REKAYASA GENETIKA
Sebagai Pemenuhan Ujian Tengah Semester Genap
Dosen penguji : Muhammad Taufiq, S.TP, M.Si
Nama : Syafria andi
NIM : 2213010121
Mata Kuliah : Pemuliaan Tanaman
Kelas : Reguler 1.IIA
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN PANCA BUDI
TAHUN AJARAN 2022/2023
Pendahuluan
Sejak penemuan berbagai jenis teknologi DNA dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan menjadi sangat optimis dengan kemampuannya untuk mengungkap berbagai misteri dalam kehidupan semua makhluk hidup. Faktanya, molekul DNA, unit terkecil dari sebuah sel dan bahan penyusun dasar kehidupan dalam segala keragamannya, dapat diisolasi, dimanipulasi, dan dipindahkan dari satu organisme ke organisme lain. Bioteknologi merupakan penerapan atau aplikasi prinsip-prinsip ilmu dan rekayasa dalam pengolahan bahan menjadi barang dan jasa menggunakan agensia biologis (Fahruddin, 2022).
Perkembangan genetika sebagai salah satu cabang ilmu biologi telah mengalami kemajuan yang sangat pesat dengan pesatnya percepatan teknologi dan ilmu pengetahuan. Genetika saat ini lebih terfokus pada rekayasa genetika dengan memanfaatkan teknologi abad ini. Rekayasa genetika dilakukan pada tanaman dengan cara mentransfer gen spesies asing ke dalam sel tanaman dan kemudian meregenerasi sel tanaman tersebut menjadi tanaman yang unggul dari sebelumnya. Rekayasa genetik dapat dimanfaatkan untuk menyembuhkan penyakit, tidak hanya itu, rekayasa genetik dapat memperbaiki ras. Dengan segala manfaat dari rekayasa genetik, tentu diperlukan penambahan pengetahuan megenai rekayasa genetika tumbuhan berdasarkan sejarah, prinsip, mekanisme, dan produknya dalam kehidupan.
Manipulasi DNA atau rekayasa genetic yang dilakukan pada makhluk hidup bertujuan untuk menghasilkan suatu barang dan jasa yang diinginkan. Bioteknologi modern menghasilkan organisme hasil rekayasa genetika melalui perlakuan yang megubah landasan penentu kemampuan hidup, yaitu mengutak-atik dan mengubah tatanan gen yang menentukan sifat spesifik suatu organisme. Hasil dari rekayasa genetic ini diperuntukkan demi manfaat yang sebenar-benarnya bagi kesejahteraan umat manusia namun proses yang rumit dan tingkat keberhasilan yang kecil menyebabkan menyerap biaya sangat tinggi atau padat modal.
Defenisi/ Konsep Dasar
Sejarah perkembangan genetika sebagai ilmu dimulai pada akhir abad ke-19, ketika ahli biologi Austria Gregor Johann Mendel berhasil menganalisis dengan cermat dan menafsirkan dengan benar hasil percobaan silangnya pada kacang polong (Pisum S.). Nyatanya, Mendel bukanlah orang pertama yang bereksperimen dengan kawin silang. Tetapi tidak seperti para pendahulunya, yang berasumsi bahwa setiap individu memiliki serangkaian sifat yang lengkap, Mendel melihat pola pewarisan di alam yang membuatnya lebih mudah untuk ditiru. Penemuan Mendel tentang model genetik kemudian menjadi dasar utama perkembangan genetika sebagai ilmu, dan Mendel juga dianggap sebagai bapak genetika.
Modifikasi genetik, juga dikenal sebagai rekayasa genetika, adalah manipulasi langsung gen organisme menggunakan bioteknologi. Ini adalah kumpulan teknologi yang mengubah struktur genetik sel, termasuk mentransfer gen antar spesies untuk menciptakan organisme yang lebih baik. DNA baru diperoleh dengan cara mengisolasi dan menyalin materi genetik induk menggunakan metode DNA rekombinan atau sintesis DNA buatan.
Rekayasa genetika merupakan salah satu cabang bioteknologi modern yang berkembang begitu pesat. Rekayasa genetika pada dasarnya adalah teknik untuk memanipulasi gen, yaitu komponen genetik yang dipindahkan dalam sel atau organisme dari organisme yang berbeda ke organisme lain. Organisme yang dimodifikasi secara genetik di laboratorium memiliki sifat yang lebih baik daripada organisme aslinya. (Kerans, 2022; Nwoye, 2019).
Menurut Fahruddin (2022), Rekayasa genetika secara teori berarti memindahkan gen dari organisme manapun ke organisme lain atau dapat berarti mengutak-atik gen organisme sehingga bias menghasilkan organisme “super”, dengan membuang gen buruk yang ada pada organisme dan menyisipkan gen unggul organisme lain.
Berdasarkan berbagai definisi di atas, dapat disimpulkan bahwa rekayasa genetika merupakan teknik bioteknologi modern dengan memindahkan gen dari satu organisme lain yang dimodifikasi dapat menghasilkan organisme dengan sifat yang lebih baik dari sebelumnya. Secara umum, rekayasa genetika memiliki keuntungan, yaitu sebagai berikut.
1) Rekayasa genetika digunakan oleh manusia dalam berbagai bidang kehidupan. Dalam dunia tumbuhan dan hewan, seperti yang telah dibahas sebelumnya, pemilihan benih yang terbaik bermanfaat bagi kehidupan manusia karena lebih mudah mendapatkan benih yang lebih baik dengan biaya yang lebih rendah dan kualitas yang terjamin serta terjaganya ketersediaan pangan.
2) Rekayasa genetika juga digunakan untuk menghasilkan obat antiparasit yang aman dan tersedia untuk umum.
3) Rekayasa genetika diharapkan dapat memberikan kontribusi yang signifikan dalam bidang kedokteran di masa depan, terutama dalam pengobatan penyakit serius yang disebabkan oleh kerusakan organ, karena rekayasa genetika bermanfaat dalam pengobatan dengan transplantasi organ tanpa mencari donor organ .
Masalah baru yang yang timbul jika rekayasa genetika menyebabkan kerusakan atau kerugian jangka panjang pada manusia adalah sebagai berikut.
1) Kerugian rekayasa genetika adalah reproduksi beberapa organisme yang baru terbentuk tidak dapat dikendalikan, yang dapat merugikan masyarakat.
2) Kerugian lain yang disebabkan oleh rekayasa genetika dapat dianggap sebagai ancaman terhadap kelestarian keanekaragaman hayati darat, karena melakukan uji coba secara nyata.
Metode/ Cara Kerja
Penggunaan teknologi rekayasa Genetika melibatkan beberapa tahapan proses dengan teknik biologi molekuler dan seluler. Sifat yang diinginkan dari gen yang digunakan harus dipilih, dan gen yang mengendalikan sifat-sifat ini juga perlu diidentifikasi. Jika gen yang diinginkan tidak tersedia, maka harus diisolasi dari organisme donor. Gen yang diisolasi harus dimasukkan vektor plasmid untuk ditransfer ke genom tanaman. Gen yang tahan terhadap hama atau penyakit tanaman dan variabel mutu tumbuhan dapat diisolasi dari berbagai organisme seperti tumbuhan atau bakteri. Setelah proses transfer gen sebelum tanaman beregenerasi, eksplan dipindahkan untuk pertama kalinya Seleksi rata-rata untuk mengidentifikasi transformasian.
Pada tahap akhir, sel atau jaringan tanaman tetap ada engan gen yang diubah harus dibuat ulang menjadi satu Organogenesis atau Embriogenesis kualitas yang diinginkan. Langkah-langkah ini termasuk regenerasi tanaman biasanya merupakan langkah tersulit. Fasilitas Produk Rekayasa Genetika perlu dicirikan secara molekuler untuk memastikan integritasnya memperkenalkan gen dan menentukan jumlah gen yang menarik bagi kita dalam genom tanaman. Setelah melalui tahapan biologi sel dan Perlu dilakukan karakterisasi sifat unggul tanaman PRG. Lalu, Lanjutkan ke konfirmasi jika fungsionalitas baru yang diinginkan dapat diturunkan persilangan konvensional.
Dalam rekayasa genetika, komposisi asam nukleat DNA (gen) dimanipulasi atau diubah, atau gen baru dimasukkan ke dalam struktur DNA organisme penerima.
Gen yang disisipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja.Tumbuhan lebih mudah dimodifikasi secara genetik daripada kebanyakan hewan.
Pada banyak spesies tanaman, sel jaringan terisolasi yang ditemukan dalam kultur dapat tumbuh menjadi tanaman dewasa (sifat totipoten), sel somatik biasa dapat dimanipulasi secara genetik, dan sel ini kemudian digunakan untuk menghasilkan organisme dengan sifat baru. Program pemuliaan tanaman tradisional, terutama untuk sifat menguntungkan seperti herbisida atau resistensi hama, ditentukan oleh satu gen atau lebih. Kultur bakteri yang dimodifikasi secara genetik memungkinkan pertumbuhan tanaman tahan herbisida sambil membunuh gulma. Selain itu, tanaman rekayasa genetika yang tahan serangga akan mengurangi penggunaan insektisida
kimia. Sebagai hasil dari upaya rekayasa genetika ini, diperkirakan sepertiga dari semua lahan beririgasi memiliki tingkat salinitas yang tinggi.
Aplikasi/ penerapan pada tanaman
Salah satu alternatif teknologi yang dapat digunakan dalam program pemuliaan tanaman untuk meningkatkan produksi pertanian adalah teknologi rekayasa genetik, Hasil atau pengaplikasi dari rekayasa genetik pada tanaman adalah tanaman Transgenik. Tanaman transgenik adalah penerapan bioteknologi pada tanaman yang bentuk dan kualitasnya telah diubah untuk tujuan tertentu dengan penggabungan gen atau DNA dari hewan, bakteri, mikroba atau virus.
Organisme transgenik adalah organisme yang menerima gen yang ditransfer dari organisme lain. Gen yang ditransfer dapat berasal dari spesies (spesies) lain seperti bakteri, virus, hewan atau tumbuhan lain. Untuk membuat tanaman transgenik,gen yang menghasilkan sifat tertentu (sifat yang diinginkan) harus diidentifikasi atau diteliti terlebih dahulu. Gen yang diinginkan bisa dari tanaman lain, hewan, jamur atau bakteri.Setelah gen yang diinginkan diperoleh, gen tersebut diperbanyak, ini disebut kloning gen. Pada langkah kloning gen, DNA asing dimasukkan ke dalam vektor kloning (pembawa DNA), seperti plasmid (DNA yang digunakan untuk mentransfer gen). Ketika gen yang diinginkan telah direproduksi dalam jumlah yang cukup, gen asing dipindahkan ke dalam sel tumbuhan dari beberapa bagian termasuk daun. Transfer gen dibedakan menjadi dua, secara langsung dan tidak langsung.
Adapun tanaman yang secara umum sudah menjadi tanaman transgenik, yaitu seperti kedelai transgenik yang tahan terhadap hama, tahan terhadap herbisida dan memiliki kualitas hasil yang tinggi. Kedua, Tomat transgenik yang memiliki gen khusus yang disebut antisense guna memperlambat proses pematangan dengan memperlambat sintesis enzim poligalakturonase, sehingga menunda pelunakan tomat.
Dengan mengurangi produksi enzim poligalakturonase, sifat pengolahan tomat dapat ditingkatkan. Varietas baru dibiarkan matang di batang untuk jangka waktu yang lebih lama sebelum panen. Dibandingkan dengan tomat generasi sebelumnya, varietas tomat baru telah dimodifikasi secara genetik, lebih mudah ditangani dan diangkut, dan kecil kemungkinannya untuk pecah atau rusak selama pemrosesan. Ketiga, kentang transgenik yang dapat menghindarkan diri dari penggunaan pestisida kimia yang digunakan pada kentang tersebut. Selain resisten terhadap serangan hama, kentang transgenik ini juga memiliki komposisi zat gizi yang lebih baik bila dibandingkan dengan kentang pada umumnya. Hama beetle Colorado merupakan suatu jenis
serangga yang paling destruktif untuk komoditi kentang diAmerika dan mampu menghancurkan sampai 85% produksi tahunan kentang bilatidak ditanggulangi dengan baik. Daya perlindungan kentang transgenik tersebut berasal dari bakteri Bacillus thuringiensis sehingga kentang transgenik ini disebut juga dengankentang Bt. yang diharapkan melalui kentang transgenik ini akan membantu suplai kentang yang berkesinambungan, sehat dan dalam jangkauan daya belimasyarakat.
Disamping banyak keuntungan yang diperoleh dari pemanfataan tanaman transgenik, ada beberapa dampak negatif yang mungkin ditimbulkan oleh adanya tanaman ini, khususnya terhadap lingkungan, seperti :
1) Munculnya hama target yang tahan terhadap insekisida
Tanaman transgenik yang di rancang dapat membasmi hama perusak (target) dapatberbalik menjadikan hama menjadi tahan terhadap insekisida.
Ini memang fenomena umum yang dapat terjadi pada semua tanaman, baik transgenik maupun nontransgenik.
2) Munculnya efek samping terhadap hama nontarget.
Gen yang disisipkan dalam tanaman transgenik dapat membunuh serangga lain yang secara alami menguntungkan tanaman tersebut.
3) Terjadinya silang luar
Adanya fertilisasi antara tanaman transgenik dan nontransgenik lain khususnya gulma. Jika ini terjadi ada peluang munculnya supergulma yang tahan terhadap herbisida.
4) Ada efek kompensasi
Tanaman transgenik yang tahan terhadap serangan hama tertentu, dapat mengakibatkan berkembangnya hama lain.
Kesimpulan
Rekayasa genetika merupakan teknik bioteknologi modern dengan memindahkan gen dari satu organisme lain yang dimodifikasi dapat menghasilkan organisme dengan sifat yang lebih baik dari sebelumnya. Penggunaan teknologi rekayasa Genetika melibatkan beberapa tahapan proses dengan teknik biologi molekuler dan seluler. Sifat yang diinginkan dari gen yang digunakan harus dipilih, dan gen yang mengendalikan sifat-sifat ini juga perlu diidentifikasi. Jika gen yang diinginkan tidak tersedia, maka harus diisolasi dari organisme donor. Hasil atau pengaplikasi dari rekayasa genetik pada tanaman adalah tanaman Transgenik.
Tanaman transgenik adalah penerapan bioteknologi pada tanaman yang bentuk dan kualitasnya telah diubah untuk tujuan tertentu dengan penggabungan gen atau DNA dari hewan, bakteri, mikroba atau virus.
Referensi
Deswiniyanti, N. W., N. K. D. Lestari, I. A. Astarini dan Y. Hardini. 2020.
Perbanyakan Lili (Lilium longiflorum Thunb.) secara in vitro dengan zat pengatur tumbuh BAP dan NAA. Jurnal Hortikultura Indonesia 11 (2) : 131 – 139.
Fahruddin. 2022. Aplikasi Bioteknologi. Global Eksekutif Teknologi. Hal:20.
Fibriani, S., I. Agustien, W. D. Sawitri dan B. Sugiharto. 2019. Transformasi genetik dan ekspresi mutan sucrose phosphate synthase pada tanaman tomat. Jurnal Bioteknologi & Biosains Indonesia 6 (1) : 130 – 138
Kerans, G. (2022). Kemajuan Teknologi Rekayasa Genetika Ditinjau dari Filsafat Evolusi Darwin.Jurnal Filsafat Indonesia,5(2), 112-122.
Kurniawati, D. A., Suharsono, Santoso, T. J. (2020). Pengeditan Gen PCNA dengan Teknologi CRISPR/Cas9 untuk Perbaikan Ketahanan Tanaman Cabai terhadap Penyakit Daun Keriting Kuning. Jurnal AgroBiogen, 16, 79–88.
Ningsih, N. N. D. R., I. G. N. Raka, I. K. Siadi dan G. N. A. S. Wirya. 2018.
Pengujian mutu benih beberapa jenis tanaman hortikultura yang beredar di Bali. E-Jurnal Agroekoteknologi Tropika 7 (1) : 64 – 72.
Roviati, E. (2022). Rekayasa Genetika Pada Tomat. ACADEMIA, 3-6
Shofiyani, A., A. M. Purnawanto, R. Zahara dan A. Aziz. 2019. Pengaruh berbagai sterilan dan waktu perendaman terhadap keberhasilan sterilisasi eksplan daun kencur (Kaempferia galanga L.) pada teknik kultur in vitro. Seminar Nasional Hasil Penelitian dan Pengabdian Masyarakat IV Tahun 2019 : 668 – 678.
LPPM – Universitas Muhammadiya Purwekerto.
Tando, E. dan M. A. Juradi. 2019. Upaya peningkatan kualitas tanaman kedelai (Glycine max l. Merill) melalui pemanfaatan bioteknologi dalam mengatasi kelangkaan pangan. Jurnal Agrotek 3 (2) : 113 – 128.
Yulian, dkk. (2021). Rekayasa Genetik Tanaman Tomat Lokal Timor Dengan Metode Irradiasi Multigamma. Magnetic: Research Journal Of Physics and It’s Application,1(1)
