REKAYASA GENETIKA

MAKALAH BIOLOGI GENETIKA

REKAYASA GENETIK (DNA REKOMBINAN) UNTUK MENGHASILKAN INSULIN

Dosen Pengampu: Prof. Dr. Djukri

OLEH:

PUTRI ANJARSARI 10708251030

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS FAKULTAS PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2010

PENDAHULUAN

Rasa ingin tahu manusia dan keinginan untuk selalu mendapatkan yang terbaik dalam meme memeca cahk hkan an semu semuaa masa masala lah h kehi kehidu dupa pan n memb membaw awaa manu manusi siaa

untu untuk k berf berfan anta tasi si dan dan

mengembangkan imajinasinya. Hal inilah yang dialami oleh para ilmuwan di bidang biologi ketika mereka dihadapkan pada masalah kesehatan dan biologi. Mereka berimajinasi dan  berandai-andai adanya suatu makhluk hidup yang merupakan perpaduan dari sifat-sifat positif  makhluk hidup yang sudah ada. Pada awalnya, proses rekayasa genetika ditemukan oleh Crick dan Watson pada tahun 1953. Rekaya Rekayasa sa genetik genetikaa (  genetic engineering  dalam arti arti paling paling luas luas adalah adalah penerapan penerapan engineering ) dalam genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan  pemuliaaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Masyarakat ilmiah sekarang lebih   berse bersepak pakat at dengan dengan batasa batasan n yang yang lebih lebih sempit sempit,, yaitu yaitu penera penerapan pan teknik teknik-tek -teknik  nik  genetika molekular untuk molekular untuk mengubah susunan genetik dalam genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu. Obyek Obyek rekaya rekayasa sa geneti genetika ka mencak mencakup up hampir hampir semua semua golong golongan an organi organisme sme,, mulai mulai dari 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 Ilmu terapan terapan ini dapat dapat diangg dianggap ap sebaga sebagaii cabang cabang biolog biologii maupun maupun sebaga sebagaii ilmuilmu-ilmu ilmu rekaya rekayasa sa (ketek (keteknik nikan) an).. Dapat Dapat diangg dianggap, ap, awal mulany mulanyaa adalah adalah dari dari usahausaha-usa usaha ha yang yang dilakukan untuk menyingkap material yang diwariskan dari satu generasi ke generasi yang lain. Ketika orang mengetahui mengetahui bahwa kromosom adalah adalah materi material al yang yang membaw membawaa bahan bahan terwariskan itu (disebut gen) 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. Setiap gen mengandung ribuan rantai basa yang tersusun menjadi sebuah rangkaian dimana gen tersebut berada dalam kromosom sebuah sel. DNA mudah diekstraksi dari selsel, dan kemajuan biologi molekuler sekarang memungkinkan ilmuwan untuk mengambil DNA suatu spesies dan kemudian menyusun konstruksi molekuler yang dapat disimpan di dalam laboratorium. DNA rekombinan ini dapat dipindahkan ke makhluk hidup lain bahkan yang yang berb berbed edaa jenis jenisny nya. a. Hasi Hasill dari dari perp perpad adua uan n terse tersebu butt meng mengha hasi silk lkan an makh makhlu luk k hidu hidup p

rekomb rekombina inan n yang yang memili memiliki ki kemamp kemampuan uan baru baru dalam dalam melang melangsun sungka gkan n proses proses hidup hidup dan  bersaing dengan makhluk hidup lainnya. Perkembangan rekayasa genetika sebagai bagian dari perkembangan bioteknologi. Teknologi rekayasa genetika merupakan transplantasi atau pencangkokan satu gen ke gen lainnya dimana dapat bersifat antar gen dan dapat pula lintas gen. Rakayasa genetika juga diartikan sebagai perpindahan gen. Misalnya gen pankreas babi ditransplantasikan ke bakteri Escheria coli sehingga dapat menghasilkan insulin dalam jumlah yang besar. Diabet Diabetes es (Kenci (Kencing ng manis) manis) diseba disebabka bkan n karena karena pankre pankreas as tidak tidak mampu mampu membua membuatt hormon hormon insuli insulin, n, yang yang dibutu dibutuhka hkan n untuk untuk mengu mengubah bah glukos glukosaa menjad menjadii gula gula darah. darah. Pada Pada   pende penderit ritaa kencin kencing g manis, manis, sel-se sel-sell tidak tidak bisa bisa menyer menyerap ap glukos glukosaa dengan dengan normal normal,, sehing sehingga ga menumpuk terlalu banyak di dalam darah. Sejak Banting dan Best menemukan hormon insulin pada tahun 1921, pasien diabetes mellit mellitus us yang yang mengal mengalami ami pening peningkat katan an kadar kadar gula gula darah darah diseba disebabka bkan n ganggu gangguan an produk produksi si insuli insulin, n, telah telah diterap diterapii dengan dengan menggu menggunak nakan an insuli insulin n yang yang berasa berasall dari dari kelenj kelenjar ar pankre pankreas as hewan. Meskipun insulin sapi dan babi mirip dengan insulin manusia, namun komposisinya sedikit berbeda. Akibatnya, sejumlah sistem kekebalan tubuh pasien menghasilkan antibodi terhada terhadap p insuli insulin n babi babi dan sapi sapi yang yang berusa berusaha ha menetr menetralk alkan an dan mengak mengakiba ibatka tkan n respon respon inflamasi pada tempat injeksi. Selain itu efek samping dari insulin sapi dan babi ini adalah kekhawatiran adanya komplikasi jangka panjang dari injeksi zat asing yang rutin. Faktor-faktor ini menyebabkan peneliti mempertimbangkan untuk membuat Humulin dengan memasukkan gen insulin ke dalam vektor yang cocok, yaitu sel bakteri E. coli, untuk  memproduksi insulin yang secara kimia identik dan dapat secara alami diproduksi. Hal ini telah

dicapai

dengan

menggunakan

teknologi

DNA

rekombinan.

PEMBAHASAN

A. Kromosom, DNA, Gen Materi terkecil penyusun makhluk hidup adalah Sel. Di dalam sel terdapat organelaorganela lainnya, dari mitokondria, sitoplasma, ribosom hingga inti sel yang disebut nukleus yang yang terleta terletak k agak agak ke tengah tengah sel. Di dalam dalam nukleu nukleuss terdap terdapat at bendabenda-ben benda da halus halus yang yang  berbentuk lurus seperti batang atau bengkok dan terdiri dari zat yang mudah mengikat zat warna. Benang-benang itu dinamakan kromosom. Kromosom tampak seperti batang dan mengandung struktur yang terdiri dari benang benang tipis yang melingkar-lingkar. Di sepanjang benang itu terletak secara teratur suatu sruktur yang disebut gen. Gen tersebut yang sebenarnya berfungsi untuk mengatur sifat-sifat yang akan diwariskan dari induk kepada keturunannya dan mengatur perkembangan serta metabo metabolis lisme me makhlu makhluk k hidup. hidup. Gen terdiri terdiri dari dari DNA atau Deoxyr Deoxyribo ibonuk nukleo leo acid (asam (asam nukleat). Era penemu penemuan an materi materi geneti genetik k telah telah dibuka dibuka oleh oleh   F Miesche dengan menggunaka menggunakan n Miescher  r  dengan mikroskop sederhana, dia telah menetapkan bahwa bahan aktif yang ada di dalam nukleus disebut sebagai nuclein . Peneliti ini belum bisa menetapkan apakah nuclein ini kromosom kromosom atauka ataukah h DNA. DNA. Kromos Kromosom om ditemu ditemukan kan pada pada awal awal abad abad ke 19 merupa merupakan kan strukt struktur ur sepert sepertii  benang pada nukleus sel eukariot yang nampak pada saat sel mulai membelah. Kromosom  berjumlah diploid pada setiap selnya, dan pada autosomal maupun seks-kromosom membawa gen-gen yang berpasangan, kecuali pada kromosom-Y. Gen adalah unit heriditas suatu organisme hidup. Gen ini dikode dalam material genetik  organi organisme sme,, yang yang kita kita kenal kenal sebaga sebagaii moleku molekull DNA, DNA, atau atau RNA pada pada beberap beberapaa virus, virus, dan ekspresinya dipengaruhi oleh lingkungan internal atau eksternal seperti perkembangan fisik  atau perilaku dari organisme itu. Gena tersusun atas daerah urutan basa nukleotida baik yang mengkode suatu informasi genetik ( coding-gene region as exon ) dan juga daerah yang tidak  mengko mengkode de inform informasi asi geneti genetik k (non-codi hal ini ini pent pentin ing g untu untuk  k  non-coding-g ng-gene ene region region as intron intron ), hal  pembentukan suatu protein yang fungsinya diperlukan di tingkat sel, jaringan, organ atau organisme secara keseluruhan. Molekul DNA membawa informasi hereditas dari sel dan komponen protein (molekulmole moleku kull hist histon on)) dari dari krom kromos osom om memp mempun unya yaii fung fungsi si pent pentin ing g dala dalam m peng pengem emas asan an dan dan  pengontrolan molekul DNA yang sangat panjang sehingga dapat muat didalam nucleus dan mudah diakses ketika dibutuhkan. Selama reproduksi, Jumlah kromosom yang haploid dan

materia materiall geneti genetik k DNA hanya hanya separo separoh h dari dari masing masing-ma -masin sing g parent parental, al, dan disebu disebutt sebgai sebgai genom.

B. DNA

DNA ( deoxyribonucleic acid ) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik yang dikodekan dalam bahasa kimiawi dan diproduksi di dalam semua sel tubuh Anda. Program DNA inilah yang mengendalikan perkembangan sifat anatomi, fisiologi, biokimia, bahkan sebagian sifat perilaku Anda. Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA   berda berdasar sarkan kan data data yang yang didapa didapatt dari dari foto foto difrak difraksi si sinar-X sinar-X milik milik Rosali Rosalind nd Frank Franklin lin,, yang yang meninggal dunia akibat kanker pada usianya ke 38 tahun. DNA merupakan makromolekul   polinukl polinukleotida eotida yang tersusun tersusun atas polimer polimer nukleotid nukleotidaa yang tersusun rangkap membentuk  membentuk  DNA double helix dan berpilin berpilin ke kanan. kanan. Setiap nukleotida nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, molekul, yaitu (1) Gugus fosfat (2) Gula dengan 5 atom C (3) Basa nitrogen yang terdiri dari golongan  purin, yaitu adenin dan guanin serta golongan pirimidin, yaitu citosin dan timin. Menurut Watson - Crick, DNA digambarkan seperti tangga tali berpilin atau lebih dikenal deng dengan an heli helix x gand gandaa atau atau doub double le heli helix. x. Perh Perhat atik ikan an pita pita pada pada diag diagra ram m di bawa bawah h ini ini menunjukkan tulang belakang gula-fosfat dari dua untai DNA. Kedua untai DNA tersebut diikat oleh ikatan hidrogen yang dilambangkan dengan garis titik titik di antara dua basa nitrogen yang berpasangan di bagian dalam helix ganda. Struktur kimia DNA dapat digambarkan seperti diagram di bawah ini. Perhatikan bahwa untaian memiliki orientasi arah yang berlawanan.

Sumber: http://www.ilmuku.com/file.php/1/Simulasi/mp_413/materi2.html

C. Rekayasa Rekayasa Genet Genetik ik Beberap Beberapa a Makhluk Makhluk Hidup Hidup

Prin Prinsi sip p dasa dasarr tekn teknol olog ogii reka rekaya yasa sa gene geneti tika ka adal adalah ah mema memani nipu pulas lasii atau atau mela melaku kuka kan n   perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur struktur DNA organisme organisme penerima. Gen yang diselipkan diselipkan dan organisme organisme penerima penerima dapat  berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di khromosom tanaman, sebaliknya gen tanaman dapat diselipkan pada khromosom bakteri. Gen serangga dapat diselipkan pada tanaman atau gen dari babi dapat diselipkan pada bakteri, atau bahkan gen gen dari dari manu manusi siaa dapa dapatt dise diseli lipk pkan an pada pada khro khromo moso som m bakt bakter eri. i. Prod Produk uksi si insu insuli lin n untu untuk  k   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, cepat, massal massal,, dan murah. murah. Teknol Teknologi ogi rekaya rekayasa sa genetik genetikaa juga juga memung memungkin kinkan kan manusi manusiaa membuat vaksin pada tumbuhan, menghasilkan tanaman transgenik dengan sifat-sifat baru yang khas. Rekayasa genetika pada tanaman mempunyai target dan tujuan antara lain peningkatan   produksi produksi,, peningkatan peningkatan mutu produk produk supaya supaya tahan lama dalam penyimpanan penyimpanan pascapanen, 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, perubahan pigmentasi. Rekaya Rekayasa sa Geneti Genetika ka pada pada mikrob mikrobaa bertuj bertujuan uan untuk untuk mening meningkat katkan kan efektiv efektivitas itas kerja kerja mikr mikrob obaa

ters terseb ebut ut

(mis (misal alny nyaa

mikr mikrob obaa

untu untuk k

ferm fermen enta tasi si,,

peng pengik ikat at

nitr nitrog ogen en

udar udara, a,

mening meningkat katkan kan kesubu kesuburan ran tanah, tanah, memper mempercep cepat at proses proses kompos kompos dan pembua pembuatan tan makana makanan n ternak, ternak, mikroba mikroba prebiotik prebiotik untuk makanan makanan olahan), olahan), dan untuk menghasilk menghasilkan an bahan obatobatan dan kosmetika. Rekayasa Rekayasa genetika genetika dalam bibit pangan nabati telah berkembang berkembang dengan luas begitu pula  produk rekayasa genetika pada hewan misalnya produksi hormon untk peningkatan kuantitas maupun maupun kualitas kualitas dari pangan pangan hewani. hewani. Dengan adanya produk-pr produk-produk oduk rekayasa genetika genetika ters terseb ebut ut dapa dapatt dika dikata taka kan n bahw bahwaa prod produk uk reka rekaya yasa sa gene geneti tika ka khus khusus usny nyaa baha bahan n pang pangan an mengin mengintro troduk duksi si unsur unsur toksis toksis,, bahan-b bahan-baha ahan n asing asing dan berbag berbagai ai sifat sifat yang yang belum belum dapat dapat dipa dipast stik ikan an dan dan berb berbag agai ai karak karakter teris istik tik lain lainny nya. a. Oleh Oleh kare karena na itu itu munc muncul ulah ah berb berbag agai ai kekh kekhaw awat atir iran an

dala dalam m

meng menggu guna naka kan n

dan dan

meng mengko kons nsum umsi si

baha bahan n

pang pangan an

tran transg sgen enik ik..

Kekhawatiran dapat bersifat ilmiah yang dibuktikan dengan berbagai hasil percobaan, tetapi ada pula pula kekhaw kekhawati atiran ran yang yang disebu disebutt kekhaw kekhawtira tiran n logika logika (publi (publicc anxiet anxiety). y). Misaln Misalnya ya di

Indonesia benalu kopi adalah obat untuk kanker sebab tanaman tersebut menjadi kanker pada tanaman kopi. Yang kelak suatu saat DNA Klorofil dengan DNA kulit manusia sehingga kita tidak perlu membeli beras lagi. Ini sebuah refrensi kemajuan pesat Rekayasa Genetika untuk  improvisasi imaginasi kita ke depan.

D. DNA DNA Rek Rekom ombi bina nan n

Penggunaan DNA dalam rekayasa genetika untuk menggabungkan sifat makhluk hidup, karena DNA mengatur sifat-sifat makhluk hidup yang dapat diturunkan dan struktur DNA dari dari makhlu makhluk k hidup hidup apapu apapun n adalah adalah sama. sama. Ada bebera beberapa pa cara cara untuk untuk mendap mendapatk atkan an DNA rekomb rekombina inan n melalu melaluii rekaya rekayasa sa geneti genetika, ka, di antaran antaranya ya adalah adalah teknol teknologi ogi plasmi plasmid, d, fusi fusi sel (teknologi hibridoma), dan transplantansi inti. 1. Fusi Fusi Sel Sel (teknol (teknologi ogi hibrid hibridoma oma)) Fusi sel (teknologi hibridoma) merupakan proses peleburan atau penyatuan dua sel dari   jari jaring ngan an atau atau spes spesie iess yang yang sama sama atau atau berb berbed edaa sehi sehing ngga ga diha dihasi silk lkan an sel sel tung tungga gall yang yang mengan mengandun dung g gen-ge gen-gen n dari dari kedua kedua sel yang yang berbed berbedaa terseb tersebut. ut. Sel tungga tunggall ini dinama dinamakan kan

hibridoma yang mempunyai sifat-sifat kedua sel. Contoh penggunaan teknologi hibridoma adalah produksi antibodi dalam skala besar. Antibodi adalah protein yang dihasilkan oleh sel limfosit B atau sel T yang bertugas melawan setiap benda asing (anti gen) yang masuk  kedalam tubuh. Anti bodi tertentu akan melawan antigen tertentu pula. Dalam proses fusi sel, sel B atau sel T dijadikan sebagai sel sumber gen yang memiliki sifat yang diinginkan, yaitu mampu memproduksi anti bodi. Sedangkan, sel wadah atau sel target digunakan sel mieloma atau sel kanker yang mampu membelah diri dengan cepat dan tidak membahayakan manusia. Kemudian, sel B atau sel T difusikan dengan sel mieloma. Untuk mempercepat fusi sel, digunakan fusi gen (zat yang mempercepat terjadinya fusi). Contoh fusi gen adalah CSCl++,   polie polietile tilengl ngliko ikoll (PEG), (PEG), virus, virus, dan NaNO3. NaNO3. Hasil Hasil fusi fusi antara antara sel limfos limfosit it B dengan dengan sel mieloma menghasilkan hibridoma yang memiliki gen penghasil antibodi seperti induknya (sel B) dan dapat membelah dengan cepat seperti sel mieloma. Manfaat teknologi hibridoma yang lain, misalnya dalam pemetaan genom manusia dan menyilangkan spesies secara genetik  dalam sel eukariotik.

2. Transp Transplan lantas tasii Inti Inti (nukle (nukleus) us) Transplantasi inti (nukleus) ialah pemindahan inti dari sel satu ke sel yang lain. Sehingga diperoleh individu baru yang mempunyai sifat sesuai dengan inti yang diterima. Transplantasi nukleu nukleuss contoh contohnya nya pada pada sel domba. domba. Nukleu Nukleuss dari dari sel-se sel-sell ambing ambing domba domba yang yang diploi diploid d

dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti sehingga terbentuk ovum berinti diploid dari kambing domba. Kemudian ovum melakukan pembelahan mitosis berulangkali menghasilkan morula, kemudian blastula . Lalu Lalu blastu blastula la diklon diklonkan kan menjadi menjadi banyak banyak sel dan inti dari dari setiap setiap sel diambil untuk dimasukkan ke dalam ovum tak berinti yang berbeda sehingga terbentuk ovum diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum dikultur secara in vitro dan akhirnya setiap ovum menjadi individu baru yang memiliki sifat dan jenis kelamin yang sama.  E. coli dipilih sebagai sel target karena  E. coli mudah diperoleh dan dipelihara, tidak mengandung gen yang membahayakan dan dapat membelah diri setiap 20 menit sekali.

3. Tekn Teknol olog ogii Plas Plasmi mid d Moleku Molekull DNA berbentuk berbentuk sirkul sirkuler er yang yang terdap terdapat at dalam dalam sel bakteri bakteri atau atau ragi ragi disebu disebutt

 plasmid . Pada umumnya bakteri mempunyai satu kromosaom. Kromosom bakteri berupa DNA sirkular atau DNA yang berbentuk lingkaran. Disamping memiliki satu kromosom,  bebagai jenis bakteri juga memiliki DNA sirkular lainnya yang ukurannya jauh lebih kecil daripada DNA kromosomnya. DNA sirkular selain kromosom yang terdapat pada bakteri dinamakan plasmid. Jadi, plasmid merupakan DNA bakteri yang terpisah dari kromosom  bakteri. Plasmid dapat memperbanyak diri melalui proses replikasi sehingga dapat terjadi   pengk pengklon lonan an DNA yang yang mengha menghasil silkan kan plasmi plasmid d dalam dalam jumlah jumlah banyak banyak.. Karena Karena sifat-s sifat-sifa ifatt  plasmid yang menguntungkan, maka plasmid digunakan sebagai vektor atau pembawa gen untuk memasukkan gen ke dalam sel target. Contoh aplikasi penggunaan teknologi plasmid yang telah dikembangkan manusia adalah produksi insulin secar a besar-besaran. Teknologi DNA Rekombinan melalui teknologi plasmid adalah pembentukan kombinasi materi materi genetik genetik yang baru baru dengan dengan cara penyis penyisipa ipan n moleku molekull DNA ke dalam dalam suatu suatu vektor  vektor  sehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan di dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang. inang. Secara umum teknik DNA rekombinan rekombinan melipu meliputi: ti: teknik teknik untuk untuk mengis mengisola olasi si DNA, DNA, teknik teknik untuk untuk memoto memotong ng DNA, DNA, teknik teknik untuk  untuk  menggabung atau menyambung DNA, dan teknik untuk memasukkan DNA ke dalam sel hidup. Teknologi Teknologi DNA Rekombinan Rekombinan telah memberikan banyak manfaat manfaat bagi perkembangan perkembangan ilmu pengetahuan maupun bagi kehidupam manusia sehari-hari. Beberapa jenis obat-obatan, vaksin, bahan pangan, bahan pakaian dan lainnya telah diproduksi dengan memanfaatkan teknologi DNA Rekombinan. Dalam kehidupan kita sehari-hari, secara langsung maupun tidak langsung, sebagian dari kita pernah berhubungan dengan hasil penggunaan teknologi DNA Rekombinan Rekombinan.. Contoh: Contoh: insulin insulin telah digunakan untuk mengobati mengobati penyakit diabetes. diabetes.

Produ Produksi ksi insulin insulin diprod diproduks uksii di dalam dalam sel bakteri bakteri Esche Escherici riciaa coli coli (E. coli) di mana mana gen  penghasil insulin diisolasi dari sel pankreas manusia yang kemudian diklon dan dimasukkan ke dalam dalam sel E. coli. coli. Dengan Dengan demikian demikian produk produksi si insuli insulin n dapat dapat dilaku dilakukan kan dengan dengan cepat, cepat, massal, dan murah. Keberhasilan Watson dan Crick  menemukan model DNA, dan pemecahan masalah sandi genetik oleh  Nirenberg  dan Mather  membuka jalan bagi penelitian-penelitian selanjutnya di   bidan bidang g rekaya rekayasa sa geneti genetika. ka. SandiSandi-san sandi di genetik genetik pada pada gen (DNA) (DNA) ini diguna digunakan kan untuk  untuk    penentuan penentuan urutan asam-asam asam-asam amino pembentuk protein. Pengetahua Pengetahuan n ini memungkink memungkinkan an manipulasi sifat makhluk hidup atau manipulasi genetik untuk menghasilkan makhluk hidup deng dengan an sifa sifatt yang yang diin diingi gink nkan an..

Mani Manipu pula lasi si atau atau pera peraki kita tan n

mate materi ri gene geneti tik k

deng dengan an

menggabungkan dua DNA dari sumber yang berbeda akan menghasilkan DNA rekombinan.

E. Prose Prosess Pembu Pembuata atan n Insul Insulin in

Dalam Dalam makalah makalah ini, ini, pembah pembahasa asan n dikhu dikhusus suskan kan pada pada rekaya rekayasa sa geneti genetik k berupa berupa DNA rekombinan rekombinan untuk menghasilk menghasilkan an insulin insulin manusia manusia yang berguna untuk untuk penderita penderita diabetes. diabetes. Dengan demikian produksi insulin dapat dilakukan dengan cepat, massal, dan murah. Secara kimia, insulin adalah protein kecil sederhana yang terdiri dari 51 asam amino, 30 di antaran antaranya ya merupa merupakan kan satu satu rantai rantai polipe polipepti ptida, da, dan 21 lainny lainnyaa yang yang memben membentuk tuk rantai rantai kedua. Kedua rantai dihubungkan oleh ikatan disulfida. Struktur insulin:

Sumber:http://myhealing.wordpress.com/2010/12/01/pembuatan-insulin-manusia-dengan-teknik-dnarekombinan/

Kode genetik untuk insulin ditemukan dalam DNA di bagian atas lengan pendek dari kromosom kesebelas yang berisi 153 basa nitrogen (63 dalam rantai A dan 90 dalam rantai

B). DNA yang membentuk kromosom, terdiri dari dua heliks terjalin yang dibentuk dari rantai nukleotida, nukleotida, masing-masi masing-masing ng terdiri dari gula deoksiribosa, deoksiribosa, fosfat dan nitrogen. nitrogen. Ada empat basa nitrogen yang berbeda yaitu adenin, timin, sitosin dan guanin. Sintesis protein tertentu seperti insulin ditentukan oleh urutan dasar tersebut yang diulang. Insulin dibuat di dalam tubuh manusia dengan dikontrol oleh gen insulin. Insulin ini kemudian diambil dari pulau langerhans tubuh manusia, lalu disambungkan ke dalam plasmid  bakteri. Untuk menghubungkan gen insulin dengan plasmid diperlukan rekombinasi genetik. Dala Dalam m rekom rekombi bina nasi si DNA DNA dila dilaku kuka kan n pemo pemoto tong ngan an dan dan peny penyam ambu bung ngan an DNA. DNA. Pros Proses es   pemotongan dan penyambungan tersebut menggunakan enzim pemotong dan penyambung. Enzim pemotong pemotong dikenal dikenal sebagai sebagai enzim restriksi atau enzim penggunting penggunting yang bernama bernama dan setiap enzim hanya dapat restriksi endonuklease . Enzim pemotong ini jumlahnya banyak dan memotong urutan basa tertentu pada DNA. Hasil pemotongannya berupa sepenggal DNA   ber beruj ujun ung g

runc runcin ing g

yang yang komp komple leme men. n. Sela Selanj njut utny nya, a, DNA DNA

manu manusi siaa

yang yang diin diingi gink nkan an

disambungkan ke bagian benang plasmid yang terbuka dengan menggunakan enzim ligase DNA yang mengkatalis ikatan fosfodiester antara dua rantai DNA.

Sumber: http://www.littletree.com.au/dna.htm Enzim restriksi secara alami diproduksi oleh bakteri. Enzim-enzim tersebut ditemukan di dalam bakteri dan secara normal digunakan digunakan untu untuk k melin melindung dungii dirin dirinya ya sendiri dari infeksi

virus. Enzim tersebut akan memotong DNA bervirus menjadi potongan-potongan yang tidak  membahayakan tanpa melakukan perusakan pada DNA bakterinya sendiri. Enzim restriksi bertindak seperti pisau bedah biologi, hanya mengenali rangkaian nukl nukleo eoti tida da tert terten entu tu,, misa misall sala salah h satu satuny nyaa rang rangka kaia ian n kode kode untu untuk k insu insuli lin. n. Hal Hal terse tersebu butt memungkinkan peneliti untuk memutuskan pasangan basa nitrogen tertentu dan menghapus  bagian DNA yang berisi kode genetik dari kromosom sebuah organisme sehingga dapat memproduksi insulin. Sedangkan DNA ligase adalah suatu enzim yang berfungsi sebagai  perekat genetik dan pengelas ujung nukleotida. Potongan DNA antara gen manusia dengan benang plasmid ini bisa menyambung karena endonuklease yang digunakan untuk memotong DNA manusia dan benang plasmid tersebut sama jenisnya. Sehingga, dihasilkan ujung-ujung yang sama strukturnya.

Sumber: http://urei.bio.uci.edu/~hudel/bs99a/lecture28/lecture9_2.html Gen manusi manusiaa dan plasmi plasmid d yang yang telah telah menyat menyatu u memben membentuk tuk lingka lingkaran ran plasmi plasmid d ini disebut kimera (DNA rekombinan). Kimera tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel target E. coli . Bakteri ini akan hidup normal dan memiliki tambahan yang sesuai dengan sifat gen yang disisipkan. Bakteri  E. coli kemudian di kultur untuk dikembangbiakkan. Bakteri tersebu tersebutt kemudi kemudian an mampu mampu mengha menghasil silkan kan hormo hormon n insuli insulin n manusi manusia. a. Hormon Hormon insuli insulin n ini akhirnya dapat dipanen untuk digunakan oleh orang yang membutuhkannya. Keuntungan dari insulin hasil rekayasa genetik ini adalah insulin tersebut bebas dari protein hewan yang tercemar yang sering menimbulkan alergi.

Secara ringkas, proses pembuatan insulin melalui DNA rekombinan dapat dilihat pada dua gambar dibawah ini:

Sumber:http://spektrumku.wordpress.com/2008/01/02/rudolph-si-kucing-yang-bisa-menyalaSumber:http://spektrumku.wordpress.com/2008/01/02/rudolph-si-kucing-yang-bisa-menyaladan-rekayasa-genetika/

Sumber: www.nationalhealthmuseum.com

Tahap-tahapnya secara ringkas adalah sebagai berikut: 1. Taha Tahap p pert pertam amaa dala dalam m memb membua uatt bakt bakter eria ia yang yang bisa bisa meng mengha hasi silk lkan an insu insuli lin n adala adalah h dengan mengisolasi plasmid pada bakteri tersebut yang akan direkayasa. 2. Kemudian Kemudian plasmid plasmid tersebut tersebut dipotong dipotong dengan dengan menggun menggunakan akan enzim enzim di tempat tertentu tertentu sebagai calon tempat gen baru nantinya yang dapat membuat insulin. 3. Gen insulin insulin diambil diambil dari kromosom kromosom yang yang berasal berasal dari dari sel manusi manusia. a.

4. Gen yang telah telah dipotong dipotong dari dari kromos kromosom om sel manusia manusia itu kemudian kemudian ‘direkat ‘direkatkan kan’’ di  plasmid tadi tepatnya di tempat bolong yang tersedia setelah dipotong tadi. 5. Plasmid Plasmid yang sudah sudah disisipi disisipi gen gen manusia manusia itu kemudian kemudian dimasukk dimasukkan an kembali kembali ke dalam  bakteria. 6. Bakteri Bakteriaa yang yang telah telah mengandu mengandung ng gen manusi manusiaa itu selanjut selanjutnya nya berkemb berkembang ang biak dan mengha menghasil silkan kan insuli insulin n yang yang dibutu dibutuhka hkan. n. Dengan Dengan begitu begitu diharap diharapkan kan insuli insulin n dapat dapat diproduksi dalam jumlah yang tidak terbatas di pabrik-pabrik.

KESIMPULAN

Pada awalnya, proses rekayasa genetika ditemukan oleh Crick dan Watson pada tahun 1953. Rekaya Rekayasa sa genetik genetikaa (  genetic engineering  dalam arti arti paling paling luas luas adalah adalah penerapan penerapan engineering ) dalam genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan  pemuliaaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Masyarakat ilmiah sekarang lebih   berse bersepak pakat at dengan dengan batasa batasan n yang yang lebih lebih sempit sempit,, yaitu yaitu penera penerapan pan teknik teknik-tek -teknik  nik  genetika molekular untuk molekular untuk mengubah susunan genetik dalam genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang genetik  yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu. 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. Teknologi Teknologi DNA Rekombinan Rekombinan adalah pembentuk pembentukan an kombinasi kombinasi materi genetik genetik yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya untuk untuk terint terintegr egrasi asi dan mengal mengalami ami perban perbanyak yakan an di dalam dalam suatu suatu sel organi organisme sme lain lain yang yang  berperan  berperan sebagai sel inang. Secara umum teknik DNA rekombinan rekombinan meliputi: meliputi: teknik teknik untuk  meng mengis isol olas asii DNA, DNA, tekn teknik ik untu untuk k memo memoto tong ng DNA, DNA, tekni teknik k untu untuk k meng mengga gabu bung ng atau atau menyambung DNA, dan teknik untuk memasukkan DNA ke dalam sel hidup. Dalam makalah ini, ini, pembah pembahasa asan n dikhu dikhusus suskan kan pada pada rekaya rekayasa sa geneti genetik k berupa berupa DNA rekomb rekombina inan n untuk  untuk  menghasilka menghasilkan n insulin insulin manusia manusia yang berguna untuk penderita diabetes. Dengan demikian  produksi insulin dapat dilakukan dengan cepat, massal, dan murah. Insulin dibuat di dalam tubuh manusia dengan dikontrol oleh gen insulin. Insulin ini kemudian diambil dari pulau langerhans tubuh manusia, lalu disambungkan ke dalam plasmid  bakteri. Untuk menghubungkan gen insulin dengan plasmid diperlukan rekombinasi genetik. Dala Dalam m rekom rekombi bina nasi si DNA DNA dila dilaku kuka kan n pemo pemoto tong ngan an dan dan peny penyam ambu bung ngan an DNA. DNA. Pros Proses es   pemotongan dan penyambungan tersebut menggunakan enzim pemotong dan penyambung. Enzim pemotong pemotong dikenal dikenal sebagai sebagai enzim restriksi atau enzim penggunting penggunting yang bernama bernama dan setiap enzim hanya dapat restriksi endonuklease . Enzim pemotong ini jumlahnya banyak dan memotong urutan basa tertentu pada DNA. Hasil pemotongannya berupa sepenggal DNA   ber beruj ujun ung g

runc runcin ing g

yang yang komp komple leme men. n. Sela Selanj njut utny nya, a, DNA DNA

manu manusi siaa

yang yang diin diingi gink nkan an

disambungkan ke bagian benang plasmid yang terbuka dengan menggunakan enzim ligase DNA yang mengkatalis ikatan fosfodiester antara dua rantai DNA. Potongan DNA antara gen manusia dengan benang plasmid ini bisa menyambung karena endonuklease yang digunakan untuk memotong DNA manusia dan benang plasmid tersebut sama jenisnya. Sehingga, dihasilkan ujung-ujung yang sama strukturnya.

Gen manusia dan plasmid yang telah menyatu membentuk lingkaran plasmid ini disebut kimera (DNA rekombinan). Kimera tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel target E. coli. Bakteri ini akan hidup normal dan memiliki tambahan yang sesuai dengan sifat gen yang disisipkan. Bakteri E. coli kemudian di kultur untuk untuk dikemb dikembang angbiak biakkan kan.. Bakter Bakterii tersebu tersebutt kemudi kemudian an mampu mampu mengha menghasil silkan kan horm hormon on ins insul ulin in manu manusi sia. a. Horm Hormon on insu insulin lin ini ini akhi akhirny rnya a dapa dapatt dipa dipane nen n untu untuk k digunakan oleh orang yang membutuhkannya.

DAFTAR PUSTAKA

Elrod, Susan and Stansfield, william. 2002. Genetika . Penerbit: Erlangga. Jakarta

E.Smith, John. 1985. Prinsip bioteknologi. Penerbit: Erlangga. Jakarta.

Grolier International. 1984. Ilmu Pengetahuan Populer. Penerbit: Grolier Interantional

http://mr-fabio2.blogspot.com/2009/01/rekayasa-genetika-vina-citraxii-ipa7.html

http://myhealing.wordpress.com/2010/12/01/pembuatan-insulin-manusia-dengan-teknik-dnarekombinan/

http://isharmanto.blogspot.com/2009/11/rekayasa-genetika.html)) http://isharmanto.blogspot.com/2009/11/rekayasa-genetika.html

http://fathiyyah48.blogspot.com/2010/09/produksi-insulin-menggunakan-bakteri-e.html)) http://fathiyyah48.blogspot.com/2010/09/produksi-insulin-menggunakan-bakteri-e.html

http://www.littletree.com.au/dna.htm

http://urei.bio.uci.edu/~hudel/bs99a/lecture28/lecture9_2.html

http://www.tpb.ipb.ac.id/files/materi/genetika/dnarekombinan/plasmidpdf.pdf 

http://www.ilmuku.com/file.php/1/Simulasi/mp_413/materi2.html

Phillip,Pack. 2001. Biologi. Penerbit: Willey Publishing, Inc. New York