1. 1. Bioteknologi dengan menggunakan kultur jaringan tumbuhan Christopher PH, Jefferson K, Kevin R, Sherlyn C, Terry T
2. 2. KLONING & MIKROPROPAGASI
3. 3. Klon: Populasi tumbuhan yang diproduksi secara seksual dari satu nenek moyang. Kloning menghasilkan tumbuhan yang identik secara genetik. Klon yang diambil dari tanaman stok ditumbuhkan dengan kultur jaringan pada kondisi steril dengan mengontrol konsentrasi nutrien serta hormon KLONING
4. 4. KLONING KELAPA SAWIT Sebagian kecil dari titik tumbuh kelapa sawit diambil dan ditumbuhkan pada kondisi steril di dalam medium agar. Mitosis menyebabkan dihasilkannya kelompok sel-sel yang indentik yang kemudia dipisahkan. Sel-sel tersebut yang identik akan bertumbuh menjadi tumbuhan kelapa sawit dengan gen yang sama dengan identiknya.
5. 5. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN (MIKROPROPAGASI) Mikropropagasi adalah bentuk perbanyakan tumbuhan secara vegetatif dengan memanipulasi jaringan somatik tumbuhan dalam kultur aseptik dengan lingkungan terkontrol. Eksplan: Tumbuhan utuh yang dihasilkan dari bagian akar, batang, atau daun. Eksplan dapat membentuk tumbuhan utuh yang disebut totipotensi Totipotensi merupakan kemampuan sel tumbuhan untuk berkembang menjadi tumbuhan utuh.
6. 6. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN (MIKROPROPAGASI) Kalus: Potongan jaringan tumbuhan yang terdiri dari sejumlah kecil sel-sel pada medium kultur yang sesuai dan dibiarkan tumbuh menjadi massa sel yang belum terdiferensiasi. Tumbuhan baru dapat dihasilkan dengan menumbuhkan sebagian kecil kalus dalam medium pertumbuhan baru dengan perbandingan hormon pertumbuhan yang berbeda.
7. 7. Video penjelasan kultur jaringan tumbuhan
8. 8. Video percobaan kloning tumbuhan
9. 9. Video bahaya rekayasa genetika tumbuhan (tambahan)
10. 10. BIOTEKNOLOGI DENGAN MENGGUNAKAN REKAYASA GENETIKA
11. 11. Pendahuluan Tahapan dasar Rekombinasi gen Manfaat
12. 12. PENDAHULUAN Bioteknologi berkembang seiring kemajuan ilmu pengetahuan. Seiring berjalannya waktu, bioteknologi telah melahirkan rekayasa genetika (bioteknologi modern)
13. 13. Rekayasa Genetika/ DNA Rekombinan Teknik yang memungkinkan sang peneliti untuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan melipatgandakan fragmen DNA dalam bentuk aslinya
14. 14. Tahapan Dasar Rekayasa Genetik Rekayasa genetika ini telah diteliti kira-kira 50 tahun yang lalu oleh Dr. Paul Berg dari Stanford University, dan kelompok-kelompok lainnya.
15. 15. Tahapan Dasar Rekayasa Genetik Mereka menemukan bahwa enzim restriksi endonuklease dapat berfungsi sebagai gunting molekuler.
16. 16. Tahapan Dasar Rekayasa Genetik Enzim restriksi endonuklease ini dapat mengetahui unsur kimiawi dan tempat- tempat khusus lalu memotongnya.
17. 17. Penemuan enzim yang bernama ligase juga penting karena dapat menggabungkan potongan DNA dari makhluk yang tidak berkaitan. Hibrid yang terbentuk dari proses ini disebut DNA rekombinan.
18. 18. Selama ini telah ditemukan 200 enzim restriksi endonuklease yang berfungsi untuk memotong gen- gen yang diinginkan lalu dicangkokkan di tempat yang diinginkan. Kini para ahli dapat membongkar virus, bakteri, dan lain-lain
19. 19. Bukan sekedar gunting dan tempel, namun dipengaruhi oleh sebuah gen yang harus diangkut oleh suatu materi genetik khusus disebut Vektor.
20. 20. Salah satu vektor yang berguna adalah plasmid. Plasmid adalah molekul DNA sirkuler kecil yang terdapat di luar kromosom sel bakteri
21. 21. Pembentukan DNA rekombinan dengan bantuan enzim restriksi endonuklease dan ligase Enzim restriksi memotong sekuen basa spesifik dari DNA Enzim yang sama memotong sekuen yang sama pada plasmid DNA DNA dan DNA plasmid dan enzim-enzim dimodifikasi dan digabung Sekumpulan Plasmid rekombinan yang mengandung DNA dimasukkan ke sel inang. Sel inang membelah dan merperbanyak plasmid rekombinan.
22. 22. Sumber: http://chemistrylearning.com/wp- content/uploads/2009/03/image0015.jpg
23. 23. Video proses rekombinasi gen
24. 24. Kedokteran dan farmasi Peternakan dan pertanian Perindustrian
25. 25. Bidang Kedokteran & Farmasi Pembuatan insulin manusia oleh bakteri Insulin = protein untuk mengatur metabolisme gula di dalam tubuh manusia Gen insulan = suatu daerah di dalam DNA yang memiliki informasi untuk menghasilkan insulin
26. 26. Penderita diabetes tidak mampu membentuk insulin dalam jumlah yang dibutuhkan Untuk 0.45 kg insulin (untuk 750 pasien selama 1 tahun) Dibutuhkan 3600 kg kelenjar pankreas dari 23.000 ekor hewan Sebelum pembuatan insulin dari bakteri
27. 27. Setelah pembuatan insulin dari bakteri Salinan insulin dari bakteri mirip insulin manusia Lebih baik daripada pankreas dari hewan Biaya menjadi lebih murah
28. 28. Teknik Pencangkokan Gen k
29. 29. PEMBUATAN INSULIN DARI BAKTERI (TAMBAHAN)Sumber: http://www.nlm.nih.gov/exhibition/fromdnat obeer/exhibition-interactive/recombinant- DNA/recombinant-dna-technology- alternative.html
30. 30. Terapi gen manusia Terapi gen dilakukan setiap adanya kelainan genetik yang disebabkan alel tunggal yang rusak. Secara teoritis penggantian tersebut menggunakan teknik DNA rekombinan Dengan cara alel baru disisipkan ke dalam sel somatik Agar terapi gen sel somatik bersifat permanen, sel penerima harus memperbanyak diri Bidang Kedokteran & Farmasi
31. 31. Contoh terapi gen pada manusia Contoh terapi gen yang menjanjikan : terapi yang melibatkan sumsum tulang Sumsum tulang termasuk stem cell yang menghasilkan semua sel darah dan sel imun Semua percobaan ini masih dalam taraf pendahuluan yang di desain untuk menguji keamanan dan kelayakan prosedur, bukan untuk menyembuhkan
32. 32. Contoh terapi gen pada manusia
33. 33. Contoh terapi gen pada manusia
34. 34. ANTIBODI MONOKLONAL Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh sistem imunitas veterbrata sebagai sistem pertahanan Keunikan antibodi dibandingkan protein lain karena terdapat berjuta-juta antibodi dengan bentuk yang berbeda Setiap masing-masing antibodi memiliki tempat pengikatan yang spesifik
35. 35. ANTIBODI MONOKLONAL Antibodi didapat dari menyuntikan beberapa kali suatu sampel yang berisi antigen ke dalam hewan seperti kelinci atau kambing, kemudian serum darah hewan tersebut diambil karena banyak mengandung antibodi
36. 36. ANTIBODI MONOKLONAL Antiserum tersebut mengandung campuran antibodi yang dihasilkan oleh limfosit B Pada tahun 1976 masalah heterogenitas antiserum dapat diatasi dengan mengembangkan teknik yang merevolusi kegunaan antibodi Sumber: http://1.bp.blogspot.com/- VVqI5q5jO00/TbBLH3jgCMI/AAAA AAAABPE/PGkGCKFyoAk/s1600/pl n2.jpg
37. 37. ANTIBODI MONOKLONAL Dengan mengembangbiakan suatu klon sel-sel limfosit B yang mengsekresikan satu jenis antibodi Oleh karena sel limfosit B yang memiliki rentan waktu hidup, dapat diatasi dengan menggabungkan sel tumor limfosit B Dari campuran heterogen sel hibrid dihasilkan hibrid yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan antibodi yang dapat memperbanyak Sumber: catatankimia.com
38. 38. ANTIBODI MONOKLONAL Hibridoma tersebut diperbanyak sebagai klon individu yang stabil dan permanen menghasilkan antibodi monoklonal Antibodi ini dapat digunakan untuk membunuh sel kanker
39. 39. Manfaat rekayasa genetika pada bidang pertanian (tambahan) Untuk memberikan karakter atau sifat baru pada berbagai jenis tanaman. Teknologi rekayasa genetika tanaman memungkinkan pengintegrasian gen-gen yang berasal dari organisme lain untuk perbaikan sifat tanaman. Contoh aplikasi rekayasa genetika di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman transgenik
40. 40. Manfaat rekayasa genetika pada bidang pertanian (tambahan) Sifat-sifat tanaman transgenik 1. toleran terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida) 2. tahan terhadap hama dan penyakit tertentu 3. mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi beta-karoten dan vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah, kentang dan pisang yang berkhasiat obat, dll.) 4. dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri) 5. dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan tanah dengan kandungan garam tinggi)
41. 41. Manfaat rekayasa genetika pada bidang peternakan (tambahan) Perbaikan kualitas pakan dan bibit Vaksin-vaksin: penyakit mulut dan kuku pada sapi rabies pada anjing blue tongue pada domba white-diarrhea pada babi fish-fibrosis pada ikan
42. 42. Manfaat rekayasa genetika pada bidang peternakan (tambahan) Hormon pertumbuhan untuk: sapi (recombinant bovine somatotropine) babi (recombinant porcine somatotropine) ayam (chicken growth hormone) Penemuan ternak transgenik yang paling menggegerkan dunia adalah ketika keberhasilan kloning domba Dolly diumumkan pada tanggal 23 Februari 1997.
43. 43. Manfaat rekayasa genetika pada bidang industri (tambahan) Pembuatan keju, enzim renet yang digunakan juga merupakan produk organisme transgenik. Hampir 40% keju keras (hard cheese) yang diproduksi di Amerika Serikat menggunakan enzim yang berasal dari organisme transgenik. Demikian pula, bahan-bahan food additive seperti : penambah cita rasa makanan pengawet makanan pewarna pangan pengental pangan