APLIKASI TEKNOLOGI CHIP – DNA

ABSTRAK
Seluruh gen manusia telah berhasil ditentukan urutan nukleotidanya. Persoalan yang kini dihadapi oleh para ahli biologi molecular adalah melakukan analisis serta menentukan struktur dan fungsi gen serta pemetaan hubungan gen satu dengan lainnya. Analisis ini sangat bermanfaat untuk mengenali lebih jauh mengenai proses normal biokimia dan fisiologi yang terjadi didalam tubuh manusia dan organisme lainnya. Analisis ini juga dapat membantu manusia untuk mengenali keadaan patologi seseorang serta dapat memperkirakan proses tanggapannya terhadap adanyanya rangsang dari luar, misalnya terhadap pemberian obat. Pemahaman tentang sistem kesehatan yang didasarkan pada analisis genomic saat ini melahirkan suatu cabang disiplin ilmu baru yang dinamakan farmakogenomic. Salah satu teknologi utama yang digunakan untuk pengembangannya adalah DNA microarray.
Kata Kunci : analisis, patologi, genomic, farmakogenomic, DNA microarray
PENDAHULUAN
Latar belakang
Melakukan analisis fungsi dan pemetaan hubungan satu dengan lainnya memang sulit dibayangkan. Bagaimana membuat kemungkinan hubungan dari unsur unsur didalam tubuh sebanyak itu. Ini akan menjadi sebuah gambaran yang menarik, karena hal tersebut karena hal tersebut terjadi didalam tubuh manusia. Sehingga memungkinkan bagi manusia untuk dapat lebih memahami secara rinci mengenai peristiwa yang terjadi didalam tubuhnya.
Oleh karena itu tidaklah berlebihan bila program ini dikatakan sebagai suatu program ambisius yang sedang dikerjakan oleh manusia mengawali abad 21 ini. Selain itu, mengikuti keberhasilan program secuensing genom ini, juga dilakukan program analisis keragaman genetic individu yang dinamakan Single Nukleotida Polymorphismp (SNP). Keberhasilan program ini akan berdampak sangat besar terhadap kehidupan manusia, bahkan bisa jadi akan lebih luas dari perkiraan yang ada saat ini.
Hasilnya, produk dari program ini akan menyediakan data lengkap mengenai karateristik asal manusia yang tersimpan didalam gen – gen yang telah dipetakan tersebut. Data lengkap gen atau data genomic ini akan membuka tabir mengenai keseluruhan proses biokimiawi yang terjadi dalam tubuh manusia yang berpengaruh pada sifat sifatnya. Pengetahuan yang lengkap tentang proses yang terjadi didalam tubuh manusia ini akan dapat merubah paradigma dalam ilmu ilmu yang berkaitan dengan manusia, misalnya ilmu biokimia kesehatan dan psikologi medis.
Adanya pergeseran atau perubahan , baik wujud, saat ataupun jumlah dalam penyediaan protein yang signifikan, akan dapat menimbulkan kelainan atau penyakit. Perbedaam pola penyediaan protein (Ekspensi gen) sebenarnya secara alami terjadi diantara individu. Bahkan dapat dikatakan bahwa tidak ada dua individu yang memiliki kesamaan dalam pola penyediaan protein tersebut. Namun demikian , perbedaan perbedaan yang ada tersebut masih berada dalam batas kenormalan fungsi secara keseluruhan sehingga masih akan kelihatan kewajarannya.
Perbedaan dalam hal penyediaan protein inilah yang menyebabkan adanya kepastian perbedaan antara orang satu dengan lainnya. Perbedaan perbedaan tersebut dalam kenampakannya (Fenotipe) akan terlihat, misalnya dalam hal bentuk fisik, kecerdasan, emosi, kemampuan dalam hal tertentu (bakat), kepekaan terhadap segala rangsangan, penyakit bawaan, kerentanan terhadap segala pengaruh termasuk obat obatan dan sebagainya. Singkatnya, segala sifat sifat yang melekat pada pribadi sesorang dapat dilacak dari karakter sel selnya dalam penyediaan protein (genotip).(Pikiran Rakyat, 7 Mei 2009).
Perumusan Masalah
Bagaimana cara untuk mendapatkan data pola penyediaan protein dari seseorang dari jumlah gennya yang banyak?
Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulis dalam pembuatan karya tulis ini adalah untuk mengetahui aplikasi teknologi chip – DNA.
Manfaat Penulisan
Penulisan karya tulis ini bermanfaat sebagai sarana informasi mengenai aplikasi chip – DNA agar masyarakat mengetahui manfaat dan aplikasi dari chip – DNA yang dapat menyediakan data dari penyedian protein dalam tubuh kita.
Pembahasan
Ekspresi Gen Sebagai Pola Penyediaan Protein
Suatu materi genetik bernama genom terdiri dari satu set kumpulan gen-gen lengkap makhluk hidup yang dapat menurunkan protein tertentu yang dibutuhkan tubuh. Protein-protein tersebut yang dalam tingkat seluler bekerja secara terorganisasi dan terintegrasi satu dengan yang lainnya hanya tersedia (disintesis) jika dibutuhkan oleh tubuh dan akan segera dihilangkan jika tidak dibutuhkan. Adanya pergeseran atau perubahan baik senyawa dan jumlah protein yang abnormal akan menghasilkan kelainan atau penyakit.
Perbedaan pola penyediaan protein atau yang biasa disebut ekspresi gen, bervariasi antar individu. Namun perbedaan-perbedaan yang ada masih dalam batas kenormalan fungsi sel secara keseluruhan sehingga masih akan kelihatan kewajarannya. Ekspresi gen yang berbeda dalam hal fenotip akan memberikan perbedaan antar individu dalam bentuk fisik, kepekaan terhadap rangsang, penyakit bawaan, dan lain sebagainya. Sedangkan ekspresi gen yang berbeda dalam genotip akan memberikan perbedaan dalam sifat dan karakter seseorang. Bank data genom dapat menyediakan informasi lengkap mengenai segala hal yang berkaitan dengan genotip seseorang. Ekspresi gen dari masing-masing individu akan merujuk pada bank data tersebut.
Aplikasi Teknologi Chip DNA
Pengembangan teknologi baru yang dinamakan chip DNA atau DNA microaray, telah menjanjikan untuk dapat mengatasi persoalan dalam analisis pola pola ekspresi sejumlah besar jumlah gen yang dimiliki manusia. Dinamakan chip DNA karena alat ini menggunakan lempengan kecil (chip) yang terbuat dari kaca yand diatasnya ditata sejumlah ribuan atau bahkan puluhan ribu jenis gen dalam bentuk fragmen DNA hasil penggandaan dari cDNA. Selanjutnya chip yang memuat fragment DNA dari ribuan jenis gen tersebut digunakan untuk menganalisis ekspresi gen dari suatu jenis sel dengan metode hibridisasi. Pola ekspresi genetik dan jenis gen yang dapat dianalisis dengan teknik ini tergantung pada ketersediaan DNA dari gen yang ada pada chip DNA.
Metode DNA microarray memungkinkan untuk menganalisis pola ekspresi genetik global yang mencerminkan sifat tanggapannya terhadap suatu perlakuan (misalnya obat) yang meliputi farmacokinetik, farmakodinamik, dan efek samping. Disamping itu metode ini juga dapat menganalisis dan memperkirakan sifat pola genetik dan tanggapannya pada suatu perlakuan.
Apabila seluruh gen yang dimiliki oleh manusia sudah dikenali kemudian semuanya dapat ditata pada chip DNA maka alat tersebut akan mampu menganalisis ekspresi seluruh gen yang terdapat pada sel manusia. Dalam praktiknya, teknologi ini membutuhkan alat bantu pengolah data yang berupa seperangkat alat komputer beserta softwarenya. Teknologi ini akan membantu manusia dalam mengidentifikasi seluruh sifat yang melekat pada seseorang. Selain itu teknologi ini juga akan dapat membantu manusia melakukan diagnosis, memonitor, dan memprediksi suatu penyakit, menemukan dan mengembangkan obat baru serta menetukan pilihan obat yang paling tepat untuk suatu penyakit dan pasien tertentu.
Manfaat Teknologi Chip DNA Pada Masa Depan
Kurang dari satu dekade lagi, seluruh gen manusia diproyeksikan telah dapat ditata dalam sebuah chip DNA. Sementara itu analisis fungsional seluruh gen tersebut juga segera dapat dilakukan secara serentak sehingga pada tahun berikutnya seluruh proses fisiologis, biokimia dan patofisiologis manusia sudah akan dapat diidentifikasi. Lebih dari itu, teknologi chip DNA yang didasarkan pada fungsional genomik tersebut akan menawarkan suatu paradigma baru dalam diagnosis dan terapi suatu penyakit serta pengembangan dan penemuan obat baru.
Paradigma baru inilah yang selanjutnya melahirkan sebuah disiplin baru yang dinamakan pharmacogenomics. Ilmu pharmacogenomik akan berkembang dengan pesat pada tahun tahun berikutnya, sehingga akan mampu mengidentifikasi sejumlah jenis penyakit yang ada pada manusia yang berhubungan dengan kelainan ekspresi gen (pola penyediaan protein). Selanjutnya juga akan dapat diidentifikasi mengenai kemungkinan adanya resiko munculnya penyakit penyakit tertentu berdasarkan pola ekspresi gen, seperti misalnya kanker, diabetes, kardiovaskular dan sebagainya.
Pada tahun tahun tersebut juga diperkirakan sudah akan diterapkan terapi gen untuk penyakit penyakit tertentu seperti kanker, jantung , dan hemofilia. Disamping itu penemuan obat baru dengan target yang spesifik juga berkembang dengan sangat pesat. Seluruh jenis obat pada saat itu, telah diketahui pengaruhnya terhadap ekspresi gen – gen tertentu sehingga dapat diketahui khasiatnya serta efek sampingnya dengan lebih jelas.
Pada tahun tahun itu juga akan dilakukan identifikasi pola pola ekspresi gen pada tiap tiap individu juga dengan teknologi chip DNA. Identifikasi genetik individual ini memungkinkan setiap individu untuk memiliki kartu identitas genetik masing masing. Disisi lain kemajuan bidang ilmua bioinformatika yang ditunjang dengan sistem komputerisasinya memungkinkan untuk dapat menganalisis identitas genetik yang dimiliki tiap orang sehingga akan diketahui sifat sifat fenotip.
Penutupan
Pola penyediaan gen atau yang lebih dikenal dengan kata ekspresi gen merupakan suatu kumpulan protein yang membawa informasi genetik tentang suatu mahluk hidup baik itu fenotipe yang berupa fisik, kepekaan terhadap rangsang, penyakit bawaan, dan lain sebagainya dari manusia itu sendiri maupun genotipenya yaitu sifat dan karakter dari manusia itu. Protein protein ini tersusun dari beberapa gen dan berbeda susunannya antar sesama manusia sehingga dibutuhkan teknologi yang dapat membaca pola penyediaan protein ini. Pola penyediaan protein ini diperlukan agar seorang individu dapat mengidentifikasi seluruh sifat yang melekat pada seseorang juga sangat membantu manusia dalam melakukan diagnosis, memonitor dan memprediksi suautu penyakit serta menemukan dan mengembangkan obat baru. Teknologi chip DNA inilah jawaban dari masalah ini. Aplikasi dari teknologi chip DNA ini dapat membantu manusia untuk melihat pola penyediaan proteinnya karena alat ini dilengkapi dengan ribuan jenis fragmen DNA hasil penggandaan cDNa. Fragmen DNA inilah yang nantinya akan menunjukan pola dari penyediaan protein soerang manusia dengan metode hibridasi. Sehingga nantinya setiap individu akan mempunyai data dari pola penyediaan proteinnya sendiri dalam sebuah chip kecil yang bernama chip DNA ini.