MAKALAH BIOKIMIA II

KLONING

Oleh:

Ayu Mei Santi

12030234014 / KA 2012

Aulia Cita Siswanti

12030234222 / KA 2012UNIVERSITAS NEGERI SURABAYAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN KIMIA

PRODI KIMIA

2015

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Kloning

Kloning menurut bahasa adalah berasal dari bahasa Yunani, yaitu clone atau klon yang berarti kumpulan sel turunan dari sel induk tunggal dengan reproduksi aseksual. Sedangkan menurut istilah Kloning adalah teknik membuat keturunan dengan kode genetic yang sama dengan sel induknya tanpa diawali proses pembuahan sel telur atau sperma tapi diambil dari inti sebuah sel pada makhluk hidup tertentu baik berupa tumbuhan, hewan maupun manusia atau dengan kata lain kloning merupakan teknik penggandaan gen yang menghasilkan turunan yang sama sifat baik dari segi hereditas maupun penampakannya.Kloning gen memberikan manfaat yang besar bagi bidang bioteknologi. Proses kloning gen dapat menghasilkan protein dalam jumlah besar, khususnya protein-protein yang penting sebagai obat dan untuk terapi. Produk farmasi yang dapat diprodukse dengan melakukan kloning gen antara lain vaksin, antibodi monoklinal, dan kit diagnostik. B. Macam-macam Kloning

Dalam hal ini Kloning terdiri dari beberapa macam, antara lain:

1. Kloning pada tumbuhan

Kloning pada tumbuhan yaitu mencangkok atau menstek tanaman untuk mendapatkan tanaman yang memiliki sifat persis sama dengan induknya.

2. Kloning pada hewan

Kloning pada hewan pertama kali dicoba pada tahun 1950-an pada hewan katak, tikus, kera dan bison juga pada domba, dan dalam kelanjutannya proses yang berhasil hanyalah percobaan Kloning pada domba. Awal mula proses pengkloningan domba adalah dengan mengambil inti sel dari tubuh domba, yaitu dari payudara atau ambingnya lalu sifat khusus yang berhubungan dengan fungsi ambing ini dihilangkan, kemudian inti sel tersebut dimasukkan kedalam lapisan sel telur domba, setelah inti selnya dibuang kemudian ditanamkan kedalan rahim domba agar memperbanyak diri, berkembang berubah menjadi janin dan akhirnya di hasilkan bayi domba. Pada akhirnya domba ini mempunyai kode genetic yang sama dengan domba pertama yang menjadi sumber pengambilan sel kambing.

3. Kloning pada embrio

Kloning embrio tejadi pada sel embrio yang berasal dari rahim istri yang terbentuk dari pertemuan antara sel sperma suaminya dengan sel telurnya lalu sel embrio itu dibagi dengan satu teknik perbanyakan menjadi beberapa sel embrio yang berpotensi untuk membelah dan berkembang. Kemudian sel-sel embrio itu dipisahkan agar masing-masing menjadi embrio tersendiri yang persis sama dengan sel embrio pertama yang menjadi sumber pengambilan sel. Selanjutnya sel-sel embrio itu dapat ditanamkan dalam rahim perempuan asing (bukan isteri), atau dalam rahim isteri kedua dari suami bagi isteri pertama pemilik sel telur yang telah dibuahi tadi. Yang selanjutnya akan menghasilkan lebih dari satu sel embrio yang sama dengan embrio yang sudah ada. Lalu akan terlahir anak kembar yang terjadi melalui proses Kloning embrio ini dengan kode genetik yang sama dengan embrio pertama yang menjadi sumber Kloning.4. Kloning pada manusia

Kloning pada manusia terdapat dua cara. Petama, Kloning manusia dapat berlangsung dengan adanya laki-laki dan perempuan dalam prosesnya. Proses ini dilaksanakan dengan mengambil sel dari tubuh laki-laki, lalu inti selnya diambil dan kemudian digabungkan dengan sel telur perempuan yang telah dibuang inti selnya. Sel telur ini setelah bergabung dengan inti sel tubuh laki-laki lalu ditransfer ke dalam rahim seorang perempuan agar dapat memeperbanyak diri, berkembang, berubah menjadi janin, dan akhirnya dilahirkan sebagai bayi. Bayi ini merupakan keturunan dengan kode genetik yang sama dengan laki-laki yang menjadi sumber pengambilan sel tubuh.

Kedua, Kloning manusia dapat pula berlangsung di antara perempuan saja tanpa memerlukan kehadiran laki-laki. Proses ini dilaksanakan dengan mengambil sel dari tubuh seorang perempuan, kemudian inti selnya diambil dan digabungkan dengan sel telur perempuan yang telah dibuang inti selnya. Sel telur ini setelah bergabung dengan inti sel tubuh perempuan lalu ditransfer ke dalam rahim perempuan agar memperbanyak diri, berkembang, berubah menjadi janin, dan akhirnya dilahirkan sebagai bayi. Bayi yang dilahirkan merupakan keturunan dengan kode genetik yang sama dengan perempuan yang menjadi sumber pengambilan sel tubuh. Hal tersebut mirip dengan apa yang telah berhasil dilakukan pada hewan domba.

Adapun pewarisan sifat yang terjadi dalam proses Kloning, sifat-sifat yang diturunkan hanya berasal dari orang yang menjadi sumber pengambilan sel tubuh, baik laki-laki maupun perempuan. Dan anak yang dihasilkan akan memiliki ciri yang sama dengan induknya dalam hal penampilan fisiknya seperti tinggi dan lebar badan serta warna kulit dan juga dalam hal potensi-potensi akal dan kejiwaan yang bersifat asli. Dengan kata lain, anak tersebut akan mewarisi seluruh ciri-ciri yang bersifat asli dari induknya. Sedangkan ciri-ciri yang diperoleh melalui hasil usaha, tidaklah dapat diwariskan. Jika misalnya sel diambil dari seorang ulama yang faqih, atau mujtahid besar, atau dokter yang ahli, maka tidak berarti si anak akan mewarisi ciri-ciri tersebut, sebab ciri-ciri ini merupakan hasil usaha, bukan sifat asli.C. Komponen-komponen Kloning

a. Sumber DNA

Sumber DNA untuk pengerjaan kloning dapat berupa DNA kromosom yang diisolasi dari inti sel ataupun DNA komplementer yang diperoleh dari penyalinan mRNA dengan bantuan enzim reverse transcriptase, hasil dari penyalinan mRNA tadi disebut dengan complementary DNA (cDNA). DNA dalam organel lain dalam sel dapat pula digunakan sebagai sumber DNA dalam kloning selain DNA inti dan cDNA, misalnya DNA pada mitokondria dan kloroplas.

b. Vektor

Vektor adalah pembawa fragmen gen target ke dalam suatu sel inang. Persyaratan utama suatu molekul DNA dapat digunakan sebagai vektor antara lain harus bisa disisipi DNA asing, dapat diintroduksi ke dalam sel inang, dapat bereplikasi secara independen di dalam sel inang, dan memiliki penanda seleksi. Vektor yang sering digunakan untuk penelitian kloning dalam sel bakteri adalah virus dan plasmid. c. Enzim Endonuklease Restriksi

Enzim Endonuklease Restriksi yang diisolasi dari bakteri merupakan enzim yang dapat memotong ikatan fosfodiester untai DNA asing pada sekuen pengenalan yang spesifik.

d. Enzim Ligase

Enzim ligase merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi pembentukan kembali ikatan fosfodiester antara potongan fragmen DNA atau RNA berujung kohesif yang salin berkomplemen hasil pemotongan dengan enzim restriksi.

e. Sel Inang

Bakteri E.coli, Bacillus subtilis dan Saccharomyces cereviceae merupakan bakteri yang sangat bermanfaat dalam kloning karena memiliki kharakteristik ideal sebagai sel inang bagi gen yang akan dikloning. Bakteri tersebut sangat bermanfaat karena mudah dimanipulasi, mampu tumbuh dengan cepat dan stabil pada medium kultur biasa, dan dapat ditransformasi DNA asing.D. Langkah-langkah dasar Kloning Gen

Ada beberapa langkah dasar dalam Kloning Gen yaitu sebagai berikut :

1. Suatu fragmen DNA yang mengandung gen yang akan diklon diinsersikan pada molekul DNA sirkular yang disebut sektor untuk menghasilkan chimoera atau molekul DNA rekombiner.2. Vektor bertindak sebagai wahana yang membawa gen masuk ke dalam sel tuan rumah ( host ) yang biasanya berupa bakteri, walaupun sel-sel jenis lain dapat digunakan.3. Di dalam sel host, vektor mengadakan replikasi menghasilkan banyak kopi atau turunan yang identik, baik vektornya sendiri maupun gen yang dibawanya.4. Ketika sel host membelah, kopi molekul DNA rekombinasi diwariskan pada progeni dan terjadi replikasi vektor selanjutnya.5. Setelah terjadi sejumlah besar pembelahan sel, maka dihasilkan koloni atau klon sel host yang identik

Tiap-tiap sel dalam klon mengandung satu kopi atau lebih molekul DNA rekombinasi, dengan demikian dikatakan bahwa gen yang dibawa oleh molekul rekombinasi telah diklon.

Komponen penting dalam eksperimen kloning gen adalah wahana yang membawa gen masuk sel tuan rumah dan bertanggung jawab atas replikasinya. Untuk dapat bertindak sebagai wahana suatu molekul DNA harus mampu memasuki sel tuan rumah serta dapat mengadakan replikasi untuk menghasilkan kopi dalam jumlah besar.Dua jenis molekul DNA alamiah yang memenuhi persyaratan tersebut adalah :

1.Plasmid, merupakan molekul DNA sirkuler yang terdapat dalam bakteri dan berbagai organisme lain. Plasmid dapat melakukan replikasi dengan tidak tergantung pada kromosom sel tuan rumah.

2.Kromosom virus, terutama bakteriofage, yaitu virus yang harus menginfeksi bakteri pada waktu infeksi molekul DNA bakteriofage diinfeksikan ke dalam sel tuan rumah, dan kemudian DNA ini mengalami replikasi.

Molekul DNA plasmid dan bakteriofog mempunyai sifat-sifat dasar yang ditentukan sebagai wahana kloning, namun sifat ini tidak berguna tanpa adanya tehnik-tehnik eksperimen untuk manipulasi molekul DNA di dalam laboratorium.

Ketrampilan dasar untuk melakukan kloning secara sederhana adalah :

1. Preparasi sampel DNA murni

2. Pemotongan DNA murni

3. Analisis ukuran fragmen DNA

4. Penggolongan molekul DNA

5. Memasukan molekul DNA ke dalam sel tuan rumah

6. Identifikasi sel yang mengandung molekul DNA rekombinasi.

E. Pengklonan c DNA

Sebagian besar, metode-metode yang digunakan olehperusahaan-perusahaan pengklonan gen untuk memperoleh DNA rekombinan yang terdiri dari gen yang diinginkan dalam vektor ekspresi, adalah sama yang digunakan dalam laboratorium-laboratorium penelitian.Karena banyak protein yang bernilai komersil hanya terdapat dalam jumlah kecil dalam sel-sel dan jaringan hewan, dan karena ekspresi gen flon itu sangat penting, maka banyak pekerjaan komersial itu terpusat pada pengklonan c DNA dari mRNA-mRNA yang terdapat dalam jumlah sangat kecil didalam sel. Pendekatan lain yang digunakan untuk memperoleh insulin manusia, adalah sintesis kimia dari suatu gen.Hampir setiap molekul mRNA eukariot pada ujung 3-nya mempunyai rangkaian residu nukleotida adenin yang disebut ekor poli-A. Apapun fungsinya, poli-A itu memberikan jalan yang mudah untuk mensintesis suatu untaian DNA yang komplementer terhadap mRNA-nya. Jika rantai-rantai pendek dari oligo dT dicampur dengan mRNA, rantai tersebut berhibridasiasi ke ekor poli-A untuk memberikan suatu primer untuk aksinya enzim transfriptase balik. Enzim ini, yang disolasikan dari virus-virus tumor RNA tertentu dapat menggunakan RNA sebagai cetakan untuk mensintesis suatu untaian DNA. Hasil reaksinya adalah suatu hibrida RNA-DNA, untaian DNA yang baru itu mempunyai lingkaran tusuk konde pada ujungnya, tampaknya sebagai hasil dari enzim memutari sudut dan mulai mengkopi dirinya sendiri. Lingkaran tusuk konde itu mungkin merupakan suatu artefak ( sesuatu yang buatan ) in vitro tetapi ia memang memberikan suatu primer yang sangat mudah untuk pembuatan untaian DNA yang kedua. cDNA ( DNA komplementer ) berantai ganda yang dihasilkan mempunyai lingkaran tusuk konde yang utuh ini dapat dibelah oleh S1 nuklease, yaitu suatu nuklease spesifikyang beruntaian tunggal.Molekul cDNA yang beruntaian ganda yang diperoleh dengan cara tersebut, lalu disiapkan untuk disisipkan kedalam pBR 322, dengan jalan pemberi ekor dengan terminal transferase atau dengan menambahkan tempat-tempat enzim restriksi buatan pada ujung-ujung cDNA-nya.Tempat-tempat restriksi ini yang kita sebut penyambung (linker) adalah oligunekloitida-oligunekloitida dari 8 sampai 10 pasangan basa yang dibuat secara kimia. Penyambung-penyambung itu ditambahkan pada cDNA beruntaian ganda dengan menggunakan DNA ligase, lalu penyambung-penyambung itu digunting hingga terbuka dengan enzim restriksi, dan cDNA-nya, yang sekarang mengandung ujung-ujung lekat yang dihasilkan oleh enzim tadi, dimasukkan ke dalam pBR 322 yang telah di belah dengan enzim yang sama. Kemudian plasmid rekombinan yang mengandung cDNA yang di hasilkan itu, dimasukkan ke dalam strain E. coli yang sesuai dan dikembangbiakkan.F. Gen pengklonan : DNA rekombinan

Bakteri merupakan mesin-mesin efisien untuk menciptakan turunan identik DNA bacterifage dalam jumlahtertentu begitu masuk dalam sel inangnya. DNA fag tersebut berlipat ganda berkali-kali, turunan dikemas kedalam partikel-partikel berdaya tulang, baru dilepas dari sel inangnya sehingga siap mengulangi daur infeksi tersebut. Jika kita dapat menempelkan gen eukariotik kepada molekul DNA fag seperti itu, maka dapat direflikasi dengan cara yang sama. Sekali lagi endonukliase restriksi memungkinkan muslihat itu. Ekori adalah endonukleaserestriksi yang dihasilkan oleh E. koli. Enzim ini membelah DNA hanya ditempat yang meliputi rangkaiannya.Setiap utusan pilihan ganda itu dipotong diantara guanin dan adenin. Setiap kali hal ini terjadi ujung-ujung belahan filamen ganda itu membawa tambahan empat nukleotida yang panjang. DNA yang berpasangan (berhelai tunggal), yang dinamai ujung lengket karena mampu berpasangan basa dengan molekul DNA manapun yang mengandung ujung lengket pelengkap. Gagasannya adalah memperlakukan kedua DNA eukariotik dan DNA bakteriofage dengan endonukleaseretriksi yang sama sehingga tercipta ujung-ujung pelengkap. Dalam keadan yang sesuai, secara bercampur molekul-molekul DNA eukariotik akan menempel pada molekul-molekul DNA dengan ujung-ujung lengketnya masing-masing. Kemudian DNA ligase dapat dipakai untuk mengaitkan secara kovalen molekul-molekul itu bersama. Beberapa dari hibrid atau molekul-molekul rekombinan ini akan tetap berdaya infeksi pada inang bakteriofognya (e. coli) sebagaimana bakteriofog yang normal. Hal ini dapat dideteksi dengan membiarkan e. coli terbuka bagi campuran molekul DNA rekombinan dan selanjutnya menabur sel-sel pada cawan petri berisi agar. Sel-sel bakteri itu mulai berkembang biak, membentuk selaput sel-sel dipermukaan agar. Akan tetapi, setiap sel yang berhasil diinfeksi oleh molekul-moleku DNA rekombinan akan membentuk banyak turunan baru DNA rekombinan tersebut sebelum dibunuh dan dilisis.Molekul-molekul yang infektif dilepas, menginfeksi sel-sel terdekat, dan proses itu diulang. Akibatnya segera nampak dengan mata telanjang sebagai zona atau plak sikular yang jernih pada padang sel-sel .setiap plak merupakan suatu flon molekul-molekul DNA dan dapat diriakkan secara tak terbatas dengan meninfeksi lebih banyak sel e. coli.Walau setiap plak (plague) menghasilkan ikon unit molekul-molekul DNA rekombinan, potongan dari DNA eukariotik yang ada pada plak tertentu merupakan kebetulan semata-mata. Pencernaan semua DNA dalam sel-sel organisme eukariotik seperti mencit atau tikus oleh oleh endonuklease restriksi menghasilkan kumpulan fragman DNA yang sangat beragam. Fragman-fragman ini tergabung pada DNA bakteriofage secara acak. Pengklonan fragmen yang merupakan seluruh genom suatu organisme dinamakan pengklonan senapan.Kini masalahnya adalah salah satu temuan dari satu atau lebih plag (mungkin dari beberapa ribu ) yang mengandung gen eukariotik yang menarik perhatian kita. Untuk ini diperlukan suatu tolok. Misalnya dengan mencari DNA kelinci yang menjadikan lantai-lantai hemoglobinnya. Sebagaimana kita ketahui, RNA pesuruh untuk rantai-rantai ini dapat diisolasi dari prekursor sel-sel darah merah kelinci. Pesuruh-pesuruh ini dapat diisolasi dari prekursor dan dapat diberi label isotop radioaktif dan digunakan untuk mencari plak-plak yang mengandung rangkaian DNA pelengkap, yaitu rangkaian DNA yang dari pada pesuruh-pesuruh hemoglobin ini ditranskripsi. Inilah prosedurnya, sehelai kertas saring yang dibuat dari nitroselulosa secara perlahan ditekan pada permukaan lempengan agar yang berplak. Beberapa dari DNA pada setiap plak diserap oleh kertas saring tadi. DNA yang terserat itu kemudian diubah sifatnya menjadi pelayan tunggal, dan kertas saring yang dicelupkan ke dalam larutan yang berisikan molekul-molekul DNA rekombinan yang menyatakan rangkaiannya yang dicari itu. Karena plak-plak asal tidak menjadi rusak karena prosedur ini, maka molekul-molekul tambahan sampel khusus DNA rekombinan itu dapat dibiakkan dalam sel-sel koli tambahan untuk memproduksi sebanyak turunan sampelnya yang diinginkan. Maka inilah satu cara (namun bukan satu-satunya cara) untuk mencapaitujuan terdekatnya yaitu sampel murni suatu gen eukariotik. Prosesnya mungkin tanpak rumit, tetapi sungguh sangat langsung dan akhirnya tujuan dapat diacapai.

KESIMPULAN

Kloning adalah teknik membuat keturunan dengan kode genetic yang sama dengan sel induknya tanpa diawali proses pembuahan sel telur atau sperma tapi diambil dari inti sebuah sel pada makhluk hidup tertentu baik berupa tumbuhan, hewan maupun manusia.Kloning terdiri dari beberapa macam, antara lain: Kloning pada tumbuhan, Kloning pada hewan, Kloning pada embrio,dan Kloning pada manusia.Gen-gen eukariotik dan juga prokariotik dapat diklon dengan menyisipkannya dalam sepotong DNA, yang dapat direflikasi dala inang bakterinnya. Bakteriofage dan flasmi membentuk DNA Rekombinan yaitu dengan peleburan DNAnya. Selain itu tehnik-tehnik untuk menyisipkan gen-gen asing kedalam eukariotikdan prokariotik turut bekembang dan gen-gen ini secara efesien ditranskripsi dan translasi. Teknik-teknik DNA rekombianan ini sudah dieploitasi dalam pembuatan protein-protein manusia yang berniai hanya oleh bakteri dan khamir. Ada juga kemungkinan bahwa teknik-teknik tersebut pada akhirnya dapat memungkinkan untuk memperbaiki fungsi gen yang efektif pada eukariotik atau memberikan fungsi-fungsi gen yang baru baginya.DAFTAR PUSTAKA

Alkaf, Halid. 2003. Kloning dan Bayi Tabung Masalah dan Implikasinya. Jakarta:PB UIN.Anonim. 2015. Kloning. http://digilib.uinsby.ac.id. Diakses 07 Mei 2015 pukul 13.10 WIB.

Hadiarto,Toto. 2013. Prinsip Dasar Teknik DNA Rekombinan. http://biogen.litbang.pertanian.go.id. Diakses 07 Mei 2015 pukul 12.00 WIB.Kimbal, John W. 1989. Biologi Edisi kelima cetakan kedua. Jakarta : Erlangga. Nugroho, 2007. Penerapan teknik kloning. https://www.academia.edu. Diakses 07 Mei 2015 pukul 12.50 WIB.Koestoer, Renaldi. 2008. Kloning Gen NS1Virus Dengue pada Vektor Ekspresi pGEX-6P 1 dalam Escherichia coli BL21 STARTM (DE3). Depok: Universitas Indonesia.PAGE 5