OLEH ARYANI RAHMAWATI, S.Pi, MP

FAKULTAS PERTANIANPROGRAM STUDI PERIKANAN

UNIVERSITAS MATARAM2009

TRANSGENIK :

- Rekayasa genetik yang memungkinkan kombinasi ulang (rekombinasi) atau penggabungan ulang gen dari sumber yang berbeda secara in vitro (Karim, 2002) - Suatu teknik yang di lakukan dengan memasukkan gen yang di kode untuk tujuan yang spesifik ke dalam organisme baru sehingga individu baru tersebut mempunyai sifat yang spesifik sesuai dengan yang di harapkan (Rustidja, 2005)

BEBERAPA GEN YANG DI GUNAKAN DALAM TEKNOLOGI TRANSGENIK

ANTIFREEZE GENE NUTRITIONAL GROWTH ENHANCEMENT

KEUNTUNGAN

1. Memungkinkan ekspansi akuakultur ke lingkungan baru atau menciptakan organisme dengan tujuan baru

2. Meningkatkan jumlah produksi

KEUNTUNGAN LAIN1. Laju pertumbuhan meningkat

dihasilkan melalui injeksi gen hormon pertumbuhan (growth hormon)

Spesies Construct ReferenceGoldfish mMT/hGH Zhu et al. (1985)Trout SV40/hGH Chourrout et al. (1986)Cathfish mMT/hGH Dunham and Eash (1987)Salmon FAFP/fAFP Fletcher et al. (1988)Loach mMT/hGH Benyumov et al. (1989)Medaka FLus/fLuc Tamiya et al. (1990)Pike RSV/bGH Guise et al. (1991)Common carp mMT/hGH Hernandez et al. (1993)

2. Nutrisi (peningkatan efisiensi pemanfaatan pakan) semakin efisien penggunaan pakan oleh ikan maka peluang tercapainya keuntungan akan lebih besar

3. Perubahan Karakteristik Reproduksi4. Kontrol Penyakit (memanipulasi secara langsung pada sistem kekebalan ikan)5. Perluasan kisaran lingkungan dalam budidaya (penggunaan antifreeze gene)

KERUGIAN

Bersifat merugikan terhadap ekologilingkungan, genetik, health, safety danresiko sosial lainnya.

Exs : adanya perubahan rasa, bentuk dsb

APLIKASI

Teknik transgenik pada ikan jauh lebih mudah di bandingkan pada ternak ;

- Pada ikan, pembuahan telur oleh sperma terjadi di luar tubuh

- Pengeluaran telur dan sperma pada ikan lebih mudah dan lebih banyak di bandingkan ternak

PERANAN TRANSGENIK DALAM PENINGKATAN PRODUKSI AKUAKULTUR

Ikan

Komponen Budidaya

Pakan

Lingkungan

Transgenik Kelangsungan hidup

Produksi

Pertumbuhan

Bagaimana Memproduksi Ikan Transgenik ???1. Alat dan Bahan

- Jarum suntik mikro (mikroinjeksi)

- Mikroskop binokuler- Kromatografi- Telur ikan- Larutan Penyangga DNA

Metode Penghantaran Transgenik1. Microinjection

- Pertama di kembangkan pada embrio mamalia. Telur di rendam dalam larutan garam, di injeksi dengan ± 1 nl larutan DNA. Tingkat keberhasilan transfer dan penggabungan DNA adalah 25 % untuk ransgenik tikus tetapi menurun untuk hewan lain.

- Pada telur ikan dengan kisaran diameter 1 - 7 mm, dimana 300 - 30.000 kali lebih besar dari telur mamalia. Untuk ikan lebih dari 100.000, semakin besar ukuran telur ikan maka akan semakin sulit melokalisir pronukleusnya, hambatan lainnya yaitu kecepatan permulaan pembelahan dan pengerasan choiron setelah fertilisassi yang mengganggu visualisasi pronukleus pada telur ikan. Dapat di atasi dengan prosedur mikroinjeksi dengan kecepatan tingggi.

1. Prosedur Direk Microinjection

Koleksi sperma dan telur Fertilisasi telur dengan menambahkan sperma dan air

pada permukaan telur, dengan goyangan yang halus untuk mempercepat fertilisasi

Telur di mikroinjeksi setelah fertilisasi Setelah injeksi di inkubasi sampai menetas

- Daya hidup dari ikan yang di injeksi berkisar antara 35 – 80 % tergantung pada spesies dan kecepatan integrasi

DNA berkisar antara 10 – 70 % dari ikan yang hidup.

2. RESPON TELUR DIBAWAH MIKROINJEKSI

☺ Keberhasilan prosedur microinjeksi telur

tergantung dari beberapa faktor :

- Kualitas benih dan telur

- Metode pelaksanaan manipulasi

- Tipe penyangga injeksi yang di gunakan

- Bentuk dari DNA

- Konsentrasi suntikan, dan

- Keterampilan teknisi

- Faktor-faktor tsb sangat mempengaruhi tingkat kegagalan atau keberhasilan pasca injeksi

Exs; Laju kematian yang bervariasi dari satu telur ikan Salmon pasca injeksi yang berkisar antara 30-95 %. Pada spesies lain, tingkat kelangsungan hidup pada ikan Channel catfish (ictalurus punctatus) yang memperoleh tingkat kelangsungan hidup sekitar 33 %.

2. Elektroporation

- Metode yang menggunakan serangkaian getaran elektrik pendek untuk melarutkan membran sel, molekul DNA dapat masuk dalam embrio. Pola dari getaran elektrik ini dapat memancarkan getaran tunggal dari bentuk penurunan eksposional.

3. Sperm Cariers

- Pertama kali di publikasilkan oleh Lavitrano yang menggunakan sperma tikus untuk membawa DNA transgenik yang terikat secara eksternal ke dalam telur.

- Prosedur ini telah dilakukan pada beberapa group transgenik ikan dengan beberapa prosedur setahun sebelum percobaan pada tikus di publikasikan.

- Di temukan bahwa {32 P} RSV yang di label pada DNA, terlihat terikat pada sperma dan masuk dalam telur, tetapi tidak ada kejadian ekspresi

4. Partikel Bombardment (Gene Guns)- Kecepatan tinggi microprojektile dapat di

gunakan untuk menusuk dinding sel dan membran dalam mentransfer nukleid acid ke dalam sel hidup.

- Metode ini khususnya cocok untuk sel tanaman karena memiliki dinding sel yang keras.

- Telah di lakukan untuk fertilisasi loach. Zebra fish dan telur rainbow trouth.

- Hasil awal menunjukkan bahwa 3 hari setelah bombardir, 70 % dari keseluruhan embrio hidup dan ± 5 % dilaporkan mewariskan NTP (aktivitas ß-galaktosidase)

TAHAPAN YANG DI LAKUKAN DALAM TEKNIK REKAYASA GENETIK

1. Isolasi DNA yang mengandung gen target atau Gen of Interest (GOI)

- DNA tersebut dapat di ambil dari sel-sel jaringan yang sifatnya ingin di munculkan atau terekspresiExs ; Gen hormon pertumbuhan, dsb

2. Isolasi Plasmid DNA bakteri yang akan di gunakan sebagai vektor- Plasmid dapat bertindak sebagai vektor (pembawa) yang

nantinya dapat memasukkan GOI ke dalam mikroorganisme inang

3. Manipulasi Sekuen DNA melalui penyelipan DNA ke dalam Vektor

a. Pemotongan DNA dengan menggunakan enzim restriksi endonuklease.

b. Penyambungan ke vektor menggunakan DNA ligase

4. Transformasi ke sel mikroorganisme inang- Proses ini meliputi pemasukan vektor pengklon ke dalam sel dengan cara mengintroduksikan DNA rekombinan ke sel inang (Exs; E. coli, khamir, dsb). Sebagian sel inang akan mengambil plasmid rekombinan yang di inginkan, namun adapula yang mengambil DNA lain, baik rekombinan maupun non rekombinan melaluai transformasi.

5. Pengklonan sel-sel (gen asing)- Sel inang hasil transformasi kemudian di tempatkan pada suatu

medium yang mengandung nutrien. Terjadilah proses replikasi dan pengekspresian DNA rekombinan ke sel inang. Setiap sel inang yang bereproduksi membentuk klon sel yang terlihat sebagai kloni pada medium nutrien

6. Identifikasi sel inang yang mengandung DNA rekombinan yang di inginkan- Klon sel yang membawa gen target dapat di identifikasi dengan

probe asam nukleat berlabel radioaktif yang memiliki urutan yang komplementer dengan gen tersebut.

7. Penyimpanan Gen hasil klon dalam perpustakaan DNA- Apabila materi awal untuk pengklon DNA (gen) berupa genom

utuh, koleksi klon vektor rekombinan yang di hasilkan di sebut Perpustakaan genomik. Alternatifnya, perpustakaan cDNA (DNA komplementer) dapat di buat dengan mengklon DNA yang di buat in vitro dengan transkripsi baik seluruh mRNA suatu sel tertentu.

Prospek Mendatang Untuk Teknologi Transgenik dalam Akuakultur Aplikasi pada bidang akuakultur relatif cerah terutama

dengan di tetapkannya beberapa jenis ikan sebagai komoditas ekspor yang tentunya memacu para akuakulturis untuk meningkatkan produksinya.

Industri pengolahan hasil perikanan juga memerlukan teknologi dalam penanganan pasca panen.

Kemampuan untuk mentransfer gen baru dan menghasilkan genotif yang lebih cepat di bandingkan dari yang dapat di capai melalui penggunaan prosedur seleksi secara tradisional.

Sasaran ke depan

Perlunya di lakukan penelitian tentang teknologi transgenik terhadap beberapa manipulasi gen pada berbagai spesies ikan, dengan demikian teknologi transgenik akan sangan memainkan peranan penting terhadap pengembangan induk unggul yang memperlihatkan pertumbuhan yang cepat, peningkaan resistensi terhadap penyakit, kemampuan terhadap perubahan lingkungan dan kapasitas terhadap penggunaan komponen pakan yang murah.

Sebagai model penelitian; ikan transgenik akan sangat meningkatkan pemahaman mengenai fungsi gen dan mempersiapkan jawaban-jawaban terhadap pertanyaan dasar dalam perkembangan biologi.

Ekstraksi (Sambrook, 1989)

Protein/alkaloid/polisakarida/debris lainnya

DNA murni

Lisis solution + Proteinase

DNA dilarutkan Dalam TE buffer+ RNAse

• Phenol + Cloroform + Isoamil Alkohol

• Cloroform + Isoamil Alkohol

Transfer Supernatan

• Sodium asetat + Ethanol 95%

• Etanol 70%

Keringkan pelet

Sampel sirip ikan

Pellet DNA

Keterangan :

Centrifuge

Centrifuge

Centrifuge

Inkubasi 37° selama 12 jam

3x