Pertukaran Materi Genetik Pada Bakteri : DNA merupakan persenyawaan kimia yang paling penting pada makhluk hidup, yang membawa keterangan genetik dari sel khususnya dari satu generasi ke generasi berikutnya. Semua makhluk hidup kecuali beberapa virus memiliki DNA. DNA terdapat di dalam sel, bagian terbesar dari DNA terdapat di dalam nukleus, terutama dalam kromosom (Suryo, 1986). Molekul DNA juga ditemukan di dalam mitokondria, plastida dan sentriol. Ukuran molekul DNA berbeda-beda dari satu spesies ke spesies lainnya. DNA sebagai unit keturunan terkecil, terdapat pada semua makhluk hidup mulai dari mikrooraganisme tingkat tinggi seperti manusia, hewan dan tanaman (Muladno, 2002). Perpindahan gen merupakan suatu kegiatan yang dilakukan bakteri dengan mengirimkan informasi genetik (DNA) dari sel donor ke sel resipien. Kegiatan perpindahan gen ini ada tiga yakni : 1. Transformasi Transformasi pertama kali ditemukan oleh Frederick Griffith pada tahun 1928. Dia mempelajari transformasi satu tipe Streptococcus pneumoniae menjadi tipe yang berbeda. S. pneumoniae dibagi menjadi 100 tipe lain yang berbeda atas dasar perbedaan kimia pada kapsulnya. Jadi, tipe 1 menghasilkan kapsul yang berbeda dengan tipe 2, dan seterusnya. Transformasi ialah proses pemindahan DNA bebas sel yang mengandung sejumlah informasi genetik (DNA) dari satu sel ke sel lainnya. DNA tersebut diperoleh dari sel donor melalui lisis sel alamiah atau dengan cara ekstraksi kimiawi. Begitu fragmen DNA dari sel donor tertangkap oleh sel resipien, maka terjadilah rekombinasi.
2. Konjugasi
Konjugasi merupakan mekanisme perpindahan informasi genetik (DNA) dari sel donor ke sel resipien yang terjadi akibat adanya kontak sel dengan sel. Konjugasi bakteri pertama kali ditemukan oleh Lederberg dan Tatum pada tahun 1946. Mereka menggabungkan dua galur mutan Escherichia coli yang berbeda yang tidak mampu mensintesis satu atau lebih faktor tumbuh esensiil dan memberinya kesempatan untuk kawin. Pada proses konjugasi, sel donor (jantan) memasukkan sebagian DNA ke dalam sel resipien melalui pili seks yang dimiliki oleh sel jantan. Setelah DNA donor masuk ke dalam sel resipien, enzim-enzim yang bekerja pada DNA resipien menggunting dan mengeksisi suatu fragmen DNA resipien. Kemudian DNA donor dipadukan ke dalam kromosom resipien di tempat DNA yang tereksisi. Mekanisme ini sebenarnya berlangsung juga pada kegiatan transformasi dan transduksi. Dengan adanya proses konjugasi ini, gen-gen tertentu yang membawa sifat resistensi pada obat dapat berpindah dari populasi bakteri yang resisten ke populasi bakteri yang tidak resisten. Oleh karenanya, bila hal tersebut terjadi pada populasi bakteri bisa timbul multi drug resistance.
3. Transduksi Beberapa jenis virus berkembang biak di dalam sel bakteri. Virus-virus yang inangnya adalah bakteri seringkali disebut bakteriofage atau fage. Pada waktu fage
menginfeksi bakteri, fage memasukkan DNA-nya ke dalam bakteri tersebut. DNA fage ini kemudian bereplikasi di dalam sel bakteri atau berintegrasi dengan kromosom bakteri. Inilah yang dikenal dengan transduksi. Jadi, transduksi adalah proses perpindahan gen dari suatu bakteri ke bakteri lain oleh bakteriofage lalu oleh bakteriofage tersebut plasmid ditransfer ke populasi bakteri. Transduksi ditemukan oleh Norton Zinder dan Joshua Lederberg pada tahun 1952. Pada waktu DNA fage dikemas di dalam pembungkusnya untuk membentuk bakteri-bakteri fage baru, DNA fage tersebut dapat membawa sebagian dari DNA bakteri yang telah menjadi inangnya. Selanjutnya, bila fage menginfeksi bakteri lainnya, maka fage akan memasukkan DNA-nya yang mengandung sebagian dari DNA bakteri inang sebelumnya. Dengan demikian, fage tidak hanya memasukkan DNA-nya sendiri ke dalam sel bakteri yang diinfeksinya, tetapi juga memasukkan DNA dari bakteri lain yang ikut terbawa pada DNA fage. Jadi, secara alami fage memindahkan DNA dari satu sel bakteri ke bakteri lainnya. Ada dua tipe transduksi, yaitu: Transduksi terbatas Pada proses ini tidak semua gen dapat ditransfer. Transduksi terbatas terjadi saat profage telah terintegrasi pada kromosom bakteri. Gen-gen bakteri yang mengalami transduksi terbatas adalah yang berdekatan dengan profage
yang terintegrasi. Transduksi umum. Transduksi umum terjadi bila suatu fage memindahkan gen dari kromosom bakteri atau plasmid. Pada saat fage memulai siklus litik, enzimenzim virus menghidrolisis kromosom bakteri menjadi potongan-potongan kecil DNA. Setiap bagian dari kromosom bakteri tersebut dapat digabungkan dengan kepala fage selama perakitan fage. Fage yang telah berisi DNA sel bakteri dapat menginfeksi sel lain dan mentransfer gen bakteri di dalam sel resipien DNA bakteri dan bergabung dengan rekombinasi homolog menggantikan gen dalam sel resipien. Transduksi ini terjadi pada bakteri gram positif dan gram negatif.
Fenotip dan Genotip Bakteri : Fenotipe dari suatu organisme dibatasi sebagai ekspresi yang dapat diamati secara langsung untuk sifat tertentu yang diamati. Genotipe adalah informasi genetik yang mengontrol fenotipe yang diamati. Informasi genetik terdapat pada beberapa lokus gen tertentu. Penanda genetik biasanya dikontrol hanya oleh satu atau sejumlah kecil lokus gen. Bentuk-bentuk lain dari suatu gen pada setiap lokus disebut alel. Bila suatu studi penurunan sifat telah dilakukan secara sukses terhadap suatu lokus gen, maka lokus bersangkutan disebut dengan gen penanda atau lokus penanda. Suatu penanda genetik adalah satu satuan keturunan. Banyak jenis penanda telah diidentifikasi, namun hanya beberapa yang dari segi praktis banyak digunakan dalam genetika hutan. Rujukan : Muladno. 2002. Seputar Teknologi Rekayasa Genetika. Bogor: Pustaka Wirausaha Muda dan USESE Foundation
