Kunjungan ke Balai Besar Biogenetika Tumbuhan Bogor

Pada kunjungan kuliah lapangan yang berlangsung pada tanggal 2 Juni 2008 ke Balai Besar Biogenetika Tumbuhan Bogor ini menambah pengetahuan tentang kegiatan dalam laboratorim untuk pengembangan bioteknologi tanaman. BB Biogen ini merupakan pusat pengembangan bioteknologi di Indonesia, banyak yang telah dihasilkan oleh BB Biogen ini misalnya tanaman transgenik, kuktivar dari padi, ataupun feromon untuk mengendalikan hama. Di dalam BB Biogen ini terdapat banyak laboratorium dengan fungsi masing-masing, dan kami mendatangi lima laboratorium yaitu:

a)      Laboratorium Dapur Media

b)      Laboratorium Tanam

c)      Laboratorium Kultur Jaringan

d)     Laboratorium Bank Gen

e)      Laboratorium Biologi Molekuler dan Rekayasa Genetika

Setiap laboratorium memiliki fungsi yang berbeda tetapi memilki tujuan untuk melestarikan suatu komoditas dan menambah varietas dari suatu tanaman. Pada laboratorium dapur media, tanam, dan kultur jaringan saling menyambung dalam prosesnya, hasil dari ketiga laboratorium ini setelah menghasilkan maka akan disimpan berupa bibit pada laboratorium bank gen, bila suatu komoditas ingin dilihat sifat gen dan akan dijadikan tanaman transgenik maka tanaman tersebut akan masuk dalam laboratorium biologi molekuler dan rekayasa genetika. Untuk lebih jelas akan dibahas pada pembahasan.

Pembahasan

Pada tiga laboratorium pertama yang kami kunjungi saling berkaitan dalam kegiatannya. Pada laboratorium Dapur Media kita diperlihatkan cara-cara membuat media untuk dijadikan tempat hidup sementara bagi tanaman secara khususnya, dan patogen secara umumnya. Saat media telah selesai, maka media itu diteruskan untuk penanaman bagian tanaman di laboratorium Tanam, disana diperlihatkan cara untuk memotong bagian tanaman untuk dikembangkan pada media dengan alat-alat yang serba steril, kemudian media yang telah ditanam itu dimasukkan ke dalam laboratorium kultur jaringan. Di laboratorium ini sangat bergantung pada kondisi temperatur ruangan yang berkisar antara 18-20^oC, dan lama penyinaran dari lampu selama 16-18 jam, ini dilakukan agar ruangan mendekati suhu dan lama penyinaran dari matahari di alam. Di laboratorium ini banyak hal yang menarik seperti kami melihat tanaman dengan ukuran mini yang akan dikembangkan dengan proses aklimatisasi. Dari berbagai bagian tumbuhan tersebut akan didapatkan khalus yang dapat digunakan untuk memperbanyak tanaman, setelah didapat tanaman lengkap maka tanaman tersebut akan diletakkan ke dalam tanah pada polibag, dan bila tanaman itu kuat maka akan dilepaskan ke alam. Setiap siklus hidup dari tanaman saat masih dilaboratorium itu akan memerlukan media yang berbeda-beda sesuai dengan nutrisi yang dibutuhkan.

Untuk pelestarian setiap komoditas agar tidak terlupa dengan varietas yang aslinya, maka setiap komoditas akan disimpan dalam Bank Gen. Didalam Bank gen ini merupakan tempat penyimpanan komoditas dari padi, jagung, sorgum, terigu, kacang-kacangan, dan lain-lain. Setiap varietas yang baru akan disimpan sebagai bank bila nanti diperlukan lagi. Terdapat 3 ruang penyimpan dengan waktu penyimpana yang berbeda-beda seperti

·         Rak yang berada dalam suatu ruangan suhu biasa yang berkisar antara 18-20^oC yang dapat menyimpan selama 5 tahun

·         Chiler yang bersuhu 0-10 ^oC yang dapat menyimpan selama 10-15 tahun

·         Frezer yang bersuhu -18^oC yang dapat menyimpan selama 25-50 tahun

Jadi untuk setiap komoditas dibuat tiga kantong untuk diletakkan dalam ketiga ruangan itu, dan di data dalam komputer agar mudah bila mencari.

Selanjutnya kami masuk ke dalam laboratorium Biologi Molekuler dan Rekayasa Genetika dengan kegiatan seperti pembacaan DNA, pemotongan DNA, penggabungan DNA, dan kegiatan lain yang berhubungan dengan DNA, juga pembuatan tanaman transgenik. Untuk lebih jelasnya segala kegiatan ini meliputi :

a.       Mengekstraksi dan Mengisolasi DNA

DNA pada sel mahluk hidup biasanya terdapat pada plasmid dan pada genom (kromosom).  Hanya sel bakteri dan ragi yang diketahui memiliki plasmid. Plasmid adalah DNA berbentuk lingkaran yang tidak berada di inti sel. Pemisahan plasmid atau DNA genomik dari selnya disebut sebagai isolasi. 

b.      Isolasi DNA

Isolasi biasanya melibatkan pemecahan membran sel (dan mungkin juga membran nuklir) dan juga dinding sel tanaman.  Mencampurkan sel-sel dengan deterjen seperti SDS (sodium dodecyl sulfate) atau deterjen cair biasa (seperti Palmolive Green atau Woolite) akan menyebabkan pecahnya dinding sel (jika ada) dan membran sel.  Lysozyme dapat ditambahkan ke sel bakteri sebagai bahan pembantu terjadinya lisis.  Mencampurkan protease seperti asam papain atau bahan pelunak daging dan kloroform (sel tanaman) dapat melepaskan molekul protein  (seperti histone) dari DNA. Penambahan larutan garam akan membantu agar DNA dan protein tetap berpisah.

c.       Memotong DNA

DNA dapat dipotong secara persis dengan menggunakan protein yg disebut enzim restriksi.  Ada lebih dari 100 enzim restriksi. Enzim-enzim tersebut disintesis oleh berbagai jenis bakteri sebagai mekanisme pertahanan diri terhadap serangan mikroorganisme musuhnya. Enzim-enzim tersebut selalu memotong DNA di tempat yang tepat pada sekuens (urutan) rangkaian purin dan pirimidin tertentu.

d.      Memisahkan potongan DNA

Setelah DNA dipotong, hasil potongannya belum terpisah.  Untuk memisahkannya digunakan elektroforesis.  DNA ditempatkan pada silika gel dan pada ujung positip aliran listrik.  Kemudian diberi tegangan negatif, sehingga potongan-potongan DNA akan bergerak ke kutub negatif. Potongan dengan ukuran lebih kecil akan bergerak sampai titik terjauh, sementara yang berukuran besar akan bergerak lambat.

e.       Membaca DNA Untuk membaca DNA, DNA ditempatkan pada test tube berisi DNA polimerase.  Complementary strand terbentuk dan kemudian dipisahkan dengan elektroforesis.  Hasilnya adalah sekuens DNA dari strand orisinal.  Sekarang proses sekuensinya dapat dilakukan sendiri oleh komputer. 

f.       Menggabungkan potongan DNA

DNA yang sudah terpotong dapat disambung kembali dengan bantuan enzim ligase. Enzim ligase juga disintesis oleh bakteri sebagai pertahanan diri.  Jika DNA mereka dipotong oleh enzim restriksi musuhnya, maka bakteri dapat menyambungkannya kembali dengan bantuan enzim ligase.