Definisi dan Teknik Kloning, Contoh Kloning Domba Dolly dan Tikus

Definisi Kloning

Kata kloning, berasal dari bahasa Inggris clone, pertama kali diusulkan oleh Herbert Webber pada tahun 1903 untuk mengistilahkan sekelompok organisme hewan maupun tumbuh-tumbuhan yang dihasilkan melalui reproduksi aseksual dan berasal dari satu induk yang sama. Setiap anggota dari klon tersebut mempunyai susunan dan jumlah gen yang sama dan kemungkinan besar fenotipnya juga sama.

Kloning pada hewan dilakukan mula-mula pada amfibi (kodok), dengan mengadakan transplantasi nukleus ke dalam telur kodok yang dienukleasi. 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.

Baca juga : Ciri-Ciri Hewan Chordata, Asal Usul dan Klasifikasi Menurut Para Ahli  

Sejak Wilmut berhasil membuat klon anak domba yang donor nukleusnya diambil dari sel kelenjar susu domba dewasa, maka terbukti bahwa pada mammalia pun klon dapat dibuat. Atas dasar itu para ahli berpendapat bahwa pada manusia pun secara teknis klon dapat dibuat.

TEHNIK KLONING

• Transfer Nukleus

Transfer nukleus membutuhkan dua sel yaitu suatu sel donor dan suatu oosit atau sel telur. Telur matur sebelum dibuahi dibuang intinya atau nukleusnya. Proses pembuangan nukleus tadi dinamakan 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 ianya dalam 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

a. Kloning Domba Dolly

Kloning domba Dolly merupakan peristiwa penting dalam sejarah kloning. Tidak saja hal tersebut membangkitkan antusias terhadap kloning, melainkan juga hal tersebut membuktikan bahwa kloning binatang dewasa dapat disempurnakan. Sebelumnya, tidak diketahui bahwa suatu nukleus dewasa ternyata mampu memproduksi suatu hewan yang komplit. Bila terjadi kerusakan genetis dan deaktivasi gen yang sederhana maka kedua keadaan tersebut kemungkinan bersifat menetap.

Hal tersebut di atas bukanlah suatu kasus yang menyusul setelah penemuan oleh Ian Wilmut dan Keith Cambell tentang suatu metode yang mana mampu melakukan singkronisasi siklus sel dari kedua 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 berjuang untuk dapat masuk ke Gap Zero, atau stadium sel GO, atau stadium sel dorman.

Pertama, suatu sel (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. Tahap ini hanya akan bermanfaat bila DNA nya diubah, seperti pada kasus Dolly, karena perubahan tersebut dapat diteliti untuk memastikan bahwa mereka telah dipengaruhi.

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 GO. Kemudian sel telur dari domba betina Blackface (domba betina yang mukanya berbulu hitam = Scottish Blackface) dienokulasi dan diletakkan disebelah sel donor.

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. Teknik ini tidaklah sepenuhnya sama seperti aktivasi yang dilakukan oleh sperma, karena hanya beberapa sel yang diaktifkan oleh kejutan listrik yang mampu bertahan cukup lama untuk menghasilkan suatu embrio.

Baca juga : Cara Membuat Sabun dari Bahan Hewani dan Nabati, Teknik Dingin dan Panas  

Jika embrio ini dapat bertahan, ia dibiarkan tumbuh selama sekitar enam hari, diinkubasi di dalam oviduk domba. Ternyata sel yang diletakkan di dalam oviduk lebih awal, di dalam pertumbuhannya lebih mampu bertahan dibandingkan dengan yang diinkubasi di dalam laboratorium. Akhirnya embrio tadi ditempatkan ke dalam uterus betina penerima (surrogate mother). Induk betina tersebut selanjutnya akan mengandung hasil cloning tadi hingga ianya siap untuk dilahirkan. Bila tidak terjadi kekeliruan, 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 kepada DNA, dikemudian hari juga terjadi pada Dolly atau hewan lainnya yang dikloning dengan metode ini.

b. Kloning Tikus

Pada Juli 1998, suatu 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. Tikus telah sejak lama diketahui merupakan mamalia yang tersulit untuk dikloning, ini merujuk pada, bahwa segera setelah suatu sel telur tikus mengalami fertilisasi ia akan segera membelah. Domba digunakan 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 (3 kloning dari sekitar seratus yang dilakukan) dibandingkan Ian Wilmut (satu dari 277).

Wakayama melakukan pendekatan terhadap masalah sinkronisasi siklus sel yang berbeda dibandingkan Wilmut. Wilmut menggunakan sel dari kelenjar mammae yang harus dipaksa untuk memasuki ke stadia GO. Wakayama awalnya menggunakan tiga tipe sel yakni, sel Sertoli, sel otak dan sel kumulus. Sel Sertoli dan sel otak keduanya tinggal dalam stadia GO secara alamiah dan sel kumulus hampir selalu hadir pada stadia G0 ataupun G1.

Sel telur tikus yang tidak dibuahi digunakan sebagai 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 melahirkan Dolly, tanpa 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 (cytochalasin B) yang menghentikan pembentukan suatu polar body, sel kedua yang secara alami terbentuk sebelum fertilisasi.Polar body akan menjadi setengah dari sel gen, mempersiapkan sel lainnya untuk menerima gen-gen dari sperma.

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 tersebut (sel kumulus).

Baca juga : Contoh Bahan Hewani dan Nabati untuk Produk Pembersih dan Cara Pengemasan   

Setelah terbukti bahwa tekniknya dapat menghasilkan cloning 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.

Teknik baru ini memungkinkan untuk melaksanakan penelitian lebih lanjut tentang bagaimana tepatnya sebuah telur memprogram ulang sebuah nukleus. Tikus bereproduksi dalam hitungan bulan, jauh lebih cepat dibanding dengan domba. Hal ini menguntungkan dalam hasil penelitian jangka panjang