Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika adalah proses menyisipkan DNA baru secara manual kepada suatu organisme. Sering juga disebut modifikasi genetika, adalah manipulasi secara langsung dari gen organsime menggunakan bioteknologi.

Organisme yang dihasilkan disebut genetically modified organism (GMO). GMO pertama adalah bakteri yang dihasilkan pada tahun 1973 dan tikus pada tahun 1974.

Berbeda dengan teknik pemuliaan, jika teknik pemuliaan (selective breeding) adalah memanipulasi genetik organisme dengan memilih sifat yang sesuai keinginan, adalah memanipulasi genetik organisme dengan cara mengambil gen dari organisme lain, dan memasukkanya ke organisme tujuan.

Konsep

Teknik yang telah diaplikasikan di bebrapa bidang termasuk riset, pertanian, bioteknologi industri, dan kesehatan. Tujuannya adalah untuk menambah satu atau beberapa sifat baru yang tidak ditemukan pada organisme itu. Contohnya adalah organisme transgenik yang sekarang berada di pasar seperti tanaman tahan hama, tanaman toleran terhadap herbisida, dan lain lain. Untuk memahami bagaimana rekayasa genetik bekerja, ada beberapa konsep kunci yang harus dipahami.

• Konsep 1, Apa itu DNA?

Apa itu DNA? DNA adalah resep atau buku manual kehidupan. DNA adalah molekul yang berada di inti sel setiap sel dan tersusun dari 5 subunit basa hidrogen, yaitu A (Adenin), T, (Timin khusus untuk DNA), G (Guanin), C (Sitosin), dan U (Urasil, khusus untuk RNA).

Urutan dari subunit ini pada DNA mengandung kode informasi untuk sel. Seperti huruf alpabet yang mengandung 26 huruf untuk membuat kata, DNA menggunakan 5 huruf ini (A, G, T, C, U) untuk membuat instruksi bagaimana membuat protein yang organisme butuhkan untuk tumbuh dan hidup.

Bagian kecil DNA disebut gen. Setiap gen menyimpan instruksi untuk memproduksi sebuah protein. Sebuah organisme mungkin mempunyai ribuan gen. Gen-gen dalam sebuah organisme ini disebut genom. 

• Konsep 2, Mengapa protein itu penting?

Protein adalah komponen pentin dalam sel, karena sel sebagian besar terbuat dari protein (seperti dinding sel, organel sel dan lain-lain). Protein mampu mengatur reaksi yang terjadi dalam sel. Protein juga bisa bertindak sebagai enzim, yang mengkatalis (mempercepat atau memperlambat) sebuah reaksi. Segala yang kita lihat dari organisme itu antara terbuat dari protein, atau hasil dari aksi protein. Metabolisme protein juga adalah salah satu metabolisme penting dalam tubuh organisme selain metabolisme karbohidrat dan metabolisme lemak.

• Konsep 3, Mengapa DNA penting dalam rekayasa genetik?

DNA adalah ‘bahasa universal, artinya kode genetik mempunyai arti yang sama di semua organisme. Karakteristik ini penting dalam suksesnya rekayasa genetik. Ketika gen dari sifat yang diinginkan diambil dari suatu organisme dan dimasukkan ke organisme lain, hal ini membuat organisme penerima gen menjadi mempunyai kemampuan untuk mengekesrepsikan sifat atau gen tersebut.

Langkah Langkah

Rekayasa genetik bekerja dengan cara mengambil gen dari satu organisme dan memasukkannya ke organisme lain, dengan tujuan organisme penerima gen agar bisa mengekspresikan sifat yang dikode oleh gen tersebut. Proses rekayasa genetika secara umum adalah sebagai berikut:

1. Pertama, mencari organisme yang secara alamiah mengandung sifat yang diinginkan (seperti tanaman jagung yang bertongkol besar, warna bunga mawar yang menarik).
2. Mengekstrasi DNA dari organisme tersebut.
3. Gen yang diinginkan tersebut harus ditempatkan dan disalin dari ribuan gen yang diekstrak. Hal ini disebut kloning gen.
4. Gen kemungkinan dimodifikasi sedikit agar mampu bekerja dengan baik pada organisme penerima
5. Gen baru, disebut transgen, dimasukkan ke dalam sel organisme penerima. Hal ini disebut transformasi. Teknik transformasi paling umum yaitu menggunakan bakteri yang secara alamiah dan genetik merekayasa tanaman menggunakan DNA nya sendiri. Transgen ini dimasukkan ke bakteri, yang kemudian dimasukkan ke dalam sel organisme penerima. Teknik lainnya adalah gene gun method, yaitu menembak partikel emas mikroskopik yang dibungkus dengan salinan transgen ke dalam sel organisme penerima. Dengan teknik-teknik ini, perekayasa genetik tidak mempunyai kendali di mana atau apakah transgen telah masuk ke dalam genom. Sebagai hasilnya, dibutuhkan ratusan percobaan untuk membuat beberapa organisme transgenik. 
6. Setelah organisme transgenik diciptakan, organisme diperkenalkan ke lingkungan luar menggunakan teknik pemuliaan. Jadi, rekayasa genetik tidak menggantikan kebutuhan teknik pemuliaan, rekayasa genetik hanya menambah cara untuk menambah sifat baru ke dalam suatu populasi.

Perbandingan dan Teknik Pemuliaan

Meskipun tujuan utama dari rekayasa genetik dan pemuliaan adalah untuk meningkatkan sifat suatu organisme, ada beberapa perbedaan kunci di antara keduanya. Jika rekayasa genetik memindahkan gen secara manual dari suatu organisme ke organisme lain, pemuliaan memindahkan gen lewat cara perkawinan atau persilangan organisme dengan harapan akan menghasilkan keturunan dengan kombinasi sifat yang diinginkan.

Teknik pemuliaan ini efektif dalam meningkatkan suatu sifat, tetapi ketika dibandingkan dengan rekayasa genetik, pemuliaan mempunyai kelemahan. Karena  pemuliaan bergantung pada kemampuan untuk mengkawinkan dua organisme untuk memindahkan gen, peningkatan sifat pada dasarnya terbatas pada sifat-sifat yang sudah ada pada spesies tersebut. Rekayasa genetik memindahkan gen dari satu organisme dan menempatkannya ke organisme lain. Hal ini tidak membutuhkan perkawinan dan memungkinkan pergerakan gen antara organisme dari spesies apapun. Jadi, sifat potensial yang bisa digunakan pada dasarnya tidak terbatas. 

Pemuliaan juga kurang presisi dari pada rekayasa genetik. Pada teknik pemuliaan, setengah gen dari masing-masing tetua diturunkan ke keturunannya. Hal ini bisa menyebabkan gen yang tidak diinginkan masuk ke organisme baru. Berbeda dengan rekayasa genetik yang mengambil gen tertentu (sesuai keinginan) dan memasukkannya ke organisme penerima. 

Pro dan Kontra

Banyak kritik mengenai penggunaan dalam beberapa bidang, termasuk kekhawatiran etik, kekhawatiran ekologis, dan kekhawatiran ekonomis. Pro dan kontra mengenai hal ini melibatkan konsumen, petani, perusahaan bioteknologi, pemerintah, organisasi non pemerintah, dan ilmuwan. Beberapa kontroversi mengenai makanan GMO (genetically modified organism) adalah apakah makanan tersebut harus dilabeli, peran pemerintah, objektivitas penelitian ilmiah dan publikasi, efek dari hasil pertanian GMO pada kesehatan dan lingkungan, efek dari resistensi pestisida, akibat dari tanaman GMO pada petani, dan peran tanaman GMO dalam memberi makan populasi dunia. 

Contoh dari hasil tanaman GMO adalah nasi emas (golden rice), yang bertujuan untuk menyelamatkan 250 juta anak yang menderita defisiensi vitamin A. Para peneliti menambahkan 2 gen ke dalam nasi (padi) putih, satu gen berasal dari bakteri tanah dan gen yang lain berasal dari daffodil, yang kemudian mensintesis prekursor vitamin A yang disebut beta carotene. Satu mangkuk nasi emas memiliki 60% kebutuhan vitamin A harian anak-anak.

Ada beberapa kontroversi yang mengelilingi topik ini, sebagian adalah mitos belaka, sebagian lagi menimbulkan masalah yang valid.

• Labeling

Hanya sedikit orang yang menyadari produk GMO di pasaran karena industri makanan tidak memberi label pada produk tersebut karena takut konsumen tidak mau membeli produknya. Meskipun dengan berpuluhan tahun penelitian, tidak ada bukti kuat bahwa produk GMO lebih bahaya untuk kita dari pada produk biasa.

• Resiko Kesehatan

Ada juga kekhawatiran tentang gen yang dimasukkan ke dalam makanan GMO bisa menyebabkan “sesuatu yang tidak diinginkan”. Contohnya, bisa saja modifikasi gen ini mengubah laju pertumbuhan atau metabolisme organisme. Ada juga kekhawatiran tentang makanan GM mungkin menyebabkan alergi baru pada manusia, atau mentransfer gen resisten antibiotik ke bakteri yang secara alami ditemukan di usus kita.

Ada beberapa penelitian mengenai bahaya makanan GMO, atau makanan GMO dapat menyebabkan tumor dari pada makanan konvensional. Tetapi, penelitian-penelitian seperti ini memiliki rancangan percobaan yang jelek, membuat hasil dari penelitian bias atau kurang valid.

Kesimpulannya, rekayasa genetika adalah sebuah teknik yang digunakan untuk merekayasa gen suatu organisme agar organisme tersebut memiliki sifat yang diinginkan. Contohnya adalah, merekayasa gen tanaman Padi agar hasil Padi mempunyai kandungan vitamin yang mencukupi. Rekayasa genetika ini hampir sama dengan teknik pemuliaan, tetapi lebih efisien dan presisi. Meskipun banyak kontroversi sampai saat ini, tidak ada bukti kuat yang menunjukkan bahwa produk (GMO) berbahaya untuk kesehatan. Mungkin menjadi jawaban untuk memenuhi kebutuhan pangan yang semakin meningkat karena populasi dunia terus menaik.