Kamis, 20 Agustus 2015
MAKALAH TENTANG REKAYASA GENETIKA - Berikut ini saya akan mengshare sebuah makalah tentang rekayasa genetika yang di karang oleh sahabat kita rahmayani rangkuti mahasiswa (alumni) dari UNIMED. semoga bermanfaat bagi kita semuanya. terutama pangarang sendiri ditambahkan ilmu pengetahuannya.
SEJARAH GENETIKA
Sejarah perkembangan genetika sebagai ilmu pengetahuan dimulai menjelang akhir abad ke 19 ketika seorang biarawan Austria bernama Gregor Johann Mendel berhasil melakukan analisis yang cermat dengan interpretasi yang tepat atas hasil-hasil percobaan persilangannya pada tanaman kacang ercis (Pisum satifum). Sebenarnya, Mendel bukanlah orang pertama yang melakukan percobaan- percobaan persilangan. Akan tetapi, berbeda dengan para pendahulunya yang melihat setiap individu dengan keseluruhan sifatnya yang kompleks, Mendel mengamati pola pewarisan sifat demi sifat sehingga menjadi lebih mudah untuk diikuti. Deduksinya mengenai pola pewarisan sifat ini kemudian menjadi landasan utama bagi perkembangan genetika sebagai suatu cabang ilmu pengetahuan, dan Mendelpun di akui sebagai Bapak Genetika.
Karya Mendel tentang pola pewarisan sifat tersebut dipublikasikan pada tahun 1866 di Proceedings of the Brunn Society for Natural History. Namun, selama lebih dari 30 tahun tidak pernah ada peneliti lain yang memperhatikannya. Baru pada tahun 1900 tiga orang ahli botani secara terpisah, yaitu Hugo de Vries di belanda, Carl Correns di jerman dan Eric von Tschermak-Seysenegg di Austria, melihat bukti kebenaran prinsip-prinsip Mendel pada penelitian mereka masing-masing. Semenjak saat itu hingga lebih kurang pertengahan abad ke-20 berbagai percobaan persilangan atas dasar prinsip-prinsip Mendel sangat mendominasi penelitian di bidang genetika. Hal ini menandai berlangsungnya suatu era yang dinamakan genetika klasik.
Selanjutnya, pada awal abad ke-20 ketika biokimia mulai berkembang sebagai cabang ilmu pengetahuan baru, para ahli genetika tertarik untuk mengetahui lebih dalam tentang hakekat materi genetik, khususnya mengenai sifat biokimianya. Pada tahun 1920-an, dan kemudian tahun 1940-an, terungkap bahwa senyawa kimia materi genetika adalah asam dioksiribonekleat (DNA). Dengan ditemukannya model struktur molekul DNA pada tahun1953 oleh J.D.Watson dan F.H.C. Crick dimulailah era genetika yang baru, yaitu genetika molekuler.
Perkembangan penelitian genetika molekuler terjadi demikian pesatnya. Jika ilmu pengetahuan pada umumnya mengalami perkembangan dua kali lipat (doubling time) dalam satu dasa warsa, maka hal pada genetika molekuler hanyalah dua tahun. Bahkan, perkembangan yang lebih revolusioner dapat disaksikan semenjak tahun 1970-an, yaitu pada saat dikenalnya teknologi manipulasi molekul DNA atau teknologi DNA rekombinan atau dengan istilah yang lebih populer disebut Rekayasa Genetika.
Saat ini sudah menjadi berita biasa apabila organisme- organisme seperti domba, babi dan kera, didapatkan melalui teknik rekayasa genetika yang disebut kloning . sementara itu, pada manusia telah di lakukan pemetaan seluruh genom atau dikenal sebagai proyek genom manusia (human genom project), yang diluncurkan pada tahun 1990 dan diharapkan selesai pada tahun 2005. ternyata pelaksaan proyek ini berjalan justru lebih cepat dua tahun dari pada jadwal yang telah ditentukan.
A. PENGERTIAN REKAYASA GENETIKA
Genetika adalah kata yang dipinjam dari bahasa Belanda:genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani genno, yang berarti "melahirkan". Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Maka, dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya.
Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga populasi. Dan secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan tentang :
• material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),
• bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan
• bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik)
Rekayasa atau biasa juga disebut dengan teknik adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Hal ini diselesaikan lewat pengetahuan, ataupun pengalaman dari trial dan error. Dan rekayasa juga mengalami perkembangan layaknya lomba lari estapet yang meneruskan teknologi generasi sebelumnya.
Maka, Rekayasa genetika dalam arti luas adalah teknologi dalam penerapan genetika untuk membantu masalah dan kepentingan apapun dari manusia. Dengan segala pengetahuan dan pengalaman dari trial dan error tersebut manusia dapat mengembangkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia itu sendiri.
Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didifinisikan sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi; yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami, dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional.
Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di kromosom tanaman, sebaliknya gen tanaman dapat diselipkan pada kromosom bakteri. Gen serangga dapat diselipkan pada tanaman atau gen dari babi dapat diselipkan pada bakteri, atau bahkan gen dari manusia dapat diselipkan pada kromosom bakteri.
Produksi insulin untuk pengobatan diabetes, misalnya, diproduksi di dalam sel bakteri Eschericia coli (E. coli) di mana gen penghasil insulin diisolasi dari sel pankreas manusia yang kemudian diklon dan dimasukkan ke dalam sel E. coli. Dengan demikian produksi insulin dapat dilakukan dengan cepat, massal, dan murah. Teknologi rekayasa genetika juga memungkinkan manusia membuat vaksin pada tumbuhan, menghasilkan tanaman transgenik dengan sifat-sifat baru yang khas.
B. PENERAPAN GENETIKA
Charles Darwin dengan teori evolusinya menjadi seseorang yang pertama kali menyinggung variasi genetik di dalam bukunya the origin of species.
Tetapi istilah "genetika" pertama kali diperkenalkan oleh William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick yang juga ia gunakan pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906.
Perkembangan genetika terus terjadi baik itu dalam bidang genetika murni ataupun genetika terapan. Dan perkembangan dilakukan pertama kali oleh Gregor Mendel dengan menyilangkan tanaman pada 1985 yang biasa dikenal dengan "hukum pewarisan Mendel". Sebuah hukum yang mengenalkan konsep gen (Mendel menyebutnya 'faktor') sebagai pembawa sifat. Yang menyatakan bahwa setiap gen memiliki alel yang menjadi ekspresi alternatif dari gen dalam kaitan dengan suatu sifat. Setiap individu disomik selalu memiliki sepasang alel, yang berkaitan dengan suatu sifat yang khas, masing-masing berasal dari tetuanya. Status dari pasangan alel ini dinamakan genotipe. Dan apabila suatu individu memiliki pasangan alel sama, genotipe individu itu bergenotipe homozigot, apabila pasangannya berbeda, genotipe individu yang bersangkutan dalam keadaan heterozigot. Genotipe terkait dengan sifat yang teramati. Sifat yang terkait dengan suatu genotipe disebut fenotipe.
Setelah penemuan karya Mendel tersebut, genetika berkembang sangat pesat. Perkembangan genetika sering kali menjadi contoh klasik mengenai penggunaan metode ilmiah dalam ilmu pengetahuan atau sains. Dan perkembangan tersebut terjadi dalam bidang genetika murni maupun terapan.
C. TUJUAN REKAYASA GENETIKA
Rekayasa genetika pada tanaman mempunyai target dan tujuan antara lain untuk peningkatan produksi, peningkatan mutu produk agar tahan lama dalam penyimpanan pascapanen, peningkatan kandungan gizi, tahan terhadap serangan hama dan penyakit tertentu (serangga, bakteri, jamur, atau virus), tahan terhadap herbisida, sterilitas dan fertilitas serangga jantan (untuk produksi benih hibrida), toleransi terhadap pendinginan, penundaan kematangan buah, kualitas aroma dan nutrisi, serta perubahan pigmentasi.
Rekayasa Genetika pada mikroba bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba tersebut (misalnya mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan bahan obat-obatan dan kosmetika.
Di negara-negara maju seperti di Amerika, Eropa, Australia, dan Jepang organisme hasil rekayasa genetika telah banyak beredar di masyarakatnya maupun diekspor ke negara-negara lain seperti Indonesia. Organisme hasil rekayasa genetika dapat berupa mikrooraganisme (bakteri, jamur, ragi, virus), serangga, tanaman, hewan dan ikan. Di AS produk-produk hasil rekayasa genetika dijual secara bebas di pasaran, sementara di Eropa dan Jepang diwajibkan untuk memberi label bagi produk-produk tersebut. Cina juga merupakan negara yang telah sangat maju dalam pengembangan bioteknologi rekayasa genetika.
D. PERKEMBANGAN REKAYASA GENETIKA
Kemajuan di bidang bioteknologi khususnya dalam bidang rekayasa genetika tak lepas dari kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologi.
Bioteknologi sebenarnya sudah ada sejak ribuan tahun yang lalu.
Garis waktu bioteknologi
1. 8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa
Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif
(seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.
2. 6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe
dengan bantuan ragi.
3. 4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam
laktat.
4. 1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia.
5. 1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.
6. 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang
Pengembangbiakan hewan.
7. 1880 Mikroorganisme ditemukan.
8. 1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan.
9. 1865 Gregor Mendel menemukan hukum-hukum dalam penyampaian sifat
induk keturunannya.
10. 1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi.
11. 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan
untuk memotong gen-gen.
12. 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan
Milstein.
13. 1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan
bakteri yang terdapat pada usus besar.
14. 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model
prokariot nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain,
dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin
hewan yang sebelumnya tersedia.
15. 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat “flavor
saver”.
16. 2000 - Ditemukannya enzim pemotong DNA yaitu enzim restriksi
endonuklease.
- Ditemukannya pengatur ekspresi DNA yang diawali dengan penemuan
operon laktosa pada prokariota.
- Ditemukannya perekat biologi yaitu enzim ligase.
- Ditemukannya medium untuk memindahkan gen ke dalam sel
mikroorganisme.
E. HASIL REKAYASA GENETIKA
I. Tanaman Transgenik
Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah dan gen yang berarti pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup kemakhluk hidup lainnya, baik dari satu tanaman ketanaman lainnya, atau dari gen hewan ke tanaman. Transgenik secara definisi adalah the use of gene manipulation to permanently modify the cell or germ cells of organism (penggunaan manipulasi gen untuk mengadakan perubahan yang tetap pada sel makhluk hidup).
Tanaman transgenik pertama kalinya dibuat tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen. Pada tahun 1988 telah ada sekitar 23 tanaman transgenik, pada tahun 1989 terdapat 30 tanaman, pada tahun 1990 lebih dari 40 tanaman. Secara sederhana tanaman transgenik dibuat dengan cara mengambil gen-gen tertentu yang baik pada makhluk hidup lain untuk disisipkan pada tanaman, penyisipaan gen ini melalui suatu vector (perantara) yang biasanya menggukan bakteri Agrobacterium tumefeciensuntuk tanaman dikotil atau partikel gen untuk tanaman monokotil, lalu diinokulasikan pada tanaman target untuk menghasilkan tanaman yang dikehendaki. Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik ini diantaranya adalah
• menghambat pelunakan buah (pada tomat).
• tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus.
• meningkatkan nilai gizi tanaman, dan
• meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada lahan yang ektrem seperti lahan kering, lahan keasaman tinggi dan lahan dengan kadar garam yang tinggi.
Melihat potensi manfaat yang disumbangkan, pendekatan bioteknologi dipandang mampu menyelesaikan problematika pangan dunia terutama di negara-negara yang sedang berkembang seperti yang sudah dilakukan di negara-negara maju (Winarno dan Agustina,2007)
Antara tahun 1996-2001 telah terjadi peningkat an yang sangat dramatis dalam adopsi atau penanaman tanaman GMO (Genetically Modified Organism) di seluruh dunia. Daerah penanaman global tanaman transgenik meningkat dari sekitar 1,7 juta ha pada tahun 1996 menjadi 52,6 juta ha pada tahun 2001. Peningkatan luas tanam GMO tersebut mengindikasikan semakin banyaknya petani yang menanam tanaman ini baik di negara maju maupun di negara berkembang. Sebagian besar tanaman transgenik ditanam di negara-negara maju. Amerika Serikat sampai sekarang merupakan negara produsen terbesar di dunia. Pada tahun 2001, sebanyak 68% atau 35,7 juta ha tanaman transgenik ditanam di Amerika Serikat.
Sampai saat ini, kedelai merupakan produk GMO terbesar yaitu 33,3 juta ha atau sekitar 63% dari seluruh tanaman GMO. Kedelai tahan herbisida banyak ditanam di AS, Argentina, Kanada, Meksiko, Rumania dan Uruguay. Jagung merupakan tanaman GMO terbesar kedua yang ditanam yaitu seluas 9,8 juta ha sedangkan luas tanaman kapas GMO yang ditanam adalah sekitar 6,8 juta ha . Sifat yang terdapat dari tanaman GMO pada umumnya adalah resisten terhadap herbisida, pestisida, hama serangga dan penyakit serta untuk meningkatkan nilai gizi.
Selengkapnya Silahkan di download di link bawah ini:
Di sini juga ada Kumpulan Makalah Biologi untuk materi yang lainnya, semoga dengan postingannya ini bisa bermanfaat.