BIOTEKNOLOGI

Biologi Kelas XII / 2

Oleh:PURWATI

 Pendahuluan

Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia.Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme. Rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain.Ciri utama bioteknologi:1. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan2. Adanya pendayagunsan secara teknologi dan industri3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian

Bioteknologi Dalam Produksi PanganMAKANAN BAHAN SUSU Prinsipnya adalah memfermentasi susu menghasilkan

asam laktat.• Keju

Mikroba: Propiabacterium (bakteri asam laktat) yang juga berperan memberi rasa dan tekstur keju.

• YoghurtMikroba: 1. Lactobacillusbulgaris pemberi rasa dan aroma 2. Streptococcus thermophilus menambah keasaman

• MentegaMikroba: Leuconostoc cremoris

Perkembangan bioteknologi• Era bioteknologi generasi pertama bioteknologi

sederhana.Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan.

Contoh:pembuatan tempe, tape, cuka

• Era bioteknologi generasi kedua.Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.

Contoh: a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitratb. pengolahan air limbahc. pembuatan kompos

• Era bioteknologi generasi ketiga.Proses dalam kondisi steril.

Contoh:produksi antibiotik dan hormon

• Era bioteknologi generasi baru bioteknologi baru.Contoh:produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal

MAKANAN NON SUSU

•  Roti, asinan, dan alkohol (bir, anggur "wine", rum), oleh ragi

• Kecap, oleh Aspergillus oryzae• Nata de Coco, oleh Acetobacter

xilinumPrinsipnya adalah pemecahan amilum

oleh mikroba menghasilkan gula, yang kemudian difermentasi

• Cuka, oleh Acetobacter asetiAlkohol difermentasi dalam kondisi aerob

Bioteknologi Dalam Industri

• Asam Sitrat mikroba : Aspergillus niger

bahan : tetes gula dan sirupFs. Asam Sitrat : pemberi citarasa, pengemulsi susu, dan antioksidan. Umumnya asam ini banyak terdapat pada jeruk.

• Vitamin- B1 oleh Assbya gossipii- B12 oleh Propionibacterium dan Pseudomonas

Enzima. Amilase digunakan dalam produksi sirup, kanji,

glukosa.- Glukosa isomerase : mengubah amilum menjadi fruktosa.- Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan sukrosa.

- mikroba: Aspergillus niger Aspergillus oryzae Bacillus subtilis

b. Protease- digunakan antara lain dalam produksi roti, bir- protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dan campuran deterjen untuk menghilangkan noda protein

- mikroba: Aspergillus oryzae Bacillus subtilis

c. LipaseAntara lain dalam produksi susu dan keju untuk meningkatkan cita rasa.

mikroba: Aspergillus niger Rhizopus spp

d. Asam AminoAsam glutamat bahan utama MSG (Monosodium Glutamat)Lisin asam amino esensial, dibutuhkan dalam jumlah besar oleh ternak.

(Keduanya oleh Corynobacterium glutamicum)

PROTEIN SEL TUNGGAL• adalah makanan berkadar protein tinggi,

berasal dari mikroorganisme Contoh: 1. Mikoprotein dari Fusarium

Substrat: tepung gandum dan ketan

2. Spirulina dan Chlorella

• Kelebihan SCP:1. Kadar protein lebih tinggi dari protein

kedelai atau hewan2. Pertumbuhan cepat

Rekayasa Genetika / ADN Rekombian

• Vektor, berupa plasmid bakteri atau viral ADN virus.

• Bakteri, berperan dalam perbanyakan plasmid melalui perbanyakan bakteri

• Enzim, terdiri dari enzim RESTRIKSI (pemotong plasmid/ADN) dan enzim LIGASE (penyambung ptongan-potongan ADN)

Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat

• Antibodi Monoklonaladalah 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

• Terapi Genadalah pengobatan penyakit atau kelainan

genetik dengan menyisipkan gen normal

AntibiotikDipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum.

- Penicillium chrysogenum memperbaiki penisilin yang sudah ada. Dilakukan dengan mutasi secara iradiasi ultra violet dan sinar X.- Cephalospurium penisilin N.- Cephalosporium sefalospurin C.- Streptomyces streptomisin, untuk pengobatan TBC

• InterferonAdalah 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.

• VaksinContoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria.

Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia.Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.

Bioteknologi Penambangan / Biohidrometalurgi

• Thichacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga (Cu).

aktivitasReaksi: CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2 —> CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi

aktivitasCuSO4 + 2 Fe+ + H2SO4 + Energi ——> 2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+

• Thiobacillus ferrooxidan bersifat kemolitotrof

Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran

• Pencemaran oleh minyak.Strain-strain Pseudomorms mengkonsumsi hidrokarbon. Rekayasa genetik membentuk bakteri super yangmeogandung empat jenis plasmid pembawa gen untuk konsumsi hidrokarbon.

• Limbah organik dapat diuraikan oleh bakteri aerob atau anaerob.

Bioteknologi Dalam Pemberantasan Hama

 Dalam membatasi pemakaian pestisida, dilakukan upaya pemberantasan hama secara biologi antara lain penggunaan musuh alami dan menciptakan tanaman resisten hama.

1. Bacillus thuringiensis menghasilkan bioinsektisida yang toksin terhadap larva

serangga.-Transplantasi gen penghasil toksin pada tanaman, menghasilkan tanaman yang bersifat resisten hama serangga.- Kristal (racun Bt) diolah menjadi bentuk yang dapat disemprotkan ke tanaman. Racun akan merusak saluran pencernaan serangga.

2. Baculovirus sp.Virus disemprotkan ke tanaman. Bila termakan, serangga akan mati dengan sebelumnya, menyebarkan virus melalui perkawinan.

Bioteknologi Dalam Perbanyakan Tanaman / Kultur Jaringan

• Sifat TOTIPOTENSIAL tanaman, dapat diterapkan untuk kultur jaringan. Kultur jaringan (sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel) untuk memperoleh individu baru.

• Penemu F.C. Steward menggunakan jaringan floem akar wortel.

MANFAAT / KEUNTUNGAN KULTUR JARINGAN

1. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yau~g singkat

2. Sifat identik dengan induk3. Dapat diperoleh sifat-sifat yang

dikehendaki4. Metabolit sekunder tanaman

segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa

Pengembangan Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara

1. Tanaman kebal terhadap penyakit, misalnya tembakau kebal terhadap TMV.

2. Tanaman mampu menambat N2.

Pemberian nitrogen dalam bentuk pupuk buatan secara berlebih ternyata berdampak negatif yaitu:

1. Meningkatkan tekanan osmosis air tanah2. Meningkatkan keasaman tanah akibat lanjut adalah

defisiensi Ca, Mg dan K3. Terjadinya eutrofikasi karena penumpukan NO3 di

perairan, jalan keluarnya adalah dilakukan rekayasa genetika

SEKIAN