by

REKAYASA GENETIK TUMBUHAN

PENGERTIAN: 

ADALAH USAHA INTRODUKSI GEN ASING KE GENOM SUATU TANAMAN, SEHINGGA GEN TERSEBUT TERINTEGRASI DAN DAPAT MEMBERIKAN EKSPRESI

PRODUK: 

TANAMAN TRANSGENIK

GENETIC MODIFIED ORGANISM (GMO)

LATAR BELAKANG: UNTUK MENINGKATKAN KEMBALI PRODUKSI PANGAN (HASIL REVOLUSI HIJAU) YANG SUDAH MENCAPAI LEVEL-OFF

PERTUMBUHAN PENDUDUKDUNIA

LEVEL-OFF PRODUKSI PANGAN YANG DAPAT DICAPAI REVOLUSI HIJAU

GRAFIK: PERTUMBUHAN PENDUDUK VS PERTUMBUHAN PRODUKSI PANGAN

LEVEL-OFF ADALAH PUNCAK YANG DAPAT DICAPAI OLEH SUATU INOVASI

REVOLUSI HIJAU BASIS PENGEMBANGANNYA ADALAH HASIL PEMULIAAN TANAMAN SECARA KONVENSIONAL (PERSILANGAN ATAU HIBRIDISASI)

KETERBATASAN TEKNIK KONVENSIONAL:MASALAH STERILITASWIDE HYBREED (MUNGKIN) DAPAT MENGHASILKAN

KETURUNAN TAPI BIASANYA STERILMAKIN JAUH GENETIC DISTANCE MAKIN BESAR

INKOMPATIBILITAS SEKSUALNYA

GENE POOL DENGAN TEKNIK KONVENSIONAL TERBATAS PADA GEN YANG DIMILIKI

PARENTALJIKA GEN (KARAKTER) YANG DIINGINKAN ADA DI

LUAR SISTEM ATAU PADA TANAMAN LAIN (YANG TIDAK DAPAT DISILANGKAN) ?????

HARUS ADA TEKNOLOGI YANG MAMPU MENGATASI MASALAH YANG TIDAK DAPAT DIPECAHKAN OLEH

TEKNIK PERSILANGAN KONVENSIONAL

PADA DASARNYA TANAMAN TRANSGENIK DIKEMBANGKAN DARI TANAMAN UNGGUL YANG

DIPEROLEH DARI USAHA PERSILANGAN KONVENSIONAL ATAU TANAMAN UNGGUL YANG

DIKEMBANGKAN OLEH MASYARAKAT TRADISIONAL

REKAYASA GENETIK (BIOTEKNOLOGI) HANYA BERUSAHA MENINGKATKAN KUANTITAS ATAU KUALITAS TERTENTU SAJA (SIFAT TERBATAS), MISALNYA:

* KETAHANAN TERHADAP HAMA DAN PENYAKIT – Bt, CP* KETAHANAN TERHADAP HERBISIDA – ROUNDUP* MENINGKATKAN BAHAN PADATAN - PEKTIN* MENINGKATKAN KANDUNGAN VITAMIN – A dan C* MODIFIKASI RASA – SWEET MONELLIN* MODIFIKASI PRODUK PANEN - CYCLODEXTRIN* MEMPERLAMBAT KEMATANGAN BUAH – FLVR-SAVR* DLL

TAHAPAN (PRA-SYARAT)REKAYASA GENETIK

1. GEN YANG AKAN DIPAKAI DNA YANG MENGKODE KARAKTER YANG DIINGINKAN HARUS DIISOLASI. GEN YANG DIGUNAKAN SEBAGAI MATERI REKAYASA TIDAK DIBATASI BERASAL DARI SPESIES ATAU GENUS TANAMAN YANG SEJENIS SAJA, DAPAT BERASAL DARI MANA SAJA

mRNA

POTENSIAL SEKUENS KODON

KUNCI ISOLASI DAPAT BERDASARKAN:

PRODUK METABOLISME

RANGKAIAN REAKSI BIOKIMIA

ENZIM KUNCI

SEKUENS ASAM AMINO

POTENSIAL SEKUENS KODON

2. METODE INTRODUKSI GEN DAN REGENERASI TANAMAN TRANSGENIK

INTRODUKSI GEN DAPAT MENGGUNAKAN:

a. WAHANA BIOLOGI - Agrobacterium tumafaciens

GEN YANG AKAN DIINTRODUKSI, DIKONSTRUKSI KE DALAMPLASMID.

SELANJUTNYA PLASMID DAPAT DISERAP BAKTERI DAN DI- INFEKSIKAN KE SEL TANAMAN

b. WAHANA NON-BIOLOGI – PARTICLE GUN / PARTICLE BOMBARTMEN

GEN YANG AKAN DIINTRODUKSIKAN DITEMPELKAN PADA PARTIKEL METAL MIKROSKOPIK. SELANJUTNYA

DITEMBAKKAN KE SEL TANAMAN

Partikel metal mikroskopis Yang telah ditempeli copy RNA

Molekul RNA

INTRODUKSI LEBIH EFEKTIF PADA SELINTRODUKSI PADA JARINGAN AKAN

MEMUNCULKANFENOMENA CHIMERIC

MASALAHNYA BAGAIMANA MEREGENERASI SEL

MENJADI TANAMAN ?????

PENGUASAAN PROSEDUR BAKU REGENERASITANAMAN DARI SEL EMBRIONIK (KULTUR

JARINGAN) MERUPAKAN PRASYARAT PENTINGDALAM REKAYASA GENETIK TANAMAN

POLLEN MEDIATED

DNA INTRODUKSI POLEN PENYERBUKAN

TEKNIK INI DIGUNAKAN UNTUK TANAMAN YANG SULIT DIKEMBANGKAN MELALUI

ORGANOGENESIS DAN EMBRIOGENESIS

TEKNIK LAIN YANG DIGUNAKAN ADALAH

INTEGRASI GEN KE DALAM GENOM TANAMAN BERSIFAT RANDOM.

PENGINTEGRASIAN GEN KE GENOM TANAMAN PENTING AGAR GEN TERSEBUT DAPAT BEREPLIKASI

PADA WAKTU PEMBELAHAN DAN DAPAT DIWARISKAN (HERITABLE)

3. PENGINTEGRASIAN DAN EKSPRESI GEN DI DALAM TANAMAN

EKSPRESI (PENAMPAKAN) FENOTIPIK GEN YANG DIINTRODUKSI SANGAT TERGANTUNG

PADA DAPAT TIDAKNYA GEN TERSEBUT DITRANSKRIPSI, ATAU TERGANTUNG PADA

TINGGI RENDAHNYA EKSPRESI

FAKTOR-FAKTOR YANG DAPAT MEMBANTU

MEMUNCULKAN EKSPRESI GEN YANG

DIINTODUKSI KE TANAMAN

TRANSGENIK:

MAR TIDAK MENJAMIN GEN INTRODUKSI DAPAT TERINTEGRASI KE DALAM GENOM, HANYA

MENJAMIN GEN INTEGRASI DAPAT TEREKSPRESI

1. MATRIX ATTACHMENT REGION (MAR)

MAR ADALAH SEKUENS MATERI GENETIK YANG SECARA ARTIFISIAL MAMPU MEMBUAT STRUKTUR YANG BERBENTUK HETEROCHROMATIC MENJADI MENYERUPAI UCHROMATIC SEHINGGA GEN MUDAH UNTUK DITRANSKRIPSI

2. PROMOTOR

PROMOTOR ADALAH SEKUENS MATERI GENETIK YANG MEMILIKI AFINITAS DNA DEPENDENT RNA POLYMERASE (DDRP) YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN PRODUKSI mRNA

PROMOTOR HANYA MENGATUR PRODUKSI TRANSKRIPSI mRNA TAPI TIDAK MENJAMIN GEN INTEGRASI DAPAT DI TRANSKRIPSI

ADA DUA JENIS PROMOTOR:

1. PROMOTOR SPESIFIK: ADALAH PROMOTOR YANG HANYA TEREKSPRESI PADA LOKASI TERTENTU SAJA

2. PROMOTOR KONSTITUTIF: ADALAH PROMOTOR YANG DAPAT TEREKSPRESI PADA SELURUH BAGIAN TANAMAN

PROMOTOR HANYA BERTANGGUNG JAWAB PADA AMPLIFIKASI PADA TINGKAT TRANSKRIPSI

AMPLIFIKASI PADA TINGKAT TRANSLASI DIKENDALIKAN OLEH ENHANSER ELEMEN

3. ENHANSER ATAU ELEMENADALAH SEKUENS MATERI GENETIK YANG MEMILIKI AFINITAS TINGGI TERHADAP RIBOSOM BINDING.

DENGAN ENHANSER PRODUK TRANSLASI (PROTEIN) AKAN MENINGKAT SECARA SIGNIFIKAN

SELAIN HAL DIATAS PADA KONSTRUKSI GENETIK YANG AKAN DIINTRODUKSI JUGA DAPAT DILENGKAPI

DENGAN SEKUENS YANG MENGKODE MOVEMENTPROTEIN (PROTEIN PENGARAH). ROTEIN INI DAPAT MENGARAHKAN PRODUKTRANSLASI KE LOKASI TERTENTU, SEHINGGAEKSPRESI MUNCUL PADA SPATSIAL SPESIFIK.

YANG PENTING, PADA SEKUENS GENETIKINTRODUKSI HARUS DILENGKAPI DENGAN

START DAN STOP CODON YANG BERTANGGUNG JAWABTERHADAP BENTUK PRODUK TRANSLASI