Makalah Mengenai Transgenik

BAB I

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Ilmu  pengetahuan dan teknologi saat ini sudah berkembang sangat pesat. Dimana penerapannya sebagian besar digunakan untuk meningkatkan taraf hidup manusia. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi tersebut menjangkau setiap aspek kehidupan manusia,  tak ketinggalan pula dalam bidang bioteknologi. Selain dalam bidang pertanian dan pangan, bioteknologi modern juga telah menjangkau bidang kelautan dan perikanan. Beberapa permasalahan perikanan terutama dalam budidaya ikan dapat teratasi dengan bioteknologi molekuler, salah satu teknologi tersebut adalah “ dengan pengembangan“Teknologi Transgenik”. Transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya, baik dari satu hewan ke hewan lainnya atau dari satu tanaman ke tanaman lainnya. Salah contoh dari teknologi transgenetik ini yaitu ikan transgenik.

Teknologi ikan transgenik mampu menghasilkan benih ikan unggul, yaitu melalui perbaikan mutu genetik ikan yang akan dipelihara atau dibudidayakan. Perbaikan mutu genetik  ini bermanfaat untuk meningkatkan produksi dan produktivitas ikan. Keunggulan ikan hasil rekayasa ini antara lain pertumbuhan cepat, tahan terhadap serangan penyakit, dan tahan terhadap lingkungan yang cukup ekstrem. Pada tulisan ini akan dikaji  mengenai pengertian transgenic pada ikan, bagaimana metode atau proses yang digunakan , serta bagaimana keunggulan dari ikan transgenetik tersebut.

B.Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Apakah yang dimaksud  dengan ikan transgenik?

2.      Bagaimana konsep dasar dari ikan transgenik?

3.      Bagaimanakah  proses transgenik pada  ikan  terutama ikan salmon?

4.      Apa saja kelebihan dan kelemahan dari ikan transgenik?

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.    Defenisi Ikan Transgenik

Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah, dan gen yang berarti pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya, baik dari satu hewan ke hewan lainnya atau dari satu tanaman ke tanaman lainnya, atau dari gen hewan ke tanaman dan sebaliknya. Transgenik secara definisi adalah “ The Use of Gene Manipulation to Permanently Modify the Cell or Germ Cells of Organism “ (Penggunaan Manipulasi Gen untuk Mengadakan Perubahan yang tetap pada Sel Makhluk Hidup). Transgenik atau teknologi DNA rekombinan (rDNA) merupakan rekayasa genetik yang memungkinkan kombinasi ulang (rekombinasi) atau penggabungan ulang gen dari sumber yang berbeda secara in vitro.

Definisi transgenik pada ikan atau hewan ternak pada umumnya adalah memasukkan DNA rekombinan yang telah dikendalikan ke dalam genom, sehingga DNA yang dimasukkan ini dapat mengembangkan salah satu aspek dari produktivitas, juga DNA dan efeknya dapat diturunkan kepada anaknya.

B.     Konsep Transgenik

Setiap spesies ikan mempunyai kemampuan tumbuh yang berbeda-beda. Perbedaan pertumbuhan ini dapat tercermin, baik dalam laju pertumbuhannya maupun potensi tumbuh dari ikan tersebut. Perbedaan kemampuan tumbuh ikan pada dasarnya disebabkan oleh perbedaan faktor genetik (gen). Ikan mempunyai gen khusus yang dapat menghasilkan otransgenikan atau sel otransgenikan tertentu dan gen umum yang memberikan turunan kepada jenisnya. Baik gen khusus maupun gen umum dari setiap ikan terdiri dari bahan kimia yaitu DNA deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). Ekspresi dari gen-gen tersebut dan sel yang terbentuk menjadi satu paket yang selanjutnya mempengaruhi pertumbuhan.

Karakteristik genetik tertentu yang dimiliki oleh seekor ikan biasanya menyatu dengan sejumlah sifat bawaan yang mempengaruhi pertumbuhan seperti kemampuan ikan menemukan dan memanfaatkan pakan yang tinggi, ketahanan terhadap penyakit dan dapat beradaptasi terhadap perubahan lingkungan yang luas. Semua hal tersebut akhirnya tercermin pada laju pertumbuhan ikan.

Untuk mencapai hal tersebut, perlu dilakukan usaha-usaha yang mampu menghasilkan benih ikan unggul seperti tersebut diatas salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan rekayasa genetik melalui penerapan teknologi transgenik pada ikan. Transgenik atau teknologi DNA rekombinan (rDNA) merupakan rekayasa genetik yang memungkinkan kombinasi ulang (rekombinasi) atau penggabungan ulang gen dari sumber yang berbeda secara in vitro.

Tujuan dari transgenik ini adalah untuk mendapatkan sifat yang diinginkan dan peningkatan produksi. Meskipun teknologi transgenik ini memungkinkan untuk diaplikasikan dalam bidang akuakultur (budidaya perikanan), namun masih perlu dilakukan penelaahan khusus untuk mengetahui teknologi tersebut.  

Dalam perkembangannya, pembentukkan ikan transgenik melalui transfer “ DNA contruct ” dapat dilakukan dengan beberapa metode (Tsai, 2008), diantaranya adalah :

·         Microinjection (Mikroinjeksi)

Microinjection (Mikroinjeksi) adalah metode yang paling banyak digunakan karena mempunyai keberhasilan yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode yang lain. Pertama kali, metode mikroinjeksi dilakukan oleh Gurd on (1963) pada telur amphibia dengan menginjeksikan sitoplasma ke dalam zygot katak, namun hasilnya tidak berpengaruh pada perkembangan embrio selanjutnya. Pada ikan juga telah dilakukan oleh beberapa peneliti diantaranya telah dilakukan oleh Chourrout et al (1986) pada ikan Rainbow Trout (Salmo gairdneri), dan Ozato et al (1986) pada ikan Medika (Oryzias latpes).

·         Retroviral Infection (Infecksi pada Virus),

Retroviral Infection (Infeksi pada virus) atau dengan kata lain introduksi gen melalui virus sebagai mediator. Pada metode ini, virus ditumpangi oleh gen yang dikehendaki dan diintroduksikan kedalam embrio hewan. Virus mempunyai ukuran yang sangat kecil dan mampu menembus inti sel dan virus m empunyai genom yang terdiri dari RNA yang mempunyai kemampuan untuk mentraskripsikan DNA. Bila satu sel diinfeksi dengan retrovirus maka akan menghasilkan DNA virus, setelah DNA ditranskripsikan akan berintegrasi dan menjadi bagian dari genome induk. Un species ikan telah dilakukan diantaranya oleh Lin et al (1994) dan Gaiano et al (1996) pada ikan Zebrafish (Brachydanio rerio).

·         Sperm-mediated Gene Transfer (Sperma sebagai Pembawa Gene)

Spermatozoa merupakan sarana seluler yang spesifik dirancang untuk mentransfer DNA asing kedalam oosit, sperma terlibat langsung dalam proses fertilisasi. Matriks DNA diikat pada daerah postacrosomal oleh komponen protein spesifik dan akan bergabung dengan genome induk setelah terjadi fertilisasi. Pengikatan gen oleh sperma secara optimal bila sperma dalam keadaan motil dan konsentrasi DNA cukup t inggi. Metode ini juga telah dicobakan oleh Muller et al (1992) dalam Tsai (2008).

·         Particle Bombardment (Partikel Gun atau Bi olistik)

Metode ini banyak digunakan pada tanaman dengan cara DNA diikat pada suatu mikropartikel. Transfer gen dengan metode ini mempunyai banyak keuntungan yaitu mudah ditangani dengan satu kali tembakan akan menghasilkan beberapa sasaran, partikel dapat mencapai sasaran yang lebih dalam dan dapat digunakan pada berbagai macam jaringan (Potrykus, 1996). Pada ikan telah dicobakan oleh Kolenikov et al (1990).

·         Electroporation (Elektroporasi)

Metode ini gamet atau embrio ditempatkan pada suatu cuvet yang mana membran selnya permiabel terhadap molekul DNA bila mendapatkan aliran (pulsa) listrik pendek (beberapa saat). Ketika aliran listrik dihilangkan dan membran selnya kembali seperti semula, beberapa fragment DNA asing akan tinggal dalam gamet atau embrio. Metode ini mudah dan cepat dan memungkinkan untuk melakukannya pada ratusan oosit ikan atau telur ikan yang telah difertilisasi dalam satu kali kejutan.

C.    Transgenetik pada Ikan Salmon (Oncorhynchus nerka)

Perkembangan transgenik  ikan saat ini sudah sangat berkembang, para ilmuwan telah berhasil menemukan berbagai jenis ikan yang direkayasa sehingga berukuran lebih besar dari normalnya, para ilmuwan juga telah berhasil menemukan  ikan zebra yang mampu bercahaya dan lain sebagainya. Akan tetapi pada makalah ini kami akan membahas mengenai transgenik  pada ikan salmon.

Hampir 10 tahun ikan transgenik tersimpan dalam tangki penelitian Departemen Perikanan dan Kelautan Kanada di Vancouver Barat. Ribuan salmon transgenik berenang lamban dan terus mengunyah karena diberi makan 20 kali sehari. Mereka dirancang tumbuh delapan kali lebih cepat dan berat 37 kali lebih besar dari ukuran normal, seperti dikutip Berita Bumi (Oktober 1999).

A/F Protein Canada Inc. berharap sudah dapat memasarkan ikan salmon dan trout transgenik tahun 2001. Ikan bermerek AquaAdvantage itu dirancang agar pertumbuhannya dipercepat sampai 400%. Kehadiran ikan transgenik diawali oleh Jepang ketika mencoba menciptakan “ikan tuna super” secara genetis tahun 1980-an. Selain sulit, penelitiannya membutuhkan banyak dana, karena susunan genetisnya rumit. Kini peneliti menemukan kunci genetis untuk memacu pertumbuhan 11 spesies ikan bernilai komersial, juga udang. Terciptanya ikan super tanpa sengaja. Mula-mula peneliti A/F Protein mengamati ikan flounder yang bertahan hidup dalam laut Kanada yang beku. Rahasia ikan flounder pun ditemukan Garth Fletcher, biolog ikan dari Universitas Memorial di New Foundland dan Choy Hew dari Universitas Toronto, yakni adanya gen yang memungkinkan flounder mampu hidup di air beku. Gen itu digabungkan dengan gen pemicu pertumbuhan dengan harapan salmon dapat tumbuh sampai 20 – 30% lebih besar. Kedua gen disuntikkan ke embrio salmon sehingga terus memproduksi hormon pertumbuhan. Hasilnya, salmon tumbuh 400 – 600% lebih cepat dalam 14 bulan pertama, dan dapat dipasarkan setahun lebih cepat dari salmon biasa.

a.    Pengaruh GH (Growth Hormone)

Seperti telah diketahui bahwa GH merupakan hormon yang esensial bagi pertumbuhan postnatal dan metabolisme normal protein, karbohidrat, lipit, dan mineral. Namun efek kerja yang berhubungan dengan pertumbuhan terutama terjadi dengan perantara IGF-I (Insuli Like Growth Factor-I) dan IGF-II (Insuline Like Growth Factor - II), dengan demikian apabila kadar GH normal sampai tinggi namun tingkat IGF-I maupun IGF-II rendah keduanya atau salah satunya, maka tretmen eksogen dengan penambahan GH ternyata tidak memberikan respon yang berarti , sebaliknya apabila GH rendah dan IGF-I dan IGF-II rendah maka treatmen eksogen GH akan memberikan respon dan dapat tumbuh nomal kembali (Granner., 1997).

Hasil penelitian yang terbaru dalam Peter dan Marchant (1995). menunjukkan bahwa suatu subtansi yang mirip dengan IGF telah dapat dideteksi pada beberapa ikan teleostei, penelitian pada ikan mas menunjukkan terdapat suatu substansi yang mempunyai aktivitas mirip dengan IGF, dan hasil penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa suatu substansi yang aktivitasnya mirip dengan IGF tadi juga terdapat pada serum ikan mas, ikan koki. 

Seperti telah dijelaskan diatas bahwa  GH sangat berperanan didalam proses metabolisme oleh Granner (1997) dijelaskan sebagai berikut:

1.      Sintesis Protein ,  GH akan meningkatkan transportasi asam amino kedalam sel dan juga meningkatkan sintesis protein lewat mekanisme yang terpisah dari efek pengangkutan.

2.      Metabolisme Karbohidrat, GH umumnya melawan efek insulin, peningkatan GH didalam darah menyebabkan penurunan pemakaian glukosa dan peningkatan produksi glukosa didalam hati melalui proses glukoneogenesis sehingga akan meningkatkan glikogen hati.

3.      Metabolisme lipid, GH mendorong pelepasan asam lemak bebas dan gliserol dari jaringan adiposa, meningkatkan kadar asam lemak bebas yang yang beredar dalam darah, dan menyebabkan peningkatan oksidasi asam lemak bebas dalam hati.

4.      Metabolisme Mineral, GH meningkatkan keseimbangan positip kalsium, magnesium, serta fosfat dan menimbulkan retensi Na+; K+ serta Cl- sehingga efek utama dari GH adalah meningkatkan pertumbuhan tulang panjang dan tulang rawan.     

Transgenik GH (Growth Hormone),yang berkembang saat ini iptek ini berkembang dilatar belakangi oleh hasil kajian empiris endokrin atau hormonal, yang menunjukkan bahwa pertumbuhan ikan atau hewan  sangat dipengaruhi oleh GH (Growth Hormone) atau hormon pertumbuhan. Untuk membuktikan hipotesis tersebut telah dilakukan berbagai penelitian dengan penerapan berbagai cara agar GH dapat disekresikan, sehingga kadar GH daram darah dapat ditingkatkan atau dapat dihambat, dengan efek  apabila GH dirangsang sehingga kadarnya didalam darah meningkat maka dapat meningkatkan pertumbuhan, dan sebaliknya apabila GH dihambat maka pertumbuhannya akan menurun.

Menurut Peter dan Marchant (1995) dari hasil berbagai penelitian pada ikan menunjukkan bahwa ada beberapa hormon yang berperan dalam menstimulasi sekresi GH yaitu dopamin, tirotropin-releasing hormon, GH releasing faktor, Gn-RH, neuro peptide Y, noreepineprin, dan ada pula hormon yang berperan didalam menghambat sekresi GH yaitu serotonin, somatostatin.  Lebih lanjut dikatakan bahwa dengan kemajuan bidang iptek  biologi molekuler juga telah membawa bidang perikanan khususnya budidaya perairan dalam bidang teknologi transgenik.

Adapun teknik penerapan transgenik gen GH pada prinsipnya yaitu memindahkan gen GH yang telah dikendalikan dengan tujuan agar kelenjar endokrin sebagai penghasil GH akan  mensekresi hormon tersebut lebih banyak, dengan kenaikkan kadar hormon GH dalam darah ini secara teoritis akan memacu tingkat pertumbuhan ikan.

b.    Proses transgentik pada ikan salmon

Menurut Lin et al, berikut adalah langkah-langkah umum yang diperlukan untuk memasukkan hormon pertumbuhan baru tersebut ke dalam salmon.

1.      Para ilmuwan menduplikat DNA yang membawa informasi genetika hormon pertumbuhan.

2.      Gen tersebut disisipkan kedalam suatu bagian melingkar DNA yang disebut plasmid yang dapat direproduksi didalam bakteria.

3.      Kemudian, plasmid tersebut masuk kedalam bakteria.

4.      Saat bakteria tersebut tumbuh di laboratorium, mereka memproduksi miliaran kopi plasmid yang membawa gen hormon pertumbuhan.

5.      Setelah kopi-kopi plasmid yang membawa gen hormon pertumbuhan tersebut telah diproduksi, mereka diisolir dari bakteria tersebut. Plasmid itu kemudian diedit secara genetika, merubah struktur lingkarannya kedalam suatu bagian kecil DNA yang lurus. DNA yang lurus tersebut kadang disebut suatu kaset gen karena ia mengandung beberapa set bahan genetika selain juga gen hormone pertumbuhannya.

6.      Kaset gen itu disuntikkan langsung atau dicampur dengan telur-telur ikan yang disuburkan dengan cara tertentu sehingga telur- telur tersebut menyerap DNA itu, membuat kaset tersebut sebagai suatu bagian permanen dari bentukan genetika ikan tersebut. Karena para ilmuwan menyisipkan gen hormon pertumbuhan kedalam telur ikan, gen tersebut akan ada di setiap sel dalam tubuh ikan tersebut.

7.      Telur-telur tersebut dibiarkan menetas, menghasilkan sekelompok ikan yang sebagian berubah secara genetika dan yang lainnya tidak.

8.      Ikan yang kini membawa gen hormon pertumbuhan kini diidentifikasi. Ikan dengan gen yang terintegrasi dengan benar digunakan untuk menciptakan stok pembiakan jenis baru, yang tumbuh lebih cepat.

D.    Keuntungan dan Kelebihan Ikan Transgenik

a.      Kelebihan ikan transgenik

Hasil penelitian transgenik pada ikan telah memberikan dampak yang positif pada pertumbuhan ikan dan terbukti bahwa gen luar yang ditranfer telah mampu berintregrasi dengan genomnya, hal ini dapat dilihat dari hasil pertumbuhan keturunannya yang cukup meyakinkan yaitu sekitar 4-6 kali lipat pada ikan salmon.

Sedangkan  hasil analisis berat badan ikan non transgenik dan transgenik pada ikan tilapia menurut Rahman dan Maclean (1999) menunjukkan bahwa keturunan F2 (keturunan F2 adalah perkawinan antara jantan F1 dengan betina alam),  ikan transgenik menghasilkan berat berkisar antara 60-90 gram/individu pada umur 5, 6, dan 7 bulan, sedang padaikan non transgenik menghasikan berat berkisar antara  20-30 gram/individu,  dari hasil tersebut menunjukkan bahwa pada keturunan ke 2 (F2) sifat tumbuhnya masih dapat diturunkan, dan pertumbuhannnya sekitar 3 kali lipat dibandingkan dengan ikan kontrol.

Adapun FCR(food conversi ratio) atau perbandingan antara pakan yang diberikan dengan daging yang dibentuk pada ikan transgenik mencapai 0,76 sedangkan nontransgenik sebesar 1,02, ini berarti bahwa ikan transgenik untuk menghasilkan satu kilogram daging hanya memerlukan pakan sebanyak 0,76 kg, sedangkan pada ikan biasa untuk menghasilkan daging  satu kilogram memerlukan 1,02 kg pakan,   dengan demikian menunjukkan bahwa didalam pemanfaatan pakan ikan trangenik lebih efisien dibandingkan dengan ikan nontransgenik.

b.      Kelemahan  ikan transgenik

Selain kelebihan yang dimiliki, ikan transgenik  juga memiliki beberapa kelemahan. Pada kondisi akuarium, ikan transgenik yang cepat- tumbuh tersebut 30% lebih cenderung mati sebelum mencapai kedewasaan seksual. Ikan transgenik  yang diperkenalkan kedalam populasi  ikan yang hidup liar menunjukkan  Hasil mengkhawatirkan. Hanya membutuhkan 40 generasi bagi ikan transgenik tersebut, yang kawin dengan lebih sukses namun menghasilkan keturunan yang tak bertahan hidup juga, untuk membawa populasi tersebut kepada kepunahan. Muir dan Howard menyebutnya "Efek Gen Trojan".

Seorang ahli hewan Jerman, Hans-Hinrich Kaatz, menemukan bukti bahwa gen-gen yang digunakan untuk memodifikasi tanaman-tanaman pangan dapat meloncati pembatas spesies dan menyebabkan bakteria untuk bermutasi. Dibawah teori itu, jika ikan transgenik lepas ke alam liar, mereka dapat menyebabkan pencemaran spesies-spesies air lainnya. Telah ada 114 spesies ikan, termasuk 26 spesies salmon pasifik, yang didaftar dalam Hukum Spesies Terancam Punah (Endangered Species Act). Membiarkan ikan transgenik di keramba laut dapat meningkatkan jumlah spesies yang terancam punah dengan signifikan d. Ancaman keanekaragaman ekologi.

Terdapat skenario lain yang menandai resiko-resiko global yang berhubungan dengan lepasnya ikan transgenik ke dalam lingkungan. Meningkatkan tingkat pertumbuhan ikan meningkatkan kebutuhan-kebutuhan pakan harian mereka.  Penelitian-penelitian baru telah menunjukkan bahwa ikan transgenik lebih agresif dan memakan lebih banyak makanan. Mereka juga tidak berenang sebaik ikan liar, sehingga mereka dapat dapat berkumpul di suatu area dan memonopoli persediaan makanan dan sumber daya lain (Yatim, 2003) Hal ini dapat mempunyai efek menghancurkan lingkungan alami, khususnya karena sebagian besar ikan yang direkayasa saat ini – misalnya salmon, trout, carp dan tilapia – adalah pemangsa/ predator. Pengalaman lalu telah menunjukkan bahwa memperkenalkan spesies-spesies predator besar kedalam lingkungan baru dapat menyebabkan bencana ekologi.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

1.      Ikan transgenik merupakan suatu proses rekayasa genetika  dimana DNA rekombinan ikan yang telah dikendalikan  dimasukkan ke dalam genom, sehingga DNA ikan yang dimasukkan ini dapat mengembangkan salah satu aspek dari produktivitas, juga efeknya dapat diturunkan kepada anaknya.

2.      Langkah-langkah umum yang diperlukan untuk memasukkan hormon pertumbuhan baru tersebut ke dalam salmon.

a. Menduplikat DNA yang membawa informasi genetika hormon  pertumbuhan.

b. Menyisipkan Gen ke dalam plasmid yang dapat direproduksi didalam bakteria.

c. Memasukkan plasmid tersebut ke dalam bakteria.

d. Bakteri memproduksi miliaran kopi plasmid yang membawa gen hormon pertumbuhan.

e. Kopi plasmid diisolir dari bakteria tersebut. Plasmid itu kemudian diedit secara genetika, merubah struktur lingkarannya kedalam suatu bagian kecil DNA yang lurus.

f. Menyuntikkan kaset gen itu langsung atau dicampur dengan telur-telur ikan yang disuburkan dengan cara tertentu sehingga telur- telur tersebut menyerap DNA itu.

g. Telur-telur tersebut dibiarkan menetas, menghasilkan sekelompok ikan yang sebagian berubah secara genetika dan yang lainnya tidak.

h. Mengidentifikasi Ikan yang kini membawa gen hormon pertumbuhan.

3.      Kelebihan ikan transgenik adalah pertumbuhan yang  cepat, pakan yang dibutuhkan sedikit, tahan terhadap penyakit pada lingkungan yang cukup ekstrim.

4.      Kelemahan ikan transgenik adalah apabila ikan samon transgenik ini di lepaskan ke habitat perairan alami, maka dapat menyebabkan ketidakseimbangan ekologi. Oleh karena itu, sebaiknya teknologi yang semakin maju juga harus mempertimbangkan keseimbangan ekologi.

B.     Saran

            Suatu kemajuan teknologi dapat dimanfaatkan untuk perkembangan zaman. Namun, sebaiknya kemajuan teknologi juga harus memperhatikan dan mempertimbangkan keseimbangan ekologi lingkungan.