BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Bioteknologi diartikan sebagai penerapan prinsip ilmu dan rekayasa

dalam pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain)

maupun produk dari makhluk hidup (enzim,alkohol) dalam proses produksi

untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi secara umum berarti

meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi

teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan

menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme

tersebut.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat. Kemajuan ini

ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa

genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel

induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk

memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang

belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Kemajuan di bidang

bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi

perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologikloning dan rekayasa

genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam

golongan.

Rekayasa genetika dalam arti paling luas adalah penerapan genetika

untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaaan

hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan.

Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan.

Masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih

sempit, yaitu penerapan teknik-teknik genetika molekular untuk mengubah

susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik

yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu. Perubahan sifat Biologis melalui

rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk

bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia.

B. Tujuan Penlisan

1) Untuk mengetahui pengertian REKAYASA GENETIKA

Untuk mengetahui teknik-teknik yang digunakan dalam rekayasa

genetika.

Untuk mengetahui bagaimana penerapan dari rekayasa genetika

dalam kehidupan manusia.

Untuk mengetahui dampak penerapan dari rekayasa genetika.

2) Untuk Mengetahui Sistem IMUN DAN FUNGSINYA

lapisan sistem imun pada manusia 

struktur sistem imun 

faktor-faktor yang melemahkan sistem imun 

gangguan sistem imun

BAB II

REKAYASA GENETIKA DAN SISTEM IMUN

A. REKAYASA GENETIKA

a. Pengertian Rekayasa Genetika

Perkembangan bioteknologi secara drastis terjadi sejak ditemukannya

struktur helik ganda DNA dan teknologi DNA rekombinan di awal tahun

1950-an. Penemuan struktur double heliks DNA oleh Watson dan Cricks

(1953) telah membuka jalan lahirnya bioteknologi modern dalam bidang

rekayasa genetika yang merupakan prosedur dasar dalam menghasilkan

suatu produk bioteknologi. Tahap-tahap penting berikutnya adalah

serangkaian penemuan enzim restriksi (pemotong) DNA, regulasi

(pengaturan ekspresi) gen (diawali dari penemuan operon laktosa pada

prokariota), perakitan teknik PCR, transformasi genetik, teknik peredaman

gen (termasuk interferensi RNA), dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling).

Secara konvensional, pemuliaan tanaman dan rekayasa genetika

sebenarnya telah dilakukan oleh para petani melalui proses penyilangan dan

perbaikan tanaman sejak zaman dahulu. Misalnya melalui tahap

penyilangan dan seleksi tanaman dengan tujuan tanaman tersebut menjadi

lebih besar, kuat, dan lebih tahan terhadap penyakit. Prinsip rekayasa

genetika sama dengan pemuliaan tanaman, yaitu memperbaiki sifat-sifat

tanaman dengan menambahkan sifat-sifat ketahanan terhadap cekaman

mahluk hidup pengganggu maupun cekaman lingkungan yang kurang

menguntungkan serta memperbaiki kualitas nutrisi makanan. Rekayasa

genetika adalah kelanjutan dari pemuliaan secara tradisional. Dalam arti

paling luas, rekayasa genetika merupakan penerapan genetika untuk

kepentingan manusia akan tetapi masyarakat ilmiah sekarang lebih

bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik

genetika molekuler untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau

mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan

tertentu. Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan

organisme, mulai dari virus, bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan

tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi

paling banyak berinvestasi di bidang yang relatif baru ini. Sementara itu

bidang lain, seperti ilmu pangan, kedokteran hewan, pertanian (termasuk

peternakan dan perikanan), serta teknik lingkungan juga telah melibatkan

ilmu ini untuk mengembangkan bidang masing-masing.

Keunggulan rekayasa genetika adalah mampu memindahkan materi

genetika dari sumber yang sangat beragam dengan ketepatan tinggi dan

terkontrol dalam waktu yang lebih singkat. Melalui proses rekayasa

genetika ini, telah berhasil dikembangkan berbagai organisme maupun

produk yang menguntungkan bagi kehidupan manusia.

Teknologi khusus yang digunakan dalam rekayasa genetika meliputi

teknologi DNA Rekombinan yaitu pembentukan kombinasi materi genetik

yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor

sehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan

di dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang.

b. Teknik yang Digunakan dalam Rekayasa Genetika

Pada dasarnya upaya untuk mendapatkan suatu produk yang

diinginkan melalui teknologi DNA rekombinan melibatkan beberapa

tahapan tertentu. Tahapan-tahapan tersebut adalah isolasi DNA

genomik/kromosom yang akan diklon, pemotongan molekul DNA menjadi

sejumlah fragmen dengan berbagai ukuran, penyisipan fragmen DNA ke

dalam vektor untuk menghasilkan molekul DNA rekombinan, transformasi

sel inang menggunakan molekul DNA rekombinan, pengklonaan vektor

pembawa DNA rekombinan, dan identifikasi klon sel yang membawa gen

yang diinginkan. Bakteri merupakan sel inang yang paling umum digunakan

untuk mengklonaan gen, terutama karena mudahnya DNA dapat diisolasi

dari dan dimasukkan kembali ke dalam sel tersebut. Kultur bakteri juga

tumbuh cepat dan secara cepat mereplikasi setiap gen asing yang

dibawanya.

1) Isolasi DNA

Isolasi DNA diawali dengan mempersiapkan dua jenis DNA yaitu

plasmid bakteri yang akan digunakan sebagai vektor dan DNA yang

mengandung gen yang diinginkan. Plasmid yang dipilih merupakan

plasmid yang mengandung amp-R (gen pengkode sifat resisten

terhadap antibiotik amphisilin) dan lac Z (pengkode enzim β-

galaktosidase). Kemudian dilakukan perusakan dan atau pembuangan

dinding sel, yang dapat dilakukan baik dengan cara mekanis seperti

sonikasi, tekanan tinggi, beku-leleh maupun dengan cara enzimatis

seperti pemberian lisozim. Langkah selanjutnya adalah lisis sel.

Bahan-bahan sel yang relatif lunak dapat dengan mudah diresuspensi

di dalam medium bufer nonosmotik, sedangkan bahan-bahan yang

lebih kasar perlu diperlakukan dengan deterjen yang kuat seperti triton

X-100 atau dengan sodium dodesil sulfat (SDS). Pada eukariot

langkah ini harus disertai dengan perusakan membran nukleus.

2) Pemotongan Molekul DNA

Tahap kedua dalam kloning gen adalah pemotongan molekul DNA,

baik genomik maupun plasmid. Perkembangan teknik pemotongan

DNA berawal dari saat ditemukannya enzim restriksi dan modifikasi

DNA pada bakteri E. coli, yang berkaitan dengan infeksi virus atau

bakteriofag  (faga temperat).

Tempat pemotongan pada kedua untai DNA sering kali terpisah

sejauh beberapa pasang basa. Pemotongan DNA dengan tempat

pemotongan semacam ini akan menghasilkan fragmen-fragmen

dengan ujung 5’ yang runcing karena masing-masing untai tunggalnya

menjadi tidak sama panjang. Dua fragmen DNA dengan ujung yang

runcing akan mudah disambungkan satu sama lain sehingga ujung

runcing sering pula disebut sebagai ujung lengket (sticky

end)atau ujung kohesif.

3) Ligasi Molekul–molekul DNA

Pemotongan DNA genomik dan DNA vektor menggunakan enzim

restriksi harus menghasilkan ujung-ujung potongan yang kompatibel.

Artinya, fragmen-fragmen DNA genomik nantinya harus dapat

disambungkan (diligasi) dengan DNA vektor yang sudah berbentuk

linier.

4) Transformasi Sel Inang

Tahap berikutnya setelah ligasi adalah analisis terhadap hasil

pemotongan DNA genomik dan DNA vektor serta analisis hasil ligasi

molekul-molekul DNA tersebut menggunakan teknik elektroforesis.

Jika hasil elektroforesis menunjukkan bahwa fragmen-fragmen DNA

genomik telah terligasi dengan baik pada DNA vektor sehingga

terbentuk molekul DNA rekombinan, campuran reaksi ligasi

dimasukkan ke dalam sel inang agar dapat diperbanyak dengan cepat.

Dengan sendirinya, di dalam campuran reaksi tersebut selain terdapat

molekul DNA rekombinan, juga ada sejumlah fragmen DNA genomik

dan DNA plasmid yang tidak terligasi satu sama lain. Tahap

memasukkan campuran reaksi ligasi ke dalam sel inang ini

dinamakan transformasi karena sel inang diharapkan akan mengalami

perubahan sifat tertentu setelah dimasuki molekul DNA rekombinan.

5) Pengklonaan sel dan gen asing

Bakteri hasil transformasi ditempatkan pada medium nutrient padat

yang mengandung amphisilin dan gula yang disebut X-gal. Amphisilin

dalam medium yang akan memastikan bahwa hanya bakteri yang

mengandung plasmid yang dapat tumbuh karena adanya resistensi

dari amp-R. Sedangkan X-gal akan memudahkan identifikasi koloni

bakteri yang mengandung gen asing yang disisipkan. X-gal ini akan

dihidrolisis oleh β-galaktosidase menghasilkan produk berwarna biru,

sehingga koloni bakteri yang mengandung plasmid dengan gen β-

galaktosidase utuh akan berwarna biru.

6) Identifikasi klon sel yang membawa gen yang diinginkan

Setelah tumbuh membentuk koloni, bakteri yang mengandung DNA

rekombinan diidentifikasi menggunakan metode hibridisasi asam

nukleat. Dalam pengujian hibridisasi DNA, DNA dari virus atau sel

akan didenaturasi dengan larutan basa sehingga kedua untai DNA-nya

terpisah. Untai–untai tunggal DNA dilekatkan pada medium solid,

misalnya membran nitroselulosa atau nilon, sehingga untai–untai

tersebut tidak bersatu kembali. DNA akan menempel pada membran

melalui tulang punggung gula- fosfatnya sehingga basa nitrogennya

terletak menjulur kearah keluar. Untuk mengkarakterisasi atau

mengidentifikasi DNA target, maka pada membran ditambahkan

molekul DNA dan RNA untai tunggal yang disebut probe dan didalam

larutan buffer. Akibatnya, akan terbentuk ikatan hidrogen di antara

basa–basa yang komplementer. Probe yang dinamai sedemikian rupa

karena digunakan untuk mencari sekuens DNA, diberi label dengan

suatu gugus reporter. Reporter bisa berupa isotop radioaktif atau

enzim yang kehadirannya mudah dideteksi.

B. SISTEM IMUN DAN FUNGSINYA

a. Pengertian

Sistem kekebalan atau sistem imun adalah sistem perlindungan

pengaruh luar biologis yang dilakukan oleh sel dan organ khusus pada suatu

organisme. 

b. Fungsi sistem Imun : 

1) Mempertahankan tubuh terhadap invasi sel asing dan sel kanker;

memperlancar jalan untuk memperbaiki jaringan.

2) Melindungi tubuh dari invasi penyebab penyakit; menghancurkan &

menghilangkan mikroorganisme atau substansi asing (bakteri, parasit,

jamur, dan virus, serta tumor) yang masuk ke dalam tubuh.

3) Menghilangkan jaringan atau sel yg mati atau rusak (debris sel) untuk

perbaikan jaringan.

4) Mengenali dan menghilangkan sel yang abnormal. 

Sasaran utama: bakteri patogen & virus

Leukosit merupakan sel imun utama (disamping sel plasma, makrofag, &

sel mast)

c. Lapisan sistem imun pada manusia 

Pertahanan lapis pertama : Pertahanan fisik (physical barrier)

d. Ada 2 sistem kekebalan tubuh :

1) Sistem kekebalan nonspesifik (innate immune system)

2) Sistem kekebalan spesifik (learned/adaptive immune system)

Patogen bagi tubuh manusia

(1) Bakteri

(2) Virus

(3) Jamur

(4) Protozoa bersel satu

(5) Parasit 

e. Struktur Sistem Imun 

Organ sistem imun berada di seluruh bagian tubuh = organ limfoid

Organ limfoid: ‘rumah’ bagi limfosit

Jaringan limfoid primer :

   (1) kelenjar thymus

   (2) sumsum tulang

Jaringan limfoid sekunder:

   (1) berkapsul: limpa & kelenjar limf

   (2) tidak berkapsul: tonsil, GALT (gut-associated lymphoid tissue),

jaringan limfoid di kulit, saluran napas, kemih, & reproduksi

Aktifitas yang berkaitan dengan sistem pertahanan :

1. Pertahanan terhadap patogen penginvasi

2. Pengeluaran sel sel yang aus, debris jaringan

3. Identifikasi dan destruksi sel abnormal / mutan yang berasal dari tubuh

sendiri surveilans imun

4. Respon imun yang tidak sesuai yang menimbulkan alergi

5. Penolakan sel sel jaringan asing transplantasi organ

Jaringan Limfoid

Merupakan jaringan yang memproduksi, menyimpan, & memproses limfosit

Mencakup: sumsum tulang, kelenjar limfe, limpa, thymus, tonsil, adenoid,

appendiks, & agregat jaringan limfosit di saluran cerna (GALT= gut

associated lymphoid tissue/ Plak Peyer)

Sistem Kekebalan Non-spesifik

Dapat mendeteksi adanya benda asing & melindungi tubuh dari kerusakan

yang diakibatkannya, namun tidak dapat mengenali benda asing yang masuk ke

dalam tubuh.

Yang termasuk dalam sistem ini:

1. Reaksi inflamasi/peradangan

2. Protein antivirus (interferon)

3. Sel natural killer (NK)

4. Sistem komplemen

f. Faktor-Faktor Yang Melemahkan Sistem Imun 

1) Antibiotik 

2) X-ray 

3) Kemoterapi 

4) Vaksinasi Alkohol dan rokok 

5) Bahan kimia 

6) Pembedahan tidak perlu 

7) Gula dan lemak 

8) Radiasi 

9) Asap kendaraan 

10) Tekanan 

11) Kosmetik 

g. Gangguan Sistem Imun

1) Lack of response (imunodefisiensi)

contoh: AIDS, leukemia

2) Incorrect response (penyakit autoimun)

contoh: DM tipe I, miastenia gravis, multiple sclerosis; penyakit

Graves.

3) Overactive response (alergi/hipersensitivitas)

contoh: asma, rhinitis allergic, rx transfusi

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Rekayasa genetika

Rekayasa genetika dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk

kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaaan hewan

atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Demikian

pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan.

Masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih

sempit, yaitu penerapan teknik-teknik genetika molekular untuk mengubah

susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik

yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.

Sistem imun

Mempertahankan tubuh terhadap invasi sel asing dan sel kanker;

memperlancar jalan untuk memperbaiki jaringan.

1) Melindungi tubuh dari invasi penyebab penyakit; menghancurkan &

menghilangkan mikroorganisme atau substansi asing (bakteri, parasit,

jamur, dan virus, serta tumor) yang masuk ke dalam tubuh.

2) Menghilangkan jaringan atau sel yg mati atau rusak (debris sel) untuk

perbaikan jaringan.

3) Mengenali dan menghilangkan sel yang abnormal. 

DAFTAR PUSTAKA

http://matakuliahbiologi.blogspot.com/2012/04/rekayasa-genetika.html

Campbell, Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky, dan Jackson. 2009.

Biology 8th Edition. Benjamin Cummings. San Fransisco.

Campbell, Mitchell, dan Reece. 2006. Biology 7th Edition. Benjamin

Cummings. San Fransisco.

Campbell, Reece, dan Mitchell. 2002. Biology 5th Edition Terjemahan.

Penerbit Erlangga. Jakarta.

Sistina, Yulia. 2001. Biologi Dasar: Panduan Kuliah dan Lecture Note.

Fakultas Biologi Unsoed, Purwokerto.

Maharning, A.R.dan Sistina, Y., 2010. Bahan Ajar Mata Kuliah Biologi

Dasar II. Fakultas Biologi Unsoed, Purwokerto.

KATA PENGANTAR

Pertama-tama saya ucapkan Puji syukur atas kehadirat Allah SWT. Yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas

makalah Biologi dengan judul Rekayasa Genetika dan system imun.

Dalam menyelesaikan tugas ini saya cukup mendapatkan kesulitan, tetapi

berkat bimbingan, pengarahan serta bantuan  dari berbagai pihak, akhirnya tugas

ini dapat terselesaikan dengan baik dan selesai pada waktu yang telah di tentukan. 

Saya sebagai penulis makalah ini menyadari masih banyak kekurangan

dalam penulisan makalah ini. oleh karena itu saya menerima kritik dan saran guna

menyempurnakan tulisan selanjutnya.

Harapan saya sebagai penulis, kiranya tulisan ini dapat berguna dan

bermanfaat bagi saya, dan semua yang membaca.

Pariaman, 13 Februari Pariaman

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...........................................................................

DAFTAR ISI..........................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang.......................................................................

1.2 Tujuan....................................................................................

BAB II REKAYA GENETIKA DAN SISTEM IMUN

A. REKAYASA GENETIKA..................................................

c. Defenisi dan fungsi rekayasa Genetika...........................

d. Teknik yang Digunakan dalam Rekayasa Genetika........

B. SISTEM IMUN....................................................................

a. Pengertian

b. Fungsi sistem Imun : 

c. Lapisan sistem imun pada manusia 

d. Ada 2 sistem kekebalan tubuh :

e. Struktur Sistem Imun 

f. ktor-Faktor Yang Melemahkan Sistem Imun 

g. Gangguan Sistem Imun

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan........................................................................

DAFTAR PUSTAKA

TUGAS BIOLOGI

TENTANG

Rekayasa Genetika dan Sistem Imun

Disusun Oleh :

HUSNA DELILA

DOSEN PEMBIMBING

AKADEMI KEPERAWATAN PEMERINTAH DAERAHKABUPATEN PADANG PARIAMAN

TAHUN 2013