Bioteknologi dan perannya dalam kehidupan hewan

Bioteknologiadalah proses penggunaan sistem kehidupan untuk menciptakan organisme baru atau memodifikasi organisme yang sudah ada. Proses ini menggunakan sistem organisme sebagai semacam templat untuk membuat produk baru atau memodifikasi produk dan teknologi yang sudah ada. Bioteknologi digunakan di berbagai bidang seperti farmasi, pertanian, dan berbagai bidang biologi. Salah satu penerapan bioteknologi yang paling umum adalah penciptaan organisme hasil rekayasa genetika atau disingkat GMO.  

Dalam genetika, bioteknologi digunakan untuk memanipulasi DNA tumbuhan dan hewan untuk menghasilkan hasil yang berbeda. Hal ini mengarah pada bentuk-bentuk spesies baru yang dimanipulasi, seperti tanaman yang dimodifikasi agar tahan terhadap herbisida dan tanaman asli yang tidak tahan terhadap herbisida. Salah satu cara bioteknologi melakukan hal ini adalah dengan mengganti urutan gen tertentu dalam DNA suatu organisme, atau dengan membuat gen tertentu lebih banyak diekspresikan atau ditekan. Misalnya, gen pembuat batang tanaman bisa bersifat ekspresif, sehingga menjadi lebih aktif sehingga tanaman yang dimodifikasi akan menumbuhkan batang yang lebih tebal.  

Proses yang sama juga digunakan untuk membuat organisme kebal terhadap berbagai penyakit. Modifikasi gen dapat mengubah ekspresi gen sehingga organisme membangun pertahanan alami dan tahan terhadap suatu penyakit. Atau penyakit tersebut tidak dapat menginfeksi organisme tersebut sejak awal. Modifikasi gen umumnya digunakan pada tanaman, namun juga mulai lebih banyak digunakan pada hewan. Menurut Organisasi Industri Bioteknologi, “Bioteknologi modern menyediakan produk dan teknologi terobosan untuk memerangi penyakit yang melemahkan dan langka.” 

Kemungkinan Kehidupan Baru dan Dampaknya terhadap Pertanian 

Meskipun penggunaan bioteknologi ini tidak menciptakan spesies organisme baru, prokreasi populasi dapat menghasilkan variasi spesies baru seiring berjalannya waktu. Penciptaan variasi lain ini dapat memakan waktu beberapa generasi tergantung pada jenis kondisi dan lingkungan yang dihadapi oleh populasi tersebut. 

Spesies hewan yang dipelihara di peternakan diawasi dan diatur secara ketat, serta dijaga dalam kondisi stabil. Peraturan ini dapat mempercepat waktu yang dibutuhkan spesies baru yang termodifikasi untuk mendominasi populasi.   

Akibatnya, hewan yang dipelihara di peternakan memiliki tingkat interaksi intraspesifik yang lebih tinggi. Suatu spesies hanya dapat berinteraksi dengan anggota spesiesnya yang lain karena kemungkinan timbulnya penyakit menular (EID) lebih tinggi. Penyakit yang dilawan oleh suatu organisme dapat mengambil alih seluruh populasi, meningkatkan peluang keberhasilan prokreasi dan pengangkutan modifikasi lebih lanjut. Artinya spesies yang dimodifikasi akan menjadi kebal terhadap penyakit sehingga menghasilkan produk dengan kualitas lebih tinggi.   

Sistem Pengendalian Penyakit pada Spesies Hewan 

Bioteknologi sendiri tidak selalu cukup untuk mengendalikan penyakit pada hewan. Kadang-kadang, sistem lain harus ada untuk membantu modifikasi. Sistem pengendalian penyakit yang dikombinasikan dengan modifikasi gen dapat meningkatkan efektivitas keseluruhan spesies dalam melawan penyakit.  

Sistem pengendalian penyakit yang berbeda meliputi tindakan pencegahan, ini biasanya menjadi garis pertahanan pertama. Dengan tindakan pencegahan, tujuannya adalah menghentikan masalah sebelum terjadi seperti halnya tanggul yang digunakan dalam pengendalian banjir. Bentuk lain dari sistem kendali adalah pengendalian vektor arthropoda. Banyak penyakit yang disebabkan oleh berbagai hama dan serangga yang berperan sebagai pembawa suatu penyakit; Namun, spesies ini juga dapat dimodifikasi sehingga tidak lagi menularkan penyakit.  studi terbaru Penelitian yang dilakukan terhadap interaksi satwa liar telah menunjukkan bahwa “80% patogen hewan relevan yang ada di Amerika Serikat berpotensi memiliki komponen satwa liar.” Jadi mengendalikan cara satwa liar menularkan penyakit dapat mengurangi penyakit pada hewan ternak. 

Bentuk umum lainnya dari sistem kendali meliputi tuan rumah dan pengendalian populasi, yang sebagian besar dilakukan dengan memusnahkan anggota populasi yang terinfeksi atau dengan memisahkan anggota populasi yang telah dimodifikasi. Jika anggota yang telah termodifikasi dimusnahkan, mereka mungkin memiliki peluang lebih besar untuk berkembang biak dengan individu lain yang termodifikasi dalam populasi. Pada waktunya, hal ini akan menghasilkan versi spesies baru yang tahan terhadap penyakit.  

Vaksinasi dan terapi gen juga merupakan bentuk umum dari sistem kendali. Semakin banyak spesies yang menerima vaksinasi dengan bentuk virus yang dilemahkan, maka spesies tersebut akan membangun kekebalan. Selain itu, jika gen suatu organisme dimanipulasi, organisme tersebut dapat menjadi kebal terhadap penyakit tersebut. Pengendalian ini dapat digunakan dengan pengendalian inang dan populasi untuk lebih meningkatkan ketahanan populasi terhadap suatu penyakit. 

Semua praktik ini digunakan dalam pertanian dan produksi pangan dengan sistem bioteknologi. Manipulasi spesies hewan agar tahan terhadap penyakit masih merupakan ilmu yang relatif baru, artinya migrasi suatu spesies agar menjadi tahan penyakit atau kebal penyakit belum sepenuhnya diteliti atau didokumentasikan. 

Ketika kita belajar lebih banyak tentang manipulasi bioteknik dan genetik, kita meningkatkan kemampuan kita untuk beternak hewan yang lebih sehat, menghasilkan lebih banyak makanan yang aman untuk produksi, dan mengurangi penyebaran penyakit.  

Menciptakan Ketahanan Penyakit dengan Seleksi Genetik 

Anggota suatu populasi yang menunjukkan kemampuan alami untuk melawan suatu penyakit dapat menjadi dibiakkan secara selektif jadi lebih banyak anggota spesies yang juga dapat menunjukkan ciri-ciri tersebut. Hal ini, pada gilirannya, dapat digunakan dengan pemusnahan sehingga anggota tersebut tidak terus-menerus terkena faktor lain dan dapat lebih mudah menghasilkan keturunan. Jenis seleksi genetik ini bergantung pada resistensi yang menjadi bagian dari susunan genetik hewan.  

Jika hewan tersebut terpapar virus dan membangun kekebalan melalui sistem kekebalannya, ada kemungkinan resistensi tersebut tidak akan diturunkan. Hal ini disebabkan pengacakan gen normal selama prokreasi. Di dalam Penelitian Eenennaam dan Pohlmeier, mereka menyatakan, “Melalui seleksi genetik, produsen ternak dapat memilih variasi genetik tertentu yang dikaitkan dengan ketahanan terhadap penyakit.” 

Menciptakan Ketahanan Terhadap Penyakit dengan Modifikasi Genetik 

Anggota suatu populasi dapat diinokulasi dengan rangkaian gen tertentu yang menghasilkan resistensi terhadap penyakit tertentu. Urutan gen menggantikan urutan gen tertentu pada individu atau membuat urutan tertentu menjadi aktif atau dinonaktifkan. 

Beberapa tes yang telah dilakukan termasuk resistensi mastitis pada sapi. Sapi diinokulasi dengan gen lisostaphin, yang menyebabkan aktivasi rangkaian gen dan meningkatkan resistensi terhadap mastitis pada sapi. Ini adalah contoh ekspresi berlebih transgen, yang berarti hal ini dapat terjadi pada seluruh spesies karena urutan gen melekat pada bagian DNA yang sama untuk spesies tersebut. DNA dari berbagai anggota spesies yang sama akan sedikit berbeda, jadi penting untuk mengetahui bahwa gen lisostaphin akan bekerja untuk seluruh spesies dan bukan hanya satu anggota saja.  

Tes lainnya termasuk penekanan patogen infeksi pada berbagai spesies. Dalam hal ini, spesies tersebut akan diinokulasi dengan rangkaian virus RNA. Urutan itu akan memasukkan dirinya ke dalam RNA hewan. Ketika RNA tersebut ditranskripsi untuk membuat protein tertentu, gen baru yang disisipkan kini akan diekspresikan.  

Dampak Bioteknologi terhadap Pertanian Modern 

Meskipun tindakan memanipulasi hewan untuk mendapatkan hasil yang kita inginkan dan pengendalian penyakit bukanlah hal baru bagi kita, ilmu pengetahuan di balik cara kita melakukan hal ini telah berkembang secara drastis. Dengan pengetahuan kita tentang cara kerja genetika, kemampuan kita memanipulasi gen untuk menghasilkan hasil baru, dan dengan pemahaman kita tentang penyakit, kita dapat mencapai tingkatan baru dalam pertanian dan produksi pangan. 

Menggunakan kombinasi sistem pengendalian penyakit dan bioteknologi untuk memodifikasi spesies hewan pada waktunya dapat menghasilkan versi baru yang resisten atau bahkan kebal terhadap penyakit tertentu. Ketika anggota populasi yang tahan penyakit berkembang biak, keturunannya juga akan memiliki gen yang tahan penyakit dalam DNA mereka.  

Hewan yang tahan terhadap penyakit akan hidup lebih sehat dan baik, tidak perlu mendapatkan imunisasi terhadap penyakit tertentu, dan akan menghasilkan produk yang lebih berkualitas untuk dikonsumsi. Dari segi analisis biaya-manfaat, ketahanan terhadap penyakit sangat bermanfaat karena biaya yang dikeluarkan untuk pemeliharaan hewan lebih sedikit dan produk dari hewan tersebut akan memiliki kualitas yang lebih baik. Hewan yang resisten terhadap penyakit juga akan menghentikan penularan penyakit yang ditularkan melalui makanan antara hewan dan manusia.