REKAYASA GENETIKA

APA ITU REKAYASA GENETIK

• Rekayasa genetik adalah proses mengidentifikasi dan mengisolasi DNA dari suatu sel hidup atau mati dan memasukkannya dalam sel hidup lainnya.
• Sebelum dimasukkan, materi genetik tersebut dapat direkayasa di laboratorium.
• Sering pula dsebut dengan Teknik DNA Rekombinan /Teknik Plasmid/Transplantasi Gen /Penyisipan gen atau gampangnya teknik Gunting Tempel

REKAYASA GENETIK

• Dimulai sekitar 50 tahun yang lalu
• Diawali oleh: Dr. Paul Berg, Dr. Stanley Cohen, Dr. Anie Chang, Dr. Herbert Boyer, Dr. Robert Helling
• Mereka menemukan enzim restriksi endonuklease yang berfungsi sebagai “gunting molekuler” yang dapat mengenal dan memotong secara kimia tempat-tempat khusus sepanjang molekul DNA dan juga enzim Ligase yang berperan dalam menyatukan menempelkan potongan gen untuk disisipkan

• Setelah proses rekayasa genetik berhasil, DNA yang baru tergabung secara permanen dalam kromosom sel baru, dan tampak pula dalam DNA sel-sel keturunannya.
• Bagaimana para ilmuwan melakukan rekayasa genetik? Mereka menggunakan teknologi DNA rekombinan

APA ITU DNA REKOMBINAN

• Metode mengisolasi, memanipulasi, menggandakan, memotong, dan menggabungkan urutan DNA yang teridentifikasi secara keseluruhan yang disebut teknologi penggabungan DNA atau DNA rekombinan.

TEKNIK DNA REKOMBINAN

• Teknik mengisolasi DNA
• Teknik memotong DNA
• Teknik menggabung/ menyambung DNA
• Teknik memasukan DNA kedalam sel hidup (vektor)
• Vektor berkembang dengan sisipan DNA yang direkayasa

MEKANISME SEKSUAL BAKTERI

• Mekanisme seksual bakteri merupakan pertukaran DNA atau gen dari satu sel ke sel lainya
• Jadi mekanisme seksual bakteri tidak bersifat reproduktif (tidak menghasilkan anak atau zuriat)

CARA PEMINDAHAN DNA

• Konjugasi: pemindahan DNA dalam sel bakteri melalui kontak fisik antar kedua sel
• Transformasi: pengambilan DNA oleh bakteri dari lingkungan sekelilingnya
• Transduksi: pemindahan DNA dari satu sel ke sel lainya melalui perantara

PERANGKAT BAKTERI

• Enzim restriksi: untuk memotong DNA
• Enzim DNA ligase: untuk menyambung DNA
• Plasmid: vektor untuk mengklon gen atau fragmen atau mengubah sifat bakteri
• Transposon: untuk mutagenesis dan menyisipkan penanda

• Pustaka Genom: menyimpan gen atau fragmen DNA yg telah diklon
• Enzim transkripsi balik: membuat DNA berdasarkan RNA
• Pelacak DNA/RNA: untuk mendeteksi gen/fragmen DNA yg diinginkan atau mendeteksi klon yg benar

CARA MENEMUKAN LETAK GEN

• Dengan perunut DNA, yaitu suatu molekul DNA utas tunggal yang relatif pendek yang merupakan pasangan dari sekuen gen yang dikehendaki.
• Dengan kata lain, jika segmen dari gen yang diinginkan tersebut diketahui adalah AGTTCG, maka segmen pasangan dari DNA perunut akan menjadi TCAAGC

CARA MENYISIPKAN GEN

• Jika kita ingin memasukkan suatu gen manusia ke dalam sel lain, gen perlu diisolasi, sehingga dapat disisipkan dalam sel baru.
• Contoh: gen insulin manusia diisolasi kemudian digabungkan dalam sel bakteri E. coli selanjutnya gen yang disisipkan tersebut menyebabkan sel bakteri memproduksi protein insulin manusia, yang dapat diberikan pada penderita diabetes

Gambar Rekayasa Genetik

1. Penyiapan molekul DNA kromosom yang mengandung gen yang akan di-kloning.
2. Pemotongan molekul DNA kromosom, untuk memperkecil ukurannya serta analisa ukuran hasil pemotongan. Pemotongan ini diatur sedemikian hingga fragment molekul DNA (gen) yang dikehendaki tidak terpotong.
3. Peng-insersi-an Fragment DNA yang mengandung suatu gen yang akan diklon ke suatu molekul DNA sirkular (disebut dengan vektor) untuk menghasilkan suatu molekul DNA rekombinan (chimaera).
4. Bagaimana memasukkan (insersi/transformasi) molekul DNA rekombinan kedalam sel inang (host cell), umumnya bakteri atau sel hidup lainnya.
5. Bagaimana menumbuhkan sel hasil transformasi pada suatu medium untuk dapat diseleksi lebih lanjut nantinya.
6. Bagaimana vektor dengan gen terinsersi (molekul DNA Rekombinan) menggandakan diri menghasilkan sejumlah kopi yang sama.
7. Bagaimana sel inang membelah diri dan tentunya dengan mengkopi juga seluruh molekul DNA rekombinan yang ada di dalam sel-nya.
8. Setelah sejumlah kali ulangan pembelahan, suatu koloni, atau klon dengan kandungan molekul DNA rekombinan yang sama akan dihasilkan.
9. Setelah itu bagaimana memilih diantara koloni-koloni sel yang tumbuh, 1 atau lebih yang mengandung DNA rekombinan yang dimaksud.
10. Bagaimana mendapatkan (mengisolasi) DNA rekombinan dari sel pembawanya untuk diteliti lebih lanjut semisal ditentukan urutan DNA-nya, dan untuk di-insersi-kan ke dalam vektor ekspresi sehingga dapat diproduksi lebih banyak.

Menurut Brown (1990) setidaknya ada 6 hal dasar yang harus difahami dan dikuasai untuk melakukan kegiatan eksperimen kloning gen, yang meliputi :

1. Penyiapan sampel DNA kromosom murni
2. Pemotongan molekul DNA
3. Analisa ukuran fragment DNA hasil pemotongan
4. Penggabungan molekul DNA dengan vektor untuk menghasilkan molekul DNA rekombinan
5. Pengenalan (insersi) DNA ke dalam sel host

MANFAAT REKAYASA GENETIK

1. Pembuatan insulin manusia dari bakteri ( Sel pancreas yang mempu mensekresi Insulin digunting , potongan DNA itu disisipkan ke dalam Plasmid bakteri ) DNA rekombinan yang terbentuk menyatu dengan Plsmid diinjelsikan lagi ke vektor , jika hidup segera di kembang biaakan)
2. Terapi gen
3. Pembuatan antibiotik, vaksin
4. Pembuatan serum
5. Kloning
6. Semangka tanpa biji
7. Padi tahan wereng