APLIKASI ASAM NUKLEAT Indah Puspita Prodi S-1 Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok
ABSTRAK Asam nukleat adalah polimer polimer nukleotida yang yang memiliki peran untuk menyimpan menyimpan serta mentransfer informasi genetik dalam pewarisan sifat turunan. Asam nukleat dapat ditemukan dalam semua sel hidup. Dewasa ini, aplikasi dari asam nukleat menarik perhatian para ilmuwan dan terus berkembang dengan pesat. Aplikasi asam nukleat tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Bidang-bidang dalam aplikasi asam nukleat, antara lain bidang pertanian dan peternakan; bidang perkebunan, kehutanan, dan holtikultur; bidang farmasi dan industri; bidang lingkungan; lingkungan; serta bidang hukum dan forensik. Aplikasi asam nukleat yang sedang populer, juga menimbulkan menimbulkan beberapa dampak negatif. Meskipun demikian, aplikasi asam nukleat memberikan manfaat yang lebih banyak sehingga seharusnya terus dikembangkan menjadi lebih baik lagi. KATA KUNCI: Asam KUNCI: Asam Nukleat, DNA, RNA, Bioteknologi, Rekayasa Genetika, Teknologi DNA Rekombinan, Rekombinan, GNO, Tanaman Transgenik, Kloning, Fingerprints.
A. Bioteknologi Aplikasi nyata dari asam nukleat adalah bioteknologi. bioteknologi. Bioteknologi Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, cloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetic maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. B. Aplikasi Rekayasa Rekayasa Genetika Teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika telah melahirkan revolusi baru dalam berbagai bidang kehidupan manusia, yang dikenal sebagai revolusi gen. Penerapan rekayasa genetika dalam kehidupan manusia menghasilkan berbagai produk yang dapat meningkatkan kesejahteraan kesejahteraan umat manusia sesuai dengan kebutuhann k ebutuhannya. ya. Produk teknologi tersebut berupa organisme transgenik atau organisme hasil modifikasi genetik (OHMG), yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Genetically Modified Organism (GMO). Organism (GMO). Namun, sering kali pula aplikasi teknologi DNA rekombinan bukan berupa pemanfaatan langsung organisme transgeniknya, melainkan produk yang dihasilkan oleh organisme transgenik. Berikut ini akan dikemukakan beberapa contoh pemanfaatan organisme transgenik dan produk yang dihasilkannya dalam berbagai bidang kehidupan manusia. B.1.
Bidang Pertanian dan Peternakan Teknologi pemindahan gen atau transformasi gen untuk mendapatkan organisme transgenik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu langsung dan tidak langsung.
1) Metode Elektroporasi : Langsung 1
Metode transfer DNA yang umum digunakan pada tanaman monokotil adalah elektroporasi dari protoplas, perlakuan polythyleneglycol (PEG) pada protoplas dan kombinasi antara dua perlakuan tersebut diatas. PEG memudahkan presipitasi DNA dan membuat kontak lebih baik dengan protoplas, juga melindungi DNA plasmid mengalami degradasi dari enzim nuklease. Sedangkan elektroporasi dengan perlakukan listrik voltase tinggi meyebabkan permeabilitasi tinggi untuk sementara pada membran sel dengan membentuk pori-pori sehingga DNA mudah penetrasi kedalam protoplas. Salah satu kelemahan penggunaan protoplas sebagai eksplan untuk transformasi adalah sulitnya regenerasi dari protoplas, dan variasi somaklonal akibat panjang periode kultur. 2)
Karbid Silikon (Silicon Carbide) : Langsung Suspensi sel tanaman yang akan ditransformasi dicampur dengan serat silicon carbide dan DNA plasmid dari gen yang diinginkan dimasukkan kedalam tabung Eppendorf , kemudian dilakukan pencampuran dan pemutaran dengan vortex . Serat karbid berfungsi sebagai jarum injeksi mikro (micro injection ) untuk memudahkan transfer DNA kedalam sel tanaman. Metode ini telah digunakan dan menghasilkan tanaman jagung transgenik yang fertil. 3)
Penembakan Partikel (Particle bombardment) : Langsung Metoda gene gun atau particle bombardment merupakan teknik paling modern dalam transformasi tanaman. Metode transfer gen ini dioperasikan secara fisik dengan menembakkan partikel DNA-coated langsung ke sel atau jaringan tanaman. Dengan cara partikel dan DNA yang ditambahkan menembus dinding sel dan membran, kemudian DNA melarut dan tersebar dalam secara independen. Penggunaan senjata gen memberikan hasil yang bersih dan aman, meskipun ada kemungkinan terjadi kerusakan sel selama proses penembakan berlangsung. Penggunaan particle bombardment membuka peluang baik dalam memproduksi tanaman transgenik dari berbagai spesies yang sebelumnya sukar ditransformasi dengan Agrobacterium, khususnya t anaman monokotil. 4)
Metode transformasi yang dilakukan atau diperantara oleh A g r o b a c t e r i u m . : Tidak Langsung tumefaciens Teknik ini paling sering digunakan untuk melakukan transformasi tanaman, terutama tanaman kelompok dikotil. Bakteri ini mampu mentransfer gen kedalam genom tanaman melalui eksplan baik yang berupa potongan daun atau bagian lain dari jaringan tanaman yang mempunyai potensi beregenerasi tinggi.
Gambar B.1. Transformasi dengan Perantara Agrobacterium tumefaciens.
Gen yang ditransfer terletak pada plasmid Ti (tumor inducing). Segmen s pesifik DNA plasmid Ti disebut t-DNA (transfer DNA ) yang berpindah dari bakteri ke inti sel tanaman dan 2
berintegrasi kedalam genom tanaman. Karena Agrobacterium tumefaciens merupakan patogen tanaman, maka A. Tumefaciens yang digunakan sebagai vektor untuk transformasi tanaman adalah jenis bakteri yang plasmid Ti telah dilucuti virulensinya, sehingga sel tanaman yang ditransformasi oleh Agrobacterium dan yang mampu beregenerasi akan membentuk suatu tanaman sehat hasil rekayasa genetik. Teknik transformasi melalui media vektor Agrobacterium pada tanaman dikotil telah berhasil dengan baik tetapi sebaliknya tidak bagi monokotil. Di bidang peternakan hampir seluruh faktor produksi telah tersentuh oleh teknologi DNA rekombinan, misalnya penurunan morbiditas penyakit ternak serta perbaikan kualitas pakan dan bibit. 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). B.1.1. Klona Embrio Klona embrio telah digunakan untuk produksi hewan ternak yang secara genetic identik. Pada sapi atau domba, setiap kehamilan biasanya hanya mengandung seekor anak. Dengan teknik klona embrio akan memungkinkan bagi peternak untuk meningkatkan jumlah hewan ternaknya. Tahapan klona embrio adalah sebagai berikut. Pertama, sel telur yang diambil dari sapi betina dibuahi dengan sprema dari sapi jantan terbaik. Pembuahan dilakukan di dalam cawan petri. Pembuahan ini disebut sebagai fertilisasi in-vitro. Sel telur yang telah dibuahi akan membentuk kumpulan sel-sel. Pada tahapan ini embrio muda tersebut dipisah-pisahkan menjadi beberapa bagian. Setiap bagian embrio merupakan klon yang secara genetic identic (meskipun gennya separuh berasal dari induk sapi jantan dan separuhnya lagi dari induk sapi betina). Embrio-embrio tersebut kemudian ditanamkan pada rahim sapi-sapi betina dewasa lainnya (atau induk angkat yang akan melahirkan anak-anak sapi). Embrio-embrio akan tumbuh menjadi anak-anak sapi yang siap dilahirkan dengan sifat yang sama seperti induknya.
Gambar B.1.1. Klona Embrio
B.1.2. Klona dengan Transfer Inti Teknik klona dengan transfer inti adalah klon-klon dihasilkan dari satu individu. Prinsip klona dengan transfer inti adalah dengan memasukkan donor DNA dari hewan yang karakternya diinginkan ke dalam sel telur hewan yang intinya (DNA-nya) telah dihilangkan. Setelah terbentuk embrio, lalu embrio ditanamkan ke rahim induk hewan yang akan membesarkannya. Namun, klona dengan transfer inti tidak selamanya memberikan hasil positif seperti yang diinginkan. Klona domba Dolly melalui sebuah kesulitan yang belum dapat diatasi sepenuhnya. Kesulitan pertama, tingkat keberhasilan klona transfer inti sangat rendah. Dari 277 sel telur yang diisi dengan inti sel donor, yang berhasil membentuk 3
blastosis hanya beberapa saja. dari sejumlah induk pengganti yang hamil, domba yang lahir normal hanya Dolly saja. sedangkan lainnya mati sewaktu lahir ataupun mengalami aborsi selama kehamilah. Kesulitan kedua, kelahiran janin hasil klona beresiko tinggi mengalami kelainan pada sistem kekebalan tubuh, gejala penuaan dini, kelainan pada fungsi hati dan jantung, serta gangguan darah.
Gambar B.1.2. Klona dengan Transfer Inti
B.2.
Bidang Perkebunan, Kehutanan, dan Florikultur Perkebunan kelapa sawit transgenik dengan minyak sawit yang kadar karotennya lebih tinggi saat ini mulai dirintis pengembangannya. Begitu pula, 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 dan juga ketahanan tanaman terhadap hama, dengan mengintroduksi gen Bt yang berhubungan dengan ketahanan serangga hama hasil isolasi bakteri tanah Bacillus thuringiensis yang dapat memproduksi protein kristal yang bekerja seperti insektisida (insecticidal crystal protein) yang dapat mematikan serangga hama (Macintosh et al., 1990). Bacillus thuringiensis (Bt ) adalah bakteri gram positif yang berbentuk batang, aerobik dan membentuk spora. Banyak strain dari bakteri ini yang menghasilkan protein yang beracun bagi serangga. Sejak diketahui potensi dari protein kristal atau cry Bt sebagai agen pengendali serangga, semakin banyak dikembangkan isolasi Bt yang mengandung berbagai jenis protein kristal. Dan sampai saat ini telah diidentifikasi protein kristal yang beracun terhadap larva dari berbagai ordo serangga yang menjadi hama pada tanaman pangan dan hortikultura. Kebanyakan dari protein kristal tersebut lebih ramah lingkungan karena mempunyai target yang spesifik yaitu mematikan serangga dan mudah terurai sehingga tidak menumpuk dan mencemari lingkungan (Agus Krisno,, 2011). B.3.
Bidang Farmasi dan Industri Di bidang farmasi, 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. 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. Dengan mentransfer gen untuk produk protein yang dikehendaki ke dalam bakteri, ragi, dan jenis sel lainnya yang mudah tumbuh di dalam kultur seseorang dapat memproduksi protein dalam jumlah besar, yang secara alami hanya terdapat dalam jumlah sangat sedikit (Chambell et all , 2000) 4
B.3.1. Pembuatan Insulin Manusia oleh Bakteri Insulin merupakan suatu protein yang bertugas mengatur metabolisme gula di dalam tubuh manusia. Gen insulin adalah suatu daerah di dalam DNA yang memiliki informasi untuk menghasilkan insulin. Penderita diabetes tidak mampu membentuk insulin dalam julah yang dibutuhkan. Insulin buatan biasa didapatkan dari kelenjar pancreas sapid an babi. Untuk memperoleh 0,45 kg insulin yang dibutuhkan oleh 750 pasien diabetes selama satu tahun, diperlukan 3.600 kg kelenjar pancreas yang berasal dari 23.000 ekor hewan. Dengan teknik rekayasa genetic para peneliti berhasil memanipulasi bakteri untuk membentuk insulin yang mirip dengan insulin manusia. Biaya pembuatan insulin dari bakteri menjadi jauh lebih murah. Teknik pencangkokan gen dalam pembuatan insulin manusia oleh bakteri Gambar B.3.1. berlangsung sebagai berikut. Insulin Pembuatan Insulin manusia tersusun dari dua rantai protein, Manusio oleh Bakteri yaitu rantai A dan rantai B. urutan basa dalam molekul DNA yang mengkode masing-masing rantai dibuat dalam tabung reaksi dengan menggunakan struktur yang sudah diketahui dari insulin. Tiap molekul DNA kemudian dihubungkan dengan gen bakteri (yang mengkode enzim β-galaktosidase), sehingga membentuk gen hybrid. Bila gen-gen ini secara terpisah dimasukkan ke dalam sel-sel bakteri, tiap gen hybrid menunjukkan ekspresinya dan bakteri membuat suatu hybrid protein β-galaktosidaseinsulin A (atau B). protein hybrid dipisahkan dari protein bakteri lainnya, dan rantai insulin dibebaskan dengan perlakuan kimia. Dua rantai peptide tersebut kemudia bersatu dan terbentuklah insulin manusia yang aktif. B.3.2. Terapi Gen Setiap kelainan genetic yang disebabkan alel tunggal yang rusak, secara teoritis mungkin untuk diganti dengan alel yang masih berfungsi normal menggunakan teknik DNA rekkombinan. Alel baru tersebut dapat disisipkan ke dalam sel somatic (sel tubuh) jaringan yang dipengaruhi kelainan dalam diri pasien atau bahkan mungkin juga ke dalam sel germinal (sel benih penghasil gamet) atau sel embriotik. Agar terapi gen sel somatic bersifat permanen, sel yang menerima alel normal harus senantiasa memperbanyak diri di sepanjang hidup si pasien, sehingga alel pencangkokan akan bereplikasi dan terus diekspresikan. Dari percobaan terapi gen yang sedang dilakukan manusia, terapi yang paling menjanjikan adalah terapi yang melibatkan sel sumsum tulang. Sel sumsum tulang, termasuk “stem cell ” yang menghasilkan semua sel darah dan sistem imun, merupakan kandidat utama sel yang menerima alel normal. Sebagian besar percobaan saat ini masih dalam taraf pendahuluan, yang didesain untuk keamanan dan kelayakan prosedur, bukan untuk menyembuhkan.
5
Gambar B.3.2. Proses Terapi Gen
B.3.3. Antibodi Monoklonal Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh sistem imunitas vertebrata sebagai sistem pertahanan untuk melawan infeksi. Masing-masing antibody memiliki tempat pengikatan yang spesifik, yang hanya mengenali molekul target yang juga spesifik (antigen). Antibody dapat dihasilkan dengan menyuntikkan beberapa kali suatu sampel yang berisi antigen ke dalam seekor hewan kelinci dan kambing. Kemudian serum darah hewan tersebut diambil karena banyak mengandung antibody (antiserum). Antiserum tersebut mengandung campuran antibody yang dihasilkan oleh limfosit-B. Pada tahun 1976 masalah heterogenitas antiserum dapat diatasi dengan mengembangkan suatu teknik yang merevolusi kegunaan antibody. Prinsipnya yaitu mengembangbiakkan suatu klon-klon sel limfosit-B yang mensekresikan satu jenis antibody. Masalahnya adalah sel-sel limfosit-B memiliki rentang waktu hidup yang terbatas dalam suatu kultur. Keterbatasan ini dapat diatasi dengan menggabungkan selsel tumor limfosit-B yang menghasilkan satu jenis antibody dari tikus atau mencit yang telah diimunisasi dengan sel-sel tumor limfosit- B yang „kekal‟ (immortal ). Berdasarkan campuran sel-sel hybrid tersebut, dapat dihasilkan hybrid yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan antibody tertentu dan kemampuan memperbanyak kultur sel tertentu dengan tak terhingga. Hibridoma tersebut kemudian diperbanyak sebagai klon individu yang stabil dan permanen untuk menghasilkan antibody monoclonal. Antibody ini dapat mengenali satu jenisantigen, misalnya antigen yang terdiri dari protein dengan lima rantai samping asam amino.
B.3.4. DNA Microarray DNA microarray adalah teknologi yang digunakan untuk melihat urutan sekuens asam nukleat yang berada pada lokasi tertentu dan dapat digunakan untuk menganalisa beribu-ribu sampel pada waktu yang bersamaan. Prinsipnya adalah mengandalkan kemampuan DNA sampel yang telah dilabel dengan zat fluorescent untuk melakukan rekombinasi dengan probe yang telah ada pada chip microarray (Stekel 2003). Aplikasi microarray banyak digunakan dalam deteksi kanker, dimana sel kanker mengalami abnormalitas dalam mengekspresikan gennya. Teknologi ini juga memungkinkan untuk mengetahui tahapan perkembangan sel kanker dengan melihat level ekspresinya terhadap probe spesifik yang telah terdapat pada chip microarray. Dalam analisa ini digunakan sampel DNA normal dan DNA kanker atau tumor. Kedua jenis DNA ini kemudian diamplifikasi dan masing-masing diberi pewarna fluorescent yang berbeda satu sama lain. Pada contoh yang ditampilkan, DNA normal diberi warna hijau, dan DNA tumor memiliki warna merah. Setelah proses hibridisasi, tiap DNA akan memancarkan cahaya sesuai dengan zat warna yang dibawa masing-masing. Bila DNA membawa ekspresi normal dan tumor, maka akan muncul wana lain, seperti kuning. Namun bila tidak ada DNA yang mampu melakukan hibridisasi dengan probe, pewarna tidak 6
terekspresi dan terlihat berwarna hitam. W arna tersebut kemudian dibaca oleh detektor dan diubah menjadi data grafik sehingga dapat dianalisis secara kuantitatif (Cowell & Howthorn 2007).
Gambar B.3.2. Hibridisasi DNA Probe Array
B.4.
Lingkungan Rekayasa genetika ternyata sangat berpotensi untuk diaplikasikan dalam upaya penyelamatan keanekaragaman hayati, bahkan dalam bioremidiasi lingkungan yang sudah terlanjur rusak. 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. Pabrik pengolahan air kotor mengandalkan kemampuan mikroba untuk mendegradasi berbagai senyawa organik menjadi bentuk nontoksik. Akan tetapi, peningkatan jumlah senyawa yang secara potensial berbahaya yang dilepas ke lingkungan tidak lagi bisa didegradasi oleh mikroba yang tersedia secara alamiah, hidrokarbon klorinasi merupakan contoh utamanya. Para ahli bioteknologi sedang mencoba merekayasa mikroba untuk mendegradasi senyawa-senyawa ini. Mikroba ini dapat digunakan dalam pabrik pengolahan air limbah atau digunakan oleh para manufaktur sebelum senyawa-senyawa itu dilepas ke lingkungannya (Chambell et al , 2000) B.5.
Bidang Hukum dan Forensik
B.5.1 DNA Profilling Pada kriminalitas dengan kekerasan, darah atau jaringan lain dengan jumlah kecil dapat tertinggal di tempat kejadian perkara atau pada pakaian atau barang-barang lain milik korban atau penyerangnya. Jika ada perkosaan, air mani dalam jumlah kecil dapat ditemukan dari tubuh korban. Pengujian yang digunakan biasanya menggunakan antibodi untuk menguji protein permukaan sel yang spesifik. Namun pengujian ini membutuhkan jaringan yang agak segar dengan jumlah yang relatif banyak. Pengujian DNA dapat mengidentifikasi pelaku dengan derajat kepastian yang jauh lebih tinggi karena urutan DNA setiap orang itu unik. Analisis RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphims) dengan Southern blotting merupakan metode ampuh untuk pendeteksian kemiripan dan perbedaan sampel DNA dan hanya membutuhkan darah atau jaringan lain dalam jumlah yang sangat sedikit. Misalnya dalam kasus pembunuhan metode ini dapat digunakan untuk membandingkan sampel DNA dari tersangka, korban, dan sedikit darah yang dijumpai di TKP. Probe radioaktif menandai pita elektroforesis yang mengandung penanda RFLP tertentu. Biasanya saintis forensik menguji kira-kira lima penanda, dengan kata lain hanya beberapa bagian DNA yang diuji. Akan tetapi, rangkaian penanda dari suatu individu yang demikian sedikitpun sudah dapat memberikan sidik jari DNA atau pola pita spesifik yang 7
berguna untuk forensik karena probabilitas bahwa dua orang akan memiliki rangkaian penanda RFLP yang tepat sama adalah kecil. Autoradiografi meniru jenis bukti yang disajikan kepada para juri dalam pengadilan percobaan pembunuhan.
Gambar B.5.1. DNA Profilling
C.
Dampak dari Penerapan Rekayasa Genetika
C.1.
Aspek Sosial
a.
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 nilainilai 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. b.
Asp ek 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. C.2.
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 derajat 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.
C.3.
Aspek Kesehatan 8
a.
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. Rekayasa genetika bahan pangan dikhawatirkan dapat mengintroduksi alergen atau toksin baru yang semula tidak pernah dijumpai pada bahan pangan konvensional. 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. b.
Potensi Menimbu lkan Penyakit/Gangguan K esehatan
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. 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. C.4. a.
Aspek Lingkungan 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. Biasanya akan terjadi kematian organisme nontarget, yang cepat atau lambat dapat memberikan ancaman bagi eksistensi plasma nutfahnya. b.
Potens i 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. c.
Potensi Pergeseran Ekolog i
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 terhadap faktor-faktor lingkungan tersebut. Pergeseran ekologi organisme transgenik dapat menimbulkan gangguan lingkungan yang dikenal sebagai gangguan adaptasi. d.
Potensi Terbentuknya B arrier 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. e.
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.
KESIMPULAN Aplikasi dari asam nukleat dapat dikatakan sebagai rekayasa genetika. Hal tersebut karena seluruh aplikasi dari asam nukleat adalah merekayasa genetika dari suatu organisme sehingga didapatkan hasil yang diinginkan. Contoh aplikasi asam nukleat dalam bidang pertanian dan peternakan adalah tanaman transgenik dan kloning. Terdapat empat metode transfer DNA untuk menghasilkan tanaman transgenic, yaitu elektoporasi, karbid silicon, penembakan partikel, dan dengan perantara Agrobacterium tumefaciens.Contoh 9
aplikasi asam nukleat dalam bidang perkebunan, kehutanan, dan florikultur adalah menghasilkan pohon yang tahan hama, seperti kelapa sawit dan karet yang dibantu bakteri Bacillus thuringiensis. Isolasi bakteri tanah Bacillus thuringiensis dapat memproduksi protein kristal yang bekerja seperti insektisida. Contoh aplikasi asam nukleat dalam bidang farmasi dan industri adalah pembuatan insulin, terapi gen, dan pembuatan antibody monoklonal, serta pendeteksi penyakit kanker menggunakan metode DNA Microarray . Rekayasa bakteri untuk proses bioremidiasi limbah merupakan salah satu aplikasi dari asam nukleat dalam bidang lingkungan. Pada bidang hukum dan forensic, aplikasi asam nukleat yang paling sering digunakan adalah DNA profiling atau lebih dikenal sebagai fingerprints. Kontroversi dari aplikasi asam nukleat muncul dari berbagai aspek, yaitu sosial, ekonomi, kesehatan, dan lingkungan. Dampak dari aspek sosial, antara lain dari aspek agama, etika, dan estetika. Dampak dari aspek kesehatan, antara lain potensi toksisitas bahan pangan dan potensi menimbulkan penyakit. Terakhir, dampak dari aspek lingkungan, antara lain potensi erosi plasma nutfah, pergeseran gen, pergeseran ekologi, terbentuknya barrier spesies, dan mudah diserang penyakit.
REFERENSI Campbell N.A, Jane B. Reece, Lawrence G. Mitchell, 2000. Biologi. Edisi 5, jilid I. Jakarta: Erlangga. Duke University, DNA Microarray Overview [ppt], 2014. Dr. Holly Dressman. Terdapat pada: [diakses pada 15 Februari 2014] Genetic Home Reference, 2014. Handbook : Help Me Understand Genetics Gene Therapy [pdf] Lister Hill National Center for Biomedical Communications, U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health, Department of Health & Human Services. Terdapat pada: < http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/therapy.pdf > [diakses pada 15 Februari 2014] Iowa State University, [n.d.]. Marker Assisted Selection [pdf] Iowa State University Extension and ISU Office of Biotechnology. Terdapat pada: [diakses pada 15 Februari 2014]
Sardjoko. 2008. Bioteknologi: Latar Belakang dan Beberapa Penerapannya. Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Terdapat pada: < http://www.ut.ac.id/html/suplemen/pebi4416/isi3.htm> [diakses pada 15 Februari 2014]
10
