MAKALAH
BIOTEKNOLOGI
REKAYASA GENETIKA TOMAT FLAVR SAVR
Disusun
Oleh:
RIZAL
PILTRANS SILABAN
11710001
Dosen
Pengasuh
(Ir. Benika
Naibaho, MSi)
PROGRAM
STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS
PERTANIAN
UNIVERSITAS
HKBP NOMMENSEN
MEDAN
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar belakang
Rekayasa
genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang bioteknologi.
Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman
transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui
penyisipan gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk
tujuan tertentu. Tanaman transgenik
merupakan suatu produk rekayasa genetika melalui transformasi gen dari makhluk
hidup lain ke dalam tanaman yang tujuannya untuk menghasilkan tanaman baru yang
memiliki sifat unggul yang lebih baik dari tanaman sebelumnya.
Salah satu
contoh aplikasi bioteknologi di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman
transgenik yang memiliki sifat, yaitu: Toleran
terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida), Tahan terhadap hama dan penyakit tertentu, Mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya: tomat yang matangnya lama, padi
yang memproduksi betakaroten dan Vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh
rendah, strawberry yang rasanya manis, kentang dan pisang yang berkhasiat obat), dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi
nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara
sendiri) dan dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin,
dan tanah bergaram tinggi).
Salah satu
contoh pengembangan tanaman transgenik adalah pada tanaman tomat. Tomat
merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura
pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Pada pertanian
konvensional, tomat harus dipanen ketika masih hijau tapi belum matang. Hal ini
disebabkan karena tomat cepat lunak setelah matang. Dengan demikian, tomat
memiliki umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan
kondisi seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya
pengemasan sangat mahal, misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin.
Oleh karena itu, saat ini telah dikembangan metode transgenik untuk menjadikan
tomat berdaya tahan lebih lama setelah dipetik.
2.1 Tujuan
Adapun tujuan dari makalah yang berjudul Rekayasa Genetika Tomat Flavr Savr ini adalah sebagai berikut:
§ Mengetahui peran bioteknologi dalam pertanian.
§ Mengetahui asal mula penemuan tomat Flavr Savr hasil transgenik.
§ Mengetahui metode penyisipan gen antibeku pada tomat Flavr Savr.
§ Mengetahui nilai gizi pada tomat transgenik.
1.3 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dapat disampaikan didalam makalah ini adalah
sebagai berikut:
§ Bagaimana peran bioteknologi dalam
pertanian?
§ Bagaimana asal mula penemuan tomat Flavr Savr hasil transgenik?
§ Bagaimana metode penyisipan gen antibeku pada tomat Flavr Savr?
§ Bagaimana nilai gizi pada tomat transgenik?
BAB II
PEMBAHASAN
Tomat merupakan
tanaman yang sensitif terhadap suhu, apabila tomat ditanam di dataran rendah,
maka produksinya akan rendah. Suhu merupakan faktor penting dalam pertumbuhan
tanaman ini, khususnya pada saat tumbuhnya buah. Apabila tomat ditanam pada
suhu yang panas/tinggi, maka buah yang dihasilkan akan sedikit.
Tomat merupakan
salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya,
tomat memiliki shelf-life yang pendek. Dengan demikian, tomat memiliki
umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan kondisi
seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya pengemasan
sangat mahal, misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin. Oleh karena
itu, saat ini telah dikembangan metode transgenik untuk menjadikan tomat berdaya
tahan lebih lama setelah dipetik.
Tomat Flavr
Savr mempunyai tingkat waktu kematangan yang lebih lama, sehingga mampu
bertahan lama ketika akan di ekspor ke daerah lain tanpa memakai box yang
mengandung pendingin.
Rekayasa
genetika merupakan teknik modifikasi yang dilakukan dengan cara memotong
helai-helai DNA dari satu organisme dan kemudian ditempelkan ke dalam organisme
lainnya. Teknik gunting tempel ini dilakukan dari satu organisme ke organisme
yang lainnya yang bahkan tak sekerabat. Contoh, untuk menadapatkan tomat yang
tahan terhadap hawa dingin dilakukan dengan cara menggunting gen antibeku pada
ikan Flounder, yaitu ikan yang mampu hidup dalam perairan sedingin es di
Antartika, lalu menempelkannya pada DNA tomat.
2.1 Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang
memanfaatkan makhluk hidup (bakteri, fungsi, virus, dan lain-lain) maupun
produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam produksi untuk menghasilkan
barang dan jasa. Bioteknologi tidak hanya didasari pada hanya didasari pada
biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain. Seperti
biokimia, computer, biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, kimia,
matematika dan lain sebagainya. Dengan kata lain bioteknologi merupakan ilmu
terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang
dan jasa.
2.2 Pengertian Rekayasa Genetika
Genetika adalah kata yang dipinjam dari bahasa Belanda: genetica,
adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani genno,
yang berarti "melahirkan". Genetika merupakan cabang biologi yang
mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus
dan prion). Maka, dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen
dan segala aspeknya.
Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga
populasi. Dan secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan tentang :
§ material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan
genetik),
§ bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi
genetik), dan
§ bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu
ke individu yang lain (pewarisan genetik).
Rekayasa atau biasa juga disebut dengan teknik adalah penerapan ilmu dan
teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Hal ini diselesaikan lewat
pengetahuan, ataupun pengalaman dari trial dan error. Dan rekayasa juga mengalami perkembangan layaknya lomba lari
estapet yang meneruskan teknologi generasi sebelumnya.
Maka, Rekayasa genetika dalam arti luas adalah teknologi dalam penerapan
genetika untuk membantu masalah dan kepentingan apapun dari manusia. Dengan
segala pengetahuan dan pengalaman dari trial dan error tersebut manusia
dapat mengembangkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia itu sendiri.
Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didefinisikan
sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi
langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga
taksonomi; yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami,dan
bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional.
Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau
melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen
baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan
organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari
bakteri bisa diselipkan di kromosom tanaman, sebaliknya gen tanaman dapat
diselipkan pada kromosom bakteri. Gen serangga dapat diselipkan pada tanaman
atau gen dari babi dapat diselipkan pada bakteri, atau bahkan gen dari manusia
dapat diselipkan pada kromosom bakteri.
2.3 Pengertian Tanaman
Transgenik
Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah dan gen yang berarti
pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup
kemakhluk hidup lainnya, baik dari satu tanaman ketanaman lainnya, atau dari
gen hewan ke tanaman. Transgenik secara definisi adalah theuse of gene manipulation
to permanently modify the cell or germ cells of organism (penggunaan manipulasi gen untuk mengadakan
perubahan yang tetappada sel makhluk hidup).
Tanaman transgenik pertama kalinya dibuat tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan
Stanley Cohen. Pada tahun 1988 telah ada sekitar 23 tanaman transgenik, pada
tahun 1989 terdapat 30 tanaman, pada tahun 1990 lebih dari 40 tanaman. Secara
sederhana tanaman transgenik dibuat dengan cara mengambil gen-gen tertentu yang
baik pada makhluk hidup lain untuk disisipkan pada tanaman, penyisipan gen ini
melalui suatu vector (perantara) yang biasanya menggunakan bakteri Agrobacterium tumefeciens untuk tanaman dikotil atau partikel gen untuk
tanaman monokotil, lalu diinokulasikan pada tanaman target untuk menghasilkan
tanaman yang dikehendaki. Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik ini
diantaranya adalah
§
menghambat pelunakan buah (pada tomat),
§
tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus.
§
meningkatkan nilai gizi tanaman, dan meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada
lahan yang ektrem sepertil ahan kering, lahan keasaman tinggi dan
lahan dengan kadar garam yang tinggi.
Melihat potensi manfaat yang disumbangkan, pendekatan bioteknologi
dipandang mampu menyelesaikan problematika pangan dunia terutama
di negara-negara yang sedang berkembang seperti yang sudah dilakukan di
negara-negara maju.
Keunggulan Tanaman Rekayasa Genetika (Genetically Modified Organism). WHO telah
meramalkan bahwa populasi dunia akan berlipat dua pada tahun 2020 sehingga
diperkirakan jumlah penduduk akan lebih dari 10 milyar. Karena kondisi
tersebut, produksi pangan juga harus ditingkatkan demi menjaga kesinambungan manusia dengan bahan pangan yang
tersedia. Namun yang menjadi kendala, jumlah sisa lahan pertanian di
dunia yang belum termanfaatkan karena jumlah
yang sangat kecil dan terbatas. Dalam menghadapi masalah tersebut,
teknologi rDNA atau Genetically Modified Organism (GMO) akan memiliki peranan yang sangat
penting. Teknologi rDNA dapat menjadi strategi dalam peningkatan produksi
pangan dengan keunggulan-keunggulan sebagai berikut :
§ Mereduksi kehilangan dan kerusakan pasca panen
§ Mengurangi resiko gagal panen
§ Meningkatkan rendemen dan produktivitas
§ Menghemat pemanfaatan lahan pertanian
§ Mereduksi kebutuhan jumlah pestisida dan pupuk kimia
§ Meningkatkan nilai gizi
§ Tahan terhadap penyakit dan
hama spesifik, termasuk yang disebabkan oleh virus.
Dampak Positif Transgenik
§ Rekayasa transgenik dapat menghasilkan produk
lebih banyak dari sumber yang lebih sedikit.
§ Rekayasa tanaman dapat hidup dalam kondisi
lingkungan ekstrem sehinggaakan memperluas daerah pertanian dan mengurangi
bahaya kelaparan.
§ Makanan dapat direkayasa supaya lebih lezat dan
menyehatkan.
Dampak Negatif Transgenik
Adapun dampak negatif dari rekayasa transgenik meliputi beberapa aspek
yaitu:
A. Aspek sosial meliputi:
1) Aspek ekonomi
Berbagai komoditas pertanian hasil rekayasa genetika
telah memberikan ancamanpersaingan serius terhadap komoditas serupa yang
dihasilkan secara konvensional.Penggunaan tebu transgenik mampu
menghasilkan gula dengan derajat kemanisan jauh lebih tinggi daripada gula
dari tebu atau bit biasa
B. Aspek kesehatan
1) Potensi toksisitas bahan pangan
Dengan terjadinya transfer genetik di dalam tubuh organisme transgenik akan
muncul bahan kimia baru yang berpotensi menimbulkan pengaruh toksisitas
pada bahan pangan. Sebagai contoh, transfer gen tertentu dari ikan ke
dalam tomat,yang tidak pernah berlangsung secara alami, berpotensi
menimbulkan risiko toksisitas yang
membahayakan kesehatan.
2) Potensi menimbulkan penyakit/gangguan kesehatan
WHO pada tahun 1996 menyatakan bahwa munculnya
berbagai jenis bahan kimia baru, baik yang terdapat di dalam organisme
transgenik maupun produknya,berpotensi menimbulkan penyakit baru atau
pun menjadi faktor pemicu bagi penyakit lain. Sebagai contoh, gen aad yang
terdapat di dalam kapas transgenik dapat berpindah ke
bakteri penyebab kencing nanah (GO), Neisseria gonorrhoeae.
C. Aspek lingkungan
1) Potensi erosi plasma nutfah
Penggunaan tembakau transgenik
telah memupus kebanggaan Indonesia akan tembakau Deli yang telah ditanam sejak tahun 1864.
Tidak hanya plasma nutfah tanaman, plasma nutfah hewan pun mengalami
ancaman erosi serupa. Sebagai contoh, dikembangkannya tanaman transgenik yang
mempunyai gen dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt,
ternyata dapat menyebabkan kematian larva spesies kupu-kupu raja (Danaus
plexippus) sehingga dikhawatirkan akan menimbulkan gangguan keseimbangan
ekosistem akibat musnahnya plasma nutfah kupu-kuputersebut.
2) Potensi pergeseran gen
Daun tanaman tomat transgenik yang resisten
terhadap serangga Lepidoptera setelah 10 tahun ternyata mempunyai
akar yang dapat mematikan mikroorganisme dan organisme tanah, misalnya
cacing tanah.
3) Potensi pergeseran ekologi
Organisme transgenik dapat pula mengalami pergeseran
ekologi. Organisme yang pada mulanya tidak tahan terhadap suhu tinggi,
asam atau garam, serta tidak dapat memecah selulosa atau lignin, setelah
direkayasa berubah menjadi tahan terhadap faktor-faktor lingkungan tersebut.
2.4
Asal Mula Penemuan Tomat Flavr Savr Hasil Transgenik
Pada tahun
1980, para ilmuwan di Calgene melakukan penelitian terhadap tomat Flavr Savr,
dimana tomat tidak menjadi lunak saat matang, karena itu dibiarkan menggantung
hingga matang alami. Untuk membuat tomat transgenik, sebuah gen dari E. Coli
(bakteri yang terbentuk secara alami dalam usus mamalia) disebut kan(r) dan
gen dari tomat Flavr Savr dimasukkan ke dalam plasmid (cincin melingkar DNA)
dan plasmid ini dimasukkan ke dalam gugus sel tomat yang ditumbuhkan pada media
yang mengandung antibiotik, tujuan dari bakteri tersebut adalah untuk
mengidentifikasi sel yang berubah secara genetik. Gen Flavr Savr dikode untuk
untai RNA yang merupakan kebalikan dari suatu rantai RNA yang secara alami
terjadi pada tanaman.
Produk akhir
tomat Flavr Savr diperbolehkan untuk matang alami pada pokok pohonnya.
Pengenalan tomat Flavr Savr ke pasar pada pertengahan tahun 1990-an mengundang
banyak kontroversi dan resistensi konsumen. Setelah dilakukan penelitian oleh
Calgene dan pembicaraan dengan FDA, FDA menemukan tomat ini amat dan menyetujui
tomat ini pada 17 Mei 1994.
2.5 Metode
Penyisipan Gen Antibeku pada Tomat Flavr Savr
Tanaman
transgenik dibuat dengan menggunakan teknik biologi molekuler yang memungkinkan
peneliti untuk mengindentifikasi gen-gen tertentu, membuat duplikatnya,
kemudian menyisipkan duplikat gen tersebut ke tanaman penerima dengan
menggunakan alat (yang paling umum dipakai adalah bakteri Escherichia Coli). Tomat Flavr Savr merupakan
tomat hasil rekayasa genetika yang memiliki shelf-life lama, dapat
diciptakan dengan menyisipkan gen antibeku dari ikan air dingin ke dalam gen
tomat. Gen antibeku ini diperoleh dari ikan Flounder, yaitu jenis ikan di
Antartika yang dapat bertahan hidup dalam kondisi yang sangat dingin. Berikut
ini merupakan langkah-langkah transfer gen dalam pembuatan tomat Flavr Savr:
v Ikan Flounder
mempunyai gen antibeku yang disebut dengan gen antisenescens yang
dapatmenghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat). Gen
ini dipindahkan dari kromosom di dalam sel ikan Flounder.
v DNA antibeku ini
kemudian disisipkan pada DNA bakteri Escherichia coli yang disebut plasmid. DNA
hibrid ini, yang merupakan kombinasi dari dua DNA berbeda disebut sebagai DNA
rekombinan.
v DNA
rekombinan yang mengandung gen antibeku ini kemudian ditanam kembali pada
bakteri Escherichia coli.
v Bakteri tersebut
memproduksi kopian dari DNA rekombinan dalam jumlah yang sangat banyak.
v Tahap selanjutnya
diawali dengan isolasi DNA sel tomat terlebih dahulu yang dilakukan dengan cara
menghaluskan batang tomat dalam nitrogen cair untuk melepaskan isi sel.
Isi sel tersebut kemudian ditempatkan dalam tabung reaksi, lalu disentrifugasi.
Selama sentrifugasi, isi sel terpisah ke dalam dua lapisan dimana salah satunya
adalah lapisan DNA. Lapisan ini kemudian dipisahkan dari tabung, kemudian
ditambahkan enzim restriksi, yaitu ECO R1 yang berfungsi memotong di lokasi DNA yang spesifik
v Sel tanaman tomat
diinfeksi dengan bakteri tersebut. Setelah itu ditambahkan enzim ligase ke
dalam DNA tomat dan plasmid untuk menyambungkan DNA, sehingga dapat lengket.
Hasilnya, gen antibeku pada plasmid yang terdapat pada bakteri bergabung dengan
DNA sel tanaman tomat.
v Sel tanaman tomat
kemudian ditempatkan pada media tumbuh yang berupa cawan petri yang
mengandung media nutrien selektif.
v Bibit tomat mulai
ditanam.
v Tanaman tomat hasil
rekayasa genetika mengandung satu kopian gen antibeku dari ikan Flounder pada
setiap selnya.
2.6 Tomat
Transgenik Memiliki Nilai Gizi Sebanding dengan Tomat Normal
Mengubah
genom dari tanaman tertentu secara teoritis bisa mengubah kadar variasi
nutrisi tanaman dimana akan dikonsumsi oleh manusia. Tetapi, dalam kasus tomat
Flavr Savr ini, tidak ditemukan perubahan yang signifikan terhadap kualitas
nutrisi. Berikut akan ditunjukkan perbandingan kadar vitamin (vitamin A dan C),
mineral (kalsium, magnesium, fosfor, dan natrium) dan protein antara tomat
Flavr Savr dengan tomat normal.
Walaupun
manfaat utama dari tomat Flavr Savr dititik beratkan pada peningkatan rasa
untuk konsumen, kemungkinan rekayasa genetik tanaman hampir tak terbatas.
Tanaman dapat dibuat agar tahan lama, tahan serangan serangga atau jamur, atau
tahan terhadap kondisi cuaca yang kurang ideal (seperti dalam kasus stroberi
antibeku) atau bahkan membuat bahan kimia yang dapat di ekstraksi dari jaringan
tanaman dan digunakan sebagai obat-obatan. Selain itu, kebutuhan untuk membuka
lahan pertanian baru dan penggunaan pestisida dapat dikurangi jika penggunaan
tanaman rekayasa genetika menjadi lebih luas. Keberhasilan penelitian tomat Flavr
Savr oleh Calgene dibawah pengawasan ketat dari FDA menunjukkan bahwa tanaman
rekayasa genetika memiliki potensi yang aman untuk dikonsumsi manusia dan
lingkungan. Tanaman transgenik telah diuji keamanannya dan diatur oleh
FDA, yang membuktikan bahwa rekayasa genetik dari tanaman, dalam hal ini tomat
Flavr Savr terbukti aman untuk dikembangkan.
BAB III
KESIMPULAN DAN SARAN
3.1 Kesimpulan
Rekayasa
genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang bioteknologi.
Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman
transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui
penyisipan gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk
tujuan tertentu. Salah satu contoh pengembangan tanaman transgenik adalah pada
tanaman tomat. Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti
produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek.
Untuk mendapatkan tomat yang tahan terhadap hawa dingin dilakukan dengan cara
menggunting gen anti beku pada ikan Flounder, yaitu ikan yang mampu
hidup dalam perairan sedingin es di Antartika, lalu menempelkannya pada DNA
tomat. Penelitian tomat Flavr Savr oleh Calgene dibawah pengawasan ketat dari
FDA menunjukkan bahwa tanaman rekayasa genetika memiliki potensi yang aman
untuk dikonsumsi manusia dan lingkungan.
3.2 Saran
Selain
menguntungkan, tanaman transgenik (hasil rekayasa genetika) dapat juga
menimbulkan penyakit yang sulit diidentifikasi. Jadi sebaiknya kita lebih bijak
dalam mengkonsumsi bahan makanan transgenik. Karena walau bagaimanapun tanaman
organik akan jauh lebih aman untuk dikonsumsi.
DAFTAR PUSTAKA
http://lordbroken.wordpress.com/2010/07/23/penggunaan-rekayasa-genetika pada-tanaman-genetically-modified-organism-dikaji-dari-sisi-positif/ [ akses 16 Januari 2015]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar