GENETIC ENGINEERING

BIOTEKNOLOGI

Sitti Noor Fadilla Miolo
(431419057)
Biodik-A

Apa Yang Dimaksud Dengan

Teknologi Rekombinan DNA ?

Teknologi DNA rekombinan telah mungkinkan bagi kita untuk:
mengisolasi DNA dari berbagai organisme, menggabungkan DNA

yang berasal dari organisme yang berbeda sehingga terbentuk
DNA rekombinan, memasukkan DNA rekombinan ke dalam sel
organisme prokariot maupun eukariot hingga DNA rekombinan

dapat berepilkasi dan bahkan dapat diekspresikan. Jadi,
Teknologi DNA Rekombinan merupakan kumpulan teknik atau
metoda yang digunakan untuk mengkombinasikan gen-gen di

dalam tabung reaksi. Teknik-teknik tersebut meliputi:

Teknik untuk Teknik untuk menggabung
mengisolasi DNA. atau menyambung DNA.

Teknik untuk Teknik untuk memasukkan
memotong DNA DNA ke dalam sel hidup.

Kumpulan teknik-teknik telah dikembangkan oleh para ilmuwan telah
memungkinkan bagi kita untuk: mengisolasi DNA dari berbagai
organisme, menggabungkan DNA yang berasal dari organisme yang
berbeda sehingga terbentuk kombinasi DNA (DNA rekombinan),
memasukkan DNA rekombinan ke dalam sel organisme prokariot
maupun eukariot hingga DNA rekombinan tersebut dapat berepilkasi
dan bahkan dapat diekspresikan.

Teknologi DNA Rekombinan telah Dalam kehidupan kita sehari-hari, secara
memberikan banyak manfaat bagi langsung maupun tidak langsung, sebagian
perkembangan ilmu pengetahuan maupun dari kita pernah berhubungan dengan hasil
bagi kehidupam manusia sehari- hari. penggunaan teknologi DNA Rekombinan.
Beberapa jenis obat-obatan, vaksin,
bahan pangan, bahan pakaian dan Contoh: insulin telah digunakan untuk
lainnya telah diproduksi dengan mengobati penyakit diabetes. Penyakit
diabetes pada manusia diobati dengan
memanfaatkan teknologi DNA
Rekombinan. insulin manusia.

Teknologi DNA rekombinan berdasarkan pada mekanisme yang terdapat pada
bakteri. Hasil Percobaan Lederberg dan Tatum (1946) menunjukkan bahwa bakteri

mempunyai mekanisme seksual. Mekanisme seksual pada bakteri ini
menyebabkan terbentuknya kombinasi gen-gen yang berasal dari dua sel yang
berbeda. Mekanisme seksual pada bakteri ini merupakan pertukaran DNA atau
gen dari satu sel ke sel lainnya. Jadi mekanisme seksual pada bakteri ini tidak

bersifat reproduktif (tidak menghasilkan anak atau zuriat).

Transfer DNA atau perpindahan DNA ke dalam bakteri dapat melalui tiga cara
yaitu konjugasi, transformasi, dan transduksi. DNA yang masuk ke dalam sel
bakteri selanjutnya dapat berintegrasi dengan DNA atau kromosom bakteri

sehingga terbentuk kromosom rekombinan.

Cloning DNA

Kloning merupakan proses perbanyakan fragmen gen target dengan mengintroduksi DNA
rekombinan ke dalam suatu sel inang (Brooker, 2005). Pada hakikatnya, kloning
merupakan langkah penggandaan (pembuatan tiruan yang sama persis) dari suatu
makhluk hidup dengan menggunakan kode DNA makhluk tersebut (Tenriawaru, 2013).
Menurut Pratiwi Sudarsono, kloning merupakan perbanyakan sel atau juga organisme
dengan secara aseksual. Hasil kloning ialah klon, yaitu populasi yang berasal dari satu sel
atau juga organisme yang memiliki suatu rangkaian kromosom yang sama dan juga sifat
yang identik dengan induk asalnya (Ibeng, 2020). Jadi, kloning adalah sebuah penemuan
baru yang menduplikat atau menggandakan sel atau organisme dari suatu makhluk hidup
dengan cara aseksual dan sifatnya akan identik dengan induknya.

JENIS KLONING

Kloning molekul Kloning sel Kloning
(Molecular cloning) organisme

Kloning molekuler adalah Kloning sel bertujuan Disebut juga kloning reproduksi
serangkaian metode eksperimental menghasilkan suatu populasi
dalam biologi molekuler yang sel dari satu sel tunggal. kloning yang bertujuan untuk
digunakan untuk mengumpulkan sel merupakan hal yang cukup
DNA rekombinan dan untuk rumit karena sel-sel ini tidak menghasilkan organisme
mengarahkan replikasi mereka dapat tumbuh pada media
dalam organisme inang (Watson, standar. multisel yang identik secara
2007).
genetik. Proses kloning ini

merupakan reproduksi

aseksual dimana tidak terjadi

fertilisasi

Komponen Kloning Gen

DNA donor (insert ) :
Sumber dari DNA atau gen yang diklon. Sumber dari DNA untuk
pengerjaan kloning dapat berupa Cdna (complementary DNA) yaitu
kromosom yang diisolasi dari inti sel ataupun DNA komplementer yang

diperoleh dari penyalinan mRNA dengan bantuan enzim.

Endonuklease restriksi :
Enzim digunakan untuk memotong DNA donor dan vektor pada lokasi spesifik,
sehingga DNA donor dapat disambungkan ke dalam vektor. Menurut (Brown,

1991), ada tiga jenis endonuklease restriksi yang masing-masing dibedakan
oleh cara kerjanya satu sama lain.

Vektor :
Plasmid atau bakteriofage yang digunakan untuk mengintroduksi gen

untuk diklonkan ke dalam suatu sel inang yang cocok. Menurut
(Suharsono, 2000), penggunaan jenis vektor tergantung dari tujuan

pengklonan.

DNA ligase :
Enzim yang digunakan untuk menggabungkan ujung
sambungan (splice ) dari vektor dan DNA donor, dan

kemudian membentuk suatu vektor rekombinan.

Sel inang (host cell) :
Biasanya suatu bakteri atau yeast. Tempat
diintroduksikan vektor rekombinan ke dalam sel
inang. Mikroorganisme yang sangat bermanfaat
dalam kloning yaitu Bakteri Escherichia coli,
Castellani & Chalmers, Bacillus subtilis, dan

Saccharomyces cerevisiae

Isolasi Isolasi fragmen DNA yang spesifik dapat dilakukan dengan
Fregmentasi metode PCR (polymerase chain reaction) yaitu teknik
amplikasi fragmen DNA yang spesifik secara in vitro
Ligasi
(Anonim, 2009). Awal dari isolasi adalah perusakan dan
penghilangan dinding sel. Setelah itu, pelilisan akan terjadi.

Fragmentasi dengan menggunakan
enzim endonuklease restriksi yang
memisahkan untaian DNA. Fragmentasi
bertujuan untuk tidak merusak DNA.

Ligasi untuk melekatkan potongan-potongan DNA dalam
sekuens yang diinginkan. Fragmen DNA dicampurkan
dengan plasmid yang telah dipotong dengan enzim
endonuklease restriksi yang sama. DNA ligase

ditambahkan untuk mengikatkan fragmen DNA ke plasmid.
Pada proses ini juga terjadi proses pemberian enzim

deoksin ukleotidil transferase. Enzim ini berfungsi untuk
mensintesis untaian tunggal polimerik.

Transfeksi Transfeksi untuk menyisipkan potongan baru
Seleksi DNA ke dalam sel.

Skrining/seleksi: seleksi sel-sel yang berhasil
ditransfeksi dengan DNA baru.

Ada beberapa cara seleksi klon, yaitu seleksi
berdasarkan sifat resistan terhadap antibiotik dan

seleksi dengan melibatkan gen LacZ.

Kloning Pada Hewan Kloning Pada Manusia
Teknologi ini lebih dikenal dengan teknologi kloning pertama di dunia bernama Eve,
kloning yaitu teknologi yang digunakan untuk
menghasilkan individu duplikasi (mirip dengan bayi perempuan itu kini berusia 5
induknya). Teknologi kloning telah berhasil tahun. Sehat dan kini mulai menginjak
dilakukan pada beberapa jenis hewan. Salah
satunya adalah pengkloningan domba yang pendidikan Taman Kanak Kanak di
dikenal dengan domba Dolly. Melalui kloning pinggiran kota Bahama. Eve

hewan, beberapa organ manusia untuk merupakan bayi pertama yang lahir
keperluan transplantasi penyembuhan suatu dari 10 implantasi yang dilakukan
penyakit berhasil dibentuk (Sutarno, 2016). Clonaid tahun 2002. Dari 10 implan,
lima gagal. Kelahiran Eve merupakan
Kloning Pada Tumbuhan sebuah kejutan. Sebelumnya para
Kloning tumbuhan merupakan teknik ilmuwan bersiap menerima kelahiran
perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan. bayi kloning pertama ‘karya’ dokter ahli
Kloning dilakukan dengan menggunakan kesuburan Italia, Dr. Severino Antinori,
jaringan somatik tumbuhan di dalam lingkungan awal Januari 2003 (Safnowandi, 2012).
aseptik yang terkontrol (Pertiwi, Nodate)

MANFAAT KLONING

Menurut (Rusda, 2003) manfaat kloning gen itu ada 4, yaitu:
1. Untuk pengembangan ilmu pengetahuan,
2. Untuk mengembangkan dan memperbanyak bibit unggul,
3. Untuk tujuan diagnostik dan terapi,
4. Menolong atau menyembuhkan pasangan infertil mempunyai turunan.

Menurut Wong, kloning gen memberikan manfaat yang sangat besar bagi bidang
bioteknologi. Proses kloning gen dapat menghasilkan protein penting dalam jumlah besar,
khususnya protein-protein yang penting untuk terapi dan obat; ataupun menghasilkan
tanaman pangan dan hewan ternak yang berkualitas baik untuk dikonsumsi. Aplikasi
kloning lainnya adalah dalam DNA sequencing, studi mutagenesis, DNA fingerprinting,
serta pembuatan produk farmasi. Produk farmasi yang dapat diproduksi dengan melakukan
kloning gen NS1 antara lain vaksin, antibodi monoklonal, dan kit diagnostik (Koestoer,
2008)

Keunggulan Kloning Gen : Kelemahan Kloning Gen :

1. Kloning pada tanaman dan hewan 1. Dapat disalahgunakan untuk menciptakan
adalah untuk memperbaiki kualitas spesies atau ras baru dengan tujuan tertentu
tanaman dan hewan, meningkatkan yang bertentangan dengan nilai kemanusiaan.
produktivitasnya.
2. Terjadi kekacauan kekerabatan dan identitas diri
2. Mencari obat alami bagi banyak penyakit dari hasil kloning maupun induknya.
manusia-terutama penyakit-penyakit
kronis-guna menggantikan obat-obatan 3. Individu hasil kloning tidak akan mendapatkan
kimiawi yang dapat menimbulkan efek imunitas bawaan, sehingga individu hasil kloning
samping terhadap kesehatan manusia. tersebut akan mudah terserang penyakit karna
tidak mendapatkan imunitas bawaan sebagai
3. Untuk memperoleh hormon pertahanan pertama terhadap infeksi penyakit.
pertumbuhan, insulin, interferon,vaksin,
terapi gen dan diagnosis penyakit 4. Berkurangnya keanekaragaman suatu spesies,
genetik. karena individu yang dihasilkan dari proses
pengkloningan sama persis dengan DNA maupun
4. Upaya konservasi pada hewan atau sifat dan fisik Induknya.
tumbuhan langka (Yuda, 2012).
5. Individu hasil kloning sel-selnya diperoleh dari
induknya. Ini berarti umur sel-sel hasil kloning pun
sama dengan umur sel-sel induknya. Oleh karena
itu, individu hasil kloning pun akan memiliki umur
sama dengan induknya (Mauly, 2014).

INDIVIDU TRANSGENIK

Transgenik adalah suatu organisme yang Organisme transgenik adalah organisme yang telah
mengandung transgen melalui proses bioteknologi dimodifikasi dengan bahan genetik dari spesies lain.
(bukan proses pemuliaan tanaman), Transgen adalah Modifikasi genetik dilakukan dengan memasukkan DNA
gen asing yang ditambahkan kepada suatu spesies. menjadi embrio dengan bantuan virus, plasmid, atau pistol
gen. Embrio dibiarkan berkembang, dan organisme dewasa
Suatu jasad yang memiliki sifat baru, yang akan mengekspresikan DNA yang telah dimasukkan ke
sebelumnya tidak dimiliki oleh jenis jasad tersebut,
sebagai hasil penambahan gen yang berasal dari dalam genom-nya. Organisme transgenik juga dapat
melewati modifikasi pada generasi mendatang dengan
jasad lain. Juga disebut organisme transgenik. pembiakan dengan anggota lain dari spesies yang sama.

Modifikasi genetik dapat dilakukan untuk membuat organisme lebih kuat, untuk
menambah ketahanan terhadap ancaman tertentu, atau untuk tujuan
mengekspresikan suatu sifat tertentu.

TUJUAN PEMBENTUKAN
TRANSGENIK

Tujuan pembentukan organisme transgenik adalah
untuk mendapatkan organisme baru yang memiliki
sifat lebih baik. Tujuan pembentukan organisme
transgenik secara spesifik diharapkan menyebabkan
mutasi spontan sehingga genetik dari hewan yang
ditransformasi termodifikasi sesuai dengan gen yang
diharapkan muncul sebagai performans.

•

DAMPAK POSITIF TRANSGENIK :

1. Rekayasa transgenik dapat menghasilkan prodik lebih banyak dari Sumber yang
lebih sedikit.

2. Rekayasa tanaman dapat hidup dalam kondisi lingkungan ekstrim akan memperluas
daerah pertanian dan mengurangi bahaya kelaparan.

3. Makanan dapat direkayasa supaya lebih lezat dan menyehatkan.

DAMPAK NEGATIF TRANSGENIK :

1. Adanya kemungkinan meracuni bahan pangan.

2. Berpotensi membuat musnah plasma nutfah

3. Munculnya penyakit-penyakit jenis baru

4. Berpotensi terjadi pergeseran gen.

PROSPEK MANFAAT APLIKASI REKAYASA

GENETIKA DALAM BERBAGAI BIDANG

KEHIDUPAN.

Aplikasi bioteknologi untuk pertanian menawarkan berbagai keuntungan. Perbaikan sifat tanaman dapat
dilakukan dengan teknik modifikasi genetic dengan bioteknologi melalui rekayasa genetika. Aplikasi

bioteknologi dalam bidang pertanian melalui teknologi perbaikan sifat tanaman dengan teknik rekayasa
genetika. Keuntungan bioteknologi pertanian antara lain :

1. Meningkatkan produksi pangan misalnya dengan 9. Meningkatkan system kekebalan ikan dengan
menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi tahan menggunakan vaksin, imunostimulan, dan bioremediasi.
wereng, kapas tahan hama sehingga dapa meningkatkan
hasil panen. 10. Aplikasi probiotik pada pakan atau dalam lingkungan
perairan budidaya sebagai penyeimbang mikroba dalam
2. Ternak yang dapat memproduksi asam amino tertentu. pencernaan dan lingkungan perairan.
3. Pengolahan makanan; tempe, tape, oncom, kecap.
4. Pengolahan minuman; anggur, bir, yoghurt, tuak, brem, 11. Potensi hasil panen yang lebih tinggi,
12. Mengurangi penggunaan pupuk dan pestisida,
dsb. 13. Toleran terhadap cekaman lingkungan,
5. Meningkatkan produksi peternakan 14. Pemanfaatan lahan marjinal,
6. Meningkatkan efisiensi dan kualitas pakan seperti 15. Identifikasi dan eliminasi penyakit di dalam makanan

manipulasi mikroba rumen ternak,
7. Menciptakan jenis ternak unggul 16. Kualitas makanan dan gizi yang lebih baik, dan perbaikan
8. Menyediakan benih dan induk ikan berkualitas unggul.
defisiensi mikronutrien.

APLIKASI PADA BIDANG PETERNAKAN

Aplikasi bioteknologi dalam bidang peternakan menawarkan berbagai keuntungan
antara lain:
1. Meningkatkan produksi peternakan
2. Meningkatkan efisiensi dan kualitas pakan seperti manipulasi mikroba rumen
3. Menghasilkan embrio yang banyak dalam satu kali siklus reproduksi
4. Ternak yang dapat memproduksi asam amino tertentu
5. Menciptakan jenis ternak unggul

APLIKASI PADA BIDANG PERIKANAN

Aplikasi bioteknologi dalam bidang periakanan menawarkan berbagai keuntungan antara lain:
1. Menyediakan benih dan induk ikan
2. Meningkatkan system kekbalan ikan dengan menggunkana vaksin, imunostimulan, probiotik dan

bioremediasi.
3. Aplikasi probiotik pada pakan at/au dalam lingkungan perairan budidaya sebagai
4. penyeimbang mikroba dalam pencernaan dan lingkungan perairan.

APLIKASI PADA BIDANG KESEHATAN DAN PENGOBATAN

Aplikasi bioteknologi dalam bidang kesehatan dan pengobatan telah mandatangkan manfaat antara lain:
1. Memproduksi obat-obatan terhadap penyakit infeksi (antibiotik) seperti; penisilin, streptomysin.
2. Memproduksi vaksin untuk pencegahan jenis penyakit tertentu sesuai dengan jenis vaksinnya

seperti; polio, cacar, hepatitis-B, TBC dsb. Selain pada manusia, vaksin juga digunakan untuk dari
serangan berbagai penyakit menular.
3. Memproduksi zat kebal antibody untuk diagnosis penyakit, penelitian dan terapi. Antibodi monoclonal.
4. Untuk terapi gen misalnya untuk terapi penyakit genetis (bawaan).
5. Untuk memproduksi hormon; Insulin untuk terapi penderita kencing manis.
6. Untuk terapi gen; Sel somatis (somatic gene therapy); sel darah atau otot, terapi penyakit genetis
(bawaan). Sel embrional (Germ line gene therapy);

Aplikasi pada bidang lingkungan

Aplikasi bioteknologi dalam bidang lingkungan adalah untuk penanganan dan pemanfaatan
material sampah organik yang volumenya cenderung bertambah dengan pesat. Pemanfaatan
sampah berdampak dapat mengeliminasi sumber polusi terutama pencemaran air, dan dengan
penerapan proses biotek dapat mengubah limbah menjadi produk-produk yang bermanfaat.

Beberapa limbah yang dapat digunakan untuk substrat fermentasi:

• Molase, sebagai produk sampingan (limbah) industri gula masih mengandung kadar gula 50 %. Molase digunakan
secara luas sebagai bahan baku fermentasi dan untuk produksi antibiotik, asam organic, dan khamir untuk pembuatan
roti, bumbu masak (MSG) atau diberikan langsung untuk makanan ternak.

• Whey sebagai produk sampingan (limbah) industri keju digunakan sebagai substrat fermentasi.
• Batang padi (damen) untuk produksi jamur merang.
• Bagase (ampas tebu) banyak mengandung ligno selulose. Peran biotek dalam pemanfaatan bahan sampah organik:
• Mengubah kualitas makanan limbah agar sesuai untuk konsumsi manusia.
• Memberi makan bahan sampah secara langsung atau setelah pemrosesan ke unggas, babi, ikan, atau ternak lainnya

yang dapat mencerna secara langsung.
• Limbah yang banyak mengandung selulose diberikan pada sapi atau ruminansia.
• Produksi biogas methane dan poduk fermentasi lain jika tidak dapat diberikan ternak.

TERIMA
KASIH