BIOTEKNOLOGI

A. Pengertian, Prinsip Dasar, dan Jenis Bioteknologi1. Pengertian Bioteknologi

a. Bioteknologi dapat diartikan sebagai penerapan prinsip ilmu dan rekayasa dalam mengolah bahan organik atau anorganik dengan memanfaatkan makhluk hidup untuk membuat suatu produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia. Makhluk hidup atau zat hidup yang biasa dimanfaatkan dalam bioteknologi dapat berupa hewan, tumbuhan, mikrob (misalnya bakteri dan jamur) dan enzim.

b. Menurut Karl Ereky (1919), bioteknologi mengandung pengertian interaksi biologi dengan teknologi. Artinya, bioteknologi merupakan semua bentuk produksi yang memanfaatkan proses transformasi biologis.

c. Bioteknologi merupakan suatu pengetahuan yang melibatkan beberapa disiplin ilmu. Diantaranya adalah biologi molekul, modifikasi genetika, mikrobiologi, kontrol biologi, teknologi makanan, dan teknologi fermentasi.

2. Prinsip Dasar BioteknologiSejak ribuan tahun yang lalu manusia telah menggunakan mikrob untuk menghasilkan

beberapa produk. Misalnya, berupa bahan makanan (roti, keju, tempe, oncom, tapai); minuman (yoghurt, sake, tuak, anggur, wiski); serta ramuan obat-obatan dari dedaunan (obat-obatan herbalis). Semua bentuk implementasi bioteknologi demikian telah digunakan oleh nenek moyang manusia secara sukses dalam waktu yang lama, meskipun tanpa sebutan bioteknologi dan pemahaman proses-proses biologi di dalamnya.

Demikian juga usaha yang dilakukan untuk mendapatkan sifat unggul dari tanaman pertanian dan ternak. Sejak dahulu, para petani telah biasa melakukan pemulihan tanaman pertanian dan ternak melalui proses perkawinan silang sehingga diperoleh sifat baik dan menonjol dan murni.

Pada umumnya, implementasi bioteknologi oleh nenek moyang manusia hanya berdasarkan pada kegunaannya yang masih relatif sederhana dan bukan untuk tujuan komersial. Namun, praktik bioteknologi tersebut semakin berkembang dari tahun ke tahun.

3. Jenis BioteknologiBioteknologi dapat dibedakan atas bioteknologi yang konvensional/tradisional dan

bioteknologi modern.a. Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi tradisional yang telah dipraktikkan oleh nenek moyang. Misalnya membuat tempe, oncom, tuak, tape.Ciri-ciri bioteknologi tradisional adalah :1) Dilakukan tanpa dilandasi prinsip-prinsip ilmiah2) Dilakukan hanya berdasarkan pada pengalaman yang diwariskan secara turun

temurun.3) Umumnya belum dapat diproduksi secara massal, sebab produksinya hanya digunakan

untuk pemenuhan kebutuhan rumah tangga.b. Bioteknologi Moden

Bioteknologi modern merupakan praktik bioteknologi yang ditandai dengan teknik rekayasa genetika.

Ciri-ciri bioteknologi modern adalah :1) Dilakukan dengan menggunakan prinsip-prinsip ilmiah.2) Dilakukan tidak hanya secara turun temurun melainkan berdasarkan pengkajian yang

mendalam3) Dapat diproduksi secara massal

1

Berdasarkan alasan digunakan makhluk hidup dalam rangka menghasilkan produk atau jasa dalam bioteknologi adalah :1) Makhluk hidup senantiasa berkembang biak2) Makhluk hidup mudah diperoleh.3) Makhluk hidup yang dikembangbiakkan secara aseksual (kloning) jika dipelihara

secara terus-menerus senantiasa memiliki sifat yang tetap, tidak berubah.4) Sifat makhluk hidup dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan manusia, misal

melalui persilangan, penyambungan gen dan pemutasian.5) Dapat menghasilkan berbagai macam produk yang dibutuhkan manusia.

Sebelum membahas bioteknologi dan implementasinya, terlebih dahulu perlu dipahami pengertian dari rekayasa genetika dan komponennya.

Rekayasa genetika adalah suatu teknik memanipulasi gen suatu organisme untuk mengdapatkan produk baru. Cara-cara yang umum dipakai yaitu teknik ADN rekombinan dan teknik hibridoma.a. Teknik ADN Rekombinan

Teknik ADN rekombinan dilakukan dengan mengganti atau menambah ADN dari luar ke ADN asli dalam sel. Teknik ini disebut juga manipulasi genetika. Manipulasi gen dapat dilakukan dengan cara menyisipkan atau menambahkan gen-gen tertentu pada suatu organisme melalui vektor. Vektor yang biasa digunakan adalah plasmid bakteri. Bahan yang disisipkan atau ditambahkan berupa potongan ADN. ADN merupakan bahan genetik yang menyimpan informasi dari suatu organisme. Bakteri yang telah mengandung gen titipan tersebut, selanjutnya dikendalikan oleh gen asing ini, artinya gen asing tersebut tetap melakukan fungsi seperti pada sel asalnya. Semua turunan bakteri ini tetap akan memiliki gen asing tersebut. Sebelum gen asing dicangkokkan perlu isolasi terlebih dahulu. Oleh karena pencangkokan gen menggunakan plasmid bakteri, teknik ini disebut juga teknologi plasmid.

Beberapa unsur penting dalam pelaksanaan rekayasa genetika yaitu plasmid, enzim, dan tranformasi.1) Plasmid

Plasmid adalah lingkaran kecil ADN bakteri atau eukariota bersel satu, yang dapat berelikasi. Plasmid berfungsi sebagai pembawa (vektor) gen yang akan disisipkan. Dipilihnya plasmid bakteri karena beberapa alasan berikuta) Susunan kimia sel bakteri telah dikuasai sejak lama.b) Kemampuan perkembanganbiakan (membelah) bakteri sangat tinggi.c) Plasmid sel bakteri memiliki kemampuan mereplikasi dan mudah disisipi gen lain.

Setelah plasmid yang mengandung gen asing masuk ke dalam sel bakteri akan mereplikasi seperti ketika berada dalam sel asal.

2) EnzimUntuk memotong ADN dan mengambil gen-gen tertentu diperlukan suatu enzim

yang disebut enzim restriksi atau enzim pembatas, misalnya enzim endonuklease. Enzim ini berfungsi sebagai gunting biologi. Setiap satu enzim pembatas hanya mampu memotong gen pada tempat-tempat tertentu. Artinya setiap pemotongan suatu gen tertentu diperlukan enzim pembatas yang tertentu pula. Sampai saat ini ditemukan lebih dari 200 jenis enzim pembatas (gunting biologis).

Dengan enzim endonuklease restriksi dapat dilakukan penyambungan gen dari sumber yang berbeda-beda. Secara normal enzim endonuklease restriksi digunakan oleh bakteri untuk melindungi diri dari virus. Dengan enzim ini bakteri dapat memotong ADN virus tanpa merusak ADN bakteri sendiri.

3) TransformasiUnsur penting yang ketiga dalam rekayasa genetika yaitu transformasi.

Transformasi adalah pemindahan sifat-sifat dari satu mikrobia ke mikrobia lainya melalui bagian-bagian ADN tertentu dari mikrobia pertama. Potongan-potongan ADN

2

atau gen yang dikehendaki, selanjutnya dicangkokkan (ditransformasikan) ke dalam plasmid. Caranya, plasmid dibuka dengan enzim pembatas. Selanjutnya, potongan ADN ditempelkan ke dalam plasmid yang telah terbuka. Penyambungan potongan gen dengan plasmid memerlukan enzim khusus, yaitu enzim ligase.

Gen asing akan mempengaruhi gen sel bakteri, akibatnya kultur bakteri akan mengikuti gen asing untuk berbuat (atau memproduksi) seperti apa yang diproduksi gen tersebut ketika berada dalam sel asal. Dengan demikian melalui teknik ADN rekombinan memberi kesempatan yang lebih besar untuk membentuk kombinasi baru, yang tidak mungkin terjadi secara alamiah (pada ombinasi normal)

b. Teknik HibridomaHibridoma adalah sel-sel yang dihasilkan dengan cara peleburan atau fusi dua tipe

sel yang berbeda menjadi kesatuan tunggal yang mengandung gen-gen dari kedua sel yang digabungkan. Salah satu teknik penggabungan yang umum digunakan yaitu elektrafusi atau fusi secara elektris. Teknik ini menggabungkan dua sel dalam suatu bidang elektris dengan frekuensi tinggi sehingga sel-sel tertarik satu sama lain dan melebur (fusi). Dengan demikian, sel hibridoma mengandung gen komplit yang berasal dari dua sel berbeda. Kemudian sel ini ditumbuhkan sehingg dihasilkan banyak sekali sel yang mengandung gen komplit dari dua sel asal.

Teknologi hibridoma dikembangkan untuk beberapa kepentingan sebagai berikut :1) Memperoleh antibodi dalam skala besar yang selanjutnya akan digunakan untuk tujuan

diagnostik/pemeriksaan dan terapi/pengobatan misalnya antibodi monoklonal.2) Untuk menyilangkan atau memotong sawar spesies secara genetik dalam sel

eukariotik yang tidak dapat diselesaikan melalui peleburan gamet.

B. Peran serta Implikasi Bioteknologi pada Sains, Lingkungan, Teknologi, dan Masyarakat1. Manfaat Bioteknologi

Kontribusi bioteknologi telah mencakup dalam berbagai aspek kehidupan. Beberapa bentuk implementasi bioteknologi, baik secara konvensional maupun secara modern telah mendatangkan banyak manfaat bagi manusia.a. Implementasi Bioteknologi Konvensional

1) Implementasi Bioteknologi pada Bidang PanganImplementasi bioteknologi pada bidang pangan antara lain dalam pembuatan

tempe, oncom, tapai, tuak, keju, yoghurt, nata de coco, dan protein sel tunggal.2) Implementasi Bioteknologi pada Bidang Pertanian

Secara tradisional, praktik bioteknologi telah dilakukan para petani sejak dahulu. Untuk memperoleh sifat unggul tanaman pertanian, para petani dapat melakukannya melalui proses persilangan atau pemuliaan.

3) Implementasi Bioteknologi pada Bidang PeternakanSeperti halnya pada tanaman pertanian, pemuliaan hewan ternak telah dilakukan

sejak lama. Pemuliaan hewan ternak dilakukan dengan cara kawin silang sehingga dari persilangan tersebut akan diperoleh suatu keturunan dengan sifat unggul.

4) Implementasi Bioteknologi pada Bidang MedisImplementasi bioteknologi pada bidang medis, antara lain berupa penemuan

antibiotik dan vaksin. a) Antibiotik

Antibiotik adalah senyawa yang dihasilkan oleh suatu mikrob (bakteri atau jamur) untuk membunuh atau menghambat pertumbuhan mikrob lain. Beberapa contoh antibiotik adalah penisilin, griseofulvin, fumagalin, dan streptomisin.

b) VaksinVaksin merupakan semacam bibit penyakit yang telah dilemahkan. Penanaman vaksin ke dalam tubuh manusia dikenal dengan istilah vaksinasi. Vaksinasi dilakukan untuk mencegah serangan penyakit (infeksi) atau menimbulkan efek kekebalan pada tubuh manusia.

3

5) Implementasi Bioteknologi pada Bidang PertambanganImplementasi bioteknologi pada bidang pertambangan dilakukan dengan

memanfaatkan mikrob tertentu, misalnya bakteri. Dalam hal ini bakteri dimanfaatkan untuk mengekstraksi logam dari bijihnya. Misalnya untuk mendapatkan logam tembaga dan uranium. Teknik semacam ini sangat berhasil dilakukan di Amerika Serikat.

6) Implementasi Bioteknologi pada Bidang EnergiImplementasi bioteknologi pada bidang energi adalah ditemukannya gas bio

(metan) sebagai sumber energi alternatif. Gas bio merupakan gas yang dihasilkan dalam proses biologis. Pembentukan gas bio terjadi melalui pembongkaran senyawa organik dengan memanfaatkan suatu mikrob yang berasal dari golongan arkhae. Berikut ini merupakan bentuk persamaan reaksi terbentuknya gas bio.

C6H12O6 3CH4 + 3 CO2

(glukosa) (metan) (karbon dioksida)

nilai energi : 16 kj/g 56 kj/g

b. Implementasi Bioteknologi Modern1) Implementasi Bioteknologi pada Bidang Pangan

Implementasi bioteknologi pada bidang pangan dapat berupa peningkatan kualitas buah tanaman. Misalnya, dihasilkannya buah-buahan yang bersifat tahan hama. Teknik tersebut dapat dilakukan dengan cara memperlambat proses pemasakan buah melalui rekayasa terhadap gen-gen yang menyebabkan pematangan buah. Teknik demikian telah dilakukan terhadap tanaman tomat, pisang, mangga, melon, apel, dan pir. Selain itu, penggunaan bioteknologi modern lainnya adalah dihasilkannya buah-buahan berukuran besar dan buah-buahan tanpa biji.

2) Implementasi Bioteknologi pada Bidang SandangSalah satu bentuk implementasi bioteknologi pada bidang sandang dapat berupa

peningkatan kualitas serat kapas. Kapas merupakan tanaman perkebunan yang sengaja dipelihara untuk industri sandang.

Dalam rangka peningkatan mutu serat kapas, beberapa saintis telah menggunakan teknologi ADN rekombinasi terhadap tanaman kapas. Dari percobaan yang dilakukan, para saintis berhasil membuat tanaman kapas transgenik untuk menghasikan serat kapas berwarna dan bersifat tahan lama.

3) Implementasi Bioteknologi pada Bidang Pertaniana) Tanaman yang Dapat Menambat Nitrogen (N2) dari Udara Bebas

Beberapa penelitian telah dilakukan agar suatu tanaman selain famili Leguminoceae dapat mengikat nitrogen dari udara bebas. Salah satu cara yang dilakukan yaitu dengan menginjeksi tanaman dengan bakteri Rhizobium, yang hidup dalam akar tanaman polong-polongan. Dalam bakteri Rhizobium tersebut telah ditransfer gen-gen tertentu dari bakteri lain yang menginfeksi tanaman selain dari famili Leguminoceae. Hasilnya, bakteri tersebut mampu menambat nitrogen setelah diinfeksikan ke dalam tanaman selain dari famili Leguminoceae.

b) Tanaman yang Kebal Terhadap Penyakit Mozaik DaunPenyakit mozaik pada tanaman tembakau disebabkan oleh TMV (Tobacco

Mozaic Virus). Dengan teknik rekayasa genetika, berhasil dibuat tanaman tembakau yang kebal terhadap serangan TMV. Vektor yang digunakan adalah plasmid sel bakteri Agrobacterium tumefaciens. Berikut merupakan skema pembuatan tanaman tembakau yang kebal terhadap serangan virus TMV.

4

c) Tanaman Tahan HamaDengan rekayasa genetika tanaman dapat dibuat kebal hama. Salah satu

caranya adalah dengan menyisipkan gen penghasil protein yang bersifat toksik untuk insekta, tetapi aman bagi organisme lain. Contoh protein insektisida adalah dari Bacillus thuringiensis. Serangga (khususnya ordo Lepidoptera) yang memakan kristal protein beracun ini akan segera mati. Proses merusak Bacillus thuringiensis sebagai berikut (1) Bacillus thuringiensis mempunyai 2 fase hidup, yaitu fase vegetatif dan spora.

Sel vegetatif berisi endospora dan kristal toksin protein insektisida, Basillus thuringiensis lisis dan melepaskan spora dan kristal toksin.

(2) Kristal melakukan agregasi dengan sebagian besar protein, yang sesungguhnya merupakan protoksin (ini harus diaktivasi sebelum memberi beberapa pengaruh). Kristal protein tidak larut dalam kondisi normal sehingga sama sekali tidak merugikan manusia, binatang dalam tingkat takson yang lebih tinggi, dan sebagian besar insekta. Namun, kristal protein ini larut dalam pH 9,5. keadaan pH 9,5 tersebut umum ditemukan pada mid-gut (usus tengah) larva Lepidoptera.

(3) Setelah masuk dalam usus insekta (Lepidoptera), protoksin bekerjasama dengan profase usus untuk menghasilkan toksin aktif. Toksin ini disebut endotoksin delta. Endotoksin delta ini melekat pada sel epitel mid-gut, menyebabkan timbulnya pori-pori membran sel. Menimbulkan equilibrasi ion. Sebagai akibatnya, sel epitel usus lisis, larva menghentikan makanan dan pH gut diturunkan oleh ekuilibrasi dengan pH darah. pH yang turun ini memungkinkan spora bakteri tumbuh, spora bakteri kemudian menginvasi inang (Lepidoptera) menyebabkan keracunan darah yang mematikan Lepidoptera.

d) Kultur JaringanKultur jaringan adalah suatu teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif

buatan. Teknik tersebut dapat dilakukan denga cara mengisolasi suatu bagian dari tanaman (seperti protoplasma sel, jaringan, dan organ) kemudian menumbuhkannya pada media buatan tertentu dengan kondisi aspetik. Dalam hal ini, bagian-bagian tanaman tersebut akan tumbuh dan beregenerasi menjadi tanaman yang lengkap.

Pada dasarnya, teknik kultur jaringan dapat dilakukan dengan memanfaatkan sifat totipotensi yang dimiliki oleh sel tanaman. Totipotensi adalah suatu potensi genetika dari satu tipe sel makhluk hidup multiseluler untuk memberikan kemunculan beberapa tipe sel makhluk hidup yang sama atau lengkap seperti penampakan keseluruhan makhluk hidup tersebut. Di dalam inti sel terdapat informasi genetika yang bertanggung jawab untuk aktivitas, tumbuh, dan perkembangan. Jadi, setiap sel dapat menerima seluruh informasi secara lengkap dan memiliki potensi dasar.

5

Peristiwa totipotensi pada tanaman berhasil dibuktikan pertama kali oleh F. C. Steward pada tahun 1958. Dalam percobaannya, satu sel tunggal dari floem wortel ternyata dapat dikultur dan tumbuh menjadi satu tumbuhan yang utuh dan lengkap.

Ada beberapa manfaat yang diperoleh dari teknik kultur jaringan. Misalnya mengetahui proses morfologis; memperoleh tanaman dengan sifat unggul dan tahan penyakit; memperoleh tanaman dengan sifat yang sama dengan induknya; dan memperoleh tanaman untuk tujuan tertentu (seperti untuk keseragaman atau uniformitas, memproduksi bahan alam sekunder, dan komersial).

4) Implementasi Bioteknologi pada Bidang PeternakanSalah satu bentuk implementasi bioteknologi modern pada bidang peternakan

adalah dihasilkannya ternak transgenik melalui teknologi kloning. Kloning berasal dari bahasa yunani, clone = potongan yang digunakan untuk memperbanyak tanaman. Akan tetapi, dalam perkembangan berikutnya pengertian kloning adalah upaya untuk memproduksi sejumlah individu atau anakan yang persis sama dengan induknya tanpa melalui proses pembuahan.

a. Plasmid bakteri Escherichia coli disisipi dengan gen somatotropin sapi, kemudian plasmid dimasukkan lagi ke dalam bakteri.

b. Bakteri baru ini ditumbuhkan dalam fermenter, kemudian somatotropin diisolasi dari bakteri dan dimurnikan serta siap diinjeksikan ke sapi untuk meingkatkan produksi susu.

Bagaimana proses terjadinya kloning domba Dolly ? Mula-mula sel tunggal dari kelenjar susu domba dewasa difusikan dengan sel telur yang belum dibuahi dari domba lain yang ADN nukleusnya telah diambil sebelumnya. Hasil fusi kedua sel tersebut akan menghasilkan embrio yang kemudian ditanamkan pada domba lain

6

(induk semang). Selanjutnya, induk semang akan mengandung embrio tersebut hingga lahir. Hal demikian telah membuktikan bahwa reproduksi makhluk hidup dapat dilakukan tanpa melalui proses pembuahan, tetapi cukup dengan mengambil salah satu sel organ tubuh yang lain.

Teknologi kloning pada hewan memiliki banyak manfaat, antara lain sebagai berikut :a) Menghasilkan obat-obatanb) Menghasilkan organ-organ manusia untuk keperluan transplantasic) Menyelamatkan spesies-spesies yang terancam punah.

5) Implementasi Bioteknologi pada Bidang LingkunganImplementasi bioteknologi pada bidang lingkungan antara lain dihasilkannya

bakteri transgenik yang mampu mendegradasi limbah. Pada umumnya, limbah yang masuk ke lingkungan mengandung senyawa kimia yang sulit terdegradasi. Senyawa tersebut sering kali menimbulkan masalah terhadap kehidupan makhluk hidup. Melalui rekayasa genetika (ADN rekombinan), ke dalam sel bakteri dimasukkan gen yang menjadi enzim khusus sehingga dapat menguraikan atau memecah ikatan zat kimia. Salah satu bakteri tersebut adalah Pseudomonas putida yang memiliki kemampuan mendegradasi oktan, xilen, dan kamper (kapur barus).

6) ImAplementasi Bioteknologi pada Bidang Medisa) Produksi Insulin

Produksi insulin dapat dilakukan dengan cara mentransplantasikan gen-gen pengendali hormon (berasal dari pankreas manusia) ke plasmid bakteri E. coli. Ketika bakteri bereproduksi, dengan sendirinya hormon insulin dihasilkan. Insulin yang dihasilkan berjumlah sangat banyak dan bersifat lebih murni.

7

b) Produksi Somatostatin dan SomatotropinSomatostatin dan Somatotropin merupakan dua contoh hormon tubuh

manusia yang dihasilkan melalui proses kloning dengan menggunakan bakteri E.coli. Pada proses tersebut gen eukariosit dari hipofisis manusia disisipkan ke gen E.coli. Selain untuk mengobati gangguan pertumbuhan, kedua hormon ini juga bermanfaat untuk pengobatan patah tulang, luka bakar, dan pendarahan pada lambung.

c) Produksi InterferonInterferon merupakan protein yang dibuat oleh sel-sel manusia sebagai

bentuk respons terhadap infeksi virus. Interferon dapat digunakan untuk pengobatan penyakit hepatitis, herpes simpleks, dan herpes zooster. Sebagian ahli meyakini bahwa interferon juga mampu menghalangi pertumbuhan dan pelipatgandaan virus penyebab kanker.

d) Diagnosa Penyakit GenetikaUji genetika berguna untuk melihat kelainan genetika, baik yang akan

menimpa diri orang itu sendiri maupun keturunannya kelak. Beberapa tes yang biasa dilakukan adalah untuk hal-hal berikut 1) Identifikasi karier. Contohnya, tes terhadap pasangan yang memiliki riwayat

kelainan gen resesif sehingga khawatir dapat menularkan penyakit tertentu kepada anaknya.

2) Diagnosa kehamilan (diagnosis prenatal). Contohnya, tes untuk mengetahui kondisi kesehatan bayi terhadap penyakit tertentu. Misalnya, penyakit keterbelakangan mental atau sindrom Down, talasemia, dan anemia sel bulan sabit. Teknik tersebut dapat dilakukan pada tahap awal kehamilan sehingga dapat memberi informasi pada orang tua, apakah kehamilannya akan diteruskan atau digugurkan.

3) Skrining bayi. Contohnya, tes untuk mendeteksi kelainan yang mungkin diderita bayi dalam pertumbuhannya. Dalam hal ini, orang tua mungkin merasa khawatir jika mereka akan menurunkan kelainan tertentu pada keturunannya.

e) Pengembangan Efektifitas VaksinMelalui teknik rekayasa genetika, para ahli medis telah berusaha untuk

mengembangkan efektivitas vaksin. Pengembangan kemampuan vaksin tersebut dimaksudkan untuk mendapatkan solusi terhadap penyakit-penyakit yang disebabkan oleh virus yang tidak efektif lagi oleh perlakuan obat.

Ada dua cara yang dilakukan saintis dalam memperbaiki atau meningkatkan kemampuan kerja vaksin. Pertama, membuat imunisasi dengan menggunakan protein yang berasal dari virus dan bakteri. Protein tersebut dapat dibuat banyak dalam sel mikrob yang telah direkayasa atau dengan menyisipkan di dalam genom mikrob inang. Kedua, membuat imunisasi dengan virus lain yang gennya telah direkayasa sehingga membawa gen dan mengekspresikan antigen dari virus yang diidap penderita.

8

f) Pembuatan Antibodi Monoklonal dan PoliklonalPembuatan Antibodi Monoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi yang sama jenisnya dan dihasilkan oleh sel-sel plasma yang merupakan turunan dari sel (beta) yang sama. Sel adalah sel-sel yang terdapat dalam limpa, darah, dan kelenjar getah bening yang berfungsi membuat antibodi secara alami.

Antibodi monoklonal dihasilkan oleh sel-sel hibridoma, yaitu sel hasil fusi dari dua sel yang berbeda, misalnya antara sel-sel dari limpa dengan sel mieloma (sejenis sel kanker ganas dan membelah terus).

Antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi suatu penyakit, tes kelamin, dan mengobati kanker. Gambar berikut merupakan skema pembuatan antibodi monoklonal.

Produksi antibodi monoklonal dilakukan dengan beberapa tahap berikut :Tahap 1 : Interferon (senyawa yang diproduksi mikroorganisme yang

direkayasa dapat meningkatkan sistem kekebalan) diinjeksikan ke dalam mencit, untuk memperoleh respon imun/antibodi (dilakukan dengan sel )

Tahap 2 : Fusi sel antara sel mieloma dan sel yang berasal dari mencit.Tahap 3 : kultivasi sel hibrid hasil fusi, selanjutnya sel hibridasi yang

memproduksi antibodi monoklonal dikloning menggunakan metode pengenderan untuk mendapatkan klon yang homogen.

g) Terapi genTerapi gen merupakan suatu revolusi pengobatan dalam bidang medis. Terapi

gen dilakukan dengan cara mentransfer gen-gen sehat dari seseorang ke sel-sel orang lain yang gen-gennya mengalami kerusakan. Dalam hal ini yang bertindak sebagai vektor adalah virus. Salah satu contoh pemanfaatan terapi gen adalah untuk pengobatan penyakit emfisema.

h) Bayi TabungSaat ini teknologi bayi tabung banyak diminati oleh masyarakat, khususnya

oleh pasangan suami istri yang lambat mendapatkan keturunan, tidak subur, bahkan mandul.

Bayi tabung adalah bayi hasil proses konsepsi (hasil pertemuan antara sel telur dan sel sperma) yang dilakukan dalam sebuah tabung di laboratorium yang dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai tempat pembuahan yang asli (rahim atau uterus ibu). Misalnya, pengaturan temperatur dan situasinya dibuat persis sama dengan aslinya.

Secara sederhana, proses pembuatan bayi tabung dilakukan melalui tahap-tahap berikut :

9

1) Mula-mula dilakukan pengambilan sel telur dari seorang ibu yang baru saja mengalami ovulasi. Pengambilan sel telur dilakukan dengan menggunakan suatu alat khusus.

2) Sel telur yang telah diambil tersebut kemudia dibuahi oleh sel sperma dari suami yang telah dipersiapkan sebelumnya. Pembuahan tersebut dilakukan di dalam tabung yang suasanya dibuat persis seperti uterus.

3) Setelah terjadi pembuahan, zigot dipelihara di dalam tabung sampai pada saat tertentu.

4) Zigot dibiarkan berkembang dan mengalami pembelahan hingga menjadi beberapa puluh sel.

5) Setelah terbentuk beberapa puluh sel, anakan sel tersebut dimasukkan kembali ke dalam rahim atau uterus ibu. Diharapkan, anakan sel di dalam rahim tersebut akan tumbuh menjadi embrio (hamil) hingga saat kelahiran tiba.

c. Keunggulan Bioteknologi Modern dibandingkan Bioteknologi KonvensionalBerikut ini diberikan beberapa ilustrasi sebagai perbandingan dari penggunaan kedua

jenis bioterknologi tersebut.1) Sebelumnya, perkembangbiakan tanaman dan hewan hanya terjadi pada tanaman dan

hewan yang berkerabat dekat (sejenis). Namun, melalui teknologi ADN rekombinan proses perkembangbiakan dapat dilakukan dengan menyisipkan suatu gen dari organisme apa saja ke tanaman dan hewan.

2) Sebelumnya, gen-gen sehat dan gen-gen rusak dapat saja ditransfer atau diturunkan secara bersama-sama ke keturunannya. Namun, melalui teknologi ADN rekombinan keadaan demikian tidak akan terjadi. Sebelum disisipkan ke dalam organisme, gen-gen tersebut terlebih dahulu harus dipilih dan diseleksi secara hati-hati.

3) Sebelumnya, perkembangbiakan berlangsung lambat dan memerlukan ruang atau tanah yang cukup luas. Namun, melalui teknologi ADN rekombinan proses perkembangbiakan dapat berlangsung cepat, tanpa memerlukan ruang yang luas. Teknologi ini hanya memerlukan sel-sel khusus yang dapat memperbanyak diri dengan cepat di dalam laboratorium.

4) Sebelumnya, produk industri dihasilkan secara fermentasi sederhana. Namun, melalui teknologi ADN rekombinan produk fermentasi dapat dihasilkan lebih cepat dalam jumlah yang jauh lebih banyak.

5) Sebelumnya, tes kehamilan seorang ibu dapat diketahui ketika janin sudah berumur 3 sampai 4 bulan. Namun, melalui teknologi ADN rekombinan keberadaan janin telah dapat dideteksi ketika masih berumur beberapa minggu.

6) Sebelumnya, kebutuhan insulin untuk penderita diabetes tersedia dalam jumlah terbatas. Namun, melalui teknologi ADN rekombinan suatu bakteri dapat menghasilkan insulin dalam jumlah yang banyak.

2. Bahaya Bioteknologia. Dampak Negatif Teknologi Bayi Tabung pada Manusia

1) Persewaan Rahim dan PermasalahannyaJika karena sesuatu hal seorang ibu tidak dapat mengandung anaknya, maka mungkin ia akan mencoba dengan jalan “menyewa” rahim perempuan lain. Akan tetapi, dalam kenyataanya keadaan tersebut telah menimbulkan konflik dan meramaikan pengadilan di Amerika Serikat. Hal tersebut terjadi karena perempuan yang rahimnya telah disewa ternyata juga merasa sebagai ibu dari bayi yang dikandungnya.

2) Bertentangan dengan Fitrah Manusia sebagai Makhluk TuhanImplementasi teknologi bayi tabung mendapat tantangan dari masyarakat karena bertentangan dengan fitrah manusia ditinjau dari norma agama dan ketuhanan serta melanggar kodrat alam.

3) Kemajuan Teknologi Telah Memperbudak Manusia

10

Kemajuan teknologi di semua bidang termasuk teknologi bayi tabung lama kelamaan akan menjadikan manusia sebagai budak teknologi. Akibat jangka panjang adalah manusia akan menjadi malas berusaha, malas berpikir, dan hanya mau menggunakan teknologi tersebut.

4) Menimbulkan Kecemburuan SosialProgram pembuatan bayi tabung memerlukan biaya yang besar. Mengingat proses teknologinya yang canggih tentu memerlukan dokter-dokter yang khusus, fasilitas yang baik, serta alat-alat canggih dan modern. Keadaan demikian akan menimbulkan kecemburuan sosial karena hanya dapat dijangkau oleh golongan kelas menengah ke atas. Akhirnya, program pembuatan bayi tabung ini dianggap kurang efisien karena tidak dapat dijangkau oleh seluruh lapisan masyarakat.

b. Dampak Negatif Teknologi Kloning ManusiaKeberhasilan tim saintis Skotlandia membuat fotokopi domba Dolly merupakan

kejutan luar biasa dalam dunia sains. Menurut Dr. Ian Wilmut, teknologi kloning sangat mungkin diterapkan pada manusia sehingga secara teori dapat dibuat fotocopy puluhan, ratusan, bahkan ribuan orang kembar secara massal. Temuan dan pendapat tersebut telah menimbulkan perdebatan yang sengit di seluruh dunia, baik di kalangan saintis sendiri, politisi, maupun dari kalangan agama.

Beberapa negara Eropa, Perancis, Belanda, Jerman, Portugal, Spanyol secara tegas menyatakan larangan terhadap kloning manusia. Berikut ini beberapa masalah yang akan muncul jika kloning dilakukan terhadap manusia.1) Hancurnya nilai-nilai umum dan tradisional. Suatu saat akan timbul pandangan

mekanisme kehidupan yang baru sebagai akibat terjadinya kehidupan yang dimanipulasikan secara mekanik oleh manusia sendiri.

2) Tidak jelasnya status anak atau hilangnya garis keturunan anak yang dilahirkan melalui kloning. Dalam kasus ini, siapa yang menjadi orang tuanya, apakah yang memanipulasi atau orang yang selnya diambil? Dimana martabat mereka sebagai manusia?

3) Berkaitan dengan masalah moral. Kloning manusia dilahirkan secara manipulasi perbuatan manusia. Pada akhirnya, manusia akan kesulitan untuk memahami jiwa manusia hasil rekaan mereka sendiri atau hasil dari rekayasa. Kita dapat membayangkan bagaimana jika semua manusia memiliki muka sama akibat kloning massal terhadap manusia ?

4) Menyebabkan terjadinya perkawinan antar saudara.5) Mengurangi tingkat keanekaragaman di dunia.

c. Dampak Negatif Beberapa Produk Bioteknologi1) Menimbulkan reaksi alergi. Beberapa orang dilaporkan menjadi alergi setelah

memakan bahan makanan yang berasal dari tanaman (kacang-kacangan) transgenik. Di dalam kacang-kacangan tersebut terdapat protein lektin, suatu senyawa penyebab timbulnya reaksi alergi.

2) Berpotensi menimbulkan penyakit pada manusia. Gen-gen yang mengkode untuk pembentukan antibiotik dapat saja mengalami kecelakaan di dalam tubuh bakteri sehingga menyebabkan penyakit pada manusia.

3) Berpotyensi untuk digunakan sebagai alat perang. Beberapa orang mungkin dengan sengaja menciptakan kombinasi gen-gen baru untuk kepentingan perang (semacam senjata kimia da senjata biologis).

4) Berpotensi menimbulkan penyakit pada hewan percobaan. Pada hewan percobaan, implementasi bioteknologi telah menyebabkan munculnya penyakit sapi gila (BSE = Bovine Spongiform Encerphalopathy),

5) Berpotensi menimbulkan resiko terhadap lingkungan. Pelepasan tanaman tomat transgenik yang resistan terhadap serangga Lepidoptera telah menyebabkan hilangnya

11

bakteri, cacing tanah, dan organisme lainnya di dalam tanah. Pelepasan tanaman transgenik tahan herbisida dapat menyebabkan gulma menjadi resistan terhadap herbisida. Hal demikian dapat terjadi karena perpindahan gen-gen tahan herbisida dari tanaman transgenik ke gulma. Selain itu, tanaman transgenik dapat juga menjadi perantara masuknya gen-gen ke tumbuhan liar yang kemudian berubah menjadi gulma dan menjadi ancaman berbahaya bagi kehidupan lain, terutama terhadap tanaman transgenik yang mengandung partikel virus dan senyawa beracun.

3. Beberapa Usaha untuk Mencegah Dampak Bioteknologi di Masa yang Akan DatangKekhawatiran masyarakat dan beberapa organisasai tentang produk transgenik

sebenarnya layak untuk dicermati. Tidak semua kekhawatiran yang mereka ungkapkan salah sasaran. Sebab, beberapa hal yang selama ini mereka khawatirkan telah menjadi kenyataan.

Menanggapi rasa khawatir tersebut, pemerintah dari beberapa negara, termasuk Amerika Serikat telah membuat langkah-langkah pengamanan untuk penelitian ADN rekombinan. Langkah-langkah pengamanan tersebut meliputi pengawasan biologi dan pengawasan fisik.

Pengawasan biologi, dimaksudkan untuk memperkecil kemungkinan hidup susatu organisme di luar laboratorium. Mereka membatasi kemungkinan pemindahan suatu bibit bakteri dari hospes laboratorium ke hospes lain.

Pengawasan fisik, dimaksudkan untuk membatasi organisme itu pada laboratorium saja. Hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan khusus melalui prosedur tertentu. Untuk pembuktian terhadap percobaan yang berisiko tinggi, laboratorium tersebut harus dirancang secara khusus sehingga memiliki tingkat perlindungan yang tinggi.

Sekelompok saintis yang tergabung dalam Union of Concerned Scientists (UCS) meminta Perserikatan Bangsa-Bangsa untuk mengembangkan protokol keamanan hayati (biosafety) internasional.

Untuk menjaga keamanan hayati, UCS mengajukan delapan butir langkah-langkah pengamanan. Kdelapan langkah pengamanan tersebut adalah sebagai berikut:a. Tidak ada satu perusahaan pun yang dapat diizinkan memasarkan tanaman

transgenik sebelum ada uji risiko dan kontrol terhadap seluruh tanaman transgenik.b. Semua biji tanaman transgenik yang diekspor dari Amerika Serikat harus diberi

label yang menyatakan bahwa hukum Amerika Serikat tidak menjamin keamanan biji tersebut digunakan di negara lain.

c. PBB diminta mengembangkan protokol keselamatan Internasional guna menjamin negara-negara dunia ketiga (negara-negara berkembang) dapat melakukan protes terhadap resiko bahaya tanaman hasil rekayasa genetika.

d. Amerika Serikat harus menciptakan program untuk mengkaji dan meminimalkan risiko tanaman transgenik sebelum dijual.

e. Seluruh tanaman transgenik harus dievaluasi paling tidak dalam dua aspek bahaya lingkungan (potensinya menjadi gulma dan aliran gen-gennya) sebelum disetujui akan dijual.

f. Pemerintah harus mengembangkan undang-undang baku untuk mengkaji risiko terbentuknya virus-virus baru, dampak yang tidak diinginkan dari pestisida dan bahan-bahan tanaman farmasi yang memiliki sifat ekotoksisitas.

g. Pemerintah harus mensponsori penelitian bagi pengkajian seluruh risiko lingkungan hasil rekayasa genetika.

h. National Academy of Science (di Amerika Serikat) harus membuat laporan mengenai kemungkinan biji-bijian tanaman rekayasa yang dikembangkan di Amerika Serikat akan disebarkan ke pusat-pusat keanekaragaman tanaman. Selain itu, lembaga tersebut harus menyediakan data bagi pengkajian dampak tanaman rekayasa yang akan dilepas ke negara-negara pusat keanekaragaman.Indonesia sebagai negara yang sedang membangun perlu mengembangkan bioteknologi yang aan bagi kesehaan manusia dan lingkungan hidup. Dalam hal ini, melalui rapat

12

Paripurna Dewan tanggal 16 Juli 2004, Komisi I DPR telah menyetujui Undang-undang Pengesahan Cartagena Protocol on Biosafety to the Convention on Biological Diversity (Protokol Cartagena tentang Keamanan Hayati atas Konvensi tentang Keanekaragaman Hayati). Adapun isu penting yang muncul dalam pembahasan pengesahan RUU Protokol Cartagena antara lain sebagai berikut :a. Perlu adanya jaringan kerja sama dalam pertukaran informasi tentang bioteknologi dan

keamanan hayati secara internasional.b. Perlu adanya kajian komprehensif tentang berbagai implikasi multidimensional yang

mungkin akan muncul sehingga akan mendatangkan kerugiaan materiil dan immateriil.c. Perlu adanya pengkajian dan pengelolaan atas manfaat yang dapat dirasakan secara

langsung setelah Indonesia meratifikasi Protokol Cartagena tersebut.d. Perlu adanya upaya terpadu dalam pengembangan kapasitas kelembagaan dan

sumber daya manusia di daerah-daerah. Hal tersebut bertujuan untuk pengamanan lalu lintas organisme hasil modifikasi genetika (OHMG) yang berpeluang masuk ke Indonesia melalui pelabuhan-pelabuhan di daerah.

e. Dapat menjawab kepentingan nasional, antara lain dapat menyejahterakan masyarakat dengan memberikan nilai tambah serta dapat melestarikan sumber hayati tanpa merusak lingkungan.

Selain membuat peraturan dalam pengembangan bioteknologi, mungkin perlu juga disepakati tentang etika dalam penggunaan bioteknologi modern. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dari sisi etika. Misalnya, respek terhadap hidup dan kehidupan; perlunya keseimbangan antara risiko dan manfaat; dan adanya suatu kesepakatan bahwa etis tidaklah sesederhana alamiah. Moratorium (penundaan) terhadap kloning manusia di semua negara maju merupakan satu contoh adanya kesimbangan etika dalam penggunaan bioteknologi.

13