3. Penerapan Bioteknologi Modern

Kebutuhan manusia setiap hari mengalami peningkatan, baik kualitas maupun kuantitasnya. Meningkatnya kualis hidup serta nilai-nilai budaya manusia itu sendiri akan mengakibatkan peningkatan kualitas kebutuhannya. Sementara itu, pertambahan jumlah populasi manusia juga akan meningkatkan kuantitas kebutuhan tersebut. Untuk memnuhi kebutuhan manusia tersebut maka berkembanglah suatu kemajuan teknologi baru yang dinamakan GMO (genetically modifed organism). GMO merupakan istilah lain dari organisme hasil rekayasa genetika. Rekayasa geneitika merupakan suatu cara manipulasi gen untuk menghasilkan makhluk hidup sesuai dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen dari suatu organisme ke organisme lainnya. Secara umum, langkah-langkah rekayasa genetika seperti berikut.

1. Menyiapkan fragmen DNA yang akan disisipkan pada DNA organisme tertentu.
2. Menyiapkan vektor (perantara), baik plasmid tau menggunakan virus.
3. Memotong DNA yang akan disisipkan dan menggabungkan dengan vektor
4. Menyisipkan DNA gabungan tersebut pada sel-sel organisme lainnya.
5. Organisme tersebut akan tumbuh menjadi organisme dengan sifat baru sesuai dengan DNA yang disisipkan.

Organisme hasil rekayasa genetika atau organisme transgenik mempunyai sifat khusus diluar sifat aslinya. Berikut adalah contoh-contoh penerapan bioteknologi modern dalam berbagai bidang.

1. Bidang Pertanian dan Peternakan

Susu dapat diolah menjadi berbagai produk pangan dengan bantuan bioteknologi. Produk bioteknologi yang dihasilkan dari bahan susu antara lain adalah yoghurt, keju dan mentega.

1. Tanaman Transgenik

Tanaman transgenik merupakan tanaman yang mengalami perubahan susunan informasi genetika dalam tubuhnya. Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik misalnya membuat tanaman tahan terhadap hama, meningkatkan nilai gizi tanaman, meningkatkan kemampuan tanaman unutk hidup pada lahan yang ekstrem, dan menghambat pelunakan buah. Bagaimana cara pembuatan tanaman transgenik?

Pembuatan tanaman transgenik melalui rekayasa genetika dilakukan dengan menerapkan teknik DNA rekombinan. DNA rekombinan adalah teknik mengubah susunan DNA suatu organisme dengan cara menyisipkan gen asing ke organisme tersebut sehingga diperoleh sifat yang tidak dimiliki sebelumnya. Proses yang berlangsung dalam teknik DNA rekombinan yaitu isolasi DNA, transplantasi gen atau DNA, dan memasukkan DNA ke sel hidup. Contoh tanaman transgenik yaitu padi transgenik, jagung transgenik, tomat transgenik, dan kedelai transgenik.

1. Padi Transgenik


Sumber :news.labsatu.com

Gambar 9. Golden rice (kiri) dan beras biasa (kanan)

Padi merupakan makanan pokok di Indonesia. Oleh karena itu, padi menjadi prioritas utama dalam pemanfaatan bioteknologi. Pemanfaatan bioteknologi tersebut dapat menghasilkan padi transgenik, misalnya padi jenis golden rice yang dikenalkan pada tahun 2001. Padi varietas ini dinamakan golden rice karena bulir padinya berwarna kuning keemasan. Warna kuning keemasan tersebut disebabkan oleh kandungan beta karoten dalam bijinya. Beta karoten (provitamin A) di dalam tubuh akan diubah menjadi vitamin A. Dengan demikian, golden rice dapat digunakan untuk mengatasi defisiensi atau kekurangan vitamin A. Cara pembuatan golden rice dengan mengisolasi gen yang dapat memfasilitasi sintesis beta-karoten, misalnya gen dari bunga bakung (Narcissus pseudonarcissus). Selain itu, untuk melengkapi proses pembentukan beta karoten ditambahkan pula bakteri Erwinia uredovora. Selanjutnya, gen-gen yang mengandung beta karoten seperti gen dari bunga bakung disisipkan ke tanaman padi sehingga padi mampu memproduksi beta karoten berwarna kuning keemasan yang kemudian disebut sebagai golden rice.

2. Jagung Transgenik


Sumber : PWMU.CO

Gambar 10. Jagung Transgenik

Salah satu jenis jagung transgenik yaitu jagung Bt. Jagung Bt merupakan tanaman transgenik yang mempunyai ketahanan terhadap hama. Sifat ketahanan hama tersebut diperoleh dari bakteri Bacillus thuringiensis. Gen delta endotoksin dari bakteri Bacillus thuringiensis tersebut ditransferkan pada tanaman jagung Melalui teknik DNA rekombinan. Selanjutnya, tanaman jagung tersebut akan memproduksi protein delta endotoksin. Protein ini akan bereaksi dengan enzim yang diproduksi oleh hama (serangga). Reaksi ini mengubah enzim tersebut menjadi racun. Apabila ada serangga yang memakan tanaman tersebut akan mengalami keracunan, lalu mati. Dengan demikian, tanaman jagung dapat menghasilkan insektisida alami di dalam tubuhnya

3. Tomat Transgenik


Sumber : Kumparan.com

Gambar 11. Tomat Transgenik

Tomat merupakan tanaman yang sensitif terhadap suhu. Apabila tomat ditanam di dataran rendah yang bersuhu tinggi, buah yang dihasilkan akan sedikit. Tomat adalah salah satu produk hortikultura yang memiliki shelf-life pendek. Oleh karena itu, tomat memiliki umur simpan pendek dan cepat membusuk. Dengan demikian, tomat sulit dipasarkan ke tempat jauh.

Dengan berkembangnya ilmu bioteknologi, terciptalah tomat transgenik yang memiliki daya simpan lebih lama setelah dipetik yaitu itu Tomat flavr savr. Tomat flavr savr merupakan tomat hasil rekayasa genetika yang memiliki shelf-life lama. Tomat tersebut dapat diciptakan dengan menyisipkan gen anti beku ke dalam gen tomat. Gen anti beku tersebut dapat diperoleh dari ikan flounder yaitu jenis ikan di Antartika yang dapat hidup dalam kondisi dingin. Ikan flounder tersebut mempunyai gen antibeku yang dapat menghambat enzim polygalacturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat). Dengan demikian, tomat hasil rekayasa genetika mengandung gen anti beku dari ikan flounder pada setiap selnya. Oleh karena itu, tomat tidak mudah busuk.

4. Kedelai Transgenik


Sumber : Pak tani Digital.com

Gambar 11. Kedelai Transgenik

Kedelai transgenik adalah kedelai yang dikembangkan melalui proses rekayasa genetika. Proses rekayasa genetika tersebut dilakukan dengan menyisipkan gen asing ke dalam tanaman kedelai. Gen yang dimaksud adalah gen yang resisten herbisida, misalnya gen dari bakteri Agrobacterium tumefaciens gen tersebut disisipkan ke dalam tanaman kedelai untuk meningkatkan pembentukan asam oleat. Apabila tanaman tersebut mengandung asam oleat tinggi akan tahan terhadap herbisida glifosat. Dengan demikian, apabila disemprot dengan herbisida tersebut hanya gulma di sekitar kedelai yang akan mati.

2. Hewan Transgenik

Hewan transgenik merupakan hewan yang mengandung sisipan gen asing di dalam genomnya. Penyisipan gen ini menyebabkan terjadinya perubahan fenotipe yang dapat bersifat menyeluruh maupun parsial. Meskipun banyak potensi dan manfaat yang dapat diambil dari hewan transgenik, akan tetapi proses yang dilibatkan dalam pengembangan hewan transgenik di laboratorium berpotensi atau memiliki dampak buruk terhadap masa depan hewan yang dilibatkan. Beberapa contoh hewan transgenik sebagai berikut.

1. Domba Transgenik

Gen manusia yang disebut faktor VIII (Merupakan protein pembeku darah) disisipkan ke dalam DNA domba. berkat penyisipan gen tersebut domba mampu menghasilkan susu yang mengandung faktor VIII yang dapat dimurnikan untuk menolong penderita hemofilia.

2. Sapi Transgenik
1. Sapi Perah dengan Hormon Manusia

Teknologi DNA rekombinan mampu menyisipkan gen laktoferin pada manusia yang memproduksi HLF (Human Lactoferrin) pada sapi perah. Dengan penyisipan ini akan dihasilkan sapi yang mampu memproduksi susu yang mengandung laktoferin. Gen tersebut berperan untuk mengatur kandungan zat besi dalam susu. Sebagai contoh, sapi Herman.

2. Sapi Tahan Penyakit

Sapi dapat terserang penyakit mastitis yaitu penyakit pembengkakan pada kelenjar susu yang disebabkan infeksi bakteri Staphylococcus aureus. Oleh karena itu, para peneliti menggunakan teknologi rekayasa genetika untuk menghasilkan sapi yang resistan terhadap penyakit mastitis. Para peneliti menciptakan sapi transgenik yang mengandung gen dari bakteri Staphylococcus simulans. Bakteri tersebut menghasilkan enzim lysostaphin. Yang mampu membunuh bakteri Staphylococcus aureus. Dengan demikian, akan dihasilkan sapi yang resistant terhadap penyakit mastitis.

3. Bovin Somatotropin (BST)

Teknologi ini dilakukan dengan menyisipkan gen somatotropin sapi pada plasmid Escherichia colli untuk menghasilkan BST. Apabila BST ini ditambahkan pada makanan sapi dapat meningkatkan produksi daging dan susu sapi.

3. Ayam Transgenik

Telur ayam merupakan sumber protein yang murah dan berkualitas tinggi. Namun, beberapa orang menghindari sumber protein ini karena mengandung kolesterol tinggi. Dengan adanya teknologi rekayasa genetika, banyak peneliti yang membuat ayam transgenik. Ayam transgenik tersebut dibuat dengan memodifikasi gen pada ayam yang bertanggungjawab dalam pembentukan kolesterol. Akibat adanya modifikasi tersebut dapat diperoleh telur yang rendah kolesterol.

2. Bidang Kesehatan

Penerapan bioteknologi modern juga dapat diaplikasikan dalam bidang kesehatan, misalnya pada pembuatan insulin, vaksin transgenik dan antibodi monoklonal.

1. Insulin

Insulin merupakan hormon yang diproduksi oleh kelenjar pankreas. Hormon tersebut berfungsi mengatur kadar gula dalam darah. Melalui teknik rekayasa genetika, insulin dapat diproduksi dalam jumlah banyak. Produksi insulin dibuat dengan mencangkokkan gen yang mengkode insulin ke dalam plasmid bakteri. Bakteri dengan DNA rekombinan ini lalu akan membelah diri. Bakteri ini selanjutnya akan memproduksi insulin yang dibutuhkan.

Penyakit yang disebabkan oleh kekurangan hormon insulin dinamakan diabetes melitus. Penyakit tersebut dapat diatasi dengan memberikan suntikan insulin ke dalam tubuh.

2. Vaksin Transgenik

Vaksin adalah siapan antigen yang dimasukkan ke tubuh untuk memicu produksi antibodi sehingga terbentuk sistem kekebalan tubuh. Pembuatan vaksin transgenik dilakukan melalui teknik DNA rekombinan dengan mengisolasi gen yang mengkode senyawa penyebab penyakit (antigen) dari mikrob yang bersangkutan. Gen tersebut lalu disisipkan pada plasmid mikrob yang telah dilemahkan sehingga mikrob ini menjadi tidak berbahaya karena telah dihilangkan bagian yang menimbulkan penyakit, misalnya lapisan lendirnya. Mikrob yang telah disisipi gen tersebut akan membentuk antigen murni. Mikrob ini dapat dibiakkan dalam media kultur sehingga terbentuk antigen murni dalam jumlah yang banyak. Apabila antigen ini disuntikkan ke dalam tubuh manusia, sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi yang berfungsi melawan antigen yang masuk ke dalam tubuh.

3. Antibodi Monoklonal

Pembuatan antibodi monoklonal menggunakan prinsip fusi protoplasma. Fusi protoplasma dilakukan dengan menggabungkan dua sel dari jaringan yang sama atau dari dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Fungsi tersebut menghasilkan sel-sel yang dapat menghasilkan antibodi sekaligus memperbanyak diri secara terus menerus seperti sel kanker yang dinamakan antibodi monoklonal.

Antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil. Dengan demikian, antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mengetahui adanya kehamilan. Antibodi monoklonal juga dimanfaatkan untuk deteksi dini dan membunuh sel kanker.