A.
Pengertian kloning
Kloning
berasal dari kata klon (yunani) yang berarti tunas. Dari bahasa yunani,
kemudian masuk kedalam bahasa inggris menjadi clone (kata kerja: mengklon),
cloner (adverb: secara kloniah).
Secara umum,
kata kloning dipakai untuk menunjukan cara reproduksi aseksual (reproduksi
tanpa hubungan seks) misalnya cara memanam singkong dengan stek atau cara
reproduksi sel dengan membelah diri. Istilah kloning juga menunjuk pada
rekayasa genetika yang menggunakannya dalam proses twinning (kembar). Twinning
terjadi bila sebuah sel telur dibuahi oleh sperma dan dalam perkembangannya
membelah diri menjadi 2 embrio atau lebih. Dalam bioetika, istilah kloning
digunakan untuk menunjukan segala macam prosedur yang menghasilkan replika
genetik yang sama persis dengan induk biologisnya, termasuk DNA.
B. Macam-macam cara kloning
Ada tiga
macam cara untuk mendapatkan replika genetik yang sama persis (kloning), yaitu:
1. Cara pertama menggunakan
embrio biasa, yakni hasil pembuahan sel telur dengan sperma. Cara ini dikenal
dengan istilah embryo splitting. Proses ini dimulai ketika embrio berusia
sampai tiga hari sejak pembuahan, belum menempel pada dinding rahim, dan baru
terdiri dari 2-8 sel. Dalam usia ini embrio berada ditahap totipotenti. Bila
sel-sel dipisahkan, masing-masing sel tersebut akan menjadi seorang individu
(embrio splitting) dengan genetis yang satu sama lain namun berbeda dengan
genetis induknya sebab masing-masing embrio mendapatkan faktor keturunan dari
ayah dan ibunya.
2. Cara kedua menggunakan proses recombinant DNA technology atau
genecloning. Dalam bahasa Perancis teknik ini dikenal dengan nama “ingenieur
Biomoleculaire”. Cara ini dibuat pertama-tama dengan menggabungkan gen yang ada
diklon dengan sebuah vektor. Vektor ini bisa plasmide, bacteriophage, YAC
(yeast artificial cosmide) dan lain-lain. DNA baru yang disebut recombinant
DNA ini, sekurang-kurangnya harus terdiri dari dua bit DNA yakni gen dan
vektornya lalu setelahnya diletakan dalam organisme yang cocok, misalnya
bakteri atau ragi. Gen vektor itu akan tumbuh dengan multiplikasi didalam sel
itu sehingga menjadi banyak dan terjadilah kloning sel, yakni sel-sel yang
secara genetis sama satu dengan yang lainnya. Teknik ini sudah lama dibuat
untuk menghasilkan banyak sekali bahan farmasi kedokteran.
3. Cara ketiga menggunakan proses “somatic Cell Nuclear
Transfer”. Proses ini dilakukan dengan mengambil inti sel somatis dari
sebuah objek biologis yang sudah dewasa lalu menanamkan ke dalam sebuah sel
telur yang sudah dibuang intinya. Dengan bantuan aliran listrik dan dimasukan
kedalam medium tertentu sel tersebut ditumbuhkembangkan sebagaimana terjadi
dalam pembuahan biasa. Kemudian embrio itu dimasukan kedalam rahim binatang
yang sudah dipersiapkan secara biologis untuk dapat menerima dan
memperkembangkan embrio kloning itu. Teknik inilah yang digunakan untuk
mendapatkan Dolly. Makluk hidup yang baru ini berasal dari satu sel yang sudah
terspesialisasi yang diambil dari sel binatang dewasa dan tidak terjadi
percampuran dengan faktor genetis yang lain sehingga secara genetis makluk
hidup yang baru itu akan sama persis dengan induknya.
C. Sejarah kloning
Gagasan
mengenai kloning dimulai dengan tulisan profesi Joshua Lederberg, seorang
pemenang nobel. Pada tahun 1996, ia menguraikan secara detail kemungkinan
kloning di American Naturalist dengan memberikan ramalan bahwa kemajuan dalam
rekayasa genetika dapat mengatasi masalah reproduksi dan bahkan bisa sampai
pada penciptaan manusi dengan gen unggul. Pada tahun 1975, Dr Jhon Gurdon,
seorang ilmuan dari Inggris berhasil membuat kloning katak. Langkah lebih maju
dibuat oleh Jerry L. Hall dan Robert J. Stilmann. Pada tanggal 13 oktober 1993,
mereka mengumumkan hasil kerja mereka tentang kemungkinan kloning pada manusia.
Mereka memperoleh embrio yang sama secara genetis dari sel yang belum
terspesialisasi. Mereka menghentikan pertumbuhan embrio itu dan tidak
menanamkannya dalam rahim. Hasil penelitian ini mendapat reaksi keras karena
berdasarkan jejak pendapat mayoritas masyarakat tidak setuju terhadap kloning
manusia.
Tanggal 23
februari 1997, Dr Ian Wilmut dan kawan-kawan peneliti dari Roslin Institute di
Edinburg (Scotlandia) berhasil mengkloning biri-biri yang dinamakan Dolly dalam
sebuah sel telur yang sudah dibuang inti selnya. Dolly merupakan biri-biri
pertama yang kembar identik dengan biri-biri aslinya yang lahir 6 tahun
sebelumnya. Si Dolly sebenarnya sudah lahir 5 juli 1996, tujuh bulan sebelum
diumumkan. Peredaan dengan apa yang dibuat Hall dan Stilmann, Willmut
mendapatkan biri-biri baru dari sel yang sudah terspersialisasi yang berhasil
dia programkan kembali sehingga sel itu kembali mempunyai seluruh potensi untuk
menjadi makhluk hidup baru yang lengkap segala unsurnya. Pengumuman itu menjadi
perhatian seluruh dunia dan mendapat reaksi keras.
Tanggal 9
juni 1997, presiden Clinton melalui National Bioethics Advisory Commision
menolak kloning manusia baik untuk umum atau risat dengan melarang menggunakan
dana federal untuk keperluan tersebut. 13 maret 1997, parlemen eropa juga
menentang kloning manusia. 28 februari 1997, Dr. Hiroshi Nakajima, direktur
jendral WHO menolak kloning manusia dan melalui Pontificia Academia Pro Vita,
vatikan pun menyampaikan penolakannya dengan “reflection on cloning” tertanggal
25 juni 1997.
Kendati
berbagai macam larangan keras muncul, larangan itu pun tidak juga digubris.
Misalnya oleh perusahaan Geron dan ACT yang telah melakukan produksi embrio
sampai 400 sel. Maret 2001, seorang dokter Italia, Saverino Antinori bersama
dengan koleganya Panayiotis Zavos, seorang ahli masalah kesuburan dari
Universuty og Kentucky, Amerika Serikat mengumumkan bahwa ia akan merencanakan
untuk memulai percobaan kloning manusia mulai bulan oktober 2001 di salah satu
negara di Laut Tengah. Ia ada dibawah ancaman pencabutan haknya sebagai dokter
dan peneliti. Bisa jadi bahwa para ahli sebenarnya sudah mengadakan percobaa
berulang-ulang mengklon manusia dan sudah berhasil dalam taraf tertentu.n akan
tetapi, selama hasilnya belum memuaskan maka belum akan diumumkan ke masyarakat
luas mengingat reaksi keras yang akan diberikan kepada para ahli.
D.
Kloning Gen
Kloning merupakan teknik memperbanyak
klon. Klon sel adalah sekelompok sel yang identik sifat-sifat genetiknya, semua
berasal dari satu sel. Sedangkan klon gen atau kloning molecular adalah sekelompok salinan gen yang bersifat identik
yang direplikasi dari stu gen yang dimasukkan dalam sel inang. Oleh karena itu
kloning merupakan teknik penggandaan gen
yang menghasilkan turunan yang sama sifat baik dari segi hereditas maupun penampakannya dengan induknya, pada
organisme, baik tumbuhan, hewn maupun manusia.
Kloning gen merupakan suatu terobosan baru untuk mendapatkan sebuah gen yng
mungkin sangat dibutuhkan bagi kehidupn manusi. Kloning gen meliputi
serangkaian isolasi fragmen DNA spesifik dari genom suatu organisme, penentuan
sekuen atau fragmen DNA, pembenukn molekul DNA rekombinan, dan ekspresi gen
target dalam sel inang.
Langkah dasar kloning gen
adalah sebagai berikut :
1. Penentuan sekuen atau fragmen DNA melalui sekuensing
bertujuan untuk memastikan fragmen DNA yang diisolasi adalah gen target sesuai
dengan kehendak kita.
2. Suatu fragmen DNA yang
mengandung gen target yang akan diklon, selanjutnya diinsersikan/ dimasukkan
dalam molekul DNA sirkular yang disebut vektor (plsmid, phage, atau cosmid)
untuk menghasilkan chimera atau
molekul DNA rekombinan. Vektor bertindak sebagai wadah, yang membawa gen masuk
ke dalam sel inang.
3. DNA rekombinan yang dihasilkan
kemudian ditransformasikan ke dalam sel inang ( biasanya sel bakteri, misalnya
strai E.coli walaupun sel-sel jenis
lain dapat digunakan) untuk diproduksi lebih banyak.
4. Didalam sel inang, vektor melakukan replikasi
menghasilkan banyak turunan identik, baik vektornya sendiri maupun gen yang
membawanya (gen target).
5. ketika sel inang membelah, salinan molekul DNA
rekombinan (yang mengandung gen target diwariskan pada progeni dan terjadi
replikasi vektor selanjutnya.
Setelah terjadi sejumlah besar pembelahan, maka dihasilkan koloni atau klon
sel inang yang identik. Setiap sel dalam klon mengandung satu salinan atau
lebih molekul DN rekombinan sehingg dapat dikatakan bahwa gen yang dibawa oleh
molekul DN rekombinan telah dikirim. Gen-gen target yang ada di dalam sel inang
jika diekspresikan akan menghasilkan produk gen yang kita inginkan.
Pemuliaan ikan merupakan kegiatan
untuk menghasilkan ikan unggul melalui perbaikan sifat yang terukur. Pemuliaan
dapat dilakukan dengan melalui cara atau proses seleksi, Prinsip dasar dari seleksi
adalah mengeksploitasi sifat aditif dari allela-allela pada semua lokus yang
mengontrol sifat terukur untuk memperbaiki suatu stain ikan.
Salah satu pemuliaan ikan dapat
dilakukan dengan recombinasi gen. Pengertian dan arti definisi rekombinasi gen
adalah merupakan penggabungan beberapa gen induk jantan dan betina ketika
pembuahan ovum oleh sperma yang menyebabkan adanya susunan pasangan gen yang
berbeda dari induknya. Akibatnya adalah lahirnya varian spesies baru. Ilmu ini
mempelajari berbagai aspek yang menyangkut pewarisan sifat dan variasi sifat
pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion).
Di Ingris manipulasi gen
didefinisikan sebagai pembentukan kombinasi baru materi yang dapat diturunkan
dengan memberlakukan penyisipan molekul-molekul asam nukleat, yang dihasilkan
dengan cara apapun diluar sel, kedalam suatu virus, plasmid bakteri atau sistem
pembawa lainnya yang memungkinkan inang secara tidak alami tetapi selanjutnya mampu
melakukan penggandaan lagi.
Transgenik atau teknologi DNA
rekombinan (rDNA) merupakan rekayasa genetik yang memungkinkan kombinasi ulang
(rekombinasi) atau penggabungan ulang gen dari sumber yang berbeda secara in
vitro. Definisi transgenik pada ikan atau hewan ternak pada umumnya adalah
memasukkan DNA rekombinan yang telah dikendalikan ke dalam genom, sehingga DNA
yang dimasukkan ini dapat mengembangkan salah satu aspek dari produktivitas,
juga DNA dan efeknya dapat diturunkan kepada anaknya.
Rekombinasi adalah suatu proses
dimana terbentuk kombinasi baru karakter kultivan yang muncul dalam hereditas,
yang disebabkan oleh pertukaran materi genetic indukan seperti proses
terbentuknya Karakter Baru dari kultivan strain baru dapat ditingkatkan melalui
kegiatan seleksi dan isolasi, sehingga memiliki keunggulan yang lebih baik dari
indukannya dan proses pembentukan karakter tersebut dalam bentuk rekombinasi
materi genetik sehingga, rekombinasi menjadi fase penting dalam setiap program
breeding. Breeder dalam program memacu rekombinasi, beresiko memperoleh hasil
yang tidak diharapkan (lebih buruk dari indukannya) yang artinya akan
menghasilkan benih-benih yang lebih baik dari sebelumnya.
Rekombinasi yang terjadi dalam 1
(satu) siklus breeding tergantung beberapa faktor genetik seperti : parent
relationship, breeding system dan ukuran populasi. Bidang kajian genetika
dimulai dari wilayah molekular hingga populasi. Secara lebih
rinci, genetika berusaha menjelaskan hal sebagai berikut :
- material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),
- bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan
- bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik).
Teknik baru rekombinan DNA
melibatkan pemecahan sel, ekstraksi DNA, pemurnian dan fragmentasi (pemotongan)
selektif DNA dengan menggunakan enzim sangat spesifik , pemisahan,
analisis, pemilihan dan pemurnian fragmen yang mengandung gen yang diinginkan,
pemasukkan hybrid DNA ke dalam suatu sel terpilih buntuk memproduksi dan
sintesis selluler. Adanya materi dasar kehidupan yang disebut gen yang secara
structural disusun oleh DNA dan RNA yang berfungsi mengatur semua aktivitas
kehidupan yang merupakan pijakan awal dalam mendapatkan suatu individu yang
diharapkan melalui teknik rekombinasi DNA.
Karakteristik genetik tertentu yang
dimiliki oleh seekor ikan biasanya menyatu dengan sejumlah sifat bawaan yang
mempengaruhi pertumbuhan seperti kemampuan ikan menemukan dan memanfaatkan
pakan yang tinggi, ketahanan terhadap penyakit dan dapat beradaptasi terhadap
perubahan lingkungan yang luas. Semua hal tersebut akhirnya tercermin pada laju
pertumbuhan ikan. Untuk mencapai hal tersebut, perlu dilakukan usaha-usaha yang
mampu menghasilkan benih ikan unggul seperti tersebut diatas salah satu cara
yang dapat dilakukan adalah dengan rekayasa genetik melalui penerapan teknologi
transgenik pada ikan. Transgenik atau teknologi DNA rekombinan (rDNA) merupakan
rekayasa genetik yang memungkinkan kombinasi ulang (rekombinasi) atau
penggabungan ulang gen dari sumber yang berbeda secara in vitro.
Tujuan dari transgenik ini adalah
untuk mendapatkan sifat yang diinginkan dan peningkatan produksi. Meskipun
teknologi transgenik ini memungkinkan untuk diaplikasikan dalam bidang
akuakultur (budidaya perikanan), namun masih perlu dilakukan penelaahan khusus
untuk mengetahui teknologi tersebut.
Dalam perkembangannya, pembentukkan
ikan transgenik melalui transfer “ DNA contruct ” dapat dilakukan dengan
beberapa metode (Tsai, 2008), diantaranya adalah :
1.
Teknik mikroinjeksi
Mikroinjeksi Teknik mikroinjeksi
yang dikembangakan dari teknik produksi tikus transgenik merupakan teknik yang
umum digunakan dalam introduksi gen pada ikan. Gen yang akan diintroduksi
disuntikan ke sel mengunakan gelas pipet yang saangat kecil (diameter ujung
jarum sekitar 0,05–0,15 mm). Pekerjaan ini dilakukan di bawah mikroskop dengan
bantuan sebuah mikromani-pulator pengatur gerak jarum suntik dan volume larutan
DNA yang akan disuntikkan. Namun demikian, terdapat dua masalah dalam
pengaplikasian teknik ini pada ikan (Yoshizaki 1998 dalam Alimudin et.,al
2003). Masalah pertama adalah inti telur ikan yang telah dibuahi relatif
sulit diidentifikasi dimikroskop karena ukurannya kecil dan volume sitoplasma
besar (Hacket 1993 dalam Alimudin et.,al 2003). Korion telur
sangat keras dan sulit ditembus oleh mikropipet merupakan masalah kedua yang
dihadapi pada kan.
Gambar : Skematis
Gen Pusher untuk Mikroinjeksi Telur
2.
Elektroforesis
Metode lain yang juga popular
digunakan dalam pembuatan ikan transgenik adalah elektroforesis. Prinsip metode
ini adalah membuat reparable-holes pada membran sel dengan bantuan
aliran listrik yang bergetar (electric pulse). Sel disuspensikan dalam
larutan DNA, dan larutan ini dapat masuk ke sel melalui lubang yang telah
terbentuk. Pada awalnya, metoda ini dikembangkan untuk kultur sel; namun
demikian teknik ini dapat juga diaplikasikan untuk telur dan sperma ikan.
Teknik eletroforesis telah digunakan dalam beberapa spesies ekonomis penting
seperti channel catfish, carp (Powers et al. 1992 dalam Alimudin et.,al
2003), dan salmon (Sin et al. 1993; Symonds et al. 1994 dalam
Alimudin et.,al 2003). Powers et al. (1992) memproduksi ikan
transgenic channel catfish dan carp dengan melakukan elektroforesis
mengguna-kan telur yang telah dibuahi. Dalam beberapa kasus, tingkat
kelangsungan hidup dan transformasi yang diperoleh dengan elektroforesis tidak
setinggi dengan level yang diperoleh dengan teknik mikroinjeksi. Baru-baru ini,
laboratorium kami telah mengembangkan teknik elektroforesis ini untuk
memperoleh hasil yang lebih baik dengan menggunakan sperma yang telah
direhidrasi (Kang et al. 1999 dalam Alimudin et.,al 2003).
3.
Cell Mediated Gene Transfer
Metode alternatif lainnya adalah transfer gen dengan
bantuan sel, atau dikenal dengan “cell mediated gene transfer”. Teknik ini
merupakan pengembangan dari metode mikroinjeksi, dengan pertimbangan bahwa
untuk menghasilkan ikan transgenik membutuhkan banyak waktu, biaya, fasilitas
dan tenaga. Dengan mengisolasi sel yang membawa gen yang mengkodekan protein
aktif, sel tersebut dapat disimpan dalam jangka waktu yang cukup lama, dan pada
saat dibutuhkan dapat ditransplantasikan ke ikan resipien. Teknik ini telah
berhasil diaplikasikan ke ikan rainbow trout dengan menggunakan sel bakal gonad
(PGC, primordial germ cell) yang membawa gen GFP (green fluorescent
protein). Dengan menyuntikannya ke embrio ikan rainbow trout, PGC tersebut
berkembang seperti halnya PGC normal lainnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar