BIOETIKA - GMO

GMO – Konsep Umum & Tahapan GMO Pangan

Oleh

Yenni Auliawati, 0906640942

I. Pendahuluan

Penemuan teknologi transfer gen oleh plasmid pada tahun 1973 memberikan perubahan

revolusioner di bidang bioteknologi dalam mengaransemen ulang dan memodifikasi struktur

genetis spesies biologis. Pada tahun 1990an, dilakukan banyak penelitian dan percobaan tekait

penerapan teknologi ini dalam bidang pertanian. Ekspresi protein, penanda genetis, dll telah

dilakukan selama masa ini.

Dalam era ini pula, tanaman pangan termodifikasi mulai diproduksi dalam skala

komersial, bukan hanya sebagai objek di laboratorium. Hingga pada tahun 2000, sekitar 20%

jagung, 50% kedelai dan 75% kapas yang diproduksi di Amerika Serikat merupakan tanaman

termodifikasi yang memiliki resistensi terhadap serangga dan herbisida. Tanaman ini merupakan

beberapa contoh dari apa yang kita kenal sebagai Genetically Modified Organism (GMO).

Teknologi DNA atau rekayasa genetika merupakan kesinambungan dari proses yang

terjadi secara alami di alam dengan menggunakan sains dan teknologi baru. Genetically

Modified Organism (GMO) atau yang dalam bahasa Indonesia disebut dengan produk rekayasa

genetika adalah organisme yang DNA-nya telah dirubah dengan menggunakan suatu teknologi

yang disebut dengan bioteknologi modern sehingga menghasilkan suatu organisme atau produk

yang berbeda dengan produk alamiahnya yang mempunyai beberapa kelebihan karena dalam

pembuatannya dilakukan seleksi terhadap sifat-sifat baiknya.

Dengan memperkenalkan gen asing, para ilmuwan meminta sel diubah untuk membuat

protein baru atau enzim, sehingga sel melakukan fungsi baru. Sebagai contoh, gen yang

membantu ikan dingin yang bertahan hidup pada suhu rendah dapat dimasukkan ke dalam

stroberi untuk membuat es-tahan. Gen yang dapat diambil dari tanaman, hewan atau mikro-

organisme. Jika gen dimasukkan ke dalam spesies lain, organisme yang dihasilkan disebut

sebagai 'transgenik. Contoh pangan hasil rekayasa genetika antara lain meliputi hewan

transgenik, bahan asal hewan transgenik dan hasil olah annya, ikan transgenik, bahan asal ikan

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 1

BIOETIKA - GMO

transgenik dan hasil olahannya, tanaman transgenik, bagian-bagiannya dan hasil olahannya, serta

jasad renik transgenik.

Peningkatan sifat yang diinginkan secara tradisional telah dilakukan melalui pemuliaan,

tetapi metode pemuliaan tanaman konvensional dapat menjadi sangat memakan waktu dan sering

tidak begitu akurat. Rekayasa genetika, di sisi lain, dapat menciptakan tanaman dengan sifat

yang diinginkan yang tepat sangat cepat dan dengan akurasi besar. Sebagai contoh, ahli genetika

tanaman dapat mengisolasi sebuah gen bertanggung jawab untuk toleransi kekeringan dan

menyisipkan gen tersebut ke tanaman yang berbeda. Pabrik rekayasa genetik baru akan

mendapatkan toleransi kekeringan juga. Gen tidak hanya dapat ditransfer dari satu tanaman ke

yang lain, tapi gen dari organisme non-tanaman juga dapat digunakan. Contoh paling terkenal

dari hal ini adalah penggunaan gen B.t. pada jagung dan tanaman lainnya. Bt, atau Bacillus

thuringiensis, adalah bakteri alami yang menghasilkan protein kristal yang mematikan bagi larva

serangga. B.t gen protein Kristal telah dialihkan ke jagung, memungkinkan jagung untuk

menghasilkan pestisida sendiri terhadap serangga seperti hama penggerek jagung Eropa.

II. Tujuan Produksi Makanan GM

Makanan transgenik dikembangkan - dan dipasarkan - karena ada beberapa keuntungan

yang dirasakan baik kepada produsen atau konsumen dari makanan ini. Hal ini dimaksudkan

untuk diterjemahkan ke dalam produk dengan harga yang lebih rendah, manfaat yang lebih besar

(dalam hal nilai atau daya tahan gizi) atau keduanya. Awalnya pengembang benih GM ingin

produk mereka untuk diterima oleh produsen sehingga telah berkonsentrasi pada inovasi yang

petani (dan industri makanan lebih umum) akan menghargai.

Tujuan awal untuk mengembangkan tanaman berdasarkan organisme GM adalah untuk

meningkatkan perlindungan tanaman. Tanaman GM saat ini di pasar terutama ditujukan untuk

peningkatan tingkat perlindungan tanaman melalui pengenalan resistensi terhadap penyakit

tanaman yang disebabkan oleh serangga atau virus atau melalui toleransi meningkat terhadap

herbisida.

Resistensi terhadap serangga dicapai dengan memasukkan ke dalam tanaman pangan gen

untuk produksi toksin dari bakteri Bacillus thuringiensis (BT). Racun ini saat ini digunakan

sebagai insektisida konvensional di bidang pertanian dan aman untuk dikonsumsi manusia.

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 2

BIOETIKA - GMO

Tanaman transgenik yang secara permanen menghasilkan toksin ini telah terbukti memerlukan

jumlah yang lebih rendah dari insektisida dalam situasi tertentu, misalnya di mana tekanan hama

tinggi. Resistensi virus ini dicapai melalui pengenalan gen dari virus tertentu yang menyebabkan

penyakit pada tanaman. Resistensi virus membuat tanaman lebih rentan terhadap penyakit yang

disebabkan oleh virus tersebut, sehingga hasil panen yang lebih tinggi.

III. Potensi makanan GM untuk kesehatan dan lingkungan

A. Kesehatan

Potensi resiko makanan GM terhadap kesehatan manusia ditentukan dengan melakukan

penilaian keamanan makanan GM yang umumnya meneliti: (a) efek kesehatan langsung

(toksisitas), (b) kecenderungan untuk memprovokasi reaksi alergi (alergenisitas), (c) komponen

tertentu dianggap memiliki sifat gizi atau beracun, (d) stabilitas gen yang disisipkan; (e) efek

nutrisi terkait dengan modifikasi genetik, dan (f) efek yang tidak diinginkan yang dapat

mengakibatkan dari penyisipan gen. Sementara diskusi teoritis sudah mencakup berbagai aspek,

tiga isu utama diperdebatkan adalah kecenderungan untuk memprovokasi reaksi alergi

(alergenisitas), transfer gen dan silang luar.

Alergenisitas. Sebagai masalah prinsip, transfer gen dari makanan umumnya alergi tidak

disarankan kecuali dapat menunjukkan bahwa produk protein dari gen yang ditransfer tidak

alergi. Sementara makanan tradisional dikembangkan umumnya tidak diuji untuk alergenisitas,

protokol untuk tes untuk makanan GM telah dievaluasi oleh Organisasi Pangan dan Pertanian

PBB (FAO) dan WHO. Tidak ada efek alergi telah ditemukan relatif terhadap makanan

transgenik saat ini di pasar.

Transfer gen. Transfer gen dari makanan GM untuk sel-sel tubuh atau bakteri di saluran

pencernaan akan menimbulkan kekhawatiran jika bahan genetik ditransfer berakibat buruk pada

kesehatan manusia. Hal ini akan sangat relevan jika gen resistensi antibiotik, digunakan dalam

menciptakan GMO, itu harus ditransfer. Meskipun kemungkinan transfer rendah, penggunaan

teknologi tanpa gen resistensi antibiotik telah didorong oleh FAO terakhir / WHO panel ahli.

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 3

BIOETIKA - GMO

Silang luar. Gerakan gen dari tanaman GM ke tanaman konvensional atau spesies terkait

di alam liar (disebut sebagai "silang luar"), serta pencampuran tanaman berasal dari biji yang

tumbuh konvensional dengan menggunakan tanaman GM, mungkin memiliki efek tidak

langsung pada makanan keselamatan dan keamanan makanan. Risiko ini adalah nyata, seperti

yang ditunjukkan ketika jejak-jejak jenis jagung yang hanya disetujui untuk digunakan pakan

muncul dalam produk jagung untuk konsumsi manusia di Amerika Serikat. Beberapa negara

telah mengadopsi strategi untuk mengurangi pencampuran, termasuk pemisahan yang jelas satu

bidang di mana GM tanaman dan tanaman konvensional tumbuh.

B. Lingkungan

Penilaian resiko terhadap lingkungan meliputi hal-hal yang terkait GMO dan potensi

lingkungan. Proses penilaian meliputi evaluasi karakteristik transgenik dan efeknya dan stabilitas

di lingkungan, dikombinasikan dengan karakteristik ekologi lingkungan di mana pengenalan

akan berlangsung. Penilaian ini juga mencakup efek yang tidak diinginkan yang dapat terjadi

dari penyisipan gen baru. Masalah-masalah ini meliputi: kemampuan GMO untuk melarikan diri

dan berpotensi memperkenalkan gen yang direkayasa ke dalam populasi liar; ketahanan gen

setelah transgenik setelah dipanen; kerentanan organisme non-target (misalnya serangga yang

bukan hama) untuk produk gen; stabilitas gen; pengurangan spektrum tanaman lain termasuk

hilangnya keanekaragaman hayati, dan peningkatan penggunaan bahan kimia dalam pertanian.

Aspek keamanan lingkungan tanaman transgenik sangat bervariasi sesuai dengan kondisi lokal.

Investigasi saat ini fokus pada: efek berpotensi merugikan pada serangga yang

bermanfaat atau induksi cepat serangga resisten; generasi potensi patogen tanaman baru;

konsekuensi merugikan potensi keanekaragaman hayati tumbuhan dan satwa liar, dan penurunan

penggunaan praktek penting dari rotasi tanaman di pemerintah tertentu, situasi, dan pergerakan

gen ketahanan herbisida ke tanaman lain.

IV. Jenis Makanan GM di Pasar Internasional

Semua tanaman GM yang tersedia di pasar saat ini internasional telah dirancang

menggunakan salah satu dari tiga sifat dasar: tahan terhadap kerusakan akibat serangga,

ketahanan terhadap infeksi virus, dan toleransi terhadap herbisida tertentu. Semua gen digunakan

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 4

BIOETIKA - GMO

untuk memodifikasi tanaman yang berasal dari mikroorganisme. Tabel di bawah ini

menunjukkan contoh tanaman hasil rekayasa genetika beserta tujuan pembuatannya.

Tabel 1. Jenis Makanan GM di Pasar Internasional. Sumber: 20 QUESTIONS ON GENETICALLY MODIFIED

(GM) FOODS. Sumber: http://www.who.int/foodsafety/publications/biotech/20questions/en/

Hasil Panen Sifat Daerah/Negara dengan

Persetujuan

Maizena Tahan serangga Argentina, Kanada, Afrika

Selatan, Amerika Serikat,

UniEropa

Tahan terhadap herbisida Argentina, Kanada, Amerika

Serikat, UniEropa

Kacang kedelai Tahan terhadap herbisida Argentina, Kanada, Afrika

Selatan, Amerika Serikat,

UniEropa (hanya untuk

proses)

Oil seed rape Tahan terhadap herbisida Kanada, Amerika Serikat

Chicory (tanaman yang

akarnya dibakar sebagai

pengganti kopi)

Tahan terhadap herbisida UniEropa (hanya untuk

tujuan perkembangiakan)

Squash (semacam ketela/

gambas)

Tahan terhadap virus Kanada, Amerika Serikat

Kentang Tahan serangga, tahan

herbisida

Kanada, Amerika Serikat

Tabel 2. Tujuan dan contoh tanaman rekayasa genetika di negara AS, Argentina, Kanada, Meksiko, Rumania dan

Uruguay Sumber: http://lordbroken.wordpress.com/2010/07/23/penggunaan-rekayasa-genetika-pada-tanaman-

genetically-modified-organism-dikaji-dari-sisi-positif/

No Tujuan Rekayasa Genetika Contoh Tanaman

1 Menghambat pematangan dan pelunakan buah Tomat

2 Tahan terhadap serangan insektisida Tomat, kentang, jagung

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 5

BIOETIKA - GMO

3 Tahan terhadap serangan ulat Kapas

4 Tahan terhadap insekta dan virus Kentang

5 Tahan terhadap virus Squash

6 Tahan terhadap insekta dan herbisida Jagung, Padi, Kapas dan Canola

7 Toleran terhadap herbisida Kedelai, Canola, Kapas, Jagung

8 Perbaikan komposisi nilai gizi Canola (high laurate oil), Kedelai

(high oleid acid oil), Padi (high

beta-carotene)

V. Tahapan produksi GMO

Untuk membuat suatu makanan GM, pertama-tama dilakukan identifikasi atau pencarian

gen yang akan menghasilkan sifat tertentu (sifat yang diinginkan). Gen yang diinginkan dapat

diambil dari tanaman lain, hewan, cendawan, atau bakteri. Setelah gen yang diinginkan didapat

maka dilakukan perbanyakan gen yang disebut dengan istilah kloning gen. Pada tahapan kloning

gen, DNA asing akan dimasukkan ke dalam vektor kloning (agen pembawa DNA), contohnya

plasmid (DNA yang digunakan untuk transfer gen). Kemudian, vektor kloning akan dimasukkan

ke dalam bakteri sehingga DNA dapat diperbanyak seiring dengan perkembangbiakan bakteri

tersebut. Apabila gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang cukup maka akan

dilakukan transfer gen asing tersebut ke dalam sel tumbuhan yang berasal dari bagian tertentu,

salah satunya adalah bagian daun.

Berbagai teknik digunakan untuk memperkenalkan gen yang diinginkan atau gen 'tidak

aktif' yang tidak diinginkan. Teknik ini meliputi bakteri jinak atau infeksi viral (bakteri karier),

rekayasa gen, 'pembungkaman' gen, biolistics, presipitasi kalsium fosfat dan elektroporasi.

Beberapa teknik yang digunakan untuk mentransfer sel asing ke dalam hewan dan tumbuhan

meliputi:

Bakteri karier

Biolistik

presipitasi kalsium fosfat

Elektroporasi

Gene silencing

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 6

BIOETIKA - GMO

Gene splicing

Lipofection (atau transfeksi liposom)

Injeksi

Viral karier

Bakteri karier

Bakteri Agrobacterium dapat menginfeksi tanaman, yang membuatnya menjadi pembawa

yang sesuai untuk menghantarkan DNA. Bakteri disiapkan dalam larutan khusus untuk membuat

dinding sel yang lebih berpori. Gen yang dipilih dimasukkan ke dalam molekul DNA bakteri

kromosom ekstra (disebut plasmid) dan turun ke dalam larutan. Larutannya kemudian

dipanaskan yang memungkinkan plasmid bakteri untuk masuk dan mengekspresikan gen baru.

Bakteri yang diubah secara genetik (atau rekombinan) diperbolehkan untuk memulihkan

('beristirahat') dan tumbuh dan, tergantung pada plasmid, membuat salinan tambahan dari gen

baru. Bakteri kemudian dibiarkan menginfeksi sel target tanaman sehingga dapat memberikan

plasmid dan gen baru ke dalam sel untuk diubah.

Biolistik

DNA yang dipilih akan melekat pada partikel mikroskopis emas atau logam tungsten.

Seperti menembakkan pistol, ini DNA-sarat partikel ditembak ke dalam sel target menggunakan

ledakan gas di bawah tekanan.

Presipitasi kalsium fosfat

DNA dipilih terkena kalsium fosfat. Campuran ini menciptakan butiran kecil. Sel target

menanggapi butiran dengan sekitarnya dan menelan mereka (endoocytosis), yang

memungkinkan butiran untuk melepaskan DNA dan mengirimkannya ke inti host dan

kromosom.

Elektoporasi

Sel target yang disiapkan direndam dalam larutan khusus dengan DNA yang dipilih. Sebuah

sengatan listrik singkat namun intens kemudian dilewatkan melalui solusi. Hasilnya adalah pori-

pori kecil / air mata dalam dinding sel, yang memungkinkan akses materi baru genetik untuk inti

atom. Kemudian, sel-sel ditempatkan dalam solusi lain dan mendorong untuk memperbaiki

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 7

BIOETIKA - GMO

mereka melanggar dinding, mengunci 'donor' DNA dalam sel. DNA yang dipilih akan

dimasukkan ke dalam kromosom inang untuk memberikan host dengan gen baru.

Gen silencing

Gen yang bertanggung jawab untuk sifat organisme yang tidak diinginkan diidentifikasi.

Salah satu metode untuk 'membungkam' gen tertentu adalah dengan melampirkan salinan kedua

gen dengan jalan/cara yang salah. Teknik ini digunakan untuk mencegah tanaman seperti kacang

dan gandum untuk memproduksi protein (alergen) yang biasanya bertanggung jawab dalam

alergi manusia. Pendekatan lain adalah untuk memasukkan DNA asing dalam gen untuk

'mematikan' itu.

Gen splicing

Bakteri mengandung enzim restriksi yang merupakan bagian dari 'sistem kekebalan

bakteri terhadap invasi oleh organisme lain atau bakteriofag (virus bakteri). Enzim restriksi

menyerang DNA asing dengan memotong itu menjadi beberapa bagian yang tepat dan mencegah

dari yang dimasukkan ke dalam kromosom bakteri. Bakteri yang berbeda menghasilkan enzim

restriksi yang berbeda yang memotong setiap DNA pada tempat yang berbeda, membuat

'lengket' DNA dalam beberapa kasus, yang berarti mereka dapat 'disisipkan' langsung ke DNA

disiapkan organisme target.

Dengan menggunakan enzim restriksi dari bakteri, ahli biologi molekuler dapat 'genetik

insinyur' DNA untuk 'penyisipan' ke target (host) sel untuk memodifikasi sifat-sifat gen. Ahli

biologi molekuler kemudian menggunakan enzim lain (DNA ligase) untuk memadukan urutan

gen baru ke dalam kromosom. Alternatifnya, gen baru dapat dimasukkan ke dalam molekul

DNA ekstra kromosom bakteri ini (plasmid), yang membawa gen invasi yang memungkinkan

untuk menyerang sel target dan memberikan gen. Contoh dari ini adalah invasi sel-sel tumbuhan

dengan Agrobacterium tumefaciens.

Lipofection

Gelembung kecil yang disebut liposom lemak digunakan sebagai pembawa DNA yang

dipilih. Sel target dan liposom ditempatkan ke dalam larutan khusus. Liposom bergabung dengan

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 8

BIOETIKA - GMO

fosfolipid dalam membran sel, yang memungkinkan masuknya DNA ke dalam sel untuk

dimasukkan dalam kromosom.

Injeksi

DNA yang dipilih akan disuntikkan ke dalam sel telur dibuahi (sel telur wanita) melalui

perangkat yang sangat ramping disebut tabung gelas kapiler. Telur hasil rekayasa genetika ini

kemudian ditransplantasikan ke rahim disiapkan wanita reseptif dan dibiarkan tumbuh panjang.

Metode ini memastikan bahwa hampir setiap sel dalam tubuh organisme berkembang

mengandung DNA baru, tetapi tidak semua keturunannya akan membawa transgen (dianggap

sebuah 'transgenik' hewan).

Viral karier

Sebuah virus yang akan menyerang sel target tetapi tidak menyebabkan kerusakan atau

kematian dipilih. DNA yang dipilih ditambahkan susunan genetik virus dan kemudian virus

diperbolehkan untuk menginfeksi target. Sebagai virus menyerang sel dan ulangan, DNA yang

dipilih akan ditambahkan ke sel target.

VI. Teknik Deteksi GMO

Sekarang ini telah tersedia metode-metode untuk mendeteksi pangan hasil rekayasa

genetika. Deteksi pangan hasil rekayasa genetika dilakukan dengan dua pendekatan, yaitu : (1).

Deteksi produk-produk yang dihasilkan oleh gen yang disisipkan, antara lain dengan mendeteksi

protein, le mak, pati dan zat-zat metabolit lain yang dihasilkan oleh gen sisipan, dan (2). Deteksi

keberadaan gen sisipan itu sendiri. Cara ini dilakukan dengan teknik PCR (reaksi berantai

polymerase) dan Elektroforesis DNA, dan merupakan metode yang resmi dilakukan oleh negara-

negara Eropa untuk membuktikan pangan hasil rekayasa genetika secara kualitatif. Jika

pendekatan (2) ini dikombinasikan dengan teknik analisis lain, misalnya teknik ELISA (enzyme-

linked immunosorbent assay), maka keberadaan pangan hasil rekayasa genetika dapat ditentukan

secara kuantitatif. Di Indonesia, dalam melakukan deteksi untuk keberadaan pangan hasil

rekayasa genetika, M-BRIO Food Laboratory, Bogor menggunakan pendekatan No (2), yaitu

dengan menggunakan teknik PCR dan pemisahan gen dengan elektroforesis.

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 9

BIOETIKA - GMO

Uji PCR merupakan salah satu metode diagnostik molekular yang mendeteksi DNA atau

gen pada tanaman transgenik secara langsung. Sementara itu, ELISA dan strip aliran-lateral

merupakan metode imunodiagnostik (metode diagnostik menggunakan prinsip reaksi antigen-

antibodi) yang mendeteksi protein hasil ekspresi gen pada tanaman transgenik.

VII. Daftar Pustaka

Anonim. 20 questions on genetically modified foods

http://www.who.int/foodsafety/publications/biotech/20questions/en/ (Diakses 23 maret

2012)

Anonim. Pembuatan tanaman transgenik.

http://id.wikipedia.org/wiki/Tanaman_transgenik#Pembuatan_tanaman_transgenik

(Diakses 23 maret 2012)

Anonim. Genetically modified foods techniques.

http://www.betterhealth.vic.gov.au/bhcv2/bhcarticles.nsf/pages/Genetically_modified_fo

ods_techniques (Diakses 23 maret 2012)

Arni Rahmawati Fahmi Sholihah. Genetically Modified Organism: Tinjauan Bioetika dan

Etika Lingkungan. http://blogs.itb.ac.id/sholihah/2011/10/30/genetically-modified-

organism-tinjauan-bioetika-dan-etika-lingkungan/ (Diakses 23 maret 2012)

Deborah B. Whitman. Genetically Modified Foods: Harmful or helpful?

http://www.csa.com/discoveryguides/gmfood/overview.php (Diakses 23 maret 2012)

Maffrikhul Muttaqin. GMO. http://biofin.wordpress.com/2011/03/17/gmo/ (Diakses 23

maret 2012)

Teknologi Bioproses | Universitas Indonesia Page 10