Apa yang dimaksud rekayasa genetika Berilah contoh dan penjelasannya?
Banyak yang tidak menyadari jika seringkali kita memanfaatkan bahkan mengonsumsi produk-produk hasil rekayasa genetik. Contohnya adalah buah-buahan dan bahan pangan lainnya. Sebab salah satu tujuan dari modifikasi genetika ialah untuk mendapatkan kebutuhan pangan yang lebih baik di masa depan. Show
Pengertian Rekayasa GenetikRekayasa genetika merupakan bagian dari bioteknologi. Umumnya, rekayasa genetik dilakukan dengan memanipulasi gen, DNA rekombinan, kloning gen, genetika modern dengan menggunakan beragam prosedur, dan teknologi modifikasi genetik. Munculnya proses rekayasa genetika berawal dari suatu usaha untuk menyingkap adanya materi genetik yang diwariskan dari satu generasi ke generasi selanjutnya. PixabayKetika semakin banyak orang mengetahui bahwa kromosom merupakan materi genetik yang membawa gen, maka pada saat itulah rekayasa genetika mulai dikenal. Perlu diketahui, rekayasa genetik juga bisa dilakukan dengan menambah, mengurangi, atau bahkan menggabungkan dua materi genetik atau DNA yang berasal dari dua organisme yang berbeda. Hasil penggabungan dari dua materi genetik yang berasal dari dua organisme berbeda ini disebut sebagai DNA rekombinan. Sementara organisme hasil rekayasa genetika dikenal sebagai organisme transgenik. Proses Rekayasa GenetikaUntuk melakukan proses modifikasi gebetik diperlukan tahapan atau proses tertentu. Pertama adalah mengidentifikasi sekaligus mengisolasi gen yang diinginkan sesuai tujuannya. Kemudian membuat DNA/AND salinan dari RNAd berdasarkan prosedur. PixabaySetelah itu, proses rekayasa genetika berlanjut pada pemasangan cDNA pada cincin plasmid. Lalu melakukan proses penyisipan DNA rekombinan ke dalam tubuh atau sel bakteri yang telah disiapkan. Setelah itu diteruskan dengan membuat klon organisme yang mengandung DNA rekombinan sebelum akhirnya dilakukan pemanenan produk. Manfaat Rekayasa GenetikaMelalui proses rekayasa genetik, kita akan mendapat berbagai manfaat sebagai berikut: 1. Manfaat di Bidang IndustriPada bidang industri, prinsip rekayasa genetika dimanfaatkan dalam upaya pengkloningan bakteri di beberapa fungsi tertentu, seperti melarutkan logam yang diambil langsung dari perut bumi, menghasilkan bahan kimia sebagai bahan baku pemanis buatan, menghasilkan bahan mentah kimia seperti etilen untuk pembuatan plastik dan lain sebagainya. 2. Manfaat di Bidang FarmasiDalam bidang farmasi, rekayasa genetika dimanfaatkan untuk usaha pembuatan protein yang dibutuhkan oleh tubuh. Protein ini mengandung gen hasil kloningan bakteri yang mempunyai peran mengontrol sintesis obat-obatan. 3. Manfaat di Bidang KedokteranRekayasa genetika juga memberi berkontribusit dalam perkembangan ilmu di dunia medis. Beberapa di antaranya sebagai berikut:
Dahulu insulin diciptakan dari proses sintesis hewan mamalia, namun kini insulin bisa dihasilkan melalui pengkloningan bakteri tertentu. Menariknya, insulin yang dihasilkan memliki kualitas lebih baik dan lebih bisa diterima oleh tubuh manusia dibanding insulin hasil sintesis hewan.
AIDS adalah virus berbahaya yang menyerang sistem kekebalan tubuh manusia. Oleh sebab itu, para peneliti membuat suatu vaksin sebagai upaya mencegah penyebaran penyakit tersebut dengan cara memanfaatkan rekayasa genetika.
Ternyata rekayasa genetika juga bisa dimanfaatkan sebagai upaya terapi kelainan genetik dengan menyisipkan beberapa gen duplikat. Pada prosesnya, gen duplikat ini dimasukkan secara langsung ke dalam sel seseorang yang tengah mengalami kelainan genetis. Pixabay4. Manfaat di Bidang PertanianRekayasa genetis juga kerap digunakan dalam upaya penyisipan gen ke dalam sel-sel tumbuhan agar mendapat sejumlah keuntungan sebagai berikut:
5. Manfaat di Bidang PeternakanSeperti halnya pemanfaatan rekayasa genetika di bidang pertanian, pada bidang peternakan juga dilakukan penyisipan gen ke dalam sel hewan tertentu dengan penerapan prinsip rekayasa yang sama. Contoh hewan yang paling banyak digunakan adalah sapi. Beberapa manfaat rekayasa genetika di bidang peternakan adalah sebagai berikut:
baca juga: Sel Hewan - Pengertian, Bagian, Fungsi, Contoh & Gambar Contoh Rekayasa Genetik Yang Berhasil DilakukanSaat ini ada beberapa jenis rekayasa genetika yang telah berhasil dilakukan oleh para ahli, contohnya antara lain: 1. Rekombinasi DNARekombinasi DNA adalah salah satu teknik pemisahan sekaligus penggabungan DNA dari satu spesies dengan DNA dari spesies lain. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan sifat baru yang lebih unggul dan berkualitas. 2. Pembuatan InsulinSeperti yang telah dijelaskan sebelumnya, insulin bisa dihasilkan dari proses rekombinasi DNA sel manusia dengan plasmid bakteri E.Coli. Insulin ini dinilai lebih murni dan bisa diterima dengan baik oleh tubuh manusia. Sebab insulin hasil proses rekombinasi mengandung sejumlah protein manusia dibandingkan dengan insulin hasil sintesis gen pankreas hewan. 3. Vaksin HepatitisSelain insulin, rekayasa genetika juga berhasil memproduksi vaksin hepatitis yang berasal dari rekombinan DNA sel manusia dengan sel ragi Saccharomyces. Vaksin ini berupa virus yang sengaja dilemahkan dan jika disuntikkan ke dalam tubuh manusia akan membentuk antibodi khusus sehingga kebal terhadap serangan hepatitis yang berbahaya. Rekayasa genetika, juga disebut 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. DNA baru diperoleh dengan mengisolasi dan menyalin materi genetik dari induk menggunakan metode DNA rekombinan atau sintesa DNA buatan. Sebuah vektor biasanya diciptakan dan digunakan untuk menyisipkan DNA ini ke organisme inang. Molekul DNA rekombinan pertama dibuat oleh Paul Berg pada tahun 1972 dengan menggabungkan DNA virus monyet SV40 dengan virus lambda.[1] Selain memasukkan gen, proses ini dapat digunakan untuk menghapus gen. DNA baru dapat dimasukkan secara acak, atau ditargetkan ke bagian tertentu dari genom.
Suatu organisme yang dihasilkan melalui rekayasa genetika dianggap dimodifikasi secara genetik dan entitas yang dihasilkan disebut genetically modified organism (GMO).[2] Organisme transgenik pertama adalah bakteri yang dihasilkan oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen pada tahun 1973. Rudolf Jaenisch menciptakan hewan transgenik pertama ketika dia memasukkan DNA asing dalam tikus pada tahun 1974. Perusahaan pertama yang berfokus pada rekayasa genetika, Genentech, didirikan pada tahun 1976 dan mulai memproduksi protein manusia. Insulin manusia pertama dari rekayasa genetika diproduksi pada tahun 1978 dan bakteri yang menghasilkan insulin dikomersialisasikan pada tahun 1982. Makanan yang dimodifikasi secara genetik telah dijual sejak tahun 1994, dengan munculnya tomat dari Flavr Savr. Flavr Savr direkayasa untuk memiliki umur simpan lebih lama, tapi tanaman transgenik saat ini dimodifikasi paling banyak untuk meningkatkan ketahanan terhadap serangga dan herbisida. GloFish, hewan transgenik pertama, dijual di Amerika Serikat pada bulan Desember 2003. Pada tahun 2016, sudah ada salmon yang telah dimodifikasi dengan hormon pertumbuhan.
Rekayasa genetika telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang, termasuk penelitian, obat-obatan, bioteknologi industri dan pertanian. Munculnya tanaman rekayasa genetika yang dikomersialisasi telah memberikan manfaat ekonomi kepada para petani di berbagai negara, tetapi juga menjadi sumber kontroversi. Hal ini sudah muncul sejak awal kehadirannya, ladang percobaan uji pertamanya dihancurkan oleh aktivis anti-transgenik. Meskipun ada konsensus ilmiah yang menyatakan bahwa makanan yang berasal dari tanaman transgenik tidak menimbulkan risiko yang lebih besar untuk kesehatan manusia daripada makanan konvensional, keamanan pangan transgenik tetap menjadi pusat kritikan. Aliran gen, dampak pada organisme non-target, kontrol pasokan makanan dan hak-hak kekayaan intelektual juga menjadi perdebatan. Adanya masalah ini mengakibatkan munculnya pengembangan kerangka peraturan, yang dimulai pada tahun 1975. Perjanjian internasionalnya juga telah disepakati pada tahun 2000 yaitu Protokol Cartagena tentang Keamanan Hayati. Masing-masing negara telah mengembangkan sendiri sistem regulasi mengenai transgenik, ditandai perbedaan yang terjadi antara Amerika Serikat dan Eropa. Perbandingan pengembangbiakan tanaman konvensional dan modifikasi genetika transgenik dan kisgenik. Rekayasa genetika adalah suatu proses yang mengubah susunan genetik dari suatu organisme dengan menghapus atau memasukkan DNA. Tidak seperti pengembangbiakan hewan dan pemuliaan tanaman secara tradisional, yang melibatkan beberapa persilangan dan kemudian organisme terpilih dengan fenotip tertentu, rekayasa genetika mengambil gen secara langsung dari satu organisme dan memasukkan ke organisme lain. Proses ini jauh lebih cepat, dapat digunakan untuk menyisipkan gen-gen dari organisme apapun (bahkan organisme dari berbagai domain) dan mencegah agar gen yang tidak diinginkan tidak ikut ditambahkan.[3] Rekayasa genetika berpotensi memperbaiki kelainan genetik pada manusia dengan mengganti gen yang rusak dengan gen yang baik.[4] Proses ini menjadi sebuah alat yang penting dalam penelitian yang memungkinkan fungsi spesifik suatu gen menjadi bahan penelitian.[5] Tanaman transgenik yang telah dikembangkan saat ini membantu keamanan pangan dengan meningkatkan hasil, nilai gizi dan toleransi terhadap tekanan lingkungan.[6] DNA dapat dimasukkan secara langsung ke organisme inang atau ke dalam sel yang kemudian menyatu atau dihibridisasi dengan tuan rumah.[7] Proses ini bergantung pada teknik rekombinan asam nukleat untuk membentuk kombinasi baru dari materi genetik yang dapat diwariskan diikuti oleh penggabungan dari materi baik secara tidak langsung melalui sistem vektor atau langsung melalui mikro-injeksi, makro-injeksi atau mikro-enkapsulasi.[8] Rekayasa genetika biasanya tidak mencakup peranakan tradisional, fertilisasi in vitro, induksi poliploida, mutagenesis dan teknik sel fusi yang tidak menggunakan rekombinan asam nukleat atau organisme yang dimodifikasi secara genetik dalam prosesnya. Namun, beberapa definisi luas dari rekayasa genetika mencakup pembiakan selektif. Penelitian kloning dan sel induk, meskipun tidak dianggap sebagai rekayasa genetika,[9] masih terkait erat dan rekayasa genetika dapat digunakan bersamaan dengan proses ini.[10] Biologi sintesis adalah bidang ilmu yang sedang berkembang yang membuat rekayasa genetika semakin maju lagi dengan memperkenalkan bahan yang disintesis artifisial ke dalam suatu organisme.[11] Tanaman, hewan atau mikro organisme yang telah diubah melalui rekayasa genetik yang disebut organisme hasil rekayasa genetika.[12] Jika materi genetik dari spesies lain yang ditambahkan ke inang, organisme yang dihasilkan disebut transgenik. Jika materi genetik dari spesies yang sama atau spesies yang dapat berkembang biak secara alami dengan inang maka organisme yang dihasilkan disebut cisgenesis.[13] Jika rekayasa genetika digunakan untuk mengeluarkan materi genetik dari target maka organisme yang dihasilkan disebut organisme knockout.[14] Di Eropa modifikasi genetika identik dengan rekayasa genetika, sedangkan di Amerika Serikat dan Kanada modifikasi genetika juga digunakan untuk merujuk ke metode pengembangbiakan konvensional.[15][16][17] Pada 1974 Rudolf Jaenisch menciptakan tikus yang dimodifikasi secara genetik, hewan GM pertama. Manusia telah mengubah genom spesies makhluk hidup lainnya selama ribuan tahun melalui pembiakan selektif, atau seleksi buatan[18]:1[19]:1 berkebalikan dengan seleksi alam. Baru-baru ini, pembiakan mutasi telah menggunakan paparan bahan kimia atau radiasi untuk menghasilkan mutasi acak dengan frekuensi tinggi, untuk tujuan pembiakan selektif. Rekayasa genetika sebagai manipulasi langsung DNA oleh manusia di luar pembiakan dan mutasi hanya ada sejak tahun 1970-an. Istilah "rekayasa genetika" pertama kali diciptakan oleh Jack Williamson dalam novel fiksi ilmiahnya Dragon's Island, yang diterbitkan pada tahun 1951 [20] - satu tahun sebelum peran DNA dalam faktor keturunan dikonfirmasi oleh Alfred Hershey dan Martha Chase, [21] dan dua tahun sebelumnya James Watson dan Francis Crick menunjukkan bahwa molekul DNA memiliki struktur heliks ganda - meskipun konsep umum manipulasi genetika langsung telah dieksplorasi dalam bentuk yang belum sempurna dalam cerita fiksi ilmiah Stanley G. Weinbaum tahun 1936, Proteus Island.[22][23] Pada tahun 1972, Paul Berg menciptakan molekul DNA rekombinan pertama dengan menggabungkan DNA dari virus monyet SV40 dengan virus lambda.[24] Pada 1973 Herbert Boyer dan Stanley Cohen menciptakan organisme transgenik pertama dengan memasukkan gen resistensi antibiotik ke dalam plasmid bakteri Escherichia coli.[25][26] Setahun kemudian Rudolf Jaenisch menciptakan tikus transgenik dengan memasukkan DNA asing ke dalam embrio, menjadikannya hewan transgenik pertama di dunia.[27] Prestasi ini menyebabkan kekhawatiran di komunitas ilmiah tentang risiko potensial dari rekayasa genetika, yang pertama kali dibahas secara mendalam di Konferensi Asilomar pada tahun 1975. Salah satu rekomendasi utama dari pertemuan ini adalah bahwa pengawasan pemerintah terhadap penelitian DNA rekombinan harus ditetapkan sampai teknologinya dianggap aman.[28][29] Pada 1976 Genentech, perusahaan rekayasa genetika pertama, didirikan oleh Herbert Boyer dan Robert Swanson dan setahun kemudian perusahaan itu menghasilkan protein manusia (somatostatin) di E.coli. Genentech mengumumkan produksi insulin manusia rekayasa genetika pada tahun 1978.[30] Pada tahun 1980, Mahkamah Agung AS pada kasus Diamond v. Chakrabarty memutuskan bahwa kehidupan yang diubah secara genetis dapat dipatenkan.[31] Insulin yang diproduksi oleh bakteri disetujui untuk dirilis oleh Food and Drug Administration (FDA) pada tahun 1982.[32] Pada tahun 1983, sebuah perusahaan bioteknologi, Advanced Genetic Sciences (AGS) mengajukan permohonan otorisasi pemerintah AS untuk melakukan tes lapangan dengan galur minus-es Pseudomonas syringae untuk melindungi tanaman dari cuaca beku, tetapi kelompok lingkungan dan pengunjuk rasa menunda uji lapangan selama empat tahun dengan tantangan hukum.[33] Pada tahun 1987, jenis minus-es P. syringae menjadi organisme yang dimodifikasi secara genetik (GMO) pertama yang dilepaskan ke lingkungan [34] ketika ladang stroberi dan ladang kentang di California disemprotkan dengannya.[35] Kedua bidang uji diserang oleh kelompok aktivis pada malam sebelum tes terjadi: "Situs uji coba pertama di dunia menarik perusak lapangan pertama di dunia".[34] Percobaan lapangan pertama tanaman rekayasa genetika terjadi di Perancis dan AS pada tahun 1986, tanaman tembakau direkayasa agar tahan terhadap herbisida.[36] Republik Rakyat Tiongkok adalah negara pertama yang mengkomersilkan tanaman transgenik, memperkenalkan tembakau yang resistan terhadap virus pada tahun 1992.[37] Pada 1994 Calgene memperoleh persetujuan untuk secara komersial melepaskan makanan yang dimodifikasi secara genetik pertama, Flavr Savr, tomat yang direkayasa untuk memiliki umur simpan yang lebih lama.[38] Pada tahun 1994, Uni Eropa menyetujui tembakau direkayasa agar tahan terhadap herbisida bromoxynil, menjadikannya tanaman rekayasa genetika pertama yang dikomersialkan di Eropa.[39] Pada tahun 1995, Kentang bt disetujui dan dianggap aman oleh Badan Perlindungan Lingkungan, setelah disetujui oleh FDA, menjadikannya tanaman penghasil pestisida pertama yang disetujui di AS.[40] Pada tahun 2009 11 tanaman transgenik ditanam secara komersial di 25 negara, yang terbesar berdasarkan luas yang ditumbuhkan adalah AS, Brasil, Argentina, India, Kanada, Cina, Paraguay, dan Afrika Selatan.[41] Pada 2010, para ilmuwan di J. Craig Venter Institute menciptakan genom sintetis pertama dan memasukkannya ke dalam sel bakteri kosong. Bakteri yang dihasilkan, bernama Mycoplasma laboratorium, dapat mereplikasi dan menghasilkan protein.[42][43] Empat tahun kemudian penemuan ini dikembangkan selangkah lebih maju ketika bakteri dikembangkan yang mereplikasi plasmid yang mengandung pasangan basa unik, menciptakan organisme pertama yang direkayasa untuk menggunakan alfabet genetik yang diperluas.[44][45] Pada tahun 2012, Jennifer Doudna dan Emmanuelle Charpentier berkolaborasi untuk mengembangkan sistem CRISPR/Cas9,[46][47] teknik yang dapat digunakan untuk dengan mudah dan spesifik mengubah genom dari hampir semua organisme.[48] Rekayasa genetika digunakan untuk menghasilkan benih tanaman yang tahan terhadap penyakit. Pada genom tanaman disisipkan gen yang memiliki kekebalan terhadap penyakit tertentu. Penerapan rekayasa genetika pada tanaman dilakukan pada saat pemberian perlakuan dan pencucian benih.[49] Bioteknologi hutan juga menggunakan rekaya genetika untuk melakukan pemuliaan tanaman hutan melalui teknologi gen dan analisis genom. Penerapan rekayasa genetika dilakukan pada pohon-pohon yang memiliki daun lebar dan daun jarum, seperti poplar, betula, cemara dan eukaliptus. Pengujian pemuliaan tanaman hutan dilakukan di laboratorium, rumah kaca, dan di hutan. Pemuliaan tanaman hutan melalui rekayasa genetika dilakukan untuk mengubah sifat dari lignin, selulosa untuk menanggulangi hama penyakit, fertilitas,dan toleransi terhadap ancaman abiotik. Selain itu, dalam bioenergi, pemuliaan tanaman hutan digunakan untuk tujuan komersial.[50]
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rekayasa_genetika&oldid=19251967" |