rekayasa reproduksi

IPA
(MATERI: REKAYASA REPRODUKSI)
REKAYASA REPRODUKSI
Rekayasa reproduksi adalah suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan
makhluk hidup dengan cara rekayasa tahapan-tahapan proses reproduksi yang
berlangung secara alami. Rekayasa reproduksi tidak hanya dilakukan pada tumbuhan
dan hewan, tetapi manusia juga bisa dijadikan objek dalam teknologi. Ada beberapa
teknik rekayasa reproduksi yang kita kenal, antara lain dengan cara kultur jaringan,
kloning, inseminasi buatan, dan bayi tabung.
A. KULTUR JARINGAN
Kultur jaringan dalam bahasa asing
disebut sebagai tissue culture. Kultur
adalah budidaya dan jaringan adalah
sekelompok sel yang mempunyai bentuk
dan fungsi yang sama. jadi, kultur
jaringan berarti membudidayakan suatu
jaringan tanaman menjadi tanaman kecil
yang mempunyai sifat seperti induknya.
Kultur
jaringan
akan
lebih
besar
presentase keberhasilannya bila menggunakan jaringan meristem. Jaringan
meristem adalah jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu
membelah, dinding tipis,
plasmanya penuh
dan vakuolanya kecil-kecil.
Kebanyakan orang menggunakan jaringan ini untuk tissue culture. Sebab, jaringan
meristem keadaannya selalu membelah, sehingga diperkirakan mempunyai zat
hormon yang mengatur pembelahan.
Kultur jaringan akan lebih besar presentase keberhasilannya bila
menggunakan jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan muda, yaitu
jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah, dinding tipis, plasmanya
penuh dan vakuolanya kecil-kecil. Kebanyakan orang menggunakan jaringan ini
untuk tissue culture. Sebab, jaringan meristem keadaannya selalu membelah,
sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.
Teknik kultur jaringan sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu sel atau
irisan jaringan tanaman yang sering disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan
dipelihara dalam medium pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril.
dengan cara demikian sebaian sel pada permukaan irisan tersebut akan mengalami
proliferasi dan membentuk kalus. Apabila kalus yang terbentuk dipindahkan
kedlam medium diferensiasi yang cocok, maka akan terbentuk tanaman kecil yang
lengkap dan disebut planlet. Dengan teknik kultur jaringan ini hanya dari satu irisan
kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus yang dapat menjadi planlet
dlama jumlah yang besar.
Pelaksanaan teknik kultur jaringan tanaman ini berdasarkan teori sel sperti
yang dikemukakan oleh Schleiden, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan
autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah
kemampuan setiap sel, darimana saja sel tersebut diambil, apabila diletakkan
dilingkungan yangsesuai akan tumbuh menjadi tanaman yang sempurna.
Teknik kultur jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang
diperlukan terpenuhi. Syarat-syarat tersebut meliputi pemilihan eksplan sebagai
bahan dasar untuk pembentukkan kalus, penggunaan medium yang cocok, keadaan
yang aseptik dan pengaturan udara yang baik terutama untuk kultur cair. Meskipun
pada prinsipnya semua jenis sel dapat ditumbuhkan, tetapi sebaiknya dipilih bagian
tanaman yang masih muda dan mudah tumbuh yaitu bagian meristem, seperti: daun
muda, ujung akar, ujung batang, keping biji dan sebagainya. Bila menggunakan
embrio bagian bji-biji yang lain sebagai eksplan, yang perlu diperhatikan adalah
kemasakan embrio, waktu imbibisi, temperatur dan dormansi. Kultur jaringan
merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan
merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman
seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media
buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah
tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri
dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan
adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman
menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril.
Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak
tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif.
Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa keunggulan, antara
lain: mempunyai sifat yang identik dengan induknya, dapat diperbanyak dalam
jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat yang luas, mampu
menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang singkat, kesehatan dan
mutu bibit lebih terjamin, kecepatan tumbuh bibit lebih cepat dibandingkan dengan
perbanyakan konvensional.
1. Teori Dasar Kultur Jaringan
Adapun dasar-dasar teori pada kultur jaringan adalah sebagai berikut;
a. Sel dari suatu organisme multiseluler di mana pun letaknya, sebenarnya sama
dengan sel zigot karena berasal dari satu sel tersebut (Setiap sel berasal dari
satu sel).
b. Teori Totipotensi Sel (Total Genetic Potential), artinya setiap sel memiliki
potensi genetik seperti zigot yaitu mampu memperbanyak diri dan
berediferensiasi menjadi tanaman lengkap.
2. Aplikasi Teknik Kultur Jaringan dalam Bidang Agronomi
a. Perbanyakan vegetatif secara cepat (Micropropagation).
b. Membersihkan bahan tanaman/bibit dari virus
c. Membantu program pemuliaan tanaman (Kultur Haploid, Embryo Rescue,
Seleksi In Vitro, Variasi Somaklonal, Fusiprotoplas, Transformasi Gen
/Rekayasa Genetika Tanaman dll).
d. Produksi metabolit sekunder.
3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Regenerasi
a.
Bentuk Regenerasi dalam Kultur In Vitro : pucuk aksilar, pucuk adventif,
embrio somatik, pembentukan protocorm like bodies, dll
b.
Eksplan ,adalah bagian tanaman yang dipergunakan sebagai bahan awal
untuk perbanyakan tanaman. Faktor eksplan yang penting adalah
genotipe/varietas, umur eksplan, letak pada cabang, dan seks (jantan/betina).
Bagian tanaman yang dapat digunakan sebagi eksplan adalah pucuk muda,
batang muda, daun muda, kotiledon, hipokotil, endosperm, ovari muda,
anther, embrio, dll.
c.
Media Tumbuh, Di dalam media tumbuh mengandung komposisi garam
anorganik, zat pengatur tumbuh, dan bentuk fisik media. Terdapat 13
komposisi media dalam kultur jaringan, antara lain: Murashige dan Skoog
(MS), Woody Plant Medium (WPM), Knop, Knudson-C, Anderson dll.
d.
Zat Pengatur Tumbuh Tanaman. Faktor yang perlu diperhatikan dalam
penggunaan ZPT adalah konsentrasi, urutan penggunaan dan periode masa
induksi dalam kultur tertentu. Jenis yang sering digunakan adalah golongan
Auksin seperti Indole Aceti Acid(IAA), Napthalene Acetic Acid (NAA),
2,4-D, CPA dan Indole Acetic Acid (IBA). Golongan Sitokinin seperti
Kinetin, Benziladenin (BA), 2I-P, Zeatin, Thidiazuron, dan PBA. Golongan
Gibberelin seperti GA3. Golongan zat penghambat tumbuh seperti
Ancymidol, Paclobutrazol, TIBA, dan CCC.
e.
Lingkungan Tumbuh. Lingkungan tumbuh yang dapat mempengruhi
regenerasi tanaman meliputi temperatur, panjang penyinaran, intensitas
penyinaran, kualitas sinar, dan ukuran wadah kultur.
4. Teknik Kultur Jaringan
Teknik kultur jaringan sangat sederhana, yaitu suatu sel atau irisan
jaringan tanaman yang sering disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan
dipelihara dalam medium pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril.
dengan cara demikian sebaian sel pada permukaan irisan tersebut akan
mengalami proliferasi dan membentuk kalus. Apabila kalus yang terbentuk
dipindahkan kedlam medium diferensiasi yang cocok, maka akan terbentuk
tanaman kecil yang lengkap dan disebut planlet. Dengan teknik kultur jaringan
ini hanya dari satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus
yang dapat menjadi planlet dalam jumlah yang besar.
Pelaksanaan teknik kultur jaringan tanaman ini berdasarkan teori sel
sperti yang dikemukakan oleh Schleiden, yaitu bahwa sel mempunyai
kemampuan autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotensi
adalah kemampuan setiap sel, darimana saja sel tersebut diambil, apabila
diletakkan dilingkungan yangsesuai akan tumbuh menjadi tanaman yang
sempurna.Teknik kultur jaringan akan berhasil dengan baik.
5. Syarat-syarat yang Diperlukan
a. Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukkan kalus
b. Penggunaan medium yang cocok
c. Keadaan yang aseptik dan pengaturan udara yang baik terutama untuk kultur
cair. Meskipun pada prinsipnya semua jenis sel dapat ditumbuhkan, tetapi
sebaiknya dipilih bagian tanaman yang masih muda dan mudah tumbuh
yaitu bagian meristem, seperti: daun muda, ujung akar, ujung batang, keping
biji dan sebagainya. Bila menggunakan embrio bagian bji-biji yang lain
sebagai eksplan, yang perlu diperhatikan adalah kemasakan embrio, waktu
imbibisi, temperatur dan Dormansi.
6. Keuntungan Pemanfaatan Kultur Jaringan
a. Pengadaan bibit tidak tergantung musim
b. Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu yang relatif lebih
cepat
(dari satu mata tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat
dihasilkan minimal 10.000 planlet/bibit)
c. Bibit yang dihasilkan seragam
d. Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu)
e. Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah
f. Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan
lingkungan lainnya
g. Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki
h. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman
dewasa.
7. Kekurangan Pemanfaatan Kultur Jaringan
a. Bagi orang tertentu, cara kultur jaringan dinilai mahal dan sulit.
b. Membutuhkan
modal investasi awal yang tinggi untuk bangunan
(laboratorium khusus), peralatan dan perlengkapan.
c. Diperlukan persiapan SDM yang handal untuk mengerjakan perbanyakan
kultur jaringan agar dapat memperoleh hasil yang memuaskan
d. Produk kultur jaringan pada akarnya kurang kokoh
8. Tahapan Pembuatan Kultur Jaringan
a.
Pembuatan media
Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur
jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis
tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri
dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu, diperlukan juga
bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh
(hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun
jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan.
Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol
kaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara
memanaskannya dengan autoklaf.
Biasanya, komposisi media yang digunakan adalah sebagai berikut :

Ammonium nitrate (NH4NO3) 1,650 mg/l

Boric acid (H3BO3) 6.2 mg/l

Calcium chloride (CaCl2 · H2O) 440 mg/l

Cobalt chloride (CoCl2 · 6H2O) 0.025 mg/l

Magnesium sulfate (MgSO4 · 7H2O) 370 mg/l

Cupric sulfate (CuSO4 · 5H2O) 0.025 mg/l

Potassium phosphate (KH2PO4) 170 mg/l

Ferrous sulfate (FeSO4 · 7H2O) 27.8 mg/l

Potassium nitrate (KNO3) 1,900 mg/l

Manganese sulfate (MnSO4 · 4H2O) 22.3 mg/l
a.

Potassium iodine (KI) 0.83 mg/l

Sodium molybdate (Na2MoO4 · 2H2O) 0.25 mg/l

Zinc sulfate (ZnSO4 · 7H2O) 8.6 mg/l

Na2EDTA · 2H2Oa 37.2 mg/lb
Inisiasi
Inisiasi merupakan pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan
dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur
jaringan adalah tunas.
b. Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus
dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan
alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu
menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang
digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.
c. Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan
menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk
menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan
eksplan. Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak
dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.
d. Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya
pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang
dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari
untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat
adanya
kontaminasi
oleh
bakteri
ataupun
jamur.
Eksplan
yang
terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru
(disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).
e. Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan
aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap,
yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi
bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur
jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar.
Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka
secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan
cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.
Keunggulan inilah yang menarik bagi produsen bibit untuk mulai
mengembangkan usaha kultur jaringan ini. Saat ini sudah terdapat beberapa
tanaman kehutanan yang dikembangbiakkan dengan teknik kultur jaringan,
antara lain adalah: jati, sengon, akasia, dll.
Bibit hasil kultur jaringan yang ditanam di beberapa areal menunjukkan
pertumbuhan yang baik, bahkan jati hasil kultur jaringan yang sering disebut
dengan jati emas dapat dipanen dalam jangka waktu yang relatif lebih pendek
dibandingkan dengan tanaman jati yang berasal dari benih generatif, terlepas
dari kualitas kayunya yang belum teruji di Indonesia. Hal ini sangat
menguntungkan pengusaha karena akan memperoleh hasil yang lebih cepat.
B.
KLONING
Kloning dalam biologi adalah
proses
menghasilkan individu-individu
dari jenis yang sama (populasi) yang identik secara genetik. Kloning merupakan
proses reproduksi aseksual yang biasa terjadi di alam dan dialami oleh
banyak bakteria, serangga, atau tumbuhan. Dalam bioteknologi, kloning merujuk
pada berbagai usaha-usaha yang dilakukan manusia untuk menghasilkan salinan
berkas DNA atau gen, sel, atau organisme. Arti lain kloning digunakan pula di
luar ilmu-ilmu hayati.
Kata ini diturunkan dari kata clone atau clon, dalam bahasa Inggris, yang
juga dibentuk dari kata bahasa Yunani, κλῶνος ("klonos") yang berarti "cabang"
atau
"ranting",
merujuk
pada
penggunaan
pertama
dalam
bidang hortikultura sebagai bahan tanam dalam perbanyakan vegetatif. Kloning
tumbuhan merupakan teknik perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan.
Kloning dilakukan dengan menggunakan jaringan somatik tumbuhan di dalam
lingkungan aseptik yang terkontrol. Tumbuhan memiliki sifat totipotensi . Pada
tumbuhan, semua bagian sel-sel mudanya yang masih aktif misalnya ujung akar,
ujung batang dan meristem sekunder (kambium) merupakan sel yang totipoten.
Pada tahun 1950 Fred Steward melakukan kloning wortel dengan
menggunakan sel-sel yang berdifferensiasi dari jaringan pembuluh tumbuhan. Selsel embrionik dapat tumbuh dan menghasilkan tumbuhan wortel baru. Tanaman
yang dihasilkan dari hasil kloning sama dengan induknya. Kloning tumbuhan
dapat dimanfaatkan untuk industri bibit. Manfaat kloning tumbuhan antara lain
dapat memproduksi bibit yang seragam, jumlahnya banyak dalam waktu yang
singkat. Dapat digunakan untuk perbanyakan tanaman langka, tanaman jenis
unggul dan tanaman bernilai ekonomis.
Pada tahun 1997 oleh Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan
menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi seekor domba
tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil rekayasa ilmuan Skotlandia
tersebut diberi nama Dolly. Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr.
Ian Willmut adalah sebagai berikut:
1. Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina, dan mengambil
kelenjar mamae dari domba betina lain.
2. Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.
3. Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki
nukleus lagi.
4. Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel
telur).
5. Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam uterus
domba, kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari
kloning.
Jadi, domba hasil kloning merupakan domba hasil perkembangbiakan secara
vegetatif karena sel telur tidak dibuahi oleh sperma. Kloning juga bisa dilakukan
pada seekor katak. Nukleus yang berasal dari sebuah sel di dalam usus seekor
kecebong ditransplantasikan ke dalam sel telur dari katak jenis lain yang
nukleusnya telah dikeluarkan. Kemudian, telur ini akan berkembang menjadi zigot
buatan dan akan berkembang lagi menjadi seekor katak dewasa. Kloning akan
berhasil apabila nukleus ditransplantasikan ke dalam sel yang akan menghasilkan
embrio (sel telur) termasuk sel germa. Sel germa adalah sel yang menumbuhkan
telur dari sperma.
Kloning manusia adalah teknik membuat keturunan dengan kode genetik
yang sama dengan induknya yang berupa manusia. Berdasarkan pengertian
tersebut, ada beberapa jenis kloning yang dikenal, antara lain:
1.
Kloning DNA rekombinan
Kloning ini merupakan pemindahan sebagian rantai DNA yang diinginkan dari
suatu organisme pada satu element replikasi genetik, contohnya penyisipan
DNA dalam plasmid bakteri untuk mengklon satu gen.
2.
Kloning Reproduktif
Merupakan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan hewan yang sama,
contohnya Dolly dengan suatu proses yang disebut SCNT (Somatic Cell
Nuclear Transfer).
3.
Kloning Terapeutik
Merupakan suatu kloning untuk memproduksi embrio manusia sebagai bahan
penelitian. Tujuan utama dari proses ini bukan untuk menciptakan manusia
baru, tetapi untuk mendapatkan sel batang yang dapat digunakan untuk
mempelajari perkembangan manusia dan penyembuhan penyakit.
Sekitar satu abad lalu, Gregor Mendel merumuskan aturan-aturan
menerangkan pewarisan sifat-sifat biologis. Sifat-sifat organisme yang dapat
diwariskan di atur oleh suatu faktor yang disebut gen, yaitu suatu partikel yang
berada di dalam suatu sel, tepatnya di dalam kromosom. Gen menjadi dasar dalam
perkembangan penelitian genetika meliputi pemetaan gen, menganalisis posisi gen
pada kromosom. Hasil penelitian lebih berkembang baik diketahuinya DNA
sebagai material genetik beserta strukturnya, kode-kode genetik, serta proses
transkripsi dan translasi dapat dijabarkan. Suatu penelitian rekomendasi atau
rekayasa genetika ynag inti prosesnya adalah kloning gen, yaitu suatu prosedur
unutk memperoleh replika yang dapat sama dari sel atau organisme tunggal.
Belakangan ini di media masa (televisi, koran, Internet,dll.) memberitakan
tentang kloning manusia. Tetapi karena belum ditemukan rujukan dari kitab-kitab
hukum terdahulu, para ahli hukum sekarang masih memperdebatkan masalah ini
dan belum ditemukan kesepakatan final dalam kasus yang menyeluruh.
Adanya beberapa strategi intervensi genetika ; strategi intervensi genetika
yang pertama bersifat terapeutik yang mempunyai tujuan dan maksud
menyembuhkan atau mengurangi gejala-gejala. Hal ini merupakan terapi gen, yaitu
dimasukannya sebuah gen kedalam tubuh manusia untuk mengurangi suatu
kelainan genetik. Jelas hal ini merupakan praktik kedokteran yaitu menyembuhkan
orang sakit. Strategi intervensi kedua adalah eugenika (kata yunani : ”terlahir
dengan baik”) dengan tujuan memperbaiki organisme dengan cara tertentu. Ada 3
cara untuk melakukan eugenika (Shannon, T.A. 1987) , yaitu :
1.
Eugenia positif. Cara ini menghasilkan perbaikan melalui cara pembiakan
selektif, misalnya menghasilkan individu-individu yang sangat intelegen
dengan memakai sperma orang yang genius.
2.
Eugenika negatif. Cara ini mencegah gan yang buruk atau kurang bermutu
masuk kedalam kumpulan gen. Hal ini dapat dilakukan dengan skrining orang
tua dan memberitahu mereka tentang segala gen yang buruk yang mungkin
dibawanya. Hal ini juga dapat dilakukan dengan amniosentesis
3.
Euthenika (euthenics). Cara ini adalah dengan mengubah lingkungannya
sehingga individu dengan kekurangan genetik dapat berkembang secara relatif
normal (kaca mata, insulin, mesin dialis, dsb.)
Proses Kloning Gen
Proses kloning gen secara sederhana :
1.
Mempersiapkan sel stem.
2.
Sel stem diambil inti sel yang mengandung informasi genetic kemudian
dipiahkan dari sel.
3.
Mempersiapkan sel telur.
4.
Inti sel stem diimplantasikan ke sel telur.
5.
Sel telur dipicu supaya terjadi pembelahan dam pertumbuhan. Setelah
membelah menjadi embrio.
6.
Blastosis mulai memisahkan diri dari dan siap diimplantasikan ke rahim.
7.
Embrio tumbuh dalam rahim menjadi bayi dengan kode genetik persis sama
dengan sel stem donor.
Molekul DNA dan bakteriofog mempunyai sifat-sifat dasar yang
ditentukan sebagai sarana kloning. Namun sifat ini tidak berguna tanpa adanya
teknik-teknik eksperimen untuk manipulasi molekul DNA di dalam laboratorium.
Ketrampilan dasar untuk melakukan kloing secara sederhana adalah :
1.
Preperasi sampel DNA murni
2.
Pemotongan DNA murni
3.
Analisis ukuran fragmen DNA
4.
Penggolongan molekul DNA
5.
Memasukan molekul DNA ke dalam sel tuan rumah
6.
Identifikasi sel yang mengandung molekul DNA rekombinasi
D. INSEMINASI BUATAN
1. Pengertian Dan Tujuan Inseminasi Buatan
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini berkembang sangat
besar. Manusia mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan
menggunakan rasa, karsa dan daya cipta yang dimiliki. Salah satu bidang iptek
yang berkembang pesat dewasa ini adalah teknologi reproduksi. Teknologi
reproduksi adalah ilmu reproduksi atau ilmu tentang perkembangbiakan yang
menggunakan peralatan serta prosedur tertentu untuk menghasilkan suatu
produk (keturunan). Salah satu teknologi reproduksi yang telah banyak
dikembangkan adalah inseminasi buatan. Inseminasi buatan merupakan
terjemahan dari artificial insemination yang berarti memasukkan cairan semen
(plasma semen) yang mengandung sel-sel kelamin pria (spermatozoa) yang
diejakulasikan melalui penis pada waktu terjadi kopulasi atau penampungan
semen.
Berdasarkan pengertian di atas, maka definisi tentang inseminasi buatan
adalah memasukkan atau penyampaian semen ke dalam saluran kelamin wanita
dengan menggunakan alat-alat buatan manusia dan bukan secara alami. Namun
perkembangan lebih lanjut dari inseminasi buatan tidak hanya mencangkup
memasukkan semen ke dalam saluran reproduksi wanita, tetapi juga menyangkut
seleksi dan pemeliharaan sperma, penampungan, penilaian, pengenceran,
penyimpanan
atau
pengawetan
(pendinginan
dan
pembekuan)
dan
pengangkutan semen, inseminasi, pencatatan, dan penentuan hasil inseminasi
pada manusia dan hewan. Adapun tujuan dari inseminasi buatan adalah sebagai
suatu cara untuk mendapatkan keturunan bagi pasutri yang belum mendapat
keturunan.
2. Alasan Melakukan Inseminasi Buatan
Hadirnya seorang anak merupakan tanda dari cinta kasih pasangan suami
istri, tetapi tidak semua pasangan dapat melakukan proses reproduksi secara
normal. Sebagian kecil diantaranya memiliki berbagai kendala yang tidak
memungkinkan mereka untuk memiliki keturunan.
Inseminasi buatan pertama kali dilakukan pada manusia dengan
menggunakan sperma dari suami telah dilakukan secara intravagina pada tahun
1700 di Inggris. Sophia Kleegman dari Amerika Serikat adalah salah satu
perintis yang menggunakan inseminasi buatan dengan sperma suami ataupun
sperma donor untuk kasus infertilitas. Pada wanita kendala ini dapat berupa
hipofungsi ovarium, gangguan pada saluran reproduksi dan rendahnya kadar
progesterone.
Sedangkan
pada
pria
berupa
abnormalitas
spermatozoa
kriptorkhid, azoospermia dan rendahnya kadar testosteron. Selain untuk
memperoleh keturunan, faktor kesehatan juga merupakan fokus utama
penerapan teknologi reproduksi. Sebagai contoh kasus, di Colorado Amerika
Serikat pasangan Jack dan Lisa melakukan program inseminasi, bukan sematamata untuk mendapatkan keturunan tetapi karena memerlukan donor bagi
putrinya Molly yang berusia 6 tahun yang menderita penyakit fanconi anemia,
yaitu suatu penyakit yang disebabkan oleh tidak berfungsinya sumsum tulang
belakang sebagai penghasil darah. Jika dibiarkan akan menyebabkan penyakit
leukemia. Satu-satunya pengobatan adalah melakukan pencangkokan sumsum
tulang dari saudara sekandung, tetapi masalahnya Molly anak tunggal. Yang
dimaksud inseminasi disini diterapkan untuk mendapatkan anak yang bebas dari
penyakitfanconi anemia agar dapat diambil darahnya sehingga diharapkan akan
dapat merangsang sumsum tulang belakang Molly untuk memproduksi darah.
3. Teknik Inseminasi
a. Teknik IUI (Intrauterine Insemination)
Teknik IUI dilakukan dengan cara sperma diinjeksikan melalui leher rahim
hingga ke lubang uterine (rahim).
b. Teknik DIPI (Direct Intraperitoneal Insemination.
Teknik DIPI telah dilakukan sejak awal tahun 1986. Teknik DIPI dilakukan
dengan
cara
sperma
diinjeksikan
langsung ke
peritoneal
(rongga
peritoneum).
Teknik IUI dan DIPI dilakukan dengan menggunakan alat yang
disebutbivalve speculum, yaitu suatu alat yang berbentuk seperti selang dan
mempunyai 2 cabang, dimana salah satu ujungnya sebagai tempat untuk
memasukkan/menyalurkan sperma dan ujung yang lain dimasukkan ke dalam
saluran leher rahim untuk teknik IUI, sedangkan untuk teknik DIPI dimasukkan
ke dalam peritoneal. Jumlah sperma yang disalurkan/diinjeksikan kurang lebih
sebanyak 0,5–2 ml. Setelah inseminasi selesai dilakukan, orang yang
mendapatkan perlakuan inseminasi tersebut harus dalam posisi terlentang selama
10–15 menit.
4. Sumber Sperma
Ada 2 jenis sumber sperma yaitu:
1.
Dari sperma suami
Inseminasi yang menggunakan air mani suami hanya boleh dilakukan jika
jumlah spermanya rendah atau suami mengidap suatu penyakit. Tingkat
keberhasilan AIH hanya berkisar 10-20 %. Sebab-sebab utama kegagalan
AIH adalah jumlah sperma suami kurang banyak atau bentuk dan
pergerakannya tidak normal.
2.
Sperma penderma
Inseminasi ini dilakukan jika suami tidak bisa memproduksi sperma atau
azoospermia atau pihak suami mengidap penyakit kongenital[4] yang dapat
diwariskan kepada keturunannya. Penderma sperma harus melakukan tes
kesehatan terlebih dahulu seperti tipe darah, golongan darah, latar belakang
status physikologi, tes IQ, penyakit keturunan, dan bebas dari infeksi
penyakit menular. Tingkat keberhasilan Inseminasi AID adalah 60-70 %.
5. Penyiapan sperma
Sperma dikumpulkan dengan cara marturbasi, kemudian dimasukkan ke
dalam wadah steril setelah 2-4 hari tidak melakukan hubungan seksual. Setelah
dicairkan dan dilakukan analisa awal sperma, teknik “Swim-up” standar atau
“Gradient Percoll” digunakan untuk persiapan penggunaan larutan garam
seimbang Earle atau Medi. Cult IVF medium, keduanya dilengkapi dengan
serum albumin manusia. Dalam teknik Swim-up, sampel sperma disentrifugekan
sebanyak 400 g selama 15 menit. Supernatannya dibuang, pellet dipisahkan
dalam 2,5 ml medium, kemudian disentrifuge lagi. Sesudah memisahkan
supernatannya, dengan hati-hati pellet dilapisi dengan medium dan diinkubasi
selama 1 jam pada suhu 37º C. Sesudah diinkubasi, lapisan media yang berisi
sperma motile dikumpulkan dengan hati-hati dan digunakan untuk inseminasi.
Pada teknik Percoll, sperma dilapiskan pada Gradient Percoll yang berisi
media Medi. Cult dan disentrifugekan sebanyak 500 g selama 20 menit. 90 %
dari pellet kemudian dipisahkan dalam 6 ml media dan disentrifugekan lagi
sebanyak 500 g selama 10 menit. Pellet sperma kemudian dipisahkan dalam 0,5
atau 1 ml medium dan digunakan untuk inseminasi.
6.
Analisis Kualitas Sperma
Pemeriksaan Laboratorium Analisis Sperma dilakukan untuk mengetahui
kualitas sperma, sehingga bisa diperoleh kualitas sperma yang benar-benar baik.
Penetapan kualitas ekstern di dasarkan pada hasil evaluasi sampel yang sama
yang
dievaluasi
di
beberapa
laboratorium,
dengan
tahapan-tahapan:
Pengambilan sampel, Penilaian Makroskopik, Penialain Mikroskopis, Uji
Biokimia, Uji Imunologi, Uji mikrobiologi, Otomatisasi, Prosedur ART, Simpan
Beku Sperma.
7. Resiko Injeksi Sperma
Dalam pembuahan normal, antara 50.000-100.000 sel sperma, berlomba
membuahi 1 sel telur. Dalam pembuahan normal, berlaku teori seleksi alamiah
dari Charles Darwin, dimana sel yang paling kuat dan sehat adalah yang
menang. Sementara dalam inseminasi buatan, sel sperma pemenang dipilih oleh
dokter atau petugas labolatorium. Jadi bukan dengan sistem seleksi alamiah. Di
bawah mikroskop, para petugas labolatorium dapat memisahkan mana sel
sperma yang kelihatannya sehat dan tidak sehat. Akan tetapi, kerusakan genetika
umumnya tidak kelihatan dari luar. Dengan cara itu, resiko kerusakan sel sperma
yang secara genetik tidak sehat, menjadi cukup besar.
Belakangan ini, selain faktor sel sperma yang secara genetik tidak sehat,
para ahli juga menduga prosedur inseminasi memainkan peranan yang
menentukan. Kesalahan pada saat injeksi sperma, merupakan salah satu faktor
kerusakan genetika. Secara alamiah, sperma yang sudah dilengkapi enzim
bernama akrosom[5] berfungsi sebagai pengebor lapisan pelindung sel telur.
Dalam proses pembuahan secara alamiah, hanya kepala dan ekor sperma yang
masuk ke dalam inti sel telur.
Sementara dalam proses inseminasi buatan, dengan injeksi sperma,
enzim akrosom yang ada di bagian kepala sperma juga ikut masuk ke dalam sel
telur. Selama enzim akrosom belum terurai, maka pembuahan akan terhambat.
Selain itu prosedur injeksi sperma memiliko resiko melukai bagian dalam sel
telur, yang berfungsi pada pembelahan sel dan pembagian kromosom.
8. Dampak Inseminasi Buatan
Keberhasilan inseminasi buatan tergantung tenaga ahli di labolatorium,
walaupun prosedurnya sudah benar, bayi dari hasil inseminasi buatan dapat
memiliki resiko cacat bawaan lebih besar daripada dibandingkan pada bayi
normal. Penyebab dari munculnya cacat bawaan adalah kesalahan prosedur
injeksi sperma ke dalam sel telur. Hal ini bisa terjadi karena satu sel sperma
yang dipilih untuk digunakan pada inseminasi buatan belum tentu sehat, dengan
cara ini resiko mendapatkan sel sperma yang secara genetik tidak sehat menjadi
cukup besar. Cacat bawaan yang paling sering muncul antara lain bibir sumbing,
down sindrom, terbukanya kanal tulang belakang, kegagalan jantung, ginjal, dan
kelenjar pankreas.
Seperti diketahui kemampuan berpikir dan bernalar membuat manusia
menemukan berbagai pengetahuan baru. Pengetahuan itu kemudian digunakan
untuk mendapatkan manfaat yang sebesar-besarnya. Akan tetapi, sering pula
teknologi yang kita hasilkan itu memberikan efek samping yang memberikan
dampak negatif. Oleh sebab itu ada beberapa orang yang pro dan kontra
terhadap teknologi tersebut. Dari pendapat yang pro dan kontra, memunculkan
masalah etis, diantaranya:
9.
Dasar Ijin Melakukan Inseminasi Buatan
Inseminasi buatan dapat dibenarkan atau diijinkan bila dilakukan dengan
alasan kesehatan dan pengobatan atau untuk meningkatkan nilai genetik,
sehingga menghasilkan manusia yang lebih berkualitas. Dan yang lebih penting
dilakukan oleh pasangan yang sah. Hal ini di kemukakan oleh sebagian pakar
agama baik dari Islam, Kristen maupun Yahudi, karena dapat membantu
pasangan suami istri yang tidak bisa memperoleh keturunan, jika kedua belah
pihak setuju untuk melakukan inseminasi. Tetapi ada juga yang mempersoalkan
tentang inseminasi buatan ini, bahwasanya anak yang diperoleh dengan cara
inseminasi sebenarnya bukanlah anak dari dari suami istri itu sendiri, melainkan
dari orang lain yang identitasnya biasanya disembunyikan. Karena itu juga
muncul problem hukum tentang ayah yang benar dari anak tersebut dan problem
physikologis dalam diri anak di kemudian hari bila ingin tahu tentang ayahnya
yang sebenarnya.
Inseminasi adalah memasukan sperma jantan ke dalam tabung petri oleh
para medis dan meng implantasi ke dalam vagina betina.
10. Proses inseminasi buatan
a.
Wanita di berikan obat perangsang yang merangsang terjadinya ovulasi
mulai dari haid pertama
b.
Sel telur yang di hasilkan akan di pantau oleh medis selama18-20 jam
melalui darah (karna hormon esterogen dan progesteron yang di pengaruhi
fsh dan lh meningkat) dan usg.
c.
Sel telur yang matang akan di ambil oleh medis melalui penyuntikan
melalui vagina.
d.
Sel sperma yang telah di pilih akan di pertemukan dengan sel telur dalam
tabung dan akan di biakan dalam lemari pengeram
Bila telah terjadi pembelahan sel oleh embrio maka diimplantasi ke dalam
e.
rahim wanita
Selama 14 hari embrio akan di pantai oleh medis dan apabila setelah 14 hari
f.
tidak terjadi menstruasi berarti berhasil(hamil).
g.
Reproduksi>>meningkatkan kuantitas dan kualitas>>faktor pembatas
(makanan dan habitat)>>teknologi reproduksi>>rekayasa reproduksi
h.
Rekayasa reproduksi adalah suatu cara ybag dilakukan oleh seseorang untuk
mengatasi masalah yang di hadapi elalui manipulasi tahap-tahp reproduksi
alami. Ex bayi tabung, inseminasi buatan,kultur sel,cloning
i.
Penyakit yang di sebabkan oleh kelinci,anjing daan kucing di sebut
teroplasma gondi yang menyebabkan anak atau bayi dalam kandungan cacat
Adapun macam inseminasi yaitu:
1.
Inseminasi intravaginal: spermatozoa disebarkan ke dalam liang vagina.
2.
Inseminasi paraservikal: spermatozoa ditaburkan ke dalam puncak kubah
vagina yang disebut forniks. Bagian ini mengelilingi leher rahim sehingga
sangat dekat dengan mulut luar rahim (ostium uteri eksternum).
3.
Inseminasi intraservikal: spermatozoa dimasukkan melalui mulut luar rahim
dan ditempatkan di saluran leher rahim (kanal serviks).
4.
Inseminasi intrauterin: spermatozoa yang sudah terpilih dan tersaring
dimasukkan melalui mulut luar rahim dan di tempatkan jauh ke dalam,
sehingga berada di dalam rongga rahim dekat dengan mulut dalam saluran telur
(ostium tuba internum).
5.
Inseminasi intraperitoneal: spermatozoa yang sudah terpilih dan tersaring
dimasukkan melalui tembusan di puncak kubah vagina langsung ke dalam
rongga perut (rongga peritoneum).
C. BAYI TABUNG
Bayi tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang
berlangsung di dalam tabung. Teknologi ini sebenarnya kelanjutan dari teknologi
inseminasi buatan, hanya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar
sedangkan inseminasi terjadi di dalam tubuh. Kedua-duanya sama-sama merupakan
perkembangbiakan generatif.
Kita biasanya sering mendengar istilah bayi tabung bagi pasangan yang
kesulitan untuk mendapatkan keturunan. Hal ini merupakan jalan pintas bagi
mereka untuk segera mendapatkan keturunan
Sejarah bayi tabung ini berawal dari upaya untuk mendapatkan keturunan
bagi pasangan suami isteri yang mengalami gangguan kesuburan. Sebelum program
bayi tabung ditemukan, inseminasi buatan dikenal sebagai metode untuk
menyelesaikan
masalah
tersebut.
Inseminasi
buatan
dilakukan
dengan
menyemprotkan sejumlah cairan semen suami ke dalam rahim isteri dengan
menggunakan bantuan alat suntik. Dengan cara ini sperma diharapkan mudah
bertemu dengan sel telur. Sayangnya, tingkat keberhasilan metode inseminasi
buatan hanya sebesar 15%.
Kesuksesan perdana program bayi tabung yang dilakukan secara
konvensional/In Vitro Fertilization (IVF) dengan lahirnya Louise Brown membuat
program ini semakin diminati oleh negara-negara di dunia. Di Indonesia, sejarah
bayi tabung yang pertama dilakukan di RSAB Harapan Kita, Jakarta, pada tahun
1987. Program bayi tabung tersebut akhirnya melahirkan bayi tabung pertama di
Indonesia, yakni Nugroho Karyanto pada tahun 1988. Baru setelah itu mulai
banyak bermunculan kelahiran bayi tabung di Indonesia. Bahkan jumlahnya sudah
mencapai 300 anak.
Kesuksesan program bayi tabung tidak begitu saja memuaskan dunia
kedokteran. Upaya untuk mengukir tinta emas sejarah bayi tabung terus berlanjut.
Jika selama ini masyarakat hanya mengenal satu teknik proses bayi tabung secara
IVF, maka sekarang telah muncul bermacam-macam bayi tabung dengan
menggunakan teknik baru yang semakin canggih daripada teknik sebelumnya. Di
antaranya adalah Partial Zone Dessection (PZD) dan Subzonal Sperm Intersection
(SUZI). Teknik PZD dilakukan dengan menyemprotkan sperma ke sel telur dengan
membuat celah pada dinding sel telur terlebih dulu agar memudahkan kontak antara
sperma dengan sel telur. Sedangkan pada teknik SUZI, sperma disuntikkan secara
langsung ke dalam sel telur. Hanya saja dari sisi keberhasilan, kedua teknik ini
dianggap masih belum memuaskan. .Proses pembuatan bayi tabung adalah sebagai
berikut:
1.
Sel telur yang mengalami ovulasi pada induk atau wanita diambil dengan suatu
alat dan disimpan di dalam tabung yang berisi medium seperti kondisi yang ada
pada rahim wanita hamil.
2.
Sel telur dipertemukan dengan sperma di bawah mikroskop dan diamati
sehingga terjadi fertilisasi.
3.
Sel telur yang sudah dibuahi tersebut dikembalikan ke dalam tabung.
4.
Jika sel telur yang sudah dibuahi, disebut zigot, berkembang dengan baik dan
menjadi embrio, maka embrio tersebut akan disuntikkan kembali ke dalam
rahim induknya semula.
Macam-macam bayi tabung selanjutnya adalah dengan menggunakan teknik
Intra Cytoplasmic Sperm Injection (ICSI). Teknik ini sangat sesuai jika diterapkan
pada kasus sperma yang mutu dan jumlahnya sangat minim. Jika pada teknik IVF
konvensional membutuhkan 50 ribu-100 ribu sperma untuk membuahi sel telur,
maka pada teknik ICSI hanya membutuhkan satu sperma dengan kualitas bagus.
Dengan bantuan pipet khusus, sperma kemudian disuntikkan ke dalam sel telur.
Langkah selanjutnya juga serupa dengan teknik IVF konvensional. Menurut dr.
Subyanto DSOG dan dr. Muchsin Jaffar DSPK, tim unit infertilitas Melati, RSAB
Harapan kita, di Indonesia program bayi tabung dengan menggunakan teknik ICSI
sudah mulai dilakukan sejak tahun 1995. Dengan pemakaian teknik tersebut,
keberhasilan bayi tabung bisa mencapai 30%-40%.
Sejarah bayi tabung nampaknya tidak akan berhenti sampai di sini. Dunia
kedokteran akan terus berusaha mengembangkan berbagai penelitian hingga
didapatkan teknik bayi tabung yang bisa memberikan tingkat keberhasilan yang
paling memuaskan.
SUMBER
1. http://id.wikipedia.org/wiki/Kultur_jaringan
2. http://ilmu212.blogspot.com/2012/10/teknologi-kultur-jaringan.html
3. http://biologionline.blogspot.com/2011/05/kultur-jaringan.html
4. http://nicedaysblue.web.id/index.php/my-project/39-science-and-tech/62-kulturjaringan
5. http://www.sammariebasra.com/pengobatan-rekayasa-reproduksi
6. http://w3i3t2a.blogspot.com/2011/10/inseminasi-buatan.html
7. http://www.smallcrab.com/others/627-mengenal-rekayasa-reproduksi
8. http://dr-aysay.blogspot.com/2012/09/asal-mula-bayi-tabung.html