Makalah ini disusun oleh Annas Kurniawan, sebagai salah satu bentuk tugas Matakuliah Sains Masa Depan (Science Future). Makalah ini masih jauh dari sempurna, untuk itu kritik dan saran sangat penulis harapkan....
Semoga bermanfaat....
Universitas Pendidikan Ganesha, Singaraja-Bali 2011.
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Kloning merupakan salah satu bioteknologi mutakhir yang sangat bermanfaat untuk memultiplikasi genotip hewan yang memiliki keunggulan tertentu dan preservasi hewan yang hampir punah. Walaupun keberhasilan produksi hewan kloning lewat transfer inti sel somatik telah dicapai pada berbagai spesies, seperti domba, sapi, mencit, kambing babi, kucing, dan kelinci, efisiensinya sampai sekarang masih sangat rendah yakni kurang dari 1 persen, dengan sekitar 10 persen yang lahir hidup (Han et al., 2003 dalam Hine, T. M, 2004). Transfer inti melibatkan suatu seri prosedur yang kompleks termasuk kultur sel donor, maturasi oosit in vitro, enukleasi, injeksi sel atau inti, fusi, aktivasi, kultur in vitro reconstructed embryo, dan transfer embrio. Jika salah satu dari tahap-tahap ini kurang optimal, produksi embrio atau hewan kloning dapat terpengaruh.
Sejarah tentang hewan kloning telah muncul sejak awal tahun 1900, tetapi contoh hewan kloning baru dapat dihasilkan lewat penelitian Wilmut et al. (1997), dan untuk pertama kali membuktikan bahwa kloning dapat dilakukan pada hewan mamalia dewasa. Hewan kloning tersebut dihasilkan dari inti sel epitel ambing domba dewasa yang dikultur dalam suatu medium, kemudian ditransfer ke dalam ovum domba yang kromosomnya telah dikeluarkan, yang pada akhirnya menghasilkan anak domba kloning yang diberi nama Dolly (Hine, T. M, 2004).
Kloning domba pertama sebenarnya telah dilaporkan 26 tahun yang lalu oleh Willadson (1986) yang menggunakan blastomer-blastomer embrio sebagai donor inti. Dan hal inilah yang menjadi precursor bagi kegiatan-kegiatan transplantasi inti hewan-hewan domestik termasuk domba Dolly. Produksi domba identik oleh Willadson (1986) mencetuskan berbagai perbaikan dalam tehnik-tehnik kloning pada berbagai spesies hewan. Hewan-hewan kloning yang dihasilkan dari transplantasi inti sel somatik telah dilaporkan pada mencit, sapi, kambing, domba, dan babi (Hine, T. M, 2004). Penelitian-penelitian yang melibatkan spesies-spesies lain terus dilakukan, dan dari informasi yang dihimpun menunjukkan bahwa berbagai spesies hewan dapat dikloning lewat transplantasi inti.
Walaupun hewan kloning yang dihasilkan lewat transplantasi inti sangat tidak efisien, akan tetapi fakta bahwa perkembangan kloning akan besar sekali dampaknya terhadap kehidupan manusia menyebabkan percobaan-percobaan terkait kloning masih dilakukan. Terlepas dari pro dan kontra terhadap proses kloning, pada dasarnya kloning tetap memiliki beberapa manfaat yang dapat diperoleh manusia misalnya dalam melestarikan keanekaragaman hayati yang terancam punah. Untuk itu, perkembangan pengetahuan tentang kloning seperti proses klonin, tehnik kloning, serta manfaat kloning harus dipahami secara benar.
2. Rumusan Masalah
Dari latarbelakang sebelumnya, maka dapat dirumuskan beberapa rumusan masalah sebagai berikut.
1. Bagaimanakah definisi kloning?
2. Bagaimana tehnik-tehnik kloning yang pernah dilakukan?
3. Bagaimanakah manfaat atau keuntungan yang dapat diperoleh dari penerapan kloning?
3. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan makalah ini berdasarkan rumusan masalah di atas adalah sebagai berikut.
1. Menjelaskan definisi kloning
2. Menjelaskan bagaimana tehnik-tehnik kloning yang pernah dilakukan
3. Menjelaskan manfaat dan keuntungan yang dapat diperoleh dari penerapan kloning
4. Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari penulisan makalah ini adalah bagi penulis dan pembaca dapat memperoleh pengetahuan tentang apa yang dimaksud dengan kloning, bagaimana tehnik-tehnik kloning yang pernah dilakukan, manfaat dan keuntungan yang dapat diperoleh dari penerapan kloning.
5. Metode Penulisan
Metode yang digunakan dalam penyusunan makalah ini adalah metode kajian pustaka, yaitu penulis mengumpulkan berbagai sumber atau referensi yang relevan dengan materi yang disajikan dan kemudian dilakukan pengkajian terhadap materi tersebut.
2.1. Definisi Kloning
Kloning berasal dari kata "Klon" dalam bahasa Yunani yang berarti ranting yang dapat mereplikasi sendiri dan akhirnya tumbuh menjadi pohon. Kloning terjadi secara alami dalam banyak jenis tanaman yaitu dengan cara vegetatif.kloning adalah cara bereproduksi secara aseksual atau untuk membuat salinan atau satu set salinan organisme mengikuti fusi atau memasukan inti diploid kedalam oosit (Seidel ,GE Jr., 2000 dalam Tong, W F., 2002). Americaan Medical Association mendefinisikan kloning sebagai produksi
dari organisme identik secara genetik melalui sel somatik transfer nuklir, walaupun definisi yang lebih luas sering digunakan untuk memasukkan produksi jaringan dan organ dari kultur sel atau jaringan menggunakan sel (Tong, W F., 2002).
Kloning dalam biologi adalah proses menghasilkan populasi serupa genetik individu identik yang terjadi di alam saat organisme seperti bakteri, serangga atau tanaman bereproduksi secara aseksual . Secara definisi, klon adalah sekelompok organisme hewan maupun tumbuhan melalui proses reproduksi aseksual yang berasal dari satu induk yang sama. Setiap anggota klon tersebut memiliki jumlah dan susunan gen yang sama sehingga kemungkinan besar fenotifnya juga sama (Rusda, M, 2003).
Kloning pada tanaman dalam arti melalui kultur sel mula-mula dilakukan pada tanaman wortel. Dalam hal ini sel akar wortel dikultur, dan tiap selnya dapat tumbuh menjadi tanaman lengkap. Teknik ini digunakan untuk membuat klon tanaman dalam perkebunan. Dari sebuah sel yang mempunyai sifat unggul, kemudian dipacu untuk membelah dalam kultur, sampai ribuan atau bahkan sampai jutaan sel. Tiap sel mempunyai susunan gen yang sama, sehingga tiap sel merupakan klon dari tanaman tersebut.
Kloning pada hewan dilakukan mula-mula pada hewan amfibi (kodok), dengan mengadakan transplantasi nukleus ke dalam telur kodok yang dienukleasi atau dihilangkan inti selnya. Sebagai donor, digunakan nukleus sel somatik dari berbagai stadium perkembangan. Ternyata donor nukleus dari sel somatik yang diambil dari sel epitel usus kecebong pun masih dapat membentuk embrio normal.
2.2. Tehnik-Tehnik Kloning
Pada tahun 1928, Hans Spemann, melakukan eksperimen dengan embrio salamander dengan melakukan percobaan dengan tehnik transfer inti sel embrio salamander ke sel tanpa inti atau tanpa nukleus. Transfer nukleus pada dasarnya membutuhkan dua sel, yaitu suatu sel donor dan sel oosit atau sel telur. Telur matur sebelum dibuahi dibuang intinya atau nukleusnya. Proses pembuangan nukleus tadi dinamakan proses enukleasi. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan informasi genetisnya. Ke dalam telur yang telah dienukleasi tadi kemudian dimasukkan nukleus (donor) dari sel somatik. Penelitian membuktikan bahwa sel telur akan berfungsi terbaik bila berada dalam kondisi anfertilisasi, sebab hal ini akan mempermudah penerimaan nukleus donor seperti dirinya sendiri. Di dalam telur, inti sel donor tadi akan bertindak sebagai inti sel zigot dan membelah serta berkembang menjadi blastosit. Blastosit selanjutnya ditransfer ke dalam uterus induk pengganti (surrogate mother). Jika seluruh proses tadi berjalan baik, suatu replika yang sempurna dari donor akan lahir. Jadi sebenarnya setelah terbentuk blastosit in vitro, proses selanjutnya sama dengan proses bayi tabung yang tehnologinya telah dikuasai oleh para ahli obstetri ginekologi.
2.2.1. Tehnik Roslin
Kloning domba Dolly merupakan peristiwa penting dalam sejarah kloning. Dengan kegiatan kloning yang dilakukan pada kambing tidak hanya membangkitkan antusias terhadap kloning, melainkan kegiatan kloning tersebut membuktikan bahwa kloning binatang dewasa dapat disempurnakan. Sebelumnya, tidak diketahui bahwa suatu nukleus dewasa ternyata mampu memproduksi suatu hewan yang lengkap atau komplit.
Ian Wilmut dan Keith Cambell memperkenalkan tentang suatu metode yang mampu melakukan singkronisasi siklus sel dari kedua sel, yakni sel donor dan sel telur. Tanpa singkronosasi siklus sel, maka inti tidak akan berada pada suatu keadaan yang optimum untuk dapat diterima oleh embrio. Bagaimanapun juga sel donor harus diupayakan untuk dapat masuk ke Gap Zero, atau stadium sel G0, atau stadium sel dorman (Rusda, M., 2003).
Tahapan yang dilakukan oleh Ian Wilmut dan Keith Cambell adalah sebagai berikut (Rusda, M., 2003). Pertama, suatu sel (yang dijadikan sebagai sel donor) diseleksi dari sel kelenjar mammae domba betina berbulu putih (Finn Dorset) untuk menyediakan informasi genetis bagi pengklonan. Untuk studi ini, peneliti membiarkan sel membelah dan membentuk jaringan in vitro atau diluar tubuh hewan. Hal ini akan menghasilkan duplikat yang banyak dari suatu inti yang sama..
Kedua, Suatu sel donor diambil dari jaringan dan dimasukkan ke dalan campuran, yang hanya memiliki nutrisi yang cukup untuk mempertahankan kehidupan sel. Hal ini menyebabkan sel untuk menghentikan seluruh gen yang aktif dan memasuki stadium G0 atau stadium dorman. Kemudian sel telur dari domba betina Blackface dienokulasi dan diletakkan disebelah sel donor.. Domba blackface adalah domba betina yang mukanya tertutupi bulu hitam atau sering disebut juga Scottish Blackface.
Satu sampai delapan jam setelah pengambilan sel telur, kejutan listrik digunakan untuk menggabungkan dua sel tadi, pada saat yang sama pertumbuhan dari suatu embrio mulai diaktifkan. Tehnik ini tidaklah sepenuhnya sama seperti aktivasi yang dilakukan oleh sperma, karena hanya beberapa sel yang mampu bertahan cukup lama untuk menghasilkan suatu embrio setelah diaktifkan oleh kejutan listrik (Rusda, M., 2003).
Jika embrio ini dapat bertahan, ia dibiarkan tumbuh selama sekitar enam hari, diinkubasi di dalam oviduk domba. Apabila ternyata sel yang diletakkan di dalam oviduk lebih awal, di dalam pertumbuhannya akan lebih mampu bertahan dibandingkan dengan embrio yang diinkubasi di dalam laboratorium. Pada tahap terakhir, embrio tersebut akan ditempatkan ke dalam uterus betina penerima (surrogate mother). Induk betina tersebut selanjutnya akan mengandung hasil kloning tadi hingga hewan hasil kloning siap untuk dilahirkan. Bila tidak terjadi kekeliruan atau kesalaha selama dalam uterus domba, maka suatu duplikat yang persis sama dari donor akan lahir.
Domba yang baru lahir tersebut memiliki semua karakteristik yang sama dengan domba yang lahir secara alamiah. Dan telah diamati bila ada efek yang merugikan, seperti resiko yang tinggi terhadap kanker atau penyakit genetis lainnya yang terjadi atas kerusakan bertahap DNA. Percobaan kloning domba Dolly, yang merupakan mamalia pertama yang dikloning dari DNA sel dewasa, telah dibunuh dengan suntikan mematikan pada tanggal 14 Februari 2003. Sebelum kematiannya, Dolly menderita kanker paru-paru dan arthritis melumpuhkan, padahal sebagian besar domba Finn Dorset hidup sampai 11 sampai 12 tahun. Setelah diperiksa, kambing Dolly tampaknya menunjukkan bahwa, selain kanker dan arthritis, ia tampaknya cukup normal (Tong, W F., 2002).
Untuk mengetahui lebih jelas mengenai proses kloning dengan tehnik Roslin yang dilakukan pada domba, dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
2.2.2. Tehnik Honolulu
Pada Juli 1998, sebuah tim ilmuwan dari Universitas Hawai mengumumkan bahwa mereka telah menghasilkan tiga generasi tikus kloning yang secara genetik identik. Tehnik ini diakreditasi atas nama Teruhiko Wakayama dan Ryuzo Yanagimachi dari Universitas Hawai. Yanagimachi menciptakan tiga generasi berturut-turut. Sebelum keberhasilan ini, diperkirakan bahwa tahap awal di mana embrio genom hewan mengambil lebih (dua-sel pada tikus) menyulitkan nukleus pemrograman ulang terjadi. Tikus adalah salah satu yang untuk melakukan kegiatan mengkloning tidak seperti domba. Pada tikus, sel telur melai melakukan mitosis segera setelah proses pembuahan terjadi, sehingga menyebabkan peneliti hanya memiliki sedikit waktu untuk memprogram ulang inti baru.
Domba digunakan pada tehnik Roslin karena sel telurnya membutuhkan beberapa jam sebelum membelah, memungkinkan adanya waktu bagi sel telur untuk memprogram ulang nukleus barunya. Meskipun tidak mendapatkan keuntungan tersebut ternyata Wakayama dan Yanagimachi mampu melakukan kloning dengan angka keberhasilan yang jauh lebih tinggi yaitu menghasilkan 3 kloning dari sekitar seratus proses kloning yang yang dilakukan, sedangkan dibandingkan percobaan yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya menghasilkan satu klon dari 277 proses kloning yang di lakukan. Apabila kita persentasikan, maka prosentase keberhasilan tehnik Honolulu lebih besar dengan angka persentase 3%, sedangkan tingkat keberhasilan dengan tehnik Roslin yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya sebesar 0,361%.
Wakayama dan Yanagimachi melakukan pendekatan terhadap masalah sinkronisasi siklus sel yang berbeda dibandingkan Ian Wilmut. Ian Wilmut menggunakan sel dari kelenjar mammae yang harus dipaksa untuk memasuki ke stadia G0, sedangkan Wakayama dan Yanagimachi awalnya menggunakan beberapa tipe sel yakni, sel otak dan sel kumulus. Sel otak berada dalam stadia G0 secara alamiah dan sel kumulus hampir selalu hadir pada stadia G0 ataupun G1.
Sel telur tikus yang tidak dibuahi digunakan sebagai penerima atau resipien dari inti donor. Setelah dienokulasi, sel telur memiliki inti donor yang dimasukkan ke dalamnya. Nukleus donor diambil dari sel-sel dalam hitungan menit dari setiap ekstrak sel dari tikus tersebut. Tidak seperti pada proses yang digunakan untuk mengkloning Dolly, percobaan Wakayama tanpa melalui proses in vitro atau di luar dari tubuh hewan, kultur dilakukan justru pada sel-sel tersebut. Setelah satu jam sel-sel telah menerima nukleus-nukleus yang baru. Setelah penambahan waktu selama 5 jam sel telur kemudian ditempatkan pada suatu kultur kimia untuk memberi kesempatan sel-sel tersebut tumbuh, sebagaimana layaknya fertilisasi secara alamiah.
Pada suatu kultur dengan suatu substansi yang mampu menghentikan pembentukan suatu polar body, sel kedua yang secara alami terbentuk sebelum fertilisasi. Polar body akan menjadikan jumlah dari gen dalam sel menjadi setengah dari jumlah gen sel normal.
Setelah penyatuan, sel-sel berkembang menjadi embrio-embrio. Embrio-embrio ini kemudian ditransplantasikan kepada induk betina donor (surrogate mother) dan akan tetap berada di sana sampai siap untuk di lahirkan. Sel yang paling berhasil dari proses ini adalah sel kumulus, maka penelitian dikonsentrasikan pada sel-sel dari tipe sel kumulus.
Setelah terbukti bahwa tehniknya dapat menghasilkan kloning yang hidup, Wakayama juga membuat kloning dari kloning, dan membiarkan mahluk klon yang asli untuk melahirkan secara alamiah untuk membuktikan bahwa mereka memiliki kemampuan reproduksi secara sempurna. Pada saat dia mengumumkan keberhasilannya, Wakayama telah menciptakan lima puluh kloning.
Tehnik baru ini memungkinkan untuk melaksanakan penelitian lebih lanjut tentang bagaimana tepatnya sebuah telur memprogram ulang sebuah nukleus. Tikus bereproduksi dalam kurun bulanan, jauh lebih cepat dibanding dengan domba. Hal ini menguntungkan dalam hasil penelitian jangka panjang. Kloning juga sedang diterapkan pada spesies lain. Sebagai contoh, pada awal tahun 2000, Akira Onishi dan koleganya di Jepang, mencoba untuk mengkloning babi dengan menggunakan tehnik Honolulu (Buchana, F., 2000).
Para pendukung teknologi kloning berpendapat bahwa teknologi kloning dan penelitian akan meningkatkan kualitas ilmu pengetahuan dan kehidupan dengan menjawab permasalahn-permasalahn biologi secara kritis, dan memajukan dunia peternakan, genetika dan ilmu medis. Alasan utama di balik kegunaan kloning adalah bahwa dengan menghasilkan salinan genetik yang hampir identik dari suatu organisme, hasil yang diperoleh lebih cepat dan lebih dapat diprediksi dibandingkan dengan teknik reproduksi sebelumnya seperti inseminasi buatan, yang membutuhkan biaya yang mahal (Tong, W F., 2002).
Ada beberapa perbedaan mendasar antara tehnik kloning Roslin yang diterapkan oleh Ian Walmut dan tehnik Honolulu yang dilakukan oleh Wakayama. Perbedaannya dapat dilihat pada Tabel berikut:
Untuk lebih jelas melihat proses kloning Honolulu, maka dapat dilihat pada gambar 4, sebagai berikut:
2.3. Manfaat Kloning
Secara garis besar kloning memiliki beberapa manfaat diantaranya:
1. Untuk Pengembangan Ilmu Pengetahuan
Manfaat kloning terutama dalam rangka pengembangan ilmu biologi, khususnya reproduksi-embriologi dan diferensiasi.
2. Untuk Mengembangkan dan Memperbanyak Bibit Unggul
Seperti telah kita ketahui, pada sapi telah dilakukan embrio transfer. Hal yang serupa tentu saja dapat juga dilakukan pada hewan ternak lain, seperti pada domba, kambing dan lain-lain. Dalam hal ini jika nukleus sel donornya diambil dari bibit unggul, maka anggota klonnya pun akan mempunyai sifat-sifat unggul tersebut. Sifat unggul tersebut dapat lebih meningkat lagi, jika dikombinasikan dengan tehnik transgenik. Dalam hal ini ke dalam nukleus zigot dimasukkan gen yang dikehendaki, sehingga anggota klonnya akan mempunyai gen tambahan yang lebih unggul.
Contoh lainnya yaitu untuk menghasilkan susu yang mengandung nutrisi ekstra atau lebih banyak daging yang memiliki rasa dan kualitas lebih baik. Hal ini juga memungkinkan genetik konservasi bibit lokal dengan kemampuan adaptasi terhadap penyakit regional atau iklim setempat. Wells et al (1998) (dalam Tong, W F., 2002), melaporkan dua anak sapi yang lahir dari kloning, disesuaikan dengan kondisi sub-Antartika.
3. Untuk Tujuan Diagnostik dan Terapi
Sebagai contoh jika sepasang suami isteri diduga akan menurunkan penyakit genetika thalasemia mayor. Dahulu pasangan tersebut dianjurkan untuk tidak mempunyai anak. Sekarang mereka dapat dianjurkan menjalani terapi gen dengan terlebih dahulu dibuat klon pada tingkat blastomer. Jika ternyata salah satu klon blastomer tersebut mengandung kelainan gen yang menjurus ke thalasemia mayor, maka dianjurkan untuk melakukan terapi gen pada blastomer yang lain, sebelum dikembangkan menjadi blastosit.
Penelitian Kloning dapat berkontribusi untuk pengobatan penyakit dengan memungkinkan para ilmuwan untuk memprogram ulang sel. Melalui penelitian ini, misalnya, sel-sel kulit bisa memprogram ke dalam sel-sel memproduksi insulin di pankreas. Sel-sel kulit yang kemudian akan dimasukkan ke dalam pankreas pasien diabetes, yang memungkinkan mereka untuk memproduksi insulin. Penyakit Parkinson adalah penyakit degeneratif yang mempengaruhi neuron. Karena neuron tidak regenerasi, kloning penelitian dapat memungkinkan pemrograman ulang sel ke neuron untuk mengganti yang rusak oleh Parkinson.
4. Menolong atau Menyembuhkan Pasangan Infertil untuk Mempunyai Keturunan
Manfaat yang tidak kalah penting adalah bahwa kloning manusia dapat membantu/menyembuhkan pasangan infertil mempunyai turunan. Secara medis infertilitas dapat digolongkan sebagai penyakit, sedangkan secara psikologis ia merupakan kondisis yang menghancurkan, atau membuat frustasi. Salah satu bantuan ialah menggunakan tehnik fertilisasi in vitro. (in vitro fertilization = IVF). Namun IVF tidak dapat menolong semua pasangan infertil. Misalnya bagi seorang ibu yang tidak dapat memproduksi sel telur atau seorang pria yang tidak dapat menghasilkan sperma, IVF tidak akan membantu.
Dalam hubungan ini, maka tehnik kloning merupakan hal yang revolusioner sebagai pengobatan infertilitas, karena penderita tidak perlu menghasilkan sperma atau telur. Mereka hanya memerlukan sejumlah sel somatik dari manapun diambil, sudah memungkinkan mereka punya turunan yang mengandung gen dari suami atau istrinya.
5. Dari Segi Ekonomi
Negara-negara yang gagal untuk penelitian kloning manusia akan menderita kerugian secara ekonomi. Revolusi industri dan revolusi Internet memperkaya Amerika Serikat. Bioteknologi akan memimpin revolusi ekonomi berikutnya. Negara-negara yang melompat pertama akan menuai hasilnya. Mereka yang gagal untuk memulai penelitian segera akan jatuh di belakang.
Menurut Simon, Smith (1998), setidaknya beberapa manfaat kloning bagi manusia adalah untuk mengatasi masalah infertilitas, untuk operasi plastik dan rekonstruksi wajah, mengatasi masalah implan payudaya (tidak menggunakan silikon), mencegah penyakit akibat cacat genetik, mengatasi berbagai penyakit seperti down syndrome, gagal hati, gagal ginjal, leukimia, dan kanker.
Menurut Tong, W F., (2002), saat ini ada tiga kelompok yang mengklaim dan mengumumkan niat untuk mengkloning manusia, terlepas dari ketidaksetujuan pemerintah atau masyarakat. Meskipun pada kenyataannya majalah bisnis Forbes memperkirakan biaya dari upaya rahasia untuk mengkloning manusia dapat biaya sekitar US $ 1,7 juta.
Dari latarbelakang sebelumnya, maka dapat dirumuskan beberapa rumusan masalah sebagai berikut.
1. Bagaimanakah definisi kloning?
2. Bagaimana tehnik-tehnik kloning yang pernah dilakukan?
3. Bagaimanakah manfaat atau keuntungan yang dapat diperoleh dari penerapan kloning?
3. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan makalah ini berdasarkan rumusan masalah di atas adalah sebagai berikut.
1. Menjelaskan definisi kloning
2. Menjelaskan bagaimana tehnik-tehnik kloning yang pernah dilakukan
3. Menjelaskan manfaat dan keuntungan yang dapat diperoleh dari penerapan kloning
4. Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari penulisan makalah ini adalah bagi penulis dan pembaca dapat memperoleh pengetahuan tentang apa yang dimaksud dengan kloning, bagaimana tehnik-tehnik kloning yang pernah dilakukan, manfaat dan keuntungan yang dapat diperoleh dari penerapan kloning.
5. Metode Penulisan
Metode yang digunakan dalam penyusunan makalah ini adalah metode kajian pustaka, yaitu penulis mengumpulkan berbagai sumber atau referensi yang relevan dengan materi yang disajikan dan kemudian dilakukan pengkajian terhadap materi tersebut.
BAB II
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
2.1. Definisi Kloning
Kloning berasal dari kata "Klon" dalam bahasa Yunani yang berarti ranting yang dapat mereplikasi sendiri dan akhirnya tumbuh menjadi pohon. Kloning terjadi secara alami dalam banyak jenis tanaman yaitu dengan cara vegetatif.kloning adalah cara bereproduksi secara aseksual atau untuk membuat salinan atau satu set salinan organisme mengikuti fusi atau memasukan inti diploid kedalam oosit (Seidel ,GE Jr., 2000 dalam Tong, W F., 2002). Americaan Medical Association mendefinisikan kloning sebagai produksi
dari organisme identik secara genetik melalui sel somatik transfer nuklir, walaupun definisi yang lebih luas sering digunakan untuk memasukkan produksi jaringan dan organ dari kultur sel atau jaringan menggunakan sel (Tong, W F., 2002).
Kloning dalam biologi adalah proses menghasilkan populasi serupa genetik individu identik yang terjadi di alam saat organisme seperti bakteri, serangga atau tanaman bereproduksi secara aseksual . Secara definisi, klon adalah sekelompok organisme hewan maupun tumbuhan melalui proses reproduksi aseksual yang berasal dari satu induk yang sama. Setiap anggota klon tersebut memiliki jumlah dan susunan gen yang sama sehingga kemungkinan besar fenotifnya juga sama (Rusda, M, 2003).
Kloning pada tanaman dalam arti melalui kultur sel mula-mula dilakukan pada tanaman wortel. Dalam hal ini sel akar wortel dikultur, dan tiap selnya dapat tumbuh menjadi tanaman lengkap. Teknik ini digunakan untuk membuat klon tanaman dalam perkebunan. Dari sebuah sel yang mempunyai sifat unggul, kemudian dipacu untuk membelah dalam kultur, sampai ribuan atau bahkan sampai jutaan sel. Tiap sel mempunyai susunan gen yang sama, sehingga tiap sel merupakan klon dari tanaman tersebut.
Kloning pada hewan dilakukan mula-mula pada hewan amfibi (kodok), dengan mengadakan transplantasi nukleus ke dalam telur kodok yang dienukleasi atau dihilangkan inti selnya. Sebagai donor, digunakan nukleus sel somatik dari berbagai stadium perkembangan. Ternyata donor nukleus dari sel somatik yang diambil dari sel epitel usus kecebong pun masih dapat membentuk embrio normal.
2.2. Tehnik-Tehnik Kloning
Pada tahun 1928, Hans Spemann, melakukan eksperimen dengan embrio salamander dengan melakukan percobaan dengan tehnik transfer inti sel embrio salamander ke sel tanpa inti atau tanpa nukleus. Transfer nukleus pada dasarnya membutuhkan dua sel, yaitu suatu sel donor dan sel oosit atau sel telur. Telur matur sebelum dibuahi dibuang intinya atau nukleusnya. Proses pembuangan nukleus tadi dinamakan proses enukleasi. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan informasi genetisnya. Ke dalam telur yang telah dienukleasi tadi kemudian dimasukkan nukleus (donor) dari sel somatik. Penelitian membuktikan bahwa sel telur akan berfungsi terbaik bila berada dalam kondisi anfertilisasi, sebab hal ini akan mempermudah penerimaan nukleus donor seperti dirinya sendiri. Di dalam telur, inti sel donor tadi akan bertindak sebagai inti sel zigot dan membelah serta berkembang menjadi blastosit. Blastosit selanjutnya ditransfer ke dalam uterus induk pengganti (surrogate mother). Jika seluruh proses tadi berjalan baik, suatu replika yang sempurna dari donor akan lahir. Jadi sebenarnya setelah terbentuk blastosit in vitro, proses selanjutnya sama dengan proses bayi tabung yang tehnologinya telah dikuasai oleh para ahli obstetri ginekologi.
Gambar 1. Transfer Nukleus
Ada beberapa tehnik kloning yang dikenal, antara lain tehnik Roslin dan Tehnik Honolulu. Adapun penjelasan mengenai tehnik-tehnik kloning tersebut adalah sebagai berikut.2.2.1. Tehnik Roslin
Kloning domba Dolly merupakan peristiwa penting dalam sejarah kloning. Dengan kegiatan kloning yang dilakukan pada kambing tidak hanya membangkitkan antusias terhadap kloning, melainkan kegiatan kloning tersebut membuktikan bahwa kloning binatang dewasa dapat disempurnakan. Sebelumnya, tidak diketahui bahwa suatu nukleus dewasa ternyata mampu memproduksi suatu hewan yang lengkap atau komplit.
Ian Wilmut dan Keith Cambell memperkenalkan tentang suatu metode yang mampu melakukan singkronisasi siklus sel dari kedua sel, yakni sel donor dan sel telur. Tanpa singkronosasi siklus sel, maka inti tidak akan berada pada suatu keadaan yang optimum untuk dapat diterima oleh embrio. Bagaimanapun juga sel donor harus diupayakan untuk dapat masuk ke Gap Zero, atau stadium sel G0, atau stadium sel dorman (Rusda, M., 2003).
Tahapan yang dilakukan oleh Ian Wilmut dan Keith Cambell adalah sebagai berikut (Rusda, M., 2003). Pertama, suatu sel (yang dijadikan sebagai sel donor) diseleksi dari sel kelenjar mammae domba betina berbulu putih (Finn Dorset) untuk menyediakan informasi genetis bagi pengklonan. Untuk studi ini, peneliti membiarkan sel membelah dan membentuk jaringan in vitro atau diluar tubuh hewan. Hal ini akan menghasilkan duplikat yang banyak dari suatu inti yang sama..
Kedua, Suatu sel donor diambil dari jaringan dan dimasukkan ke dalan campuran, yang hanya memiliki nutrisi yang cukup untuk mempertahankan kehidupan sel. Hal ini menyebabkan sel untuk menghentikan seluruh gen yang aktif dan memasuki stadium G0 atau stadium dorman. Kemudian sel telur dari domba betina Blackface dienokulasi dan diletakkan disebelah sel donor.. Domba blackface adalah domba betina yang mukanya tertutupi bulu hitam atau sering disebut juga Scottish Blackface.
Satu sampai delapan jam setelah pengambilan sel telur, kejutan listrik digunakan untuk menggabungkan dua sel tadi, pada saat yang sama pertumbuhan dari suatu embrio mulai diaktifkan. Tehnik ini tidaklah sepenuhnya sama seperti aktivasi yang dilakukan oleh sperma, karena hanya beberapa sel yang mampu bertahan cukup lama untuk menghasilkan suatu embrio setelah diaktifkan oleh kejutan listrik (Rusda, M., 2003).
Gambar 2. Domba Muda yang Diberi Nama Dolly (Kiri), dengan Induk Pengganti yang Sudah Diciptakan Melalui kloning oleh Institut Roslin.
Jika embrio ini dapat bertahan, ia dibiarkan tumbuh selama sekitar enam hari, diinkubasi di dalam oviduk domba. Apabila ternyata sel yang diletakkan di dalam oviduk lebih awal, di dalam pertumbuhannya akan lebih mampu bertahan dibandingkan dengan embrio yang diinkubasi di dalam laboratorium. Pada tahap terakhir, embrio tersebut akan ditempatkan ke dalam uterus betina penerima (surrogate mother). Induk betina tersebut selanjutnya akan mengandung hasil kloning tadi hingga hewan hasil kloning siap untuk dilahirkan. Bila tidak terjadi kekeliruan atau kesalaha selama dalam uterus domba, maka suatu duplikat yang persis sama dari donor akan lahir.
Domba yang baru lahir tersebut memiliki semua karakteristik yang sama dengan domba yang lahir secara alamiah. Dan telah diamati bila ada efek yang merugikan, seperti resiko yang tinggi terhadap kanker atau penyakit genetis lainnya yang terjadi atas kerusakan bertahap DNA. Percobaan kloning domba Dolly, yang merupakan mamalia pertama yang dikloning dari DNA sel dewasa, telah dibunuh dengan suntikan mematikan pada tanggal 14 Februari 2003. Sebelum kematiannya, Dolly menderita kanker paru-paru dan arthritis melumpuhkan, padahal sebagian besar domba Finn Dorset hidup sampai 11 sampai 12 tahun. Setelah diperiksa, kambing Dolly tampaknya menunjukkan bahwa, selain kanker dan arthritis, ia tampaknya cukup normal (Tong, W F., 2002).
Untuk mengetahui lebih jelas mengenai proses kloning dengan tehnik Roslin yang dilakukan pada domba, dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3. Tahapan dari Proses Kloning Tehnik Roslin.
2.2.2. Tehnik Honolulu
Pada Juli 1998, sebuah tim ilmuwan dari Universitas Hawai mengumumkan bahwa mereka telah menghasilkan tiga generasi tikus kloning yang secara genetik identik. Tehnik ini diakreditasi atas nama Teruhiko Wakayama dan Ryuzo Yanagimachi dari Universitas Hawai. Yanagimachi menciptakan tiga generasi berturut-turut. Sebelum keberhasilan ini, diperkirakan bahwa tahap awal di mana embrio genom hewan mengambil lebih (dua-sel pada tikus) menyulitkan nukleus pemrograman ulang terjadi. Tikus adalah salah satu yang untuk melakukan kegiatan mengkloning tidak seperti domba. Pada tikus, sel telur melai melakukan mitosis segera setelah proses pembuahan terjadi, sehingga menyebabkan peneliti hanya memiliki sedikit waktu untuk memprogram ulang inti baru.
Domba digunakan pada tehnik Roslin karena sel telurnya membutuhkan beberapa jam sebelum membelah, memungkinkan adanya waktu bagi sel telur untuk memprogram ulang nukleus barunya. Meskipun tidak mendapatkan keuntungan tersebut ternyata Wakayama dan Yanagimachi mampu melakukan kloning dengan angka keberhasilan yang jauh lebih tinggi yaitu menghasilkan 3 kloning dari sekitar seratus proses kloning yang yang dilakukan, sedangkan dibandingkan percobaan yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya menghasilkan satu klon dari 277 proses kloning yang di lakukan. Apabila kita persentasikan, maka prosentase keberhasilan tehnik Honolulu lebih besar dengan angka persentase 3%, sedangkan tingkat keberhasilan dengan tehnik Roslin yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya sebesar 0,361%.
Wakayama dan Yanagimachi melakukan pendekatan terhadap masalah sinkronisasi siklus sel yang berbeda dibandingkan Ian Wilmut. Ian Wilmut menggunakan sel dari kelenjar mammae yang harus dipaksa untuk memasuki ke stadia G0, sedangkan Wakayama dan Yanagimachi awalnya menggunakan beberapa tipe sel yakni, sel otak dan sel kumulus. Sel otak berada dalam stadia G0 secara alamiah dan sel kumulus hampir selalu hadir pada stadia G0 ataupun G1.
Sel telur tikus yang tidak dibuahi digunakan sebagai penerima atau resipien dari inti donor. Setelah dienokulasi, sel telur memiliki inti donor yang dimasukkan ke dalamnya. Nukleus donor diambil dari sel-sel dalam hitungan menit dari setiap ekstrak sel dari tikus tersebut. Tidak seperti pada proses yang digunakan untuk mengkloning Dolly, percobaan Wakayama tanpa melalui proses in vitro atau di luar dari tubuh hewan, kultur dilakukan justru pada sel-sel tersebut. Setelah satu jam sel-sel telah menerima nukleus-nukleus yang baru. Setelah penambahan waktu selama 5 jam sel telur kemudian ditempatkan pada suatu kultur kimia untuk memberi kesempatan sel-sel tersebut tumbuh, sebagaimana layaknya fertilisasi secara alamiah.
Pada suatu kultur dengan suatu substansi yang mampu menghentikan pembentukan suatu polar body, sel kedua yang secara alami terbentuk sebelum fertilisasi. Polar body akan menjadikan jumlah dari gen dalam sel menjadi setengah dari jumlah gen sel normal.
Setelah penyatuan, sel-sel berkembang menjadi embrio-embrio. Embrio-embrio ini kemudian ditransplantasikan kepada induk betina donor (surrogate mother) dan akan tetap berada di sana sampai siap untuk di lahirkan. Sel yang paling berhasil dari proses ini adalah sel kumulus, maka penelitian dikonsentrasikan pada sel-sel dari tipe sel kumulus.
Setelah terbukti bahwa tehniknya dapat menghasilkan kloning yang hidup, Wakayama juga membuat kloning dari kloning, dan membiarkan mahluk klon yang asli untuk melahirkan secara alamiah untuk membuktikan bahwa mereka memiliki kemampuan reproduksi secara sempurna. Pada saat dia mengumumkan keberhasilannya, Wakayama telah menciptakan lima puluh kloning.
Tehnik baru ini memungkinkan untuk melaksanakan penelitian lebih lanjut tentang bagaimana tepatnya sebuah telur memprogram ulang sebuah nukleus. Tikus bereproduksi dalam kurun bulanan, jauh lebih cepat dibanding dengan domba. Hal ini menguntungkan dalam hasil penelitian jangka panjang. Kloning juga sedang diterapkan pada spesies lain. Sebagai contoh, pada awal tahun 2000, Akira Onishi dan koleganya di Jepang, mencoba untuk mengkloning babi dengan menggunakan tehnik Honolulu (Buchana, F., 2000).
Para pendukung teknologi kloning berpendapat bahwa teknologi kloning dan penelitian akan meningkatkan kualitas ilmu pengetahuan dan kehidupan dengan menjawab permasalahn-permasalahn biologi secara kritis, dan memajukan dunia peternakan, genetika dan ilmu medis. Alasan utama di balik kegunaan kloning adalah bahwa dengan menghasilkan salinan genetik yang hampir identik dari suatu organisme, hasil yang diperoleh lebih cepat dan lebih dapat diprediksi dibandingkan dengan teknik reproduksi sebelumnya seperti inseminasi buatan, yang membutuhkan biaya yang mahal (Tong, W F., 2002).
Ada beberapa perbedaan mendasar antara tehnik kloning Roslin yang diterapkan oleh Ian Walmut dan tehnik Honolulu yang dilakukan oleh Wakayama. Perbedaannya dapat dilihat pada Tabel berikut:
Untuk lebih jelas melihat proses kloning Honolulu, maka dapat dilihat pada gambar 4, sebagai berikut:
Gambar 4. Tahapan dari Proses Kloning Tehnik Honolulu
2.3. Manfaat Kloning
Secara garis besar kloning memiliki beberapa manfaat diantaranya:
1. Untuk Pengembangan Ilmu Pengetahuan
Manfaat kloning terutama dalam rangka pengembangan ilmu biologi, khususnya reproduksi-embriologi dan diferensiasi.
2. Untuk Mengembangkan dan Memperbanyak Bibit Unggul
Seperti telah kita ketahui, pada sapi telah dilakukan embrio transfer. Hal yang serupa tentu saja dapat juga dilakukan pada hewan ternak lain, seperti pada domba, kambing dan lain-lain. Dalam hal ini jika nukleus sel donornya diambil dari bibit unggul, maka anggota klonnya pun akan mempunyai sifat-sifat unggul tersebut. Sifat unggul tersebut dapat lebih meningkat lagi, jika dikombinasikan dengan tehnik transgenik. Dalam hal ini ke dalam nukleus zigot dimasukkan gen yang dikehendaki, sehingga anggota klonnya akan mempunyai gen tambahan yang lebih unggul.
Contoh lainnya yaitu untuk menghasilkan susu yang mengandung nutrisi ekstra atau lebih banyak daging yang memiliki rasa dan kualitas lebih baik. Hal ini juga memungkinkan genetik konservasi bibit lokal dengan kemampuan adaptasi terhadap penyakit regional atau iklim setempat. Wells et al (1998) (dalam Tong, W F., 2002), melaporkan dua anak sapi yang lahir dari kloning, disesuaikan dengan kondisi sub-Antartika.
3. Untuk Tujuan Diagnostik dan Terapi
Sebagai contoh jika sepasang suami isteri diduga akan menurunkan penyakit genetika thalasemia mayor. Dahulu pasangan tersebut dianjurkan untuk tidak mempunyai anak. Sekarang mereka dapat dianjurkan menjalani terapi gen dengan terlebih dahulu dibuat klon pada tingkat blastomer. Jika ternyata salah satu klon blastomer tersebut mengandung kelainan gen yang menjurus ke thalasemia mayor, maka dianjurkan untuk melakukan terapi gen pada blastomer yang lain, sebelum dikembangkan menjadi blastosit.
Penelitian Kloning dapat berkontribusi untuk pengobatan penyakit dengan memungkinkan para ilmuwan untuk memprogram ulang sel. Melalui penelitian ini, misalnya, sel-sel kulit bisa memprogram ke dalam sel-sel memproduksi insulin di pankreas. Sel-sel kulit yang kemudian akan dimasukkan ke dalam pankreas pasien diabetes, yang memungkinkan mereka untuk memproduksi insulin. Penyakit Parkinson adalah penyakit degeneratif yang mempengaruhi neuron. Karena neuron tidak regenerasi, kloning penelitian dapat memungkinkan pemrograman ulang sel ke neuron untuk mengganti yang rusak oleh Parkinson.
4. Menolong atau Menyembuhkan Pasangan Infertil untuk Mempunyai Keturunan
Manfaat yang tidak kalah penting adalah bahwa kloning manusia dapat membantu/menyembuhkan pasangan infertil mempunyai turunan. Secara medis infertilitas dapat digolongkan sebagai penyakit, sedangkan secara psikologis ia merupakan kondisis yang menghancurkan, atau membuat frustasi. Salah satu bantuan ialah menggunakan tehnik fertilisasi in vitro. (in vitro fertilization = IVF). Namun IVF tidak dapat menolong semua pasangan infertil. Misalnya bagi seorang ibu yang tidak dapat memproduksi sel telur atau seorang pria yang tidak dapat menghasilkan sperma, IVF tidak akan membantu.
Dalam hubungan ini, maka tehnik kloning merupakan hal yang revolusioner sebagai pengobatan infertilitas, karena penderita tidak perlu menghasilkan sperma atau telur. Mereka hanya memerlukan sejumlah sel somatik dari manapun diambil, sudah memungkinkan mereka punya turunan yang mengandung gen dari suami atau istrinya.
5. Dari Segi Ekonomi
Negara-negara yang gagal untuk penelitian kloning manusia akan menderita kerugian secara ekonomi. Revolusi industri dan revolusi Internet memperkaya Amerika Serikat. Bioteknologi akan memimpin revolusi ekonomi berikutnya. Negara-negara yang melompat pertama akan menuai hasilnya. Mereka yang gagal untuk memulai penelitian segera akan jatuh di belakang.
Menurut Simon, Smith (1998), setidaknya beberapa manfaat kloning bagi manusia adalah untuk mengatasi masalah infertilitas, untuk operasi plastik dan rekonstruksi wajah, mengatasi masalah implan payudaya (tidak menggunakan silikon), mencegah penyakit akibat cacat genetik, mengatasi berbagai penyakit seperti down syndrome, gagal hati, gagal ginjal, leukimia, dan kanker.
Menurut Tong, W F., (2002), saat ini ada tiga kelompok yang mengklaim dan mengumumkan niat untuk mengkloning manusia, terlepas dari ketidaksetujuan pemerintah atau masyarakat. Meskipun pada kenyataannya majalah bisnis Forbes memperkirakan biaya dari upaya rahasia untuk mengkloning manusia dapat biaya sekitar US $ 1,7 juta.
- Dr. Richard Seed, spesialis infertilitas manusia yang belajar di Amerika Serikat, mengumumkan niatnya untuk mengkloning manusia pada 5 Desember 1997.
- Cloneaid, sebuah perusahaan yang disponsori oleh Raelian gerakan kepercayaan, yang percaya bahwa kehidupan di bumi diciptakan oleh alien, telah setuju untuk mencoba untuk mengkloning anak yang telah mati. percobaan ini akan terus dilanjutkan, meskipun US Food and Drug Administration meminta untuk menghentikannya, karena cloneaid bukan untuk mengkloning manusia.
- Pada konferensi di Roma pada 9 Mar 2001, Kloning Internasional mengumumkan konsorsium bahwa mereka sepenuhnya siap untuk melakukan terapi kloning manusia untuk pasangan subur. Konsorsium berbasis di salah satu negara Mediterania dan dipimpin oleh tiga spesialis: Dr. Severino Antironi, Dr. Avi Ben Abraham dan Dr. Panayiotis Zavos. Lebih dari 700 pasangan secara sukarela untuk berpartisipasi dalam proyek dan Dr. Zavos yang menyatakan bahwa dengan kloning akan sangat mengurangi jumlah abnormal kelahiran. Ada dugaan bahwa pekerjaan akan dilakukan di negara Mediterania yaitu di Libya. Konsorsium tidak menawarkan untuk mengkloning orang yang sudah mati seperti anak-anak atau orang terkenal seperti yang dilakukan klonaid.
Rusda, M., 2003, menyatakan bahwa hingga waktu ini sikap para ilmuwan, organisasi profesi dokter dan masyarakat umumnya adalah bahwa pengklonan individu yaitu pengklonan untuk tujuan reproduksi (reproductive cloning) dengan menghasilkan manusia duplikat, kembaran identik, yang berasal dari sel induk dengan cara implantasi inti sel tidak dibenarkan, tetapi untuk tujuan terapi (therapeutic cloning) dianggap etis.
3.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan makalah di atas, maka dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain:
BAB III
PENUTUP
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan makalah di atas, maka dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain:
- Kloning dalam biologi adalah proses menghasilkan populasi serupa genetik individu identik yang terjadi di alam saat organisme seperti bakteri, serangga atau tanaman bereproduksi secara aseksual . Secara definisi, klon adalah sekelompok organisme hewan maupun tumbuhan melalui proses reproduksi aseksual yang berasal dari satu induk yang sama.
- Ada beberapa tehnik kloning yang dikenal, antara lain tehnik Roslin dan Tehnik Honolulu.
- Manfaat kloning bagi manusia antara lain; untuk pengembangan ilmu pengetahuan, untuk mengembangkan dan memperbanyak bibit unggul, untuk tujuan diagnostik dan terapi, dan menolong atau menyembuhkan pasangan infertil untuk mempunyai keturunan
3.2 Saran
Hendaknya ilmu kloning bisa dimanfaatkan untuk kepentingan manusia, terlepas dari pro dan kontra terhadap kloning. Akan tetapi pengawasan terhadap kegiatan kloning juga perlu awasi oleh pihak yang berwenang dalam hal ini oleh pemerintah yakni dengan membuat peraturan yang jelas mengenai teknologi kloning, sehingga tidak terjadi penyalah gunaan teknologi oleh pihak-pihak yang kurang bertanggung jawab.
:.