FAQ : Genetically Modified Organism

 

GMO Pro-Con

Source : Huffington Post

 

IS THE GMO’s UN-NATURAL ?

GMO’s atau Genetically Modified Organism adalah mahluk hidup yang udah direkayasa secara genetis sehingga memberi nilai tambah bagi kehidupan manusia. Kalo udah ngomongin GMO, pasti banyak banget hal yang pro-kon nya. Buktinya aja, sampai sekarang GMO belum bisa menguasai segmen pasar pangan, even dampak positifnya banyak.

Well, kita kembali ke pertanyaan di atas, apakah GMO itu ga alami ? Jawabannya, tentu tidak. GMO tetap bagian dari alam, sekalipun campur tangan manusia secara langsung ada dalam pewujudan organisme ini. Why ?

Karena, transgenesis, yang adalah inti dari genetical engineering itu, sudah ada di alam sejak dulu-dulu banget. Tapi, kitanya aja kurang concern di fenomena itu dulu. Bisa jadi, pemahaman manusia terhadap sains, belum sampai di tahap transgene. Bukan seperti sekarang, transgene udah dihandle directly oleh manusia.

Contohnya dari dunia virus. Kita tau kan, kalo virus itu menginfeksi inangnya, katakanlah bakteriofag terhadap bakteri. Dalam fase lisogenik, materi genetik punya virus akan bergabung dengan materi genetik punya bakteri. Dari proses itu aja, udah ada kok transgenesis antar mahluk hidup di alam. So, unfair rasanya kalo dibilang bahwa GMO itu, unnatural.

 

WHAT IS BENEFITS OF PLANT ENGINEERING ?

Kalo pertanyaannya benefit dari plant negineering, udah sering banget dibahas. Karena memang banyak data-data faktual hasil eksperimen yang berhasil dalam plant engineering (plusnya : totipotensi). Fokusnya disini pada contoh aja.

Kita tau, bahwa herbisida dan berbagai macam pestisida lainnya itu, sangat luas pemakaiannya di petani. Sampai-sampai sekarang, jatuhnya adalah di isu lingkungan yang semakin kacau.Dengan plant engineering, kita bisa hasilkan crop yang tahan hama seperti di kasus pepaya, ada ringspot virus yang bener-bener merusak tanaman pepaya. Dan di alam, belum ada satupun varietas pepaya yang kebal terhadap virus ini. Barrier ini dilewati oleh plant engineering, hingga pepaya tadi pun mampu bertahan hidup dan berproduksi. Crop ini selain mengurangi cost yang dikeluarkan petani untuk membeli pestisida, juga tidak ada isu lingkungan yang akurat sebagai dampaknya.

Intinya adalah melalui plant engineering kita bisa menghasilkan crop product yang negative traitnya diminimalkan dan diintroduksi dengan trait yang menguntungkan bagi manusia misalnya ukuran besar, tanpa biji (jika mau), dan banyak deh.

WHAT’S PEOPLE REASON TO REJECT GMO ?

Nah, ini yang menarik, menurutku. Dari banyaknya data yang menyajikan keuntungan plant engineering, tetap bakal ada sceptisism yang menyertainya. Kayak orang bilang, ada +/- nya.

Ada empat opsi yang bakal aku munculkan ke permukaan. Pertama adalah adanya allergenik yang terkandung di produk GMO. Dari gen yang diintroduksi ke tanaman, tentunya akan diterjemahkan sebagai asam amino dan bermuara pada pembentukan protein di tanaman. Orang-orang takut, karena ini adalah protein baru dan sifatnya asing dari kultivar yang ada sebelumnya, bakal menjadi alergen yang membahayakan kesehatan manusia. Yang disayangkan adalah, ketika statement ini dikeluarkan, tidak ada data saintifik yang membuktikannya.

Kedua, masalah environmental safety. Tida bisa dipungkiri memang, dalam proses transgenesis, bakal ada gen-gen yang terlepas ke alam. Misalnya nih, dari polen tanaman hasil rekayasa, yang terbang terbawa angin sejauh 20km. Dikhawatirkannya lagi adalah gen ‘asing’ (katakanlah gen tahan hama) ini bakalan mengenai tumbuhan non target seperti gulma.

Ketiga, masalah pilihan. Memang ada-ada aja orang yang bahkan sangat memahami bagaimana genetical engineering ini dilakukan tapi memilih untuk tidak menggunakannya just because you can choose. Sama kayak, ada orang yang paham teknologi tapi ga mau makai televisi di rumahnya.

Keempat, karena orang-orang membenci big companies. Untuk melakukan plant engineering, kita butuh biaya besar, sangat besar malahan, makanya universitas skala besar pun masih belum mampu jika ada project memproduksi crop GMO secara komersial. Disaat ternyata ada small company yang bisa dalam skill ini, namun biaya project jadi hambatannya, penolakanlah yang terjadi.

Aku juga melihat bahwa orang-orang sebenarnya tidak menolak sains dan teknologi. Namun, banyak misinformed yang terjadi di lingkungan kita yang membuat kita malah menyalahkan teknologi itu sendiri.

 

Inspired by : Professor in Horticulture  (which I forget his name) and Professor in Agronomy (which I forget her name too. I do apologize for that) , from University of Wisconsin-Madison

PLANT : BREEDING, GENETICS, & ENGINEERING

 

 

Plant Breeding

Source : Greenhouse Grower

 

 

PLANT BREEDING IN CLASSICAL WAY

Plant Breeding dalam bahasa Indonesia berarti Pemuliaan Tanaman. Tapi, kenapa aku buat judul sub-bahasan ini bukan pemuliaan tanaman.  Karena banyak orang mikirnya yang aneh-aneh. “Lha, masak tanaman disembah-sembah, gila nder.”
Biasanya dalam hati, aku tertawa layas (istilah sinis di SMAku dulu) pada lawan bicaraku. Kebiasaan kita kan gitu, malas thinking padahal kita punya akal. Makanya ga salah kalo, Carl Jung bilang, thinking is difficult, that’s why most of people judge.

So, plant breeding bisa dibilang juga persilangan pada tanaman, sudah dilakukan manusia sejak zaman dulu banget.Orang-orang zaman dulu itu, mengambil baik tanaman wild ataupun kultivar (tanaman yang sudah dibudidayakan oleh petani) lalu kemudian disilangkan. Mereka itu, memilih-milih mana sifat yang baik dari tanaman A, digabungkan dengan sifak baik dari tanaman B. Harapannya, akan muncul anakan (progeny) yang memiliki dua sifat unggul tadi.

Selain itu, kalo kita mengkilas balik peradaban manusia, dulu juga manusia selain melakukan persilangan, mereka melakukan domestifikasi. Domestifikasi ini semacam upaya dari mereka untuk memperbanyak hanya tanaman yang sifatnya menguntungkan bagi manusia. Mirip-mirip kayak artificial selection. Contohnya aja buah beet. Dulu itu, semua tanaman beet mulai dari daunnya, batang, hingga akarnya dimakan sama manusia. Kemudian, manusia mulai merasa bahwa hanya bagian umbi dari beet yang lebih layak dikonsumsi. Dan, di alam, kan ada banyak tuh jenis-jenis tanaman beet. Ada yang unggulnya di daun (lebar-lebar dan lebat), ada yang bagus di batang (kokoh) atau unggul di umbi (besar). Diseleksilah sama mereka mana yang baiknnya, yaitu yang umbinya bagus tadi, lalu itulah yang dibudidayakan sama mereka dan hingga jadi produk makanan.

Kalo udah ngomongin persilangan, ga afdol rasanya kalo Mendel gak dilibatkan. Nah, Mendel ini juga masih melakukan persilangan dengan cara klasik, yaitu mengambil putik dari tanaman ercis A, lalu dipaparkan dengan tanaman ercis B, lalu nunggu selama beberapa tahun untuk melihat keturunannya (filial). Apa yang menjadi keunggulan Mendel adalah, ia membukakan orientasi genetika dunia untuk mengenal gen, sebagai agen herediter.

Muncullah yang namanya gene gun, yaitu tools yang digunakan untuk menembakkan gen tertentu langsung ke sel objek (misal sel tumbuhan).

PLANT GENETICS

Oleh karena perjuangan Mendel, yang menurut aku sabar banget. Bayangin aja, dia mau nungguin ercisnya untuk menghasilkan anakan, terus disilangin lagi, nunggu lagi. Iya kalo tumbuhnya subur, kalo gak ? Udah gitu, dia melakukannya bukan untuk satu generasi aja, namun beberapa generasi. Hebat kan Pak Mendel !!!

After Mendel memperkenalkan istilah gen, sifat, karakter, genotipe, dan beberapa hal baru lainnya, kita pun memasuki era plant genetics. Di masa ini itu, tetep aja prinsipnya masih sama, yaitu plant breeding. Cuma, dengan kita mengetahui gen, kita mampu memprediksi atau memperkirakan, kira-kira anakan tanaman A dan B, jika disilangkan akan seperti apa kenampakannya (fenotipenya) tanpa harus menunggu bertahun-tahun hingga anakan bertumbuh besar. Dengan plant genetics, waktu kita lebih efisien dalam plant breeding. Misalnya, untu melakukan persilangan hingga generasi ketujuhnya diketahui seperti apa, bisa memakan waktu hingga 20 tahun, kita cukup dengan beberapa bulan saja, sudah bisa.

Gen ini itu sudah mengandung informasi terkait protein-protein apa yang akan diekspresikan tanaman nantinya. Dan, dari interaksi protein ini bisa divisualisasikan (complete/incomplete) kira-kira tanaman kita fenotipenya bagaimana.

PLANT ENGINEERING

Setelah mengetahui tentang gen, dan ternyata ini itu sangat berdampak positif pada perkembangan Plant Breeding, ada lagi yang lebih fantastik yaitu Plant Engineering atau Rekayasa Tumbuhan.

Pengetahuan mengenai gen semakin mendalam, dan diketahuilah bahwa ternyata ada materi yang sebenarnya blueprint tiap mahluk hidup yaitu DNA. DNA ini yang menjadi bahasa genetik di seluruh organisme di muka bumi. Maksudnya adalah, DNA itu mengantung basa bernitrogen kan, yaitu A,T,G,C. Jadi, kalo misalnya di bakteri ada sequence DNA yaitu AUG yang mengekspresikan metionin, maka di tumbuhan juga alphabet AUG diartikan sebagai metionin. Ada bahasa yang sifatnya universal bagi mahluk hidup.

Berangkat dari sinilah, plant engineering sebagai bagian dari genetical engineering mulai melebarkan sayap. Gene gun mulai dirasa kurang presisi, dan failure probabilitynya di sel target masih besar. Dipakailah prinsip transgenesis dengan vektor berupa bakteri ataupun yeast. Gen atau urutan DNA yang diinginkan ada di tumbuhan target, disisipkan pada plasmid bakteri, lalu bakteri sendiri yang akan menginfeksi sel tumbuhan target.

Dengan plant engineering ini, kesempatan untuk bereksperimen di bidang plant genetics semakin luas dan presisi. Permasalahan klasik manusia dalam plant cultivation bisa diatasi. Barrier di alam seperti incompatibility antar spesies bisa dilewati, yang tidak mungkin dilakukan dalam persilangan tanaman in classical way. Lewat plant engineering juga dihasilkan best crop yang bisa tahan terhadap kekeringan, hama dan penyakit merugikan.

 

 

Inspired by: Professor in Horticulture  (which I forget his name) and Professor in Agronomy (which I forget her name too. I do apologize for that) , from University of Wisconsin-Madison

 

 

BESIDE : CELL CYCLE

Apa yang terbayang di pikiran Anda, ketika bahasan sampai kepada siklus sel ? Kebanyakan dari kita, akan langsung terpikir tahap-tahap profase, metafase, anafase dan telofase. Padahal, tahap-tahap yang Anda pikirkan tersebut hanya satu jam dari 24 jam proses pembelahan sel. Dan, 23 jam lagi didominasi oleh tahap interfase.

Cell cycle

Tahap pembelahan sel, berupa siklus, yang akan terus berlanjut jika lingkungan sel mendukungnya. Siklus sel dibagi atas dua tahap utama yaitu fase interfase dan fase mitotik.

Fase interfase, terbagi atas tiga sub-tahap lagi yaitu fase G1, S, dan G2. Fase G1 pada mamalia berlangsung selama 6-7 jam, meski sebenarnya sangat bervariasi lamanya. Di fase G1, cenderung ditekankan adanya proses pertumbuhan sel sehingga ukuran sel bertambah besar, sintesis protein sebagai persiapan replikasi DNA, dan proses copying organel. Namun, ternyata tahap G1 jauh lebih penting daripada pertumbuhan sel. Di akhir tahap G1 menuju tahap S, didapati restriction point (pada mamalia) atau start (pada yeast), berupa checkpoint yang harus dilewati oleh sel agar interfase dan fase mitotik dapat dilewati. Untuk mengetahui apakah sel lulus dari checkpoint ini, monitoring pun terus dilakukan di lingkungan internal sel, menunggu hadirnya molekul sinyal yang menjadi syarat lewatnya checkpoint dan lingkungan sel juga harus mendukung proses ini. Ketika sel telah melewati checkpoint ini, lalu kemudian sinyal tadi dibuang dari sel, pembelahan sel tetap berlanjut.

Di tahap S, fase terlama dari interfase.  Kita tahu terjadi proses replikasi DNA di tahap S, yaitu menyiapkan salinan DNA dari sel induk untuk dibagi sama rata pada sel anakan hasil mitosis. Bukan hanya tahap sintesis yang terjadi di tahap S, pertumbuhan seperti di tahap G1, tetap berlangsung. (Note : Logically, tidak mungkin pertumbuhan sel seolah-olah memiliki dua episode yang terpotong, di G1 dan G2)

Di tahap G2, pertumbuhan sel dan copying organel harus segera diselesaikan agar sel benar-benar siap memasuki fase mitotik.

Fase mitotik, terdiri atas dua sub-tahap juga yaitu mitosis dan sitokinesis. Mitosis terdiri atas profase, metafase, anafase dan telofase. Untuk lebih paham, cukup lihat video berikut. (Note : Dari video, kamu bakalan memahami bukan menghapal seperti fokus pendidikan kita )

(Cukup di klik link : https://www.youtube.com/watch?v=woD6zvp-4E8 )

 

Fase mitotik sering tumpang tindih dengan sitokinesis, tepatnya dengan fase telofase.