Pengertian Rekayasa Genetika, Jenis, Proses, Manfaat dan Dampak Rekayasa Genetika Lengkap

Posted on

Pengertian Rekayasa Genetika, Jenis, Proses, Manfaat dan Dampak Rekayasa Genetika Lengkap – Rekayasa genetika atau modifikasi genetika adalah manipulasi langsung gen suatu organisme menggunakan bioteknologi. Hal ini merupakan satu set teknologi yang digunakan untuk mengubah susunan genetik dari sel, termasuk transfer gen-gen yang berada dan melintasi batas-batas spesies untuk menghasilkan organisme yang meningkat.

Rekayasa genetika adalah suatu bioteknologi yang bisa meliputi manipulasi gen, cloning gen, DNA rekombinan, teknologi modifikasi genetik, dan genetika modern dengan menggunakan berbagagi macam prosedur. Akan tetapi, istilah rekayasi genetika secara meluas menggambarkan manipulasi/pemindahan gen dengan membuat DNA rekombinan melalui penyisipan gen dalam upaya untuk mendapatkan produk baru yang lebih unggul. DNA rekombinan merupakan hasil penggabungan dua materi genetik yang berasal dari dua organisme yang berbeda dan memiliki sifat atau fungsi yang dikehendaki sehingga organisme penerimanya mengekspresikan sifat atau fungsi sesuai dengan apa yang diinginkan.

Pada umumnya, obyek yang digunakan dalam rekayasa genetika hampir semua golongan organisme, mulai dari tingkat sederhana hingga kompleks. Organisme unggul yang dihasilkan dalam proses rekayasa genetika disebut sebagai organisme transgenik.

Loading...

Munculnya rekayasa genetika berawal dari usaha untuk menyingkap materi genetik yang diwarisi dari satu generasi ke generasi yang berikutnya. Saat orang-orang mengetahui bahwa kromosom merupakan materi genetik yang membawa gen, maka saat itu rekayasa genetika ini muncul.

Klasifikasi Macam-Macam Jenis Rekayasa Genetika

Berikut macam macam rekayasa genetika, diantaranya yaitu:

Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah teknik pemisahan dan penggabungan DNA dari satu spesies dengan DNA dari spesies lain dengan tujuan mendapatkan sifat baru yang lebih unggul. Berikut beberapa produk yang dihasilkan dari rekombinasi gen, diantaranya yaitu:

Pembuatan Insulin
Insulin ini dihasilkan dari rekombinasi DNA sel manusia dengan plasmid bakteri E.Coli. Insulin yang dihasilkan lebih murni dan baik diterima oleh tubuh manusia karena mengandung protein manusia dibandingkan dengan insulin yang disintesis dari gen pankreas hewan.

Pembuatan Vaksin Hepatitis
Vaksin hepatitis dihasilkan dari rekombinan DNA sel manusia dengan sel ragi Saccharomyces. Vaksin yang dihasilkan tersebut berupa virus yang dilemahkan dan apabila disuntikkan ke dalam tubuh manusia akan membentuk antibodi sehingga kebal terhadap serangan hepatitis.

Fusi Sel
Fusi Sel atau teknologi hibridoma adalah peleburan dua sel yang berbeda menjadi satu kesatuan menjadi protein yang sangat baik yang mengandung gen asli dari keduanya yang disebut hibridoma. Hibridoma sering digunakan untuk mendapatkan antibodi dalam pemeriksaan kesehatan dan pengobatan. Contohnya fusi sel manusia dengan sel tikus. Tujuan fusi yaitu menghasilkan hibridoma berupa antibodi yang mampu membelah dengan cepat. Sifat tersebut didapatkan dari sel manusia berupa antibodi yang difusikan dengan sel kanker tikus berupa mieloma yang mampu membelah dengan cepat.

Transfer Inti (Kloning)
Kloning adalah proses reproduksi yang bersifat aseksual untuk menciptakan replika yang tepat bagi suatu organisme. Teknik kloning akan menghasilkan spesies baru yang secara genetik persis sama dengan induknya yang biasanya dikerjakan di laboratorium. Spesies baru yang dihasilkan tersebut disebut klon. Klon tersebut diciptakan oleh proses yang disebut transfer inti sel somatik. Transfer inti sel somatik merupakan proses yang mengacu pada transfer inti dari sel somatik ke sel telur. Sel somatik merupakan semua sel di tubuh kecuali kuman. Mekanismenya yaitu inti sel somatik akan dihapus dan dimasukkan ke dalam telur yang tidak dibuahi yang memiliki inti yang telah dihapus. Telur dengan intinya tersebut akan tetap dijaga hingga menjadi embrio. Embrio tersebut nantinya akan ditempatkan di dalam ibu pengganti dan berkembang di dalam ibu pengganti.

Contoh keberhasilan kloning yaitu kloning pada domba dolly. Domba dolly direproduksi tanpa bantuan domba jantan, melainkan diciptakan dari kelenjar susu yang diambil dari domba betina. Kelenjar susu dari domba finndorset dimanfaatkan sebagai donor inti sel dan sel telur domba blackface sebagai resipien. Penggabungan kedua sel tersebut memanfaatkan tegangan listrik 25 volt yang pada akhirnya terbentuk fusi antara sel telur domba blackface tanpa nukleus dengan sel kelenjar susu domba finndorsat. Dalam tabung percobaan hasil fusi ini akan berkembang menjadi embrio yang selanjutnya akan dipindahkan ke rahim domba blackface, sehingga spesies baru yang dihasilkan merupakan spesis dengan ciri yang identik dengan domba finndorset.

Proses dan Teknik Rekayasa Genetika

Secara sederhana, tahapan proses rekayasa genetika meliputi:

  • Mengindetifikasikan gen dan mengisolasi gen yang diinginkan
  • Membuat DNA/AND salinan dari RNAd
  • Pemasangan cDNA pada cincin plasmid
  • Penyisipan DNA rekombinan kedalam tubuh/sel bakteri
  • Membuat klon bakteri yang mengandung DNA rekombinan
  • Pemanenan produk

Proses rekayasa genetika diatas, praktiknya mengadopsi prinsip teknik rekayasa berikut ini.

Kloning Gen
Kloning gen adalah tahapan awal rakayasa genetika. Adapun tahapan dalam kloning gen diataranya yaitu pemotongan DNA menjadi fragmen dengan ukuran beberapa ratus hingga ribuan kb (kilobase), selanjutnya fragmen tersebut dimasukkan ke dalam vektor bakteri untuk kloning. Berbagai macam vektor didesain untuk membawa DNA dengan panjang yang berbeda. Setiap vektor hanya mengandung satu DNA yang kemudian teramplifikasi membentuk suatu klon di dalam dinding bakteri. Dari setiap klon sejumlah fragmen DNA akan diisolasi yang selanjutnya akan diekspresikan. DNA rantai tunggal akan diubah menjadi rantai ganda dengan bantuan DNA polimerase. Fragmen DNA yang dihasilkan selanjutnya dikloning ke dalam plasmid untuk menghasilkan bank cDNA.

Sequensing DNA
Sekuensing adalah teknik penentuan urutan basa suatu fragmen DNA yang membutuhkan proses dan waktu yang lama. Sekarang proses Sekuensing ini sudah bersifat automatis, dalam artian sekuensing yang dilakukan memungkinkan dalam skala industri hingga ribu kilobasa/hari.

Amplifikasi gen secara in-vitro
Proses amplifikasi DNA untuk mensitesis komplementer suatu fragmen DNA yang dimulai dari suatu rantai primer dikenal dengan teknik PCR (Polimerase Chain Reaction).

Konstruksi Gen
Setiap gen terdiri dari promotor (yaitu daerah yang bertanggungan jawab untuk transkripsi gen yang berakhir pada wilayar terminator), gen pendanda dipilih (yaitu gen yang berperan sebagai resistensi antibiotik yang membantu membedakan perubahan sel), dan terimanator. Konstruksi gen mengandung sedikitnya daerah promotor, daerah transkrip, dan daerah terminator. Untuk itu, konstruksi gen disebut vektor ekspresi.

Konstruksi gen mengimplikasikan penggunaan elemen seperti enzim restriksi yang memotong DNA pada daerah spesifik, sistesis nukleotida secara kimiawi, amplifikasi fragmen DNA secara in vitro menggunakan teknik PCR (Polimerase Chain Reaction), serta menyambung fragmen DNA yang berbeda dengan ikatan kovalen menggunakan enzim ligase. Selanjutnya, fragmen tersebut ditambahkan dalam plasmid yang kemudian ditransfer ke dalam bakteri membentuk klon bakteri. Klon bakteri ini akan diseleksi dan diamplifikasi. Penambahan elemen dalam konstruksi gen bergantung pada tujuan eksperimen, terutama dimana jenis sel konstruksi tersebut akan diekspresikan.

Transfer gen ke dalam sel
Suatu gen hasil isolasi bisa ditranskripsikan secara in vitro dan mRNA-nya juga bisa ditranskripsikan pada suatu sistem bebas sel. Untuk dikodekan secara efektif dan ditranslasikan menjadi protein, suatu gen harus ditransfer ke dalam sel yang secara alami bisa mengandung semua faktor yang dibutuhkan dalam proses transkripsi dan translasi. Dalam praktiknya, transfer gen terdiri atas variasi teknik diantaranya fusi sel, penggunaan senyawa kimia, elektroporasi, mikroinjeksi, dan injeksi menggunakan vektor virus.

Manfaat Rekayasa Genetika

Adapun manfaat rekayasa genetika jika ditinjau berdasarkan aspeknya, diantaranya yaitu:

Bidang Industri
Di bidang industri, prinsip rekayasa genetika dimanfaatkan dalam upaya pengkloningan bakteri untuk beberapa fungsi tertentu seperti melarutkan logam-logam langsung dari dalam bumi, menghasilkan bahan mentah kimia seperti etilen yang dibutuhkan untuk pembuatan plastik, menghasilkan bahan kimia yang digunakan sebagai pemanis pada pembuatan berbagai macam minuman dan lain sebagainya.

Bidang Farmasi
Dalam bidang farmasi, rekayasa genetika dimanfaatkan dalam usaha pembuatan protein yang sangat dibutuhkan untuk kesehatan. Protein ini merupakan gen hasil pengkloningan bakteri yang berperan dalam mengongtrol sintesis obat-obatan yang apabila diproduksi secara alami akan membutuhkan biaya yang mahal.

Bidang Kedokteran
Manfaat rekayasa genetik dibidang kedokteran diantaranya yaitu:
a. Pembuatan Insulin
Insulin yang dulunya di sintesis hewan mamalia sudah dapat dihasilkan dengan melakukan pengkloningan bakteri. Insulin yang dihasilkan ini jauh lebih baik dan lebih bisa diterima oleh tubuh manusia dibandingkan insulin yang di sintesis dari hewan.

b. Pembuatan Vaksin terhadap Virus AIDS
Mengingat AIDS merupakan virus yang berbahaya dan bisa menyerang sistem kekebalan tubuh, maka dalam upaya pencegahan penyakit tersebut peneliti membuat vaksin dengan memanfaatkan rekayasa genetika dalam upaya proteksi diri terhadap penularan virus AIDS.

c. Terapi Gen
Rekayasa genetika juga dimanfaatkan dalam upaya terapi kelainan genetik dengan disisipkannya beberapa gen duplikat secara langsung ke dalam sel seseorang yang mengalami kelainan genetis.

Bidang Pertanian
Di bidang pertanian, rekayasa genetika banyak dimanfaatkan dalam upaya penyisipan gen ke dalam sel sel tumbuhan sehingga memberikan banyak keuntungan seperti:

  • Menghasilkan tanaman yang mampu menangkap cahaya dengan lebih efektif untuk meningkatkan efisiensi fotosintesis.
  • Menghasilkan tanaman yang mampu menghasilkan pestisida sendiri.
  • Menggantikan pemakaian pupuk nitrogen yang mahal namun banyak digunakan dengan melakukan fiksasi nitrogen secara alamiah seperti pada tanaman padi.
  • Dapat digunakan untuk mendapatkan tanaman baru yang lebih menguntungkan lewat pencangkokan gen, seperti pada golongan solanaceae.

Bidang Peternakan
Di bidang peternakan, rekayasa genetika banyak dimanfaatkan dalam upaya penyisipan gen ke dalam sel-sel hewan tertentu dengan menerapkan prinsip rekayasa genetika. Hewan yang paling banyak digunakan yaitu sapi. Rekayasa di bidang peternakan memberikan banyak manfaat, diantaranya seperti:

  • Diperoleh vaksin yang bisa mencegah mencret ganas pada anak babi.
  • Diperoleh vaksin yang efektif terhadap penyakit kuku dan mulut, yang merupakan penyakit ganas dan menular pada sapi, domba, kambing, rusa dan babi.
  • Sedang dilakukan pengujian hormon pertumbuhan tertentu untuk sapi yang diharapkan dapat meningkatkan produksi susu.

Dampak Rekayasa Genetika

Adapun dampak dari rekayasa genetika diantaranya yaitu:

a. Tanaman transgenik tertentu bisa memungkinkan keracunan, alergi, perbedaan nutrisi dan komposisi, serta adanya kemungkinan menyebabkan bakteri dalam tubuh manusia menjadi resisten terhadap antibiotik tertentu.

b. Terlepasnya organisme transgenik di alam bebas tanpa pengawasan dapat menghasilkan pencemaran biologis yang berdampak pada terganggunya ekosistem dan meningkatnya prevalensi penyakit tertentu.

c. Menyisipkan DNA atau gen organisme lain yang tidak berkerabat, dianggap sebagai pelanggaran terhadap hukum alam dan masih sulit di terima oleh masyarakat. Untuk itu, rekayasa genetika yang dilakukan pada manusia dianggap sebagai penyimpangan moral dan pelanggaran etik.

Demikian artikel pembahasan tentang “Pengertian Rekayasa Genetika, Jenis, Proses, Manfaat dan Dampak Rekayasa Genetika Lengkap“, semoga bermanfaat dan jangan lupa ikuti postingan kami berikutnya.