Level Baru Teknologi Rekayasa Genetika Setelah Era CRISPR CAS-9

Oleh Erwin Fajar Hasrianda

DNA merupakan senyawa kimia yang berfungsi sebagai cetak biru pembentukan fungsi tubuh makhluk hidup dan pewarisan sifat dari generasi ke generasi. Mengubah DNA berarti mengubah tubuh dan fungsi biologi organisme.

Era susunan DNA alami yang telah ada semenjak jutaan (bahkan milyaran tahun lalu ketika organisme sel tunggal pertama kali ada di muka bumi) kini tengah di ambang perubahan masif. Belakangan, ilmuwan biologi telah berhasil mengkreasikan variasi tambahan ragam senyawa baru diluar senyawa DNA alami yang ada di planet ini.

Kode DNA adalah buku pedoman dalam menciptakan tubuh makhluk hidup mana pun. Atas fungsi mendasar ini, dapat dikatakan bahwa DNA adalah satuan terkecil inti kehidupan.

Menarik untuk digarisbawahi bahwa dari sekian banyak jenis kehidupan dan variasi genetik yang diketahui di bumi, seluruh DNA organisme ternyata hanya dibentuk dari kombinasi variasi empat ragam senyawa basa nucleotida saja, yaitu basa nucleotida Adenin (A), Guanin (G), Citosin (C) dan Timin (T).

Tiap basa nucleoutida akan saling berpasangan dan membentuk rantai panjang DNA yang berbentuk double helix. Variasi dalam urutan alfabet rantai DNA inilah yang membentuk seluruh hewan, tumbuhan, mikroorganisme dan segala kehidupan di planet ini.

Kini, telah berhasil disintesis ragam basa nukleotida buatan sebagai tambahan senyawa baru di luar basa nucleotida GATC tersebut.

Pray, L. (2008). Struktur bangun DNA beserta ikatan kimianya. Basa nucleotida G akan selalu berpasangan dengan C dan T selalu berpasangan dengan A menggunakan ikatan hidrogen sebagai penggabungnya.

Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, pada dua dekade terakhir telah terjadi banyak terobosan besar dalam dunia ilmu biologi, terutama dalam hal rekayasa genetika makhluk hidup. Contoh dua terobosan besar dalam ranah ini adalah berkembangnya teknologi CRISPR CAS-9 dan lahirnya era DNA buatan.

Teknologi CRISPR CAS-9 adalah suatu produk bioteknologi modern yang mampu menjadikan proses rekayasa genetika organisme semakin presisi, semakin mudah dan semakin murah. Namun, teknologi CRISPR CAS-9 ini sebatas untuk memudahkan merubah susunan DNA alami organisme yang hanya terdiri dari empat jenis basa nukleotida (GATC). Menariknya, ini dirasa masih kurang.

Selanjutnya ilmuwan telah berusaha mengkreasikan jenis jenis basa nucleotida baru sehingga DNA makhluk hidup dapat merupakan kombinasi lebih dari hanya empat ragam basa nucleotida saja. Senyawa basa nucleotida tipe sintetis ini dibuat mampu berfungsi layaknya senyawa DNA alami dan dapat diintegerasikan dengan baik di untaian struktur DNA makhluk hidup.

Bahkan, susunan DNA buatan ini dirancang untuk dapat diwariskan ke keturunanya. Ini memungkinkan aktivitas rekayasa genetika organisme yang lebih ekstrem menjadi dapat dilakukan.

Basa nucleotida buatan (DNA sintesis)

Tak bisa dimungkiri bahwa dari kacamata fisika, kimia dan biologi terdapat kekurangan pada sifat basa nucleotida DNA (baca: sistem genetika) alami yang ada.

Dari sisi fisika, contohnya, adalah sifat ketidakstabilan senyawa kimia DNA atas pengaruh radiasi dan suhu tinggi. Struktur DNA alami akan rusak jika terpapar suhu dan radiasi tinggi. Dari sisi kimia, asam-basa kuat akan mampu merusak ikatan kimia dari DNA.

Dari sisi biologi, adanya sifat alami duplikasi diri yang tidak sempurna pada DNA (adanya mutasi per 106 - 109 pasang basa nucleotida) dan keterbatasan ragam jenis protein (asam amino) yang bisa disintesis dari kode DNA alami.