Oleh: irfanto | 15 Februari 2009

Metode yang Digunakan dalam Transgenesis Tanaman

Metode yang Digunakan dalam Transgenesis Tanaman

Oleh:irfanto

Rekayasa genetika untuk tanaman bukanlah hal baru,. Sejak lahirnya bidangpertanian, petani memilih tanaman dengan ciri-ciri yang diinginkan. Meskipun demikian persilangan secara hati-hati terus dilanjutkan untuk mengembangkan tanaman seiring perkembangan jaman, menghasilkan tongkol jagung yang besar, apelyang banyak airnya, dan banyak lagi hasil panen modern yang lainnya, cara pembiakan tanaman yang lama, sangat lambat dan tidak tentu. Membuat tanaman dengan sifat yang diinginkan membutuhkan pesilangan seksual antara dua macam tanaman dan diulangi dengan persilangan balik antara keturunan hasil persilangan dengan salah satu induk.mengisolasi sebuahciri yang dinginkan pada metode ini memerlukan waktu yang lama. Sebagai contoh, percobaan Luther Burbankterhadp blackberry putih memakan 65.000 persilangan yang tidak sukses.faktanya, tanaman dari jenis yang berbeda-beda pada umumnya tidak akan berkembang biak, akibatnya cirri genetic tidak akan bisa diisolasi kecuali cirri tersebut tetap bisa bertahan pada keturunan tumbuhan yang selanjutnya.

Bioteknologi berjanji untuk mengatasi keterbatasan ini. Ilmuan saat ini bisa mentranfer gen spesifik untuk cirri yang diingikan ke dalam tanaman, prosesnya cepat dan pastikarena tanama memberikan beberrapa keuntungan untuk mesin genetic:

1. Sejarah persilangan tanaman memberikam cirigenetik tanaman dengan banyak keturunan yang bisa diamati pada tingkat molecular.

2. Tanaman menghasilkan banyak keturunan, jadi mutasi dan rekombinasi gen dapat ditemukan dengan mudah.

3. Tanaman mempunyai kemampuan regenerasi yang lebih baik disbanding dengan hewan.

4. Batasan spesies dan kecocokan seksual tidak sepanjang hasilnya.

Kloning: Menumbuhkan Tanaman dari Sel Tunggal

Sel tumbuhan berbeda dengan sel hewan dalam banyak hal, tetapi satu karakteristik sel tumbuhan yaitu bisa beregenerasi dari sel tunggal.hasil tanamannya yaitu replikan genetika atau cloning dari sel induk (hewan juga bisa dikloning hanya saja prosesnya lebih kompleks). Kemampuan lamai sel tumbuhan ini membuat mereka cocok untuk penelitian genetika. Setelah materi genetic yang baru dikenalkan kepada suatu sel tumbuhan, sel tersebut dengan cepat menghasilkan tanaman dewasa, dan peneliti dapat melihat hasil modifikasi genetic dalam waktu yang relative pendek. Selanjutnya kita akan menginget beberapa metode yang digunakan untuk menyisipkan informasi genetic ke dalam sel tumbuhan.

Peleburan Protoplas

Saat tanaman diinjeksi, isi sel yang disebut “callus” munkin tumbuh melebihi ukuran lukanya. Kalus memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi tunas dan akar, bahkan mungkin bunganya dapat dihasilkan dari bagian yang terluka. Kita mungkin dapat mengambil keuntungan dari kemampuan ini, ika kita pernah mengkloning tanaman hias favorit dengan memotong akarnya.

Potensi alami sel tumbha tersut membuat mereka menjadikandidat ideal untuk mebnipulasi genetika. Seperti semua sel tumbuhan, bagaimanapun sel kalus dikelilingi didnding tipis yang tersusun atas selulosa, selulosa ini menjadi penghalang dalamproses pengambilah DNA.untungnya dinding sel tersebut dapat dilarutkan dengan enzim selulase, sehingga meninggalkan sel yang sudah gundul yang disebut protoplas. Protoplas suatau tanaman bisa melebur dengan protoplas tanaman dari jenis yang berbeda, membentuk sel yang bisa tumbuh menjadi tanaman bastar. Metode ini disebut peleburan protoplas dan ditunjukkan pada gambar 6.2, yang telah digunakanuntuk membuat “Broccoflower”, yaitu pekeburan brokoli dan kembang kol.

Teknik Fragmentasi Daun

Pada tumbuhan transfer genetic terjadi secara alami saat merespon organisme-organisme yang bersifat pathogen. Sebagai contoh , “wound” bisa terinfeksi oleh bakteri tanah yang disebut Agrobacterium tumefaciens (Agrobacter), bakteri ini mengandung banyak plasmid yang bertindak mengatur pertumbuhan sel di dalam tumbuhan. Untuk alasan ini, plasmid tersebut terkenal dengan nama plasmid “Tumor-Inducing (Ti)”. Penyakit yang disebabkannya disebut “crown gall”. Jika anda ernah melihat bengkak pada pohon atau semak-semak mawar maka itulah akibat dari agrobacter.

Plasmid bakteri meberi bioteknologi sarana yang ideal untuk memindhkan DNA. Agar sarana tersebut bisa dipakai, peneliti berusaha mengembangkan teknik fregmentasi daun. Pada metode ini diambil potongan kecil daun, ketika fragmen mulai beregenerasi, mereka tumbuh dengan cepat pada medium yang mengandung modifikasi genetika Agrobacter, seperti yang ditunjukka pada gambar 6.4. selama penelitian ini, DNA dari plasmid Ti bergabung dengan DNA sel inang dan materi genetic bisa terkirim . potongan daun kemudaian mendapat pengaruh hormone tumbuha untuk milai membentuk tunas dan akar sebelum tumbuhan baru ditanam di tanah.

Kelemahan utama dalam proses ini adalah bahwa Agrobacter tida bisa menginfeksi tumbuhan monokotil (tumbuha yang tumbuh dari kotiledon tunggal, seperti jagung dan gandum). Tumbuhan dikotil (tumbuhan yang tumbuh dari dua kotiledon), seperti tomat, kentang, apel, dan kacang-kangan semuanya adalah kandidat yang baik untuk proses ini.

Pistol Gen

Ada pilihan lai untuk menyisipkan gen ke tanaman yang tahan terhadap Agrobacter. Selain mengandalkan srana mikroba, peneliti juga bisa menggunakan “pistol gen” untuk menetralka ledakan logam kecil yang diseludungi DNA ke embbrio sel tumbuhan.prosesnya agak keras tetapi terbukti beberapa tumbuhan bisa menerima DNA baru.

Pistol genkhusus digunakan untuk menembakkan DNA ke dalam inti sel tumbuhan, tetapi mereka juga bias membidik kloroplas, yaitu bagian sel yang mengandung klorofil. Tumbuhan memiliki 10-100 kloroplas pada tiap selnya dan setiap kloroplas masing-masing mempunyai ikatan DNA. Apakah target mereka inti sel ataukah kloroplas, peneliti harus mengidentifikasi sel yang dimasuki DNA baru. Pada salah satu pendekatan yang umum mereka menggabungkan gen yang diinginkan dengan sel yang mengandung antibiotic tertentu. Gen ini disebut “marker” atau gen pelapor. Setelah menggunakan pistol gen peneliti mengumpulkan sel dan mecoba menumbuhkan meraka di dalam medium yang mengandung antiobiotik. Hanya sel yang mengalami transformasi saja yang akan bertahan. Gen yang kebal terhadap antibiotic aka berpindah sebelum sel menjadi tumbuhan dewasa, jika peneliti mwninginkan.

Teknik Kloroplas

Sepeti yang telah dibahas pada bagian pistol gen, kloroplas dapat menjadi target mesin biologi. Tidak seperti DNA pada inti sel, DNA pada kloroplas dapat menerima beberapa gen baru dalam satu waktu. Selain itu kemungkinan besar gen menyisip kedalam kloroplas akan tetap aktif saat tumbuhan menjadi dewasa. Keuntungan lainnya dalah baja DNA dalam kloroplas dipisahkan dari DNA bebas pada serbuk sari tumbuhan, ketika kloroplas mengalami modifikadsi gen, tidak ada kesempatan untuk gen yang mengalamitransformasi akan terbawa jauh dari hasil yanhg diperoleh.

Teknologi Antisense

Banyangkan Tomat, warnanya merah dan berair serta enak…da sangat lunak. Saat sudah matang, tomat akan membusuk dalam beberapa hari. Tetapi rasa tomatnya, diperkenalkan pada tahun 1994 setelah diteliti bertahun-tahun, dapat bertahan selama berminggu-minggu. Teknik genetika mengembangkan beberapa hal baik.

Romat yang sudah matang akan menghasilkan enzim Poluglacturanase (PG), subtansi kimia yang mencerna pectin pada dinding sel tumbuhan, pencernaan ini menyebabkan kerusakan yang merupakan bagian dari siklus alami tumbuhan. Peneliti dari Calgene (sekarang daerah bagian Monsanto) mengidentifikasi gen yang mengikat PG, memindah gen dari sel tumbuhan. Dan menghasilkan salinan gen yang kompleks. Dengan menggunakan Agrobacter sebagai organisme vertor, mereka memindahkan gen baru ke dalam sel tomat.di dalam sel gen mengkode molekul RNAm (molekul antisense) yang bersatu dan menonaktifkan molekul RNAm normal, tidak ada PG yang dihasilkan, tidak ada pectin yang dicerna, dan pembusukan alami akan melambat.meskipun contoh yang petama ini tidak sesukses yang diharapkan, ini bias digunakan untuk menemukan varietas lain dipasaran saat ini.

Kita dapat mengharapkan untuk dapat menemukan lebih banyak perkembangan antisense dimasa yang akan dating. Contohnya, teknologi DNA bekerja pada kentang untuk mencegah kerusakan. Mereka memindah gen yang responsibeluntuk menghasilkan enzim yang menaikkan perubahan warna pada kulit kentang. Mingkin ini terdengar seperti ahnya sedikit perbaikan, akan tetapi analisis pasar menunjukkan bahwa konsumen memilih untuk membeli kentang yang tidak mudah rusak.secara sederhana ini menjadi perubahan kecil yang membawa dampak keunyungan yang besar bagi petani kentang (dan khususnya pedagang kentang). Pada penelitian lain, gen dari ayanm disambungkan ke dalam kemntang untuk meningkatkan kandungan protein.

Perkembangan nilai nutrisi pada makanan pokok bias membantu banyak orang dioseluruh duniauntuk mrndapatkan protein yang mereka butuhkan pada pola makanan mereka. Penjelasan bagaiman inovasi tersebut dilakukan dapat anda temukan pada bagian berikutnya. Bye-bye……

About these ads

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: