BIOTEKNOLOGI
Pada
akhir tahun 1970-an, bioteknologi mulai dikenal sebagai salah satu revolusi
teknologi yang sangat menjanjikan di abad ke 20 ini. Pentingnya bioteknologi
secara strategis dan potensinya untuk konstribusi dalam bidang pertanian,
pangan, kesehatan, sumberdaya alam dan lingkungan mulai menjadi kenyataan yang
semakin berkembang.
Saat ini
walaupun masih dalam taraf pengembangan, industri bioteknologi mulai matang dan
menghasilkan produk-produk yang dipasarkan. Dimana keberhasilan-keberhasilan
komersial dan terobosan-terobosan teknologi yang dramatis telah dan sedang
diraih. Walupun demikian, harapan-harapan mengenai penerapan bioteknologi pada
15-20 tahun yang lalu dapat dikatakan belum seluruhnya menjadi kenyataan. Dan
bahkan hambatan-hambatan yang muncul kadangkala tidak diantisipasi sebelumnya.
Ciri utama bioteknologi:
1. Adanya aBen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan
2. Adanya pendayagunsan secara teknologi dan industri
3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian
2. Adanya pendayagunsan secara teknologi dan industri
3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian
I.1
Pengertian Bioteknologi
Beberapa Definisi :
Menurut buku Mari Belajar Ilmu Alam
Sekitar Panduan Belajar Ipa Terpadu untuk kelas IX SMP/MTs:
Bioteknologi
adalah pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang menggunakan makhluk hidup untuk
menghasilkan produk dan jasa guna kepentingan manusia.
Menurut
panduan materi biologi Prestasi kelas IX semester2
Bioteknologi
merupakan aplikasi teknologi menggunakan sistem biologi, organisme atau
bagian-bagiannya dalam rangka membuat atau memodifikasi hasil-hasil atau
proses-proses untuk kepentingan tertentu.
Bioteknologi
adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu,
untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia.
(Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia
bebas)
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang
mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk
hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan
barang dan jasa.
Menurut buku
kamus lengkap biologi untuk pelajar, mahasiswa dan umum, halaman 52 :
Bioteknologi adalah
pemanfaatnan ilmu biologi untuk kesejahteraan manusia;
Teknologi
yang memanfaatkan mahluk hidup untuk menghasilkan produk yang bermanfaat bagi
manusia;
Penerapan
system bioteknologi dalam proses industri.
o
Penggunaan
terpadu biokimia, mikrobiology dan ilmu keteknikan untuk mewujudkan aplikasi
teknologi dari mikro-organisme, kultur jaringan dan bagian-bagian lainnya.
o
Aplikasi
dari organisme, system atau proses untuk industri manufaktur dan pelayanan
jasa.
o
Teknologi
yang menggunakan fenomena biology untuk mengopi dan menghasilkan bermacam-macam
produk yang berguna.
o
Bioteknologi
adalah tidak lebih dari sebuah istilah diberikan untuk sekumpulan teknik-teknik
dan proses-proses.
o
Bioteknologi
adalah penggunaan organisme hidup dan komponennya dalam bidang pertanian,
pangan dan proses-proses industri lainnya.
o
Aplikasi
berbagai teknik yang menggunakan organisme hidup atau bagiannya serta untuk
menghasilkan produk dan/atau jasa.
Bioteknologi adalah ilmu yang digunakan untuk memindahkan gen
manusia ke sel bakteri, agar bakteri mampu memproduksi insulin manusia bagi
penderita diabetes.
Adalah penggunaan makhluk hidup dan hasil-hasilnya untuk menyediakan barang dan
jasa. Dalam bioteknologi meliputi penggunaan bakteri, jamur serta kultur-kultur
tumbuhan dan hewan ( termasuk tekhnik hidroponik dan kultur jaringan ).
PENERAPAN DAN PEMANFAATAN
BIOTEKNOLOGI
Gbr. Kegunaan Bioteknologi untuk memenuhi
kebutuhan manusia
Beberapa
jenis mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk produksi makanan dan minuman serta
keperluan lainnya , contoh :
Bahan
Makanan—->Hasil—>Mikroorganisme yang dipakai
Beras - Sacharomyces (ragi) - Minuman berakohol(anggur, bir
Kedelai - Rhizopus – tempe
kedelai - Aspergilus wenti - oncom
Kacang tanah - Neurospora crassa - oncom
Air kelapa – Acetobacter xylinum - Nata de coco
Beras - Sacharomyces (ragi) - Minuman berakohol(anggur, bir
Kedelai - Rhizopus – tempe
kedelai - Aspergilus wenti - oncom
Kacang tanah - Neurospora crassa - oncom
Air kelapa – Acetobacter xylinum - Nata de coco
Secara garis besar penerapan bioteknologi dibedakan menjadi empat
kelompok besar, yaitu:
1.
Red
biotechnology, dimanfaatkan dalam proses-proses medis/kesehatan. Misalnya untuk
menghasilkan mikroba yangdapat memproduksi obat, antibiotik, atau rekayasa genetik
untuk perbaikan gen melalui menipulasi genom.
Dikenal:
a)
Farmacogenomik
: produksi
obat yang disesuaikan dengan kondisi genetic pasien sehingga obat menjadi
efektif, menentukan dosis lebih akurat, tepat kesasaran pengobatan, vaksin yang
lebih baik.
b)
Produksi
farmasi : produk antibiotic dalam jumlah missal dan spesifik target.
Bioteknologi
Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat
a. Antibodi Monoklonal
adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel b sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel b Limpa dan sel mieloma) yang dikultur.
Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan
adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel b sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel b Limpa dan sel mieloma) yang dikultur.
Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan
b. Terapi Gen
adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal
adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal
c. Antibiotik
Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum.
- Penicillium chrysogenum Þ memperbaiki penisilin yang sudah ada. ..Dilakukan dengan mutasi secara.. iradiasi ultra violet dan sinar X.
- Cephalospurium …………Þ penisilin N.
- Cephalosporium ……..…Þ sefalospurin C.
- Streptomyces ………….…Þ streptomisin, untuk pengobatan TBC
Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum.
- Penicillium chrysogenum Þ memperbaiki penisilin yang sudah ada. ..Dilakukan dengan mutasi secara.. iradiasi ultra violet dan sinar X.
- Cephalospurium …………Þ penisilin N.
- Cephalosporium ……..…Þ sefalospurin C.
- Streptomyces ………….…Þ streptomisin, untuk pengobatan TBC
d. Interferon
Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karen a itu dilakukan rekayasa genetika.
Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karen a itu dilakukan rekayasa genetika.
e. Vaksin
Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria.
Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia.
Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.
Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria.
Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia.
Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.
2.
White
Biotechnology, atau Grey Biotechnology,
bioteknologi di bidang proses-proses industri. Misalnya microba menghasilkan
bahan kimia yang bermanfaat, enzyme, katalisator, atau menghancurkan polutan
kimia berbahaya.
3.
Green
biotechnology, digunakan dalm bidang pertanian. Misalnya menghasilkan tanaman
trasgenik, atau tanaman yang menghasilkan bahan penolak hama, vitamin, protein
tertentu, tahan terhadap tekanan lingkungan air, suhu, garam, asam, dan
sebagainya.
4.
Blue
biotechnology, digunakan dalam bidang kelautan dan lingkunan perairan.
MACAM-MACAM BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/ tradisional
dan modern.
III.1 Bioteknologi
konvensional
Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan
mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan
makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap.
Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan. Proses yang dibantu mikroorganisme,
misalnya dengan fermentasi, hasilnya antara lain tempe, tape, kecap, dan
sebagainya termasuk keju dan yoghurt. Proses tersebut dianggap sebagai
bioteknologi masa lalu.
Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya
penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim
III.2
Bioteknologi Modern
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah
mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip
ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat
menghasilkan produk secara efektif dan efisien.
Dewasa ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri
makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika,
penanganan polusi, penciptaan sumber energi, dan sebagainya. Dengan adanya
berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka
bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang.
CONTOH-CONTOH HASIL BIOTEKNOLOGI
IV.1 CONTOH
HASIL BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
A. Pengolahan Bahan Makanan
a. Pengolahan produk susu
Susu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk baru,
seperti yoghurt, keju, dan mentega.
1) Yoghurt
Untuk
membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian
besar lemak dibuang. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt,
yaitu Lactobacillus bulgaricusdan Streptococcus thermophillus. Kedua bakteri
tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan
selama ± 5 jam pada temperatur 45oC. Selama penyimpanan tersebut pH akan turun
menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam laktat. Selanjutnya susu
didinginkan dan dapat diberi cita rasa.
2) Keju
Dalam
pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus dan
Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsi memfermentasikan laktosa dalam
susu menjadi asam laktat. Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan
suhu 90oC atau dipasteurisasi, kemudian didinginkan sampai 30oC. Selanjutnya
bakteri asam laktat dicampurkan. Akibat dari kegiatan bakteri tersebut pH
menurun dan susu terpisah menjadi cairan whey dan dadih padat, kemudian
ditambahkan enzim renin dari lambung sapi muda untuk mengumpulkan dadih.
Enzim renin dewasa ini telah digantikan dengan
enzim buatan, yaitu klimosin. Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada
temperatur 32oC – 420oC dan ditambah garam, kemudian ditekan untuk membuang air
dan disimpan agar matang. Adapun whey yang terbentuk diperas lalu digunakan
untuk makanan sapi.
3) Mentega
Pembuatan
mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus
lactis dan Lectonostoceremoris.
Bakteri-bakteri tersebut membentuk proses pengasaman. Selanjutnya, susu diberi
cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan. Kemudian lemak mentega diaduk
untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.
b. Produk
makanan nonsusu
1) Kecap
Dalam
pembuatan kecap, jamur, Aspergillus
oryzae dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus oryzae bersama-sama dengan
bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan
campuran gandum. Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya
akan dihasilkan produk kecap.
2) Tempe
Tempe kadang-kadang dianggap sebagai bahan
makanan masyarakat golongan menengah ke bawah, sehingga masyarakat merasa
gengsi memasukkan tempe sebgai salah satu menu makanannya.
Akan tetapi, setelah diketahui manfaatnya bagi kesehatan, tempe
mulai banyak dicari dan digemari masyarakat dalam maupun luar negeri. Jenis
tempe sebenarnya sangat beragam, bergantung pada bahan dasarnya, namun yang
paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai.
Tempe mempunyai nilai gizi yang baik. Di samping itu tempe mempunyai
beberapa khasiat, seperti dapat mencegah dan mengendalikan diare, mempercepat
proses penyembuhan duodenitis, memperlancar pencernaan, dapat menurunkan kadar
kolesterol, dapat mengurangi toksisitas, meningkatkan vitalitas, mencegah
anemia,
menghambat ketuaan, serta mampu menghambat resiko jantung koroner,
penyakit gula, dan kanker. Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar
kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam
hal ini kapang. Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis
kapang dari genus Rhizopus,
yaitu Rhyzopus oligosporus,
Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus arrhizus, dan Rhyzopus oryzae.
Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping biji
kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe. Proses fermentasi
tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan
karbohidrat.
Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai sembilan
kali lipat.
c) Tape
Tape dibuat
dari bahan dasar ketela pohon dengan menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan
enzim yang dapat mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan alkohol.
Masyarakat kita membuat tape tersebut berdasarkan pengalaman.
B.
Bioteknologi Bidang Pertanian
a. Penanaman secara hidroponik
Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air
dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau
bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik dilakukan dengan berbagai
metode, tergantung media yang digunakan.
Adapun metode yang digunakan dalam hidroponik, antara lain metode
kultur air (menggunakan media air), metode kultur pasir (menggunakan media
pasir), dan metode porus (menggunakan media kerikil, pecahan batu bata, dan
lain-lain). Metode yang tergolong berhasil dan mudah diterapkan adalah metode
pasir.
Pada umumnya orang bertanam dengan menggunakan tanah. Namun, dalam
hidroponik tidak lagi digunakan tanah, hanya dibutuhkan air yang ditambah
nutrien sebagai sumber makanan bagi tanaman. Apakah cukup dengan air dan
nutrien? Bahan dasar yang dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan
CO2. Cahayatelah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO2 sudah cukup
melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral dapat diberikan
dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah sebenarnya bukanlah hal yang
utama.
Beberapa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik, antara lain :
a) tanaman
dapat dibudidayakan di segala tempat;
b) risiko kerusakan
tanaman karena banjir, kurang air, dan erosi tidak ada; tidak perlu lahan yang
terlalu luas;
c) pertumbuhan
tanaman lebih cepat;
d) bebas dari
hama;
e) hasilnya
berkualitas dan berkuantitas tinggi;
f) hemat biaya perawatan.
g) Jenis tanaman yang telah banyak
dihidroponikkan dari golongan tanaman hias antara lain Philodendron, Dracaena,
Aglonema, dan Spatyphilum. Golongan sayuran yang dapat dihidroponikkan, antara
lain tomat, paprika, mentimun, selada, sawi, kangkung, dan bayam. Adapun jenis
tanaman buah yang dapat dihidroponikkan, antara lain jambu air, melon,
kedondong bangkok, dan belimbing.
b. Penanaman
secara aeroponik
Aeroponik
berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya. Jadi,
aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe
hidroponik (memberdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara
disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar
tanaman yang
ditanam menggantung akan menyerap larutan hara tersebut.
Prinsip dari aeroponik adalah sebagai berikut. Helaian styrofoam
diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan menggunakan ganjal busa
atau rockwool, anak semai sayuran ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman
akan menjuntai bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler (pengabut)
yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar.
IV.2 CONTOH HASIL BIOTEKNOLOGI MODERN
Seiring dengan perkembangan ilmu
pengetahuan, para ahli telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan
memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern
orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien.
Dewasa ini, bioteknologi tidak
hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah mencakup berbagai
bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi,
dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk
masa-masa yang akan datang.
Beberapa penerapan bioteknologi
modern sebagai berikut.
1.
Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu
cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat
yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau
rekombinasi DNA.
Dalam rekayasa genetika digunakan
DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk
hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan.
Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifatsifat makhluk hidup secara
turun-temurun.
Untuk mengubah DNA sel dapat
dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel,
teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
2.
Transplantasi Inti
Transplantasi inti adalah
pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru
dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah
dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari
sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam
ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi
inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah
morula yang berkembang menjadi blastula.
Blastula tersebut selanjutnya
dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti
tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk
ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang
menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.
3.
Fusi Sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel
baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau
hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan
sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami).
Manfaat fusi sel, antara lain
untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies
baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:
a)
sel sumber
gen (sumber sifat ideal);
b)
sel wadah
(sel yang mampu membelah cepat);
c)
fusigen
(zat-zat yang mempercepat fusi sel).
d)
Teknologi
plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA
kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya.
Sifat-sifat plasmid, antara lain:
a)
merupakan
molekul DNA yang mengandung gen tertentu;
b)
dapat
beraplikasi diri;
c)
dapat
berpindah ke sel bakteri lain;
d)
sifat
plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.
Karena sifat-sifat tersebut di
atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.
4.
Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses
penggabungan DNA-DNA dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk
menyambungkan gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA
disebut juga rekombinasi gen.
Rekombinasi DNA dapat dilakukan
karena alasan-alasan sebagai berikut.
a)
Struktur DNA
setiap spesies makhluk hidup sama.
b)
DNA dapat
disambungkan
c)
Bioteknologi
bidang kedokteran
Bioteknologi mempunyai peran
penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal,
vaksin, antibiotika dan hormon.
a)
Pembuatan
antibodi monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu
sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:
a)
untuk
mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;
b)
mengikat
racun dan menonaktifkannya;
c)
mencegah
penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.
5.
Pembuatan
vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah
serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin
didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari
mikroorganisme tersebut.
6.
Pembuatan
antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang
dihasilkan oleh organism tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organism
lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau
bakteri yang diproses dengan cara tertentu.
Zat antibiotika telah mulai
diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari
Amerika Serikat dan Inggris.
7.
Pembuatan hormone
Dengan
rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi
hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon
pertumbuhan, kortison, dan testosteron.
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini
telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah
diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.
Dewasa ini perkembangan industri maju dengan pesat. Akibatnya,
banyak lahan pertanian yang tergeser, lebih-lebih di daerah sekitar perkotaan.
Di sisi lain kebutuhan akan hasil pertanian harus ditingkatkan seiring dengan
meningkatnya jumlah penduduk. Untuk mendukung hal tersebut, dewasa ini telah
dikembangkan
bioteknologi
di bidang pertanian. Beberapa penerapan bioteknologi pertanian sebagai berikut:
a)
Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen Nitrogen (N2)
merupakan unsur esensial dari protein DNA dan RNA. Pada tumbuhan
polong-polongan sering ditemukan nodul pada akarnya. Di dalam nodul tersebut
terdapat bakteri Rhizobium
yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhan polong-polongan
dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri.
Dengan
bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan agar bakteri Rhizobium dapat hidup di dalam
akar selain tumbuhan polong-polongan. Di samping, itu juga berupaya
meningkatkan kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi
gen.
Kedua upaya
di atas dilakukan untuk mengurangi atau meniadakan penggunaan pupuk nitrogen
yang dewasa ini banyak digunakan di lahan pertanian dan menimbulkan efek
samping yang merugikan.
b)
Pembuatan tumbuhan tahan hama
Tanaman yang
tahan hama dapat dibuat melalui rekayasa genetika dengan rekombinasi gen dan
kultur sel. Contohnya, untuk mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit
maka diperlukan gen yang menentukan sifat kebal penyakit.
Gen
tersebut, kemudian disisipkan pada sel tanaman kentang. Sel tanaman kentang tersebut,
kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang tahan penyakit. Selanjutnya
tanaman kentang tersebut dapat diperbanyak dan disebarluaskan.
BIOTEKNOLOGI BIDANG PETERNAKAN
Dengan
bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk peternakan. Produk tersebut,
misalnya berupa hormon pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan
ternak.
Dengan rekayasa
genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin
Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika
diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu
sampai 20%.
BIOTEKNOLOGI
BAHAN BAKAR MASA DEPAN
Kamu sudah
mengetahui bahwa bahan bakar minyak termasuk sumber daya yang tidak bisa
diperbarui. Oleh karena itu, suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan
bagi para ilmuwan untuk menemukan bahan bakar pengganti yang diproduksi melalui
bioteknologi.
Saat ini
telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi dari fermentasi limbah,
yaitu gasbio (metana) dan gasahol (alkohol).
Alternatif
bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak, antara lain adalah biogas dan
gasohol. Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran
makhluk hidup. Pada fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan
digunakan untuk bahan bakar.
Di negara
Cina, dan India terdapat beberapa kelompok masyarakat yang hidup di desa yang
telah menerapkan teknologi fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan
baku teknologi fermenter tersebut adalah feses hewan, daun-daunan, kertas, dan
lain-lain yang akan diuraikan oleh bakteri dalam fermenter. Sedangkan teknologi
gasohol telah dikembangkan oleh negara Brazil sejak harga minyak meningkat
sekitar tahun 1970. Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula
tebu yang melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidak menimbulkan
polusi.
BIOTEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH
Kaleng,
kertas bekas, dan sisa makanan, sisa aktivitas pertanian atau industri
merupakan bahan yang biasanya sudah tak dikehendaki oleh manusia. Bahan-bahan
tersebut dinamakan limbah atau sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam
lingkungan.
Oleh karena
itu, harus ada upaya untuk menanganinya. Penanganan sampah dapat dilakukan
dengan berbagai cara, misalnya dengan ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di
antara semua cara tersebut yang paling baik adalah dengan daur ulang.
Salah satu
contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan
adalah proses pirolisis. Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan
sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat
diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan anorganik. Bahan-bahan
tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Kelebihan bahan bakar
hasil proses ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi
tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari hewan,
tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan
mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan-hewan kecil disebut
kompos.
Dalam
pembuatan kompos, sangat diperlukan mikroorganisme. Jenis mikroorganisme yang
diperlukan dalam pembuatan kompos bergantung pada bahan organik yang digunakan
serta proses yang berlangsung (misalnya proses itu secara aerob atau anaerob). Selama
proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya selulosa, pembentukan asam
organik terutama asam humat yang penting dalam pembuatan humus. Hasil
pengomposan bermanfaat sebagai pupuk.
Bioteknologi
dapat diterapkan dalam pengolahan limbah, misalnya menguraikan minyak, air
limbah, dan plastik. Cara lain dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan
menggunakan pengemulsi yang menyebabkan minyak bercampur dengan air sehingga
dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang
disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri Acinetobacter calcoaceticus. Dengan
bioteknologi, pengolahan limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan
limbah secara bioteknologi melibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob.
DAMPAK BIOTEKNOLOGI
1.
Dampak Negatif Bioteknologi
Bioteknologi,
seprti juga lain, mengandung resiko akan dampak negatif. Timbulnya dampak yang
merugikan terhadap keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya
aliran gen ketanaman sekarabat atau kerabat dekat. Di bidang kesehatan manusia
terdapat kemungkinan produk gen asaing, seperti, gen cry dari bacillus
thuringiensis maupun bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada
tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan ) gen asibg ke
genom inag dapat menimbulkan interaksi anatar gen asing dan inang produk bahan
pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi.
Dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi. Persaingan tersebut dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju, Kesenjangan teknologi yang sangat jauh tersebut disebabkan karena bioteknologi modern sangat mahal sehingga sulit dikembangkan oleh negara berkembang. Ketidakadilan, misalnya, sangat terasa dalam produk pertanian transgenik yang sangat merugikan bagi agraris berkembang. Hak paten yang dimiliki produsen organisme transgenik juga semakin menambah dominasi negara maju.
Dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi. Persaingan tersebut dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju, Kesenjangan teknologi yang sangat jauh tersebut disebabkan karena bioteknologi modern sangat mahal sehingga sulit dikembangkan oleh negara berkembang. Ketidakadilan, misalnya, sangat terasa dalam produk pertanian transgenik yang sangat merugikan bagi agraris berkembang. Hak paten yang dimiliki produsen organisme transgenik juga semakin menambah dominasi negara maju.
2.
Dampak Positif Bioteknologi
Keanekaragaman
hayati merupakan modal utama sumber gen untuk keperluan rekayasa genetik dalam
perkembangan dan perkembangan industri bioteknologi. Baik donor maupun penerima
(resipien) gen dapat terdiri atas virus, bakteri, jamur, lumut, tumbuhan,
hewan, juga manusia. Pemilihan donor / resipien gen bergantung pada jenis
produk yang dikehendaki dan nilai ekonomis suatu produk yang dapat dikembangkan
menjadi komoditis bisnis. Oleh karena itu, kegiatan bioteknologi dengan
menggunakan rekayasa genetik menjadi tidak terbatas dan membutuhkan suatu
kajian sains baru yang mendasar dan sistematik yang berhubungan dengan
kepentingan dan kebutuhan manusi ; Kegiatan tersebut disebut sebagai
bioprespecting. Perdebatan tentang positif untuk mengatasi dampak negatif yang
dapat ditimbulkan bioteknologi, antara lain pada tahun 1992 telah disepakati
konvensi keanekaragaman Hayati, ( Convetion on Biological Diversity )yang
mengikat secara hukum bagi negara-negara yang ikut mendatanginnya . Sebagai
tindak lanjut penadatanganan kovensi tersebut, Indonesia telah meratifikasi
Undang-Undang No. 5 Tahun 1994. perlu anda ketahui, Negara Amerika Serikat
tidak ikut menadatangani konvensi tersebut. Di sepakati Pula Cartegena Protocol
on Biosafety ( Protokol Cartegena tentang pengamanan hayati ). Protokol
tersebut menyinggung tentang prosedur transpor produk bioteknologi antara
negara untuk mencegah bahaya yang timbul akibat dampak negatif terhadap
keanekaragaman hayati. Ekosistem, dan kesehatan manusia. Pengertian klon
bioteknologi modern adalah pengadaan sel jasad renik, sel (jaringan), molekul
bibit tanaman melalui setek yang banyak dilakukan pada tanaman perenial, antara
lain kopi, teh, karet, dan mangga. Perbanyakan bibit dengan teknik kultur
jaringan, kultur organ, dan embiogenesis somatik dapat pula diterapkan pada
jaringan hewan dan manusia. Tidak seperti pada tumbuhan, kultur pada hewan dan
manusia tidak dapat dikembangkan menjadi individu baru.
PERANAN DAN PRODUK BIOTEKNOLOGI
1. Peranan Bioteknologi
c) Teknik enzimatis
Enzim merupakan katalis dalam reaksi kimia sehingga reaksi tersebut dapat berlangsung lebih cepat Dalam bioteknologi, Enzim digunakan dalam bahan makanan, industri kimia, dan farmasi ( sintesis asam amino dan antibiotik) . Pada produk makanan minuman, Enzim telah lam digunakan untuk membuat keju, bir, pemanis, dan anggur. Di Amerika Serikat, sirup berkadar gula tinggi dari jagung merupakan produk terbesar yang dibuat menggunakan teknologi enzimatis. Enzim renin yang dihasilkan dari lambung anak sapi bermanfaat untuk menghasilkan dalah susu yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan keju. Pada industri minuman, enzim digunakan untuk membuat minuman sari buah, anggur dan bir agar tahan terhadap dingin. Selain itu, bahan ini dapat dipakai untuk membuat permen dengan rasa manis sedang.
Enzim merupakan katalis dalam reaksi kimia sehingga reaksi tersebut dapat berlangsung lebih cepat Dalam bioteknologi, Enzim digunakan dalam bahan makanan, industri kimia, dan farmasi ( sintesis asam amino dan antibiotik) . Pada produk makanan minuman, Enzim telah lam digunakan untuk membuat keju, bir, pemanis, dan anggur. Di Amerika Serikat, sirup berkadar gula tinggi dari jagung merupakan produk terbesar yang dibuat menggunakan teknologi enzimatis. Enzim renin yang dihasilkan dari lambung anak sapi bermanfaat untuk menghasilkan dalah susu yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan keju. Pada industri minuman, enzim digunakan untuk membuat minuman sari buah, anggur dan bir agar tahan terhadap dingin. Selain itu, bahan ini dapat dipakai untuk membuat permen dengan rasa manis sedang.
d) Teknik fermentasi
Fermentasi (peragian) adalah proses penguraian motabolik
senyawa
organik oleh makrob pada kondisi anaerob yang menghasilkan energi dan gas. Teknik dapat digunakan dalam pengelolahan bahan baku untuk menghasilkan produk berupa makanan, minuman, dan obat-obatan. Proses teknik fermentasi adalah sebagai berikut :
organik oleh makrob pada kondisi anaerob yang menghasilkan energi dan gas. Teknik dapat digunakan dalam pengelolahan bahan baku untuk menghasilkan produk berupa makanan, minuman, dan obat-obatan. Proses teknik fermentasi adalah sebagai berikut :
1.
Tahap Pengelolahan bahan baku
Bahan baku yang akam difermentasi lebih dahulu diolah menjadi subtrat dengancara menghauluskan (pada bahan baku padat) atau dengna mengantur pH, penambangan air, dan pengaturan komposisi senyawa makro / mikro.
Bahan baku yang akam difermentasi lebih dahulu diolah menjadi subtrat dengancara menghauluskan (pada bahan baku padat) atau dengna mengantur pH, penambangan air, dan pengaturan komposisi senyawa makro / mikro.
2.
Tahap sterlisasi
Bahan subtrat disetrilkan agar tidak terkontaminasi oleh mikrob lain yang dapat mengangu proses.
Bahan subtrat disetrilkan agar tidak terkontaminasi oleh mikrob lain yang dapat mengangu proses.
3.
Tahap fermentasi
Proses fermentasi biasanya dilakukan dalam bioeraktor, yaitu suatu tabung tertutup yang dapat diataur mengadukan, pengudaraan (aeransi), suhu optimumnya. Di dalam bioreaktor telah terdapat ragi atau yang dibutuhkan
Proses fermentasi biasanya dilakukan dalam bioeraktor, yaitu suatu tabung tertutup yang dapat diataur mengadukan, pengudaraan (aeransi), suhu optimumnya. Di dalam bioreaktor telah terdapat ragi atau yang dibutuhkan
4.
Tahap pemisahan hasil
Pemisahan antara produk dan residu ( hasil sampingan ) dapat dilakukan dengna cara filtrasi (penyaringan )
Pemisahan antara produk dan residu ( hasil sampingan ) dapat dilakukan dengna cara filtrasi (penyaringan )
5.
Tahap pengelolahan hasil
Produk yang sudah dihasilkan diolah lebih lanjut dengan menambahkan zat adiktif untuk menambah aroma atau warna yang lebih menarik
Produk yang sudah dihasilkan diolah lebih lanjut dengan menambahkan zat adiktif untuk menambah aroma atau warna yang lebih menarik
6.
Tahap produk akhir
Produk akhir merupakan produk yang telah siap di pasarkan.
Produk akhir merupakan produk yang telah siap di pasarkan.
Bioremediasi adalah proses pengguanan mikrob untuk menyingkirkan atau
melenyapkan polutan dari lingkungan. Bioremendiasi dibedakan menjadi
bioremendiasi intristik, yaitu biodegradsi yang terjadi pada kondisi alami dan
bioremendiasi yang direkayasa.
Keberhasilan
bioremediasi sangat di tentukan oleh beberapa faktor, yaitu kontak antara
mikrob dan subtrat, keadaan fisik lingkungan yang tepat, nutrien oksigen, dan
keberadaan senyawa toksik bioremediasi meliputi dua tipe, yaitu fitoremediasi
dan biofiltrasi, fitoremidiasi adalah pemanfaatan atau fungsi untuk menyisihkan
polutan komplek dari buangan limbah industri.
Bahan-bahan
sisa dari minyak bumi dan minyak kelapa tersebut masih mengandung berbagai
macam asam lemaka berantai panjang dan pendek yang dapat dimanfaatkan sebagai
subtrat penghasil asam laurat. Asam lemak tersebut dapat dikomersialisasikan
sebagai kompenen utama sabun dan deterjen. Produksi asam laurat dari limbah-
limbah tersebut dapat ditingkatkan dengan menggunakan mikrob yang telah
dimodifikasi. Salah satu mikrob tertsebut adalah Candida sp.
3.
Produk Bioteknologi
Pada zaman kita telah
dapat menjumpai berbagi produk bioteknologi, misalnya, bayi tabung, makanan dan
minuman hasil fermentasi, obat antibiotik, dan organisme transgenitik.
Bayi tabung ( test tube baby ) adalah bayi yang berasal dari pembuahan sel telur ibu sperma yang diambil dari suami atau donor dalam piring kaca laboratorium. Zigot hasil pembuahan akan tumbuh memjadi berpuluh puluh sel. Zigot tersebut lalu dimaksukan kedalam rahim ibu semula dan mengalami pertumbuhan sampi kelahiran. Teknik tersebut diperlukan bagi istri yang ovumnya tidak bisa turun kedalam oviduk atau dilakukan kepada pasangan yang suaminya mempunyai sperma sangat sedikit ( oligozoosermia ekstrem).
Bayi tabung ( test tube baby ) adalah bayi yang berasal dari pembuahan sel telur ibu sperma yang diambil dari suami atau donor dalam piring kaca laboratorium. Zigot hasil pembuahan akan tumbuh memjadi berpuluh puluh sel. Zigot tersebut lalu dimaksukan kedalam rahim ibu semula dan mengalami pertumbuhan sampi kelahiran. Teknik tersebut diperlukan bagi istri yang ovumnya tidak bisa turun kedalam oviduk atau dilakukan kepada pasangan yang suaminya mempunyai sperma sangat sedikit ( oligozoosermia ekstrem).
Bakteri transgenic
Teknologi
ADN rekombinan digunakan untuk menghasilka bakteri yang di biakan dalam
bioreaktor. Beberapa produk yang di hasilkan bkteri anatara lain insuli, hormon
pertumbuhan manusia, dan vaksin hepatitis B.
Bakteri transgenitik
dapat diunakan untuk meningkatkan kekebalan tanaman. Misalnya, bakteri yang
biasa hidup di akar tanaman jagung di beri gen yang mengandung racun serangga
dari bakteri lain sehingga dapat melindungi dari
serangga serangga.
Beberapa
bakteri dapat digunakan untuk meningkatkan mendegradasi substansi tertentu dan
kemapuan tersebut dapat ditingkatkan dengan rekayasa genetik, misalnya, bakteri
pemakan minyak dapat digunakan untuk membersihkan pantai dari tumpahan minyak
industri bakteri biofilter yang akan menyaring polutan kimia sebelum di lepas
ke udara. Bakteri transgenik juga dapat memindahkan sulfur dari batu bara
sebelum di bakar dan membantu membersihkan area perbuangan limbah toksik.
Bakteri transgenik pendegradasi tersebut dapat pula diberi gen ” sehingga akan
mati setelah selesai bertugas.
Bioteknologi adalah pemanfaatan
prinsip-prinsip ilmiah dengan menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan
produk dan jasa guna kepentingan manusia. Ilmu-ilmu pendukung dalam
bioteknologi meliputi mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknik
kimia, dan enzimologi.
Bioteknologi tradisional adalah
bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alcohol, asam
asetat, gula, atau bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap. Cirri
khas pada bioteknologi tradisional, yaitu adanya penggunaan pengunaan mahluk
hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim.
Dalam bioteknologi modern, orang
berupaya agar dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Dalam
bioteknologi modern para ahli telah memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui
penelitian.
Bioteknologi dapat dikembangkan dalam
berbagai bidang, yaitu:
a) Pengolahan bahan pangan
b) Rekayasa genetika
c) Bioteknologi bidang kedokteran
d) Bioteknologi bidang pertanian
e) Bioteknologi bidang peternakan
f) Bioteknologi bidang pertanian
g) Bioteknologi bahan bakar masa depan.
Beberapa dampak bioteknologi dapat
dilihat pada tatanan social, ekonomi, lingkungan, kesehatan, etika, dan perkembangan
ilmu.
This entry was posted
on 22.35
.
You can leave a response
and follow any responses to this entry through the
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
.
wew
_hmm :D_
Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.