14 Bab 13 Salinan Guru F5 BM

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

BAB 13

Teknologi
Genetik

“Pada hari ini Kami tutup mulut mereka; dan
berkatalah kepada Kami tangan mereka dan
memberi kesaksianlah kaki mereka terhadap apa

yang dahulu mereka usahakan”

Surah Yasin: Ayat 65

239

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

13.1 KEJURUTERAAN GENETIK

Kejuruteraan Genetik dan Organisma Terubah Suai Genetik (GMO)

1. Kejuruteraan genetik merupakan satu teknik manipulasi gen
2. Genetik sesuatu organisma diubah suai

Melibatkan pemindahan segmen DNA daripada satu organisma ke dalam
organisma yang lain
Untuk menghasilkan kombinasi gen yang baharu
Melalui teknologi DNA rekombinan
3. Organisma atau mikroorganisma yang dihasilkan melalui teknologi DNA rekombinan
dikenali sebagai organisma terubah suai genetik (GMO)
4. Organisma transgenik adalah organisma yang mengandungi DNA rekombinan
5. Ahli biologi dapat membina semula DNA atau genom bagi sesuatu organisma
6. Genom adalah satu set DNA lengkap bagi sesuatu organisma
Merangkumi kesemua gen organisma tersebut
Mengandungi semua maklumat yang diperlukan untuk membina dan menjalankan
proses kehidupan organisma tersebut

Makanan Terubah Suai Genetik (GMF)

1. Teknologi DNA rekombinan telah berjaya menghasilkan banyak variati yang bermanfaat;
Tanaman (padi, kelapa sawit, nanas, jagung dan kacang soya)
Ternakan (ikan salmon, lembu dan kambing)

2. Makanan yang terubah suai genetik (GMF) mempunyai DNA daripada spesies tumbuhan
atau haiwan yang lain

3. Pengambilan GMF oleh manusia berkemungkinan menyebabkan implikasi kesihatan yang
masih belum diketahui

Peta Ciri-Ciri Makanan Terubah Suai Genetik (GMF)
pokok

Rintang terhadap Rintang terhadap Kegunaan dalam Toleransi terhadap Rintang terhadap

herbisid penyakit perubatan logam berat serangga pesosak

240

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Organisma Kaedah Kejuruteraan Ginetik Kelebihan
Ikan salmon Super salmon yang
Genom salmon Atlantik diubah suai dihasilakan membesar
Kentang Dengan memasukkan gen hormon dengan lebih cepat
pertumbuhan daripada ikan salmon Dapat dihasilkan sepanjang
Jagung Chinook tahun.
Ubi kentang tumbuh dengan
Genom kentang diubah suai baik di kawasan beriklim seju
Dengan memasukkan gen dari
tumbuhan Arabidopsis sp. plant Pokok jagung boleh
menghasilkan protein yang
o Bertoleransi terhadap keadaan toksik terhadap serangga
beku perosak
Meningkatkan rintangan
Genom kentang diubah suai terhadap serangga perosak
Dengan memasukkan gen dari bakteria
Bacillus thuringiensis

Kebaikan GMF dan Keburukan GMF

Kebaikan Keburukan

Mengurangkan penggunaan pestisid Spesies semula jadi akan terancam

Mengurangkan masalah serangga dalam Kesihatan manusia dan kandungan genetik
penanaman tumbuhan manusia mungkin terjejas.
Hasil yang banyak menyebabkan Terdapat kemungkinan kecil untuk gen yang
dimasukkan ke dalam GMF dipindahkan
o Harga makanan lebih murah kepada manusia
o Makanan mudah didapati
Mengatasi masalah bekalan makanan dunia o Contohnya gen rintang antibiotik
o Penghasilan tanaman dan ternakan

transgenik yang berkualiti tinggi
Kos penghasilan makanan menjadi lebih
rendah
Meningkatkan kandungan nutrisi tanaman

241

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Penghasilan Insulin

1. Aras glukosa dalam darah pesakit kencing manis adalah tinggi
2. Pankreas kurang menghasilkan hormon insulin
3. Insulin dihasilkan melalui kejuruteraan genetik
4. Secara manipulasi gen
5. Insulin disuntik kepada pesakit
6. Merangsang sel-sel hati menukarkan glukosa berlebihan menjadi glikogen
7. Glikogen disimpan di dalam hati
8. Aras glukosa dalam darah kembali kepada normal

.

Serpihan DNA manusia Plasmid yang merupakan DNA
yang mengandungi gen bulat dalam bakteria digunakan
insulin sebagai vektor pengklonan

Gen insulin

Enzim pembatasan

Gen insulin dipotong Plasmid dipotong menggunakan
menggunakan enzim enzim pembatasan
pembatasan

Enzim DNA ligase Enzim ligase menyambungkan gen yang
dikehendaki pada kedua-dua hujung
pada plasmid

Plasmid rekombinan telah berjaya
disisipkan dengan gen insulin
manusia

242

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Sel bakteria

Plasmid rekombinan

Plasmid rekombinan dimasukkan
ke dalam bakteria

Bakteria transgenik

Insulin
Klon bakteria membiak dengan banyak dan menghasilkan insulin di dalam selnya

Insulin diekstrak daripada bakteria transgenik dan ditulenkan

243

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

13.2 BIOTEKNOLOGI

Definisi Bioteknologi

1. Bidang yang menggunakan teknologi atau kaedah untuk memanipulasikan organisma
2. Bertujuan untuk;

Menghasilkan atau mengubah suai hasil sesuatu produk biologi
Meningkatkan mutu hasil keluaran ternakan atau tanaman
Membangunkan penggunaan mikroorganisma bagi suatu tujuan yang khusus
3. Setiap disiplin bioteknologi diwakili oleh kod warna yang khusus

Kod warna Disiplin bioteknologi
1. Merah Perubatan dan kesihatan manusia
2. Jingga Bioteknologi gurun dan kawasan kering
3. Kuning Makanan dan nutrisi
4. Ungu Undang-undang, etika dan falsafah
5. Biru Bioteknologi marin
6. Gelap Biopengganas dan peperangan biologi
7. Hijau Proses meningkatkan hasil pertanian
8. Emas Bioinformatik dan sains komputer
9. Putih Industri berasaskan mikroorganisma
10. Kelabu Bioteknologi alam sekitar

Hijau Putih Merah
Jingga BIOTEKNOLOGI Biru
Emas
Kelabu
Gelap Ungu

Kuning 244

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Aplikasi Bioteknologi dalam Kehidupan

Terapi Gen

1. Digunakan untuk merawat atau mencegahsuatu penyakit genetik
2. Gen yang normal disisipkan ke dalam gen pesakit untuk menggantikan gen yang abnormal
3. Penyakit yang dapat dirawat menggunakan kaedah terapi gen ialah sistik fibrosis, distrofi

otot dan beberapa jenis kanser.

Gen normal

Sel yang mempunyai Masukkan gen yang normal Sel akan berfungsi
gen yang abnormal untuk menggantikan gen yang secara normal
abnormal menggunakan virus

Pemprofilan DNA

1. Teknik forensik yang digunakan untuk mengenal pasti individu berdasarkan DNA mereka
DNA setiap orang adalah unik
kecuali kembar seiras

2. DNA seseorang individu boleh diperoleh daripada sampel darah, air mani atau kulit,
3. Kegunaan pemprofilan DNA adalah;

Mengenal pasti penjenayah
Menyelesaikan pertikaian identiti ibu bapa sebenar
Mengesan penyakit genetik
Menguji keserasian penderma organ dengan penerima

245

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik
Sampel darah, air mani atau kulit diambil dari
tempat kejadian. DNA
DNA diekstrak dari sampel
Ekstrak
Enzim pembatasan memotong DNA kepada DNA
fragmen DNA yang berlainan saiz ECoR1
Cebisan
Sampel yang mengandungi fragmen DNA DNA
berlainan saiz dipisahkan melalui elektroforesis
gel Elektroforesis
Fragmen DNA yang lebih kecil bergerak lebih gel
cepat berbanding fragmen lebih besar..
Fragmen DNA yang berlainan saiz dipindahkan Membran
daripada gel ke membran nilon nilon

Prob radioaktif ditambah kepada membran nilon. Filem X ray
Filem X-ray diletakkan di atas membran nilon.

• Filem X-ray diproses dan kedudukan jalur DNA
yang membentuk profil DNA akan dihasilkan.

246

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik
Selesaikan Masalah Berikut

Pertikaian Penjaga Penyisatan tempat kejadian

Tempat
Bayi Ibu Lelaki 1 Lelaki 2 jenayah Kante Messi CR7

Siapakah bapa kepada bayi: : Lelaki 2 Siapakah pesalah: Messi

Pembersihan Tumpahan Minyak

1. Bioremediasi adalah kaedah untuk membersihkan bahan cemar
Dengan menggunakan bakteria
Sangat berkesan untuk merawat tumpahan minyak di lautan

2. Kebanyakan molekul di dalam minyak mentah dan produk petroleum yang ditulenkan
dapat diurai secara biologi oleh bakteria

3. Bakteria Alcanivorax borkumensis digunakan untuk merawat tumpahan minyak kerana;
Bergantung kepada minyak untuk mendapatkan tenaga
Memguraikan alkana dalam minyak dan menggunakannua sebagai makanan
Menjadikan minyak lebih larut terhadap air

4. Kelebihan bioremiadasi;
Proses semulajadi sepenuhnya dengan hampir tiada kesan sampingan yang
berbahaya
Dijalankan secara in situ tanpa melibatkan pengangkutan yang berbahaya
Masa yang singkat untuk menjadikan air dan tanah selamat
Memerlukan peralatan yang minima kecuali untuk bidang yang khusus

247

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Penghasilan Tumbuhan Bertoleransi Serangga Perosak

1. DNA dari bakteria Bacillus
thuringiensis yang boleh
menghasilkan toksin Bt
diisolasikan dan dipotong
menggunakan enzim

2. DNA dari bakteria akan
digabungkan dengan DNA
pokok jagung

DNA jagung

DNA bakteria

3. DNA rekombinan dimasukan
dalam pokok jagung

4. Pokok akan menghasilkan
toksin Bt yang toksik apabila
dimakan oleh serangga
perosak

3. Ulat beluncas mati apabila
makan daun daripada pokok
jagung

248

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Penggunaan Nanobioteknologi dalam Penyelidikan Sel Stem

1. Sel stem merupakan sel-sel utama (master cells) yang membentuk pelbagai tisu, organ
dan sistem dalam keseluruhan sistem badan kita

2. Boleh membahagi secara mitosis untuk menambah bilangan dan boleh membeza untuk
membentuk sel yang spesifik dengan fungsi tertentu

3. Sel stem diperoleh daripada darah tali pusat bayi, sumsum tulang dan sel-sel dalam
blastosista embrio manusia yang disebut sebagai sel stem embrio

1. Sel stem dari embrio diambil 2. Sel dikultur dalam medium
semasa peringkat blastosista yang mengandungi nutrien
dan hormon dalam makmal

3. Sel mengalami proses
mitosis berulang kali dan
proses pembezaan

Sel saraf Sel otot
(Alzheimer) (Distrofit otot)

Sel pankreas
(Diabetes melitus)

4. Menjadi sel yang khusus dan boleh dipindahkan kepada pesakit

249

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Bioinformatik

1. Bidang interaktif dalam sains hayat yang menggabungkan biologi dan teknologi maklumat
2. Diaplikasikan dalam kajian jujukan molekul dan data genom
3. Melibatkan aplikasi teknologi computer untuk menyelia maklumat biologi dalam skala yang

besar
4. Projek genum manusia adalah contoh penggunaan bioinformatik
5. Dilakukan untuk;

Mengenal pasti kesemua 20,000 gen hingga 25,000 gen yang terdapat dalam
DNA manusia
Membuat peta yang menunjukan lokasi yang tepat gen pada kromosom
manusia
Menyimpan pangkalan data dan meningkatkan keupayaan menganalisis data
Mengenal pasti gen yang boleh mengakibatkan penyakit seperti sistik fibrosis,
kanser ovari dan kanser payu dara
Menghasilkan ubat untuk merawat penyakit-penyakit ini

Penghasilan Metabolit Mikrob

1. Metabolit adalah hasil akhir dari tindak balas metabolisma dalam mikroorganisma
2. Dimangkinkan oleh pelbagai enzim yang hadir secara semulajadi dalam sel
3. Contoh-contoh metabolit adalah etanol dan asid laktik
4. Etanol digunakan secara meluas sebagai;

Pelarut dalam cat, varnis dan minyak wangi
Minuman beralkohol
Antiseptik
Bahan api kenderaan

Yis + Glucosa Zimase Etanol + Karbon dioksida + Energy

250

Jisrun Najaah Fi Ilmi Al Insan Bab 13: Teknologi Genetik

Kepentingan Bioteknologi dalam Kehidupan

Bidang Sumbangan
Pertanian
Baka ternakan dan tanaman yang terbaik dapat dihasilkan.
Perubatan Kaedah kultur tisu dan teknik pengklonan mempercepat
pembiakan tanaman.
Forensik
Alam sekitar o Dapat menghasilkan baka padi yang mengeluarkan
. hasil yang banyak dan cepat matang.

Pengklonan haiwan membolehkan;
o Pembiakan secara besar-besaran
o Mempunyai daya tahan penyakit.

Penggunaan hormon membolehkan haiwan cepat membesar
dan matang.
Genetik seseorang dapat diubah suai.
Mengurangkan risiko penyakit mental.
Mengelakkan penyakit yang tertentu seperti kanser dan
penyakit pewarisan.
Genetik manusia kerdil dapat melahirkan manusia normal
Membantu ibu-ibu yang sukar hamil untuk memperoleh zuriat.

Dapat mengenal pasti penjenayah melalui tisu dan bendalir
badan seperti darah, air mani, kulit dan folikel rambut.

Mikrob mampu mempercepat pereputan bahan buangan
manusia.

o Menguraikan najis sepenuhnya.
Pencemaran dapat dikurangkan

o Manusia serta alam sekitar terpelihara

251