LEMBAR KERJA KEGIATAN 8.3

LEMBAR KERJA KEGIATAN 8.3
MEMPELAJARI PENINGKATAN KESEJAHTERAAN MANUSIA MELALUI
BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi berkebang sangat pesat. Produk-produk bioteknologi telah
dimanfaatkan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Berbagai teknik
baru ditemukan dan masih dikembangkan untuk menghasilkan produkproduk bioteknologi baru yang bermanfaat bagi manusia. Diskusikan
berbagai teknik dalam bioteknologi modern berikut.
A. Teknik Kloning
1. Teknik kloning pertama kali dikenal dalam kultur jaringan tumbuhan pada
tahun 1950. Pada teknik kultur jaringan, potongan-potongan bagian
tumbuhan ditumbuhkan menjadi klon. Klon adalah keturunan yang
diperoleh secara perkembangbiakkan vegetatif suatu tanaman, sehingga
ciri-ciri dari tanaman tersebut sama dengan tanaman induknya.
a. Berdasarkan gambar di atas, buatlah definisi kultur jaringan dengan
menggunakan kalimat sendiri
Kultur jaringan merupakan proses pembudidayaan tanaman yang
menghasilkan tanaman baru bersifat sama seperti tanaman induk,
terdapat langkah-langkah dalam melakuka kultur jaringan yaitu:
Mengambil sebagian kecil daun (eksplan) dari tanaman induk
Memasukkan eksplan ke dalam medium yang mengandung mineral,
vitamin dan hormon
Sel pada eksplan membentuk kalus
Kalus akan membentuk tanaman kecil yang disebut planlet
Memindahkan planlet ke tanah
b. Apakah keuntungan memperbanyak tanaman dengan teknik kultur
jaringan?
Menghasilkan jumlah bibit tanaman yang banyak dalam waktu yang
singkat
Tidak memerlukan tempat yang luas
Tidak bergantung pada musim sehingga bisa dilakukan sepanjang
tahun
Bibit yang dihasilkan lebih sehat
Memungkinkan dilakukannya manipulasi genetic
c. Adakah dampak negatif yang dapat diakibatkan oleh teknik kultur
jaringan? Jelaskan jawaban Anda!
Spesies tumbuhan yang unggul akan semakin bertambah, serta
kelangsungan hidupnya berlangsung dan terjaga dengan baik. Namun,
spesies tumbuhan yang tidak unggul akan tersisih dan bisa mengalami
kepunahan. Padahal kemungkinan suatu saat tumbuhan yang tidak
unggul tersebut dapat dimanfaatkan di masa mendatang oleh karena
itu diperlukan usaha untuk mempertahankan plasma nutfah yang ada.
2. Berdasarkan perkembangan berikutnya, teknik kultur jaringan juga
dikebangkan untuk menumbuhkan sel-sel bakteri maupun jaringanjaringan hewan. Salah satu contoh penerapan teknik kloning pada hewan
adalah kloning embrio. Kloning embrio pada sapi dilakukan dengan proses
seperti skema berikut ini.
a. Jelaskan proses cloning embrio pada sapi.
Produksi embrio in vitro dilakukan dengan cara melakukan fertilisasi antara
sel benih jantan (spermatozoa) dengan sel benih betina (ovum) dalam
laboratorium, sehingga disebut pembuahan di luar tubuh. Salah satu alat
yang digunakan untuk proses ini adalah cawan petri atau tabung khusus. Sel
telur didapatkan dengan cara mengambil sel-sel telur yang terdapat pada
indung telur (ovarium) sapi-sapi betina yang telah dipotong di rumah potong
hewan. Setelah diperoleh banyak sel telur, kemudian dilakukan pencucian
dengan larutan khusus, selanjutnya dilakukan pemilihan sel telur yang masih
baik dan ditempatkan dalam cawan petri. Pembuahan akan berlangsung jika
pada cawan yang berisi sel-sel telur tadi ditempatkan sel benih jantan
(spermatozoa yang masih hidup).
Produksi embrio in vivo dilakukan dengan cara mengambil atau memanen
embrio yang terdapat di dalam uterus (rahim) sapi betina donor (penghasil
embrio), kemudian dipindahkan pada sapi betina yang lain (betina resipien)
atau untuk disimpan dalam keadaan beku (freeze embryo). Untuk
memperbanyak embrio yang dipanen, maka pada sapi-sapi betina donor
biasanya dilakukan teknik superovulasi, yaitu suatu perlakuan menggunakan
hormon untuk memperoleh lebih banyak sel telur (ovum) pada setiap
periode tertentu. Sehingga dengan demikian, seekor betina donor yang telah
di-superovulasi dan kemudian dilakukan inseminasi (memasukkan sel benih
jantan pada uterus menggunakan alat tertentu), akan menghasilkan banyak
embrio untuk dipanen. Embrio-embrio tersebut kemudian dipanen (flushing)
2 hari setelah superovulasi dan inseminasi. Hasil panen kemudian dilakukan
evaluasi kualitas embrio (grading), setelah itu hasilnya dapat disimpan beku
atau ditransfer pada betina lain. oestrus synchronization (sinkronisasi estrus)
adalah usaha yang bertujuan untuk mensinkronkan kondisi reproduksi ternak
sapi donor dan resipien. Sinkronisasi estrus umumnya menggunakan hormon
prostaglandin F2a (PGF2a ) atau kombinasi hormon progesteron dengan
PGF2a. Sedangkan menurut Asrul superovulasi menggunakan hormon
gonadotropin, seperti FSH (Follicle Stimulating Hormonr) atau PMSG
(Pregnant Mare’s Serum Gonadotropin). Penyuntikan hormon itu akan
meningkakan jumlah corpus luteum.
b. Mengapa digunakan sperma dan sel telur dari hewan terbaik untuk
cloning embrio?
Karena akan menghasilkan keturunan yang berkualitas atau terbaik
c. Apakah keuntungan reproduksi teknik
dibandingkan teknik konvensional?
cloning
embrio
pada
sapi
Kelebihan Transfer Embrio
- Pada proses reproduksi alami,dalam satu tahun betina hanya bisa
buntingsekali dan hanya mampu menghasilkan 1 anak (atau 2 anak bila
terjadi kembar). Menggunakan teknologi transfer embrio, betina unggul
tidak perlu bunting dan menunggu satu tahun untuk menghasilkan anak.
Betina unggul hanya berfungsi menghasilkan embrio yang selanjutnya
ditransfer (dititipkan) pada induk resipien yang memiliki kualitas genetik
rata-rata tetapi mempunyai kemampuan untuk bunting.
- Embrio yang digunakan untuk transfer embrio dapat berupa embrio
segar atau embrio beku (freezing embrio). Embrio beku efisien untuk
dipakai karena dapat disimpan lama sebagai stok dan dapat dibawa ke
daerah-daerah yang membutuhkan.Sedangkan embrio segar hanya
dapat ditransfer pada saat produksi di lokasi yang berdekatan dengan
donor.
B. Teknik Rekombinasi DNA
Salah satu hasil rekayasa genetika adalah insulin. Insulin ditemukan
oleh manusia pada tahun 1973. Insulin merupakan produk pertama rekayasa
genetika yang diproduksi secara komersial. Insulin telah menolong jutaan
orang yang terkena penyakit diabetes mellitus sehinga dapat hidup dengan
normal.
1.
a. Apakah peranan insulin dalam tubuh manusia dan dimanakah insulin
dapat diproduksi dalam tubuh manusia?
Insulin menyebabkan sel (biologi) pada otot dan adiposit menyerap glukosa
dari sirkulasi darah melalui transporter glukosa GLUT1 dan GLUT4 dan
menyimpannya sebagai glikogen di dalam hati dan otot sebagai sumber
energi. Pankreas diproduksi di pankreas.
b. Jelaskan penyebab gejala dan pengobatan diabetes mellitus
Gejala Diabetes Melitus
•poliuria (banyak berkemih)
•polidipsia (rasa haus sehingga jadi banyak minum)
•polifagia (banyak makan karena perasaan lapar terus-menerus)
•penurunan berat badan yang tidak dapat dijelaskan sebabnya
•lemas, mudah lelah, kesemutan, gatal
•penglihatan kabur
•penyembuhan luka yang buruk
•disfungsi ereksi pada pasien pria
•gatal pada kelamin pasien wanita
Penyebab Diabetes Melitus
Diabetes Tipe 1 dipercaya sebagai penyakit autoimun, di mana sistem imun
tubuh sendiri secara spesifik menyerang dan merusak sel-sel penghasil
insulin yang terdapat pada pankreas.
Diabetes tipe 2 diduga disebabkan oleh kombinasi faktor genetik dan
lingkungan. Banyak pasien diabetes tipe 2 memiliki anggota keluarga yang
juga menderita diabetes tipe 2 atau masalah kesehatan lain yang
berhubungan dengan diabetes, misalnya kolesterol darah yang tinggi,
tekanan darah tinggi (hipertensi) atau obesitas.
Diabetes gestasional disebabkan oleh perubahan hormonal yang terjadi
selama kehamilan. Peningkatan kadar beberapa hormon yang dihasilkan
plasenta membuat sel-sel tubuh menjadi kurang responsif terhadap insulin
(resistensi insulin). Karena plasenta terus berkembang selama kehamilan,
produksi hormonnya juga semakin banyak dan memperberat resistensi
insulin yang telah terjadi.
Pengobatan
Diabetes melitus memang tidak dapat disembuhkan, tapi masih bisa
dikontrol.
Pada pasien diabetik, diet merupakan aspek penting untuk mengontrol
peningkatan kadar glukosa darah. Asosiasi Diabetes Amerika (The American
Diabetes Association (ADA)) menganjurkan diet seimbang dan bernutrisi
yang rendah lemak, kolesterol serta gula sederhana. Saat ini ADA bahkan
telah melarang konsumsi gula sederhana kecuali dalam jumlah kecil dan
dikonsumsi bersama dengan makanan kompleks. Penurunan berat badan
dan olah raga sangatlah penting karena akan meningkatkan sensitivitas
tubuh terhadap insulin, sehingga membantu mengontrol peningkatan kadar
glukosa darah. Olah raga yang bersifat aerobik seperti jalan kaki, bersepeda
santai, jogging, dan berenang dianjurkan dilakukan secara teratur selama 30
menit, 3-4 kali seminggu. Selain itu aktivitas sehari-hari dapat tetap
dilakukan seperti berkebun, membersihkan rumah, berjalan ke pasar dan
naik turun tangga.
c. Mengapa insulin pada mulanya berharga mahal?
Karena pada awalnya belom ditemukan rekayasa genetika untuk insulin.
2. Untuk memperoleh insulin dengan murah, tidak ada lagi menggunakan
pancreas sapi tetapi menggunakan bakteri Escherichia coli yang gennya
sudah direkayasa. Secara singkat teknik rekayasa gen E.coli adalah sebagai
berikut.
a. DNA rekombinan dapat diproduksi setelah ditemukannya dua macam
enzim yaitu enzim retriksi dan enzim ligase. Enzim restriksi atau
endonuklease restriksi adalah enzim yang memotong molekul DNA.
Enzim ini memotong DNA pada rangka gula-fosfat tanpa merusak basa.
Setiap enzim mempunyai sekuens pengenalan yang unik pada utas
DNA, biasanya sepanjang 4-6 pasang basa. Enzim Ligase, yaitu enzim
yang dapat digunakan untuk menyambung molekul DNA dengan
mensintesis ikatan fosfodiester di antara nukleotida pada ujung dua
molekul DNA berbeda, atau pada dua ujung molekul tunggal.