KESEHATAN

Terapi gen Latar Belakang

Setiap kelainan genetik bisa ditelusuri hingga ke alel rusak tunggal, seharusnya secara teoritis ada kemungkinan untuk mengganti atau melengkapi alel rusak itu dengan alel yang masih berfungsi normal. Konsep terapi gen muncul sekitar tahun 190-1970. Pada tahun 1972, Theodore Friedmann dan Richard Goblin mempublis paper berudul “Gene therapy for human disease?” yang mencantumkan auan dari Stanfield Roger pada thun 1970 tentang bagaimana DNA yang baik dapat digunakan untuk mengganti DNA yang mengalami defeksi pada orang dengan gangguan genetik.

Prinsip Untuk membentuk hingga menjadi terapi gen menggunakan teknik DNA

rekombinan. Manfaat

Terapi gen tersebut bertujuan untuk memperbaiki kelainan genetik dalam suatu individu.

Gambar 2. Mekanisme Terapi GenSumber : http://history.nih.gov/

Gambar 3. Terapi Gen pada MataSumber : http://bengkuluekspress.com

Instrumentasi Instrumentasi pada terapi gen menggunakan bahan alel baru dan sel tubuh

seperti sel somatik, sel germinal (lini nutfah), dan sel embrionik (spesialisasi gamet). Spesialisasi

Agar terapi gen sel somatik itu permanen, sel yang menerima alel normal haruslah sel yang memperbanyak diri sepanjang hidup si pasien, sehingga alel cangkokkan akan bereplikasi dan terus diekpresikan.

Mekanisme Alel baru dapat diselipkan ke dalam sel somatik dari jaringan yang dipengaruhi

kelainan tersebut dalam diri seorang anak atau orang dewasa, atau bahkan mungkin juga ke dalam sel germinal (lini nutfah) atau sel embrionik (spesialisasi gamet).

Misalnya untuk terapi gen defisiensi adenosine deaminasi, yaitu penyakit turunan yang fatal pada sistem imun tubuh. Terapi gen pada pasien ini melibatkan penggunaan genetically modified virus untuk membawa gen ADA yang normal ke sel imunnya. Gen ADA yang dimasukkan kemudian memprogram sel untuk memproduksi enzim ADA yang hilang, sehingga mengakibatkan imun berfungsi normal pada sel-sel tersebut.

Dalam suatu jenis terapi gen, retrovirus yang dilemahkan digunakan sebagai vektor untuk memasukkan alel normal suatu gen ke dalam sel pasien yang tidak memilikinya. Metode ini memanfaatkan kenyataan bahwa retrovirus menyelipkan suatu salinan asam nukleatnya (transkrip DNA dari genom RNA-nya) ke dalam DNA kromosom sel inangnya. Jika asam nukleatnya mencakup gen asing dan gen ini diekspresikan, sel tersebut dan turunan mitotiknya akan memiliki produk gen tersebut secara potensial akan disembuhkan.

Namun, setelah penelitian lebih lanjut, menjadikan virus sebagai carrier asam nukleat ke dalam sel merupakan hal yang sangat riskan, karena dapat menyebabkan inflamasi yang berlebihan pada penderita dan dapat menyebabkan kematian. Oleh sebab itu, digunakan liposome (lipid) untuk terapi gen secara in vivo.

Berdasarkan hasil penelitian tim Oxford Inggris dengan pemimpin riset Robert MacLaren menemukan terapi gen untuk orang-orang yang mengalami gangguan penglihatan atau sama sekali tidak dapat melihat. Dengan terapi gen dokter dapat menyelipkan gen ke bola mata pasien. Dengan menanamkan gen ke jaringan mata, maka akan memperbaiki kerusakan sel. Seiring berjalnnya waktu, sel-sel yang semula rusak tersebut mampu berfungsi normal kembali.

Diagnosis penyakit (SNPs)

Latar Belakang Kelainan genetik atau penyakit yang selama ini sulit dideteksi dan sering dideteksi

ketika kelainan atau penyakit tersebut muncul pada orang yang mengidapnya bahkan sudah parah. Namun, melalui teknologi DNA kelainan genetik dan penyakit dapat didiagnosa lebih awal dan sangat membantu pasien.

Prinsip Polimorfisme nukleotida tunggal adalah variasi genetik pada DNA yang terjadi

ketika sebuah nukleosida pada genom mengalami perubahan. SNPs biasanya dianggap sebagai mutasi evolusioner yang sukses terjadi berulang pada proporsi yang signifikan pada populasi dari sebuah spesies.

Manfaat SNPs dapat berguna sebagai penanda biologis gen yang terletak di dekat gen,

mereka dapat menjadi peran kunci terjadinya penyakit dengan mempengaruhi fungsi gen. Perbedaan genetik yang sangat kecil tersebut terbukti sangat penting dalam penelitian terkait kesehatan manusia. SNPs dapat membantu mepresiksi respon

indibidu terhadap obat dan faktor lingkungan, seperti racun bahkan resiko terdapatnya penyakit tertentu dan menelusuri penyakit turunan dalam keluarga.

Instrumentasi Untuk mempelajari dan mendeteksi SNPs, digunakan SNPs array. SNPs array

adalah alat yang berguna untuk mempelajari variasi antara genom atau menggunakan metode PCR dan RFLP.

Spesialisasi Diagnosis penyakit yang bersangkutan dengan kelainan genetik atau infeksi DNA.

Mekanisme Pertama, mengambil sampel dalam tubuh yang mengandung asam nukleat

(DNA). Kemudian dilakukan metode analisis PCR, sehingga menghasilkan urutan target yang telah terduplikasi berulang kali. Sedangkan bila menggunakan SNPs array, sampel dimasukkan ke dalam mesin kemudian secara otomatis mesin akan menghasilkan suatu data yang menunjukkan alel dan perbedaannya.

Sedangkan bila menggunakan RFLP. Sekalipun jika alel penyebab penyakit belum diklon dan lokus tepatnya belum diketahui, keberadaanya kadang-kadang dapat dideteksi dengan akurasi tinggi (walaupun tidak sempurna) dengan menguji keberadaan penanda RFLP yang sangat dekat dengan gen yang dipertanyakan. Misal dalam suatu keluarga, mengambarkan segmen DNA homolog dari keluarga yang sebagian anggotanya memiliki penyakit genetik. Versi penanda RFLP yang berbeda dikaitkan dengan alel yang berbeda, sehingga memungkinkan pengujian itu dapat diaplikasikan. Jika anggota keluarga ini telah mewarisi versi pananda RFLP dengan dua tempat retriksi (bukan satu), maka besar kemungkinnya bahwa individu itu juga telah mewarisi alel penyebab penyakit itu.

Gambar 4. Sebuah diagram alur kerja untuk SNP genotip. Protokol khas terdiri dari tiga komponen: sasaran amplifikasi, diskriminasi alel 

dan deteksi dan identifikasi produk. Komponen Reaksi dapat dilakukan secara berurutan atau paralel.

Sumber : X Chen, 2003

FORENSIK1.1 Forensik

Dalam lingkup forensik, teknologi DNA juga digunakan untuk memudahkan proses identifikasi korban maupun pelaku kejahatan. Pengujian DNA dapat melakukan identifikasi terhadap individu dengan tingkat ketelitian yang tinggi karena urutan DNA setiap orang yang cenderung spesifik. Analisis RFLP dengan metode southern blotting biasa digunakan untuk mendeteksi kemiripan dan perbedaan sampel DNA dengan hanya membutuhkan jumlah sampel darah yang sedikit. Selain metode RFLP, metode deteksi DNA lainnya yang biasa digunakan adalah dengan simple tandem repeat (STR) berbasis lokus genetik poliformik yakni keunikan pasangan basa berulang yang dimiliki tiap-tiap individu dalam lokus genom yang dimiliki. Yang membedakan metode ini dengan RFLP adalah perbedaan panjang STR yang menyebabkan fragmen restriksi yang mengandung STR memiliki ukuran yang bervariasi. Tidak seperti RFLP yang disebabkan oleh perbedaan jumlah tempat restriksi dalam daerah genom.

Gambar 4. Diagram prosedur analisis RFLP (Sumber: dnafingerprinting19.tripod.com)

Selain kedua cara yang telah disebutkan, identifikasi sidikjari DNA dapat juga dilakukan dengan metode PCR (polymerase chain reaction). Prosedur identifikasi PCR memiliki tiga tahapan agar dapat menghasilkan salinan DNA dalam jumlah banyak. Tahapan-tahapan tersebut adalah 1) denaturasi, 2) hibridisasi, dan 3) sintesis DNA. PCR sering digunakan untuk memperkuat hasil identifikasi STR karena tingkat kepekaannya yang tinggi.

Gambar 5. Teknolgi PCR (Sumber: sites.bergen.org)

Fingerprint

Latar Belakang Bentuk sidik jari dari satu individu ke individu yang lainnya yang tak pernah sama

walau kembar sekalipun berdasarkan DNA yang terdapat dari masing-masing individu yang berbeda-beda susuananya. Hal inilah yang membuat suatu terobosan identifikasi melalui sidik jari yang biasanya timbul untuk kasus kriminal, seperti perampokan, pemerkosaan, pencurian, dan tindakan kriminal lainnya.

Prinsip, Manfaat, Instrumentasi, dan Spesialisasi Prinsipnya adalah pengenalan bentuk sidik jari manusia dimana untuk

memberikan keakuratan dalam forensik suatu tindakan kriminal sehingga tersangka dapat teridentifikasi. Instrumentasi utama yang dibutuhkan adalah berkas sidik jari, namun anya dapat diaplikasikan untuk manusia saja.

Mekanisme Sidik jari setiap orang terbentuk pada saat di embrio yang berasal dari DNA dalam

gen. Pemeriksaan forensik dilakukan dengan mengambil sidik jari seorang individu kemudian dicocokan dengan data sidik jari yang dimiliki negara. Karena tak ada sidik jari yang sama maka dapat didentifikasi pemilik sidik jari tersebut.

DNA

Latar Belakang Pada kriminalitas dengan kekerasan, darah atau jaringan lain dalam jumlah kecil

dapat tertinggal di tempat kejadian perkara (TKP) atau pada pakaian atau barang-barang lain milik korban atau penyeraangnya. Akan tetapi, pengujian membutuhkan jaringan yang agak segara dalam jumlah yang relatif banyak. Selain itu, karena terdapat banyak orang dalam populasi dengan jenis datah atau jaringan yang sama. Pendekata ini tidak dapat memberikan bukti kuat untuk pelakunya, sehingga semakin dibutuhkan metode lain untuk membuat bukti yang akurat melalui asam nukleatnya. Selain itu, untuk mengidentifikasi keturunan.

Prinsip DNA fingerprint adalah sebuah teknik untuk mengidentifikasi dan membandingkan

beberpa set dari DNA. Metode ini dilasanakan dengan menyamakan rangkaian DNA dari menusia dengan rangkaiajn DNA tersangka. DNA fingerprint didasarkan pada DNA yang dianalisis darri intron gen (Intron adalah daerah dalam rantai DNA yang bukan bagian dari gen pengkode). Menggunakan metode analisis RFLP dengan Southern Blotting. Metode ini mengkombinasikan lima teknik laboratorium, dan

memungkinkan para peneliti untuk dapat mendeteksi dan menganalisis urutan DNA tertentu. Hasilnya dapat menunjukkan tidak hanya apakah urutan tertentu itu ada dalam sampel yang berbeda, tetapi juga jumlah urutan tersebut di dalam suatu genom dan ukuran fragmen retriksi yang mengandungnya. Dengan metode ini akan memungkinkan untuk membandingkan DNA dari individu atau bahkan spesies yang berbeda. Karena kekeatan selektif dari hibridisasi asam nukleat, materi awal untuk analisis dapat berupa seluruh genom organismenya.

Manfaat Pengujian DNA dapat mengidentifikasi pelaku dengan derajat kepastian yang jauh

lebih tinggi, karena urutan DNA setiap orang itu unik (kecuali untuk kembar identik). Selian itu, juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi keaslian keturunan.

Instrumentasi Menggunakan darah sebagai sampel pengujian atau jaringan tertentu yang

memiliki DNA. Spesialisasi

Dapat diapliaksikan untuk semua makhluk hidup yang memiliki darah aatu jaringan tertentu.

Mekanisme Analisis RFLP dengan Southern blotting merupakan metode ampuh untuk

pendeteksian kemiripan dan perbedaan sampel DNA dan hanya membutuhkan darah atau jaringan lain dalam jumlah yang sangat sediki (kira-kira 1000 sel). Misalnya, dalam kasus pembunuhan metode ini dapat digunakan untuk membandingkan sampel DNA tersangka, korban, dan sedikit darah yang dijumpai di TKP. Probe radioaktif menandai pita elektroforesis yang mengandung penanda RFLP tertentu. Biasanya saintis forensik menguji kira-kira lima penanda dengan kata lain hanya beberapa bagian DNA yang diuji. Akan tetapi, rangkaian penanda dari suatu individu yang demikian sedikit pun sudah dapat memberikan sidikjari DNA, atau pola pita spesifik yang berguna untuk forensik.

Secara sederhana tahapan hingga menjadi DNA fingerprint adalah 1. Isolasi dari DNA (DNA harus diambil dari sel atau jaringan dari tubuh. Jaringan dalam jumlah sedikit sudah mencukupi untuk diteliti). 2. Pemotongan, pengukuran, pengurutan. 3. Pewarnaan, yaitu menambahkan zat radioaktif atau warna mengahsilkan pola yang disebut DNA fingerprint. 5. Hasil akhir DNA fingerprint menyerupai barcode dianalisis. Pola pita untuk sampel sidikjari DNA dari kasus pembunuhan. Seperti yang diungkapkan oleh analisis RFLP, DNA dari noda darah pada pakaian terdakwa sama persis dengan sidikjari DNA korban tetapi berbeda dengan sidikjari DNA terdakwa. Ini membuktikan bahwa darah pada pakaian terdakwa berasal dari korban bukan dari si terdakwa sendiri.

Gambar 7. Mekanisme mengidentifikasi garis keturunanSumber : http://science.howstuffworks.com/

Sedangkan untuk menentukkan garis keturunan dapat dengan membaca hasil dari metode RFLP yang dicocokkan dengan hasil RFLP dari orang tua. Biasanya hasil DNA fingerprint merupakan alel dari setiap sampel. Dengan menggunakan hibridisasi maka data dari DNA fingerprint dapat dicocokan untuk mencari garis keturunan.

1. Pemanfaatan Asam Nukleat dalam bidang rekayasa genetik

1.1 Makanan Transgenik

Makanan transgenik adalah bahan pangan yang telah diubah, baik fenotipe maupun genotipe-nya dengan jalan rekayasa genetika. Para ahli rekayasa genetika telah menerapkan pengetahuan yang mereka pelajari pada pangan dengan tujuan untuk meningkatkan dan menyempurnakan kualitas dan kuatitas pangan. Rekayasa genetika adalah penggunaan teknik biologi yang cermat untuk menata ulang gen dengan menyingkirkan, menambahkan atau menukar gen dari satu organisme ke organisme lain untuk mendapatkan jenis baru yang lebih baik dari sifat aslinya. Bagian tubuh makhluk hidup yang dapat disingkirkan, ditambah atau ditukar adalah bahan inti sel yang disebut deoxiribo nucleic acid (DNA).

Makanan transgenik dapat membantu usaha manusia dalam meningkatkan produksi pangan. Bahan makanan transgenik dapat memiliki sifat tahan hama dan penyakit, biji lebih besar, cepat tumbuh dan hasilnya lebih banyak. Seperti yang diketahui bahwa pertambahan jumlah populasi penduduk dunia tidak sebanding dengan pertambahan produksi pangan. Dalam hal ini, Thomas Robert Malthus, seorang ahli ekonomi abad 18 mengatakan,” Penduduk cenderung tumbuh secara deret ukur (misalnya, dalam lambang 1, 2, 4, 8, 16 dst.) sedangkan persediaan makanan cenderung tumbuh secara deret hitung (misalnya, dalam deret 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dst.)”.

Hal ini menyebabkan timbulnya kelaparan di berbagai belahan dunia. Karena terbatasnya lahan pertanian sedangkan kebutuhan pangan terus melonjak, maka makanan transgenik bisa digunakan sebagai pilihan penyediaan sumber pangan di masa yang akan datang.

Beberapa makanan transgenik yang telah berhasil direkayasa adalah tomat yang peka terhadap dingin. Para ahli rekayasa genetika mengidentifikasi sebuah gen di dalam ikan flounder yang memungkinkan ikan tersebut bertahan hidup di dalam perairan yang dingin dan menggunting gen itu dari ikan tersebut dan merekatkan gen antibeku tersebut ke dalam untaian DNA tomat. Keturunan baru dari buahnya mampu bertahan terhadap kondisi beku. Hal ini berarti tomat ini memiliki musim tumbuh yang lebih lama karena bisa ditanam pada musim dingin sekalipun.

Di Indonesia, penelitian tentang makanan transgenik juga dilakukan oleh para ahli rekayasa genetika. Contoh makanan transgenik yang telah dihasilkan adalah kentang transgenik atau kentang Bt ( bacillius thuringiensis) yang tahan terhadap cendawan dan nematoda. Kentang Bt mampu menekan pemakaian pestisida sehingga dapat menghemat pengeluaran.

Sampai saat ini nilai perdagangan produk bioteknologi modern di pasar global mencapai 44,3 miliar dollar AS. Pasar terbesar atau 60 persen di Amerika Serikat, disusul Jepang 6,9 persen, Jerman 6,4 persen, Prancis 5,4 persen, dan Italia, Spanyol, serta Inggris yang masing-masing di bawah 4 persen. Saat ini tanaman transgenik sudah diadopsi di 12 negara berkembang dan 11 negara industri maju.

Akan tetapi, kita juga harus berhati – hati terhadap makanan transgenik karena kita belum mengetahui dampak negatif yang dapat timbul dari pengonsumsian jenis makanan

baru ini. Bahan pangan transgenik dikhawatirkan mengandung senyawa yang membahayakan kesehatan, misalnya senyawa allergens yang dapat menimbulkan alergi. Selain itu, bila tanaman transgenik ini mengandung gen yang dapat meracuni serangga yaitu senyawa Bt-endotoxin, dikhawatirkan juga dapat meracuni manusia yang mengonsumsinya. Selain itu, berdasarkan laporan jurnal ilmiah tahun 2005—2006, pangan transgenik diketahui menyebabkan kerusakan fungsi hati, sel darah dan serta menurunkan kekebalan tubuh pada tikus percobaan. Hal ini tentunya sangat membahayakan bila dikonsumsi oleh manusia.

Untuk meminimalisasi dampak negatif yang timbul, makanan transgenik harus memenuhi syarat yang tercantum dalam Protokol Cartagena sebelum dilepas dan disebarkan ke masyarakat. Protokol Cartagena yaitu suatu kesepakatan bersama yang mengatur tata cara pelepasan produk transgenik. Hal lain yang tidak kalah penting adalah pelabelan makanan transgenik. Selain hal tersebut merupakan hak konsumen, pelabelan juga dimaksudkan agar para konsumen dapat memilih makanannya, bukan hanya untuk rasa dan selera, tetapi juga untuk keamanan dan kesehatan kita semua.

1.2 Kloning domba dolly

Kloning hewan adalah proses dimana seluruh organisme direproduksi dari sel yang diambil dari organisme induk sehingga menghasilkan keturunan yang secara genetik identik. Ini berarti hewan kloning merupakan duplikat sama persis dari induknya, yang berarti juga memiliki DNA yang sama. Kloning sebenarnya banyak terjadi di alam. Reproduksi aseksual pada organisme tertentu dan terjadinya kembar dari sel telur yang sama merupakan contoh kloning.Dengan kemajuan teknologi, proses kloning saat ini bisa dilakukan di laboratorium.

1.2.1 Kloning Hewan di Laboratorium

Para ilmuwan telah mencoba mengkloning hewan untuk waktu yang lama. Banyak upaya awal belum menunjukkan hasil positif.Hasil kloning pertama yang cukup sukses yaitu ketika kecebong berhasil dikloning dari sel embrio katak.Hal ini dilakukan dengan proses transfer nukleus. Hanya saja kecebong hasil kloning tidak hidup lama untuk tumbuh menjadi katak dewasa. Namun hal ini tetap menjadi terobosan yang penting.

Contoh kloning hewan pertama yang benar-benar berhasil dilakukan pada domba.Dolly, nama domba hasil kloning tersebut, tidak hanya hidup lama tetapi juga mampu bereproduksi secara alami.Dolly dikloning oleh Ian Wilmut dan timnya di Institut Roslyn di Edinburgh, Skotlandia, pada tahun 1997.Tidak seperti kasus sebelumnya, Dolly tidak dikloning dari sel embrio, tetapi dari sel kelenjar susu yang diambil dari domba dewasa. Sejak saat itu ilmuwan berhasil mengkloning berbagai jenis hewan seperti tikus, kucing, kuda, lembu, babi, rusa, dll.Bahkan, kloning manusia sudah dimungkinkan saat ini meskipun perdebatan tentang etika masih tetap berlangsung.

Gambar 1. Kloning Domba Dolly

1.2.2 Proses Kloning Hewan

Upaya awal kloning hewan dilakukan dengan menggunakan sel embrio.Inti DNA diekstraksi dari sel embrio dan ditanamkan ke sel telur yang belum dibuahi.Proses pembuahan dirangsang dengan memberikan kejutan listrik atau dengan bahan kimia tertentu.Sel-sel yang berkembang kemudian ditanamkan ke rahim induk betina.

Hewan kloning yang dihasilkan memiliki ciri identik dengan sel asli.Sejak kloning Dolly, saat ini dimungkinkan membuat kloning dari sel non-embrio.Kloning hewan dapat dilakukan baik untuk tujuan reproduksi dan non-reproduksi atau terapeutik.Dalam kasus kedua, kloning dilakukan untuk menghasilkan sel punca yang dapat digunakan untuk tujuan terapeutik, misalnya untuk penyembuhan atau menciptakan organ yang rusak (tidak menduplikasi seluruh organisme).

1.2.3 Etika Kloning Hewan

Sementara kebanyakan ilmuwan menganggap kloning hewan sebagai terobosan besar, banyak orang merasa tidak nyaman dengan ide itu karena alasan etika.Yang benar adalah bahwa sebagian besar masyarakat umum tidak memahami apa sebenarnya kloning sehingga menimbulkan kesalahpahaman.Di beberapa negara, kloning hewan diperbolehkan, meskipun belum mengijinkan kloning manusia.Sedangkan sebagian yang lain melarang kloning untuk tujuan terapi meskipun hal ini berpotensi menyelamatkan banyak orang dari penyakit mematikan.

1.2.4 Plus Minus Kloning Hewan

Proses kloning bisa saja mengalami kegagalan seperti terjadinya cacat bawaan.Namun di sisi lain, koning hewan berpotensi menyelamatkan spesies langka yang terancam kepunahan.Sebagai sebuah terobosan baru, kloning masih tetap memicu kontroversi dari pihak yang pro dan kontra hingga saat ini.

1.2.5 Fakta tentang Kloning

Sebelum Dolly, para ilmuwan telah melakukan percobaan kloning sejak beberapa dekade lalu.Kloning hewan pertama adalah kecebong yang dilakukan oleh Robert Briggs dan Thomas J. King pada tahun 1952.Sedangkan Dolly, sang domba kloning, ‘diciptakan’ oleh ilmuwan Skotlandia di Roslin Institute di Edinburgh, Inggris, dan mampu hidup hingga 6 tahun.

Pada awalnya Dolly diperkirakan bisa hidup setidaknya 11 sampai 12 tahun.Akan tetapi penyakit paru-paru progresif dan arthritis membuat Dolly tidak hidup sampai usia yang diperkirakan.Keberhasilan kloning Dolly semakin memicu kontroversi. Pro dan kontra terus mengemuka dan menjadi perdebatan yang belum juga final.

Beberapa minggu setelah pengumuman penciptaan Dolly, Presiden Bill Clinton mengeluarkan moratorium untuk menghentikan semua proyek kloning yang didanai pemerintah federal.Hal ini dilakukan untuk menghindari ancaman penyalahgunaan dari terobosan medis ini.

Bagi aktivis anti-kloning, kloning merupakan ancaman besar bagi kehidupan dan perdamaian karena dapat dengan mudah disalahgunakan.Namun, di banyak negara, penelitian tentang kloning masih terus dilakukan untuk mengeksplorasi kemungkinan manfaatnya bagi kepentingan medis.

Setelah keberhasilan melakukan kloning pada hewan, isu kini bergeser tentang kemungkinan melakukan kloning pada manusia.Kloning pada manusia dipercaya menjadi salah satu alternatif untuk memenangkan pertempuran melawan berbagai penyakit mematikan yang masih menjadi masalah tak terpecahkan. Setelah Dolly, pada tahun 2002 menyusul diciptakan kloning kucing dan kelinci.Demikian pula pada tahun 2003, kloning pertama kuda (Prometea) dan tikus (Ralph) diperkenalkan di Perancis dan Italia.Menariknya, pada tahun 2008, FDA (BPPOM AS) menyatakan bahwa mengonsumsi hewan hasil kloning dianggap aman.Hal ini tentu menjadi angin segar bagi para peternak karena menjadi metode ampuh untuk meningkatkan produksi mereka.

Namun, tidak semua pihak setuju dan meminta FDA melakukan studi lebih lanjut mengenai hal tersebut.Tidak semua kebijakan pro terhadap kloning. Pada bulan Oktober 2010, Uni Eropa memberlakukan larangan sementara penggunaan produk dari hewan kloning.Meskipun kloning dianggap sebagai alternatif solusi bagi kelangkaan bahan pangan, faktor biaya produksi dianggap masih menjadi kendala.Sebagai contoh, sapi hasil perkembangbiakan normal bisa dijual seharga USD 1000 per ekor, sedangkan sapi kloning masih harus dijual di atas USD 1500 untuk menutup semua ongkos produksi.

1.2 GMO (Genetically Modified Organism)GMO meupakan organisme hasil rekayasa genetika yang telah mengalami

perubahan DNA sehingga menghasilkan produk yang berbeda dengan produk yang terdapat di alam. Tujuan dari GMO adalah untuk menghasilkan produk rekayasa genetika yang memiliki sifat-sifat keunggulan dan cost-effective. Secara umum, teknik untuk menghasilkan GMO adalah dengan mengambil gen tertentu dari suatu organisme induk dan menaruhnya ke dalam organisme lain, baik tumbuhan maupun hewan. Dalam tulisan ini akan dibahas mengenai produk GM pada pertanian dan pangan, serta kesehatan.

1.2.1 Pertanian dan PanganModifikasi genetik pada hasil pertanian khususnya makanan bukanlah suatu

hal baru. Saat ini, produksi makanan hasil rekayasa genetik masih berasal dari tanaman saja. Salah satu makanan hasil modifikasi geneti yang pengembangannya telah disetujui FDA (Food and Drug Administration) untuk konsumsi adalah tomat yang direkayasa dengan gen antisens yang dapat memperlambat proses pembusukan.

Produksi tomat tersebut dilakukan dengan mengklon gen tomat yang mengkode enzim pematangan dan disiapkan gen dengan untai cetakan yang komplementer dengan gen normal. Ketika disambungkan ke dalam DNA tomat, antisens gen akan ditranskripsi menjadi RNA komplementer dengan gen pematangan mRNA. RNA antisens terikat dengan mRNA normal yang menghalangi sintesis dari enzim tersebut. hasilnya, tomat jarang sekali matang sebelum sampai di tempat pemasaran sehingga waktu pembusukan akan melambat.

Selain tomat, banyak sekali produksi peranian dan pangan yang telah dikembangkan dengan modifikasi genetik. Beberapa di antaranya adalah jagung, beras, canola, kentang, kedelai, dan kapas. Tanaman-tanaman tersebut dimodifikasi agar resistan terhadap serangga dan virus serta herbisida yang digunakan para petani untuk mengontrol gulma.

Gambar 1. Contoh produk pangan hasil GMO (Sumber: bodyunburdened.com)

Studi lanjutan tentang bahan pangan yang telah mengalami modifikasi gen oleh peneliti China menunjukkan bahwasannya ditemukan sebagian kecil RNA nasi pada darah dan organ manusia yang memakan nasi produk GM. Tim peneliti dari Universitas Nanjing menunjukkan bahwasannya materi genetik tersebut dapat mengikat reseptor dalam sel hati manusia dan memengaruhi peningkatan kolesterol dalam darah. RNA temuan tersebut merupakan jenis MiRNA yang telah teridentifikasi menjadi penyebab beberapa penyakit pada manusia, termasuk di dalamnya adalah kanker, Alzheimer’s, dan diabetes.

1.2.2 Kesehatan dan FarmasiPerkembangan teknologi DNA rekombinan dalam bidang ilmu kesehatan

menghasilkan kemajuan yang signifikan. Beberapa produk hasil rekayasa genetik yang sangat penting adalah antibodi monoklonal, vaksin subunit, serta asam nukleat antisens. Teknologi DNA rekombinan dapat digunakan untuk memproduksi vaksin yang lebih baik. Hal tersebut dapat dilakukan dengan cara melakukan delesi gen penyebab virulensi. Dengan cara tersebut, vaksin tidak akan berubah bentuk menjadi infeksius. Penggunaan teknologi ini juga memungkinkan peningkatan sifat imunogen suatu vaksin terhadap protein target dengan fusi gen ataupun mutasi terarah sehingga dapat menghasilkan vaksin generasi baru.

Penelitian asam nukleat antisens semakin berkembang dengan ditemukannya RNA interference (RNAi). RNAi merupakan sebuah mekanisme menghilangkan ekspresi gen setelah gen berhasil ditranskripsi atau merupakan suatu proses alami yang meminimalisasi bahkandapat menghilangkan suatu aktivitas gen tertentu. Pendekatan ini dapat digunakan pada penyakit jantung, kanker, dan kolesterol tinggi.

Teknologi DNA dalam aspek bidang kesehatan dan farmasi menuntun sebuah penemuan vektor ekspresi. Dengan memasukkan promoter yang sangat aktif serta elemen kontrol gen lainnya ke dalam DNA vektor, dapat dibuat suatu sel inang untuk membuat produk dalam jumlah besar dari gen yang diselipkan. Selain itu, sel inang dapat pula direkayasa sehingga dapat mensekresi protein. Dalam perkembangannya, vektor ekspresi dapat digunakan untuk pembuatan insulin serta hormon pertumbuhan manusia (HGH).

Insulin merupakan protein farmasetik yang diproduksi dalam Escherichia coli dengan menggunakan teknologi DNA. Pada awalnya insulin diproduksi melalui isolasi insulin yang berasal dari pankreas babi dan sapi. Metode ini tidak efisien disebabkan perbedaan struktur asam amino antara babi dan sapi dengan asam amino pada manusia. Produksi insulin dengan menggunakan vektor ekspresi dapat menghasilkan insulin yang lebih baik dengan melakukan modifikasi urutan asam amino. Aktivitas interaksi asam amino insulin dengan reseptor insulin dapat dinaikkan dengan melakukan substitusi histidin menjadi glutamat pada B10 (Sudjadi, 2004). Untuk menghasilkan insulin beraktivitas cepat dapat dilakukan substitusi beberapa asam amino pada rantai B sehingga tidak terjadi dimerisasi ataupun polimerisasi insulin (Glick and Pasternak, 1998; Walsh, 1999; Sudjadi, 2004).

Seiring dengan produksi insulin pada vektor ekspresi, hormon pertumbuhan manusia juga mulai ikut diproduksi. Pembuataan hormon pertumbuhan ini dilakukan dengan mengisolasi mRNA total dari kelenjar pituitari yang menghasilkan somatrotopin. mRNA kemudian diubah menjadi cDNA dan dibuat pustaka cDNA-nya. Fragmen ini kemudian disisipkan pada vektor ekspresi yang membawa promoter lac dan ditransformasikan ke dalam E. coli. Modifikasi hormon pertumbuhan juga dapat dilakukan dengan melakukan mutasi terarah terhadap cDNA hormon untuk mengubah beberapa asam amino (His-18, His-21, dan Glu-174) yang bekerja sebagai ligan untuk Zn2+. Hasil modifikasi ini menghasilkan hormon pertumbuhan yang tidak dapat berikatan dengan reseptor prolaktin (Glick and Pasternak, 1998; Sudjadi, 2004).

1.3 Kesehatan1.3.1 Terapi Gen

Terapi gen merupakan suatu teknik yang menggunakan gen untuk menyembuhkan atau mencegah suatu penyakit. Dengan mengganti gen yang cacat, terapi gen dapat membantu jaringan maupun organ yang rusak untuk dapat kembali bekerja dengan baik. Pendekatan terapi gen berbeda dengan pengobatan biasa yang hanya meredam gejala tanpa menangani permasalahan genetik.

Gen yang diinsersikan ke dalam sel secara langsung biasanya tidak akan berfungsi. Untuk itu dibutuhkan suatu vektor pembawa gen, umumnya adalah virus, untuk mengirimkan gen ke dalam sel secara tepat. Virus tertentu biasa digunakan sebagai vektor dikarenakan memiliki kemampuan untuk mengirimkan gen dengan cara menginfeksi sel target. Vektor virus sebelumnya telah dimodifikasi terlebih dahulu sehingga tidak dapat menimbulkan penyakit ketika digunakan pada manusia. Beberapa tipe virus, seperti retrovirus, menggabungkan materi genetiknya (termasuk gen normal yang telah diselipkan) ke dalam kromosom pada sel manusia. Tipe virus lainnya, seperti adenovirus, memperkenalkan DNA-nya pada inti sel target tanpa menggabungkannya pada

kromosom sel target. Keunggulan dari penggunaan virus sebagai vektor adalah kemampuannya dalam menarget dan memasuki sel bahkan sel yang spesifik. Virus juga dapat dimodifikasi sehingga tidak dapat melakukan replikasi dan merusak sel target. Sayangnya, virus hanya dapat membawa materi genetik dalam jumlah terbatas serta masih dapat memicu respon imun pada tubuh pasien.

Virus dapat secara efektif mengirimkan materi genetik ke dalam sel manusia, namun ia memiliki keterbatasan tertentu. Keterbatasan-keterbatasan tersebut dapat ditangani dengan menggunakan vektor non-viral. Salah satu contoh vektor tipe ini adalah plasmid. Di alam, bakteri menggunakan plasmid untuk mentransfer gen dengan satu lainnya. Untuk mempermudah plasmid memasuki sel, vektor plasmid biasanya dibungkus dengan liposom yang merupakan miniatur dari paket berbasis lipid menyerupai membran sel. Liposom tersebut mengirimkan plasmid DNA di dalamnya dengan cara melebur pada sel membran. Kekurangan dari vektor berupa plasmid dan liposom adalah kemampuannya memasukkan gen ke dalam sel masih kurang efektif dibandingkan dengan virus. Meskipun begitu, liposom dapat membawa gen dalam jumlah besar dan umumnya tidak memicu respon imun. Beberapa tipe liposom dapat beracun. Secara umum liposom lebih tepat digunakan untuk terapi gen ex vivo.

Vektor sintetik yang biasa disebut dengan verosom merupaka liposom yang diselimuti protein viral pada permukaannya. Vektor ini mengkombinasikan keunggulan masing-masing dari plasmid dan virus. Protein viral akan berinteraksi dengan protein pada permukaan sel target, hal ini menyebabkan virosom dapat melebur ke dalam membran sel dan menginsersikan isiannya ke dalam sel. Tipe protein viral yang berbeda juga dapat menarget sel-sel yang spesifik.

Gambar 2. Terapi gen dengan menggunakan vektor adenovirus (Sumber: U.S. National Library of Medicine)

Selain dengan menggunakan vektor, gen dapat dimasukkan ke dalam tubuh manusia dengan dua cara. Pertama, dengan metode in vivo, yakni menginjeksikan vektor secara langsung ke dalam tubuh dengan menyasar pada sel yang menjadi target. Kedua, yakni dengan melakukan metode ex vivo, dengan cara menyelipkan gen ke dsalam sel yang telah dikeluarkan dari tubuh dan merupakan sel yang dapat memperbanyak diri selama masa hidup pasien, sperti

sumsum tulang belakang. Setelah gen dimasukkan dan teraktivasi, barulah sel tersebut dikembalikan ke dalam tubuh si pasien. Pendekatan dengan cara ex vivo ini jarang sekali memicu respon imun dikarenakan tidak adanya virus yang dimsukkan ke dalam tubuh pasien. Metode ini juga memungkinkan ilmuwan untuk memastikan bahwa sel dapat berfungsi dengan baik sebelum dimasukkan kembali ke dalam tubuh pasien.

Terapi gen telah berkembang sejak tahun 70-an. Telah dilakukan suatu percobaan untuk menyembuhkan sindrom kerusakan arginase pada dua gadis muda menggunakan teknik in vivo dengan virus wild-type Shope papilloma sebagai vektornya. Harapannya, arginase viral dapat menggantikan enzim yang hilang dari tubuh pasien. Meskipun begitu, tidak diketahui tingkat keberhasilan dari percobaan ini setelah diberhentikan. Pada tahun 1990, dilakukan terapi gen yang diakui secara internasional di Amerika Serikat. Terapi gen metode ex vivo dilakukan dengan menggunakan retrovirus dalam upaya menyembuhkan kerusakan enzim dan melanoma. Percobaan terapi gen ini mengalami kegagalan. Upaya-upaya peneliti untuk mengoptimalkan terapi gen mengalami keterpurukan pada tahun 1999, yakni ketika seorang pasien meninggal saat menjalani terapi gen untuk penyakit liver. Terapi gen dalam perkembangannya memang masih terus memunculkan berbagai pertanyaan teknis maupun etis untuk dapat menjadi jawaban dalam memperbaiki kelainan genetik suatu individu.

1.3.2 SNPs untuk Diagnosis PenyakitSingle nucleotide polymorphisms, biasa disingkat SNPs, merupakan suatu

jenis variasi genetik yang sering terjadi pada manusia. Tiap-tiap SNP merepresentasikan suatu perbedaan pada urutan basa nukleotida DNA.Terdapat dua macam substitusi basa nukleotida yang disebabkan oleh SNPs, yaitu 1) transisi yang terjadi antar purin (A,G) maupun antar pririmidin (C,T) dan 2) transversi yang terjadi antara satu basa purin dengan satu basa pirimidin. Secara umum, substitusi transisi oleh SNPs lebih banyak terjadi pada manusia dibandingkan dengan transversi.

Gambar 3. Substitusi yang oleh SNP pada basa nuleotida suatu DNA (Sumber: broadinstitute.org)

SNPs tidak terdistribusi secara merata dalam genom manusia juga pada kromosom dalam tubuh. Variasi genetik ini muncul secara alami pada DNA manusia. Secara kasar, jumlah SNPs dalam genom manusia mampu mencapai 10 juta SNPs, yang berarti terdapat sedikitnya 1 SNP dalam setiap 300 nukleotida. Dalam daerah coding terdapat 1/3 jumlah SNPs dalam genom apabila dibandingkan dengan keberadaan SNPs pada daerah non-coding. Diketahui pula

bahwasannya variasi urutan DNA tidak terlalu banyak terjadi pada kromosom seks. Dalam suatu kromosom tunggal, SNPs dapat terkonsentrasi pada suatu daerah spesifik yang dapat dijadikan dasar untuk melakukan genotyping test. Pengujian genetik yang didasarkan pada SNPs memanfaatkan DNA suatu individu untuk menentukan nukleotida gen yang diuji. Dengan begitu, akan didapatkan identitas SNP yang dapat digunakan sebagai penanda biologis untuk membantu para ilmuwan dalam menemukan gen yang berkaitan dengan penyakit tertentu.

Terdapat dua macam SNPs, yakni coding region SNPs dan non-coding region SNPs. Sebuah SNP pada daerah coding memiliki dua efek berbeda pada protein yang dihasilkan. Pada SNP sinonim, substitusi yang dihasilkan menyebabkan tidak ada asam amino yang berubah menjadi protein. Kejadian ini juga biasa disebut sebagai mutasi diam. SNP non-sinonim menyebabkan perubahan asam amino yang akan dikodekan. Kebanyakan SNPs tidak memiliki pengaruh pada kesehatan maupun pertumbuhan. Sebagian variasi genetik justru malah menjadi penemuan yang sangat penting bagi studi tentang kesehatan manusia. Ilmuwan juga telah menemukan SNPs yang dapat membantu memprediksi respon individu pada obat tertentu, racun, dan resiko perkembangan suatu penyakit.

1.4 Nucleic Acid Enzyme (Ribozyme)Penemuan RNA katalis alami membuat para ilmuwan melakukan penelitian untuk

mengembangkan asam nukleat buatan yang mampu melakukan aktivitas katalitik. Enzim asam nukleat buatan meliputi RNA (ribozyme) dan DNA (deoxyribozyme). Dalam tulisan ini akan lebih dijelaskan mengenai ribozyme.

Pada tahun 1982, Kruger et al. melaporkan adanya aktivitas katalitik oleh RNA. Sejak saat itu, kata ribozyme mulai digunakan untuk mendefinisikan RNAs katalitik, baik alami maupun buatan. Kita tidak dapat merancang enzim asam nukleat yang benar-benar memiliki aktivitas katalitik berbeda dari aslinya maupun melalui modifikasi enzim yang telah diketahui. Sehingga, digunakanlah teknik pencarian kombinasi untuk mengidentifikasi fungsi urutan RNA dengan cara menukar urutan rantai RNA dalam jumlah besar melalui strategi yang tepat. Proses ini dinamakan seleksi in vitro yang telah terbukti dapat mengidentifikasi enzim asam nukleat dengan jangkauan aktivitas katalitik yang luas.

Ribozyme buatan pertama ditemukan pada tahun 1990. Sejak saat itu, seleksi in vitro digunakan untuk meneliti berbagai kemungkinan aktivitas katalitik untuk ribozyme buatan. Ribozyme alami diketahui dapat mengkatalis perpecahan fosfodiester atau ligasi, dengan pengecualian ribosom, dibuat dengan menggunakan RNA dan protein, dapat mengkatalis pembentukan ikatan peptida. Sampai sekarang, aktivitas katalitik yang dapat dilakukan ribozyme maupun deoxyribozyme masih terbatas pada rekasi tertentu saja.

1.5 Nucleic Acid Enzyme (NAE) Based SensorSensor merupakan sebuah alat yang dapat merespon stimulus baik berupa fisik

maupun kimiawi dan memproduksi sinyal yang dapat terdeteksi. Sensor setidaknya memiliki dua komponen, yakni pengenalan target dan transduksi sinyal. Elemen yang berfungsi untuk pengenalan target dapat berupa entitas biologi maupun kimia seperti molekul organik, peptida, protein, asam nukleat, karbohidrat, bahkan sel secara utuh.idealnya, elemen ini haruslah memiliki afinitas yang tinggi, spesifikasi yang tinggi, jangkauan yang luas, waktu respon yang cepat, ketahanan pakai yang lama, dan kemampuan deteksi analit yang baik. Antibodi biasa digunakan untuk elemen pengenalan target karena memiliki kemampuan sepeti yang telah disebutkan. Elemen transduksi sinyal bertanggung jawab terhadap konversi molekul yang terdeteksi menjadi

sinyal. Beberapa elemen yang sering digunakan adalah warna, sinyal elektrokimia, perubahan resonansi magnetik, dan pendaran cahaya (fluorescence).

Telah diketahui bahwasannya semua enzim merupakan protein, pandangan ini diperkuat dengan adanya penemuan ribozyme oleh Cech dan Altman. Sejauh ini, ribozyme alami telah dapat digunakan untuk mengkatalisis beberapa reaksi, salah satunya adalah pembentukan rantai peptida pada ribosom. Di sisi lain, seleksi in vitro berhasil mengidentifikasi ribozyme buatan yang dapat digunakan untuk mengkatalisis berbagai macam reaksi seperti fosforilasi, reduksi aldehid, polimerisasi, reaksi Diels-Alder, reaksi aldol, dan sintesis amida. Karena NAEs dapat melalui seleksi in vitro, memiliki stabilitas yang baik, dan dapat disiapkan serta dimodifikasi dengan sintesis kimiawi dengan harga yang efisien, sehingga dapat digunakan sebagai komponen dalam berbagai aplikasi bioteknologi, seperti agen anti-viral, biosensor untuk ion logam dan molekul organik, juga komponen untuk nanomotor.

Untuk sensor berbasis enzim asam nukleat (NAE), molekul target biasanya merupakan kofaktor yang dapat mengakselerasi reaksi katalisis atau merupakan inhibitor dari suatu reaksi. Hal ini menunjukkan bahwasannya tekanan seleksi dapat digunakan pada proses seleksi sehingga reaksi yang diinginkan hanya dapat terjadi ketika ada analit target. Akibat reaksi katalisis NAE, ion-ion metal biasanya digunakan sebagai kofaktor sehingga sensor berbasis NAE merupakan sensor yang baik untuk mendeteksi logam-logam. Dalam penggunaan NAE sensor untuk metal sensing, DNAzyme lebih dipilih daripada ribozyme dikarenakan stabilitasnya relatif tinggi, harga rendah, dan mudah untuk melakukan sintesis. Adanya NAE sensor ini memudahkan penelitian dalam melakukan deteksi logam berat yang biasanya dilakukan dengan menggunakan analisis elektrokimawi dan spektrometri. Beberapa jenis NAE sensor antara lain adalah fluorescense NAE sensor dan coloring NAE sensor.

I. Genetically Modified Organism

Genetically Modified Organism adalah organisme yang telah diubah secara genetik. Telah banyak organisme yang dapat dimodifikasi secara genetik, contohnya jamur, insekta, tumbuhan, ikan, serta mamalia. Setiap makhluk hidup yang akan dimodifikasi menggunakan teknik ini harus mematuhi peraturan – peraturan hasil dari kesepakatan internasional yang terdapat dalam Cartagena Protocol on Biosafety. Beberapa metode yang diterapkan dalam GMO serta aplikasinya dijelaskan dalam penjelasan berikut ini

a) Metode Simple Selecton

Metode ini diawali dengan mencari individu yang paling superior diantara populasi genetik yang superior. Setelah mendapatkan indivdu yang paling baik selanjutkanya akan dilakukan propagasi. Benih dari tumbuhan yang paling unggul akan ditaburkan untuk menghasilkan generasi baru tanaman yang unggul. Selanjutnya biji – biji dari tanaman tersebut akan disimpan dan ditanam kembali untuk meningkatkan populasi dengan genotif yang unggul.

Sayangnya, sifat – sifat unggul yang dianggap menguntungkan bagi manusia maupun hewan pengkonsumsi lain tidak selalu menguntungkan tanaman tersebut dalam konteks ekologi dan evolusi. Ciri – ciri tanaman yang sering dianggap bermanfaat bagi peternak terkadang merugikan tanaman dalam aspek lingkungan. Contohnya adalah peningkatan zat kimia yang membuat buah terasa lebih enak membuatnya tidak hanya menarik di mata manusia, namun juga untuk serangga dan hama lainnya. Hal ini membuat tanaman lebih rentan terserang hama dan akhirnya mati sehingga justru mengurangi populasinya sendiri.

b) Mutation Breeding

Mutasi pembiakan melibatkan tanaman atau benih untuk mutagen (misalnya, radiasi pengion) atau mutagen kimia (misalnya, etil methanesulfonate) untuk menginduksi perubahan dalam urutan DNA. Peternak dapat menyesuaikan dosis irrevocably sehingga cukup untuk menyebabkan mutasi dari beberapa bagian, tetapi tidak cukup untuk dapat mematikan. Biasanya sejumlah besar tanaman atau benih yang telah termutasi akan tumbuh menjadi dewasa, reproduksi dan akhirnya menghasilkan keturunan. Keturunan akan mengekspresikan sifat fenotip, sifat-sifat baru yang berpotensi dan berharga. Akan tetapi terdapat variasi somaklonal yang mayoritas mutasi yang dihasilkannya merugikan. Selain melalui berbagai dosis, cara untuk mengontrol efek dari irrevocably yaitu dengan menargetkan ciri-ciri dari gen tertentu. Efek mutagenik tampaknya acak untuk seluruh genom, akan terdapat mutasi – mutasi yang berguna maupun merugikan

c) Microprojectile Bombardment

Klein dan rekan-rekan (1987) menemukan bahwa DNA bisa dikirim ke sel tanaman dengan ‘menembakkan’ mereka dengan pelet mikroskopis sehingga DNA akan melekat. Ini adalah metode yang kasar secara fisik tapi efektif untuk pengiriman DNA, terutama pada spesies seperti jagung, beras, dan lain biji-bijian sereal, yang tidak memiliki Agrobacterium secara alami. Banyak tanaman hasil modifikasi genetika diproduksi secara komersil menggunakan teknik ini.

d) Elektroporasi

Dalam elektroporasi, protoplas tanaman mengambil makromolekul dari cairan disekitar mereka yang difasilitasi oleh impuls listrik. Sel-sel yang tumbuh di medium kultur akan kehilangan dinding pelindung mereka dan menyisakan protoplas. DNA yang dikenal akan diproduksi didalam medium kultur protoplast, kemudian tekanan listrik akan diberikan sehingga membuat membran tidak stabil dan memungkinkan DNA untuk memasuki sel. Transformasi sel akan meregenerasi dinding sel secara keselurahan sehingga terbentuklah tanaman yang fertil. Elektroporasi dibatasi oleh minimnya tingkat efisiensi kebanyakan spesies tumbuhan dalam meregenerasi diri mereka dari protoplas.

e) Transposons/Transposable Elements

Gen dari mayoritas tumbuhan dan beberapa spesies hewan misalnya serangga dan ikan, membawa transposon, yaitu suatu yang membawa DNA didalamnya yang memiliki kemampuan untuk berpindah dari satu genom ke genom lain. Barbara McClintock adalah yang pertama kali dapat mendeskripsikan transposable element tersebut yang terdapat pada tanaman jagung. Hal ini dapat membuat gen – gen unggul dapat berpindah dan disatukan menjadi tanaman atau hewan yang unggul. Akan tetapi, metode ini masih dalam tahap penelitian sehingga belum ada aplikasi yang telah dilakukan.

f) Aplikasi dari GMO

GMO telah banyak diaplikasikan sehingga menghasilkan tumbuhan serta hewan ransgenik yang kebih bermanfaat bagi kehidupan manusia. Hasil - hasil tersebut adalah tanaman transgenik, modifikasi genetik pada hasil panen yang menghasilkan bibit -bibit unggul yang tahan dari gangguan hama serta memiliki rasa yang enak, tanaman cisgenik, serta modifikasi genetik dari mamalia dan mikroba. Salah satu modifikasi hewan secara genetika dapat menghasilkan hewan peliharaan dengan hypo-allegenic yang dapat meningkatkan interaksi antara manusia dan hewan peliharaannya, selain itu pada tanaman dapat meningkatkan kualitas pangan dengan menghasilkan hewan dengan tingkat pertumbuhan yang sangat tinggi dan penyerapan dalam pencernaan yang efektif, serta keuntungan – keuntungan lain yang dapat dimodifikasi