TUGAS MAKALAH BIOTEKNOLOGI DASAR

“PERANAN REKAYASA GENETIK DALAM BIOTEKNOLOGI PADA TANAMAN TRANSGENIK”

Disusun Oleh :

GISELLA TAMARA M. (H311 12 259)

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Rekayasa genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang

bioteknologi. Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman

transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan

gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu.

Tanaman transgenik merupakan suatu produk rekayasa genetika melalui transformasi

gen dari makhluk hidup lain ke dalam tanaman yang tujuannya untuk menghasilkan

tanaman baru yang memiliki sifat unggul yang lebih baik dari tanaman sebelumnya.

Salah satu contoh aplikasi bioteknologi di bidang pertanian adalah mengembangkan

tanaman transgenik yang memiliki sifat:

1.  Toleran terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida)

2.  Tahan terhadap hama dan penyakit tertentu

3.  Mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya: tomat yang matangnya lama, padi yang

memproduksi betakaroten dan Vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah,

strawberry yang rasanya manis, kentang dan pisang yang berkhasiat obat)

4.  Dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen

disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri)

5.  Dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan

tanah bergaram tinggi)

Salah satu contoh pengembangan tanaman transgenik adalah pada tanaman

tomat. Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk

holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Pada pertanian

konvensional, tomat harus dipanen ketika masih hijau tapi belum matang. Hal ini

disebabkan karena tomat cepat lunak setelah matang. Dengan demikian, tomat memiliki

umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan kondisi

seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya pengemasan sangat mahal,

misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin. Oleh karena itu, saat ini telah

dikembangan metode transgenik untuk menjadikan tomat berdaya tahan lebih lama

setelah dipetik.

1.2  Rumusan Masalah

1.  Bagaimana peran bioteknologi ?

2.  Bagaimana asal mula tanaman transgenik?

3.  Bagaimana metode tanaman transgenik?

4.  Bagaimana dampak tanaman transgenik?

1.3  Tujuan

1.  Mengetahui peran bioteknologi?

2.  Mengetahui asal mula penemuan tanaman transgenik.

3.  Mengetahui metode tanaman transgenic?

4.  Mengetahui nilai gizi pada tanaman transgenik.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

  Bioteknologi adalah cabang ilmu yang memanfaatkan makhluk hidup (bakteri,

fungsi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam

produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi tidak hanya didasari pada

hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain.

Seperti biokimia, computer, biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, kimia,

matematika dan lain sebagainya. Dengan kata lain bioteknologi merupakan ilmu terapan

yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

2.2  PENGERTIAN REKAYASA GENETIKA

Genetika adalah kata yang dipinjam dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari

bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani genno, yang berarti

"melahirkan". Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat

pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Maka, dapat juga

dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dari segala aspeknya.

Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga

populasi. Secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan tentang :

1. material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik)

2. bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik)

3. bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain

(pewarisan genetik)

Rekayasa atau biasa juga disebut dengan teknik adalah penerapan ilmu dan

teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Hal ini diselesaikan lewat

pengetahuan, ataupun pengalaman dari trial dan error. Dan rekayasa juga mengalami

perkembangan layaknya lomba lari estapet yang meneruskan teknologi generasi

sebelumnya. Maka, rekayasa genetika dalam arti luas adalah teknologi dalam penerapan

genetika untuk membantu masalah dan kepentingan apapun dari manusia. Dengan

segala pengetahuan dan pengalaman dari trial dan error tersebut manusia dapat

mengembangkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia itu sendiri.

Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didefinisikan

sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung

DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi; yang dapat

menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami,dan bukan teknik yang

digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional.

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. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat

berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di kromosom

tanaman, sebaliknya gen tanaman dapat diselipkan pada kromosom bakteri. Gen

serangga dapat diselipkan pada tanaman atau gen dari babi dapat diselipkan pada

bakteri, atau bahkan gen dari manusia dapat diselipkan pada kromosom bakteri.

2.3  PENGERTIAN TANAMAN TRANSGENIK

Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah dan gen yang berarti

pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk

hidup kemakhluk hidup lainnya, baik dari satu tanaman ketanaman lainnya,

atau dari gen hewan ke tanaman. Transgenik secara definisi adalah theuse of gene

manipulation to permanently modify the cell or germ cells of organism (penggunaan

manipulasi gen untuk mengadakan perubahan yang tetap pada sel makhluk hidup).

Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah disisipi atau memiliki gen asing

dari spesies tanaman yang berbeda atau makhluk hidup lainnya. Penggabungan gen

asing ini bertujuan untuk mendapatkan tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan,

misalnya pembuatan tanaman yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan, resisten

terhadap organisme pengganggu tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi

dari tanaman alami.

Sebagian besar rekayasa atau modifikasi sifat tanaman dilakukan untuk

mengatasi kebutuhan pangan penduduk dunia yang semakin meningkat dan juga

permasalahan kekurangan gizi manusia, sehingga pembuatan tanaman transgenik juga

menjadi bagian dari pemuliaan tanaman. Hadirnya tanaman transgenik menimbulkan

kontroversi masyarakat dunia karena sebagian masyarakat khawatir apabila tanaman

tersebut akan mengganggu keseimbangan lingkungan (ekologi), membahayakan

kesehatan manusia, dan memengaruhi perekonomian global.

Tanaman transgenik pertama kalinya dibuat tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan

Stanley Cohen. Pada tahun 1988 telah ada sekitar 23 tanaman transgenik, pada tahun

1989 terdapat 30 tanaman, pada tahun 1990 lebih dari 40 tanaman. Secara sederhana

tanaman transgenik dibuat dengan cara mengambil gen-gen tertentu yang baik pada

makhluk hidup lain untuk disisipkan pada tanaman, penyisipan gen ini melalui suatu

vector (perantara) yang biasanya menggunakan bakteri Agrobacterium tumefeciens

untuk tanaman dikotil atau partikel gen untuk tanaman monokotil, lalu diinokulasikan

pada tanaman target untuk menghasilkan tanaman yang dikehendaki. Tujuan dari

pengembangan tanaman transgenik ini diantaranya adalah :

1. menghambat pelunakan buah (pada tomat),

2. tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus.

3. meningkatkan nilai gizi tanaman, dan meningkatkan kemampuan tanaman untuk

hidup pada lahan yang ektrem seperti lahan kering, lahan keasaman tinggi dan

lahan dengan kadar garam yang tinggi.

Melihat potensi manfaat yang disumbangkan, pendekatan bioteknologi

dipandang mampu menyelesaikan problematika pangan dunia terutama di negara-negara

yang sedang berkembang seperti yang sudah dilakukan di negara-negara maju.

2.3.1 Metode Pembuatan Tanaman Transgenik

Untuk membuat suatu tanaman transgenik, 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. Transfer gen ini dapat dilakukan dengan

beberapa metode, yaitu metode senjata gen, metode transformasi DNA yang

diperantarai bakteri Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer

DNA dengan bantuan listrik).

Metode senjata gen atau penembakan mikro-proyektil.

Metode ini sering digunakan pada spesies jagung dan padi. Untuk

melakukannya, digunakan senjata yang dapat menembakkan mikro-proyektil

berkecepatan tinggi ke dalam sel tanaman. Mikro-proyektil tersebut akan mengantarkan

DNA untuk masuk ke dalam sel tanaman. Penggunaan senjata gen memberikan hasil

yang bersih dan aman, meskipun ada kemungkinan terjadi kerusakan sel selama

penembakan berlangsung.

Metode transformasi yang diperantarai oleh Agrobacterium tumefaciens.

Bakteri Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tanaman secara alami

karena memiliki plasmid Ti, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen

asing. Di dalam plasmid Ti terdapat gen yang menyandikan sifat virulensi untuk

menyebabkan penyakit tanaman tertentu. Gen asing yang ingin dimasukkan ke dalam

tanaman dapat disisipkan di dalam plasmid Ti. Selanjutnya, A. tumefaciens secara

langsung dapat memindahkan gen pada plasmid tersebut ke dalam genom (DNA)

tanaman. Setelah DNA asing menyatu dengan DNA tanaman maka sifat-sifat yang

diinginkan dapat diekspresikan tumbuhan.

Metode elektroporasi.

Pada metode elektroporasi ini, sel tanaman yang akan menerima gen asing harus

mengalami pelepasan dinding sel hingga menjadi protoplas (sel yang kehilangan

dinding sel). Selanjutnya sel diberi kejutan listrik dengan voltase tinggi untuk membuka

pori-pori membran sel tanaman sehingga DNA asing dapat masuk ke dalam sel dan

bersatu (terintegrasi) dengan DNA kromosom tanaman. Kemudian, dilakukan proses

pengembalian dinding sel tanaman.

Setelah proses transfer DNA selesai, dilakukan seleksi sel daun untuk

mendapatkan sel yang berhasil disisipi gen asing. Hasil seleksi ditumbuhkan menjadi

kalus (sekumpulan sel yang belum terdiferensiasi) hingga nantinya terbentuk akar dan

tunas. Apabila telah terbentuk tanaman muda (plantlet), maka dapat dilakukan

pemindahan ke tanah dan sifat baru tanaman dapat diamati.

2.3.2 Keunggulan Tanaman Rekayasa Genetika (Genetically Modified Organism)

WHO telah meramalkan bahwa populasi dunia akan berlipat dua pada tahun

2020 sehingga diperkirakan jumlah penduduk akan lebih dari 10 milyar. Karena kondisi

tersebut, produksi pangan juga harus ditingkatkan demi menjaga kesinambungan

manusia dengan bahan pangan yang tersedia. Namun yang menjadi kendala, jumlah sisa

lahan pertanian di dunia yang belum termanfaatkan karena jumlah yang sangat kecil dan

terbatas. Dalam menghadapi masalah tersebut, teknologi rDNA atau Genetically

Modified Organism (GMO) akan memiliki peranan yang sangat penting. Teknologi

rDNA dapat menjadi strategi dalam peningkatan produksi pangan dengan keunggulan-

keunggulan sebagai berikut :

Mereduksi kehilangan dan kerusakan pasca panen

Mengurangi resiko gagal panen

Meningkatkan rendemen dan produktivitas

Menghemat pemanfaatan lahan pertanian

Mereduksi kebutuhan jumlah pestisida dan pupuk kimia

Meningkatkan nilai gizi

Tahan terhadap penyakit dan hama spesifik, termasuk yang disebabkan oleh

virus.

2.3.2 Dampak Positif Transgenik

1.  Rekayasa transgenik dapat menghasilkan produk lebih banyak dari sumber yang

lebih sedikit.

2.  Rekayasa tanaman dapat hidup dalam kondisi lingkungan ekstrem sehingga akan

memperluas daerah pertanian dan mengurangi bahaya kelaparan.

3.  Makanan dapat direkayasa supaya lebih lezat dan menyehatkan.

2.3.3 Dampak Negatif Transgenik

Adapun dampak negatif dari rekayasa transgenik meliputi beberapa aspek yaitu :

1. Aspek ekonomi

Berbagai komoditas pertanian hasil rekayasa genetika telah memberikan

ancaman persaingan serius terhadap komoditas serupa yang dihasilkan secara

konvensional

2. Aspek kesehatan

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. Sebagai contoh, transfer gen tertentu dari ikan ke dalam tomat,yang tidak

pernah berlangsung secara alami, berpotensi menimbulkan risiko toksisitas yang

membahayakan kesehatan.

Potensi Menimbulkan Penyakit atau Gangguan Kesehatan

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. Sebagai contoh, gen aad yang terdapat di dalam kapas transgenik dapat berpindah

ke bakteri penyebab kencing nanah (GO), Neisseria gonorrhoeae.

3. 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. Sebagai contoh,

dikembangkannya tanaman transgenik yang mempunyai gen dengan efek pestisida,

misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan kematian larva spesies kupu-kupu raja

(Danaus plexippus) sehingga dikhawatirkan akan menimbulkan gangguan

keseimbangan ekosistem akibat musnahnya plasma nutfah kupu-kupu tersebut.

Hal ini terjadi karena gen resisten pestisida yang terdapat di dalam jagung Bt

dapat dipindahkan kepada gulma milkweed (Asclepia curassavica) yang berada pada

jarak hingga 60 m darinya. Daun gulma ini merupakan pakan bagi larva kupu-kupu raja

sehingga larva kupu-kupu raja yang memakan daun gulma milkweed yang telah

kemasukan gen resisten pestisida tersebut akan mengalami kematian. Dengan demikian,

telah terjadi kematian organisme nontarget, yang cepat atau lambat dapat memberikan

ancaman bagi eksistensi plasma nutfahnya.

Potensi 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.

Potensi pergeseran ekologi

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.

Beberapa contoh tanaman transgenik yang dikembangkan di dunia tertera pada

tabel di bawah ini.

Jenis tanaman

Sifat yang telah dimodifikasi Modifikasi Foto

Padi

Mengandung provitamin A (beta-

karotena) dalam jumlah tinggi.[15]

Gen dari tumbuhan narsis, jagung, dan bakteri Erwinia disisipkan pada kromosom

padi.[15]

Jagung, kapas,

kentang

Tahan (resisten) terhadap hama.[16]

Gen toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis

ditransfer ke dalam tanaman.[15][16]

Tembakau Tahan terhadap cuaca dingin.[15]

Gen untuk mengatur pertahanan pada cuaca

dingin dari tanaman Arabidopsis thaliana atau

dari sianobakteri (Anacyctis nidulans) dimasukkan ke

tembakau.[15]

Tomat

Proses pelunakan tomat diperlambat

sehingga tomat dapat disimpan lebih lama

dan tidak cepat busuk.[17]

Gen khusus yang disebut antisenescens ditransfer ke

dalam tomat untuk menghambat enzim

poligalakturonase (enzim yang mempercepat

kerusakan dinding sel

tomat).[16] Selain menggunakan gen dari bakteri E. coli, tomat transgenik juga dibuat

dengan memodifikasi gen yang telah dimiliknya

secara alami.[17]

Kedelai

Mengandung asam oleat tinggi dan tahan

terhadap herbisida glifosat.[15][18] Dengan

demikian, ketika disemprot dengan herbisida tersebut,

hanya gulma di sekitar kedelai yang akan

mati.

Gen resisten herbisida dari bakteri Agrobacterium

galur CP4 dimasukkan ke kedelai dan juga digunakan teknologi molekular untuk

meningkatkan pembentukan asam oleat.[15]

[18]

Ubi jalar

Tahan terhadap penyakit tanaman yang disebabkan

virus.[19]

Gen dari selubung virus tertentu ditransfer ke dalam

ubi jalar dan dibantu dengan teknologi peredaman gen.[19]

Kanola

Menghasilkan minyak kanola yang

mengandung asam laurat tinggi sehingga lebih menguntungkan untuk kesehatan dan secara ekonomi.[20]

Selain itu, kanola transgenik yang

disisipi gen penyandi vitamin E juga telah

ditemukan.[16]

Gen FatB dari Umbellularia californica

ditransfer ke dalam tanaman kanola untuk

meningkatkan kandungan asam laurat.[20]

Pepaya

Resisten terhadap virus tertentu,

contohnya Papaya ringspot virus

(PRSV).[21]

Gen yang menyandikan selubung virus PRSV ditransfer ke dalam tanaman pepaya.[21]

Melon Buah tidak cepat busuk.[22]

Gen baru dari bakteriofag T3 diambil untuk

mengurangi pembentukan hormon etilen (hormon yang berperan dalam pematangan buah) di

melon.[22]

Bit gulaTahan terhadap

herbisida glifosat dan glufosinat.[23]

Gen dari bakteri Agrobacterium galur CP4

dan cendawan Streptomyces

viridochromogenes ditransfer ke dalam tanaman bit gula.[23]

Prem (plum)

Resisten terhadap infeksi virus cacar prem (plum pox

virus).[24]

Gen selubung virus cacar prem ditransfer ke tanaman

prem.[24]

BAB III

KESIMPULAN

Rekayasa genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang

bioteknologi. Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman

transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan

gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu.

Meskipun terlihat begitu besar memberikan manfaat dalam berbagai bidang

kehidupan manusia, produk teknologi DNA rekombinan juga memiliki banyak dampak

negative, tergantung dari sudut pandang mana kita melihatnya dan sebaiknya kita juga

dapat lebih bijak dalam mengkonsumsi bahan makanan transgenik. Karena walau

bagaimanapun tanaman organik akan jauh lebih aman untuk dikonsumsi.

3.2   Saran

Selain menguntungkan, tanaman transgenik (hasil rekayasa genetika) dapat juga

menimbulkan penyakit yang sulit diidentifikasi. Jadi sebaiknya kita lebih bijak dalam

mengkonsumsi bahan makanan transgenik. Karena walau bagaimanapun tanaman

organik akan jauh lebih aman untuk dikonsumsi.

DAFTAR PUSTAKA

Juli, Artini, 2010, REKAYASAGENETIKA, http://juniartini77.blogspot.com/2010/05/ rekayasa-genetika-bab-ii-pembahasan-2.html. diakses tanggal 13 Maret 2015

Limas,dkk.2010.MENGENALLEBIHJAUHTUMBUHANTRANSGENIK.www.scibd.com/doc/40061685/transgenik.diakses tanggal 13 Maret 2015

Anse. 2011. HISTORY OF THE GENETICALLY ENGINEERED TOMATO. http://www.brighthub.com/science/genetics/articles/27236.aspx,diakses tanggal 13 Maret 2015

Putra, Fleming, 2010, Makalah Bioteknologi, Beberapa bioteknologi Yang Diterapkan Pada Tomat, www.scribd.com/doc/45743042/tomat-flavr-savr.diakses tanggal 13 Maret 2015

Saker, M.M., et all, 2008, IN VITRO PRODUCTION OF TRANSGENIC TOMATOES EXPRESSING DEFENSIN GENE USING NEWLY DEVELOPED REGENARATION AND TRANSFORMATION SYSTEM.Arab Journal Biotechnology, Vol.11, No.(1) Jan (2008):59-70