Bioteknologi Modern (BIOLOGI)
1. Peranan Bioteknologi
a. 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.
a. 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.
b. 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 :
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.
2. Tahap sterlisasi
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
4. Tahap pemisahan hasil
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
6. Tahap produk akhir
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.
2. 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).
Bakteri transgenik
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.
c. 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.
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.
Secara ringkas, berikut ini beberapa implikasi bioteknologi bagi perkembangan sains dan teknologi serta perubahan lingkungan masyarakat.
a. Bioteknologi dikembangkan melalui pendekatan multidisipliner dalam wacana molekuler. Ilmu-ilmu dasar merupakan tonggak utama pengembangan bioteknologi maupun industri bioteknologi
b. Bioteknologi dengan pemanfaatan teknologi rekayasa genetik memberikan dimensi baru untuk menghasilkan produk yang tidak terbatas.
c. Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif.
d. Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan intrferon
e. Bioteknologi dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian melalui kultur jaringan, fiksasi nitrogen pengendalian hama tanaman, dan pemberian hormon tumbuhan.
f. Bioteknologi dapat menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas)
g. Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan makanan dan minuman, antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem, mentega, yoghurt, tempe, kecap, bir dan anggur
CONTOH-CONTOH PENERAPAN ILMU BIOTEKNOLOGI
1. Antibodi Monoklonal
adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel ? sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel ? Limpa dan sel mieloma) yang dikultur.
Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan
2. Terapi Gen
adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal
3. Antibiotik
Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum.
4. 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), karena itu dilakukan rekayasa genetika.
5. 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.
Bioteknologi
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
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. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.
Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.
Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain:
• Jagung resisten hama serangga
• Kapas resisten hama serangga
• Pepaya resisten virus
• Enzim pemacu produksi susu pada sapi
• Padi mengandung vitamin A
• Pisang mengandung vaksin hepatitis
Daftar isi
[tampilkan]
•
[sunting] Garis waktu bioteknologi
• 8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.
• 6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi
• 4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat
• 1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia
• 1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.
• 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan
• 1880 Mikroorganisme ditemukan
• 1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan
• 1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.
• 1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi
• 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen
• 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein
• 1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar
• 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia)
• 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver"
• 2000 Perampungan Human Genome Project
[sunting] Perbedaan Bioteknologi dengan Breeding
Proses perubahan sifat biologis pada individu pada suatu spesies biasanya dapat dilihat melalui proses breeding. Hal tersebut sangat berbeda dengan perubahan sifat yang terjadi melalui proses bioteknologi. Proses bioteknologi dapat menyebabkan perubahan individu tanpa harus melakukan perkawinan silang, tetapi melalui transfer gen dari suatu organisme ke organisme lain dengan prosedur khusus. Prosedur khusus tersebut adalah rekayasa genetik (Genetic Engineering).
[sunting] Rekayasa genetika
Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi:
1. Isolasi gen.
2. Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik.
3. Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru.
4. Membentuk produk organisme transgenik.
Prosedur pembentukan organisme transgenic ada dua, yaitu:
1. Melalui proses introduksi gen
2. Melalui proses mutagenesis
[sunting] Proses introduksi gen
Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah:
1. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik
2. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan
3. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan
4. Uji coba kultur tersebut di lapangan
[sunting] Mutagenesis
Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme tersebut, contoh: semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama.
Kata Kunci : Bioteknologi modern bayi tabung
.jpg)
.jpg)
