teknik dna rekombinan pada pisang abaka
TRANSCRIPT
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 1/21
BAB I
PENDAHULUAN
Perkembangan dan kemajuan yang dicapai dalam bidang biologi molekuler telah melahirkan
dan berkembangnya teknologi rekombinan DNA atau yang dikenal dengan sebutan rekayasa
genetik !ekayasa genetik atau rekombinan DNA adalah suatu kumpulan teknik " teknik
eksperimental yang memungkinkan peneliti untuk mengisolasi# mengidenti$iksi dan
melipatgandakan suatu $ragmen dari material genetik %DNA& dalam bentuk murninya
'anipulasi ( manipulasi tersebut dilakukan secara in )itro dengan menggunakan material (
material biologi %*hairul# +,,-&
!ekayasa genetika tanaman merupakan suatu teknik untuk memperbaiki si$at" si$at
tanaman dengan menambahkan si$at"si$at ketahanan antara lain ketahanan
terhadap serangga hama .i$at"si$at ketahanan tersebut berasal dari gen"gen %materi genetik&
yang diambil dari sumber yang berkualitas dan sangat beragam .umber materi genetik
tersebut dapat berasal dari mikroba# he/an dan dari jaringan tanaman yang telah diketahui
memiliki gen ketahanan tertentu *eunggulan rekayasa genetika adalah kemampuannya
untuk dapat memindahkan materi genetik tersebut dengan ketepatan yang tinggi dan
terkontrol serta dapat dilakukan dalam /aktu yang lebih singkat dimana hal ini tidak dapat
dilakukan dengan cara pemuliaan tanaman
!ekayasa genetik# dalam bidang pertanian# memiliki banyak man$aat diantaranya
akan dapat memperbaiki karakter penting seperti si$at ketahanan tanaman terhadap serangga
0eknologi trans$ormasi juga akan memberikan /ahana bagi pemulia tanaman untuk
memperoleh gen atau kelompok gen baru yang lebih luas .uatu gen yang tidak terdapat padasuatu spesies tanaman tertentu dimungkinkan untuk dapat diperoleh dari organisme lain
seperti bakteri# )irus# binatang# dan tanaman lain %.antoso# dkk# +,,1&
Perbaikan si$at karakter tanaman dapat dilakukan melalui modi$ikasi genetik baik
dengan pemuliaan tanaman secara kon)ensional maupun dengan bioteknologi khususnya
teknologi rekayasa genetik *adang"kadang dalam perakitan )arietas tanaman tahan serangga
hama# pemulia kon)ensional menghadapi suatu kendala yang sulit dipecahkan# yaitu
langkanya atau tidak adanya sumber gen ketahanan di dalam koleksi plasma nut$ah 2ontoh
-
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 2/21
sumber gen ketahanan yang langka adalah gen ketahanan terhadap serangga hama# misalnya
penggerek batang padi# penggerek polong kedelai# hama boleng ubi jalar# penggerek buah
kapas %cotton bol/orm&# dan penggerek jagung %3ulandari# +,,1&
Untuk menghasilkan tanaman transgenik melibatkan beberapa tahap dalam teknik
biologi molekuler atau seluler# salah satunya adalah karakterisasi atau identi$ikasi gen yang
telah diintroduksi ke dalam jaringan tanaman *eberhasilan teknik trans$ormasi ditandai
dengan keberhasilan menyisipkan rangkaian gen yang diintroduksi ke dalam genom tanaman#
dapat diekspresikan dan tetap terpelihara dalam seluruh proses pembelahan sel berikutnya
'aka diperlukan upaya untuk mengkon$irmasi integritas gen yang diintroduksi dan
menentukan jumlah kopinya di dalam genom tanaman# serta menentukan apakah gen tersebut
dapat ber$ungsi dengan benar atau salah Identi$ikasi dari jaringan tanaman yang
tertrans$ormasi dapat dilakukan dengan sejumlah teknik di antaranya adalah penggunaan
teknik P2! dan analisis .outhern Blot %.antoso# dkk# +,,1&
Beberapa tanaman transgenik hasil rekayasa genetika diantaranya adalah4
- !ound Up !eady ! .oybean yaitu kedelai yang toleran terhadap senya/a akti$ gli$os$at
yang terdapat pada herbisida
+ 0omat yang dirancang agar proses pematangannya terhambat sehingga lebih tahan lama
5 *apas dan jagung Bt# yaitu kapas dan jagung yang dirancang mengandung protein
insektisida yang berasal dari bakteri Bacillus thuringiensis %Bt&
1 Beras yang mengandung )itamin A %golden rice&
6 0anaman pisang penghasil protein asing %baik untuk nutrien maupun obat&
+
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 3/21
BAB II
PE'BAHA.AN
2.1 Rekayasa Genetika
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 7en yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari
organisme apa saja 'isalnya# gen dari sel pankreas manusia yang kemudian diklon dan
dimasukkan ke dalam sel E 2oli yang bertujuan untuk mendapatkan insulin %.uryo# +,,8&
2.2 Penelitian tentang Rekayasa Genetika pada Tanaman Pisang
2.2.1 RK Pisang Abaka dengan Serat Berwarna
Industri tekstil di Indonesia merupakan industri yang berkembang cukup pesat Namun
perkembangan yang terjadi memba/a dampak negati$ bagi kehidupan masyarakat# yaitu
meningkatkan risiko kerusakan lingkungan jika limbah yang dihasilkan tidak diolah dengan
baik .alah satu masalah yang paling mengganggu dari limbah industri tekstil adalah 9at
/arna yang dikandungnya Untuk mengatasi masalah tersebut# terdapat suatu altemati$ baru
yang dapat dikembangkan# yakni melalui aplikasi salah satu bidang bioteknologi dalam upaya
pe/arnaan serat# yaitu !ekayasa 7enetika Adapun serat yang menjadi subjek dalam karya
tulis ini adalah serat pisang Abaka % Musa textilis&# karena serat pisang Abaka ini merupakan
serat yang sering digunakan sebagai bahan baku tekstil berupa pakaian 'elalui langkah ini#
selanjutnya akan dihasilkan serat pisang Abaka yang memiliki /arna sesuai kebutuhan#
sehingga limbah /arna dalam industri tekstil dapat dikurangi
Dari pembahasan yang telah dipaparkan# didapatkan bah/a proses rekayasa genetika
untuk membuat pisang Abaka % Musa textilis& dengan serat ber/arna dapat dibagi menjadi tiga
tahap yaitu# pengklonan gen pemba/a /arna# persiapan tanaman yang dilakukan dengan
kultur jaringan %kultur in )itro&# dan trans$ormasi DNA ke sel dalam jaringan pisang Abaka
Adapun keunggulan serat yang dihasilkan pisang Abaka melalui teknologi rekayasa genetika
yaitu serat yang dihasilkan ber/arna alami sehingga ramah lingkungan dan lebih tahan lama
dengan keragaman si$at yang kompleks
5
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 4/21
0anaman Abaka termasuk dalam pisang %'usacease& yang dikategorikan sebagai
pisang jantan# karena pisang ini# tidak menghasilkan buah Produksi utama dari budidaya
tanaman pisang ini adalah berupa serat %$ibre& yang terkenal dalam perdagangan internasional
sebagai serat berkualitas tinggi# sebab serat pisang Abaka ini tahan terhadap air garam
sehingga banyak digunakan sebagai pembungkus kabel ba/ah laut atau tali temali pada
kapal Namun belakangan ini serat pisang Abaka juga banyak digunakan untuk bahan baku
kerajinan rakyat seperti bahan pakaian# anyaman topi# tas# peralatan makan# kertas rokok# dan
sachet teh celup %3ibo/o# -::8& .elain itu sebagai bahan baku pulp kertas bermutu tinggi
%kekuatan dan daya simpan tinggi& seperti kertas uang# cek# kertas $ilter# dan kertas
pembungkus %0riyanto# 'uliah# dan Edi# -:8+&
'elihat $akta"$akta di atas# serat pisang Abaka memiliki potensi yang cukup besar
sebagai bahan baku industri tekstil .erat yang dihasilkan pisang tersebut merupakan salah
satu serat yang menjadi bahan baku utama dan memiliki prospek yang bagus dalam
perkembangan industri tekstil Namun# permasalahan pelik mengenai limbah cair 9at /arna
yang ditimbulkan dalam proses produksi pakaian# menjadikan suatu $enomena yang harus
segera diatasi *emajuan ilmu pengetahuan dan teknologi modern ini dapat diintegrasikan
dalam upaya mengatasi masalah tersebut !ekayasa genetika merupakan langkah yang tepat#
yang dapat dilakukan
!ekayasa genetika %Genetic Engineering & dalam arti paling luas adalah penerapan
genetika untuk kepentingan manusia !ekayasa genetika merupakan kegiatan pemuliaan
he/an atau tanaman melalui seleksi dalam populasi# demikian pula penerapan mutasi buatan
tanpa target %!usso dan 2o)e# -::6& 3alaupun demikian# masyarakat ilmiah sekarang lebih
bersepakat dengan batasan pengertian !ekayasa 7enetika yang lebih sempit# yaitu penerapan
teknik"teknik biologi molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau
mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada keman$aatan tertentu %!usso dan
2o)e# -::6& 0eknologi !ekayasa 7enetika merupakan inti dari bioteknologi yang dapat
dide$inisikan sebagai teknik in )itro asam nukleat# termasuk teknologi manipulasi molekul
DNA atau teknologi DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel
%.uryo# +,,8&
Berdasarkan kajian tersebut# rekayasa genetika dapat menjadi solusi dalam
permasalahan limbah cair industri tekstil 0eknologi rekayasa genetika ini dapat digunakan
1
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 5/21
dalam upaya pe/arnaan serat pisang Abaka 'elalui langkah ini# selanjutnya akan dihasilkan
serat pisang Abaka yang memiliki /arna sesuai kebutuhan# sehingga limbah /arna dalam
industri tekstil dapat dikurangi !ekayasa genetika untuk membuat pisang Abaka dengan
serat ber/arna dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu# pengklonan gen pemba/a /arna#
persiapan tanaman yang dilakukan dengan kultur jaringan %kultur in )itro&# dan trans$ormasi
DNA ke sel dalam jaringan pisang Abaka
Gambar 1. Skema Pembuatan Serat Abaka ( Musa textilis) Berwarna
0ahap"tahap dalam pembuatan serat Abaka ber/arna melalui rekayasa genetika diuraikan
lebih lanjut sebagai berikut
A Pengklonan 7en
*lon gen merupakan teknik penggandaan gen yang menghasilkan keturunan dengan si$at
sama baik dari segi hereditas maupun penampakannya Dalam melakukan pengklonan suatu
gen diperlukan )ektor yang ber$ungsi sebagai /ahana atau kendaraan yang akan memba/a
suatu $ragmen DNA masuk ke dalam sel inang dan memungkinkan terjadinya replikasi dan
ekspresi $ragmen DNA asing tersebut %Pardal# +,,+& .alah satu )ektor yang sering
digunakan yaitu plasmid Plasmid adalah molekul DNA sirkular berukuran kecil yang
terpisah dari kromosom dan dapat bereplikasi sendiri %2ampbell# dkk# +,,+& Ukuran
plasmid berkisar antara - kb hingga lebih dari +6, kb Agar dapat digunakan sebagai )ektor
kloning# plasmid harus memenuhi syarat"syarat antara lain mempunyai ukuran relati$ kecil
bila dibandingkan dengan pori dinding sel inang sehingga dapat dengan mudah melintasinya#
mempunyai sekurang"kurangnya dua gen marker yang dapat menandai masuk tidaknya
plasmid ke dalam sel inang# mempunyai tempat pengenalan restriksi sekurang"kurangnya di
dalam salah satu marker yang dapat digunakan sebagai tempat penyisipan $ragmen DNA# dan
6
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 6/21
mempunyai titik a/al replikasi %ori& sehingga dapat melakukan replikasi di dalam sel inang
%!ahma/ati# +,,;&
.ecara umum# proses penggunaan plasmid bakteri untuk mengklon gen meliputi tahap
isolasi DNA# penyelipan DNA ke dalam )ektor# pemasukan )ektor pengklon ke dalam sel#
pengklonan sel beserta gen asing# dan identi$ikasi klon sel %2ampbell# dkk# +,,+& Isolasi
DNA bertujuan untuk mendapatkan DNA murni# pemasukan )ektor pengklon ke dalam sel
bertujuan untuk membuat DNA rekombinan# pengklonan sel beserta sel asing bertujuan untuk
mendapatkan sel dengan si$at yang sama# dan identi$ikasi klon sel bertujuan mengetahui sel"
sel yang memba/a gen yang diingikan DNA murni yang dimaksud dalam tahap isolasi yaitu
DNA tanpa protein dan !NA dari suatu sel dalam jaringan Proses isolasi DNA dia/ali
dengan proses ekstraksi DNA Hal ini bertujuan untuk memisahkan DNA dengan partikel lain
yang tidak diinginkan Proses ini harus dilakukan dengan hati"hati# sehingga tidak
menyebabkan kerusakan pada DNA Untuk mengeluarkan DNA dari sel# dapat dilakukan
dengan memecahkan dinding sel# membran plasma dan membran inti baik dengan cara
mekanik maupun secara kimia/i %.usanto# +,,8&
.elanjutnya penyelipan DNA ke dalam )ektor dilakukan dengan pemotongan plasmid
dan DNA tumbuhan menggunakan en9im restriksi Ujung komplementer yang terbentuk
akibat akti)itas en9im restriksi pada DNA maupun plasmid akan saling melengket satu sama
lain melalui ikatan hidrogen *emudian# en9im ligase mengkatalisis ikatan ko)alen yang
menyambung ujung"ujungnya *ombinasi tersebut disebut Plasmid rekombinan Plasmid
rekombinan memiliki pengertian yang sama dengan DNA rekombinan yaitu kombinasi materi
genetik baru yang diperoleh dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu )ektor
sehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan di dalam suatu
sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang Plasmid rekombinan yang terbentuk
kemudian masuk ke sel bakteri baik melalui konjugasi# trans$ormasi# maupun transduksi
%.usanto# +,,8& .el bakteri kemudian ditumbuhkan dalam kultur sehingga membentuk klon
sel .ampai pada tahap ini# telah dihasilkan banyak klon $ragmen DNA yang berbeda# tidak
hanya $ragmen yang diinginkan Langkah berikutnya penyaringan koloni untuk gen yang
diharapkan yang merupakan tahap paling sulit Untuk mendeteksi DNA suatu gen secara
langsung tergantung pada pembuatan pasangan basa antara gen dan urutan komplementer
pada urutan asam nukleat lain Proses ini disebut hibridisasi asam nukleat 0eknik ini
bergantung pada kenyataan bah/a urutan nukleotida komplementer akan berpasangan basa
;
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 7/21
terikat menjadi satu oleh ikatan hidrogen %2ampbell# dkk# +,,+& 'engadaptasi proses kerja
tersebut# maka untuk mendapatkan produk pisang Abaka dengan serat ber/arna dapat
ditempuh melalui tahap"tahap sebagai berikut
- Pengisolasian <ektor dan DNA .umber 7en
Plasmid yang digunakan yaitu plasmid 0i %tumor inducing atau penginduksi tumor& dari
bakteri Agrobacterium tumefaciens strain liar %galur alami& Plasmid ini selanjutnya disebut
sebagai )ektor klon Pada plasmid 0i terdapat 0"DNA yang digunakan sebagai )ektor untuk
trans$ormasi tanaman yang telah dihilangkan )irulensinya .edangkan DNA yang
mengandung gen yang diinginkan yaitu gen pengkode /arna# didapat dari tumbuhan lain
yang memiliki gen /arna yang diperlukan
Gambar 2. iagram Plasmid Ti (!eldt" 1###)
Untuk mendapatkan DNA baik dari sel bakteri maupun dari sel tumbuhan# dia/ali
dengan perusakan dan atau pembuangan dinding sel# yang dapat dilakukan dengan pemberian
en9im liso9im Langkah berikutnya adalah lisis sel Bahan"bahan sel yang relati$ lunak dapat
diresuspensi di dalam medium bu$$er nonosmotik# sedangkan bahan"bahan yang lebih kasar
perlu diperlakukan dengan deterjen yang kuat seperti triton ="-,, atau dengan sodium
>
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 8/21
dodesil sul$at %.D.& Pada sel tumbuhan yang akan diambil DNAnya# langkah ini disertai
dengan perusakan membran nukleus .etelah sel mengalami lisis# remukan"remukan sel
dibuang dengan melakukan sentri$ugasi Protein yang tersisa dipresipitasi menggunakan $enol
atau pelarut organik seperti kloro$orm untuk kemudian disentri$ugasi dan dihancurkan secara
en9imatis dengan proteinase DNA yang telah dibersihkan dari protein dan remukan sel masih
tercampur dengan !NA sehingga perlu ditambahkan !NAse untuk membersihkan DNA dari
!NA 'olekul DNA yang telah diisolasi tersebut kemudian dimurnikan dengan penambahan
amonium asetat dan alkohol atau dengan sentri$ugasi kerapatan menggunakan 2s2l %.usanto#
+,,8&
+ Penyelipan DNA ke dalam <ektor
.elanjutnya# plasmid maupun DNA dicerna dengan en9im restriksi endonuklease En9im
tersebut memotong DNA plasmid pada tempat restriksi tunggalnya En9im ini juga
memotong DNA tumbuhan dan menghasilkan ribuan $ragmen yang salah satunya merupakan
$ragmen pemba/a gen /arna .aat membuat potongan# en9im restriksi menciptakan ujung
lengket % stiky ends& pada $ragmen DNA tumbuhan maupun plasmid %2ampbel# dkk# +,,+&
Ujung lengket pada plasmid akan berpasangan basa dengan ujung lengket berkomplementer
pada DNA tumbuhan 7abungan yang dibentuk dengan cara tersebut hanya bersi$at
sementara karena hanya sedikit ikatan hidrogen yang menyatukan $ragmen"$ragmen DNA itu
Penggabungan DNA tersebut dapat dibuat permanen dengan en9im DNA ligase yang
menyegel untai itu dengan mengkatalisis pembentukan $os$odiester .etelah tahap ligasi
dilalui maka terbentuklah gabungan antara plasmid bakteri dengan DNA tumbuhan yang
disebut plasmid rekombinan %2ampbell# dkk# +,,+&
5 Pemasukan Plasmid !ekombinan ke dalam .el Bakteri
Plasmid rekombinan masuk ke dalam sel Agrobacterium tumefaciens melalui trans$ormasi
Dalam trans$ormasi# sel bakteri akan menyerap plasmid dari larutan di sekelilingnya Proses
perpindahan genetik dengan sel resipien membutuhkan molekul DNA bebas %DNA yang
berada diluar sel atau yang telah dimurnikan& Pada prinsipnya trans$ormasi akan terjadi bila
sel resipien mampu menerima DNA yang telah diisolasi dari sel donor %.etyati# dkk# +,,>&
8
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 9/21
1 Pengklonan .el".el Bakteri beserta Plasmid !ekombinan
Bakteri ditempatkan pada nutrient agar 7en plasmid diman$aatkan untuk memilih koloni sel
yang memba/a plasmid rekombinan %Ba/ekes# +,-+& .elanjutnya sel bakteri beserta
plasmid akan memperbanyak diri sehingga dihasilkan banyak klon sel
6 Identi$ikasi *lon .el yang 'emba/a 7en 3arna
Pada tahap ini dilakukan identi$ikasi untuk mengetahui sel yang memba/a gen /arna
'enurut 2ampbel# dkk %+,,+&# identi$ikasi dia/ali dengan menekan koloni bakteri terhadap
kertas $ilter khusus yang memindahkan sel ke dalam $ilter tersebut ?ilter kemudian diberi
perlakuan untuk memecahkan sel dan mendenaturasi DNA sehingga molekul DNA untai
tunggal yang dihasilkan akan melekat pada $ilter .uatu larutan yang berisi molekul probe
diinkubasi dengan $ilter# selanjutnya DNA probe akan berhibridisasi %berpasangan basa&
dengan DNA komplementer pada $ilter sedangkan untuk DNA sisanya dibilas .etelah itu
$ilter diletakkan pada $ilm $otogra$ik untuk membuat semua area radioakti$ terpapar $ilm
tersebut %autoradiogra$i& ?ilm yang telah jadi dibandingkan dengan pelat kultur induk untuk
menentukan koloni yang memba/a gen /arna
0ahap klon sel selesai dan telah diperoleh Agrobacterium yang berisi plasmid
rekombinan dengan gen pemba/a /arna Agrobacterium tume$aciens yang dihasilkan
selanjutnya diaplikasi"kan untuk membuat tanaman Abaka dengan serat ber/arna Untuk
lebih jelas mengenai tahap pengklonan sel dapat dilihat pada skema berikut
Gambar $. Skema Ta%ap Pengkl&nan Sel
:
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 10/21
B Penyiapan .el 0anaman
.el tanaman yang ditrans$ormasi dengan plasmid Agrobacterium tumefaciens adalah jaringan
tanaman kultur in )itro pada tahap eksplan .eperti pisang pada umumnya# jenis kultur
jaringan yang digunakan pada pisang Abaka yaitu kultur pucuk yang dilakukan dengan cara
mengkulturkan eksplan yang mengandung meristem pucuk dengan tujuan perangsangan dan
perbanyakan tunas"tunas atau cabang"cabang aksilar 0unas"tunas aksilar tersebut selanjutnya
diperbanyak melalui prosedur yang sama seperti eksplan a/alnya dan selanjutnya diakarkan
dan ditumbuhkan dalam kondisi in)i)o %3ang# dkk -::5&
Gambar '. Skema Pr&ses Penyiapan Tanaman
Persiapan penanaman eksplan dia/ali dengan pembuatan media tanam dan sterilisasi
alat 'edia tanam berupa media agar yang ditambahkan unsur mineral makro# mineral mikro#
dan 9at pengatur tumbuh .etelah dilakukan sterilisasi alat# selanjutnya dilakukan
pengambilan eksplan dari tanaman yang sehat 0anaman indukan sumber eksplan harus
dikondisikan dan dipersiapkan secara khusus di rumah kaca atau greenhouse agar eksplan
yang akan dikulturkan sehat dan dapat tumbuh baik serta bebas dari sumber kontaminan pada
/aktu dikulturkan secara in")itro Lingkungan tanaman induk yang lebih higienis dan bersih
dapat meningkatkan kualitas eksplan %3ang# dkk -::5& Penanaman eksplan dilakukan di
ruangan tertutup yang telah disterilkan dengan menggunakan alkohol atau $ormalin .etelah
itu# eksplan disterilkan menggunakan larutan hipoklorit dan dipotong"potong kecil kemudian
diinokulasi dalam media tanam %3ang# dkk -::5&
-,
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 11/21
.etelah eksplan disiapkan# selanjutnya dilakukan trans$ormasi gen /arna ke dalam sel
eksplan tersebut kemudian kultur jaringan dapat diteruskan untuk menghasilkan tanaman
Abaka dengan serat ber/arna
Gambar . ksplan Abaka ( Musa textilis)
(Sumber* %ttp*++bl&ggerpuluk.bl&gsp&t.,&m)
2 0rans$ormasi 7en 3arna ke dalam .el Abaka
0rans$ormasi DNA pemba/a kode /arna ke dalam sel pisang Abaka yang dikultur dilakukan
dengan menggunakan Agrobacterium tumefaciens Bakteri ini merupakan $itopatogen tanah
yang menyebabkan penyakit tumor %crown gall & di dalam jaringan luka pada berbagai macam
tanaman dikotil dan mempunyai kemampuan untuk memindahkan DNA ke dalam sel
tanaman %Herman# +,,+& 0rans$ormasi DNA menggunakan Agrobacterium tumefaciens
umumnya digunakan pada tumbuhan dikotil karena tumbuhan tersebut lebih rentan terhadap
in$eksi Agrobacterium %2ampbel# dkk# +,,+& Namun menurut penelitian yang dilakukan
'ay# dkk %-::6&# penggunaan Agrobacterium juga telah berhasil dilakukan pada tanaman
monokotil termasuk pisang .train onkogenik Agrobacterium tumefaciens mengandung
plasmid single copy berukuran besar %-6,"+6, kb& yang disebut Plasmid 0i %tumour
inducing & .ebagian dari DNA plasmid ini yaitu 0"DNA %trans$er DNA& dipindahkan ke
dalam sel tanaman yang terluka dan disisipkan ke dalam genom tanaman 3alaupun gen"gen
0"DNA berasal dari bakteri# tetapi mampu diekspresikan pada sel tanaman Ekspresi gen"gen
tersebut adalah sintesis $itohormon seperti auksin dan sitokinin serta sintesis opin Akibatnya
jaringan yang terin$eksi akan mengalami proli$erasi sel yang tidak terkendali dan
--
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 12/21
menghasilkan jaringan tumor Pada biakan jaringan# pertumbuhan tumor ini dapat tumbuh
terus /alaupun dalam media tidak ditambahkan auksin dan sitokinin# yang biasanya kedua
senya/a ini diperlukan untuk pertumbuhan jaringan tumbuhan secara in vitro %Pardal# dkk#
+,,1&.
Adapun 'ekanisme in$eksi Agrobacterium ke dalam sel tanaman menurut Day dan
Lichtenstein %-::+& dalam 'anuhara %+,,;&# meliputi tiga tahap sebagai berikut
- Pengenalan Agrobacterium tumefaciens dengan molekul sinyal yang dihasilkan oleh sel
tanaman yang terluka# kemudian secara kemotaksis Agrobacterium tumefaciens bergerak dan
menempel pada sel tanaman
+ 7en"gen vir pada plasmid 0i merespon molekul sinyal yang dihasilkan oleh sel tanaman
dan selanjutnya menginduksi ekspresi gen"gen vir untuk memotong rantai tunggal 0"DNA
dan memindahkannya ke dalam inti sel tanaman
5 0"DNA terintegrasi ke dalam genom tanaman dan gen"gen pada 0"DNA diekspresikan
dalam sel tanaman Ekspresi gen"gen onc %oncogen& menyebabkan sel berproli$erasi#
sedangkan ekspresi gen"gen opin bertanggungja/ab untuk sintesis deri)at asam amino opin
-+
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 13/21
Gambar -. ekanisme trans/&rmasi T0A dari plasmid Ti ke dalam gen&m inti sel
tanaman dengan perantara Agrobacterium.
B * left border " RB* right border " P3 * nuclear pore complex . (4iemien&wi,5" dkk."
2666)
*etika plasmid rekombinan dimasukkan ke dalam sel tumbuhan yang dikultur# 0"DNA
berintegrasi ke dalam DNA kromosom tumbuhan tersebut .elanjutnya# sel tumbuhan akan
membelah dan setiap turunannya akan menerima satu salinan 0"DNA tersebut beserta gen
asing yang diba/anya @ika seluruh tumbuhan itu diregenerasi# setiap selnya akan memba/a
dan mungkin mengekspresikan gen pemba/a /arna tersebut %2ampbell# dkk# +,,+&
sehingga akan dihasilkan tanaman pisang Abaka dengan serat ber/arna
-5
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 14/21
*eunggulan .erat yang Dihasilkan Pisang Abaka % Musa Textilis& 'elalui 0eknologi
!ekayasa 7enetika yaitu usaha untuk mendapatkan tanaman dengan si$at"si$at tambahan
yang berguna dilakukan dengan metode trans$ormasi genetik# yaitu dengan cara menyisipkan
gen tertentu ke dalam genom tanaman 0ujuan pengembangan metode trans$ormasi genetik
tanaman secara umum antara lain 4
%-& untuk meningkatkan nilai agrikultural# nilai hortikultural# dan ornamental tanaman#
%+& menjadikan tanaman transgenik sebagai pabrik biologi untuk memproduksi protein atau
metabolit lainnya yang mempunyai nilai komersial tinggi dan#
%5& menjadikan tanaman transgenik sebagai obyek untuk mempelajari proses biologi
tanaman# termasuk di antaranya biologi perkembangan
'etode trans$ormasi genetik pada pisang Abaka merupakan metode alternati$ yang
sesungguhnya bertujuan untuk menghasilkan pisang Abaka yang memiliki si$at"si$at unggul#
diantaranya menghasilkan serang pisang Abaka yang telah ber/arna sebagai bahan baku
industri tekstil sehingga memiliki nilai komersial yang tinggi Hal ini telah menjadi bukti
bah/a penggunaan serat pisang Abaka produk bioteknologi memberikan kontribusi yang
nyata bagi peningkatan kesejahteraan hidup manusia# yaitu meningkatkan hasil# mengurangi
biaya produksi# membantu melindungi lingkungan serta meningkatkan keuntungan# baik bagi
petani maupun konsumen Petani memperoleh hasil yang lebih tinggi dan peningkatan
keleluasaan dalam pengelolaan tanaman pisang# sedangkan kosnsumen memperoleh hasil
yang memuaskan dari keunggulan"keunggulan yang dimiliki pisang Abaka dari hasil
rekayasa genetika
Adapun keunggulan dari serat pisang Abaka yang dihasilkan melalui teknik rekayasa
genetika adalah sebagai sebagai berikut
- 'enghasilkan serat ber/arna alami yang ramah lingkungan
+ 3arna .erat Pisang Abaka Lebih 0ahan Lama dengan *eragaman .i$at yang *ompleks
*eunggulan yang selanjutnya diperoleh dari upaya pe/arnaan serat pisang Abaka
melalui teknik rekayasa genetika adalah memperoleh /arna serat yang tahan lama dengan
keragaman si$at yang kompleks Hal tersebut dikarenakan /arna serat secara langsung
diperoleh dari pohon pisang Abaka# sehingga tidak memerlukan proses pe/arnaan sintetis
-1
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 15/21
atau buatan 'elalui teknik rekayasa genetika ini juga akan dihasilkan serat pisang Abaka
yang memiliki si$at yang penuh keuletan %tenacity&# daya mulur %elongation&# kehalusan
% fineness&# kebersihan %cleanliness&# panjang %length&# dan serat alam pisang Abaka yang
bersi$at non-abrasif serta memiliki si$at mampu bentuk % formability& yang baik dengan berat
yang lebih ringan dibandingkan serat sintesis %kerapatan massa serat alam setengah dari
kerapatan massa serat gelas&
Disamping itu# intensitas /arna serat yang dihasilkan# jauh lebih rendah dibandingkan
dengan /arna sintetis# sehingga pengaruh dimata selalu menimbulkan kesan yang sejuk dan
menyehatkan mata 3arna serat Abaka akibat teknik rekayasa genetika cenderung
menampilkan kesan lu/es# lembut# dan menghasilkan nada /arna yang unik .ehingga nilai
ekonomis serat Abaka menjadi lebih tinggi daripada memakai /arna sintetis# sebab pe/arna
alam akan menghasilkan /arna"/arna elegan# bercitarasa tinggi# dan mengurangi
pencemaran lingkungan Pemakaian 9at /arna alam di beberapa negara masih diyakini lebih
aman dari pada 9at /arna sintetis karena si$atnya yang non karsinogen .elain itu# dilihat dari
segi budidaya pisang Abaka# relati$ sederhana# dibanding dengan rami# jute# kena$# dan
canabis !ami yang dibudidaya sekali# bisa untuk lebih dari -, tahun# hanya cocok pada
ketinggian di atas 6,, meter dpl .edangkan jute# kena$# dan canabis merupakan tanaman
semusim yang sekali tanam harus dibongkar Pisang Abaka cocok dibudidayakan mulai dari
dataran rendah# sampai ketinggian -6,, meter di permukaan air laut .ekali tanam# pisang
Abaka bisa terus menerus dipanen selama kurang lebih +, tahun Pisang Abaka juga akan
banyak menyerap tenaga kerja# baik untuk budidaya maupun prosesnya .ehingga# hal ini
dapat memberikan imbas positi$ serta pilihan alternati$ bagi masyarakat karena bisa menjadi
penghasilan sampingan jika dapat dikembangkan secara baik %.uratman# -:8+&
Aplikasi metode trans$ormasi genetika pada pe/arnaan serat pisang Abaka
merupakan suatu hal yang menarik untuk dikembangkan# mengingat beragam keunggulan
yang dimiliki Namun# dalam upaya tersebut# tidak luput dari kendala"kendala Adapun
kendala"kendala yang dihadapi dalam pengembangan rekayasa genetika pada pe/arnaan
serat pisang Abaka# antara lain sulitnya menentukan gen pemba/a /arna yang tepat untuk
digunakan dalam pe/arnaan serat Abaka karena setiap organisme mengekspresikan gen
dengan cara berbeda .elain itu# gen /arna yang masuk ke tubuh suatu organisme akan
berinteraksi dengan gen yang telah ada dalam organisme tersebut sehingga menyebabkan
/arna yang dihasilkan tidak sama dengan /arna sumber gen 'asalah penentuan gen /arna
-6
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 16/21
juga berimbas pada en9im retriksi yang digunakan sebab en9im restriksi bersi$at spesi$ik
terhadap substratnya *endala"kendala tersebut muncul mengingat rekayasa genetika
merupakan salah satu teknik yang kompleks dan memerlukan penelitian yang lebih
mendalam .ehingga sebelum serat ber/arna pisang Abaka produk bioteknologi dipasarkan#
setidaknya harus diuji secara teliti terlebih dahulu oleh pengembang dan secara terpisah diuji
oleh para pakar dari berbagai aspek Pengkajian keamanan tersebut didasarkan pada pedoman
yang telah disusun oleh badan pengaturan yang kompeten dari setiap negara sehingga tidak
menimbulkan pro dan kontra dalam masyarakat seperti menerapkan prinsip kehati"hatian
% precautionary approach& yang sesuai dengan rotokol !artagena tentang *eamanan Hayati
dan *eselamatan *eanekaragaman Hayati dari .uatu Negara %.oemar/oto# +,,-&
2.2.2 RK Pisang sebagai 7aksin
Boleh jadi tidak lama lagi kita akan diberi )aksin untuk penyakit"penyakit seperti hepatitis B
dan kolera dengan cara memakan segigit pisang Para peneliti telah berhasil merekayasa
pisang# tomat# selada# /ortel# dan tembakau untuk memproduksi )aksin# namun mereka
mengatakan pisang merupakan kendaraan pengangkut dan produksi yang ideal@ika sebentuk
)irus yang telah diubah disuntikkan ke dalam sebatang pohon anak pisang# maka material
genetik dari )irus tersebut dengan cepat menjadi sebuah bagian permanen dari sel"sel
tanaman tersebut Dan ketika tanaman tersebut tumbuh# sel"selnya memproduksi protein"
protein dari )irus tersebut namun tidak memproduksi bagian )irus tersebut yang bisa menular
%infectious& *etika kita memakan segigit pisang yang direkayasa secara genetik# yang sudah
penuh dengan protein"protein )irus# maka sistem imun kita akan menciptakan antibodi"
antibodi untuk memerangi penyakit tersebutsama seperti )aksin tradisional
-;
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 17/21
2.2.$ RK Pisang sebagai Agen elawan Kebutaan
Pisang dikenal sebagai makanan yang mengandung )itamin A yang baik untuk tubuh
Namun# agar kandungannya lebih banyak# Pro$esor @ames Dale dari ueensland Uni)ersity#
Australia# melakukan rekayasa genetika agar pisang bisa mere)olusi kesehatan anak"anak di
berbagai negara berkembang yang kekurangan )itamin A Penelitian yang didukung oleh
yayasan milik Bill 7ates# Bill and 'elinda 7ates ?oundation# ini merekayasa pisang dari
Uganda# yang diberi kandungan al$a dan beta karotena untuk diubah menjadi )itamin A
Pisang yang dikemas dengan mikronutrien ini sedang menjalani pengujian pertama pada
manusia di Amerika .erikat Uji coba ini untuk membuktikan bah/a kandungan )itamin A
yang banyak pada pisang akan membantu mela/an kebutaan dan penyebab kematian bayi
pada masyarakat berpenghasilan rendah di seluruh dunia CAkibat kekurangan )itamin A#
sekitar ;6,">,, ribu anak di dunia meninggal setiap tahun .etidaknya 5,, ribu di antaranya
mengalami kebutaan#C kata Dale seperti dilaporkan T"ME#$ .enin# -; @uni +,-1
Dale memilih pisang Uganda karena buah ini adalah makanan pokok dan memberikan
penghasilan untuk masyarakat A$rika 0imur# tapi masih rendah nutrisi seperti 9at besi dan
)itamin A Dale menjelaskan ilmu pengetahuan yang maju akan memperkaya tanaman pokok
seperti pisang Uganda dengan pro")itamin A untuk nutrisi yang berman$aatPercobaan ini akan berlangsung selama enam pekan dan diharapkan membuahkan hasil yang
baik pada akhir tahun ini @ika sudah disetujui oleh badan kesehatan# rencananya pisang
rekayasa ini bisa tumbuh dan tersebar di Uganda# !/anda# 0an9ania# dan *enya pada +,+,
mendatang
->
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 18/21
BAB III
*E.I'PULAN DAN .A!AN
$.1 Kesimpulan
- Proses rekayasa genetika untuk membuat pisang Abaka dengan serat ber/arna dapat
dibagi menjadi tiga tahap yaitu# pengklonan gen pemba/a /arna# persiapan tanaman
yang dilakukan dengan kultur jaringan %kultur in vitro&# dan trans$ormasi DNA ke sel
dalam jaringan pisang Abaka
+ *eunggulan serat yang dihasilkan pisang Abaka % Musa textilis Nee& melalui teknologi
rekayasa genetika yaitu serat yang dihasilkan ber/arna alami sehingga ramah
lingkungan dan lebih tahan lama dengan keragaman si$at yang kompleks
5 !ekayasa genetika pada pisang sebagai )aksin dilakukan dengan cara menyuntikkan
)irus yang telah dirombak untuk menghasilkan protein antibodi%imun& dalam
mela/an )irus itu tersendiri sehingga ber$ungsi sebagai )aksin ketika kita
mengkonsumsi pisang tersebut
1 !ekayasa genetika pada pisang untuk mela/an kebutaan dapat dilakukan dengan cara
memberikan al$a dan beta karoten serta nutrisi lebih lainnya kedalam pisang tersebutsehingga dapat dihasilkan kadar )itamin A yang tinggi pada pisang
$.2 Saran
- *epada pemerintah# agar dapat memberikan dukungan baik moral maupun materiil
dalam pelaksanaan penelitian lebih lanjut mengenai aplikasi rekayasa genetika dalam
menciptakan bahan baku industri tekstil sehingga potensi serat Abaka ber/arna
sebagai bahan baku tekstil yang ramah lingkungan tidak hanya terbatas dalam tataran
/acana semata
+ *epada peneliti khususnya yang berkecimpung dalam bidang bioteknologi# agar dapat
membuat penelitian dan ino)asi lebih lanjut# baik mengenai )ariasi /arna serat Abaka
yang dapat dihasilkan maupun si$at"si$at unggul serat Abaka yang dapat diperoleh
melalui penerapan bioteknologi
5 *epada masyarakat terutama pemilik industri tekstil# agar dapat meman$aatkan bahan
baku ramah lingkungan hasil rekayasa genetika sehingga akan tercipta lingkunganyang bersih dan sehat karena limbah industri yang dihasilkan dapat dimimalisir
-8
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 19/21
1 Perlu diadakannya deseminasi# sosialisasi atau penyuluhan yang jelas kepada
masyarakat luas mengenai penerapan teknik rekayasa genetika Hal tersebut
dilaksanakan guna menja/ab kekha/atiran masyarakat akan pengembangan metode
trans$ormasi genetika pada tanaman khsusnya pada pisang Abaka
DA?0A! PU.0A*A
-:
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 20/21
Ba/ekes# 'irtanina .isyelin +,-+ Bioteknologi DNA Plasmid pada bakteri A)ailable at4
http4elinba/ekesblogspotcom+,-+,+bioteknologi"dna"plasmid"pada"
bakterihtml pened4 ++,1+,-+
7us/andhi# @ames .P P# .ri H .# 3ardono N and 0jandra . +,,> Penghilangan 3arna
Limbah 0ekstil Dengan 'arasmius sp dalam Bioreaktor Unggun 0etap 0ermodi$ikasi
%'odi$ied Packed Bed& I0B Bandung
Hakim# EH# A A .jamsul# ' Lukman# . Fang 'aolana# and Didi ' -::: Gat 3arna
Alami4 !etrospek dan Prospek Disampaikan pada .eminar Bangkitnya 3arna"3arna
Alam Fogyakata# 5 'aret -::: @urusan *imia ?'IPA I0B Bandung
Heldt# H3 -::: Plant Biochemistry and 'olecular Biology $ord Uni)ersity Press Inc
Ne/ Fork
Herman# 'uhammad +,,+ Perakitan 0anaman 0ahan .erangga Hama melalui 0eknik
!ekayasa 7enetik Buletin AgroBio <olume 6 Nomor -# halaman -"-5
http4endi$errysblogblogspotcom+,----tanaman"transgenikhtml
http4no)enriueblogspotcom+,-+,8-+"contoh"rekayasa"genetik"yang"anehhtml
http4teknotempocoreadne/s+,-1,;->,;-686>-;!ekayasa"7enetik"Pisang"untuk"
La/an"*ebutaan
*hairul# U# +,,-# Peman$aatan Bioteknologi Untuk 'eningkatkan Produksi Pertanian#
Institut Pertanian Bogor
'anuhara# F .ri 3ulan +,,; Pengembangan 'etode 0rans$ormasi 7enetik 0anaman
untuk 'eningkatkan *esejahteraan Hidup 'anusia 'akalah .eminar Nasional
Biodi)ersitas Isbn 4 :>: ( :8-,: ( - ( 1 Biologi ?'IPA# UNAI! .urabaya# ++ @uli
+,,;
'athur# N# Bhatnagar# P# and Bakre# P +,,6 Assessing 'utagenicity o$ 0etile Dyes ?rom
Pali %!ajasthan& Using Ames Bioassay# Applied ecology and en)ironmental research1%-& halaman ---"--8
Neil A 2ampbell# @ane B !eece# and La/rence 7 'itchell +,,+ Biologi Edisi *elima @ilid
- Erlangga @akarta
Pardal# .apto/o @ +,,+ Perkembangan Penelitian !egenerasi dan 0rans$ormasi pada
0anaman *edelai Buletin AgroBio <olume 6 Nomor +# halaman 5>"11
Pardal# .apto/o @# 7A 3attimena# As/idinoor# Hajrial# Herman# '# Listanto# Edi# dan
+,
7/23/2019 Teknik DNA Rekombinan Pada Pisang Abaka
http://slidepdf.com/reader/full/teknik-dna-rekombinan-pada-pisang-abaka 21/21
.lamet +,,1 0rans$er gen proteinase inhibitor II pada kedelai melalui )ector
Agrobacterium tumefaciens untuk ketahanan terhadap hama pengerek polong % Etiella
%inckenella 0r& @urnal Bioteknologi Pertanian <olume : Nomor -# halaman +,"+8
!aharjo -::: Abaca *ini4 Pesimis dan ptimis 0rubus === %56:&4 ;;";8
!ahma/ati# .yamsidah +,,; .tatus Perkembangan Perbaikan .i$at 7enetik Padi
'enggunakan 0rans$ormasi Agrobacterium @urnal AgroBiogen <olume + Nomor -#
halaman 5;"11
!usso# E# and D 2o)e -::6 7enetic Engineering4 Dreams and Nightmares 3H ?reeman
Ne/ Fork
.antoso# 0@# +,,1# E)aluasi Di)ersitas 7enetik 0anaman Padi 0ransgenik# Balai Penelitian
Bioteknologi dan .umberdaya 7enetik Pertanian
.etyati# .ri# kta)iandari# Purnama# Ha9mi# 'uhammad# and Bambang .ugiharto +,,>
.tudi Perbandingan 'etode 0rans$ormasi DNA 'enggunakan <ektor Agrobacterium
0ume$aciens Pada 0anaman 0ebu %.acharum Hybrid& Berkas Penelitian Hayati4 -5
Halaman 5:(11
.oemar/oto# tto +,,- Ekologi# Lingkungan Hidup dan Pembangunan Djambatan
@akarta
.uratman -:8+ Bercocok 0anam Abaca % Musa textillis Nee& Balai Penelitian 0anaman
Industri Bogor
.uryo +,,8 7enetika4 .trata - 7adjah 'ada Uni)ersity Press Fogyakarta
.usanto# Agus Heri +,,8 0eknologi DNA !ekombinan A)ailable at4
http4biomol/ordpresscombahan"ajardasar"tek"dna"rek pened4 +-,1+,-+
0riyanto# H.# 'uliah# and ' Edi -:8+ Batang Abaca % Musa textillis Nee& .ebagai Bahan
Baku *ertas Berita .elulosa <olume =<II Nomor + Halaman -"+>
3ang# H# i# '# and 2utler# A@ -::5 A simple method o$ preparing plant samples $oe
P2! Nucleic acids !es +- Nomor -> Halaman 1-65 ( 1-61
3ibo/o# A -::8 Abaca % Musa textillis Nee& Penghasil .erat Duta !imba <olume ==I<
Nomor +++ Halaman 5-"5>
3ulandari# I# +,,1# 0eknik !ekayasa 7enetika Untuk 'enghasilkan 0anaman 0ahan
.erangga Hama# PP0 Ahli Pertama pada BBU.*P
Giemieno/ic9# A# 0inland# B# Bryant# @# 7loecker# < and Hohn# B %+,,,& Plant en9ymes
but not Agrobacterium <irD+ mediate 0"DNA ligation in )itro 'ol 2ell Biol
<olume +, Halaman ;5->";5++
+-