PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, danrekayasa dalam mengolah suatu bahan denganmemanfaatkan organisme hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasayang bermanfaat bagi manusia

Bios hidup: Teuchos alat;

Logos ilmu

Dengan kata lain Bioteknologi adalah ilmu terapanyang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalamproses produksi barang dan jasa.

Pemuliaan dan reproduksi hewan di bidang medis,penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikanantara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik daninsulin walaupun masih dalam jumlah terbatasakibat proses fermentasi yang tidak sempurna.

Bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini,produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukansecara masal.

SEJARAH PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI

3000 th SM minuman beralkohol hasil fermentasi

1680 penemuan sel khamir oleh Antonie van Leeuwenhoek

1818 fermentasi sel khamir oleh Erxleben

1857 fermentasi asam laktat oleh Pasteur

1897 Buchner mengungkap enzim yang berperan dalamfermentasi

Awal abad 20 konsep pewarisan sifat dari Gregor Mendel

1917 Karl Ereky memperkenalkan istilah bioteknologi

1928 Fred. Griffith menemukan konsep transformasi

1943 Penisilin diproduksi dalam skala industri

1944 Oswall Avery, Colin McLeod & Maclyn Mc Cartymenunjukkan bahwa yang ditransformasikan adalahsenyawa asam nukleat tipe deoksiribosa

1944 Avery, MacLeod, McCarty mendemontrasikan bahwa DNA

adalah bahan genetik

1953 Watson & Crick menemukan struktur 3 dimensi DNA

1961 Jurnal Biotechnology and Bioengineering ditetapkan 1961-1966 Seluruh sandi genetik terungkap 1970 Nathan & Smith: enzim restriksi endonuklease (enzim yang

dapat memotong molekul DNA secara spesifik) pertama kalidiisolasi

1972 Korona dkk. Berhasil mensintesa secara kimiawi seluruh gentRNA

1973 Boyer dan Cohen memaparkan teknologi DNA rekombinan 1975 Kohler dan Milstein menjabarkan produksi antibodi

monoklonal 1976 Perkembangan teknik-teknik untuk menentukan sekuen DNA

1978 Genetech menghasilkan insulin manusia dalam E. coli 1980 US Supreme Court: Mikroorganisme hasil manipulasi dapat

dipatenkan 1981 Untuk pertama kalinya automated DNA synthesizers dijual

secara komersial 1981 Untuk pertama kalinya kit diagnostik berdasarkan antibodi

disetujui untuk dipakai di Amerika Serikat

5 Warna BIOTEKNOLOGI Bioteknologi merah, mewakili bioteknologi dalam

bidang kesehatan

Contohnya : Cloning. Contoh pertama hasil kloningyaitu eve(manusia kloning pertama) dan domba Dolly.

Bioteknologi hijau, mewakili bioteknologi yangbergerak dalam bidang agrikultur dan pangan.

Contohnya : Golden Rice, GM Food(GeneticallyModified Food), produknya yaitu makanan-makananyang telah difortivikasi dengan vitamin maupun mineral,seperti margarin dan mentega yang telah difortivikasidengan vitamin A.

Bioteknologi biru, adalah bioteknologi yang bergerak dalam bidang perairan dan kelautan.

Contohnya :

produksi nori (rumput laut) secara masal,

rekayasa genetika pada ikan untuk memodifikasi ukuran ikan,

pembuatan Golden pearl di Filiphina.

Bioteknologi abu-abu, adalah bioteknologi yangbergerak dalam bidang lingkungan.

Contohnya : Biodegradable plastic

Gambar biodegradable plastic

Bioteknologi putih, adalah penerapan bioteknologi dalam bidang industri.

Contohnya : pembuatan bio-ethanol dan bio-diesel.

BIOTEKNOLOGI

KONVENSIONAL & MODERN

KONVENSIONAL MODERN

Sederhana Menggunakan peralatancanggih

Tidak diproduksi dalamjumlah besar

Diproduksi dalam jumlahbesar

Tidak menggunakan prinsip-prinsip ilmiah

Menggunakan prinsip-prinsipilmiah

Menggunakanmikroorganisme

Menggunakanmikroorganisme dan bagian-bagian tubuh organisme

Pemanfaatan Mikroorganisme Dalam Bioteknologi

1. Mengubah dan menghasilkan makanan

untuk meningkatkan produksi protein denganmemanfaatkan mikroorganisme, telah dikembangkanpembuatan protein sel tunggal (SCP = single cellprotein)

* Spirulina

* Chlorella

* Saccharomyces cerevisiae

* Candida utilis

Beberapa mikroorganisme yang dapat mengubahmakanan ada pada tabel berikut :

Produk Bioteknologi Konvensional

No. Nama Makanan dan Minuman Bahan Dasar Mikroorganisme yang Berperan

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Alkohol

Anggur minuman

Antibiotik

Asam Cuka

Bir

Brem Bali

Kecap

Keju

Nata de Coco

Mentega

Oncom

Roti

Sake

Saus ikan

Soygurt

Tape

Tauco

Tempe

Terasi

Yoghurt

Gula

Gula

Larutan nutrien

Gula/air nira

Biji gandum

Singkong/ketan

Kedelai

Susu

Air Kelapa

Minyak tumbuhan

Kedelai

Tepung terigu

Beras

ikan

Susu

Singkong/Beras Ketan

Kedelai, garam

Kedelai

Udang

Susu

Saccharomyces

Saccharomyces cereviceae

Jamur Penicillium

Bakteri Acetobacter

Saccharomyces cereviceae

Saccharomyces cereviceae

Aspergillus wentii

Streptococcus lactis

Acetobacter xylinum

Streptococcus citrivorus

Neurospora sitophila

Yeast

Aspergillus oryzae

Aspergillus oryzae

Lactobacillus acidophillus

Saccharomyces cereviceae

Aspergillus wentii

Rhizopus oryzae

Bakteri Lactobacillus

Lactobacillus bulgaricus

2. Menghasilkan obat/antibiotik

Macam-macam antibiotik dan jamurpenghasilnya :

•Penisilin

Penicillium notatum

Penicillium chrysogenum

•Streptomisin ; untuk mengobati TBC

Streptomyces griseus

•Sefalosporin : untuk mengobati pneumonia

Cephalosporium acremonium

3. Menghasilkan asam amino

Contoh :

Corynebacterium glutamicum ; menghasilkan asamglutamat

4. Menghasilkan energi

Contoh :

Bakteri pengurai di lambung Sapi dapat merombakselulosa menjadi CO2 (karbon dioksida) dan CH4 (metana)

5. Meningkatkan produksi pertanian

Bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas antara lain ;

Rhizobium sp.

Azotobacter sp.

6. Mengatasi masalah pencemaran

Beberapa bakteri dapat digunakan sebagai agenbioremediasi ; usaha memperbaiki kualitas lahan daripencemaran dengan menggunakan mikroorganisme,seperti ;

Bakteri kemolitotrof

Bakteri metanogen

Pseudomorms sp. mengkonsumsi hidrokarbon, senyawa limbahminyak.

7. Industri pertambangan

Beberapa mikroorganisme dapat berperanmemisahkan logam dari bijihnya, antara lain ;

Thiobacillus ferroxidans, memisahkan tembaga daribijihnya.

KULTUR JARINGAN, HIDROPONIK,

AEROPONIK

Kultur Jaringan :

membiakkan bagian tanaman yang ditumbuhkandalam media buatan sehingga tumbuh menjaditanaman sempurna.

3 langkah utama ;

1. inisiasi

2. multiplikasi

3. pengakaran

Hidroponik :

Cara bercocok tanam tanpa menggunakan tanahsebagai tempat menanam tanaman.

Aeroponik :

Modifikasi dari sistem hidroponik, tidakmenggunakan media sama sekali. Akar tanamandiletakkan menggantung yang dijaga kelembabannya.

Rekayasa Genetika / Rekombinasi Genetika

Suatu cara mengganti atau menambah DNA dari organismelain ke susunan DNA asli dalam suatu sel dari suatuorganisme.

Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi :

Isolasi gen

Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik.

Mentransfer gen tersebut ke organisme baru.

Membentuk produk organisme transgenik.

Prosedur pembentukan transgenik ada 2 :

Melalui proses introduksi gen

Melalui proses mutagenesis

Produk Rekayasa Genetika

Produk Manfaat

Insulin manusia Mengobati kencing manis

Vaksin Hepatitis Mencegah hepatitis

Antibodi monoklonal

Mengobati penyakit kanker, diagnosis penyakit

menurun, mengobati keracunan, mengetahui

kehamilan

Antibodi Inferon Mencegah infeksi virus

Hormon pertumbuhan Mengobati kekerdilan

Urokinase Menghilangkan bekuan darah

Gen beta-globulin Mengobati thalasemia

ErythtroproteinMengobati anemia, & merangsang pembentukan

erythrosit baru.

Penggabungan ProtoplasmaMenghasilkan tanaman hibrida yang memiliki sifat-

sifat baru, mengatasi penyakit tanaman

Pupuk biologis, pertisida

biologis, Meningkatkan produksi tanaman

Produk bioteknologi modern dengan sifat –sifat yang menguntungkan bagi manusia

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.

ORGANISME HASIL REKAYASA GENETIK

Dampak Penerapan Bioteknologi

Dampak di Bidang Sosial Ekonomi

Dampak ekonomi yang tampak adalah paten hasilrekayasa, swastanisasi dan konsentrasibioteknologi pada kelompok tertentu,memberikan pengaruh yang amat luas padamasyarakat.

Dampak paten terlihat dengan diberikan paten padakapas tahan hama hasil rekayasa oleh AmerikaSerikat kepada perusahaan tertentu. Keadaan inimemaksa petani tradisional untuk tidakmengadakan bibit sendiri, para peneliti harusmendapatkan izin terlebih dahulu sebelummelakukan penelitian menggunakan bibit-bibit hasilrekayasa itu.

Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil.Penggunaan hormon pertumbuhan sapi (bovinegrowth harmone (BGH) dapat meningkatkanproduksi susu sapi sampai 20% niscaya akanmenggusur peternakan kecil. Bioteknologi dapatmenimbulkan kesenjangan ekonomi.

Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, tembakau,coklat, kopi, gula, kelapa, vanilli, ginseng dan opiumakan dapat dihasilkan melalui modifikasi genetikatanaman lain. Keadaan ini akan menyingkirkantanaman aslinya, dunia ketiga sebagai penghasiltanaman-tanaman tadi akan menderita kerugianbesar.

Dampak di Bidang Lingkungan

Pelepasan makhluk transgenik ke alam bebasdapat menimbulkan dampak berupa pencernaanbiologi yang bisa lebih berbahaya daripadapencernaan kimia dan nuklir.

Dengan keberadaan rekayasa genetika, perubahangenotip tidak dirancang secara alami sesuaidengan kebutuhan dinamika populasi melainkanmenurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu.Perubahan drastis ini akan menimbulkan peluangbahaya.

Dampak di Bidang Kesehatan

Produk rekayasa di bidang kesehatan ini memangsudah ada yang menimbulkan masalah yang serius.Contohnya adalah penggunaan insulin hasilrekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal diInggris.

Tomat Flavr Savr diketahui mengandung genresisten terhadap antibiotik.

Susu sapi yang disuntik dengan hormon BGHdisinyalir mengandung bahan kimia baru yangpunya potensi berbahaya bagi kesehatan manusia.

Dampak di Bidang Etika dan Moral

Menyisipkan gen makhluk hidup kepada makhluk hidup lainmemiliki dampak etika yang serius. Menyisipkan genmakhluk hidup lain yang tidak berkerabat dianggap sebagaipelanggaran terhadap hukum alam dan sulit diterimamasyarakat. Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwapemindahan gen itu tidak etis, 90% menentang pemindahangen manusia ke hewan, dan 75% menentang pemindahangen hewan ke hewan lain.

Bahan pangan transgenik yang tidak berlabel juga membawakonsekuensi bagi penganut agama tertentu. Bagaimanahukumnya bagi penganut agama Islam, kalau gen babidisisipkan ke dalam buah semangka? Penerapan hak patenpada organisme hasil rekayasa merupakan hak pribadi atasorganisme.