Pembuatan Tanaman Transgenik

Ø  Pembuatan tanaman transgenik umumnya diambil dari organisme yang memiliki sifat unggul tertentu. Misal, pada proses membuat jagung Bt tahan hama, para pakar bioteknologi memanfaatkan gen bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) penghasil racun mematikan bagi hama tertentu. Dimana gen Bt ini kemudian disisipkan ke rangkaian gen tanaman jagung, sehingga tanaman resipien (jagung) akan mewarisi sifat toksik terhadap hama dari bakteri Bacillus thuringiensis (Bt).

Ø  Untuk menyisipkan sebuah gen pada sel tumbuhan, kita membutuhkan vektor tertentu. Vektor adalah organisme yang berfungsi sebagai kendaraan pembawa materi genetik yang akan disisipkan. Sel tumbuhan tidak memiliki plasmid seperti bakteri sehingga pilihan vektor yang berpotensi untuk memasukkan gen ke dalam sel tanaman juga terbatas. Sejauh ini, vektor terbaik untuk menyisipkan gen pada tanaman adalah Agrobacterium tumefaciens. Hal ini karena bakteri tersebut memiliki Ti-plasmid (Tumor Inducing Plasmid) yang dapat berintegrasi ke dalam DNA tumbuhan.

Gambar. Ilustrasi penyisipan gen pada tanaman.
Gambar dari: Biology, 7th Edition, Raven dkk, New York: McGraw Hill Higher Education (2005).

Berikut ini adalah langkah-langkah dalam menyisipkan gen pada suatu sel tanaman:

1. Ti-Plasmid yang terdapat pada bakteri Agrobacterium dikeluarkan dari sel bakteri Agrobacterium kemudian dipotong dengan menggunakan enzim endonuklease restriksi.
2. Isolasi DNA pengkode protein (gen) yang kita inginkan dari organisme tertentu.
3. Sisipkan gen yang kita inginkan tersebut pada plasmid dan rekatkan dengan enzim DNA ligase.
4. Masukkan kembali plasmid yang sudah disisipi gen ke dalam bakteri Agrobacterium.
5. Plasmid yang sudah tersisipi gen akan terduplikasi pada bakteri Agrobacterium.
6. Selanjutnya, bakteri akan masuk ke dalam sel tanaman dan mentransfer gen.
7. Kemudian, sel tanaman akan membelah. Tiap-tiap sel anak akan memperoleh gen baru dalam kromosom dari sel tanaman dan membentuk sifat/karakteristik yang baru (yang sesuai dengan gen yang disisipkan).

Proses transformasi gen pada plasmid ke sel tanaman dan proses perbanyakan (multiplikasi) sel-sel tanaman dapat kita simak pada gambar di bawah.

Gambar. Transformasi gen pada plasmid ke sel tanaman.
Gambar dari: An Introduction to genetic analysis, Griffiths dkk, New York: W.H. Freeman (1996).

Dari gambar di atas, dapat diamati bahwa bakteri yang telah terintegrasi dengan Ti-plasmid akan dimasukkan ke dalam potongan kecil dari sel tanaman/eksplan (misalnya potongan kecil dari daun). Metode untuk memasukkan DNA plasmid yang terdapat pada sel bakteri ke dalam sel tanaman ini disebut dengan transformasi. Di sini, gen pengkode protein tertentu yang sudah bergabung pada Ti Plasmid akan tersisip pada kromosom tanaman.

Selanjutnya, eksplan yang sudah memiliki gen tertentu tersebut akan dikulturkan/dibiakkan secara in vitro (di luar tubuh tanaman, misalnya pada cawan petri). Eksplan dari tanaman tersebut akan tumbuh menjadi kalus (kumpulan sel) yang dapat diinduksi untuk membentuk batang dan akar. Kalus ini akan tumbuh menjadi plantlet (tanaman kecil). Plantlet kemudian akan tumbuh menjadi individu tanaman transgenik yang bisa ditanam di tanah.

Untuk mendeteksi gen pengkode protein tertentu yang kita inginkan sudah masuk atau belum ke dalam suatu tanaman, kita membutuhkan tes/ujicoba. Misalnya, jika yang kita sisipkan itu adalah gen pengkode kanamycin, kita dapat memasukkan kanamycin ke dalam suatu medium dan meletakkan sel tanaman yang sudah disisipi gen pengkode kanamycin. Tanaman yang sudah tersisipi gen pengkode kanamycin akan tumbuh di medium tersebut, sedangkan sel tanaman yang tidak tersisipi tidak akan tumbuh dalam medium tersebut.