuat antibodi membelah diri terus-menerus Langkah pertama untuk membuat antibodi monoklonal adalah hewan disuntikkan antigen sel B tersebut. Kemudian, sel B monoklonal adalah hewan disuntikkan antigen sel B tersebut. Kemudian, sel B hewan diisolasi dan difusikan dengan sel tumor. Hasilnya adalah sel hibrid yang hewan diisolasi dan difusikan dengan sel tumor. Hasilnya adalah sel hibrid yang menghasilkan satu antibodi tertentu dan terus membelah
menghasilkan satu antibodi tertentu dan terus membelah Keuntungan dari antibodi monoklonal antara lain:
Keuntungan dari antibodi monoklonal antara lain: -Dapat digunakan untuk keperluan diagnosa. -Dapat digunakan untuk keperluan diagnosa.
-Untuk mendeteksi hormone chorionic gonadotropin (HCG) dalam urin wanita -Untuk mendeteksi hormone chorionic gonadotropin (HCG) dalam urin wanita
hamil. hamil.
-Mengikat racun dan menonaktifkan racun. -Mengikat racun dan menonaktifkan racun.
-Mencegah penolakan jaringan terhadap hasil transplantasi jaringan lain -Mencegah penolakan jaringan terhadap hasil transplantasi jaringan lain
BAB III BAB III PENUTUP PENUTUP 3.1 3.1 KesimpulanKesimpulan 1.
1. Rekayasa Genetika adalah teknik yang dilakukan manusia dalam mentransfer Rekayasa Genetika adalah teknik yang dilakukan manusia dalam mentransfer gen (DNA) yang dianggap menguntungkan dari satu organisme kepada gen (DNA) yang dianggap menguntungkan dari satu organisme kepada susunan gen dari organisme lain
susunan gen dari organisme lain 2.
2. Teknik Teknik Rekayasa genetikaRekayasa genetika dilakukan dalm beberapa tahapan sepertidilakukan dalm beberapa tahapan sepertiisolasi DNA,isolasi DNA, manipulasi DNA, perbanyakan DNA dan visualisasi hasil manipulasi DNA. manipulasi DNA, perbanyakan DNA dan visualisasi hasil manipulasi DNA. 3.
3. Rekayasa genetika dapat diterapkan pada bidang kesehatan seperti kloning,Rekayasa genetika dapat diterapkan pada bidang kesehatan seperti kloning, pembuatan insulin, terap
pembuatan insulin, terapi gen, dan pembuatan antibody monoki gen, dan pembuatan antibody monoklonal.lonal.
3.2
3.2 SaranSaran
Penelitian dan riset tentang rekayasa genetika hendaknya lebih Penelitian dan riset tentang rekayasa genetika hendaknya lebih diperbanyak khususnya yang menyangkut pada bidang kesehatan, karena teknik diperbanyak khususnya yang menyangkut pada bidang kesehatan, karena teknik inilah yang memungkinkan terjadinya revolusi dalam bidang medis. Pembuatan inilah yang memungkinkan terjadinya revolusi dalam bidang medis. Pembuatan undang-undang yang jelas tentang rekayasa genetika juga sangat diperlukan agar undang-undang yang jelas tentang rekayasa genetika juga sangat diperlukan agar kontroversi dimasyarakat dapat dihilangkan.
DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA
Amaluddin, ahmad 2012. Obat-obatan rekayasa genetika (online) Amaluddin, ahmad 2012. Obat-obatan rekayasa genetika (online)
(http://denagis.wordpress.com/2009/04/20/obat-obatan-rekayasa-genetika diakses (http://denagis.wordpress.com/2009/04/20/obat-obatan-rekayasa-genetika diakses
tanggal 30 april 2012) tanggal 30 april 2012)
Damayanti, novita. Dkk. 2011.
Damayanti, novita. Dkk. 2011. Antibodi mon Antibodi monoklonal oklonal . Depok : FMIPA UI. Depok : FMIPA UI Kandar, A.Y., 2010,
Kandar, A.Y., 2010, REKAYASA GENETIK REKAYASA GENETIKAA(online)(online)
(http://id.shvoong.com/exact-sciences/1999578-rekayasa-genetika/, diakses pada (http://id.shvoong.com/exact-sciences/1999578-rekayasa-genetika/, diakses pada
tanggal 11 Mei 2011 ) tanggal 11 Mei 2011 )
Mimin, euis. 2011.
Mimin, euis. 2011. Rekayasa ge Rekayasa genetika pada tanetika pada tanamannaman (online)(online)
(http://sceonitybaleendah.wordpress.com/ diakses pada tanggal 3 mei 2012) (http://sceonitybaleendah.wordpress.com/ diakses pada tanggal 3 mei 2012)
Muladno, 2002.
Muladno, 2002. Seputar Teknologi Rekayasa GenetikaSeputar Teknologi Rekayasa Genetika. Bogor : Penerbit Pustaka. Bogor : Penerbit Pustaka Wirausaha Muda.
Wirausaha Muda.
Purnama, 2010,
Purnama, 2010, REKAYASA GENETIK REKAYASA GENETIKAA, (online), (online) (http://
(http://dadanpurnama.blogspot.com/.../ dadanpurnama.blogspot.com/.../ makalahmakalah--rekayasarekayasa-- genetika genetika , , diakses padadiakses pada tanggal 2 mei 2012)
tanggal 2 mei 2012)
Suhaeny, any. 2010. Teknik
Suhaeny, any. 2010. Teknik Rekayasa g Rekayasa genetika pada henetika pada hewanewan. Bandung : ITB. Bandung : ITB
Sumastri. 2005
