1

Makalah

Bioteknologi

“Hewan Transgenik (Metode Stem Cell Embryo)”

Oleh :

Nama :Gus Cindrawasih

Semester : VIb

NPM : 09 22 0076

Dosen pengampu : Syamsul Hadi, M.Pd

SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMI PENDIDIKIAN

(STKIP) HAMZANWADI SELONG

JURUSAN MIPA PROGRAM STUDI BIOLOGI

T.A. 2012

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT. Yang telah memberikan

limpahan rahmatnya kepad kita semua, sehingga alam semesta seraya berkata

Allah Maha besar akan segala ciptaannya.

Shalawat serta salam kita haturkan kepada Rasulullah SAW. Yang telah

membawa umat manusia wabil khususi umat islam saat ini, dari jalan pikiran

tanpa batas menjadi lebih mulia dalam keterbatasan yaitu mengakui keEsaan

Allah.

Dengan ucapan salam, serta hormat kami kepada Dosen Pengampu

Bioteknologi Bapak Syamsul Hadi, M.Pd atas segala usaha dalam

memaksimalkan pengetahuan mahasiswa dari makalah yang berjudul “Hewan

Transgenik (Metode Stem Cell Embryo)”. Kami sampaikan segenap pengetahuan

kami dan atas dasar referensi – referensi sebagai sumber acuan dari isi makalah

kami.

Tidak ada kata sempurna yang pantas untuk segala hal di dunia ini kecuali

Allah. Apabila ada kesalahan yang secara tidak sadar diketahui serta pengetikan,

kata – kata, bahkan referensi, untuk kami dimaafkan. Kritik dan saran kami

tunggu dari Bapak Dosen dan semua saudara/i mahasiswa.

Pancor 28 Juni 2012

Penyusun

ii

DAFTAR ISI

19 COVER

KATA PENGANTAR........................................................................................i

DAFTAR ISI.....................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN..................................................................................1

A. Latar Belakang..............................................................................1

B. Rumusan Masalah.........................................................................2

C. Tujuan............................................................................................2

BAB II PEMBAHASAN...................................................................................3

A. Difinisi Stem Cell..........................................................................3

B. Aspek Biomedik Embrionik Stem Cell..........................................5

C. Aplikasi/Penggunnaan kultur Stem Cell........................................8

BAB III PENUTUP

Kesimpulan........................................................................................10

Daftar Pustaka

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini sudah berkembang sangat pesat.

Dimana penerapannya sebagian besar digunakan untuk meningkatkan taraf

hidup manusia. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi tersebut

menjangkau setiap aspek kehidupan manusia, tak ketinggalan pula dalam

bidang bioteknologi. Selain pada dunia tumbuhan, bioteknologi modern juga

telah menjangkau dunia hewan.

Salah satu pengembangan bioteknologi modern adalah “Teknologi

Transgenik”. Transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup

ke makhluk hidup lainnya, baik dari satu hewan ke hewan lainnya atau dari

satu tanaman ke tanaman lainnya. Transformasi gen tersebut yang umumnya

berasal dari spesies yang sama, tapi dapat juga berasal dari spesies berbeda

yang dilakukan terhadap embrio sebelum hewan transgenik tersebut

dilahirkan. Transformasi genetik diharapkan menyebabkan mutasi spontan

sehingga genetik dari hewan yang ditransformasi termodifikasi sesuai dengan

gen yang diharapkan muncul sebagai performans. Salah satu tujuan dilakukan

manipulasi genetik adalah untuk menghasilkan hewan yang memiliki karakter

yang diharapkan (breeding).

Hewan transgenik dikembangkan dengan 3 cara, yaitu mikroinjeksi DNA,

transfer gen dengan media retrovirus dan transfer gen dengan media sel

cangkokan embrionik. Mikroinjeksi DNA dilakukan dengan melakukan

injeksi langsung gen terpilih yang diambil dari anggota lain dalam spesies

yang sama ataupun berbeda ke dalam pronukleus ovum yang telah dibuahi.

Transfer gen dengan media retrovirus menggunakan retrovirus sebagai vector,

kemudian menginjeksikan DNA ke dalam sel inang. DNA dari retrovirus

berintegrasi ke dalam germ untuk bekerja. Transfer gen dengan media sel

cangkokan embrionik diaplikasikan dengan menggunakan sequence DNA

yang diharapkan muncul ke dalam kultur in vitro sel cangkokan embrionik.

Sel cangkokan dapat menjadi organisme lengkap.

2

Berdasarkan paparan singkat diatas, maka penulis bermaksud untuk

membahas salah satu metode yang digunakan dalam menghasilkan hewan

transgenik yakni Metode Stem Cell Embrio

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Apakah yang dimaksud dengan Stem Cell?

2. Bagaimana aspek biomedik Embryonic Stem Cells?

3. Bagaimanakah proses transgenik pada hewan terutama dengan metode

Stem Cell Embryo?

4. Apa saja aplikasi/penggunaan kultur Stem Cell Embryo?

C. Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian Stem Cell.

2. Untuk mengetahui konsep aspek biomedik Embryonic Stem Cell.

3. Untuk mengetahui proses transgenik pada hewan terutama dengan metode

Stem Cell Embryo.

4. Untuk mengetahui aplikasi/penggunaan kultur Stem Cell Embryo.

3

BAB II

PEMBAHASAN

A. Definisi Stem Cell

Sel Punca atau stem cell adalah sel yang tidak/belum terspesialisasi dan

mempunyai kemampuan/potensi untuk berkembang menjadi berbagai jenis

sel-sel yang spesifik yang membentuk berbagai jaringan tubuh.

Gambar-1

Sifat/karakter sel punca yaitu differentiate dan self regenerate/renew

Stem Cell mempunyai 2 sifat yang khas yaitu

1. Differentiate yaitu kemampuan untuk berdifferensiasi menjadi sel lain. Sel

Punca mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel yang khas (spesifik)

misalnya sel saraf, sel otot jantung, sel otot rangka, sel pankreas dan lain-lain

2. Self regenerate/self renew yaitu kemampuan untuk memperbaharui atau

meregenerasi dirinya sendiri. Stem cells mampu membuat salinan sel yang

persis sama dengan dirinya melalui pembelahan sel.

4

Berdasarkan pada kemampuannya untuk berdifferensiasi sel punca

dikelompokkan menjadi

1. Totipoten yaitu sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi semua jenis sel.

Yang termasuk dalam sel punca totipoten adalah zigot dan morula. Sel-sel ini

merupakan sel embrionik awal yang mempunyai kemampuan untuk membentuk

berbagai jenis sel termasuk sel-sel yang menyusun plasenta dan tali pusat.

Karenanya sel punca kelompok ini mempunyai kemampuan untuk membentuk

satu individu yang utuh.

Gambar-2 Sel Punca totipoten dan pluripoten

2. Pluripoten yaitu sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi 3 lapisan

germinal (ektoderm, mesoderm, dan endoderm) tetapi tidak dapat menjadi

jaringan ekstraembrionik seperti plasenta dan tali pusat. Yang termasuk sel punca

pluripoten adalah sel punca embrionik (embryonic stem cells).

3. Multipoten yaitu sel punca yang dapat berdifferensiasi menjadi berbagai jenis sel

misalnya sel punca hemopoetik (hemopoetic stem cells) yang terdapat pada

sumsum tulang yang mempunyai kemampuan untuk berdifferensiasi menjadi

berbagai jenis sel yang terdapat di dalam darah seperti eritrosit, lekosit dan

trombosit. Contoh lainnya adalah sel punca saraf (neural stem cells) yang

mempunyai kemampuan berdifferensiasi menjadi sel saraf dan sel glia.

4. Unipotent yaitu sel punca yang hanya dapat berdifferensiasi menjadi 1 jenis sel.

Berbeda dengan non sel punca, sel punca mempunyai sifat masih dapat

5

memperbaharui atau meregenerasi diri (self-regenerate/self renew) Contohnya

erythroid progenitor cells hanya mampu berdifferensiasi menjadi sel darah

merah.

Gambar-3 Multipotent dan unipotent stem cells pada sumsum tulang

B. Aspek Biomedik Sel Punca Embrionik (Embryonic Stem Cells)

Sel punca embrionik (embryonic stem cells) adalah sel yang diambil dari

inner cell mass (suatu kumpulan sel yang terletak di satu sisi blastokista)

embrio berumur 5 hari dan terdiri dari 100 sel. Sel ini mempunyai sifat dapat

berkembang biak secara terus menerus dalam media kultur optimal dan dalam

keadaan tertentu dapat diarahkan untuk berdifferensiasi menjadi berbagai sel

yang terdifferensiasi seperti sel jantung, sel kulit, neuron, hepatosit dan

sebagainya, sehingga dapat dipakai untuk transplantasi jaringan yang rusak.

6

Gambar -4 Embryonic Stem Cells

Inner cell mass ini mempunyai kemampuan untuk menjadi berbagai

jaringan embrio dan tubuh kecuali membentuk plasenta. Inner cell mass ini

disebut sel pluripotent karena dapat berkembang lebih lanjut menjadi berbagai

jaringan dan organ tubuh. Secara alami sel pluripotent yang telah berkembang

dan melakukan spesialisasi dikenal sebagai sel multipoten dan merupakan sel

punca dewasa. Sel punca dewasa ini dapat berkembang menjadi berbagai sel

dan jaringan. Tantangan bagi peneliti sebenarnya adalah cara memanipulasi

sel punca dewasa ini sehingga berkembang menjadi sel atau produk yang

diinginkan yang dapat digunakan untuk pengobatan.

Sel punca embrionik (Embryonic Stem Cell) mempunyai sifat sebagai

berikut

1. pluripoten, artinya sel punca ini mempunyai kemampuan berdifferensiasi

menjadi sel-sel yang merupakan turunan dari 3 lapis germinal, tetapi tidak

dapat membentuk membran embrio (tali pusat dan plasenta)

2. immortal artinya dapat berumur panjang sehingga dapat memperbanyak

diri ratusan kali pada media kultur. Mereka merupakan sumber sel-sel

7

yang belum berdifferensiasi. Sel punca embrionik dulu dipikirkan dapat

memperbanyak diri sendiri secara tak terbatas, tetapi kini diketahui bahwa

usia dan perbanyakan diri sendiri sel-sel stem juga ada batasnya. Hal ini

disebabkan karena terjadinya mutasi pada gen-gen pada sel stem yang

diakibatkan karena pengaruh nutrisi dalam medium kultur.

3. mempunyai karyotipe yang normal

4. dapat bersifat tumorigenik artinya setiap kontaminasi dengan sel yang tak

berdifferensiasi dapat menimbulkan kanker

5. selalu bersifat allogenik sehingga berpotensi menimbulkan terjadinya

rejeksi imunitas. Untuk mencegah terjadinya reaksi penolakan jaringan

dapat digunakan metoda somatic cell nuclear transfer atau terapi kloning.

Gambar-5 Metoda Somatic Cell Nuclear Transfer

Therapeutic cloning atau disebut Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT)

adalah suatu teknik yang bertujuan untuk menghindari resiko penolakan atau

rejeksi. Pada teknik ini inti sel telur donor dikeluarkan dan diganti dengan inti

sel resipien. Sel yang telah dimanipulasi ini kemudian akan membelah diri dan

8

setelah menjadi blastokista maka inner cell massnya akan diambil sebagai

embryonic stem cells. Stem cells ini kemudian akan dimasukkan kembali

kedalam tubuh resipien dan stem cells ini kemudian akan berdifferensiasi

menjadi sel organ (sel beta pankreas, sel otot jantung dan lain-lain). Tanpa

reaksi penolakan karena sel tersebut mengandung materi genetik resipien.

Gambar-6 Terapi Kloning (Therapeutic Cloning)

C. Aplikasi / Penggunaan Kultur Stem Cells

Stem cells dapat digunakan untuk keperluan baik dalam bidang riset

maupun pengobatan. Adapun penggunaan kultur stem cells adalah sebagai

berikut

1. Terapi gen

Stem cells khususnya hematopoetic stem cells digunakan sebagai

pembawa transgen kedalam tubuh pasien dan selanjutnya dilacak apakah

jejaknya apakah stem cells ini berhasil mengekspresikan gen tertentu

dalam tubuh pasien. Adanya sifat self renewing pada stem cell

menyebabkan pemberian stem cells yang mengandung transgen tidak perlu

dilakukan berulang-ulang. Selain itu hematopoetic stem cells juga dapat

9

berdifferensiasi menjadi bermacam-macam sel sehingga transgen tersebut

dapat menetap diberbagai macam sel.

2. Penelitian untuk mempelajari proses-proses biologis yang terjadi pada

organisma termasuk perkembangan organisma dan perkembangan kanker

3. Penelitian untuk menemukan dan mengembangkan obat-obat baru

terutama untuk mengetahui efek obat terhadap berbagai jaringan

4. Terapi sel (cell based therapy)

Stem cell dapat hidup diluar tubuh manusia, misalnya di cawan Petri. Sifat

ini dapat digunakan untuk melakukan manipulasi pada stem cells yang

akan ditransplantasikan ke dalam organ tubuh untuk menangani penyakit-

penyakit tertentu tanpa mengganggu organ tubuh.

Gambar-7 Berbagai peran Stem Cells

10

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk

hidup lainnya, baik dari satu hewan ke hewan lainnya atau dari satu tanaman ke

tanaman lainnya. Transformasi genetik diharapkan menyebabkan mutasi spontan

sehingga genetik dari hewan yang ditransformasi termodifikasi sesuai dengan gen

yang diharapkan muncul sebagai performans. Salah satu tujuan dilakukan

manipulasi genetik adalah untuk menghasilkan hewan yang memiliki karakter

yang diharapkan (breeding). Hewan transgenik dikembangkan dengan 3 cara,

yaitu mikroinjeksi DNA, transfer gen dengan media retrovirus dan transfer gen

dengan media sel cangkokan embrionik (Stem Cell Embryo). Transfer gen dengan

media sel cangkokan embrionik diaplikasikan dengan menggunakan sequence

DNA yang diharapkan muncul ke dalam kultur in vitro sel cangkokan embrionik.

Sel cangkokan dapat menjadi organisme lengkap.

11

Daftar Pustaka

Anatomy 101: Stem cell-Reeve Irvine Research Center- http/ www.reeve.uci.edu/anatomy/stem cells.php

http//www.blogger.com oleh Priyono, S.Pt Mahasiswa Magister Ilmu Ternak

UNDIP 2008/2009, diakses tanggal 25 Juni 2012 pukul 05.00 PM

http://apikdewefppundip2011.wordpress.com/2012/04/06/ diakses pada tanggal

25 Juni 2012 pukul 05.15 PM