Penetrasi Adalah Tahapan Pemasukan Genom, Kenali Metode dan Dampaknya

Liputan6.com, Jakarta Dalam biologi, penetrasi adalah hal yang mengacu pada kemampuan sel atau organisme, untuk menembus suatu bahan atau struktur untuk mencapai tujuan tertentu. Ini biasanya terjadi selama proses reproduksi, seperti ketika sel sperma menembus lapisan pelindung telur untuk membuahi sel telur.

Selain itu, penetrasi adalah metode yang terjadi dalam proses invasi atau penyebaran penyakit, seperti saat bakteri atau virus menembus membran sel atau jaringan tubuh untuk menginfeksi organisme. Proses ini juga dapat terjadi selama perkembangan embrio, ketika sel-sel embrio menembus lapisan endometrium untuk menempel pada dinding rahim dan tumbuh menjadi janin 

Penetrasi adalah penerobosan, yang terjadi selama proses pembentukan jaringan dan organ dalam embrio. Sel-sel embrio harus menembus lapisan sel di sekitarnya untuk membentuk jaringan dan organ yang kompleks. Contohnya, sel-sel pada permukaan embrio harus menembus lapisan endodermis, untuk membentuk organ pencernaan seperti usus.

Proses penetrasi dalam biologi juga terjadi selama interaksi antara organisme dan lingkungannya. Contohnya, saat tumbuhan menembus tanah dengan akarnya untuk mencari nutrisi, atau ketika hewan menembus lapisan tanah atau es untuk mencari makanan. Berikut ini metode penetrasi yang Liputan6.com rangkum dari berbagai sumber, Kamis (20/4/2023). 

Elektroporasi

Elektroporasi merupakan metode penetrasi yang melibatkan penggunaan medan listrik yang kuat, untuk membuka pori-pori membran sel. Dalam elektroporasi, sel atau jaringan ditempatkan di antara dua elektroda dan dikenakan medan listrik yang kuat. Medan listrik ini menyebabkan pori-pori kecil pada membran sel, yang memungkinkan molekul besar, seperti DNA, untuk masuk ke dalam sel. Elektroporasi digunakan dalam berbagai penelitian biologi, seperti dalam penelitian sel dan molekuler, di mana elektroporasi dapat digunakan untuk memasukkan DNA atau RNA ke dalam sel atau membran sel. Elektroporasi juga digunakan dalam terapi gen, di mana gen tertentu dimasukkan ke dalam sel untuk menggantikan atau memperbaiki gen yang rusak atau hilang.

Transformasi

Transformasi adalah metode penetrasi yang biasanya digunakan untuk mengubah genom bakteri, dengan mengirimkan DNA asing ke dalam sel bakteri melalui berbagai teknik, seperti elektroporasi atau transfeksi. Transformasi digunakan dalam penelitian biologi untuk mempelajari peran gen tertentu dalam berbagai fungsi biologis. Transformasi juga dapat digunakan dalam produksi bioteknologi, untuk membuat bakteri yang dapat memproduksi produk tertentu, seperti insulin.

Transfeksi

Transfeksi merupakan metode penetrasi yang melibatkan pengiriman asam nukleat, seperti DNA atau RNA, ke dalam sel eukariotik menggunakan agen transfeksi, seperti liposom atau kalsium fosfat. Transfeksi dapat digunakan dalam penelitian biologi untuk mempelajari peran gen tertentu dalam fungsi biologis. Transfeksi juga digunakan dalam pengembangan obat dan terapi gen, di mana DNA atau RNA dimasukkan ke dalam sel untuk memperbaiki atau mengganti gen yang rusak atau hilang.

Injeksi

Injeksi merupakan metode penetrasi yang melibatkan penyuntikan zat tertentu, seperti protein atau asam nukleat, ke dalam sel atau jaringan tubuh organisme. Injeksi digunakan dalam penelitian biologi untuk mempelajari efek zat tertentu pada sel atau jaringan tubuh organisme. Injeksi juga digunakan dalam pengobatan, di mana zat tertentu dimasukkan ke dalam tubuh untuk mengobati penyakit atau kondisi medis.

Mikroinjeksi

Mikroinjeksi merupakan metode penetrasi yang melibatkan penyuntikan zat tertentu, ke dalam sel atau embrio menggunakan jarum mikroskopis. Metode ini digunakan dalam penelitian biologi, untuk mempelajari perkembangan embrio dan peran gen tertentu dalam perkembangan. Mikroinjeksi juga digunakan dalam teknologi reproduksi, di mana sperma atau ovum diubah atau dimodifikasi sebelum disuntikkan ke dalam sel telur untuk reproduksi buatan.

Elektroforesis adalah metode penetrisasi, yang digunakan untuk memisahkan molekul-molekul kecil berdasarkan muatan listriknya. Elektroforesis digunakan dalam berbagai penelitian biologi, seperti dalam analisis DNA dan protein. Dalam elektroforesis, molekul-molekul yang akan dipisahkan ditempatkan pada suatu medium, seperti gel, dan kemudian dikenakan medan listrik. Molekul-molekul tersebut akan bergerak tergantung pada muatan listriknya, sehingga memungkinkan pemisahan molekul-molekul tersebut.

Dalam analisis DNA, elektroforesis digunakan untuk memisahkan fragmen-fragmen DNA berdasarkan ukuran dan muatan listriknya. Fragmen-fragmen DNA yang dipisahkan kemudian dapat dipakai untuk analisis lebih lanjut, seperti sekuen DNA. Dalam analisis protein, elektroforesis digunakan untuk memisahkan protein berdasarkan ukuran dan muatan listriknya. Protein-protein yang dipisahkan kemudian dapat digunakan untuk analisis lebih lanjut, seperti identifikasi protein dan karakterisasi fungsi protein.

Lipofeksi

Lipofeksi adalah metode penetrasi yang melibatkan penggunaan lipid atau liposom, untuk mengirimkan molekul-molekul asam nukleat ke dalam sel. Dalam lipofeksi, asam nukleat dan lipid atau liposom dicampur bersama, sehingga molekul-molekul asam nukleat tertanam dalam lipid atau liposom. Kemudian campuran tersebut dimasukkan ke dalam sel, di mana molekul-molekul asam nukleat dapat dilepaskan dan masuk ke dalam nukleus sel. Lipofeksi digunakan dalam penelitian biologi, untuk mempelajari peran gen tertentu dalam fungsi biologis. Lipofeksi juga digunakan dalam terapi gen, di mana gen tertentu dimasukkan ke dalam sel untuk menggantikan atau memperbaiki gen yang rusak atau hilang.

Sonikasi

Sonikasi adalah metode penetrasi yang melibatkan penggunaan gelombang suara, untuk memecah sel atau jaringan tubuh organisme. Dalam sonikasi, sampel sel atau jaringan tubuh organisme ditempatkan pada suatu medium, seperti buffer, dan kemudian dikenakan gelombang suara yang kuat. Gelombang suara tersebut memecah sel atau jaringan tubuh organisme menjadi fragmen-fragmen kecil, sehingga memungkinkan molekul-molekul dalam sel atau jaringan tubuh organisme dapat dilepaskan dan dianalisis lebih lanjut.

Sonikasi digunakan dalam berbagai penelitian biologi, seperti dalam analisis protein dan DNA. Dalam analisis protein, sonikasi digunakan untuk memecah protein-protein dalam sampel menjadi fragmen-fragmen kecil, sehingga memungkinkan analisis protein lebih lanjut, seperti identifikasi protein dan karakterisasi fungsi protein. Dalam analisis DNA, sonikasi digunakan untuk memecah fragmen-fragmen DNA menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil, sehingga memungkinkan analisis DNA lebih lanjut, seperti sekuen DNA.

Dampak positif dan negatif dari penggunaan metode penetrasi dalam penelitian biologi, sangat tergantung pada jenis teknik yang digunakan, spesies yang diteliti, dan tujuan penelitian. Berikut ini adalah penjelasan lebih rinci tentang dampak positif dan negatif dari penggunaan metode penetrasi dalam penelitian biologi.

Dampak positif:

1. Metode penetrasi memungkinkan para peneliti untuk mengakses sel hidup, dan memanipulasi bahan genetik, protein, dan molekul biologis lainnya di dalamnya. Hal ini membantu dalam memahami lebih dalam tentang struktur dan fungsi sel hidup, sehingga memungkinkan penelitian lebih lanjut tentang berbagai aspek biologi.
2. Teknik penetrasi seperti transfeksi dan elektroporasi, dapat digunakan untuk mengirimkan bahan genetik ke dalam sel hidup. Hal ini membuka kemungkinan untuk mengembangkan terapi genetik untuk penyakit genetik dan kanker, yang dapat memungkinkan pengobatan yang lebih efektif dan aman.
3. Dengan menggunakan teknik penetrasi, obat-obatan dan bahan terapeutik lainnya dapat diantarkan langsung ke sel-sel yang membutuhkan, sehingga meningkatkan efektivitas pengobatan dan mengurangi efek samping.

Dampak negatif:

1. Beberapa teknik penetrasi seperti elektroporasi dan mikroinjeksi dapat menyebabkan kerusakan atau cedera pada sel hidup, terutama jika diterapkan secara berlebihan atau tidak hati-hati. Hal ini dapat mempengaruhi integritas sel dan mengganggu fungsi normalnya.
2. Penggunaan teknik mikroinjeksi dan biolistik dapat menyebabkan kontaminasi sel, dengan bahan biologis yang tidak diinginkan atau mikroorganisme patogen, yang dapat mengganggu hasil penelitian dan kesehatan lingkungan.
3. Beberapa teknik penetrasi, seperti teknik transfeksi, dapat menyebabkan perubahan genetik pada sel hidup. Hal ini menimbulkan beberapa pertanyaan etika dan moral tentang penggunaan teknologi ini dalam penelitian biologi.
4. Beberapa teknik penetrasi seperti mikroinjeksi memerlukan peralatan dan bahan kimia yang mahal, yang dapat menjadi kendala bagi para peneliti yang memiliki sumber daya terbatas. Selain itu, teknologi ini juga memiliki batasan dalam hal ukuran dan jenis sel yang dapat dijangkau.