Selasa, 20 Oktober 2009

Tanaman Sebagai Rekayasa Genetika

Pengertian Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika (Ing. genetic engineering) dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan. Masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik genetika molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.
Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.
Ilmu terapan ini dapat dianggap sebagai cabang biologi maupun sebagai ilmu-ilmu rekayasa (keteknikan). Dapat dianggap, awal mulanya adalah dari usaha-usaha yang dilakukan untuk menyingkap material yang diwariskan dari satu generasi ke generasi yang lain. Ketika orang mengetahui bahwa kromosom adalah material yang membawa bahan terwariskan itu (disebut gen) maka itulah awal mula ilmu ini. Tentu saja, penemuan struktur DNA menjadi titik yang paling pokok karena dari sinilah orang kemudian dapat menentukan bagaimana sifat dapat diubah dengan mengubah komposisi DNA, yang adalah suatu polimer bervariasi.
Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) DNA (diawali dari penemuan operon laktosa pada prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling). Sejalan dengan penemuan-penemuan penting itu, perkembangan di bidang biostatistika, bioinformatika dan robotika/automasi memainkan peranan penting dalam kemajuan dan efisiensi kerja bidang ini.

Rekayasa Genetika tanaman

Sekira 20 produk pertanian hasil modifikasi genetik telah beredar di pasaran Amerika, Kanada, bahkan Asia Tenggara. Dalam enam tahun ke depan, berbagai perusahaan telah menyiapkan 26 produk lainnya, mulai dari kedelai, jagung, kapas, padi hingga stroberi. Dari yang tahan hama, herbisida, jamur hingga pematangan yang dapat ditunda.
Pada dasarnya prinsip pemuliaan tanaman, baik yang modern melalui penyinaran untuk menghasilkan mutasi maupun pemuliaan tradisional sejak zaman Mendel, adalah sama, yakni pertukaran materi genetik. Baik seleksi tanaman secara konvensional maupun rekayasa genetika, keduanya memanipulasi struktur genetika tanaman untuk mendapatkan kombinasi sifat keturunan (unggul) yang diinginkan.
Bedanya, pada zaman Mendel, kode genetik belum terungkap. Proses pemuliaan dilakukan dengan ”mata tertutup” sehingga sifat-sifat yang tidak diinginkan kembali bermunculan di samping sifat yang diharapkan. Cara konvensional tidak mempunyai ketelitian pemindahan gen. Sedangkan pada new biotechnology pemindahan gen dapat dilakukan lebih presisi dengan bantuan bakteri, khususnya sekarang dengan dikembangkannya metode-metode DNA rekombinan.

Varietas baru

Apa yang ingin dilakukan oleh para ahli genetika ialah memasukkan gen-gen spesifik tunggal ke dalam varietas-varietas tanaman yang bermanfaat. Hal ini akan meliputi dua langkah pokok. Pertama, memperoleh gen-gen tertentu dalam bentuk murni dan dalam jumlah yang berguna. Kedua, menciptakan cara-cara untuk memasukkan gen-gen tersebut ke kromosom-kromosom tanaman, sehingga mereka dapat berfungsi.
Langkah yang pertama bukan lagi menjadi masalah. Dengan teknik DNA rekombinan sekarang, ada kemungkinan untuk menumbuhkan setiap segmen dari setiap DNA pada bakteri. Tidak mudah untuk mengidentifikasi segmen khusus yang bersangkutan di antara koleksi klon. Khususnya untuk mengidentifikasi segmen tertentu yang bersangkutan di antara koleksi klon, apalagi untuk mengidentifikasi gen-gen yang berpengaruh pada sifat-sifat seperti hasil produksi tanaman.
Langkah kedua, memasukkan kembali gen-gen klon ke dalam tanaman juga bukan sesuatu yang mudah. Peneliti menggunakan bakteri Agrobacterium yang dapat menginfeksi tumbuhan dengan lengkungan kecil DNA yang disebut plasmid Ti yang kemudian menempatkan diri sendiri ke dalam kromosom tumbuhan. Agrobacterium merupakan vektor yang siap pakai. Tambahkan saja beberapa gen ke plasmid, oleskan pada sehelai daun, tunggu sampai infeksi terjadi, setelah itu tumbuhkan sebuah tumbuhan baru dari sel-sel daun tadi. Selanjutnya tumbuhan itu akan mewariskan gen baru kepada benih-benihnya.
Rekayasa genetika pada tanaman tumbuh lebih cepat dibandingkan dunia kedokteran. Alasan pertama karena tumbuhan mempunyai sifat totipotensi (setiap potongan organ tumbuhan dapat menjadi tumbuhan yang sempurna). Hal ini tidak dapat terjadi pada hewan, kita tidak dapat menumbuhkan seekor tikus dari potongan kepala atau ekornya. Alasan kedua karena petani merupakan potensi besar bagi varietas-varietas baru yang lebih unggul, sehingga mengundang para pebisnis untuk masuk ke area ini.

Kapas transgenik

Tanaman hasil rekayasa genetika atau sering kita sebut sebagai tanaman transgenik melangkah dari eksperimen laboratorium ke uji lapangan dan akhirnya komersialisasi hampir tanpa hambatan yang berarti. Memang, kadang ada eksperimen yang gagal, tetapi tidak sampai menimbulkan ”kecelakaan.”
Tahun 1989 untuk pertama kalinya uji lapangan dilakukan pada kapas transgenik yang tahan terhadap serangga (Bt cotton) dan pada tahun yang sama dimulai proses pemetaan gen pada tanaman (Plant Genome Project). Pada tahun 1992 sebuah perusahaan penyedia benih memasukkan gen dari kacang Brasil ke kacang kedelai dengan tujuan agar kacang kedelai tersebut lebih sehat dengan mengoreksi defisiensi alami kacang kedelai untuk bahan kimia metionin. Meskipun sedikit, ada orang yang alergi terhadap kacang Brasil dan kacang kedelai transgenik tersebut menimbulkan efek alaergi pada orang yang sama.
Perusahaan tersebut menghentikan projek tersebut padahal ratusan ribu orang dapat diselamatkan dari kekurangan gizi tersebut dibandingkan satu atau dua orang saja yang alergi terhadap kedelai tersebut. Dua tahun kemudian untuk pertama kalinya Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA) menyetujui pangan transgenik (tomat) yang dapat ditunda proses kematangannya (FLARSAVR Tomatoes). Pada tahun 1999, di Inggris, dengan badan regulasi keamanan produk pangan yang telah kehilangan kepercayaan setelah epidemi ”sapi gila.” Produk hasil rekayasa genetika menjadi perkara besar, padahal di Amerika perkara yang sama telah menjadi biasa pada tiga tahun sebelumnya.

Serap tenaga kerja

Memang di dalam teknologi rekayasa genetika ada yang aman ada juga yang tidak, sama amannya atau sama bahayanya dengan gen-gen yang direkayasa. Apabila gen introduksi menghasilkan racun, tanaman transgenik dengan sendirinya akan menjadi racun. Kelebihan dari proses rekayasa genetika tanaman transgenik dibandingkan dengan pemuliaan tanaman secara tradisional yaitu dalam tanaman transgenik, gen yang dipindahkan dapat diketahui dengan persis dan dapat diikuti "perjalanannya". Tanaman yang tahan terhadap serangga tertentu, tidak begitu banyak memerlukan insektisida, bahan bakar untuk alat semprot, dan tidak ada kaleng bekas insektisida menjadikan tanaman transgenik ramah terhadap lingkungan.
Dapat menjadi bahan renungan bagi kita, saat ini enam puluh persen benih yang dijual di Amerika adalah benih hasil rekayasa genetika. Tak heran, jika sejak 1992 pertumbuhan industri bioteknologi mengalami pertumbuhan lebih dari tiga kali lipat. Dengan peningkatan pendapatan dari 8 miliar dolar AS di tahun 1992 menjadi 27,6 miliar dolar AS di tahun 2001.
Bukan hanya itu, industri bioteknologi telah menyediakan lapangan kerja bagi 179.000 orang, jumlah ini lebih banyak dari jumlah pekerja di bidang makanan, mainan, dan jasa. Inilah kemajuan bioteknologi yang kita harapkan. Coba kita cermati apa yang dikatakan William Shakespeare dalam Measure for Measure, keraguan adalah pengkhianatan, membuat kita kehilangan peluang untuk menang karena rasa takut untuk mencoba. Ya, dari totipotensi telah menjadi potensi bisnis.

TNT dan Rekayasa Genetika Tanaman Tembakau

Tembakau memang tidak baik untuk kesehatan, namun hasil dari sebuah penelitian menunjukkan bahwa tanaman tembakau hasil rekayasa genetika ternyata mampu memperbaiki kondisi tanah yang tercemar TNT atau trinitrotoluene. TNT adalah bahan peledak yang umum digunakan dalam dunia militer.Kontaminasi tanah oleh TNT adalah merupakan masalah lingkungan terbesar yang dialami oleh negara-negara yang terlibat dalam Perang Dunia II, daerah latihan militer dan area di mana pabrik peledak berdiri. Selain berbahaya, TNT juga bersifat racun dan dapat mengganggu kesehatan manusia.
Para peneliti telah mengetahui bahwa bakteri tertentu mampu memetabolisme TNT dan mengubahnya menjadi senyawa yang tidak beracun. Namun, bakteri yang terdapat di alam sangat terbatas. .Kemudian para peneliti memasukan enzim bakteri tertentu ke dalam tanaman tembakau, yang dapat menguraikan TNT. Ternyata setelah dicoba ditanam di tanah yang terkontaminasi dengan TNT bersama-sama dengan tanaman tembakau tanpa rekayasa, hasilnya menunjukkan bahwa tanaman tembakau hasil rekayasa genetika mampu menurunkan kandungan TNT dalam tanah secara signifikan.Selain itu, para peneliti juga menyimpulkan bahwa tanaman hasil rekayasa genetika mampu membersihkan sumber kontaminan lain, selain TNT.

Proses Rekayasa Genetika

Tidak di pungkiri kemajuan ilmu pengetahuan telah sedemikian detail dan mendalam. Bahkan, sesuatu yang dulunya belum terpikirkan oleh kita, semuanya bermunculan dalam kehidupan kita sehari-hari. Bioteknologi adalah bidang ilmu yang mengalami perkembangan luar biasa dan hangat di perbincangkan. Bioteknologi itu sendiri sebenarnya bukan lah barang baru, di populerkan oleh Karl Ereky pada tahun 1917.
Bioteknologi secara umum di defenisikan sebagai semua aplikasi dari teknolgi yang diupayakan untuk pegembangan suatu organisme. Defenisi ini mengandung arti yang sangat luas, karena banyak orang berfikir bahwa pamuliaan tanaman dan mutasi juga temasuk bioteknologi sehingga muncullah defenisi bahwa bioteknologi merupakan ‘aplikasi teknologi untuk pengembangan fungsi biologikal suatu organisme dengan menyisipkan gen tertentu dari organisme lain’
Bagaimana dengan rekayasa genetika? Dalam sebuah artikel di sebutkan bahwa rekayasa genetika merupakan alat yang mendasar dari bioteknologi, di mana terdapat keterlibatan banyak proses di dalamnya yang terdiri dari:


1. Tahap isolasi gen

2. Modifikasi gen sehingga berfungsi sesuai yang di inginkan.

3. Mempersiapkan gen untuk disisipkan ke dalam organisme baru

4. KemudiaN pengembangan transgenik atau GMO’s


Bagaimana sebenarnya rekayasa genetika itu berkembang. Pada tahun 1973 Stanley Cohen dan Herbert Boyer menciptakan bakteri melalui rekayasa genetika untuk pertama kalinya. Kemudian tahun 1981, pertama kali di kembangkan tikus dan lalat buah produk rekayasa genetika, menyusul pada tahun 1985 Plant Genetic Systems (Ghent, Belgium), sebuah perusahaan yang didirikan oleh Marc Van Montagu dan Jeff Schell, merupakan perusahaan pertama yang mengembangkan tanaman tembakau toleran terhadap hama dengan mengambil protein insektisida dari bakteri Bacillus thuringiensis.
Berikut secara umum bagaimana tanaman rekayasa genetika dikembangkan.
Dalam perjalanannya, rekayasa genetika mendapat tanggapan, baik yang mendukung ataupun menolak tentang pengembangan rekayasa genetika. Tanggapan beragam datang dari kalangan pemerintahan, pendidikan maupun masyarakat umum. Evaluasi konsekwensi dari rekayasa genetika tentunya sangat beragam, baik dari sisi lingkungan hidup, kesehatan manusia dan terutama motivasi dan sosial kultural masayakat.
1. Dari sisi lingkungan hidup, dengan munculnya tanaman baru dengan sifat baru, sedikit banyak nya akan mempengaruhi kestabilan lingkungan yang ada. Contoh, pengembangan tanaman tahan terhada hama belalang, kepunahan belalang, atau bisa menimbulkan pengurangan populasi burung sebagai pemangsa. Contoh lainnya, Penyebaran pollen berpotensi menyebarkan genyang diintroduksi dalam tanaman transgenik kedalam tumbuhan lainnya
2. Dari sisi kesehatan manusia, mengkonsumsi makanan hasil rekayasa genetika, sedikit banyaknya bisa mempengaruhi kestabilan proses yang terjadi dalam sel.
3. Telah menjadi perbincangan hangat di kalangan bahwa produk-produk rekayasa genetika itu banyak di manfaatkan oleh industri-industri besar untuk menambah margin keuntungan dari perusahaannya.
4. Laboratorium yang memiliki fasilitas untuk rekayasa genetika, umumnya berbiaya sangat tinggi dengan tingkat ketergantungan yang tinggi terhadap produsen alat dan bahan kimia yang di gunakan.
5. Sacara etika dan moral msih menjadi perdebatan.

Tujuan dan Hasil Rekayasa Genetika

Reakaya genetika pada tanaman itu bertujuan untuk menghasilkan varietas-varietas tanaman yang bermanfaat dan berguna. Selain itu juuga rekayasa genetika dapat menguntungkan maupun merugikan. Menguntungkannya dapat menghasilkian tanaman yang bermanfaat, sedangkan merugikannya tanaman yang dihasilkan bukanlah tanaman yang alami melainkan merupakan hasil dari rekayasa genetika yaitu memasukkan gen-gen baru kedalam tanaman itu sendiri. Namun semua itu tergantung dari orang-orang yang memanfaatkannya. Jika dimanfaatkan untuk yang tidak baik maka semua itu hanya akan merugikan, sedangkan jika dimanfaatkan dengan baik maka akan menghasilkan sesuatu yang baik pula.

Pemanfaatan Mikroba

Ditengah ramenya isu global warming, Himpunan Mahasiswa Biologi Institut Pertanian Bogor (Himabio IPB) dan Ikatan Himpunan Mahasiswa Biologi Indonesia menyelenggarakan Seminar Nasional Sains Sebagai Penyelamat Lingkungan Senin (3/12) di Auditorium Rektorat Kampus IPB Darmaga.Seminar ini mendiskusikan jalan keluar menekan global warming di dunia melalui berbagai aksi diantaranya dengan menanam tanaman hijau. Tanaman hijau menyerap kelimpahan karbondioksida di udara, mengubahnya menjadi karbohidrat, selulosa serta oksigen. Fiksasi kanbondioksida ini tidak hanya dilakukan oleh tanaman, sebagian besar proses autotrofi dilakukan oleh mikroba.Selain cara konvensional, metode non konvensional menjerat karbondioksida bisa dilakukan dengan memanfaatkan biota laut yaitu ganggang (algae). "Lebih dari 90 persen kontribusi laut dalam menyusun biosfer. Paling banyak fiksasi karbondioksiada terjadi di Laut. Mikroorganisme khususnya ganggang menggunakan karbondioksida di udara untuk proses autotropik. Oleh karenan itu, laut dianggap sebagai tempat pembenaman raksasa karbondioksida," kata Guru Besar Departemen Biologi Institut Pertanian Bogor, Prof.Dr.Ir. Antonius Suwanto. Vinlandia telah membudidayakan ganggang pengganti kayu sebagai bahan baku kertas. Penggunaan ganggang di sana mampu menekan upaya penebangan pohon di hutan. Tak heran hutan Vinlandia tetap terjaga kelestariannya hingga kini.
Antonius mengatakan mikroorganisme menempati hampir semua relung kehidupan dan memainkan peranan penting dalam kesehatan planet bumi. Potensi pemanfaatan mikroba ini sangat besar. Di Indonesia saja belum banyak penelitian tentang pemanfaatan mikroba dari sumber air panas (hot spring). Padahal Indonesia memiliki banyak gunung berapi dan sumber air panas. Antonius mencontohkan mikroba akuavex dari pegunungan Dieng bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan pohon buatan yang mengurangi pencemaran karbondioksida. "Mikroba dapat menjadi penyebab atau korban, namun juga dapat menjadi penyelamat alami mengatasi pemanasan global."Antonius juga mengkritisi ilmu Biologi saat ini yang kehilangan arah fokusnya. "Ilmu Biologi ibarat mata air yang mensuplai berbagai ilmu-ilmu hilir. Untuk menggiatkan penemuan-penemuan baru di bidang Ilmu Biologi, perlu ada revitalisasi Ilmu Biologi dalam perguruan tinggi," ujarnya.Seminar yang dibuka Dr.Ir.Ibnul Qoyyim dan Perwakilan Direktorat Kemahasiswaan, Ir.Bambang Riyanto ini juga menghadirkan pembicara lain seperti Prof.Dr.Ir.Irsal Ias, M.S (Kepala Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian), Prof.Dr.Ir. Mien Rifai (Emeritus Bidang Botani Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia) dan Dr.Sutrisno (Kepala Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian).

Referensi :

http://id.wikipedia.org/wiki/Genetika_molekular
http://www.shantybio.transdigit.com/?Biologi_-_Genetika:Rekayasa_Genetika_Tanaman
http://anekailmu.blogspot.com/2007/08/tnt-trinitrotoluene-dan-tanaman.html
http://www.eurekaindonesia.org/rekayasa-genetika/
http://agrifm.blogspot.com/2007/12/mikroba-penyelamat-alami-global-warming.html

1 komentar:

  1. ijin kopi ya gan.. untuk referensi tugas kampus. makasih :)

    BalasHapus