BIOTEKNOLOGI DAN APLIKASINYA A. Sejarah Perkembangan Bioteknologi Abad ke XXI sering disebut abad bioteknologi dan biomolekuler, yang diharapkan dapat memecahkan berbagai masalah berkaitan dengan kesejahteraan manusia. Bioteknologi adalah teknik penggunaan makhluk hidup, atau bahan yang didapat dari makhluk hidup, untuk membuat suatu produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia. Perkembangan ilmu selanjutnya membawa manusia mengenal kromosom. Pada awal tahun 1880-an Wilhelm Roux memperkirakan bahwa kromosom adalah pembawa bahan hereditas. Ahli lain, Mendel mempelajari perilaku kromosom sebagai pembawa bahan hereditas ini. Menurut Mendel, orgaisme membawa dua unit hereditas bagi setiap sifat keturunan. Selanjutnya teori Mendel sesuai juga dengan kenyataan, bahwa induk menurunkan hanya separoh kromosom melalui sel kelamin. Pada tahun 1860-an Fredrich Miescher berhasil mengisolasi bahan dari inti sel ini, setelah diidentifikasi diketahui mengandung protein dan asam nukleat. Selanjutnya diketahui bahwa asam nukleat tersusun atas unit pembangun yang dikenal dengan nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari gula (ribose), gugus fosfat dan empat macam basa nitrogen. Untuk kromosom, gulanya adalah deoksiribosa, sehingga disebut DNA (deoxyibose nucleic acid): dan keempat macam basanya adalah adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G). Untaian DNA ini selanjutnya dikenal dengan gen. Pada pertengahan tahun 1970, ahli Bioteknologi menemukan teknologi baru yang dikenal dengan antibodi klon tunggal. Prinsip antibodi klon tunggal berbeda dengan antibody klon ganda. Kisah antibody klon tunggal dimulai pada tahun 1974, ketika George Kohler dan Cecar Milstein dari Medical Research Council’s Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, Inggris, mengamati sesuatu yang kemudian menjadi masalah menonjol yang belum terpecahkan dalam imunologi. Antibody adalah bagian dari pertahanan tubuh terhadap benda asing yang ingin masuk ke dalam tubuh, termasuk organisme penyebab penyakit. Produksi antibody dikendalikan oleh gen, Kohler dan Milstein mempunyai ide untuk menyatukan sel penghasil antibodi normal dengan sel dari tumor yang mengkanker, yang disebut mieloma. Teknologi ini menghasilkan sel hybrid yang selanjutnya dapat dikulturkan dan menghasilkan klon. Semua hybrid klon yang sama menghasilkan molekul antibodi yang sama pula, oleh karena itu disebut antibodi klon tunggal (monoclonal antibody). Perkembangan bioteknologi telah membawa manusia untuk dapat mengobati penyakit keturunan atau penyakit yang disebabkan adanya kelainan genetis, yaitu dengan memasukkan gen yang baik ke dalam sumsum tulang belakang, dikenal dengan metode transfer gen. Metode transfer gen yang sedang dikembangkan untuk mengobati penyakit genetic manusia tersebut diatas adalah untuk memasukkan gen baru ke dalam sel somatic saja. Gen tersebut tidak dapat diturunkan pada anak jika tidak berada pada sel benih yang menghasilkan sperma dan sel telur. B. Rekayasa Genetika Rekayasa genetika merupakan salah satu teknik yang dilakukan untuk mengkombinasikan gen yang sudah ada dalam suatu makhluk hidup sehingga susunan gennya menjadi berubah. Gen yang telah direkayasa susunannya tersebut dapat menyebabkan suatu makhluk hidup menghasilkan suatu senyawa/produk tertentu yang diinginkan kita. Melalui rekayasa genetika manusia “menciptakan” tanaman, hewan dan mikroorganisme baru. Para ilmuwan telah berhasil mengungkapkan kode genetis yang menentukan sifat-sifat khusus semua makhluk hidup dan kini telah mampu mengkombinasikan gen-gen yang kalau secara alami, tidak akan pernah berkombinasi. Perubahan genetis bukan sesuatu yang baru, karena secara alami dapat terjadi melalui peristiwa yang disebut mutasi. Teknik yang paling dikenal untuk mengubah makhluk hidup secara genetic adalah DNA rekombinan (rDNA). DNA adalah singkatan dari Deoksiribonukleat Acid, suatu molekul yang mengkoda intruksi biologis. Pada tahun 1978 beberapa ahli seperti Werner Arber, Hamilton Smith, dan Daniel mendapatkan hadiah nobel untuk penemuannya tentang Endonuklease

restriksi, yaitu enzim yang dapat memotong DNA. Paul Berg untuk hybrid SU-40-I (Simin Virus-40 bakteriofage I) dalam teknik DNA rekombinan. Dengan enzim tersebut, kini manusia dapat memotong-motong dan mengeluarkan gen dari tempatnya pada kromosom, dan memindahkannya ke sel individu lain atau jenis makhluk lain, dan dapat bekerja normal dalam tubuh penerima atau yang mengalami rekayasa itu. Perlengkapan yang diperlukan untuk rekayasa genetika adalah : (1) enzim pemotong gen yaitu Endonuklease retriksi, (2) enzim penyambung gen yang dikehendaki yaitu Ligase, (3) vektor yang membawa gen yang akan disisipi/dititipkan dapat berupa plasmid bakteri (gen diluar kromosom bakteri) atau virus, dan (4) inang. Adapun tahap-tahap rekayasa genetika adalah sebagai berikut L1) mendapatkan gen yang diinginkan (gen yang diinginkan dari suatu indifidu dipotong dengan enzim endonuklease restriksi), (2) gen dengan enzim ligase, (3) vektor yang sudah membawa gen titipan dimasukkan ke dalam inang, (4) vektor dalam sel inang ditumbuhkan, (5) isolasi produk dari inang, (6) penyempurnaan produk. C. Aplikasi Bioteknologi Bioteknologi meliputi disiplin molecular, mikrobiologi, genetika, biokimia, dan yang terpenting rekayasa untuk menghasilkan produk-produk spesifik yang menghasilkan uang dan bermanfaat untuk masyarakat. Bioteknologi dapat dikelompokkan ke dalam low level biotechnology. Makhluk hidup yang digunakan untuk mengembangkan bioteknologi dapat hewan, tanaman, atau mikroorganisme. Berikut ini adalah gambaran aplikasi bioteknologi di berbagai bidang. 1. Di bidang Industri Industri awalnya banyak yang memanfaatkan tanaman atau jaringan hewan untuk produksi suatu bahan. Mikroorganisme banyak digunakan untuk kepentingan industri dengan beberapa alasan, diantaranya : 1) cepat berkembang baik, 2) memerlukan media yang relative murah untuk pertumbuhannya, 3) tidak memerlukan area/tempat yang luas untuk produksinya. a. Produksi Protein Sel Tunggal Protein sel tunggal adalah sel mikroba kering seperti daging, bakteri, ragi, kapang, dan jamur tinggi yang ditumbuhkan dalam kultur skala besar. Protein ini dipakai untuk konsumsi manusia atau hewan. Produk itu juga berisi bahan nutrisi lain, sperti karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral. Teknologi modern untuk membuat protein sel tunggal berasal dari tahun 1879 di Inggris dengan diperkenalkannya adonan yang diinginkan untuk membuat ragi ropti (saccoramyces cerevisiase). Sekitar tahun 1900, di America Serikat diperkenalkan oleh pemusing untuk memisahkan sel ragi rotidari adonan pembiakan. Produksi protein sel tunggal dapat melalui proses fotosintesis (untuk mikroorganisme yang berklorofil), dapat pula melalui fermentasi (mikroorganisme yang tidak berklorofil) Pengubahan senyawa organik menjadi protein sel tunggal oleh mikroba yang tidak berklorofil dapat dibuat skemanya dengan persamaan reaksi berikut : Karbon organik + nitrogen + mineral bahan nutrisi + O2 Protein sel tunggal + CO2 + H2O + Panas. b. Produksi Protein Asing Beberapa protein yang diekstrak dari sel-sel tubuh manusia dapat dipergunakan sebagai antikanker dan antivirus, salah satu diantaranya adalah interferon. Dengan ditemukannya cara untuk mengklongen, maka orang dapat memproduksi banyak interferon murni dalam sel bakteri. Contoh protein lain adalah hormone, pertumbuhan manusia. Sementara itu, memproduksi protein manusia dalam sel mikroba, dapat menimbulkan pertanyaan yang merangsang, yakni dalam hal efek bahan yang diproduksi seperti hormon pertumbuhan manusia, interferon, atau interleukin, apakah tidak mungkin akan dapat mempengaruhi fisiologi mikroba yang menghasilkannya. c. Produksi Antibiotika Antibiotika merupakan molekul paling kecil yang dihasilkan microba. Sejak Alexander Fleming menemukan penicillin pada tahun 1928, maka penghambatan pertumbuhan mikroba telah menimbulkan revolusi di bidang kedokteran. Banyak antibiotika saat ini telah diproduksi dari mikroba, diantaranya : kanamisin, rifamisin, tetrasiklin dll. Perkembangan bioteknologi saat ini, manusia dapat mengklonkan gen yang mengontrol pembentukan antibiotika ke dalam mikroorganisme

lain, misalnya e.coli. d. Produksi Hormon Pemakaian hasil rekombinan protein alami manusia untuk obat sudah mulai memenuhi harapan bioteknologi di bidang kesehatan. Protein pertama adalah insulin rekombinan manusia dan hormon pertumbuhan manusia. Kedua bahan farmasi ini sebenarnya belum dapat memenuhi kebutuhan lain yang baru ditemukan, tetapi tlah dapat menggantikan protein alami. Hormon pertumbuhan manusia hanya dapat diperoleh dari kelenjar otak manusia yang telah meninggal. Pemakaian insulin rekombinan untuk manusia, menjamin cukupnya suplai hormon ini, tanpa tergantung pada suplai pancreas ternak. Suplai hormon pertumbuhan rekombinan untuk manusia yang tidak terbatas jumlahnya, yang dibuat oleh Gnentech, memungkinkan dapatnya anak-anak yang kecil atau bertumbuh pendek, karena ketakmampuan kelenjar hipofisa menghasilkan hormon pertumbuhan itu untuk memperoleh pengobatan secara optimal. Manusia secara normal memiliki hormone pertumbuhan yang dihasilkan oleh hipofisa. Proses pengeluaran hormone ini membutuhkan “faktor pelepasan” (relasing faktor), suatu senyawa yang diperlukan untuk merangsang kelenjar hipofisa mengetahkannya. Sebenarnya, kebanyakan kasus kerdil karena gangguan fungsi hipofisa adalah cacat biokimia karena tidak adanya GRF. e. Produksi Asam Amino dan Protein (enzim) Mikroba memiliki ukuran renik serta perilaku dan kemampuannya yang beraneka macam, oleh karena itu sejak lama digunakan untuk memproduksi bahan kimia, misalnya asam amino, protein enzim, vitamin, asam lemak, pigmen maupun pilosakarida. Tabel….… berikut ini menyatakan contoh asam amino yang dihasilkan oleh mikroorganisme, dan contoh lain masih banyak yang tidak disebutkan disini. Tabel : Produksi Asam Amino oleh Mikroorganisme Asam Amino Mikroorganisme Alanin Brevibacterium Flavum Arginin Brevibacterium Flavum Sitrulin Bacillus subtilis Asam Glutamate Brevibacterium Flavum Histidin Corynebacterium Glutamicum Isoleusin Brevibacterium Flavum f. Produksi Surfaktan Surfaktan adalah suatu bahan yang bekerja mengemulsikan makanan atau bahan lain yang tidak larut dalam air. Tabel berikut ini menyatakan contoh surfaktan yang dihasilkan oleh Mikroorganisme. Tabel : Produksi surfaktan oleh mikroorganisme Senyawa Mikroorganisme Polimiksin B Bacsillus polymyxa Surfaktin Bacsillus Subtilis Trehalosa lipida Rhodococcus Erythropolis Ramnolipida Pseudomonas aureus Emulsan Acinebacter calcoaceticus g. Produksi Pengharum dan Penyedap Industri telah banyak memanfaatkan makhluk hidup yang renik untuk memproduksi senyawa yang beraroma (bau harum) dan rasa sedap. Tabel berikut ini memberikan contoh produksi haruman dan sedapan oleh mikroorganisme. Tabel : Produksi haruman dan sedapan oleh mikroorganisme. Senyawa Haruman/sedapan Mikroorganisme Benzil alcohol Rasa Buah Phellinus tremulus Sironelol Bau Mawar Trametes odorata Geranial Bau Mawar Ceratocystis variospora 6-Pentil- alphapiron Rasa Kelapa Trichoderma Viridae Tetrametilpirazin Rasa Kemiri Corybacterium glutamicum Metilfenilasetat Rasa Madu Tramates odorata 2. Bidang Kesehatan Sampai saat ini perkembangan bioteknologi sangat mengejutkan dan hasilnya telah dapat dirasakan masyarakat banyak. Salah satu terobosan adalah kemampuan mengklon gen, tidak hanya Amerika Serikat saja yang memiliki kemampuan ini bahkan di Indonesia peneliti-peneliti yang berkompeten di bidang ini banyak. Mengklon gen membuka bidang baru dalam kesehatan. DNA rekombinan dan teknologi antibodi klon tunggal (monoclonat antibody), telah mempercepat dicapainya prestasi di dalam memahami aspek biokimia dari fisiologi manusia. Dulu, cara yang paling tepat untuk mendiagnosa gonorrhoea pada wanita ialah dengan lebih dulu mengkultur bakteri penyebabnya, suatu prosedur yang memakan waktu 2 sampai 3 hari. Diagnosa infeksi chlamydia khusus, bahkan lebih menyulitkan lagi, karena C, trachomatis hanya dapat tumbuh dalam sel hidup, dan tes baru dapat dilakukan dengan memakan waktu 3 sampai 4 hari. Tes terbaru, dengan menggunakan antibody klon tunggal, telah sangat menyingkat waktu

untuk mendiagnosa kedua penyakit kelamin itu. Antibodi klon tunggal juga dapat digunakan untuk mendeteksi kelainan genetic pada janin, ini digunakan untuk diagnosa prenatal. Salah satu cara untuk mengendalikan penyakit genetis ialah dengan mencegah kelahiran anak yang terkena penyakit itu. Anggota suatu populasi yang memiliki resiko besar untuk mendapat suatu penyakit genetic dapat diajari segala hal mengenai sifat dan penyebaran kelainan tertentu, dan secara teratur dites adanya individu pembawa di kalangan mereka dengan informasi ini, pasangan yang memiliki resiko mendapat anak yang mengidap penyakit itu dapat diidentifikasi, lalu diberi nasehat sehingga mereka dapat menetapkan pilihan dalam mengendalikan kelahiran anak yang kena penyakit keturunan demikian. Mereka dapat memilih, apakah mencegah kehamilan sama sekali,atau jika masih ingin mendapatkan anak, perlu dilakukan diagnosa prenatal (sebelum lahir), dan harus digugurkan jika terbukti janinnya mendapat penyakit itu. Dalam 10 tahun belakangan, sudah dapat dibuat cara tes yang aman dan tepat untuk diagnosa prenatal terhadap sikle anemia dan thalassemia. 3. Di Bidang Lingkungan Beberapa puluh tahun yang lalu, penggunaan bahan kimia organik sintetis sebagai insektisida mampu menyelamatkan jutaan kehidupan. Jika tidak ada bahan itu, maka banyak kehidupan musnah, karena banyak penyakit yang ditularkan oleh serangga. Sebagai contoh malaria. Bahan kimia juga telah berperan dalam meningkatkan hasil pertanian sampai berlipat ganda. Penggunaan bahan kimia sintesis secara terus menerus dapat menimbulkan jenis hama yang tahan terhadapnya. Sehingga bahan kimia tersebut tidak mampu lagi membasminya jadi dapat memunculkan hama yang resisten atau kebal terhadap inteksida. Sebagai contoh, nyamuk yang menularkan malaria kini kebal terhadap DDT (dikhorodifenilkhoroethane), yang telah bertahun-tahun merupakan bahan pilihan untuk mengontrol hama ini. Harapan besar yang sedang dilakukan para ilmuwan di bidang bioteknologi adalah pengontrolan hama secara biologis atau menggunakan bahan alami. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah melepaskan serangga jantan yang steril, dan penggunaan feromon untuk mengganggu perilaku makan makan atau berbiak serangga. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kekebalan terhadap serangga pathogen kemungkinannya lebih kecil dari pada jika menggunakan bahan kimia sintesis, contoh microba yang digunakan untuk keperluan ini dalah Bacsillus thuringiensis, untuk mengontrol nyamuk. 4. Di Bidang Pertanian Salah satu contoh aplikasi bioteknologi di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman transgenic yang memiliki sifat (1) tolerans terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida), (2) tahan terhadap hama dan penyakit tertentu, (3) mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya : tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi beta-caroten dan vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah, strawberry yang rasanya manis, kentang dan pisang yang berkhasiat obat), (4) dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri), dan (5) dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan tanah bergaram tinggi). Berikut ini adalah organisme hasil rekayasa genetik di Indonesia yang telah dikonsultasikan dengan FDA : No. GMO & Produsen Gen, produk gen & asal gen Sifat baru turunan I Produk Turunan II Produk 1. Jagung (Monsanto) Enzim EPSPS, Bakteri Agrobacterium Tahan herbisida glifosat – Maizena – Modified corn starch – Minyak jagung – Biskuit – Tepung kue – Minyak Jagung 2. Jagung (Aventis) Enzim PAT, bakteri Bacillus amvloliquefaciens Tahan herbisida glufosinat – S.d.a – S.d.a 3. Padi (Aventis) Enzim PAT, bakteri Streptomyces hygroscopicus Tahan herbisida glufosinat – Tepung beras – Bihun 4. Kedelai (Monsanto) Enzim PAT, bakteri Viridochromagenes Tahan herbisida glufosinat – Isolate Soy Protein (ISP) – Lesitin – Tepung kedelai -Susu kedelai, susu rendah laktosa, susu bubuk, biskuit 5. Kentang (Monsanto) Gen CryIIIA, PLRV replikase, Bakteri B. Thuringiensis

Tahan Kumbang (Colorado) – Potato starch – Modified starch – Snack food Biskut, mie 6. Tomat (Calgene) Enzim antisense PG, Tomat Penundaan pelunakan buah tomat – Pasta tomat -Pasta tomat 7. Gandum (Canada) Modified AHAS genes, Gandum kultifar GGrandi Tahan herbisida imidazolinon – Tepung gandum – Roti, biscuit 5. Di Bidang Pertambangan Mikroorganisme atau mikroba terus membentuk dan menguraikan mineral dalam kerak bumi sejak zaman purba. Sejak tahun 1000 sebelum masehi, para penambang logam di lembah laut tengah mengambil tembaga dengan memanfaatkan kemampuan atau aktivitas bakteri untuk melepas tembaga tersebut dari jebakan bahan lain yang tidak larut. Peran sesungguhnya bakteri dalam melepas logam dari jebakan mineral bebatuan baru diketahui pada tahun 1947, yaitu ketika Arthur Colmer dan ME Hinkle dari Universitas Virginia dapat mengidentifikasi jenis bakteri tersebut. Bakteri ini disebut Thiobacillus ferrooxidans dan melepas logam dari sulfida jebakan. Sekarang banyak negara di seluruh dunia mengembangkan bioteknologi ini. Logam-logam yang berhasil dilepas adalah : uranium, kobalt, emas, nikel, seng, timah hitam. 10% tembaga yang ada di Amerika Serikat diperoleh dengan cara ini. D. Rekayasa Bioteknologi dan Bioetika Rekayasa genetika dapat diartikan suatu proses percepatan evolusi yang dilakukan oleh manusia. “Evolusi tidak dapat diprediksi, namun bila kita sudah mulai mengganggu kehidupan, kemungkinan kehidupan akan berbalik melawan kita.” Ujar Steve Jones, ahli ilmu genetika dan evolusi pada College University, di London. Berikut ini beberapa potensi dampak negatif yang mungkin muncul akibat tanaman transgenik terhadap lingkungan hidup : Munculnya gulmasuper (karena tanaman yang dicobakan adalah tanaman transgenik tahan herbisida). Pada gilirannya gulma super ini dapat mengancam tanaman utamanya, gulmanya sulit dibasmi. Selain itu gen tanaman transgenik dapat meloncat ke tanaman lain yang kekerabatannya dekat.Munculnya hama super (untuk tanaman transgenik yang tahan pada serangga hama tertentu. Misalnya hama tersebut dapat beradaptasi dengan racun B. thuringiensis yang gennya sudah disisipkan pada tanaman transgenik) Penggunaan pestisida meningkat, karena munculnya gulma super.Penyusutan keanekaragaman hayati, karena kecenderungan petani menanam tanaman transgenik dalam jumlah besar (keseimbangan ekosistem menjadi terganggu akibatnya beberapa tanaman, gulma dan serangga hama berkurang).Berdampak negatif pada petani organik yang bebas tanaman transgenik karena tanamannya terkontaminasi oleh gen tanaman transgenik melalui penyerbukan). Dari berbagai dampak negatif yang disajikan di atas, sejumlah organisasi konsumen di dunia menerapkan prinsip kehati-hatian, terutama untuk mengkonsumsi bahan pangan yang diperoleh dari hasil rekayasa genetika karena masih harus dipertimbangkan resiko kesehatannya walaupun biasanya pemerintah menyatakan pangan tersebut aman untuk dikonsumsi. Pangan transgenik berpotensi menimbulkan dampak buruk bagi kesehatan manusia dalam 4 aspek sebagai berikut : Gen yang disisipkan dapat menyerang sel-sel manusia Pendapat ini ada pro dan kontranya. Bagi yang mendukung karena ada bukti bahwa gen yang disisipkan dapat berpindah ke bakteri lain yang ada di usus kita sehingga menyebabkan resistensi manusia terhadap antibiotik tertentu. Sedangkan yang kontra menyatakan bahwa manusia punya mekanisme untuk menghancurkan gen asing yang tidak dikenal. Penurunan kandungan gizi dan peningkatan racun di dalam tanaman transgenik (petani seledri terserang bintil-bintil merah karena racun yang dikeluarkan seledri walaupun galur seledri tersebut diperoleh secara konvensional). Alergi (gen baru yang disisipkan bisa memproduksi senyawa baru yang memicu alergi pada orang tertentu).Resistensi terhadap antibiotik. Selain resiko bagi lingkungan hidup dan kesehatan, hasil rekayasa genetik juga menghadirkan masalah moral yang mendalam berkaitan dengan pemindahan gen-gen diantara manusia, hewan, tanaman dan mikroorganisme. Sebagian orang menolak rekayasa genetika karena dianggap “mengganggu keseimbangan alam”,

atau “berperan sebagai Tuhan”. Beberapa agama memandang rekayasa genetika dari sudut berbeda-beda. Misalnya ada yang mempunyai kepercayaan bahwa Tuhan menciptakan semua bentuk kehidupan dengan “rancangan terbaik” yang tidak boleh diubah oleh manusia kecuali untuk memperbaiki “penyimpangan” agar kembali ke bentuk aslinya. Sementara umat yang lain beranggapan bahwa manusia telah diberi kekuasaan untuk memanfaatkan alam, walaupun manusia juga bertindak sebagai pemelihara dan pelindung, artinya keamanan dan kesejahteraan makhluk hidup/hewan terjaga. Berdasarkan beberapa pendapat di atas, rupanya lebih bijaksana apabila produk rekayasa genetika diberi label khusus. Di Uni Eropa pada Desember 1986, mengesahkan peraturan tentang pangan baru (Novel food regulation), yang mewajibkan pelabelan pada produk transgenik (misal pangan transgenik) tersebut berbeda dari pangan konvensional yang kemungkinan menimbulkan masalah etika. Negara-negara yang mendukung pelabelan untuk produk transgenik adalah Belanda, Denmark, Perancis, India dan banyak negara lainnya. Peraturan tersebut menyatakan kewajiban memberi label pada produk pangan hasil rekayasa genetika yang DNA-nya dapat dideteksi atau pada saat uji terdapat 5% bahan transgenik pada produk akhir. Sementara untuk galur yang tidak disetujui tidak boleh masuk ke negara Jepang.

HapusBatal

Anonymous Maret 8, 2010 pukul 10:13 am | #2 Kutip

BIOTEKNOLOGI DAN APLIKASINYA

A. Sejarah Perkembangan Bioteknologi

Abad ke XXI sering disebut abad bioteknologi dan biomolekuler, yang diharapkan dapat memecahkan berbagai masalah berkaitan dengan kesejahteraan manusia.

Bioteknologi adalah teknik penggunaan makhluk hidup, atau bahan yang didapat dari makhluk hidup, untuk membuat suatu produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia.

Perkembangan ilmu selanjutnya membawa manusia mengenal kromosom. Pada awal tahun 1880-an Wilhelm Roux memperkirakan bahwa kromosom adalah pembawa bahan hereditas. Ahli lain, Mendel mempelajari perilaku kromosom sebagai pembawa bahan hereditas ini. Menurut Mendel, orgaisme membawa dua unit hereditas bagi setiap sifat keturunan. Selanjutnya teori Mendel sesuai juga dengan kenyataan, bahwa induk menurunkan hanya separoh kromosom melalui sel kelamin.

Pada tahun 1860-an Fredrich Miescher berhasil mengisolasi bahan dari inti sel ini, setelah diidentifikasi diketahui mengandung protein dan asam nukleat.

Selanjutnya diketahui bahwa asam nukleat tersusun atas unit pembangun yang dikenal dengan nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari gula (ribose), gugus fosfat dan empat macam basa nitrogen. Untuk kromosom, gulanya adalah deoksiribosa, sehingga disebut DNA (deoxyibose nucleic acid): dan keempat macam basanya adalah adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G). Untaian DNA ini selanjutnya dikenal dengan gen.

Pada pertengahan tahun 1970, ahli Bioteknologi menemukan teknologi baru yang dikenal dengan antibodi klon tunggal. Prinsip antibodi klon tunggal berbeda dengan antibody klon ganda. Kisah antibody klon tunggal dimulai pada tahun 1974, ketika George Kohler dan Cecar Milstein dari Medical Research Council’s Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, Inggris, mengamati sesuatu yang kemudian menjadi masalah menonjol yang belum terpecahkan dalam imunologi. Antibody adalah bagian dari pertahanan tubuh terhadap benda asing yang ingin masuk ke dalam tubuh, termasuk organisme penyebab penyakit.

Produksi antibody dikendalikan oleh gen, Kohler dan Milstein mempunyai ide untuk menyatukan sel penghasil antibodi normal dengan sel dari tumor yang mengkanker, yang disebut mieloma. Teknologi ini menghasilkan sel hybrid yang selanjutnya dapat dikulturkan dan menghasilkan klon. Semua hybrid klon yang sama menghasilkan molekul antibodi yang sama pula, oleh karena itu disebut antibodi klon tunggal (monoclonal antibody).

Perkembangan bioteknologi telah membawa manusia untuk dapat mengobati penyakit keturunan atau penyakit yang disebabkan adanya kelainan genetis, yaitu dengan memasukkan gen yang baik ke dalam sumsum tulang belakang, dikenal dengan metode transfer gen.

Metode transfer gen yang sedang dikembangkan untuk mengobati penyakit genetic manusia tersebut diatas adalah untuk memasukkan gen baru ke dalam sel somatic saja. Gen tersebut tidak dapat diturunkan pada anak jika tidak berada pada sel benih yang menghasilkan sperma dan sel telur.

B. Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika merupakan salah satu teknik yang dilakukan untuk mengkombinasikan gen yang sudah ada dalam suatu makhluk hidup sehingga susunan gennya menjadi berubah. Gen yang telah direkayasa susunannya tersebut dapat menyebabkan suatu makhluk hidup menghasilkan suatu senyawa/produk tertentu yang diinginkan kita.

Melalui rekayasa genetika manusia “menciptakan” tanaman, hewan dan mikroorganisme baru. Para ilmuwan telah berhasil mengungkapkan kode genetis yang menentukan sifat-sifat khusus semua makhluk hidup dan kini telah mampu mengkombinasikan gen-gen yang kalau secara alami, tidak akan pernah berkombinasi.

Perubahan genetis bukan sesuatu yang baru, karena secara alami dapat terjadi melalui peristiwa yang disebut mutasi.

Teknik yang paling dikenal untuk mengubah makhluk hidup secara genetic adalah DNA rekombinan (rDNA). DNA adalah singkatan dari Deoksiribonukleat Acid, suatu molekul yang mengkoda intruksi biologis.

Pada tahun 1978 beberapa ahli seperti Werner Arber, Hamilton Smith, dan Daniel mendapatkan hadiah nobel untuk penemuannya tentang Endonuklease restriksi, yaitu enzim yang dapat memotong DNA. Paul Berg untuk hybrid SU-40-I (Simin Virus-40 bakteriofage I) dalam teknik DNA rekombinan.Dengan enzim tersebut, kini manusia dapat memotong-motong dan mengeluarkan gen dari tempatnya pada kromosom, dan memindahkannya ke sel individu lain atau jenis makhluk lain, dan dapat bekerja normal dalam tubuh penerima atau yang mengalami rekayasa itu.

Perlengkapan yang diperlukan untuk rekayasa genetika adalah : (1) enzim pemotong gen yaitu Endonuklease retriksi, (2) enzim penyambung gen yang dikehendaki yaitu Ligase, (3) vektor yang membawa gen yang akan disisipi/dititipkan dapat berupa plasmid bakteri (gen diluar kromosom bakteri) atau virus, dan (4) inang. Adapun tahap-tahap rekayasa genetika adalah sebagai berikut L1) mendapatkan gen yang diinginkan (gen yang diinginkan dari suatu indifidu dipotong dengan enzim endonuklease restriksi), (2) gen dengan enzim ligase, (3) vektor yang sudah membawa gen titipan dimasukkan ke dalam inang, (4) vektor dalam sel inang ditumbuhkan, (5) isolasi produk dari inang, (6) penyempurnaan produk.

C. Aplikasi Bioteknologi

Bioteknologi meliputi disiplin molecular, mikrobiologi, genetika, biokimia, dan yang terpenting rekayasa untuk menghasilkan produk-produk spesifik yang menghasilkan uang dan bermanfaat untuk masyarakat. Bioteknologi dapat dikelompokkan ke dalam low level biotechnology.

Makhluk hidup yang digunakan untuk mengembangkan bioteknologi dapat hewan, tanaman, atau mikroorganisme. Berikut ini adalah gambaran aplikasi bioteknologi di berbagai bidang.

1. Di bidang Industri

Industri awalnya banyak yang memanfaatkan tanaman atau jaringan hewan untuk produksi suatu bahan.

Mikroorganisme banyak digunakan untuk kepentingan industri dengan beberapa alasan, diantaranya : 1) cepat berkembang baik, 2) memerlukan media yang relative murah untuk pertumbuhannya, 3) tidak memerlukan area/tempat yang luas untuk produksinya.

a. Produksi Protein Sel Tunggal

Protein sel tunggal adalah sel mikroba kering seperti daging, bakteri, ragi, kapang, dan jamur tinggi yang ditumbuhkan dalam kultur skala besar. Protein ini dipakai untuk konsumsi manusia atau hewan. Produk itu juga berisi bahan nutrisi lain, sperti karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral.

Teknologi modern untuk membuat protein sel tunggal berasal dari tahun 1879 di Inggris dengan diperkenalkannya adonan yang diinginkan untuk membuat ragi ropti (saccoramyces cerevisiase). Sekitar tahun 1900, di America Serikat diperkenalkan oleh pemusing untuk memisahkan sel ragi rotidari adonan pembiakan.

Produksi protein sel tunggal dapat melalui proses fotosintesis (untuk mikroorganisme yang berklorofil), dapat pula melalui fermentasi (mikroorganisme yang tidak berklorofil)

Pengubahan senyawa organik menjadi protein sel tunggal oleh mikroba yang tidak berklorofil dapat dibuat skemanya dengan persamaan reaksi berikut :

Karbon organik + nitrogen + mineral bahan nutrisi + O2

Protein sel tunggal + CO2 + H2O + Panas.

b. Produksi Protein Asing

Beberapa protein yang diekstrak dari sel-sel tubuh manusia dapat dipergunakan sebagai antikanker dan antivirus, salah satu diantaranya adalah interferon. Dengan ditemukannya cara untuk mengklongen, maka orang dapat memproduksi banyak interferon murni dalam sel bakteri. Contoh protein lain adalah hormone, pertumbuhan manusia. Sementara itu, memproduksi protein manusia dalam sel mikroba, dapat menimbulkan pertanyaan yang merangsang, yakni dalam hal efek bahan yang diproduksi seperti hormon pertumbuhan manusia, interferon, atau interleukin, apakah tidak mungkin akan dapat mempengaruhi fisiologi mikroba yang menghasilkannya.

c. Produksi Antibiotika

Antibiotika merupakan molekul paling kecil yang dihasilkan microba. Sejak Alexander Fleming menemukan penicillin pada tahun 1928, maka penghambatan pertumbuhan mikroba telah menimbulkan revolusi di bidang kedokteran. Banyak antibiotika saat ini telah diproduksi dari mikroba, diantaranya : kanamisin, rifamisin, tetrasiklin dll. Perkembangan bioteknologi saat ini, manusia dapat mengklonkan gen yang mengontrol pembentukan antibiotika ke dalam mikroorganisme lain, misalnya e.coli.

d. Produksi Hormon

Pemakaian hasil rekombinan protein alami manusia untuk obat sudah mulai memenuhi harapan bioteknologi di bidang kesehatan. Protein pertama adalah insulin rekombinan manusia dan hormon pertumbuhan manusia. Kedua bahan farmasi ini sebenarnya belum dapat memenuhi kebutuhan lain yang baru ditemukan, tetapi tlah dapat menggantikan protein alami. Hormon pertumbuhan manusia hanya dapat diperoleh dari kelenjar otak manusia yang telah meninggal.

Pemakaian insulin rekombinan untuk manusia, menjamin cukupnya suplai hormon ini, tanpa tergantung pada suplai pancreas ternak. Suplai hormon pertumbuhan rekombinan untuk manusia yang tidak terbatas jumlahnya, yang dibuat oleh Gnentech, memungkinkan dapatnya anak-anak

yang kecil atau bertumbuh pendek, karena ketakmampuan kelenjar hipofisa menghasilkan hormon pertumbuhan itu untuk memperoleh pengobatan secara optimal.

Manusia secara normal memiliki hormone pertumbuhan yang dihasilkan oleh hipofisa. Proses pengeluaran hormone ini membutuhkan “faktor pelepasan” (relasing faktor), suatu senyawa yang diperlukan untuk merangsang kelenjar hipofisa mengetahkannya.

Sebenarnya, kebanyakan kasus kerdil karena gangguan fungsi hipofisa adalah cacat biokimia karena tidak adanya GRF.

e. Produksi Asam Amino dan Protein (enzim)

Mikroba memiliki ukuran renik serta perilaku dan kemampuannya yang beraneka macam, oleh karena itu sejak lama digunakan untuk memproduksi bahan kimia, misalnya asam amino, protein enzim, vitamin, asam lemak, pigmen maupun pilosakarida. Tabel….… berikut ini menyatakan contoh asam amino yang dihasilkan oleh mikroorganisme, dan contoh lain masih banyak yang tidak disebutkan disini.

Tabel : Produksi Asam Amino oleh Mikroorganisme

Asam Amino

Mikroorganisme

Alanin

Brevibacterium Flavum

Arginin

Brevibacterium Flavum

Sitrulin

Bacillus subtilis

Asam Glutamate

Brevibacterium Flavum

Histidin

Corynebacterium Glutamicum

Isoleusin

Brevibacterium Flavum

f. Produksi Surfaktan

Surfaktan adalah suatu bahan yang bekerja mengemulsikan makanan atau bahan lain yang tidak larut dalam air. Tabel berikut ini menyatakan contoh surfaktan yang dihasilkan oleh Mikroorganisme.

Tabel : Produksi surfaktan oleh mikroorganisme

Senyawa

Mikroorganisme

Polimiksin B

Bacsillus polymyxa

Surfaktin

Bacsillus Subtilis

Trehalosa lipida

Rhodococcus Erythropolis

Ramnolipida

Pseudomonas aureus

Emulsan

Acinebacter calcoaceticus

g. Produksi Pengharum dan Penyedap

Industri telah banyak memanfaatkan makhluk hidup yang renik untuk memproduksi senyawa yang beraroma (bau harum) dan rasa sedap. Tabel berikut ini memberikan contoh produksi haruman dan sedapan oleh mikroorganisme.

Tabel : Produksi haruman dan sedapan oleh mikroorganisme.

Senyawa

Haruman/sedapan

Mikroorganisme

Benzil alcohol

Rasa Buah

Phellinus tremulus

Sironelol

Bau Mawar

Trametes odorata

Geranial

Bau Mawar

Ceratocystis variospora

6-Pentil- alphapiron

Rasa Kelapa

Trichoderma Viridae

Tetrametilpirazin

Rasa Kemiri

Corybacterium glutamicum

Metilfenilasetat

Rasa Madu

Tramates odorata

2. Bidang Kesehatan

Sampai saat ini perkembangan bioteknologi sangat mengejutkan dan hasilnya telah dapat dirasakan masyarakat banyak. Salah satu terobosan adalah kemampuan mengklon gen, tidak hanya Amerika Serikat saja yang memiliki kemampuan ini bahkan di Indonesia peneliti-peneliti yang berkompeten di bidang ini banyak. Mengklon gen membuka bidang baru dalam kesehatan. DNA rekombinan dan teknologi antibodi klon tunggal (monoclonat antibody), telah mempercepat dicapainya prestasi di dalam memahami aspek biokimia dari fisiologi manusia.

Dulu, cara yang paling tepat untuk mendiagnosa gonorrhoea pada wanita ialah dengan lebih dulu mengkultur bakteri penyebabnya, suatu prosedur yang memakan waktu 2 sampai 3 hari. Diagnosa infeksi chlamydia khusus, bahkan lebih menyulitkan lagi, karena C, trachomatis hanya dapat tumbuh dalam sel hidup, dan tes baru dapat dilakukan dengan memakan waktu 3 sampai 4 hari. Tes terbaru, dengan menggunakan antibody klon tunggal, telah sangat menyingkat waktu untuk mendiagnosa kedua penyakit kelamin itu.

Antibodi klon tunggal juga dapat digunakan untuk mendeteksi kelainan genetic pada janin, ini digunakan untuk diagnosa prenatal.

Salah satu cara untuk mengendalikan penyakit genetis ialah dengan mencegah kelahiran anak yang terkena penyakit itu. Anggota suatu populasi yang memiliki resiko besar untuk mendapat suatu penyakit genetic dapat diajari segala hal mengenai sifat dan penyebaran kelainan tertentu, dan secara teratur dites adanya individu pembawa di kalangan mereka dengan informasi ini, pasangan yang memiliki resiko mendapat anak yang mengidap penyakit itu dapat diidentifikasi, lalu diberi nasehat sehingga mereka dapat menetapkan pilihan dalam mengendalikan kelahiran anak yang kena penyakit keturunan demikian. Mereka dapat memilih, apakah mencegah kehamilan sama sekali,atau jika masih ingin mendapatkan anak, perlu dilakukan diagnosa prenatal (sebelum lahir), dan harus digugurkan jika terbukti janinnya mendapat penyakit itu. Dalam 10 tahun belakangan, sudah dapat dibuat cara tes yang aman dan tepat untuk diagnosa prenatal terhadap sikle anemia dan thalassemia.

3. Di Bidang Lingkungan

Beberapa puluh tahun yang lalu, penggunaan bahan kimia organik sintetis sebagai insektisida mampu menyelamatkan jutaan kehidupan. Jika tidak ada bahan itu, maka banyak kehidupan musnah, karena banyak penyakit yang ditularkan oleh serangga. Sebagai contoh malaria. Bahan kimia juga telah berperan dalam meningkatkan hasil pertanian sampai berlipat ganda.

Penggunaan bahan kimia sintesis secara terus menerus dapat menimbulkan jenis hama yang tahan terhadapnya. Sehingga bahan kimia tersebut tidak mampu lagi membasminya jadi dapat memunculkan hama yang resisten atau kebal terhadap inteksida. Sebagai contoh, nyamuk yang menularkan malaria kini kebal terhadap DDT (dikhorodifenilkhoroethane), yang telah bertahun-tahun merupakan bahan pilihan untuk mengontrol hama ini.

Harapan besar yang sedang dilakukan para ilmuwan di bidang bioteknologi adalah pengontrolan hama secara biologis atau menggunakan bahan alami. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah melepaskan serangga jantan yang steril, dan penggunaan feromon untuk mengganggu perilaku makan makan atau berbiak serangga.

Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kekebalan terhadap serangga pathogen kemungkinannya lebih kecil dari pada jika menggunakan bahan kimia sintesis, contoh microba yang digunakan untuk keperluan ini dalah Bacsillus thuringiensis, untuk mengontrol nyamuk.

4. Di Bidang Pertanian

Salah satu contoh aplikasi bioteknologi di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman transgenic yang memiliki sifat (1) tolerans terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida), (2) tahan terhadap hama dan penyakit tertentu, (3) mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya : tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi beta-caroten dan vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah, strawberry yang rasanya manis, kentang dan pisang yang berkhasiat obat), (4) dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri), dan (5) dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan tanah bergaram tinggi).

Berikut ini adalah organisme hasil rekayasa genetik di Indonesia yang telah dikonsultasikan dengan FDA :

No.

GMO & Produsen

Gen, produk gen & asal gen

Sifat baru turunan I

Produk Turunan II

Produk

1.

Jagung (Monsanto)

Enzim EPSPS, Bakteri Agrobacterium

Tahan herbisida glifosat

- Maizena

- Modified corn starch

- Minyak jagung

- Biskuit

- Tepung kue

- Minyak Jagung

2.

Jagung (Aventis)

Enzim PAT, bakteri Bacillus amvloliquefaciens

Tahan herbisida glufosinat

- S.d.a

- S.d.a

3.

Padi (Aventis)

Enzim PAT, bakteri Streptomyces hygroscopicus

Tahan herbisida glufosinat

- Tepung beras

- Bihun

4.

Kedelai (Monsanto)

Enzim PAT, bakteri Viridochromagenes

Tahan herbisida glufosinat

- Isolate Soy Protein (ISP)

- Lesitin

- Tepung kedelai

-Susu kedelai, susu rendah laktosa, susu bubuk, biskuit

5.

Kentang (Monsanto)

Gen CryIIIA, PLRV replikase, Bakteri B. Thuringiensis

Tahan Kumbang (Colorado)

- Potato starch

- Modified starch

- Snack food

Biskut, mie

6.

Tomat (Calgene)

Enzim antisense PG, Tomat

Penundaan pelunakan buah tomat

- Pasta tomat

-Pasta tomat

7.

Gandum (Canada)

Modified AHAS genes, Gandum kultifar GGrandi

Tahan herbisida imidazolinon

- Tepung gandum

- Roti, biscuit

5. Di Bidang Pertambangan

Mikroorganisme atau mikroba terus membentuk dan menguraikan mineral dalam kerak bumi sejak zaman purba. Sejak tahun 1000 sebelum masehi, para penambang logam di lembah laut tengah mengambil tembaga dengan memanfaatkan kemampuan atau aktivitas bakteri untuk melepas tembaga tersebut dari jebakan bahan lain yang tidak larut.

Peran sesungguhnya bakteri dalam melepas logam dari jebakan mineral bebatuan baru diketahui pada tahun 1947, yaitu ketika Arthur Colmer dan ME Hinkle dari Universitas Virginia dapat mengidentifikasi jenis bakteri tersebut. Bakteri ini disebut Thiobacillus ferrooxidans dan melepas logam dari sulfida jebakan.

Sekarang banyak negara di seluruh dunia mengembangkan bioteknologi ini. Logam-logam yang berhasil dilepas adalah : uranium, kobalt, emas, nikel, seng, timah hitam. 10% tembaga yang ada di Amerika Serikat diperoleh dengan cara ini.

D. Rekayasa Bioteknologi dan Bioetika

Rekayasa genetika dapat diartikan suatu proses percepatan evolusi yang dilakukan oleh manusia. “Evolusi tidak dapat diprediksi, namun bila kita sudah mulai mengganggu kehidupan, kemungkinan kehidupan akan berbalik melawan kita.” Ujar Steve Jones, ahli ilmu genetika dan evolusi pada College University, di London.

Berikut ini beberapa potensi dampak negatif yang mungkin muncul akibat tanaman transgenik terhadap lingkungan hidup :

1. Munculnya gulmasuper (karena tanaman yang dicobakan adalah tanaman transgenik tahan herbisida). Pada gilirannya gulma super ini dapat mengancam tanaman utamanya, gulmanya sulit dibasmi. Selain itu gen tanaman transgenik dapat meloncat ke tanaman lain yang kekerabatannya dekat.2. Munculnya hama super (untuk tanaman transgenik yang tahan pada serangga hama tertentu. Misalnya hama tersebut dapat beradaptasi dengan racun B. thuringiensis yang gennya sudah disisipkan pada tanaman transgenik)3. Penggunaan pestisida meningkat, karena munculnya gulma super.4. Penyusutan keanekaragaman hayati, karena kecenderungan petani menanam tanaman transgenik dalam jumlah besar (keseimbangan ekosistem menjadi terganggu akibatnya beberapa tanaman, gulma dan serangga hama berkurang).5. Berdampak negatif pada petani organik yang bebas tanaman transgenik karena tanamannya terkontaminasi oleh gen tanaman transgenik melalui penyerbukan).

Dari berbagai dampak negatif yang disajikan di atas, sejumlah organisasi konsumen di dunia menerapkan prinsip kehati-hatian, terutama untuk mengkonsumsi bahan pangan yang diperoleh dari hasil rekayasa genetika karena masih harus dipertimbangkan resiko kesehatannya walaupun biasanya pemerintah menyatakan pangan tersebut aman untuk dikonsumsi.

Pangan transgenik berpotensi menimbulkan dampak buruk bagi kesehatan manusia dalam 4 aspek sebagai berikut :

1. Gen yang disisipkan dapat menyerang sel-sel manusia

Pendapat ini ada pro dan kontranya. Bagi yang mendukung karena ada bukti bahwa gen yang disisipkan dapat berpindah ke bakteri lain yang ada di usus kita sehingga menyebabkan resistensi manusia terhadap antibiotik tertentu. Sedangkan yang kontra menyatakan bahwa manusia punya mekanisme untuk menghancurkan gen asing yang tidak dikenal.

2. Penurunan kandungan gizi dan peningkatan racun di dalam tanaman transgenik (petani seledri terserang bintil-bintil merah karena racun yang dikeluarkan seledri walaupun galur seledri tersebut diperoleh secara konvensional).

3. Alergi (gen baru yang disisipkan bisa memproduksi senyawa baru yang memicu alergi pada orang tertentu).4. Resistensi terhadap antibiotik.

Selain resiko bagi lingkungan hidup dan kesehatan, hasil rekayasa genetik juga menghadirkan masalah moral yang mendalam berkaitan dengan pemindahan gen-gen diantara manusia, hewan, tanaman dan mikroorganisme. Sebagian orang menolak rekayasa genetika karena dianggap “mengganggu keseimbangan alam”, atau “berperan sebagai Tuhan”. Beberapa agama memandang rekayasa genetika dari sudut berbeda-beda. Misalnya ada yang mempunyai kepercayaan bahwa Tuhan menciptakan semua bentuk kehidupan dengan “rancangan terbaik” yang tidak boleh diubah oleh manusia kecuali untuk memperbaiki “penyimpangan” agar kembali ke bentuk aslinya. Sementara umat yang lain beranggapan bahwa manusia telah diberi kekuasaan untuk memanfaatkan alam, walaupun manusia juga bertindak sebagai pemelihara dan pelindung, artinya keamanan dan kesejahteraan makhluk hidup/hewan terjaga.

Berdasarkan beberapa pendapat di atas, rupanya lebih bijaksana apabila produk rekayasa genetika diberi label khusus. Di Uni Eropa pada Desember 1986, mengesahkan peraturan tentang pangan baru (Novel food regulation), yang mewajibkan pelabelan pada produk transgenik (misal pangan transgenik) tersebut berbeda dari pangan konvensional yang kemungkinan menimbulkan masalah etika.

Negara-negara yang mendukung pelabelan untuk produk transgenik adalah Belanda, Denmark, Perancis, India dan banyak negara lainnya. Peraturan tersebut menyatakan kewajiban memberi label pada produk pangan hasil rekayasa genetika yang DNA-nya dapat dideteksi atau pada saat uji terdapat 5% bahan transgenik pada produk akhir. Sementara untuk galur yang tidak disetujui tidak boleh masuk ke negara Jepang.

SEJARAH

1. Periode Perkembangan bioteknologiPemanfaatan mikrob untuk kepentingan manusia telah ada sejak zaman sebelum masehi. Hingga sekarang manusia telah mengalami tiga periode perkembangan bioteknologi, yaitu sebagai Berikut :a. Periode bioteknologi tradisional ( sebelum abad ke-15 M ) Dalam periode initelah ada teknologi pembuatan minuman bir dan anggur menggunakan ragi (6000 SM), mengembangkan roti dengan ragi (4000 SM), dan pemanfaatan ganggang sebagai sumber makanan yang dilakukan oleh bangsa aztek (1500 SM ).b. Periode bioteknologi ilmiah ( abad ke-15 sampai ke-20 M), Periode iniditandai dengan adanya beberapa peristiwa berikut ini :1) Tahun 1670 : usaha penambangan biji tembaga dengan bantuan mikrob di Rio Tinto, Spanyol.2) Tahun 1686 : Penemuan mikrosop oleh Antony van Leeuwenhoek yang juga menjadi manusia pertama yang dapat melihat mikrob.3) Tahun 1870 : Louis pasteur menemukan adanya mikrob dalam makanan dan minuman.4) Tahun 1890 : alkohol dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar motor.5) Tahun 1897 : penemuan enzim dari ekstrak ragi yang dapat mengubah gula menjadi alkohol oleh Eduard Buchner.

6) Tahun 1912 : pengelolahan limbah dengan menggunakan mikrob.7) Tahun 1915 : produksi aseton, butanol, dan gliserol dengan menggunakan bakteri.

Tahun 1928 : penemuan zat antibiotik penisilin oleh Alexander Fleming9) Tahun 1994 : Produksi besar-besaran penisilin10) Tahun.1953 : penemuan struktur asam deoksiribo nukleat ( ADN ) oleh Crick dan Watson .

c. Periode bioteknologi modern ( abad ke-20 M sampai sekarang)Periode ini diawali dengan penemuan teknik rekayasa genetik pada tahun 1970-an. Era rekayasa genetik dimulai dengan penemuan enzim endonuklease restiksi oleh Dussoix dan Boyer. Dengan adanya enzim tersebut memungkinkan kita dapat memotong ADN pada posisi tertentu, mengisolasi gen dari kromosom suatu organisme, dan menyisipkan potongan ADN lain ( dikenal dengan teknik ADN rekombinan).Setelah penemuan enzim endonuklease restriksi, dilanjutkan dengan program bahan bakar alkohol dari brazil, teknologi hibridoma yang menghasilkan antibodi monoklonal (1976), diberikannya izin untuk memasarkan produk jamur yang dapat dikonsumsi manusia kepada Rank Hovis Mc. Dougall (1980). Peran teknologi rekayasa genetik pada era ini semakin terasa dengan diizinkannya penggunaan insulin hasil percobaan rekayasa genetik untuk pengobatan penyakit diabetes di Amerika Serikat pada tahun 1982. insulin buatan tersebut diproduksi oleh perusahaan Eli Lilly dan Company. Hingga saat ini, penelitian dan penemuan yang berhubungan dengan rekayasa genetik terus dilakukan. Misalnya dihasilkan organisme transgenik penelitian genom makhluk hidup.

B. Peranan dan Produk Bioteknologi

1. Peranan Bioteknologia. Teknik enzimatisEnzim 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 fermentasiFermentasi (peragian) adalah proses penguraian motabolik senyawaorganik 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 dapat digambarkan dengan diagram sebagai berikut.

Gb.2.2 Proses Teknik Fermantasi

1. Tahap Pengelolahan bahan bakuBahan 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 sterlisasiBahan subtrat disetrilkan agar tidak terkontaminasi oleh mikrob lain yang dapat mengangu proses.3. Tahap fermentasiProses 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 dibutuhkan4. Tahap pemisahan hasilPemisahan antara produk dan residu ( hasil sampingan ) dapat dilakukan dengna cara filtrasi (penyaringan )5. Tahap pengelolahan hasilProduk yang sudah dihasilkan diolah lebih lanjut dengan menambahkan zat adiktif untuk menambah aroma atau warna yang lebih menarik6. Tahap produk akhirProduk 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 BioteknologiPada 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).

a. Bakteri transgenikTeknologi 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 Bioteknologi1. Dampak Negatif BioteknologiBioteknologi, 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 bioteknologib. 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 intrferone. 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