Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika adalah proses modifikasi DNA organisme secara terarah untuk menghasilkan sifat tertentu, seperti ketahanan terhadap penyakit, peningkatan hasil pertanian, atau produksi protein terapeutik. Ilmuwan dapat memasukkan, menghapus, atau mengganti gen tanpa bergantung pada pemuliaan alami yang lama. Beberapa teknik utamanya meliputi kloning gen, rekombinasi DNA, dan transfer gen.

Fusi Sel

Fusi sel adalah penggabungan dua sel berbeda menjadi sel tunggal yang memiliki sifat gabungan keduanya. Teknik ini digunakan dalam pembuatan antibodi monoklonal, pengembangan spesies baru, penelitian genetika, dan produksi produk terapeutik.

Pemanfaatan Hibridoma dalam Pembuatan Antibodi Monoklonal

Hibridoma adalah sel hasil fusi antara sel limfosit B penghasil antibodi dan sel mieloma yang dapat berkembang biak tanpa batas. Sel hibridoma mampu menghasilkan antibodi spesifik sekaligus berkembang biak tanpa batas dalam kultur sel. Antibodi monoklonal yang dihasilkan memiliki kemurnian dan spesifitas tinggi, sehingga berguna untuk diagnosis penyakit, terapi kanker, penyakit autoimun, serta penelitian biomedis.

Pemanfaatan Hibridoma dalam Pemetaan Kromosom

Hibridoma dapat menghasilkan sel yang mengandung kromosom tertentu dari spesies berbeda, sehingga ilmuwan dapat mempelajari interaksi genetik antarspesies dan melacak sifat genetik dalam kromosom. Pemetaan kromosom ini penting untuk diagnosis penyakit genetik dan pengembangan terapi gen.

Hibridoma Memungkinkan Terbentuknya Spesies Baru

Fusi sel memungkinkan terbentuknya organisme hibrida dengan menggabungkan genetik dua spesies berbeda. Dalam pertanian, teknik ini dipakai mengembangkan tanaman hibrida yang lebih tahan hama, cuaca ekstrem, atau penyakit; dalam peternakan, menghasilkan hewan dengan kualitas genetik unggul seperti sapi yang lebih tahan penyakit atau ayam yang menghasilkan lebih banyak telur.

Rekombinasi DNA

Rekombinasi DNA adalah proses menggabungkan potongan DNA dari dua atau lebih sumber berbeda untuk menghasilkan kombinasi genetik baru yang tidak ada secara alami. Prosesnya melibatkan pemisahan, pemotongan, dan penyambungan fragmen DNA.

Metode untuk Mendapatkan Gen

• Isolasi gen dari organisme, umumnya menggunakan Polymerase Chain Reaction (PCR) yang menggandakan segmen DNA tertentu dalam jumlah besar dengan bantuan primer yang sesuai.
• Sintesis gen secara kimia, yaitu merakit gen sintetik di laboratorium dari nukleotida sesuai urutan gen yang diinginkan; berguna untuk gen yang tidak ada di alam.

Enzim Pemotong dan Penyambung DNA

• Enzim restriksi memotong DNA pada urutan nukleotida tertentu sehingga menghasilkan potongan DNA yang dapat disisipkan ke vektor lain.
• Enzim ligase mengkatalisis penyambungan ikatan fosfodiester antara dua potongan DNA sehingga fragmen berbeda bergabung menjadi satu molekul utuh.

Sel Wadah

• Bakteri Escherichia coli: paling sering digunakan karena berkembang biak cepat dan mudah dimodifikasi secara genetik.
• Saccharomyces cerevisiae (ragi): sel eukariotik yang dipakai untuk ekspresi gen kompleks seperti hormon manusia atau enzim rumit.

Vektor Pembawa Gen Sisipan

• Plasmid: molekul DNA berbentuk cincin pada bakteri yang dapat membawa gen luar, sering dilengkapi gen marker resistansi antibiotik untuk menyeleksi sel yang berhasil.
• Virus: adenovirus atau retrovirus yang dimodifikasi agar membawa gen ke dalam sel tanpa menyebabkan penyakit, banyak dipakai dalam terapi gen.