” Implementasi Rekayasa Genetika dalam Tehnik Pencangkokan DNA Manusia terhadap Organisme Tumbuhan Sebagai Impian Revolusi Ilmiah Abad Ke-21”

” Implementasi Rekayasa Genetika dalam Tehnik Pencangkokan DNA Manusia terhadap Organisme Tumbuhan Sebagai Impian Revolusi Ilmiah Abad Ke-21”

 

“Implementation of Genetic Engineering in Human DNA Transplant Technique of Plant Organism As a Dream-Century Scientific Revolution 21”

 

Hardi Imawan (09330140) , Dr.H. Moch Agus Krisno B, M.Kes

Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Muhammadiyah Malang

 

Abstract

            Genetic engineering is also a transplant or AND Recombinant Genes. Genetic Engineering, stated as the most remarkable progress since the man managed to split the atom. The techniques involve highly sophisticated manipulation of genetic material and other important biological chemicals. With advances in molecular technology, gene transfer can occur even between organisms that are not related. For example human genes into bacteria or transferred to plants such as cactus (Suryo, 2008).

            In a very short gene transplantation technique has progressed far and fast, so that recombinant AND will have a glorious hope in the 21st century.

Keywords: Genetic Engineering, Transplant DNA, Dream the Scientific Revolution

Abstraks

            Rekayasa genetika juga merupakan Pencangkokan Gen atau ADN Rekombinan. Rekayasa Genetik, dinyatakan sebagai kemajuan yang paling mengagumkan semenjak manusia berhasil memisahkan atom. Teknik-teknik yang sangat canggih melibatkan manipulasi materi genetik dan bahan kimia biologis penting lainnya. Dengan kemajuan teknologi molekuler, perpindahan gen dapat terjadi meskipun antara organisme yang tidak memiliki hubungan kekerabatan. Misalnya gen manusia yang dipindahkan ke bakteri atau ke tanaman seperti kaktus (Suryo, 2008).

           Dalam waktu yang sangat singkat teknik pencangkokan gen telah mengalami kemajuan yang jauh dan cepat, sehingga ADN rekombinan akan mempunyai harapan yang gemilang di abad ke-21.

Kata Kunci: Rekayasa Genetika, Pecangkokan DNA, Impian Revolusi Ilmiah

PENDAHULUAN

               Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya struktur helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun 1950-an. Ilmu pengetahuan telah sampai pada suatu titik yang memungkinkan orang untuk memanipulasi suatu organisme di taraf seluler dan molekuler. Bioteknologi mampu melakukan perbaikan galur dengan cepat dan dapat diprediksi, juga dapat merancang galur dengan bahan genetika tambahan yang tidak pernah ada pada galur asalnya. Memanipulasi organisme hidup untuk kepentingan manusia bukan merupakan hal yang baru. Bioteknologi molekuler menawarkan cara baru untuk memanipulasi organisme hidup. Perkembangan teknologi mutakhir diiringi dengan perkembangan dibidang biokimia dan biologi molekuler melahirkan teknologi enzim dan rekayasa genetika. Rekayasa genetika menandai dimulainya era bioteknologi modern.

               Rekayasa genetika mengacu pada satu set teknologi yang sedang digunakan untuk mengubah susunan genetik dari sel dan memindahkan gen melintasi batas-batas spesies untuk menghasilkan organisme baru. Teknik-teknik yang sangat canggih melibatkan manipulasi materi genetik dan bahan kimia biologis penting lainnya.

               Teknik adalah manipulasi teknologi dari objek alam dengan cara yang dianggap bermanfaat bagi orang. Istilah lain yang digunakan di tempat ‘rekayasa genetika’ istilah (GE) adalah ‘bioteknologi’ (BT). Beberapa orang berpendapat bahwa ‘bioteknologi’ terdengar tidak emosional. Bagaimana pula rekayasa genetika didefinisikan? Seperti dengan ‘gen’, istilah tersebut tergantung pada siapa yang menggunakannya dan dalam konteks seperti apa.

               Oleh karena itu, teknologi ADN sekarang diaplikasikan dalam bidang pertanian sampai ke hukum-hukum criminal, tetapi pencapaiannya sekarang sebagian besar pada tahap penelitian dasar. Teknologi ADN merangsang penemuan-penemuan yang penting dalam bidang biologi dengan jalan memberikan alat baru untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan yang muncul pada masa lampau.

PEMBAHASAN

Pengertian dan Ruang Lingkup Rekayasa Genetika

              Rekayasa Genetika (transgenik) atau juga yang lebih dikenal dengan Genetically Modified Organism (GMO) dapat diartikan sebagai manipulasi gen untuk mendapatkan galur baru dengan cara menyisipkan bagian gen ke tubuh organisme tertentu. Rekayasa genetika juga merupakan Pencangkokan Gen atau ADN Rekombinan. Rekayasa Genetik, dinyatakan sebagai kemajuan yang paling mengagumkan semenjak manusia berhasil memisahkan atom. Penelitian tentang rekayasa genetic sesungguhnya telah dimulai pada awal tahun 1950-an, namun teka-teki ini baru dapat memperoleh hasil 20 tahun kemudian (Suryo, 2005). Mula-mula rekayasa genetic dianggap sebagai suatu impian masa depan dalam cerita ilmiah. Tetapi kini kemampuan untuk mencangkokkan bahan genetic dan membongkar kembali informasi keturunan, memberikan hasil sangat nyata dan telah terbukti sangat bermanfaat.

             Teknologi ADN sekarang diaplikasikan dalam bidang pertanian sampai ke hukum-hukum kriminal, tetapi pencapaiannya sekarang sebagian besar pada tahap penelitian dasar. Teknologi ADN merangsang penemuan-penemuan yang penting dalam bidang biologi dengan jalan memberikan alat baru untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan yang muncul pada masa lampau. Teknologi ADN telah menyumbangkan informasi yang sangat penting dalam hal genom manusia yang merupakan pertanyaan besar pada beberapa dekade yang lalu.

 Mekanisme dan Tehnik dasar Pencangkokan Gen

             Prinsip rekayasa genetika sama dengan pemuliaan tanaman, yaitu memperbaiki sifat-sifat tanaman dengan menambahkan sifat-sifat ketahanan terhadap cekaman mahluk hidup pengganggu maupun cekaman lingkungan yang kurang menguntungkan serta memperbaiki kualitas nutrisi makanan. Rekayasa genetika adalah kelanjutan dari pemuliaan secara tradisional. Dalam arti paling luas merupakan penerapan genetika untuk kepentingan manusia akan tetapi masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik genetika molekuler untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.

             Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.

              Rekayasa genetika bermain pada tingkat molekuler khususnya DNA. Beberapa tahapan yang digunakan dalam rekayasa genetika yaitu isolasi DNA, manipulasi DNA, perbanyakan DNA dan visualisasi hasil manipulasi DNA, DNA rekombinan, dan Kloning Gen.

 Pembuatan DNA Rekombinan terhadap Organisme Tumbuhan Baru

          Secara alami, proses rekombinasi dapat terjadi sehingga memungkinkan suatu gen dapat berpindah dari satu organisme ke organisme lain. Persitiwa tersebut biasanya terjadi diantara organisme yang memiliki kekerabatan yang dekat. Dengan kemajuan teknologi molekuler, perpindahan gen dapat terjadi meskipun antara organisme yang tidak memiliki hubungan kekerabatan. Misalnya gen manusia yang dipindahkan ke bakteri atau ke tanaman seperti kaktus. Teknik penggabungan molekul DNA tersebut dikenal sebagai Teknik rekombinan DNA atau pencangkokan Gen.

Gambar 1. DNA Rekombinan terjadi karena ada penggabugan DNA dari sumber yang berbeda

 

Gambar 2. Teknologi DNA Rekombinan terjadi karena ada penggabugan DNA dari sumber yang berbeda, tetapi pada gen   yang diinginkan.

               Untuk membuat DNA rekombinan digunakan dua macam enzim yaitu enzim restriksi yang berfungsi memotong molekul DNA dan enzim ligase yang berfungsi menggabungkan molekul DNA. Biasanya DNA rekombinan merupakan gabungan antara DNA vektor dan DNA asing yang merupakan gen target. Selanjutnya adalah memasukkan DNA vektor yang mengandung DNA asing ke dalam sel bakteri. Proses masuknya DNA rekombinan ke sel bakteri disebut transformasi, dan proses ini dapat menyebabkan fenotip sel bakteri mengalami perubahan. Untuk mengetahui sel bakteri telah mengandung DNA rekombinan, maka sel bakteri ditumbuhkan dalam medium padat yang mengandung antibiotik, X-gal (zat kimia yang berfungsi sebagai indikator) dan IPTG (zat kimia yang berfungsi sebagai inducer).

 Pembuatan Klon DNA terhadap Organisme Tumbuhan Baru

               Untuk memproduksi tanaman klon dilakukan dengan cara membuat potongan. Potongan adalah bagian kecil dari tanaman, seperti daun atau batang, yang dipotong dari tanaman. Potongan dapat tumbuh menjadi tanaman baru yang utuh. Tanaman baru identik secara genetik  terhadap tanaman yang dipotong.

Gambar 3. Kloning Tanaman dilakukan pemotongan gen dalam tempat isolasi.

Sesuai dengan firman Allah dalam (QS. Al-Furqon : 02)

               Berdasarkan ayat di atas, dijelaskan bahwa semua yang ada di muka bumi ini sudah ditetapkan keadaan masing-masing makhlukNya. Dan sungguh agung dan maha besar atas penciptaanNya, yang memiliki potensi dan karakterisitik yang berbeda di dalam diri. Agar kita selalu dapat bersyukur dan memanfaatkan anugerah dari-Nya.

 Impian Rekayasa Genetika Abad Ke-21

                 Dalam waktu yang sangat singkat teknik pencangkokan gen telah mengalami kemajuan yang jauh dan cepat, sehingga ADN rekombinan akan mempunyai harapan yang gemilang di abad ke-21. Dari pengalaman yang diperoleh, para ahli rekayasa genetika kini berpendapat bahwa teknik pencangkokan ADN akan lebih mudah berhasil bila dilakukan pada tumbuhan. Di dunia yang selalu haus akan adanya perubahan-perubahan sehingga akan terjadi perubahan-perubahan dalam kehidupan, maka para ilmuwan sejak kini sudah dapat memimpikan bahwa kelak pada akhir abad ke-21 akan tercipta manusia tanaman, yaitu tumbuhan tertentu yang dapat melakukan fungsi manusia. Sebagai contoh dapat diramal akan terciptanya:

1. Tumbuhan Kaktus Pembunuh. Sebagian dari ADN manusia diharapkan dapat dicangkokkan ke dalam sel-sel tanaman kaktus. Bilamana ini kelak berhasil diciptakan, maka manusia tanaman ini dapat dimanfaatkan sebagai tentara, sehingga diwaktu ada peperangan tidak perlu mengorbankan jiwa manusia. Tanaman kaktus yang sudah dicangkok dengan ADN manusia itu dapat membunuh dengan menggunakan senjata istimewa, yaitu menembakkan biji-bijinya sebagai peluru, yang akan mematikan orang yang dipandang sebagai musuhnya.

2. Tanaman Pengisi Bahan Bakar Minyak. Bahan bakar minyak tidak lagi dijual melalui pompa bensin, melainkan dijual oleh suatu jenis tanaman tertentu, sampai pelayanannyapun dilakukan oleh tanaman tersebut. Siapa tahu impian ini kelak akan dapat terwujud, mengingat bahwa baru-baru ini di Brazil ditemukan sejenis tanaman yang menghasilkan cairan yang susunan kimianya sangat mirip dengan minyak solar. Alangkah bahagianya orang yang akan dapat menikmati zaman revolusi ilmiah sebagai akibat dari kemajuan-kemajuan yang diciptakan oleh teknik rekayasa genetika.

Gambar 4. Karangan-karangan ilmiah popular di dalam majalah atau surat kabar mingguan atau harian kadang-kadang dihiasi dengan gambar-gambar sensasi mengenai kemampuan teknologi pencangkokan gen. (A) Tumbuhan Kaktus Pembunuh; (B) Tumbuhan yang dapay melayani pengisian bahan bakar minyak (Dikutip dari buku EDLIN, G. : “Genetic Principlies. Human and Social Consequences”)

3. Tanaman Transgenik Tahan Kekeringan. Tanaman tahan kekeringan memiliki akar yang sanggup menembus tanah kering, kutikula yang tebal sehingga mengurangi kehilangan air dan kesanggupan menyesuaikan diri dengan garam di dalam sel. Tanaman toleran terhadap kekeringan ditransfer dari gen kapang yang mengeluarngkan enzim trehalose. Tembakau adalah salah satu tanaman yang dapat toleran terhadap suasana kekeringan.

4. Tanaman Transgenik Resisten Hama. Bacillus thuringiensis menghasilkan protein toksin sewaktu terjadi sporulasi atau saat bakteri memberntuk spora. Dalam bentuk spora, berat toksin mencapai 20% dari berat spora. Apabila larva serangga memakan spora, maka di dalam alat pencernaan larva serangga tersebut, spora bakteri pecah dan mengeluarkan toksin. Toksin yang masuk ke dalam membran sel alat pencernaan larva mengakibatkan sistem pencernaan tidak berfungsi dengan baik dan pakan tidak dapat diserap sehingga larva mati. Dengan membiakkan Bacillus thuringiensis kemudian diekstrak dan dimurnikan, makan akan diperoleh insektisida biologis (biopestisida) dalam bentuk kristal. Pada tahun 1985 dimulai rekayasa gen dari Bacillus thuringiensis dengan kode gen Bt toksin (Winarno dan Agustina, 2007). Tanaman tembakau untuk pertama kali merupakan tanaman transgenik pertama yang menggunakan gen Bt toksin. Jagung juga telah direkayasa dengan menggunakan gen Bt toksin, tetapi diintegrasikan dengan plasmid bakteri Salmonella parathypi yang menghasilkan gen yang menonaktifkan ampisilin. Pada jagung juga direkayasa adanya resistensi herbisida dan resistensi insektisida sehingga tanaman transgenik jagung memiliki berbagai jenis resistensi hama tanaman. Gen Bt toksin juga direkayasa ke tanaman kapas, bahkan multiplegene dapat direkayasa genetika pada tanaman transgenik. Toksin yang diproduksi dengan tanaman transgenik menjadi nonaktif apabila terkena sinar matahahari, khususnya sinar ultraviolet.

5. Tanaman Transgenik Resisten Penyakit. Perkembangan yang signifikan juga terjadi pada usaha untuk memproduksi tanaman transgenik yang bebas dari serangan virus. Dengan memasukkan gen penyandi tanaman terselubung (coat protein) Johnson grass mosaic poty virus (JGMV) ke dalam suatu tanaman, diharapkan tanaman tersebut menjadi resisten apabila diserang oleh virus yang bersangkutan. Potongan DNA dari JGMV, misalnya dari protein terselubung dan protein nuclear inclusion body (NIB) mampu diintegrasikan pada tanaman jagung dan diharapkan akan menghasilkan tanaman transgenik yang bebas dari serangan virus. Virus JGMV menyerang beberapa tanaman yang tergolong dalam famili Graminae seperti jagung dan sorgum yang menimbulkan kerugian ekonomi yang cukup besar. Gejala yang ditimbulkan dapat diamati pada daun berupa mosaik, nekrosa atau kombinasi keduanya. Akibat serangan virus ini, kerugian para petani menjadi sangat tinggi atau bahkan tidak panen sama sekali.

Masalah Keamanan Revolusi Ilmiah

            Revolusi ilmiah biasanya menimbulkan kekhawatiran, demikian pula halnya dengan rekayasa genetika.sekitar tahun 1970 terdapat kekhawatiran di kalangan masyarakat umum maupun di kalangan para peneliti, bahwa organisme-organisme yang memilki gen-gen berbahaya itu akan membuat sakit para pegawai di laboratorium, kemudian menyebar di luar sampai timbul suatu wabah.

            Dalam bulan Februari 1975 banyak ahli dari hampir seluruh dunia berkumpul di kota Asilomar, California, USA, untuk membicarakan dan menerima petunjuk-petunjuk yang harus ditaati oleh semua penelitian pencangkokan gen. kebanyakan dari para peneliti itu mengharapakan dapat melanjutkan pekerjaan mereka sehingga dapat memperoleh hasil yang mengagumkan tentang bagaimanakah keterangna genetic itu tersimpan di dalam ADN dan bagaimanakah gen-gen itu diatur dan dapat memperlihatkan ekspresinya dalam berbagai macam sel. Petunjuk-petunjuk tersebut telah diterima resmi oleh Lembaga Kesehatan Nasional di Washington, D.C., yang telah menyediakan banyak biaya untuk keperluan penelitian biologi dasar di Amerika Serikat. Dalam petunjuk bagi keselamatan orang-orang yang bekerja di laboratorium maupun lingkungan disebutkan antara lain (Suryo, 2005):

1. Ruangan tempat bekerja harus tertutup untuk mencegah meluasnya mikroorganisme yang sudah diubah genetiknya ke lingkungan sekelilingnya.

2.  Mikroorganisme yang dipergunakan sebaiknya memilih bakteri Escherichia coli, karena bakteri ini hanya dapat hidup dalam suasana laboratorium saja. Andaikata bakteri ini sampai lolos dari laboratorium, maka bakteri tidak akan hidup, sebab plasmid yang telah mengandung ADN asing akan rusak bersama bakteri itu.

             Kini para ilmuwan yang menekuti rekayasa genetika sudah yakin bahwa pekerjaan mereka tidak akan menimbulkan bahaya, baik bagi mereka sendiri maupun bagi kesehatan masyarakat.

 KESIMPULAN 

             Berdasarkan uraian isi pembahasan di atas, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1) Rekayasa Genetika (transgenik) dapat diartikan sebagai manipulasi gen untuk mendapatkan galur baru dengan cara menyisipkan bagian gen ke tubuh organisme tertentu. 2) Implementasi Rekayasa genetika dalam tehnik pencangkokan DNA manusia terhadap organisme tumbuhan dapat dilakukan dengan Tegnologi DNA Rekombinan dan Klon DNA, dan lain-lain.

 DAFTAR PUSTAKA

Drlica, K. 1984. Understanding DNA and Gene Cloning. A Guide for the Curious. John Wiley & Sons,Inc.,New York.

Edlin, G. 1984. Genetic Principles. Human and Social Consequences. Jones and Bartlett Publ. Inc., Boston.

Steinhart, P. 1981. The second Green Revolution. New York Time Magazine, 25 Oct., New York.

Suryo (2008). Genetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Susan E dan William S, 2009. GENETIKA Edisi Keempat. Schaum’s outlines : Jakarta.

Anonim, 2011. Rekayasa Genetika. http ://www.Genetika.com/ rekayasa-genetik-dan-genetically.html (diakses 31 Desember 2011)