Implementasi Reproduksi dan Embriologi dalam Kehidupan Seharihari

Transkripsi

1 BAGIAN KE-17 Implementasi Reproduksi dan Embriologi dalam Kehidupan Seharihari Sesudah mempelajari materi ke-17 ini mahasiswa diharapkan dapat : Mengenal bentuk-bentuk penerapan teknologi di bidang Reproduksi dan Embriologi dalam kehidupan sehari-hari. 172

2 17.1. Pemetaan DNA Sesuai dengan tingkat strukturnya, individu organisme tersusun atas organ-organ yang terpadu dalam satu sistem kehidupan. Organ tersusun oleh beberapa jenis jaringan yang dapat berfungsi secara khusus, sementara jaringan sendiri dibentuk dari ribuan bahkan jutaan sel. Sel merupakan struktur terkecil yang melakukan aktivitas kehidupan. Apabila sel-sel diuraikan lagi menjadi organel-organel, molekul-molekul dan sebagainya, maka kita akan melihat bahwa bagian-bagian tersebut dibentuk dari biomolekul utama yaitu karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat. Senyawa-senyawa penyusun biomelekul ini terutama adalah Oksigen, Karbon, Nitrogen, garam-garam organik dan ion-ion logam. Semua unsur tersebut dapat dijumpai di sembarang lokasi di sekitar kita. Ciri utama yang membedakan antara zat hidup dengan yang mati adalah adanya kemampuan pada zat hidup untuk melakukan replikasi diri untuk menghasilkan zat yang struktur dan fungsinya identik. Kemampuan ini dibawa oleh makromolekul DNA dan RNA yang disebut juga sebagai faktor genetik. DNA merupakan molekul polinukleotida yang berbentuk double helix yang tersusun dari dua rantai gula Deoksiribosa sebagai struktur utama dan ikatan Hidrogen dari pasangan Adenin, Guanin dan Sitosin yang menghubungkan dua rantai tersebut. Fungsi utama DNA adalah mensintesis ensim-ensim yang mengatur lalulintas reaksi biokemik makhluk hidup dan mengatur replikasi unsur-unsur keturunan (untuk berkembang biak). Informasi genetik DNA terkecil terdiri dari urutan basa Nitrogen dan tiga urutan basa A-G-S di atas yang memberikan informasi satu jenis asam amino yang akan disintesis. Satu jenis ensim yang diperlukan di dalam aktivitas reaksi biokimia tubuh disusun oleh beribu-ribu jenis asam amino tergantung kompleksitas reaksi yang diperlukan. Satu rangkaian informasi DNA yang mampu membentuk satu jenis ensim inilah yang disebut sebagai gen. Padahal kita mengetahui dalam satu sistem kehidupan diperlukan berjuta-juta jenis ensim. Untuk itu dapat dibayangkan betapa kompleks susunan DNA yang 173

3 dikandung oleh kromosom-kromosom sel-sel makhluk hidup, yang nota bene segala informasi perkembangan makhluk hidup sejak fertilisasi hingga datang ajalnya ada di dalamnya. Langkah untuk mengetahui informasi genetik setiap makhluk hidup adalah dengan melakukan pemetaan gen DNA-nya. Peta gen ini berisi komposisi kandungan basa nitrogen dan urutannya yang terdapat di dalam rantai DNA tersebut. Pemetaan ini dilakukan dengan alat DNA sequencer dan memerlukan kesabaran serta ketelitian yang sangat tinggi. Contoh pemetaan gen yang telah berhasil dilakukan adalah terhadap bacteria E coli. Organisme sesederhana E coli yang memiliki beberapa pasang kromosom inipun memiliki peta gen yang sangat kompleks, apalagi pada manusia yang memiliki 23 pasang kromoson. Di Jepang telah berhasil dipetakan gen kloroplas (butir warna hijau daun) pada padi (Oryza sativa), yang urutan basanya apabila ditulis pada kertas ukuran kuarto dapat menghabiskan sebanyak 30 lembar. Hingga saat ini memang baru dicoba untuk memetakan gen pada manusia sebagai upaya untuk mengorek informasi berbagai penyakit keturunan yang secara teoritis dapat ditiadakan dengan teknik rekayasa genetika. Pada saat bersamaan dikembangkan pula teknik sintesis DNA secara buatan dengan menggunakan alat Automated DNA Synthetizer. Dengan alat ini dapat dibuat oligonukleotida yang terdiri dari 1200 basa Nitrogen dalam waktu 2 minggu. Oligonukleotida ini merupakan tiruan dari gen yang mengkode hormon peptida. Apabila kemudian oligonukleotida ini di-clone-kan ke dalam bakteri E coli, maka ternyata mampu mengekspresikan suatu polipeptida (protein) yang terdiri dari 200 unit asam amino. Sebuah pertanyaan yang muncul sekarang adalah apakah apabila kita telah berhasil memetakan seluruh gen yang dimiliki makhluk hidup maka kita akan mampu membuat tiruan makhluk hidup tersebut secara manipulatif? Antibody pada Sperma dan Masalah Infertilitas Pria Antibodi yang berupa antisperma yang merupakan modifikasi antibodi terhadap antigen asing yang terdapat pada plasma semen akan menyebabkan spermatozoa tidak dapat bergerak bebas, menggumpal dan teracuni. Hal ini akan berakibat lanjut pada infertilitas spermatozoa. Antibodi ini dapat terjadi antara lain oleh adanya infeksi pada testis atau organ reproduksi pria yang lain. 174

4 Gambar Sekresi Antisperma pada Vagina Upaya untuk mengatasi infertilitas akibat dari dijumpainya antibodi antisperma ini adalah dengan melakukan swim up spermatozoa motil di dalam tabung reaksi, kemudian spermatozoa yang berhasil mencapai permukaan tabung diambil untuk kemudian dilakukan fertilisasi in vitro (FIV) atau inseminasi buatan. Asumsi yang digunakan pada metode ini adalah bahwa apabila spermatozoa mampu bergerak hingga ke permukaan medium pada tabung reaksi, maka diduga kuat dia akan mampu membuahi ovum. Dengan kata lain dia memiliki motilitas yang tinggi untuk melakukan fertilisasi Vaksin Kontrasepsi Sel telur mamalia terbungkus oleh dua lapis, masing-masing terdiri dari 175

5 glikoprotein, lapisan pertama disebut Zonna pellucida dan kedua adalah membran plasma. Glikoprotein pada ZP terdiri dari tiga jenis, ZP1 (200 kd), ZP2 (120 kd) dan ZP3 (83 kd). ZP3 merupakan komponen utama yang menjadi tempat terjadinya senyawa (bersatunya inti) spermatozoon dengan ovum, baru kemudian bersenyawa dengan ZP2 dan ZP1. Gambar Mekanisme Kerja Vaksin Kontrasepsi. Kunci utama peranan besar ZP3 dalam proses fertilisasi adalah pada gugus N dari asam amino Asparagin, Serin dan Threonin yang bersenyawa dengan gugus N-O dari karbohidrat (9,3 kd). Apabila keberadaan karbohidrat ini ditiadakan, maka 176

6 fertilisasi tidak dapat terjadi. Penggunaan vaksin rancangan antibodi monoklonal yang ditujukan terhadap ZP3 dan ZP2 dapat merupakan metode kontrasepsi yang mencegah sintesis karbohidrat ZP3. Hal ini akan berakibat pertemuan inti spermatozoon dengan ovum akan terhambat, sehingga proses fertilisasi terganggu. Pada prinsipnya pemberian vaksin ini akan mencegah invasi spermatozoon ke dalam inti ovum Fertilisasi In Vitro (FIV) Fertilisasi in vitro merupakan metode untuk mengatasi adanya berbagai bentuk infertilitas pada wanita yang disebabkan tersumbatnya tuba fallopii (saluran telur dari ovarium ke uterus). Dalam keadaan demikian ini wanita tersebut tetap mengalami siklus menstruasi yang normal, sehingga seluruh proses perkembangan organ-organ reproduksi tetap berjalan normal. Prosedur fertilisasi in vitro termasuk sederhana dan bersifat langsung. Prosedur ini akan melibatkan pembedahan lokal pada ovarium untuk mengambil ovum yang telah masak dan belum diovulasikan, kemudian disimpan pada tempat yang telah dipersiapkan prakondisinya (antara lain disediakan larutan garam fisiologis dan ditambahkan faktor-faktor pertumbuhan). Pada akhirnya dapat dilakukan fertilisasi dengan jalan diekspose secara terbuka dengan sperma suami di dalam cawan petri. Langkah selanjutnya adalah inkubasi ovum (zigot) pada kondisi yang sesuai hingga akhirnya dicapai tahap perkembangan yang memungkinkan untuk diimplantasikan ke dalam uterus isteri Embryo Transfer (TE) Selangkah berikutnya setelah fertilisasi in vitro adalah transfer embrio ke dalam uterus isteri. Prakondisi dipersiapkan sedemikian rupa, seperti sinkronisasi perkembangan endometrium, agar lingkungan internal yang diperlukan embrio (blastocyst) sesuai dengan keadaan alaminya. Baru kemudian dilakukan penanaman embrio (biasanya lebih dari satu buah) ke dalam uterus. Untuk mendapatkan kepastian yang tinggi terhadap siklus perkembangan ovarium dan uterus dilakukan injeksi gonadotropin intra venous terhadap isteri. Dengan cara ini akan didapatkan jadwal yang tepat bagi langkah-langkah pelaksanaan metode ini. 177

7 17.6. Obat Penyubur (Fertility Drugs) Untuk mengatasi infertilitas, banyak pula digunakan berbagai jenis obat-obatan yang mengandung ekstrak gonadotropin maupun hasil sintesis di laboratorium. Akibat samping dari penggunaan yang over dosis meliputi terjadinya ovulasi lebih dari satu ovum dalam sekali siklus menstruasi. Apabila fertilisasi dapat berjalan normal akan dapat terjadi kelahiran kembar, baik identik maupun tidak identik dan jumlahnya dapat lebih dari 2 fetus. Kasus-kasus kembar banyak adalah akibat samping penggunaan obat ini. Dalam berbagai kasus keberhasilan fertilisasi in vitro, biasanya dihasilkan zygot lebih dari satu. Zygot-zygot ini kemudian ditanam (implantasi) ke dalam jaringan endometrium rahim ibu. Tingkat keberhasilan implantasi ini pula yang biasanya akan menyebabkan dihasilkannya fetus yang jumlahnya lebih dari satu, bahkan kasus terakhir dapat dihasilkan 8 fetus dari satu rahim. Bayi yang lahir kemudian menjadi kembar 8. Penanganan selama fertilisasi in vitro, biasanya tidak lepas dari berbagai permasalahan. Ketidak-berhati-hatian atau kecerobohan di dalam menangani prosedur teknis, sering berakibat pada timbulnya permasalahan etis. Seperti misalnya terdapat kembar dari satu rahim hasil IFV ini yang mempunyai ciri fenotip yang sangat berlainan, misalnya yang satu kulit putih, sedangkan yang lainnya kulit hitam. (Coba diskusikan kenapa dapat terjadi demikian?) Penggunaan Jamu Tradisional Kontraseptif pada Wanita Pada prinsipnya obat-obatan tradisional yang digunakan dengan tujuan kontraseptif pada wanita berfungsi menciptakan lingkungan internal di dalam uterus (rahim) yang tidak convortable (tidak nyaman atau tidak memenuhi syarat) bagi perkembangan embrio yang dihasilkan dari proses hubungan sexual dan fertilisasi. Obat atau jamu-jamuan ini sebagian besar akan menyebabkan inflamasi (peradangan) pada lapisan endometrium, sehingga banyak sekali didistribusikan leucocyt ke bagian ini. Berhubung leucocyt akan menyerang benda-benda atau protein (antigen) asing, maka embrio akan mengalami serangan hebat. Hal ini berakibat implantasi akan gagal dan akhirnya tidak terjadi kehamilan. 178

8 17.8. Penentuan Masa Subur Masa subur merupakan rentang masa dalam satu siklus menstruasi wanita yang memberi peluang terbesar terjadinya fertilisasi (kehamilan) apabila pada saat tersebut terjadi coitus (hubungan sexual) dengan suaminya. Prinsipnya, ovulasi ovum terjadi 14 hari menjelang siklus menstruasi berikutnya, tanpa memandang panjang-pendeknya siklus tersebut. Sementara itu daya tahan spermatozoon di dalam saluran reproduksi wanita ± 2 hari dan ovum dapat dibuahi hanya pada saat setelah ovulasi hingga 24 jam kemudian. Dengan mencatat secara teratur siklus menstruasi yang dialami seorang wanita, maka tingkat keberhasilan menentukan masa subur semakin tinggi. Metode kontrasepsi dengan sistem kalender atau pun upaya mempertinggi kemungkinan terjadinya kehamilan (bagi pasangan yang segera menginginkan keturunan), dapat merujuk dari hasil penentuan masa subur ini. Masa subur dapat diperkirakan dengan rumus : [(Siklus terpendek - 17) s/d (Siklus terpanjang - 11)]. Misal : A mempunyai siklus menstruasi terpanjang 30 hari, sementara yang terpendek adalah 25 hari. Maka masa suburnya dapat terjadi pada rentang hari ke : (25-17) s/d (30-11) atau mulai hari ke 8 s/d hari ke 19 untuk setiap siklus menstruasinya. Satu Siklus Ovulasi M1 8 Masa Subur 19 M2 Dengan kontrasepsi sistem kalender, maka suami A harus menahan diri tidak melakukan hubungan seksual mulai hari ke 8 s/d 19 setiap siklus menstruasi isterinya atau menggunakan alat kontrasepsi kondom ketika keinginan itu tidak dapat ditahan. Sebaliknya bila A ingin segera mempunyai keturunan (anak), maka pada saat tersebut justru harus ambil inisiatif dan mendorong suaminya agar "lebih giat menjalankan tugasnya". Daftar Bacaan Lewis, Ricki Life. Third Edition. WCB Mc-Graw Hill. Boston. Gilbert, S. F. (1991). Developmental Biology. 4-th. Edition. Sinauer Association Inc., Massachusetts. 179