Dwi Novita Sari (17031011) Pendidikan Biologi D Rekayasa Genetika Teknik untuk menggabungkan urutan DNA menjadi kombinasi baru (DNA rekombinan) pada awalnya dikembangkan sebagai alat penelitian untuk mengeksplorasi dan memanipulasi gen, tetapi sekarang juga digunakan untuk mengidentifikasi gen cacat yang terkait dengan penyakit dan untuk mengoreksi cacat genetik. Pada awalnya, proses rekayasa genetika ditemukan oleh Crick dan Watson pada tahun 1953 Rekayasa Genetika Teknik molekuler yang dengan tepat mampu mengubah atau menggabungkan suatu molekul DNA tertentu dari sumber yang berbeda yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu Rekombinasi DNA dilakukan dengan enzim restriksi dan ligase Enzim restriksi adalah endonuklease yang secara khusus mengenali urutan pendek DNA, biasanya panjangnya 4 sampai 6 pasang basa (bp), dan memotong ikatan fosfodiester di kedua untai DNA dalam urutan ini Prinsip Dasar Rekayasa Genetika Melibatkan penyisipan informasi genetik baru ke dalam organisme Pemilihan metode bergantung pada gen mana yang akan dipindahkan dan jenis organisme mana yang akan memperoleh informasi baru Inti proses rekayasa genetika adalah kloning gen yaitu suatu prosedur untuk memperoleh replika yang dapat sama dari sel atau organisme tunggal Strategi untuk Memperoleh Fragmen DNA dan Salinan Gen 1. Fragmen restriksi 2. DNA yang dihasilkan oleh reverse transcriptase 3. Sintesis kimia DNA Teknik untuk Mengidentifikasi Urutan DNA 1. PROBE Probe adalah polinukleotida untai tunggal DNA atau RNA yang digunakan untuk mengidentifikasi sekuens komplementer pada molekul DNA atau RNA untai tunggal yang lebih besar. Pembentukan pasangan basa dengan untai komplementer disebut anil atau hibridisasi. Probe dapat terdiri dari cDNA (diproduksi dari mRNA oleh reverse transcriptase), fragmen DNA genom (dibelah oleh enzim restriksi dari genom), oligonukleotida yang disintesis secara kimia, atau RNA Teknik untuk Mengidentifikasi Urutan DNA 2.ELEKTROPHORESIS GEL Elektroforesis gel adalah teknik yang menggunakan medan listrik untuk memisahkan molekul berdasarkan ukuran. Karena DNA mengandung gugus fosfat bermuatan negatif, ia akan bermigrasi dalam medan listrik menuju elektroda positif. Teknik untuk Mengidentifikasi Urutan DNA 3. DETEKSI URUTAN DNA KHUSUS Untuk mendeteksi urutan tertentu, DNA biasanya ditransfer ke penyangga padat, seperti selembar kertas nitroselulosa. Misalnya, jika bakteri tumbuh di piring agaragar, sel-sel dari setiap koloni akan menempel pada lembaran nitroselulosa agar dan replika koloni bakteri yang tepat dapat ditransfer ke kertas nitroselulosa. Teknik untuk Mengidentifikasi Urutan DNA 4. PENGURUTAN DNA (DNA Sequencing) Prosedur yang paling umum untuk menentukan urutan nukleotida dalam untai DNA dikembangkan oleh Frederick Sanger dan melibatkan penggunaan dideoksinukleotida. Dalam prosedur ini, hanya satu dari empat dideoksinukleotida (ddATP, ddTTP, ddGTP, atau ddCTP) ditambahkan ke tabung yang berisi keempat deoksinukleotida normal, DNA polimerase, primer, dan untai cetakan untuk DNA yang sedang diurutkan KLONING GEN Kloning merupakan teknik penggandaan gen yang menghasilkan turunan yang sama sifatnya, baik dari segi hereditas maupun penampakannya. Plasmid bakteri Teknik fusi menggunakan plasmid Langkah-langkah Kloning DNA Spesies yang berhasil diklon • Kecebong (1952) • Ikan (1963) • Domba (1996) • Monyet • Anak sapi • • • • • Kucing Kuda Anjing Serigala Kodok Contoh Hasil Rekayasa Genetika Hewan transgenik Vaksin Bioreaktor Terapi gen Pengklonan hormon pertumbuhan manusia Pengklonan DNA Tanaman transgenik Keuntungan Rekayasa Genetika Pada tanaman dalam pertanian, rekayasa genetika akan membantu tanaman lebih tahan terhadap hama dan serangan penyakit tanaman. Rekayasa genetika dalam penelitian. Rekayasa genetika terhadap hewan, misalnya tikus, dapat digunakan dalam penelitian. Rekayasa genetika virus yang dimanipulasi dapat dimanfaatkan dalam terapi gen pada manusia untuk menyembuhkan penyakit yang dimaksud. Contoh lainnya adalah insulin sintesis sebagai salah satu hasil genetika yang terbuat dari gen domba atau sapi dimana dahulu biasanya insulin ini hanya bisa ditemukan dari mayat, dapat digunakan dalam menyembuhkan penyakit diabetes. • Kloning sebagai hasil rekayasa genetika seperti pada hewan, yakni dengan mengembangkan gennya dapat membuat hasil kloning dengan hewan yang asli tampak sama persis. • Pada bidang peternakan, rekayasa genetika dapat dimanfaatkan untuk memperbaiki gen hewan seperti sapi untuk mendapatkan protein yang lebih unggul • Rekayasa genetika dalam bidang Industri, yaitu merekayasa bakteri sehingga mampu mengurai logam hasil limbah industri dengan lebih baik. • Rekayasa genetika juga sangat bermanfaat bagi kehamilan. Dalam kasus ini, dengan bantuan rekaya genetika, dapat dilakukan terapi gen yang bisa memperbaiki gen bayi bahkan sejak masih dalam kandungan. • Keuntungan lain dari rekayasa genetika pada kehamilan adalah bahwa dengan dengan rekayasa genetika seseorang bisa memilih jenis kelamin anak ketika masih dalam kandungan dan bisa juga menentukan berapa jumlah anak yang dikehendaki. • Teknik rekayasa genetika dapat digunakan untuk menciptakan berbagai varietas maupun spesies baru. Tanaman hasil rekayasa genetik biasanya lebih tahan terhadap hama serta dapat meningkatkan hasil panen. Mamalia GMO seperti tikus dan kelinci digunakan dalam penelitian kesehatan. Virus dimodifikasi secara genetik yang digunakan dalam terapi gen untuk memberikan gen ke dalam tubuh manusia yang dapat menyembuhkan penyakit manusia. Ikan Zebra adalah organisme yang sering digunakan sebagai organisme GMO dalam penelitian ilmiah dari pertumbuhan dan perkembangan. Insulin sintetis telah diproduksi dan digunakan dalam perawatan pasien diabetes merupakan hasil dari rekayasa genetika. Kerugian Rekayasa Genetika Mengakibatkan terganggunya keseimbangan ekosistem jika hasil rekayasa genetika terlalu mendominasi. Salah satu contoh adalah ketika Skotlandia berhasil membuat kloning dari domba yang dinamakan “dolly” dengan sebuah proses rekayasa genetika yang dinamakan sebagai xenographs. Hasil rekayasa genetika pada tanaman atau pun hewan dapat menimbulkan berbagai gangguan apabila dikonsumsi oleh manusia. Rekayasa genetika dapat menimbulkan berbagai gangguan kesehatan seperti menimbulkan alergi dan penyakit lainnya. Rekayasa genetika pada tanaman dapat menurunkan efektifitas pestisida. Hal ini disebabkan oleh karena rekayasa genetika akan menjadi stimulan atas gen – gen pada hama baru sehingga hama baru ini akan lebih kuat. Rekayasa genetika dalam bidang militer dapat disalahgunakan sebagai senjata biologis yang sangat mematikan dibandingkan senjata konvensional. Hasil rekayasa genetika pada tanaman yang tidak dibersihkan secara meyeluruh dapat membunuh jasad renik di dalam tanah.
