Kloning organisme : Kloning tanaman dan kloning hewan (katak, domba dolly)

Setelah berhasil mengembangkan teknik kloning DNA atau kloning gen seperti yang telah dibahas pada postingan sebelumnya (Baca : Kloning DNA / Gen pada Bakteri dengan Memanfaatkan Enzim Restriksi dan DNA Ligase ). Para ilmuwan juga mengembangkan teknik kloning organisme. Kloning organisme adalah perbanyakan organisme (multiseluler) dari satu sel. Organisme hasil kloning mempunyai materi genetik (DNA) yang identik dengan sel yang dikloning.

 Penelitian tentang kloning awalnya dilakukan oleh para meneliti untuk mengetahui konsep – konsep dasar dalam biologi. Seperti untuk mengetahui apakah semua sel dalam suatu organisme mempunyai DNA / gen yang sama atau sel akan kehilangan beberapa gen saat proses diferensiasi. Salah satu cara untuk mengetahui hal tersebut adalah dengan melakukan kloning pada sel yang telah berdiferensiasi.

Dalam postingan ini akan dibahas tentang kloning tanaman dan kloning hewan yang salah satunya menghasilkan domba dolly.

Kloning Tanaman

Kloning tanaman pertama kali berhasil dilakukan oleh F. C. Steward dan mahasiwanya di Universitas Cornell pada tahun 1950. F. C. Steward berhasil menumbuhkan tanaman wortel dari 1 sel wortel. Akar dari wortel awalnya di potong-potong hingga terbentuk potongan – potongan kecil. Potongan – potongan wortel tersebut kemudian dimasukkan ke dalam media yang mengandung nutrisi dan diaduk-aduk. Pengadukan yang dilakukan menyebabakan sel-sel tunggal tunggal dari wortel melayang-layang dalam larutan. Setelah diinkubasi beberapa hari sel tunggal dari wortel tersebut ternyata membelah diri jaringan embriogeik. Jaringan embriogenik tersebut kemudian dipindahkan ke medium agar. Jaringan embriogenik akhinya bisa tumbuh menjadi tanaman wortel yang utuh dan memiliki materi genetik (DNA) yang sama dengan sel tunggal yang dikloning.

Hasil tersebut sekaligus memberi jawaban bahwa gen (DNA) pada sel-sel yang telah berdiferensiasi tidak mengalami perubahan, hal tersebut dibuktikan dari tumbuhnya sel tunggal akar wortel menjadi tanaman wortel utuh. Kemampuan sel tunggal tersebut dinamakan dengan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan suatu sel yang telah berdiferensiasi membentuk suatu invividu baru.

Gambar 1. Kloning wortel dari sel tunggal wortel

Kloning Hewan

Robert Briggs and Thomas King (tahun 1959) dan John Gurdon (tahun 1970) melakukan kloning hewan yaitu kloning katak (Rana pipiens) dengan tujuan untuk mengetahui apakah sel hewan juga mempunyai kemampuan totipotesi seperti sel tumbuhan. Teknik kloning yang digunakan oleh John Gurdon disebut dengan nuclear transplantation yaitu memasukkan inti sel dari sel katak ke dalam sel telur katak.

Inti sel telur katak dihilangkan / dihancurkan terlebih dahulu dengan menggunakan sinar UV. Inti sel telur tersebut kemudian diganti dengan inti sel dari embrio katak yang belum berdiferensiasi penuh dan inti sel dari berudu katak yang telah berdiferensiasi penuh.

Ketika inti sel yang dimasukkan ke dalam ke dalam sel telur adalah inti sel dari sel dari embrio katak (belum berdiferensiasi ) hampir semua sel telur tersebut mampu berkembang menjadi berudu. Namun ketika yang dimasukkan ke dalam sel telur adalah inti sel dari sel berudu katak, hanya 2% dari sel telur yang dapat berkembang menjadi katak sedangkan yang lain perkembangannya terhenti.

Gambar 2. Kloning katak dari sel embrio (belum berdiferensiasi) dan dari sel berudu (sel yang telah berdiferensiasi): kloning katak yang berasal dari sel embrio berhasil tumbuh dan berkembang menjadi berudu, sedangkan kloning katak menggunakan sel berudu hampir semuanya tidak berhasil tumbuh dan berkembang menjadi berudu katak

Pada tahun 1997, peneliti dari Roslin Institute di Scotlandia mempublikasikan hasil penelitiannya yaitu telah berhasil melakukakan kloning terhadap domba yang disebut dengan domba Dolly.

Peneliti tersebut mengisolasi sel somatik domba. Sel tersebut kemudian dikulturkan terlebih dahulu pada nutrient-poor medium. Setelah dikulturkan, sel lalu di fusikan pada sel telur domba yang inti selnya telah dihilangkan. Sel telur kemudian berkembang menjadi embrio. Embrio tersebut kemudian diimplankan pada uterus domba. Dalam uterus domba, embrio berhasil mengalami perkembangan menjadi domba dan akhirnya berhasil dilahirkan. Domba yang terlahir tersebut dinamakan dengan domba Dolly. Hasil analisis yang dilakukan oleh para peneliti menunjukkan bahwa DNA dari domba dolly identik dengan DNA domba pendonor.

Gambar 3. proses kloning domba dolly

Domba Dolly tersebut pada usia 6 tahun menderita berbagai penyakit komplikasi seperti penyakit paru-paru yang biasanya menjangkit domba yang sudah dewasa atau tua.

Sejak keberhasilan kloning pada domba dolly, para peneliti terus menerus melakukan penelitian dan berhasil melakukan kloning pada berbagai mamalia seperti kloning tikus, kloning kucing, kloning sapi, kloning babi dan kloning kera. Dari berbagai penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa kloning hewan dari suatu sel yang sama tidak selalu menghasilkan individu yang identik. Seperti yang terjadi pada kloning sapi, sapi hasil kloning dari sel yang sama  mempunyai karakteristik berbeda, ada yang galak dan ada yang jinak.

Hasil kloning pada percobaan kloning kucing yang pertama kali dilakukan juga mendapatkan hasil kloning dengan karakteristik yang berbeda dengan kucing pendonor inti sel. Kucing hasil kloning tersebut dinamakan dengan CC (Carbon Copy). Kucing hasil kloning tersebut mempunyai jenis kelamin yang sama dengan kucing pendonor inti sel namun corak pada bulunya berbeda. Hal itu disebabkan oleh perbedaan kromosom X yang diinaktivasi (Baca :Penentuan Jenis Kelamin, Pola Pewarisan Kromosom Sex dan Gen yang Terpaut Kromosom Sex ).

Gambar 3. Karakteristik hewan hasil kloning bisa berbeda dengan karakteristik pendonor sel karena pengaruh faktor lingkungan

Faktor-faktor lingkungan sangat mempengaruhi perkembangan embrio dan perkembangan suatu individu hasil kloning. Bahkan bayi kembar identik (identical twin) yang memiliki DNA sama pun dapat karakteristiknya berbeda karena dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang berbeda.

Meskipun berbagai kloning hewan telah dilakukan, namun kloning hewan menggunakan donor sel yang telah berdiferensiasi mempunyai tingkat kenerhasilan yang rendah, seperti pada katak yang tingkat keberhasilannya hanya dibawah 2 %. Begitu juga pada kloning domba dolly, dari beberapa ratus sel telur dalam percobaan, hanya satu yang dapat berkembang dan terlahir. Meskipun berhasil dilahirkan domba dolly ternyata menderita berbagai penyakit kelainan.

Melalui berbagai penelitian yang panjang, akhirnya peneliti menemukan penyebab rendahnya efisiensi dan abnormalitas pada kloning hewan. Penyebab tersebut adalah penggunaan sel yang telah berdiferensiasi sebagai donor.  Dalam sel yang telah berdiferensiasi, telah terjadi beberapa regulasi ekspresi gen yang meliputi pengaktifan suatu gen atau pembungkaman suatu ekspresi gen. Regulasi tersebut menyebabkan perubahan struktur pada kromatin, seperti asetilasi histon atau metilasi DNA (Baca : Regulasi Ekspresi Gen Pada Eukariotik). Hasil penelitian menunjukkan bahwa DNA embrio hasil kloning memiliki lebih banyak gugus metil dibanding dengan embrio hasil pembuahan biasa. Gugus metil berfungsi untuk meregulasi ekspresi gen. Keberadaan gugus metil tersebut (metilasi DNA) menyebabkan terganggunya pola ekspresi gen yang dibutuhkan dalam perkembangan embrio 
Demikian postingan tentang Kloning organisme : Kloning tanaman dan kloning hewan (katak, domba dolly), Semoga Bermanfaat.

Kata Kunci : 

Kloning organisme adalah, kloning adalah, penelitian tentang kloning, kloning tanaman, kloning wortel, totipotensi, kemampuan totipotensi, totipotensi adalah, Kloning Hewan, kloning katak,proses kloning domba dolly, hasil kloning domba dolly, Karakteristik hewan hasil kloning, domba dolly lahir cacat, domba dolly lahir tidak normal, pengaruh metilasi DNA pada kloning