Rekayasa genetika
Rekayasa genetika, juga disebut modifikasi genetika, adalah manipulasi langsung gen suatu organisme menggunakan bioteknologi. Hal ini merupakan satu set teknologi yang digunakan untuk mengubah susunan genetik dari sel, termasuk transfer gen-gen yang berada dan melintasi batas-batas spesies untuk menghasilkan organisme yang meningkat. DNA baru diperoleh dengan mengisolasi dan menyalin materi genetik dari induk menggunakan metode DNA rekombinan atau sintesa DNA buatan. Sebuah vektor biasanya diciptakan dan digunakan untuk menyisipkan DNA ini ke organisme inang. Molekul DNA rekombinan pertama dibuat oleh Paul Berg pada tahun 1972 dengan menggabungkan DNA virus monyet SV40 dengan virus lambda. Selain memasukkan gen, proses ini dapat digunakan untuk menghapus gen. DNA baru dapat dimasukkan secara acak, atau ditargetkan ke bagian tertentu dari genom.
Suatu organisme yang dihasilkan melalui rekayasa genetika dianggap dimodifikasi secara genetik dan entitas yang dihasilkan disebut genetically modified organism (GMO). Organisme transgenik pertama adalah bakteri yang dihasilkan oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen pada tahun 1973. Rudolf Jaenisch menciptakan hewan transgenik pertama ketika dia memasukkan DNA asing dalam tikus pada tahun 1974. Perusahaan pertama yang berfokus pada rekayasa genetika, Genentech, didirikan pada tahun 1976 dan mulai memproduksi protein manusia. Insulin manusia pertama dari rekayasa genetika diproduksi pada tahun 1978 dan bakteri yang menghasilkan insulin dikomersialisasikan pada tahun 1982. Makanan yang dimodifikasi secara genetik telah dijual sejak tahun 1994, dengan munculnya tomat dari Flavr Savr. Flavr Savr direkayasa untuk memiliki umur simpan lebih lama, tapi tanaman transgenik saat ini dimodifikasi paling banyak untuk meningkatkan ketahanan terhadap serangga dan herbisida. GloFish, hewan transgenik pertama, dijual di Amerika Serikat pada bulan Desember 2003. Pada tahun 2016, sudah ada salmon yang telah dimodifikasi dengan hormon pertumbuhan.
Rekayasa genetika telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang, termasuk penelitian, obat-obatan, bioteknologi industri dan pertanian.
Munculnya tanaman rekayasa genetika yang dikomersialisasi telah memberikan manfaat ekonomi kepada para petani di berbagai negara, tetapi juga menjadi sumber kontroversi. Hal ini sudah muncul sejak awal kehadirannya, ladang percobaan uji pertamanya dihancurkan oleh aktivis anti-transgenik. Meskipun ada konsensus ilmiah yang menyatakan bahwa makanan yang berasal dari tanaman transgenik tidak menimbulkan risiko yang lebih besar untuk kesehatan manusia daripada makanan konvensional, keamanan pangan transgenik tetap menjadi pusat kritikan. Aliran gen, dampak pada organisme non-target, kontrol pasokan makanan dan hak-hak kekayaan intelektual juga menjadi perdebatan. Adanya masalah ini mengakibatkan munculnya pengembangan kerangka peraturan, yang dimulai pada tahun 1975. Perjanjian internasionalnya juga telah disepakati pada tahun 2000 yaitu Protokol Cartagena tentang Keamanan Hayati. Masing-masing negara telah mengembangkan sendiri sistem regulasi mengenai transgenik, ditandai perbedaan yang terjadi antara Amerika Serikat dan Eropa.
Rekayasa genetika adalah suatu proses yang mengubah susunan genetik dari suatu organisme dengan menghapus atau memasukkan DNA. Tidak seperti pengembangbiakan hewan dan pemuliaan tanaman secara tradisional, yang melibatkan beberapa persilangan dan kemudian organisme terpilih dengan fenotip tertentu, rekayasa genetika mengambil gen secara langsung dari satu organisme dan memasukkan ke organisme lain. Proses ini jauh lebih cepat, dapat digunakan untuk menyisipkan gen-gen dari organisme apapun (bahkan organisme dari berbagai domain) dan mencegah agar gen yang tidak diinginkan tidak ikut ditambahkan.
Rekayasa genetika berpotensi memperbaiki kelainan genetik pada manusia dengan mengganti gen yang rusak dengan gen yang baik. Proses ini menjadi sebuah alat yang penting dalam penelitian yang memungkinkan fungsi spesifik suatu gen menjadi bahan penelitian. Tanaman transgenik yang telah dikembangkan saat ini membantu keamanan pangan dengan meningkatkan hasil, nilai gizi dan toleransi terhadap tekanan lingkungan.
DNA dapat dimasukkan secara langsung ke organisme inang atau ke dalam sel yang kemudian menyatu atau dihibridisasi dengan tuan rumah. Proses ini bergantung pada teknik rekombinan asam nukleat untuk membentuk kombinasi baru dari materi genetik yang dapat diwariskan diikuti oleh penggabungan dari materi baik secara tidak langsung melalui sistem vektor atau langsung melalui mikro-injeksi, makro-injeksi atau mikro-enkapsulasi.
Rekayasa genetika biasanya tidak mencakup peranakan tradisional, fertilisasi in vitro, induksi poliploida, mutagenesis dan teknik sel fusi yang tidak menggunakan rekombinan asam nukleat atau organisme yang dimodifikasi secara genetik dalam prosesnya. Namun, beberapa definisi luas dari rekayasa genetika mencakup pembiakan selektif. Penelitian kloning dan sel induk, meskipun tidak dianggap sebagai rekayasa genetika, masih terkait erat dan rekayasa genetika dapat digunakan bersamaan dengan proses ini. Biologi sintesis adalah bidang ilmu yang sedang berkembang yang membuat rekayasa genetika semakin maju lagi dengan memperkenalkan bahan yang disintesis artifisial ke dalam suatu organisme.
Tanaman, hewan atau mikro organisme yang telah diubah melalui rekayasa genetik yang disebut organisme hasil rekayasa genetika. Jika materi genetik dari spesies lain yang ditambahkan ke inang, organisme yang dihasilkan disebut transgenik. Jika materi genetik dari spesies yang sama atau spesies yang dapat berkembang biak secara alami dengan inang maka organisme yang dihasilkan disebut cisgenesis. Jika rekayasa genetika digunakan untuk mengeluarkan materi genetik dari target maka organisme yang dihasilkan disebut organisme knockout. Di Eropa modifikasi genetika identik dengan rekayasa genetika, sedangkan di Amerika Serikat dan Kanada modifikasi genetika juga digunakan untuk merujuk ke metode pengembangbiakan konvensional.