Beras Rekayasa Genetika Penghasil Insulin

Ketika kita mendengar kata insulin pasti kita langsung mengarah pada penyakit yang bernama Diabetes mellitus. Ya, suatu penyakit yang berhubungan dengan tingginya kadar gula dalam darah. Untuk menstabilkan kadar gula dalam darah perlu adanya suatu hormon yang mengatur, salah satu hormon yang berperan penting adalah hormon insulin. Hormon insulin merupakan hormon yang mengatur kadar gula dengan cara mengubahnya dalam bentuk glikogen (La Ode, 2013). Hormon dihasilkan oleh sel-sel beta kelenjar langerhaens pankreas. Kecacatan pada pankreas menyebabkan kekurangan produksi insulin. Kekurangan produksi insulin membuat orang dengan mudah terjangkit Diabetes Mellitus. Untuk menanggulangi permasalahan ini banyak orang yang menggunakan pankreas babi maupun sapi untuk menghasilkan insulin. Namun, jika dilihat dari sisi agama tentu saja ini sangat dilarang karena menggunakan binatang yang haram yaitu babi. Hal ini tentu saja menjadi permasalahan baru bagaimana cara untuk mengatasi Diabetes Milletus. Dengan berkembangnya ilmu teknologi akhirnya ditemukanlah beras hasil rekayasa genetika yang menghasilkan insulin. Bagaimana caranya beras bisa menghasilkan insulin padahal banyak penderita diabetes yang tidak mengkonsumsinya dengan alasan untuk mengurangi kadar gula dalam darah? Mari kita simak penjelasan dibawaah ini J

Beras merupakan sumber karbohidrat yang sangat penting untuk manusia, terutama bagi negara yang menjadikan beras sebagai makanan pokok seperti Indonesia. Beras yang sudah dimasak ketika dimakan didalam tubuh karbohidat yang terkandung didalam beras tersebut akan diubah menjadi glukosa. Jika energi dari glukosa yang dibutuhkan oleh tubuh sudah terpenuhi, maka dapat disimpan dalam bentuk glikogen dengan bantuan hormon insulin. Namun, jika kadar glukosa melebihi ambang batas maka kadar di dalam darah  akan meningkat dan meyebabkan penyakit Diabetes milletus. Diabetes milletus merupakan penyakit yang penderitanya setiap tahun meningkat, menurut survei yang dilakukan oleh WHO tahun 1995, Indonesia menempati urutan ke-4 dengan jumlah penderita diabetes terbesar di dunia setelah India, Cina dan Amerika Serikat (Annonim, 2005).

Beras memiliki sifat hiperglikemik yaitu dapat menaikan kadar glukosa darah secara cepat dan tinggi (Widowati, dkk., 2009). Sehingga hal ini membuat para penderita Diabetes milletus pada umumnya melakukan diet ketat dengan cara mengurangi konsumsi nasi bahkan ada yang tidak mengkonsumsi nasi sama sekali dan menggatinya dengan umbi-umbian. Hal ini dilakukan untuk mengurangi kadar gula dalam darah. Namun, dengan berkembangnya teknologi membuat para ilmuan mencari berbagai cara untuk mengatasi permasalahan pada penderita Diabetes milletus namun tetap mengkonsumsi nasi. Untuk memanfaatkan teknologi yang berkembang saat ini maka digunakan gen bakteri yang biasanya berkembang di dalam usus besar yaitu Eschercia coli untuk menghasilkan insulin. gen dari bakteri Eschercia coli direkombinasikan dengan gen beras sehingga menghasilkan beras berinsulin. Digunakannya bakteri Eschercia coli karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya Namun, selain bakteri Eschercia coli untuk menghasilkankan beras insulin juga dibutuhkan bakteri lain yaitu Agrobacterium tumefaciens. Agrobacterium tumefaciens dalah bakteri patogen pada tanaman yang banyak digunakan untuk memasukkan gen asing ke dalam sel tanaman untuk menghasilkan suatu tanaman transgenik (Fatikhah, 2013). Teknik yang dilakukan pada rekayasa genetika ini dilakukan dengan teknik plasmid.

Bagaimana cara membuat beras insulin ?

Pertama hal yang dilakukan yaitu mengisolasi plasmid dari bakteri E.coli lalu memotong plasmid yang telah diisolir dengan enzim retriksi endonuklease. Disamping itu, DNA yang berasal dari sel pankreas dipotong pada suatu segmen pengkodean insulin, DNA yang terbentuk lalu disisipkan ke bakteri E.coli dengan bantuan enzim DNA ligase. Setelah proses ini selesai lalu dilakukan penyisipan gen DNA insulin dari bakteri E.coli ke bakteri Agrobacterium tumefaciens sehingga bakteri Agrobacterium tumefaciens mempunyai gen insulin. pada proses penyisipasn ini harus memperhatikan ukuran dari bakteri. Selanjutnya menginfeksi bakteri dengan gen berinsulin ini ke dalam sel tanaman sehingga akan menghasilkan varietas tanaman baru yaitu beras berinsulin (Fatikhah, 2013).

Gambar 1. Proses penyisipan gen bakteri E.coli ke bakteri Agrobakterium tumefaciens

Sumber : (Farikhah, 2013)

Gambar 2. Penyisipan Bakteri Agrobakterium tumefaciens ke padi

Sumber : (Farikhah, 2013)

Apa kelebihan dari beras berinsulin ?

Jika dilihat dari segi kelebihan pada produk beras berinsulin ini tentu saja sangat penting bagi penderita diabetes milletus karena dapat dimanfaatkan menjadi bahan alternative untuk engkonsumsi nasi setiap hari, sehingga tidak perlu khawatir akan meningkatkan kadar glukosa dalam darah.

Apa kelemahan dari beras berinsulin ?

Disamping ada kelebihan tentu saja ada juga kelemahannya. Dari segi kelemahan dilihat dari pemasarannya. Beras berinsulin ini belum dapat dipasarkan secara menyeluruh dikalangan masyarakat karena produksinya yang belum dapat mencukupi kebutuhan masyarakat. Selain itu, untuk penderita diabetes masih dalam jumlah yang ditentukan untuk mengkonsumsinya. 

Sumber :

Anonymous. 2005. Jumlah penderita diabetes Indonesia rankingke-4 di dunia. Berita Departemen Kesehatan R.I. 5 September 2005.

Sumarlin, La Ode. 2013. Biokimia. Ciputat: Prodi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Jakarta

Dewi, Fatikah Rahma. 2013. Rekayasa Genetika Beras https://www.academia.edu/5936567/REKAYASA_GENETIKA_BERAS. Diakses Tanggal 14 Maret 2015 Pukul 21.36 WIB.

Widowati, dkk. 2009. Penurunan Indeks Glikemik Berbagai Varietas Beras Melaluin Proses Pratanak.http://pascapanen.litbang.pertanian.go.id/assets/media/publikasi/jurnal/j.Pascapanen.2009_1_1.pdf. Diakses Pada Tanggal 14 Maret 2015 Pukul 21.56 WIB.

Azotobacter Sebagai Bakteri Pengambat N2 yang Non Simbios

Bakteri ! hampir setipa orang ketika mengdengar kata bakteri langsung berfikir bahwa bakteri merupakan organisme kecil yang sangat merugikan. Mungkin mereka berpandangan seperti itu karena sering melihat dari sisi kerugiannya saja. Sebenarnya apa yang mereka pikirkan tidak seperti itu, ternyata bakteri juga memiliki banyak manfaat. Salah satunya adalah bakteri yang menambat nitrogen, yaitu Azotobacter. Bagaimana bakteri Azotobacter berperan dalam penambatan nitrogen ? mari bersama-sama kita bahas bersama. ^.^

Sebelum kita lanjutkan sebaiknya kita mengetahui terlebih dahulu apa itu penambatan nitrogen. Penambatan nitrogen merupakan proses yang menyebabkan nitrogen bebas digabungkan secara kimia dengan unsur lain (Wedhastri, 2002). Perlu kita ketahui, bahwa jumlah nitrogen di atmosfer lebih dari 80%. Bahkan dengan satuan luas satu acre (0,46 ha) diperkirakan tanah mengandung kurang lebih 30.000 ton nitrogen bebas (Jeneng, 1998). Dengan banyaknya jumlah nitrogen seperti tidak ada tumbuhan eukaryotik yang mampu menggunakan secara langsung sehingga nitrogen harus berikatan dengan unsur lain seperti halnya hidrogen sehingga akan membentuk persenyawaan. Dan untuk mengikat nitrogen tentu saja adanya campur tangan jasad mikro penambat nitrogen. Ada dua jenis jasad mikro yaitu nonsimbiotik dan simbiotik. Namun dalam hal ini kita akan lebih mendalami tentang jenis jasad mikro yang nonsimbiotik. Bakteri yang dapat mengikat nitrogen nonsimbiotik adalah bakteri Azotobacter.  

Azotobacter merupakan bakteri gram-negatif aerob  nonsimbiotik yang berfungsi sebagai pengikat N  bebas sehingga bakteri ini  mempunyai pengaruh terhadap sifat fisik dan kimia tanah  dalam meningkatkan kesuburan tanah (Supriyadi,2009). .Azotobacter memiliki ukuran dan bentuk yang berbeda-beda. Ukuran  bakteri Azotobacter ini berkisar dari 2-10x1-2,5. Bentuk sel Azotobacter biasanya berbentuk batang pendek, batang, dan oval serta bentuk yang lain yang bermacam-macam. Dengan bentuk sel yang bermacam-macam seperti ini, bakteri Azotobacter dikenal sebagai dengan bentuk sel pleomorfik. Menurut (Hans, 1994) ada beberapa jenis bakteri Azotobacter penting, diantaranya  A.Chroococcum, A.agilis, A.paspali dan A.vinelandii. Untuk dapat menemukannya bakteri Azotobacter  ini dapat kita temukan pada tempat dengan jenis tanah yang netral sampai dengan tanah yang basa, air dan beberapa tanaman. Si habitat tanah biasanya banyak ditemukan spepise A. Chroococcum. Untuk pertumbuhannya Azotobacter biasanya menggunakan gula, asam organik, dan asam lemak.

Ternyata dengan kemampuannya menambat nitrogen, bakteri Azotobacter ini dikenal sebagai agen penambat nitrogen yang mengkonversi dinitrogen (N₂) ke dalam bentuk (NH₃) melalui reduksi elektron dan protonisasi gas dinitrogen. Dan dalam kemampuannya menambat nitrogen bakteri Azotobacter  termasuk bakteri yang dapat menambat nitrogen dalam jumlah yang cukup tinggi. Menurut (Hans, 1995) bakteri Azotobacter mampu menambat kurang lebih 20 mg nitrogen/g gula. Ketika menambat nitrogen ada enzim yang bertanggung jawab yaitu nitrogenase. Bakteri Azotobacter memiliki struktur nitrogenase yang unik, mengapa unik karena pada Azotobacter memiliki struktur nitrogenase yang terdiri dari 3 kompleks protein, yaitu  nitrogenase I (Molybdenum nitrogenase), nitrogenase II (Vanidium nitrogenase), dan nitrogenase III (Ferrum nitrogenase) (Tjahjadi,2007). Padahal pada umumnya bakteri itu memiliki struktur nitrogenase yang terdiri 2 kompleks protein. Maka dari itu Azotobacter dikatakan unik pada struktur nitrogenasenya. Faktor-faktor yang mempengaruhi bakteri Azotobacter dalam penambatan nitrogen adalah faktor lingkungan, terutama ciri kimia dan fisika habitatnya. Faktor-faktor tersebut meliputi ketersediaan senyawa nitrogen, kesediaan nutrien anorganik, pH, dan  suhu. Reaksi tambatan nitrogen sebagai berikut (Tjahjadi, 2007) :

4e- + 0,5 N2 + 4 H+ 8 ATP  NH3 + 0,5 H2 + 8 ADP + 8Pi

Azotobacter adalah mikroba yang melakukan tambatan nitrogen secara aerob. Azotobacter melindungi nitrgenasenya dari serangan oksigen dengan cara mempercepat respirasi aerob, sehingga kadar oksigen sitoplasma menjadi rendah.

Referensi :

Schlegel, Hans G. Mikrobiologi Umum. Yogyakarta : UGM Press. 1994

Tarigan, Jeneng. Pengantar Mikrobiologi. Jakarta : Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. 1998

Purwoko, Tjahjadi. Fisiologi Mikroba. Jakarta: Bumi Aksara. 2007

Wedhastri. Isolasi dan seleksi Azotobacter spp. Penghasil Faktor Tumbuh dan Penambat Nitrogen dari Tanah  Masam. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan.2002

Supriyadi, M. Pengaruh Pupuk Kandang Dan NPK Terhadap Populasi Bakteri Azotobacter Dan Budidaya Cabai (Capsicum Annum). (www.biosains.mipa.uns.ac.id).  2009. Diakses pada tanggal 26 Desember 2013 pukul 13.00 WIB

Power Point Pautan dan Pindah Silang

Presentasi medtek from Shaila Mauludia

PETA KONSEP PAUTAN DAN PINDAH SILANG

JILBABKU MUTIARAKU

Laut dalam begitu jurang lalu lebih dalam ku pandang
Ada mutiara dalam karang sungguh indah seperti diriku
Hanyalah seorang yang lahir tanpa daya menjerit menangis mencari Ibu
Kelak ku besar menjadi wanita seperti Ibuku
Dengan keindahan dalam diriku yang selalu ku banggakan jilbabku, itulah mutiara diriku
Terlihat begitu indah saat ku memandang didirku
Tertutup halus buatan seseorang, teranjut indah menjadi suatu bentuk dan menutupi aurat ku Hati terbalut indah dalam tubuh, terucap dalam sikap pada kata hati
Menyimpan sejuta rasa mengandung seribu arti
Penampakan diri menceritakan sikap, penuturan kata yang mengartikan hati
Dan apa yang ku miliki, kujaga kata hati dan ku tata sikap diri
Itulah arti kain pada diriku, menutupi tubuhku, mengindahkan sikapku dengan penuturan kata hati dari diriku.