PRINSIP
TRANSGENESIS DAN KONSTRUKSI PLASMID EKSPRESI
Populasi manusia yang terus meningkat
tiap tahunnya menuntut ketersediaan pangan secara signifikan. Akuakultur
sebagai bidang yang menyumbang protein hewani terbesar juga dituntut untuk
meningkatkan produksinya untuk memenuhi kebutuhan pangan manusia. Peningkatan
produksi di lingkungan akuakultur dapat dilakukan dengan ketersediaan induk dan
benih unggul. Perkembangan teknologi rekayasa genetika di jaman yang semakin
canggih ini memungkinkan para pembudidaya untuk memproduksi induk dan benih
unggul dengan karakteristik pertumbuhan cepat, toleransi terhadap lingkungan
yang ekstrim serta resisten terhadap penyakit (Dewi et al. 2013). Secara genetika, induk atau benih unggul dapat
diperoleh melalui rekayasa genetika yang dinamakan dengan transgenesis.
Transgenesis memungkinkan pembudidaya untuk mendapatkan induk atau benih yang
unggul dalam waktu yang lebih singkat dengan perbaikan karakter yang lebih
signifikan. Transgenesis dapat diartikan sebagai suatu proses mengintroduksikan
DNA eksogenus atau DNA asing ke ikan uji dengan tujuan memanipulasi struktur
genetiknya (Asfaw dan Assefa 2019). Pemanfaatan teknologi transgenesis di
akuakultur telah diterapkan pada spesies ikan nila, salmon dan catfish
dengan pertumbuhan 3 kali lipat dari ikan non-transgenik (Buwono et al. 2018).
Prinsip transgenesis yaitu
mengisolasi gen target yang diinginkan untuk kemudian ditransfer ke ikan uji
(Ando dan Fujiwara 2013). Secara umum, trangenesis didasarkan pada beberapa
tahapan antara lain penentuan ikan spesies dengan karakteristik siklus hidup
dan reproduksi pendek, sperma ikan banyak dan dapat memijah beberapa kali,
menyiapkan spesifik gen dengan spesifik produk dari gen yang diinginkan,
isolasi DNA yang mengandung gen of interest (GOI) atau gen target,
isolasi plasmid DNA bakteri yang akan digunakan sebagai vektor, manipulasi
sekuen DNA melalui penyisipan DNA ke dalam vektor baik pemotongan DNA dengan
enzim restriksi endonuclease dan penyambungan vektor dengan DNA ligase,
transformasi ke sel mikroorganisme inang, pengklonan sel-sel dan gen asing,
identifikasi sel inang yang mengandung DNA rekombinan, penyimpanan gen hasil
klon, transfer perbanyak gen hasil rekombinan ke masing-masing sel sperma atau
sel telur ikan yang dipilih dan pembuahan buatan dengan menggabung sel telur
dan sel sperma pada sebuah wadah. Metode transgen gen terdiri atas
mikroinjeksi, elektroporasi, dan lipofection (Kusrini 2013).
Transgenesis diawali dengan
konstruksi plasmid ekspresi. Plasmid dapat diartikan sebagai DNA
ekstrakromosomal yang umumnya berbentuk sirkular dan secara alami dapat
dijumpai di beberapa jenis yeast uniselular dan bakteri seperti Escherechia
coli. Plasmid dapat berukuran mulai dari 1.000 base pair (bp) sampai 1.000
kilo base pair (Kbp), dengan jumlah per sel bervariasi dari satu sampai ribuan kopi
molekul. Plasmid memiliki peran yang sentral sebagai vektor untuk pengklonan
dan ekspresi gen. Kebanyakan konstruksi plasmid yang digunakan tersusun dari
promoter B-aktin yang diisolasi dari bakteri Eschericia coli (Mujayana dan Nurjanna 2016). Beberapa komponen yang harus disiapkan pada
konstruksi plasmid antara lain tujuan propagasi plasmid vaksin DNA, promoter,
elemen replication origin/ORI, terminator dan gen penanda seleksi ditambahkan
pula dalam konstruksi plasmid. Elemen lain yang harus dipersiapkan dalam
konstruksi plasmid adalah enzim restriksi nuklease untuk memutus ikatan
fosfodiesterase, enzim ligase, enzim yang akan memodifikasi sekuen 3’ atau 5’
terminus DNA dan enzim topoisomerase yang mampu mengubah konformasi ikatan
kovalen DNA plasmid sirkuler menjadi super koil. Plasmid yang berbentuk
sirkuler dipotong (restriksi) dengan enzim endonuklease restriksi, selanjutnya
DNA target disisipkan dan diligasi ke dalam plasmid (Susmiarsih 2018).
DAFTAR
PUSTAKA
Ando T, Fujiwara H. 2013.
Electroporation-mediated somatic transgenesis for rapid functional analysis in insects. Development.
140(2): 454-458.
Asfaw AB, Assefa A. 2019.
Animal transgenesis technology: a review. Cogent Food and Agriculture.
5(1).
Buwono ID, Lathifah AU,
Subhan U. 2018. Deteksi keragaman genotip hybrid ikan lele sangkuriang, mutiara transgenic dan
non transgenic pada keturunan pertama. Jurnal Biologi Indonesia. 14(1): 133-141.
Davis J, Maillet M, Miano
JM, Molkentin JD. 2012. Lost in transgenesis: a user's guide for genetically manipulating the mouse in
cardiac research. Circulation research. 111(6):761- 777.
Dewi RRSPS, Marnis H,
Suprapto R, Syawalia N. 2013. Produksi ikan lele cepat tumbuh generasi F-0 menggunakan metode transgenesis. Jurnal
Riset Akuakultur. 8(2): 173-180.
Kusrini E. 2012.
Perkembangan rekayasa genetika dalam budidaya ikan hias di Indonesia. Media Akuakultur. 7(2): 59-64.
Mujayana M, Nurjanna N.
2016. Teknik isolasi dna plasmid dari bakteri terkonstruksi gen antivirus pm TPV. Buletin Teknik
Litkayasa Akuakultur. 13(1):67-71.
Susmiarsih TP. 2018.
Kajian DNA rekombinan pada vaksin DNA dan vaksin subunit protein. Jurnal Sains. 1(1): 108-128.
Komentar