Transfeksi adalah proses memasukkan asam nukleat ke dalam sel mamalia atau serangga. Tidak seperti transformasi bakteri, yang merujuk pada pengambilan DNA oleh bakteri, transfeksi secara spesifik menggambarkan pengiriman ke dalam sel eukariotik.
Transfeksi yang Dimediasi Lipid
Reagen lipid kationik (Lipofectamine, FuGENE, jetPEI) membentuk liposom yang mengenkapsulasi DNA bermuatan negatif. Liposom bermuatan positif berfusi dengan membran sel bermuatan negatif, melepaskan DNA ke dalam sitoplasma.
Rasio lipid-ke-DNA sangat penting. Sebagian besar reagen memerlukan optimasi dalam kisaran 2–4 µL lipid per µg DNA. Efisiensi transfeksi tergantung pada jenis sel — HEK 293 dan HeLa sangat mudah ditransfeksi; sel primer dan sel suspensi lebih sulit. Serum dalam medium dapat menghambat beberapa reagen lipid. Sebagian besar protokol merekomendasikan transfeksi dalam medium serum rendah (Opti-MEM) dan mengganti dengan medium lengkap 4–6 jam kemudian.
Kopresipitasi Kalsium Fosfat
DNA dicampur dengan CaCl₂ dan ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan buffer fosfat, membentuk presipitat halus kompleks kalsium fosfat-DNA. Presipitat mengendap pada sel dan diinternalisasi oleh endositosis.
Metode ini sangat murah namun sensitif terhadap pH. pH optimal (biasanya 6,95–7,05) harus ditentukan secara empiris untuk setiap jenis sel. Presipitat harus halus dan merata — agregat besar mengurangi efisiensi dan meningkatkan toksisitas. Kalsium fosfat bekerja baik untuk garis sel adherent tetapi buruk untuk sel primer dan suspensi.
Elektroporasi
Pulsa tegangan tinggi singkat (100–300 V, 1–25 ms) membuat pori-pori sementara di membran sel yang memungkinkan DNA masuk. Elektroporasi bekerja untuk hampir semua jenis sel, termasuk sel primer, sel punca, dan sel suspensi yang resisten terhadap metode kimiawi.
Sistem elektroporasi komersial (Neon, Nucleofector, Gene Pulser) menggunakan parameter pulsa yang dioptimalkan dan solusi proprietary untuk mencapai efisiensi 70–90% pada sel yang sulit ditransfeksi. Kekurangannya adalah kematian sel yang signifikan (20–50%), dan optimasi hati-hati terhadap kepadatan sel, jumlah DNA, dan parameter pulsa diperlukan.
Transduksi Viral
Virus rekombinan mengirimkan materi genetik dengan efisiensi tinggi ke berbagai jenis sel. Sistem vektor yang paling umum:
- Lentivirus: Menginfeksi sel yang membelah dan tidak membelah serta berintegrasi ke dalam genom, memungkinkan ekspresi stabil jangka panjang. Kapasitas pengemasan ~8 kb.
- Retrovirus: Hanya menginfeksi sel yang membelah. Digunakan untuk ekspresi stabil pada sel yang berproliferasi cepat.
- Virus adeno-associated (AAV): Tidak mengintegrasi, imunogenisitas rendah, baik untuk aplikasi in vivo. Kapasitas pengemasan ~4,5 kb.
- Adenovirus: Titer tinggi, menginfeksi banyak jenis sel, namun memicu respons imun. Digunakan untuk ekspresi transien tingkat tinggi.
Transfeksi Stabil vs. Transien
Transfeksi transien: DNA tetap episomal dan diencerkan oleh pembelahan sel. Ekspresi puncak pada 24–48 jam dan berlangsung 2–7 hari. Digunakan untuk eksperimen jangka pendek, uji reporter, dan produksi protein.
Transfeksi stabil: Penanda seleksi (resistensi puromisin, G418/higromisin) ditransfeksi bersama, dan sel yang mengintegrasikan DNA ke dalam genomnya diseleksi selama 7–14 hari. Garis sel stabil yang dihasilkan mempertahankan ekspresi tanpa batas.
