GENETIKA DASAR Rekayasa Genetika Tanaman. Definisi. Definisi. Definisi. Rekayasa Genetika atau Teknik DNA Rekombinan atau Manipulasi genetik

Definisi • Rekayasa Genetika atau Teknik DNA Rekombinan atau Manipulasi genetik

GENETIKA DASAR Rekayasa Genetika Tanaman

– Pembentukan rekombinan baru dari material genetik melalui menyisipkan suatu molekul asam nukleat (DNA) ke dalam genom suatu inang sehingga sisipan tersebut dapat diekpresikan di dalam inang.

Oleh:

Dr. Ir. Dirvamena Boer, M.Sc.Agr. HP: 081 385 065 359 e-mail: [email protected] Fakultas Pertanian, Universitas Haluoleo, Kendari Dipublikasi di http://dirvamenaboer.tripod.com tanggal 17 Desember 2009

2

1

Dirvamena Boer – Universitas Haluoleo, Kendari


Definisi

Definisi • Teknik tersebut disebut juga kloning gen

• Rekayasa genetik: Mendisain dan mengkontruksi kombinasi baru dari gengen (DNA) • DNA Recombinan: Kombinasi/susunan baru dari kontruksi DNA di laboratorium

– Sebab organisme yang terbentuk adalah indentik dan membawa seluruh potongan DNA yang telah disisipkan, disamping itu dapat bereplikasi memperbanyak molekul yang baru dibentuk.

3 Dirvamena Boer – Universitas Haluoleo, Kendari


Teknik dasar yang di perlukan

Langkah-langkah kloning gen

• Metode isolasi DNA dan RNA • Metode untuk memotong (enzim restriksi) dan menyambung (enzim ligasi) molekul asam nukleat • Metode untuk memantau pemotongan dan penyambungan molekul asam nukleat • Metode transformasi pada sel inang (sebagai dasar digunakan bakteri E. coli)

• Isolasi DNA yang akan diklon • Memotong DNA menjadi gen tunggal atau ke dalam grup-grup gen • Isolasi vektor DNA • Penyambungan vektor dan penyisipan DNA • Memantau proses pemotongan-penyambungan • Tranformasi pada sel inang • Isolasi DNA rekombinan dari inang • Analisa DNA rekombinan



Keuntungan transformasi gen dibanding pemuliaan konvensional • Penghematan waktu yang signifikan • Pengurangan kegiatan melakukan silang balik • Tidak perlu melakukan persilangan (terutama pada tanaman yang sulit disilangkan) • Tanaman resipien tidak kehilangan sifat agronomi setelah transformasi • Tidak diperlukan waktu untuk menyeleksi tanaman tetua • Dihasilkan tanaman tahan penyakit/hama/stress tertentu dan tanaman penghasil senyawa metabolit tertentu 7 Dirvamena Boer – Universitas Haluoleo, Kendari


Alat yang diperlukan dalam Rekayasa Genetika:

Perbedaan

Plasmid

• Pemuliaan tanaman konvensional

– Molekul DNA utas ganda sirkuler yang berukuran kecil yang terdapat dalam bakteri – Bisa 100 kopi per cell – Agrobacterium tumefaciens – penyebab penyakit tumor pada tanaman crown gall

 Gen yang dipindahkan berasal dari spesies yang sama  Pemindahan gen melalui perkawinan interspesies

• Pemuliaan tanaman melalui bioteknologi  Gen yang dipindahkan berasal dari spesies yang berbeda  Pemindahan gen melalui rekayasa genetika tanaman

9

rose


grapevine10 Dirvamena Boer – Universitas Haluoleo, Kendari

Ti Plasmid of Agrobacterium

Alat yang diperlukan dalam Rekayasa Genetika: Enzim Restriksi • • • •


Enzim yang dapat memotong DNA pada situs yang spesifik diisolasi dari bakteri. Nomenclature (EcoR1, BamH1, HindIII...) Situs pengenalan (4 sampai 6 atau lebih basa: Misal. GAATTC) Hasil pemotongan dikenal sebagai ujung lengket “sticky ends” dan ujung tumpul “blunt end” 12 Dirvamena Boer – Universitas Haluoleo, Kendari

Alat yang diperlukan dalam Rekayasa Genetika: Enzim Ligase •

Ligase – adalah enzim yang dapat menyambungkan ujung 3-OH dari satu potongan dengan ujung 5-P dari potongan DNA lainnya dengan ikatan kovalen (fosfodiester)



Sticky end Sticky end 15 Dirvamena Boer – Universitas Haluoleo, Kendari


Persyaratan yang diperlukan

Plant Modification

• Konstruksi gen spesifik pada plasmid binary yang didasarkan pada Ti-plasmid A. tumefaciens • Ketersedian gen yang bertindak sebagai marker seleksi atau gen pelapor • Diketahui media regenerasi yang tepat

• Vector – A plasmid containing the T-DNA region – Also includes • Selectable markers • Control elements for gene expression • Multiple cloning sites for insertion of GOI – Can be problematic



Kendala metode transformasi

Modifikasi Tanaman • Vektor

• Mendapatkan gen spesifik yang diinginkan • Mendapatkan media regenerasi yang tepat • Memperoleh tanaman transgenik yang memiliki ekspresi yang optimal dan stabil

– Situs penyisipan kloning GOI banyak – Dapat menjadi masalah





Metode transformasi gen ke dalam sel tanaman • • • •

Melalui A. tumefaciens Elektroporasi Microinjection Partikel gun



• Electroporation • Protoplast fusion

25

26



DNA can be inserted into a cell by: • Microinjection • Gene gun



Transgenic tobacco harboring a GFP Gene

Example of the technique of DNA cloning into a plasmid: Insertion of the gene coding for insulin into a bacterial plasmid, which in turn carries the gene into a replicating 29 bacterial cell that produces human insulin.


Transgenic herbicide resistant corn

Transgenic Cotton

Bt transformed cotton

untransformed cotton


31



European corn borer WT and Transgenic Rice Golden Rice

Jagung tahan serangga  Racun Bt yang dikandungnya membunuh corn borer  Gen pengendali produksi racun berasal dari bakteri

 Kandungan vitamin A meningkat  Gen berasal dari bakteri  Kekurangan: produksi vitamin A kurang banyak

Bt transformed corn is resistant to this insect 33 Dirvamena Boer – Universitas Haluoleo, Kendari


SELAMAT BELAJAR

Bunga matahari  Tahan jamur putih  Gen ketahanan berasal dari gandum

Slide ini dapat digunakan dan disebarkan secara bebas, baik sebagian maupun seluruhnya, untuk tujuan non-komersial dengan syarat mencantumkan nama penulis dan sumbernya. Di luar tujuan itu, pengguna harus memperoleh izin tertulis dari penulis.



GENETIKA DASAR Rekayasa Genetika Tanaman. Definisi. Definisi. Definisi. Rekayasa Genetika atau Teknik DNA Rekombinan atau Manipulasi genetik

Recommend Documents