Top Banner
REKAYASA GENETIK (TEKNOLOGI DNA) Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia. Perkembangan bioteknologi : 1 . Era bioteknologi generasi pertama = bioteknologi sederhana. Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan. Contoh: pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain. 2 . Era bioteknologi generasi kedua. Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril. Contoh: a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat b. pengolahan air limbah c. pembuatan kompos 3 Era bioteknologi generasi ketiga.
36

REKAYASA GENETIK

Jun 26, 2015

Download

Documents

githagigit
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: REKAYASA GENETIK

REKAYASA GENETIK(TEKNOLOGI DNA)

Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa

genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi

kepentingan manusia. Perkembangan bioteknologi :

1

.

Era bioteknologi generasi pertama = bioteknologi sederhana.

Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan

tanaman serta pengawetan makanan.

Contoh: pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.

2.Era bioteknologi generasi kedua.

Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.

Contoh: a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat

b. pengolahan air limbah

c. pembuatan kompos

3.Era bioteknologi generasi ketiga.

Proses dalam kondisi steril.

Contoh: produksi antibiotik dan hormon

4. Era bioteknologi generasi baru=bioteknologi baru=bioteknologi modern.

Contoh : produk insulin, interferon, antibodi monoklonal.

Bioteknologi berkembang sejalan dengan kemajuan ilmu pengetahuan.

Perkembangan dan kemajuan yang dicapai dalam bidang biologi molekular telah

Page 2: REKAYASA GENETIK

melahirkan teknologi rekombinan DNA atau yang dikenal dengan sebutan

rekayasa genetik. Bioteknologi dengan menggunakan rekayasa genetik

digolongkan dalam bioteknologi modern.

Pengertian Rekayasa Genetik

Rekayasa genetik atau DNA rekombinan atau pencangkokan gen adalah

suatu kumpulan teknik-teknik eksperimental yang memungkinkan peneliti untuk

mengisolasi, mengidentifikasi, dan melipatgandakan suatu fragmen DNA dalam

bentuk murninya manipulasi-manipulasi tersebut dilakukan secara in vitro dengan

menggunakan material-material biologi.

Pada dasarnya rekayasa genetik memanipulasi DNA (asam

deoksiribosenuklat). Gen atau pembawa sifat yang bisa diturunkan dalam

mahkluk hidup terdiri dari rantai DNA. Rekayasa genetik menyeleksi gen DNA

dari suatu organisme ke organisme lainnya. Pada awalnya, perkembangan tersebut

hanya antara satu jenis mahkluk hidup, tetapi kini perkembangan sudah

sedemikian maju sehingga bisa dimungkinkan untuk memindahkan gen dari satu

jenis mahkluk hidup ke mahkluk hidup lainnya yang berbeda jenisnya, sebagai

contohnya adalah gen ikan yang hidup di daerah dingin dipindahkan kedalam

tomat untuk mengurangi kerusakan akibat dari pembekuan. Saat ini teknologi

“gunting tempel” gen untuk menciptakan mahkluk sama, bahkan telah mencoba

untuk menciptakan bentuk yang belum pernah ada sebelumnya.

Page 3: REKAYASA GENETIK

Tahapan Dasar Rekayasa Genetik

Teknologi DNA atau rekayasa genetik berdasarkan pada mekanisme yang

terdapat dalam bekteri. Hasi percobaan Lederberg dan Tatum (1946)

menunjukkan bahwa bakteri mempunyai mekanisme seksual. Mekanisme seksual

pada bakteri ini menyebabkan terbentuknya kombinasi pada gen-gen yang berasal

dari dua sel yang berbeda. Jadi mekanisme seksual pada bakteri ini tidak

reproduktif (tidak menghasilkan anak).

Transfer DNA atau perpindahan DNA ke dalam bakteri dapat melalui tiga

cara, yaitu :

1. Konjugasi merupakan perpindahan DNA dari satu sel ke dalam sel bakteri

lainnya melalui kontak fisik antara kedua sel.

2. Transformasi merupakan pengambilan DNA oleh bakteri dari lingkungan

di sekelilingnya.

3. Transduksi merupakan pemindahan DNA dari satu sel ke dalam sel

lainnya melalui perantaraan fage.

Pada awalnya rekayasa genetik dimulai kira-kira pada tahun 1953 melalui

penelitian Dr. Paul Berg dari Stanford University di California, USA, dan usaha

sekelompok peneliti lainnya, yaitu Dr. Stanley Cohen dan Dr. Annie Chang dari

Stanford University, serta Dr. Herbert Boyer dan Dr. Robert Helling dari

University of California di San Fransisco.

Mereka menemukan bahwa bahan-bahan kimia tertentu yang disebut enzim

restriksi endonuklease mampu berfungsi sebagai “gunting molekular”, yaitu dapat

mengenal dan kemudian memotong secara kimiawi tempat-tempat khusus di

Page 4: REKAYASA GENETIK

sepanjang sebuah molekul DNA. Enzim-enzim yang mampu menggunting gen

dari DNA suatu makhluk tersebutternyata mempu memotong tempat-tempat

serupa dalam molekul DNA dari makhluk yang berkaitan.

Penemuan penting lainnya adalah bahwa suatu enzim yang disebut ligase,

dapat menggabungkan potongan DNAyang digunting dari suatu gen dengan

potongan DNA gen lain dari makhluk yang tidak berkaitan. Hibrid yang terbentuk

dengan cara ini disebut DNA rekombinan.

Selama ini, lebih dari 200 enzim restriksi endonuklease telah ditemukan.

Dengan demikian tersedialah beraneka ragam gunting mulekular untuk memotong

gen-gen yang diinginkan dan mencangkokkannya di tempat yang diinginkan. Para

ahli genetika kini dapat membongkar sel-sel bakteri, virus, hewan, dan tanaman

guna mengambil DNA-nya dan memasukkannya ke dalam makhluk lain. Namun

pekerjaan tersebut bukanlah sekedar memotong dan menempel. Sebuah gen harus

diangkut oleh suatu materi genetik khusus yang disebut vektor. Salah satu jenis

vektor yang bermanfaat adalah plasmid. Plasmid adalah molekul DNA sirkuler

kecil yang terdapat di luar kromosom sel bakteri.

Sebuah plasmid berasal dari bakteri. Untaian DNA plasmid yang sirkuler

dipotong dengan enzim restriksi, kemudian fragmen DNA baru disisipkan ke

dalamnya, dan plasmid dikembalikan ke dalam bakteri. Selanjutnya, setiap kali

bakteri tersebut membelah diri menjadi dua, plasmid rekombinan tersebut juga

membelah diri. Oleh karenanya, DNA rekombinan terus membuat klon

(duplikasi) DNA dari dirinya.

Page 5: REKAYASA GENETIK

1. Vektor, berupa plasmid bakteri atau viral DNA virus.

Gbr. Pembuatan plasmid dan mekanisme penyisipan gen

2. Bakteri, berperan dalam perbanyakan plasmid melalui perbanyakan

bakteri.

Gbr. Pemisahan DNA oleh enzim restriksi

Page 6: REKAYASA GENETIK

3. Enzim, terdiri dari enzim RESTRIKSI (pemotong plasmid/DNA) dan enzim LIGASE (penyambung ptongan-potongan DNA)

Gbr. Proses produksi insulin manusia dengan rekayasa genetika

Pemanfaatan Teknologi DNA Rekombinan

Teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika telah melahirkan

revolusi baru dalam berbagai bidang kehidupan manusia, yang dikenal sebagai

revolusi gen. Beberapa contoh dari revolusi gen antara lain adalah kloning, bayi

tabung, kultur jaringan dan organisme transgenik.

1. Kloning

Kloning merupakan teknik penggandaan gen yang menghasilkan turunan

yang sifatnya sama, baik dari segi hereditas maupun penampakannya.

Page 7: REKAYASA GENETIK

Sekitar satu abad lalu, Gregor Mandel merumuskan aturan-aturan

menerangkan pewarisan sifat-sifat biologis. Sifat-sifat organisme yang dapat

diwariskan diatur oleh suatu faktor yang disebut gen, yaitu suatu partikel yang

berada di suatu di dalam sel, tepatnya di dalam kromosom. Gen menjadi dasar

dalam pengembangan penelitian genetika meliputi pemetaan gen, menganalisis

posisi gen pada kromosom. Hasil penelitian telah berkembang baik diketahuinya

DNA sebagai material genetik beserta strukturnya, kode-kode genetik, serta

proses transkripsi dan translasi dapat dijabarkan. Suatu penelitian yang merupakan

revolusi dalam biologi modern adalah setelah munculnya metode teknologi DNA

rekombinasi atau rekayasa genetika yang inti prosesnya adalah kloning gen, yaitu

suatu prosedur untuk memperoleh replika yang dapat sama dari sel atau organisme

tunggal.

Ada beberapa langkah dasar dalam kloning gen yaitu sebagai berikut:

Suatu fragmen DNA yang mengandung gen yang akan di-klon

diinsersikan pada molekul DNA sirkular yang disebut sektor untuk

menghasilkan chimoera atau molekul DNA rekombiner.

Vektor bertindak sebagai wahana yang membawa gen masuk kedalam sel

tuan rumah (host) yang biasanya berupa bakteri, walau pun sel-sel jenis

lain dapat digunakan.

Elemen di dalam sel host, vektor mengadakan replikasi menghasilkan

banyak turunan identik, baik vektornya sendiri maupun gen yang

dibawanya.

Page 8: REKAYASA GENETIK

Elemen ketika sel host membelah, duplikasi molekul DNA rekombinasi

diwariskan pada progeni dan terjadi replikasi vektor selanjutnya.

Elemen setelah terjadi sejumlah besar pembelahan sel, maka dihasilkan

koloni atau klonsel host yang identik. Tiap-tiap sel dalam klon

mengandung satu duplikat atau lebih molekul DNA rekombinasi dengan

demikian dikatakan bahwa gen yang dibawa oleh molekul rekombinasi

telah diklon.

Komponen penting dalam eksperimen kloning gen adalah wahana yang

membawa gen masuk sel tuan rumah dan bertanggung jawab atas replikasinya.

Untuk dapat bertindak sebagai wahana suatu molekul DNA harus mampu

memasuki sel tuan rumah serta dapat mengadakan replikasi untuk menghasilkan

kopi dalam jumlah besar. Dua jenis molekul DNA alamiah yang memenuhi

persyaratan tersebut adalah:

Plasmid, merupakan molekul DNA sirkuler yang terdapat dalam bakteri

dan berbagai organisme lain. Plasmid dapat melakukan replikasi dengan

tidak tergantung pada kromosom sel tuan rumah.

Krimosom virus, terutama bakteriofog, yaitu virus yang harus menginfeksi

bakteri pada waktu infeksi molekul DNA bakteriofog diinfeksikan ke

dalam sel tuan rumah, dan kemudian DNA ini mengalami replikasi.

Molekul DNA plasmid dan bakteriofog mempunyai sifat-sifat dasar yang

ditentukan sebagai wahana kloning, namun sifat ini tidak berguna tanpa adanya

tehnik-tehnik eksperimen untuk manipulasi molekul DNA di dalam laboratorium.

Page 9: REKAYASA GENETIK

Ketrampilan dasar untuk melakukan kloning secara sederhana adalah:

Preperasi sampel DNA murni

Pemotongan DNA murni

Analisis ukuran fragmen DNA

Penggolongan molekul DNA

Memasukan molekul DNA ke dalam sel tuan rumah

Identifikasi sel yang mengandung molekul DNA rekombinasi.

2. Bayi Tabung

Bayi tabung atau pembuahan in vitro (bahasa Inggris: in vitro fertilisation)

adalah sebuah teknik pembuahan dimana sel telur (ovum) dibuahi di luar tubuh

wanita. Bayi tabung adalah salah satu metode untuk mengatasi masalah kesuburan

ketika metode lainnya tidak berhasil. Prosesnya terdiri dari mengendalikan proses

ovulasi secara hormonal, pemindahan sel telur dari ovarium dan pembuahan oleh

sel sperma dalam sebuah medium cair.

Bayi tabung merupakan bayi hasil konsepsinya (dari pertemuan antara sel

telur dan sperma) yang dilakukan dalam sebuah tabung yang dipersiapkan

sedemikian rupa di laboratorium.

Didalam laboratorium tabung tersebut dibuat sedemikian rupa sehingga

menyerupai  dengan tempat pembuahannya yang asli yaitu rahim ibu atau wanita.

Dibuat sedemikian rupa sehingga temperatur dan situasinya persis sama dengan

aslinya.

Page 10: REKAYASA GENETIK

  Prosesnya mula-mula dengan suatu alat khusus semacam alat untuk

laparoskopi dilakukan pengambilan sel telur dari wanita yang baru saja

mengalami ovulasi. Kemudian sel telur yang diambil tadi  dibuahi dengan sperma

yang sudah dipersiapkan dalam tabung yang suasananya dibuat persis seperti

dalam rahim.

Setelah pembuahan hasil konsepsi tersebut dipelihara beberapa saat dalam

tabung tadi sampai pada suatu saat tertentu akan dicangkokan ke dalam rahim

wanita tersebut. Selanjutnya diharapkan embrio itu akan tumbuh sebagaimana

layaknya di dalam rahim wanita dan wanita tersebut akan mengalami kehamilan,

perkembangan selama kehamilan seperti wanita hamil pada umumnya.

Teknologi ini dirintis oleh P.C Steptoe dan R.G Edwards pada tahun 1977.

3. Kultur Jaringan

Kultur jaringan atau biakan jaringan merupakan teknik pemeliharaan

jaringan atau bagian dari individu secara buatan (artifisial). Yang dimaksud secara

buatan adalah dilakukan di luar individu yang bersangkutan. Karena itu teknik ini

sering kali disebut kultur in vitro, sebagai lawan dari in vivo. Dikatakan in vitro

(bahasa Latin, berarti "di dalam kaca") karena jaringan dibiakkan di dalam tabung

inkubasi atau cawan Petri dari kaca atau material tembus pandang lainnya. Kultur

jaringan secara teoretis dapat dilakukan untuk semua jaringan, baik dari tumbuhan

maupun hewan (termasuk manusia) namun masing-masing jaringan memerlukan

komposisi media tertentu.

Page 11: REKAYASA GENETIK

Pelaksanaan teknik ini memerlukan berbagai prasyarat untuk mendukung

kehidupan jaringan yang dibiakkan. Yang paling esensial adalah wadah dan media

tumbuh yang steril. Media adalah tempat bagi jaringan untuk tumbuh dan

mengambil nutrisi yang mendukung kehidupan jaringan. Media tumbuh

menyediakan berbagai bahan yang diperlukan jaringan untuk hidup dan

memperbanyak dirinya. Ada dua penggolongan media tumbuh: media padat dan

media cair. Media padat pada umumnya berupa padatan gel, seperti agar. Nutrisi

dicampurkan pada agar. Media cair adalah nutrisi yang dilarutkan di air. Media

cair dapat bersifat tenang atau dalam kondisi selalu bergerak, tergantung

kebutuhan.

Teori dasar dari kultur in vitro ini adalah Totipotensi.Teori ini mempercayai

bahwa setiap bagian tanaman dapat berkebang biak.karena seluruh bagian

tanaman terdiri atas jaringan - jaringan hidup.

4. Organisme Transgenik

Teknologi DNA rekombinan dapat menghasilkan organisme transgenik atau

organisme hasil modifikasi genetik (OHMG), yang dalam bahasa Inggris disebut

dengan genetically modified organism (GMO). Namun, sering kali pula aplikasi

teknologi DNA rekombinan bukan berupa pemanfaatan langsung organisme

transgeniknya, melainkan produk yang dihasilkan oleh organisme transgenik.

Dewasa ini cukup banyak organisme transgenik atau pun produknya yang dikenal

oleh kalangan masyarakat luas. Beberapa di antaranya bahkan telah digunakan

Page 12: REKAYASA GENETIK

untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Berikut ini akan dikemukakan

beberapa contoh pemanfaatan organisme transgenik dan produk yang

dihasilkannya dalam berbagai bidang kehidupan manusia.

1.      Pertanian dan Peternakan

Aplikasi teknologi DNA rekombinan di bidang pertanian berkembang pesat

dengan dimungkinkannya transfer gen asing ke dalam tanaman dengan bantuan

bakteri Agrobacterium tumefaciens. Melalui cara ini telah berhasil diperoleh

sejumlah tanaman transgenik seperti tomat dan tembakau dengan sifat-sifat yang

diinginkan, misalnya perlambatan kematangan buah dan resistensi terhadap hama

dan penyakit tertentu.

Pada tahun 1996 luas areal untuk tanaman transgenik di seluruh dunia telah

mencapai 1,7 ha, dan tiga tahun kemudian meningkat menjadi hampir 40 juta ha.

Negara- negara yang melakukan penanaman tersebut antara lain Amerika Serikat

(28,7 juta ha), Argentina (6,7 juta ha), Kanada (4 juta ha), Cina (0,3 juta ha),

Australia (0,1 juta ha), dan Afrika Selatan (0,1 juta ha). Indonesia sendiri pada

tahun 1999 telah mengimpor produk pertanian tanaman pangan transgenik berupa

kedelai sebanyak 1,09 juta ton, bungkil kedelai 780.000 ton, dan jagung 687.000

ton. Pengembangan tanaman transgenik di Indonesia meliputi jagung (Jawa

Tengah), kapas (Jawa Tengah dan Sulawesi Selatan), kedelai, kentang, dan padi

(Jawa Tengah). Sementara itu, tanaman transgenik lainnya yang masih dalam

tahap penelitian di Indonesia adalah kacang tanah, kakao, tebu, tembakau, dan ubi

jalar.

Page 13: REKAYASA GENETIK

Di bidang peternakan hampir seluruh faktor produksi telah tersentuh oleh

teknologi DNA rekombinan, misalnya penurunan morbiditas penyakit ternak serta

perbaikan kualitas pakan dan bibit. Vaksin-vaksin untuk penyakit mulut dan kuku

pada sapi, rabies pada anjing, blue tongue pada domba, white-diarrhea pada babi,

dan fish-fibrosis pada ikan telah diproduksi menggunakan teknologi DNA

rekombinan. Di samping itu, juga telah dihasilkan hormon pertumbuhan untuk

sapi (recombinant bovine somatotropine atau rBST), babi (recombinant porcine

somatotropine atau rPST), dan ayam (chicken growth hormone). Penemuan ternak

transgenik yang paling menggegerkan dunia adalah ketika keberhasilan kloning

domba Dolly diumumkan pada tanggal 23 Februari 1997.

Pada dasarnya rekayasa genetika di bidang pertanian bertujuan untuk

menciptakan ketahanan pangan suatu negara dengan cara meningkatkan produksi,

kualitas, dan upaya penanganan pascapanen serta prosesing hasil pertanian.

Peningkatkan produksi pangan melalui revolusi gen ini ternyata memperlihatkan

hasil yang jauh melampaui produksi pangan yang dicapai dalam era revolusi

hijau. Di samping itu, kualitas gizi serta daya simpan produk pertanian juga dapat

ditingkatkan sehingga secara ekonomi memberikan keuntungan yang cukup nyata.

Adapun dampak positif yang sebenarnya diharapkan akan menyertai penemuan

produk pangan hasil rekayasa genetika adalah terciptanya keanekaragaman hayati

yang lebih tinggi. 

2.      Perkebunan, Kehutanan, dan Florikultur

Perkebunan kelapa sawit transgenik dengan minyak sawit yang kadar

karotennya lebih tinggi saat ini mulai dirintis pengembangannya. Begitu pula,

Page 14: REKAYASA GENETIK

telah dikembangkan perkebunan karet transgenik dengan kadar protein lateks

yang lebih tinggi dan perkebunan kapas transgenik yang mampu menghasilkan

serat kapas berwarna yang lebih kuat.

Di bidang kehutanan telah dikembangkan tanaman jati transgenik, yang

memiliki struktur kayu lebih baik. Sementara itu, di bidang florikultur antara lain

telah diperoleh tanaman anggrek transgenik dengan masa kesegaran bunga yang

lama. Demikian pula, telah dapat dihasilkan beberapa jenis tanaman bunga

transgenik lainnya dengan warna bunga yang diinginkan dan masa kesegaran

bunga yang lebih panjang.

Sentuhan teknologi DNA rekombinan pada florikultur antara lain dilakukan

dengan mengisolasi dan memanipulasi gen biru dan gen etilen biru sesuai dengan

tujuan yang dikehendaki. Di Amerika Serikat dan Eropa bibit violet carnation

akan diproduksi melalui teknik rekayasa genetika. Bibit violet carnation

transgenik ini disebut dengan moonshadow. Bunga moonshadow memiliki sangat

sedikit benang sari, dan bahkan sesudah dipotong bunga tidak mempunyai benang

sari lagi sehingga kemungkinan perpindahan gen ke tanaman lain dapat dicegah.

3.      Kesehatan

Di bidang kesehatan, rekayasa genetika terbukti mampu menghasilkan

berbagai jenis obat dengan kualitas yang lebih baik sehingga memberikan harapan

dalam upaya penyembuhan sejumlah penyakit di masa mendatang. Bahan-bahan

untuk mendiagnosis berbagai macam penyakit dengan lebih akurat juga telah

dapat dihasilkan. 

Page 15: REKAYASA GENETIK

Teknik rekayasa genetika memungkinkan diperolehnya berbagai produk

industri farmasi penting seperti insulin, interferon, dan beberapa hormon

pertumbuhan dengan cara yang lebih efisien. Hal ini karena gen yang bertanggung

jawab atas sintesis produk-produk tersebut diklon ke dalam sel inang bakteri

tertentu yang sangat cepat pertumbuhannya dan hanya memerlukan cara kultivasi

biasa.

Berbagai macam vaksin juga telah diproduksi menggunakan teknik rekayasa

genetika, misalnya vaksin herpes, vaksin hepatitis B, vaksin lepra, vaksin malaria,

dan vaksin kolera. Kecuali vaksin kolera, vaksin-vaksin tersebut dapat diproduksi

dengan lebih efisien dan dalam jumlah yang lebih besar daripada produksi secara

konvensional. Penggunaan vaksin malaria sangat diperlukan karena banyak

nyamuk malaria yang saat ini sudah resisten terhadap DDT.

Contoh lain kontribusi potensial rekayasa genetika di bidang kesehatan yang

hingga kini masih menjadi tantangan besar bagi para peneliti dari kalangan

kedokteran dan ahli biologi molekuler adalah upaya terapi gen untuk mengatasi

penyakit-penyakit seperti kanker dan sindrom hilangnya kekebalan bawaan atau

acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). Begitu juga, berkembangnya

resistensi bakteri patogen terhadap antibiotik masih membuka peluang penelitian

rekayasa genetika di bidang kesehatan.

4.      Lingkungan

Rekayasa genetika ternyata sangat berpotensi untuk diaplikasikan dalam

upaya penyelamatan keanekaragaman hayati, bahkan dalam bioremidiasi

lingkungan yang sudah terlanjur rusak. Dewasa ini berbagai strain bakteri yang

Page 16: REKAYASA GENETIK

dapat digunakan untuk membersihkan lingkungan dari bermacam-macam faktor

pencemaran telah ditemukan dan diproduksi dalam skala industri. Sebagai contoh,

sejumlah pantai di salah satu negara industri dilaporkan telah tercemari oleh

metilmerkuri yang bersifat racun keras baik bagi hewan maupun manusia

meskipun dalam konsentrasi yang kecil sekali. Detoksifikasi logam air raksa

(merkuri) organik ini dilakukan menggunakan tanaman Arabidopsis thaliana

transgenik yang membawa gen bakteri tertentu yang dapat menghasilkan produk

untuk mendetoksifikasi air raksa organik.

5.       Industri

Pada industri pengolahan pangan, misalnya pada pembuatan keju, enzim

renet yang digunakan juga merupakan produk organisme transgenik. Hampir 40%

keju keras (hard cheese) yang diproduksi di Amerika Serikat menggunakan enzim

yang berasal dari organisme transgenik. Demikian pula, bahan-bahan food

additive seperti penambah cita rasa makanan, pengawet makanan, pewarna

pangan, pengental pangan, dan sebagainya saat ini banyak menggunakan produk

organisme transgenik.

Permasalahan dalam Pemanfaatan Produk Teknologi DNA Rekombinan

Meskipun terlihat begitu besar memberikan manfaat dalam berbagai bidang

kehidupan manusia, produk teknologi DNA rekombinan (organisme transgenik

beserta produk yang dihasilkannya) telah memicu sejumlah perdebatan yang

menarik sekaligus kontroversial apabila ditinjau dari berbagai sudut pandang.

Page 17: REKAYASA GENETIK

Kontroversi pemanfaatan produk rekayasa genetika antara lain dapat dilihat dari

aspek sosial, ekonomi, kesehatan, dan lingkungan.

Aspek sosial

1.       Aspek agama

Penggunaan gen yang berasal dari babi untuk memproduksi bahan makanan

dengan sendirinya akan menimbulkan kekhawatiran di kalangan pemeluk agama

Islam. Demikian pula, penggunaan gen dari hewan dalam rangka meningkatkan

produksi bahan makanan akan menimbulkan kekhawatiran bagi kaum vegetarian,

yang mempunyai keyakinan tidak boleh mengonsumsi produk hewani. Sementara

itu, kloning manusia, baik parsial (hanya organ-organ tertentu) maupun

seutuhnya, apabila telah berhasil menjadi kenyataan akan mengundang

kontroversi, baik dari segi agama maupun nilai-nilai moral kemanusiaan

universal. Demikian juga,  xenotransplantasi (transplantasi organ hewan ke tubuh

manusia) serta kloning stem cell dari embrio manusia untuk kepentingan medis

juga dapat dinilai sebagai bentuk pelanggaran terhadap norma agama.

2.       Aspek etika dan estetika

Penggunaan bakteri E coli sebagai sel inang bagi gen tertentu yang akan

diekspresikan produknya dalam skala industri, misalnya industri pangan, akan

terasa menjijikkan bagi sebagian masyarakat yang hendak mengonsumsi pangan

tersebut. Hal ini karena E coli merupakan bakteri yang secara alami menghuni

kolon manusia sehingga pada umumnya diisolasi dari tinja manusia.

Page 18: REKAYASA GENETIK

Aspek ekonomi

Berbagai komoditas pertanian hasil rekayasa genetika telah memberikan

ancaman persaingan serius terhadap komoditas serupa yang dihasilkan secara

konvensional. Penggunaan tebu transgenik mampu menghasilkan gula dengan

derajad kemanisan jauh lebih tinggi daripada gula dari tebu atau bit biasa. Hal ini

jelas menimbulkan kekhawatiran bagi masa depan pabrik-pabrik gula yang

menggunakan bahan alami. Begitu juga, produksi minyak goreng canola dari

tanaman rapeseeds transgenik dapat berpuluh kali lipat bila dibandingkan dengan

produksi dari kelapa atau kelapa sawit sehingga mengancam eksistensi industri

minyak goreng konvensional. Di bidang peternakan, enzim yang dihasilkan oleh

organisme transgenik dapat memberikan kandungan protein hewani yang lebih

tinggi pada pakan ternak sehingga mengancam keberadaan pabrik-pabrik tepung

ikan, tepung daging, dan tepung tulang.

Aspek kesehatan

1.      Potensi toksisitas bahan pangan

Dengan terjadinya transfer genetik di dalam tubuh organisme transgenik

akan muncul bahan kimia baru yang berpotensi menimbulkan pengaruh toksisitas

pada bahan pangan. Sebagai contoh, transfer gen tertentu dari ikan ke dalam

tomat, yang tidak pernah berlangsung secara alami, berpotensi menimbulkan

risiko toksisitas yang membahayakan kesehatan. Rekayasa genetika bahan pangan

dikhawatirkan dapat mengintroduksi alergen atau toksin baru yang semula tidak

pernah dijumpai pada bahan pangan konvensional. Di antara kedelai transgenik,

Page 19: REKAYASA GENETIK

misalnya, pernah dilaporkan adanya kasus reaksi alergi yang serius. Begitu pula,

pernah ditemukan kontaminan toksik dari bakteri transgenik yang digunakan

untuk menghasilkan pelengkap makanan (food supplement) triptofan.

Kemungkinan timbulnya risiko yang sebelumnya tidak pernah terbayangkan

terkait dengan akumulasi hasil metabolisme tanaman, hewan, atau

mikroorganisme yang dapat memberikan kontribusi toksin, alergen, dan bahaya

genetik lainnya di dalam pangan manusia.

Beberapa organisme transgenik telah ditarik dari peredaran karena terjadinya

peningkatan kadar bahan toksik. Kentang Lenape (Amerika Serikat dan Kanada)

dan kentang Magnum Bonum (Swedia) diketahui mempunyai kadar glikoalkaloid

yang tinggi di dalam umbinya. Demikian pula, tanaman seleri transgenik

(Amerika Serikat) yang resisten terhadap serangga ternyata memiliki kadar

psoralen, suatu karsinogen, yang tinggi.

2.      Potensi menimbulkan penyakit/gangguan kesehatan

WHO pada tahun 1996 menyatakan bahwa munculnya berbagai jenis bahan

kimia baru, baik yang terdapat di dalam organisme transgenik maupun produknya,

berpotensi menimbulkan penyakit baru atau pun menjadi faktor pemicu bagi

penyakit lain. Sebagai contoh, gen aad yang terdapat di dalam kapas transgenik

dapat berpindah ke bakteri penyebab kencing nanah (GO), Neisseria gonorrhoeae.

Akibatnya, bakteri ini menjadi kebal terhadap antibiotik streptomisin dan

spektinomisin. Padahal, selama ini hanya dua macam antibiotik itulah yang dapat

mematikan bakteri tersebut. Oleh karena itu, penyakit GO dikhawatirkan tidak

Page 20: REKAYASA GENETIK

dapat diobati lagi dengan adanya kapas transgenik. Dianjurkan pada wanita

penderita GO untuk tidak memakai pembalut dari bahan kapas transgenik.

Contoh lainnya adalah karet transgenik yang diketahui menghasilkan lateks

dengan kadar protein tinggi sehingga apabila digunakan dalam pembuatan sarung

tangan dan kondom, dapat diperoleh kualitas yang sangat baik. Namun, di

Amerika Serikat pada tahun 1999 dilaporkan ada sekitar 20 juta penderita alergi

akibat pemakaian sarung tangan dan kondom dari bahan karet transgenik.

Selain pada manusia, organisme transgenik juga diketahui dapat

menimbulkan penyakit pada hewan. A. Putzai di Inggris pada tahun 1998

melaporkan bahwa tikus percobaan yang diberi pakan kentang transgenik

memperlihatkan gejala kekerdilan dan imunodepresi. Fenomena yang serupa

dijumpai pada ternak unggas di Indonesia, yang diberi pakan jagung pipil dan

bungkil kedelai impor. Jagung dan bungkil kedelai tersebut diimpor dari negara-

negara yang telah mengembangkan berbagai tanaman transgenik sehingga diduga

kuat bahwa kedua tanaman tersebut merupakan tanaman transgenik.

Aspek lingkungan

1.      Potensi erosi plasma nutfah

Penggunaan tembakau transgenik telah memupus kebanggaan Indonesia

akan tembakau Deli yang telah ditanam sejak tahun 1864. Tidak hanya plasma

nutfah tanaman, plasma nutfah hewan pun mengalami ancaman erosi serupa.

Sebagai contoh, dikembangkannya tanaman transgenik yang mempunyai gen

dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan kematian

Page 21: REKAYASA GENETIK

larva spesies kupu-kupu raja (Danaus plexippus) sehingga dikhawatirkan akan

menimbulkan gangguan keseimbangan ekosistem akibat musnahnya plasma

nutfah kupu-kupu tersebut. Hal ini terjadi karena gen resisten pestisida yang

terdapat di dalam jagung Bt dapat dipindahkan kepada gulma milkweed (Asclepia

curassavica) yang berada pada jarak hingga 60 m darinya. Daun gulma ini

merupakan pakan bagi larva kupu-kupu raja sehingga larva kupu-kupu raja yang

memakan daun gulma milkweed yang telah kemasukan gen resisten pestisida

tersebut akan mengalami kematian. Dengan demikian, telah terjadi kematian

organisme nontarget, yang cepat atau lambat dapat memberikan ancaman bagi

eksistensi plasma nutfahnya.

2.      Potensi pergeseran gen

Daun tanaman tomat transgenik yang resisten terhadap serangga

Lepidoptera setelah 10 tahun ternyata mempunyai akar yang dapat mematikan

mikroorganisme dan organisme tanah, misalnya cacing tanah. Tanaman tomat

transgenik ini dikatakan telah mengalami pergeseran gen karena semula hanya

mematikan Lepidoptera tetapi kemudian dapat juga mematikan organisme

lainnya. Pergeseran gen pada tanaman tomat transgenik semacam ini dapat

mengakibatkan perubahan struktur dan tekstur tanah di areal pertanamannya.

3.      Potensi pergeseran ekologi

Organisme transgenik dapat pula mengalami pergeseran ekologi. Organisme

yang pada mulanya tidak tahan terhadap suhu tinggi, asam atau garam, serta tidak

dapat memecah selulosa atau lignin, setelah direkayasa berubah menjadi tahan

Page 22: REKAYASA GENETIK

terhadap faktor-faktor lingkungan tersebut. Pergeseran ekologi organisme

transgenik dapat menimbulkan gangguan lingkungan yang dikenal sebagai

gangguan adaptasi. 

Tanaman transgenik dapat menghasilkan protease inhibitor di dalam sari

bunga sehingga lebah madu tidak dapat membedakan bau berbagai sari bunga.

Hal ini akan mengakibatkan gangguan ekosistem lebah madu di samping juga

terjadi gangguan terhadap madu yang diproduksi.

4.      Potensi terbentuknya barrier species

Adanya mutasi pada mikroorganisme transgenik menyebabkan terbentuknya

barrier species yang memiliki kekhususan tersendiri. Salah satu akibat yang dapat

ditimbulkan adalah terbentuknya superpatogenitas pada mikroorganisme.

5.      Potensi mudah diserang penyakit

Tanaman transgenik di alam pada umumnya mengalami kekalahan

kompetisi dengan gulma liar yang memang telah lama beradaptasi terhadap

berbagai kondisi lingkungan yang buruk. Hal ini mengakibatkan tanaman

transgenik berpotensi mudah diserang penyakit dan lebih disukai oleh serangga.

Sebagai contoh, penggunaan tanaman transgenik yang resisten terhadap

herbisida akan mengakibatkan peningkatan kadar gula di dalam akar. Akibatnya,

akan makin banyak cendawan dan bakteri yang datang menyerang akar tanaman

tersebut. Dengan perkataan lain, terjadi peningkatan jumlah dan jenis

mikroorganisme yang menyerang tanaman transgenik tahan herbisida. Jadi,

tanaman transgenik tahan herbisida justru memerlukan penggunaan pestisida yang

Page 23: REKAYASA GENETIK

lebih banyak, yang dengan sendirinya akan menimbulkan masalah tersendiri bagi

lingkungan.