REKAYASA GENETIKA

REKAYASA GENETIKA

Rekayasa genetika adalah teknik yang dilakukan manusia mentransfer (memindahkan) gen (DNA) yang dianggap menguntungkan dari satu organisme kepada susunan gen (DNA) dari organisme lain.

Manfaat Rekayasa Genetika

    Meningkatnya derajat kesehatan manusia, dengan diproduksinya berbagai hormon manusia seperti insulin dan hormon pertumbuhan

    Tresedianya bahan makanan yang lebih melimpah

    Tersedianya sumber energi yang terbaharui

    Proses industri yang lebih murah

    Berkurangnya polusi 

Langkah-Langkah yang Dilakukan dalam Rekayasa Genetika Secara Sederhana

•         Mengindetifikasikan gen dan mengisolasi gen yang diinginkan

•         Membuat DNA/AND salinan dari ARN Duta

•         Pemasangan cDNA pada cincin plasmid

•         Penyisipan DNA rekombinan kedalam tubuh/sel bakteri

•         Membuat klon bakteri yang mengandung DNA rekombinan

•         Pemanenan produk.

Langkah-Langkah dalam Rekayasa Genetika untuk Memproduksi Insulin 

(Sebiring L, et al.,1999):

•         Masing-masing gen polipeptida alfa dan beta disintesis secara kimiawi.

•        Gen tersebut disisipkan pada plasmid E. coli yang direkayasa supaya memiliki operon laktosa, yaitu promoter, operator, dan gen struktural 2 yang mengkode ß-galaktosidase. Di samping itu, plasmid ini juga mengandung gen yang mengkode resistensi terhadap amfisilin yang berguna sebagai marker untuk menyeleksi sel yang mengandung plasmid.

•         Masing-masing gena alfa dan beta disisipkan ke dalam plasmid yang terpisah, yaitu pada bagian kanan gen z.

•         Plasmid tersebut lalu dimasukkan ke dalam sel E. coli untuk diekspresikan.

•         Ekspresi operon laktosa akan menyebabkan terbentuknya protein galaktosidase dan protein insulin yang saling berikatan hingga membentuk protein gabungan.

•         Selanjutnya protein gabungan ini dimurnikan lalu dipotong sehingga protein insulin terpisah dengan protein ß-galaktosidase.

•         Dengan cara ini akan diperoleh polipeptida alfa maupun polipeptida beta insulin.

•         Akhirnya polipeptida alfa diikatkan dengan polipeptida beta secara oksidasi. sehingga diperoleh insulin yang utuh dan siap untuk digunakan.

TERAPI GEN

Jika rekayasa genetika sudah banyak diterapkan dan berhasil, maka terapi gen baru boleh dilakukan dalam skala penelitian dan para pakar memperkirakan masih sekitar tujuh sampai lima belas tahun lagi terapi gen baru dapat terealisasi (Pray, 2004:Wang, et al., 2004). Namun demikian terapi gen cukup menjanjikan harapan bagi para penderita penyakit, terutama penyakit keturunan.

Terapi gen adalah teknik memperbaiki gen yang rusak atau cacat yang bertanggungjawab atas timbulnya penyakit tertentu (Moelyoprawiro, 2005). Edrus (2005) menyatakan bahwa terapi gen merupakan teknologi masa kini yang membolehkan gen-gen yang rusak diganti dengan gen-gen normal dimana kita menggunakan vektor untuk menyisipkan DNA yang diingini ke dalam sel dan disuntikkan ke dalam tubuh. Terapi gen dapat dilakukan secar ex vivo dan in vivo. Terapi ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1990 (Roberts, 2004). Selama ini pendekatan terapi gen yang berkembang adalah menambahkan gen-gen normal ke dalam sel yang mengalami ketidaknormalan. Pendekatan lain adalah melenyapkan gen abnormal dengan melakukan rekombinasi homolog. Pendekatan ketiga adalah mereparasi gen abnormal dengan cara mutasi balik selektif, sedemikian rupa sehingga akan mengembalikan fungsi gen tersebut. Selain pendekatan-pendekatan tersebut, ada pendekatan lain untuk terapi gen yaitu mengendalikan regulasi ekspresi gen abnormal tersebut (Holmes, 2003). Perkembangan terapi gen yang terkini untuk pengobatan penyakit lebih diarahkan pada gagasan mencegah diekspresikannya gen-gen yang jeiek atau abnormal (gene silencing). Untuk tujuan gene silencing atau membungkam ekspresi gen tersebut, maka penggunaan RNA (RNA therapeutic) lebih dimungkinkan dari pada penggunaan DNA (Adams, 2005). Telah dilaporkan dalam majalah Nature bulan Mei 2001 bahwa RNA dapat membungkam ekspresi gen dengan efektif (Elbashir, et al., 2001). Gagasan terapi gen dengan mereparasi mRNA, berarti menggunakan mekanisme regulasi sel itu sendiri, sehingga efek samping yang merugikan lebih dapat ditekan (Penman, 2002). Cara ini lebih baik dilakukan dari pada mengganti gen yang cacat.

Sampai saat ini vektor yang paling umum dipakai adalah virus. Pada keadaan pathogen, yang terjadi adalah virus mampu menyisipkan gennya ke dalam sel manusia (Moelyoprawiro, 2005). Oleh para pakar kemampuan ini digunakan untuk penyembuhan dengan jalan memanipulasi genom virus, yaitu menghilangkan gen virus penyebab penyakit dan menyisipkan gen penyembuh yang diinginkan ke dalam genom virus tersebut. Vektor yang telah berisi gen penyembuh virus tadi diinjeksikan ke dalam sel target pasien (misalnya sel liver atau sel paru-paru). Kemudian virus akan memindahkan materi genetik yang berisi gen penyembuh ke dalam sel target. Dengan demikian, protein hasil produksi gen penyembuh tadi akan berfungsi normal dan mengembalikan sel target dalam keadaan normal. Beberapa contoh terapi gen untuk mengobati penyakit adalah sebagai berikut :

1. Penghasilan Enzim ADA

Contoh terbaik adalah penghasilan enzim Adenosina Deaminase (ADA) pada bayi. Ashanthi De Silva ialah kanak-kanak pertama yang dirawat dengan terapi gen. Dia mengidap penyakit kedefisienan Adenosina Deaminase (ADA) yang disebabkan mutasi tubuhnya tidak mampu membina enzim ADA, enzim ini diperlukan untuk perkembangan sel T (mempertahankan sistem keimumnan), gen ADA terletak pada kromosom X. biasanya pengidap penyakit ini diberi suntikan enzim ADA atau pemindahan sumsum tulang, namun sistem ini memiliki  kelemahan, yaitu suntikan enzim ADA tidak dapat memulihkan sistem keimunan penderita sedang pemindahan sumsum tulang perlu pendonor yang cocok. Teknologi DNA rekombinan memberi nafas baru untuk mengobati penyakit ini.

2. Pengobatan Hemofili

Penderita hemofilia adalah manusia yang factor VIII dalam darahnya jumlahnya sedikit. Jika orang normal memiliki jumlah factor VIII dalam darahnya sebanyak 100 unit, maka penderita hemofili ringan hanya memiliki sekitar 30 unit saja (6-30 persen), sedangkan penderita hemofili  berat hanya memiliki factor VIII dalam darahnya kurang dari 5 unit atau 1 persen saja. Akibatnya penderita tidak memiliki kemampuan dalam pemkuan darah. Terapi gen merupakan salah satu cara penyembuhan penyakit hemofili dengan memperbaiki kerusakan genetis, yaitu melalui penggantian gen yang tidak rusak dan berfungsi normal. Penyembuhan melalui terapi gen ini tidak dapat secara permanen dan masih harus dilakukan secara berkala.
Menurut Moeslichan (2005), hingga saat ini terapi gen belum diterapkan pada penderita hemofili Indonesia. Ditambahkannya bahwa di luar negeri studi terapi gen terus dikembangkan. Bahkan percobaan kepada binatangpun telah dilakukan. Sebuah kasus terapi gen yang dilakukan pada seekor anjing yang mengidap hemofilia dapat sembuh dalam waktu 30 hari. Namun, serangan hemofilia kembali terjadi setelah itu. Pada manusia penderita hemofili, masa penyembuhan setelah terapi gen, memakan waktu dari satu hingga dua tahun.

Prinsip-prinsip terapi gen adalah gen yang akan dipindahkan itu harus diletakkan ke dalam sel yang akan berfungsi normal dan efektif. Untuk hemofilia gen harus diletakkan ke dalam sel yang akan menghantarkan protein faktor VIII atau faktor IX ke dalam peredaran darah. Saat ditransfer, gen tersebut harus berfungsi dalam sel dalam jangka waktu yang lama, demikian pula sel baru yang disebut transduced cell, harus pula bertahan lama. Program terapi gen terbagi dalam dua jenis. Pertama, pemindahan gen dilakukan di dalam tubuh pasien (in vivo transfer). Kedua, pemindahan gen dilakukan di luar tubuh pasien (ex vivo transfer). Terapi gen in vivo transfer bersandarkan pada kemampuan sel-sel untuk menyerap DNA. Peneliti berharap dapat memetakan gen yang berfungsi normal sehingga memungkinkan sel-sel menerimanya sesegera mungkin, misalnya melalui penyuntikan. Sedangkan ex vivo transfer, gen yang berfungsi normal disisipkan ke dalam sel di dalam laboratorium. Kemudian sel yang telah ditransferkan ke gen baru tadi di letakkan ke dalam tubuh pasien. Sel penderita dapat digunakan untuk pemindahan gen ini. Tentu kedua cara ini mempunyai kelebihan dan kekurangan. Kelebihan in vivo transfer adalah sangat sedikit membutuhkan manipulasi laboratorium dan dapat digunakan dalam skala besar. Sedangkan ex vivo lebih sarat dengan operasi pembedahan, seperti bagaimana mengangkat dan meletakkan kembali sel, karena meletakkan gen baru ke tubuh pasien tidaklah segampang menelan pil atau semudah menyuntikkannya ke dalam darah.

Risiko terapi gen adalah kemungkinan terjadinya viral vector yang akan beraksi layaknya virus dan akan menyebabkan infeksi. Namun demikian sejauh ini viral vector yang telah dilakukan investigasi tidak menyebabkan penyakit pada manusia. Penyembuhan penyakit hemofilia melalui terapi gen saat ini masih terus dilakukan. Percobaan terhadap anjing telah berhasil, demikian juga dengan manusia, percobaan terhadap dua penderita hemofilia pun telah dilakukan.

3. Pengobatan Thallasemia

Thallasemia merupakan suatu penyakit darah bawaan yang menyebabkan sel darah merah pecah (hemolisis), sel darah merah penderita mengandung sedikit hemoglobin dan sel darah putihnya meningkat jumlahnya (Supriyadi, dkk, 1992). Thallasemia merupakan penyakit keturunan yang paling banyak dijumpai di Indonesia dan Italia. 6 sampai 10% dari 100 orang Indonesia membawa gen penyakit ini. Jika dua orang yang sama-sama membawa gen ini menikah maka satu dari empat anak mereka akan menderita thallasemia berat.

Kelainan gen ini akan mengakibatkan kekurangan salah satu unsur pembentuk hemoglobin (Hb), sehingga produksi Hb berkurang. Terdapat tiga jenis thallasemia yaitu : mayor, intermediate dan karier. Pada thallasemia mayor, Hb sama sekali tidak diproduksi. Akibatnya penderita akan mengalami anemia berat. Dalam hal ini jika penderita tidak diobati, maka bentuk tulang wajahnya akan berubah dan wama kulitnya menjadi hitam. Selama hidupnya penderta akan tergantung pada transfusi darah. Hal ini dapat berakibat fatal, karena efek samping dari transfuse darah yang terus menerus akan mengakibatkan kelebihan zat besi.
Terapi gen merupakan harapan baru bagi penderita thallasemia di masa mendatang. Terapi dilakukan dengan menggantikan sel tunas yang rusak pada sumsum tulang penderita dengan sel tunas dari donor yang sehat. Hal ini sudah diujicobakan pada mencit.


Dari berbagai sumber.
By: Duwi ^_^