Mekanisme "FLAVR SAVR: Tomat Modifikasi Genetik"

Apa yang terbesit dibenak kalian ketika mendengar kata "Falvr Savr" ? Apakah itu sejenis cafe? atau itu merk makanan? Orang awam pasti tidak tahu mengenai arti dari kata itu. Tetapi, sebagian besar orang yang berkecimpung di dunia bioteknologi (termasuk mahasiswa) tahu arti dari kata tersebut. 

Credit by google.com

Baiklah, bahasan ini kita penuhi dengan pemahaman mengenai Flavr Savr: Tomat Modifikasi Genetik. Adanya tomat modifikasi genetik ini salah satunya dipicu oleh aktivitas pemasaran. Kendala dalam transportasi buah-buahan adalah cepat masaknya buah yang diangkut. Proses pemasakan buah dimulai dari perubahan dinding buah yang menjadi lunak diiringi dengan produksi komponen warna, perubahan kandungan gula, flavor dan aroma. Pada kebanyakan buah seperti tomat dan pepaya, proses pemasakan dimulai apabila buah memproduksi volatille compound yang disebut ethylene. Apabila buah tomat atau pepaya sedang masak akan melepaskan gas ethylene ke udara. Kondisi tersebut akan mempercepat proses pemasakan buah-buah tomat atau pepaya lain yang disimpan dalam kantong atau kotak yang sama. Ethylene adalah pemicu utama terjadinya pemasakan buah. Para peneliti melakukan percobaan untuk merakit tanaman PRG (produk rekayasa genetik) yang pemasakan buahnya dapat ditunda. Strategi yang mereka pakai adalah mengurangi atau menghalangi produksi ethylene.

Ada tiga strategi yang telah digunakan dalam proses perakitan tomat PRG sehingga pemasakan buahnya dapat ditunda. Strategi tersebut terkait dengan pengurangan produksi ethylene :

1.      Pengurangan ACC synthase, ACC synthase adalah enzim di dalam buah tomat yang bertanggung jawab dalam tahapan sintesis ethylene dalam buah. Pengurangan tingkat ACC synthase secara dramatis megurangi produksi ethylene. Para peneliti menemukan bahwa dengan mentransformasikan gen antisense ACC synthase ke genom tanaman tomat, produksi ethylene dalam tanaman menjadi terhambat dan pemasakan buahnya dapat ditunda. Tomat PRG tersebut dikembangkan oleh perusahaan DNA Plant Technologies dan dipasarkan dengan nama Endless Summer.

2.      Penambahan ACC deaminase, Transformasi gen yang berasal dari bakteri tanah Pseudomonas chlororaphis. Gen tersebut mengkode enzim ACC deaminase, yang dapat memecahkan salah satu precusorsintesis ethylene (ACC). Pengurangan tingkat precusordapat menyebabkan pengurangan produksi ethylene dan menunda proses kemasakan. Salah satu perusahaan bioteknologi swasta, yaitu Monsanto mengembangkan tomat PRG dengan sifat penundaan kemasakan, tetapi tidak dikomersialkan.

3.      Penambahan SAM hydrolase,Gen lain yang digunakan dalam perakitan tanaman tomat PRG yang pemasakan buahnya dapat ditunda adalah SAM hydrolase. Gen tersebut berasal dari bacteriophage bakteri E.coliT₃. Gen tersebut juga dapat memecahkan salah satu precursor synthesis ethylene (SAM). Teknologi ini telah dikembangkan oleh suatu perusahaan bioteknologi Agritope, Inc dan diaplikasikan pada tomat varietas Cherry.

Tomat Flavr Savr merupakan tomat hasil rekayasa genetika yang memiliki shelf-life lama dapat diciptakan dengan menyisipkan gen antibeku dari ikan air dingin ke dalam gen tomat. Gen antibeku ini diperoleh dari ikan Flounder, yaitu jenis ikan di Antartika yang dapat bertahan hidup dalam kondisi yang sangat dingin.

Langkah-langkah transfer gen dalam pembuatan tomat Flavr Savr :

 1.     Ikan Flounder mempunyai gen antibeku yang disebut dengan gen antisenescens yang dapatmenghambat enzimpoligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat).Gen ini dipindahkan dari kromosom di dalam sel ikan Flounder.

2.    DNA antibeku ini kemudian disisipkan pada DNA bakteri Escherichia coli yang disebut plasmid. DNA hibrid ini, yang merupakan kombinasi dari dua DNA berbeda disebut sebagai DNA rekombinan.

3.     DNA rekombinan yang mengandung gen antibeku ini kemudian ditanam kembali pada bakteriEscherichia coli

4.    Bakteri tersebut memproduksi kopian dari DNA rekombinan dalam jumlah yang sangat banyak.

5.    Tahap selanjutnya diawali dengan isolasi DNA sel tomat terlebih dahulu yang dilakukan dengan cara menghaluskan batang tomat dalam nitrogen cair untuk melepaskan isi sel. Isi sel tersebut kemudian ditempatkan dalam tabung reaksi, lalu disentrifugasi. Selama sentrifugasi, isi sel terpisah ke dalam dua lapisan dimana salah satunya adalah lapisan DNA. Lapisan ini kemudian dipisahkan dari tabung, kemudian ditambahkan enzim restriksi, yaitu ECO R1 yang berfungsi memotong di lokasi DNA yang spesifik. 

6.     Sel tanaman tomat diinfeksi dengan bakteri tersebut. Setelah itu ditambahkan enzim ligase ke dalam DNA tomat dan plasmid untuk menyambungkan DNA, sehingga dapat lengket. Hasilnya, gen antibeku pada plasmid yang terdapat pada bakteri bergabung dengan DNA sel tanaman tomat.

7.    Sel tanaman tomat kemudian ditempatkan pada media tumbuh yang berupa cawan petri yang mengandung media nutrien selektif.

8.     Bibit tomat mulai ditanam.

9.    Tanaman tomat hasil rekayasa genetika mengandung satu kopian gen antibeku dari ikan Flounder pada setiap selnya.

DAFTAR PUSTAKA

Saker, M.M., et all, 2008, IN VITRO PRODUCTION OF TRANSGENIC TOMATOES EXPRESSING DEFENSIN GENE USING NEWLY DEVELOPED REGENARATION AND TRANSFORMATION SYSTEM.Arab Journal Biotechnology, Vol.11, No.(1) Jan (2008):59-70

Categories: BIOTEKNOLOGI TANAMAN, GENETICALLY MODIFIED ORGANISM