Cabang-cabang Genetika
Genetika berkembang baik sebagai ilmu murni maupun ilmu terapan. Cabang-cabang ilmu ini terbentuk terutama sebagai akibat pendalaman terhadap suatu aspek tertentu dari objek kajiannya.
Cabang-cabang murni genetika :
- genetika molekular
- genetika sel (sitogenetika)
- genetika populasi
- genetika kuantitatif
- genetika perkembangan
Cabang-cabang terapan genetika :
Bioteknologi merupakan ilmu terapan yang tidak secara langsung merupakan cabang genetika tetapi sangat terkait dengan perkembangan di bidang genetika.
Genetika arah-balik (reverse genetics)
Kajian genetika klasik dimulai dari gejala fenotipe (yang tampak oleh pengamatan manusia) lalu dicarikan penjelasan genotipiknya hingga ke aras gen. Berkembangnya teknik-teknik dalam genetika molekular secara cepat dan efisien memunculkan filosofi baru dalam metodologi genetika, dengan membalik arah kajian. Karena banyak gen yang sudah diidentifikasi sekuensnya, orang memasukkan atau mengubah suatu gen dalam kromosom lalu melihat implikasi fenotipik yang terjadi. Teknik-teknik analisis yang menggunakan filosofi ini dikelompokkan dalam kajian genetika arah-balik atau reverse genetics, sementara teknik kajian genetika klasik dijuluki genetika arah-maju atau forward genetics.
- 11 bulan lalu
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.
Perkembangan
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.
Contoh Rekayasa Genetika
Sekira 20 produk pertanian hasil modifikasi genetik telah beredar di pasaran Amerika, Kanada, bahkan
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. Bagaimana dengan di
0 comments: