MANFAAT TEKNOLOGI REKOMBINAN DNA

MANFAAT TEKNOLOGI REKOMBINAN DNA

Aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi diantaranya adalah produksi vaksin, insulin, antibodi dan sebagainya. Misalkan saja insulin yang digunakan untuk mengatasi diabetes diproduksi dengan menggunakan teknik DNA rekombinan. Gen insulin yang berasal dari sapi kemudian ditentukan urutan DNA-nya setelah itu direkombinasikan di dalam suatu vektor misal plasmid kemudian dimasukan dalam sel bakteri. Selanjutnya bakteri ini mengalami transformasi dan bisa menghasilkan insulin. Ini adalah salah satu contoh aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi. Beberapa produk DNA rekombinan yang digunakan dalam terapi manusia, diantaranya :

_ Insulin untuk penderita diabetes

_ Faktor VIII untuk laki-laki menderita hemofilia a

_ Faktor IX untuk hemofilia b

_ Hormon pertumbuhan manusia (hgh)

_ Erythropoietin (epo) untuk mengobati anemia

_ Beberapa jenis interferon

_ Beberapa interleukin

_ Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (gm-csf) untuk menstimulasi sumsum tulang setelah transplantasi sumsum tulang

_ Granulocyte koloni-stimulating factor (g-csf) untuk merangsang neutrofil produksi, misalnya, setelah kemoterapi dan untuk memobilisasi sel induk hematopoietik dari sumsum tulang ke dalam darah.

_ Aktivator plasminogen jaringan (tpa) untuk melarutkan gumpalan darah

_ Adenosin deaminase (ada) untuk mengobati beberapa bentuk severe combined immunodeficiency (scid)

_ Hormon paratiroid

_ Beberapa antibodi monoklonal

_ Antigen permukaan hepatitis B untuk vaksinasi terhadap virus hepatitis B

_ C1 inhibitor (c1inh) digunakan untuk mengobati edema angioneurotic turun-temurun.

Rekombinasi terjadi akibat adanya perubahan susunan basa nitrogen dan sifat yang dibawa oleh suatu individu, berbeda dari sifat parentalnya. Rekombinan terjadi secara alami, baik melalui induksi, transformasi, konjugasi, maupun akibat dari adanya suatu crossing over saat meiosis. Rekombinasi DNA dapat terjadi baik secara alami maupun buatan oleh manusia. Rekombinasi terjadi sebagai suatu bentuk untuk bertahan dan beradaptasi terhadap perubahan yang terjadi. Pada tahun 1962 berhasil diisolasi genom bakteriofage dari plasmid sel bakteri. Genom bakteriofag ini menyebabkan terjadinya rekombinasi DNA bakteri. Rekombinasi DNA bakteri terjadi melalui 3 mekanisme yang berbeda, yaitu adanya transduksi, transformasi, dan konjugasi. Berikut merupaan meknisme terjadinya rekombinasi pada bakteri.

Transduksi merupakan suatu bentuk rekombinasi yang disebabkan adanya induksi dari bakteriofage. DNA virus menempel pada plasmid bakteri ketika bakteriofag menginfeksi bakteri. Bakteriofag memiliki suatu mekanisme tersebdiri untuk membuka pita DNA bakteri. Bakteriofag memiliki enzim yang mirip dengan DNA polimmerase I dan helikase sehingga pita DNA membuka dan DNA bakteri dapat disisipi dengan DNA bakteriofag. DNA akan mengalami ligasi yang dibantu oleh enzim ligase. Bakteriofag meyisipkan DNAnya secaran langsung ke dalam DNA atau plasmid bakteri dengan tyujuan agar semua kinerja dan protein yang dihasilkan oleh sel bakteri dapat dikontrol secara langsung untuk membentuk dan merakit bakteriofag. DNA atau plasmid dari bakteri akan dipotongmenggunakan enzim restriksi endonuklease sehingga menjadi potongan kecil dan digunakan untuk membentuk materi genetik bakteriofag. Ketika perakitan bakteiofag selesai, bakteriofag akan keluar dari bkteri dan sel bankteri akan mengalami lisis. Materi genetik yang terdapat dalam kapsid bakteriofag terdir dari materi genetik bakteri dan bakteriofag. Ketika bakteriofag menginfeksi bakteri lainnya. Akan terjadi penyisipan materi genetik dari bakteriofag ke dalam materi genetik bakteri. Transduksi ini menyebabkan terjadinya rekombinasi DNA yang terjadi karena vektor dari bakteriofag atau virus dan menyebabkan bakteri memiliki gen yang berasal dari bakteri lainnya.

Transformasi DNA telah lama diketahui. Percobaan tentang transformasi pertamakali dilakukan oleh Griffith. Percobaan ini mrnggunakan bakteri strain S dan strain R. bakteri strain S merupakan bakteri virulen yang dapat mengakibatkan kematian pada hewan coba. Bakteri strain R merupakan bakteri nonvirulen yang tidak mengakibatkan kematian pada hewan coba yang diinjeksi dengan bakteri ini. Percobaan ini dilakukan dengan membunuh bakteri strain S dengan merebusnya, dan kemudian diinjeksikan pada mencit. Mencit yang diinjeksi dengan bakteri strain S yang telah dibunuh tersebut tidak mati dan tidak mengalami suatu kelainan. Kemudian, bakteri strain S yang telah direbus tersebut dicampurkan dengan bakteri strai R yng masih hiidup dan diinjeksikan ke mencit. Mencit tersebut mati. Berdasarkan hasil percobaan tersebut, memunculkan suatu pertanyaan besar, mengapa mencit yang diinjeksi dengan mencampurkan bakteri stain S yang telah dibunuh dengan cara dipanaskan dan bakteri strain R mati, padahal bakteri strain R bersifat nonvirulen. Berdasarkan percobaan tersebut diketahui bahwa terjadi rekombinasi DNA. Rekombinasi tersebut diakibatkan adanya trasnformasi. Sel yang terpapar oleh meteri genetik akan dengan mudah mengambil materi genetiok tersebut dari lingkungannya. Materi genetik yang berasal dari lingkungan akan berikatan dengan materi genetik dari sel yang mengakibatkan sel memiliki suatu sifat yang berbeda dari sifat sebelumnya. Penambahan materi genetik ini mempengaruhi eksprtesi gen dan protein yang dibentu oleh sel. Trnasformasi sangat lazim terjadi. Pene;iti yang bekerja dengan DNA maupun RNA dari makhluk lainnya harus berhati-hati karena materi genetik tersebut dapat dengan mudah masuk ke dalam sel dan menempel pada materi genetik yang terdapat dalam sel.

Konjugasi merupakan suatu cara alami untuk mentrasfer materi genetik antar bakteri. Ketika suatu bakteri telah kehabisan energi untuk melakukan pembelahan. Konjugasi  dilakukan oleh 2 jenis bakteri yang berbeda. Bakteri 1 memiliki plasmid yang mengandung faktor R sehingga resistan terhadap antibiotik. Sedangkan bakteri 2 memiliki plasmid tetapi tidak memiliki faktor R sehingga peka terhadap antibiotik. Konjugasi merupakan peristiwa pengiriman atau membagi materi genetik yang dilakukan dengan menggunakan Sex filli. Plasmid mengalami replikasi dan ditrnasfer menuju vakteri lainnya melalui sex filli. Setelah selesai, bakteri 2 akan memiliki gen yang mengandung faktor R sehingga bersifat resisten terhadap antibiotik. Terdapat beberapa uji yang dilakukan untuk mengetahui terjadinya rekombinan atu tidak. Analisis yang sering dilakukan adalah dengan elektroforesis dan PCR.

Elektroforesis gel memisahkan makromolekul berdasarkan laju perpindahan melewati gel dengan dipengaruhi oleh medan listrik. Pada asam nukleat, laju perpindahan molekul berbanding terbalik dengan ukuran molekulnya. Semakin besar molekul, maka semakin lambat laju perpindahannya dan jarak yang mampu ditempuh akan semakin pendek. Elektroforesis ini bisa digunakan untuk menentukan basa nitrogen yang menyusun DNA dan dapaty digunakan untuk membuat DNA sequencing.

PCR dilakukan untuk menentukan susunan nitrogen yang menyusun DNA. PCR dilakukan dengan mengisolasi DNA dari organisme dan dirunning untuk menentukan basa nitrogen yang menysunnya dengan menggunakan computer. Metode yng digunakan dalam PCR meliputi denaturasi, anneling, dan expanding.