Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

I. PENDAHULUAN

a. Latar Belakang

Selama kurang lebih empat dasawarsa terakhir, kita melihat begitu pesat perkembangan

bioteknologi di berbagai bidang. Pesatnya perkembangan bioteknologi ini sejalan dengan tingkat

kebutuhan manusia dimuka bumi. Hal ini dapat dipahami mengingat bioteknologi menjanjikan suatu

revolusi pada hampir semua aspek kehidupan manusia, mulai dari bidang pertanian, peternakan dan

perikanan hingga kesehatan dan pengobatan.

Produk-produk bioteknologi selalu menimbulkan keterkejutan, keheranan dan akhirnya

memunculkan kekaguman kepada kita, karena tidak pernah membayangkan sebelumnya produk-

produk tersebut dapat dibuat oleh manusia. Di bidang Pertanian, bioteknologi mampu menciptakan

jenis tanaman yang mempunyai sifat unggul (produksi tinggi, tahan hama dan penyakit), lebih

sensasional lagi bahwa tanaman tersebut dapat menghasilkan pupuk sendiri. Di bidang peternakan dan

perikanan, teknologi transgenik merupakan salah satu alternatif upaya peningkatan produksi untuk

memenuhi kebutuhan protein hewani masyarakat. Di bidang kesehatan dan pengobatan, bioteknologi

telah mampu menyelesaikan masalah infertilitas.

Kiranya sudah tidak dapat terbendung lagi derasnya arus bioteknologi memasuki milenium ke

tiga, yang semakin hari keberadaanya semakin kokoh. Menurut beberapa informasi, sangat banyak

manfaat bioteknologi ini bagi kehidupan manusia dalam meningkatkan kesejahteraan dan perbaikan

hidupnya, antara lain untuk memerangi kelaparan, mengatasi kelangkaan sumber daya energi,

mengurangi pencemaran lingkungan dan masih banyak lagi.

Menghadapi pesatnya kemajuan bioteknologi ini, apa yang sebenarnya harus dilakukan dalam

mengantisipasinya, terutama dampak negatif yang mungkin ditimbulkan. Pengkajian mendalam

melalui dasar-dasar pengetahuan, penalaran, logika, moral, agama, serta kriteria kebenarannya, tentu

akan sangat membantu menuntun kita pada tujuan pengembangn IPTEK yang sebenarnya.

Selaras dengan kemajuan peradaban, bioteknologi dapat dijadikan tolak ukur perkembangan otak

manusia yang luar biasa saat ini. Sehingga sangatlah mungkin muncul pertanyaan, apakah benar

semakin cerdas otak manusia makin pandai manusia menemukan kebenaran, makin baikkah perbuatan

manusia? maka, penguasaan manusia terhadap teknologi hendaklah menuntut perkembangan moral

manusia itu juga. Tanpa landasan moral maka manusia yang sudah beranjak menjadi ilmuan akan

mudah sekali tergelincir dalam melakukan prostitusi intelektual (Suriasumantri, 1999).

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

b. Tujuan

Bioteknologi memberikan harapan bagi kesejahteraan umat manusia, mulai dari proses–proses

bio yang paling sederhana sampai kepada tingkat yang paling canggih. Karenanya, manusia yang

menggelutinya ditantang untuk memanfaatkan peluang–peluang itu demi kesejahteraannya. Jadi

bioteknologi sangatlah bermanfaat bagi umat manusia.

Dilihat dari pemaparan diatas maka makalah yang kami buat ini bertujuan untuk memberikan

informasi kepada masyarakat yang membutuhkan informasi berkaitan tentang bioteknologi, selain itu

untuk memenuhi tugas mata kuliah Aplikasi Bioteknologi.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

II. PEMBAHASAN

1. Pengertian Bioteknologi

Istilah bioteknologi untuk pertama kalinya dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria

pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula

sebagai sumber pakannya (Suwanto, 1998)

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus,

dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk

menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari

pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti

biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain

sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang

ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai

contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak

abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian,

serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu

dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah

yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah

penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat

dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini

ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur

jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini

memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang

belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk

juga memungkinkan para penderita strokeataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau

kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan

menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan

tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan

tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan

bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai

contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat

yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan

teknologinya. Sebagai contoh, teknologikloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan

mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi.

Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan

gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut

Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru"

produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi,

antara lain :

Jagung resisten hama serangga

Kapas resisten hama serangga

Pepaya resisten virus

Enzim pemacu produksi susu pada sapi

Padi mengandung vitamin A

Pisang mengandung vaksin hepatitis

Bioteknologi terdiri dari 2 kelompok teknologi utama. Kelompok pertama adalah rekayasa

genetika (genetic engineering). Teknologi ini melakukan semacam proses gunting tempel bagian-

bagian tubuh makhluk hidup, termasuk gen untuk menciptakan makhluk yang unggul. Kelompok

kedua adalah kultur jaringan (tissue culture), penanaman sel-sel yang telah diisolasi dari jaringan

atau potongan kecil jaringan secara in vitro dalam medium biakan..

Gambar 1. Gradien Bioteknologi (dimodifikasi dari Doyle & Presley, 1996).

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai

contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal

sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-va`rietas baru di

bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi

di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun

masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan

signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi

antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan

ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur

jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini

memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis

yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan

sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan

kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan,

dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat

dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika

dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan.

Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan

hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraianminyak bumi yang tertumpah ke laut oleh

bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan

menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi

perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap

tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan. Bioteknologi secara umum

berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi

tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari

organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.

Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme

baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk

bioteknologi, antara lain:

a. Jagung resisten hama serangga

b. Kapas resisten hama serangga

c. Pepaya resisten virus

d. Enzim pemacu produksi susu pada sapi

e. Padi mengandung vitamin A

f. Pisang mengandung vaksin hepatitis

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

Dengan definisi tersebut bioteknologi bukan merupakan sesuatu yang baru. Tanaman dan hewan

telah didomestifikasi sejak ribuan tahun yang lalu. Nenek moyang kita telah memanfaatkan

mikroba untuk membuat produk-produk berguna seperti tempe, oncom, tape, arak, terasi, kecap,

yogurt, dan nata de coco . Hampir semua antibiotik berasal dari mikroba, demikian pula enzim-

enzim yang dipakai untuk membuat sirop fruktosa hingga pencuci pakaian. Dalam bidang

pertanian, mikroba penambat nitrogen telah dimanfaatkan sejak abab ke 19. Mikroba pelarut fosfat

telah dimanfaatkan untuk pertanian di negara-negara Eropa Timur sejak tahun 1950-an. Mikroba

juga telah dimanfaatkan secara intensif untuk membersihkan dan mendekomposisi limbah dan

kotoran selama berpuluh-puluh tahun. Dalam bidang medis, vaksin-vaksin tertentu dibuat dari

virus atau bakteri yang telah dilemahkan. Bioteknologi memiliki gradien perkembangan teknologi,

yang dimulai dari penerapan bioteknologi tradisional yang telah lama dan secara luas

dimanfaatkan, hingga teknik-teknik bioteknologi baru dan secara terus menerus berevolusi.

Peranan Bioteknologi

a. Teknik enzimatis

Enzim merupakan katalis dalam reaksi kimia sehingga reaksi tersebut dapat berlangsung lebih

cepat Dalam bioteknologi, Enzim digunakan dalam bahan makanan, industri kimia, dan farmasi

(sintesis asam amino dan antibiotik) . Pada produk makanan minuman, Enzim telah lama

digunakan untuk membuat keju, bir, pemanis, dan anggur. Di Amerika Serikat, sirup berkadar

gula tinggi dari jagung merupakan produk terbesar yang dibuat menggunakan teknologi

enzimatis. Enzim renin yang dihasilkan dari lambung anak sapi bermanfaat untuk menghasilkan

dalah susu yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan keju. Pada industri minuman, enzim

digunakan untuk membuat minuman sari buah, anggur dan bir agar tahan terhadap dingin. Selain

itu, bahan ini dapat dipakai untuk membuat permen dengan rasa manis sedang.

b. Teknik fermentasi

Fermentasi (peragian) adalah proses penguraian motabolik senyawa

organik oleh makrob pada kondisi anaerob yang menghasilkan energi dan gas. Teknik dapat

digunakan dalam pengelolahan bahan baku untuk menghasilkan produk berupa makanan,

minuman, dan obat-obatan. Proses teknik fermentasi adalah sebagai berikut :

1. Tahap Pengelolahan bahan baku

Bahan baku yang akam difermentasi lebih dahulu diolah menjadi subtrat dengancara

menghauluskan (pada bahan baku padat) atau dengna mengantur pH, penambangan air, dan

pengaturan komposisi senyawa makro / mikro.

2. Tahap sterlisasi

Bahan subtrat disetrilkan agar tidak terkontaminasi oleh mikrob lain yang dapat mengangu

proses.

3. Tahap fermentasi

Proses fermentasi biasanya dilakukan dalam bioeraktor, yaitu suatu tabung tertutup yang dapat

diataur mengadukan, pengudaraan (aeransi), suhu optimumnya. Di dalam bioreaktor telah

terdapat ragi atau yang dibutuhkan

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

4. Tahap pemisahan hasil

Pemisahan antara produk dan residu ( hasil sampingan ) dapat dilakukan dengna cara filtrasi

(penyaringan )

5. Tahap pengelolahan hasil

Produk yang sudah dihasilkan diolah lebih lanjut dengan menambahkan zat adiktif untuk

menambah aroma atau warna yang lebih menarik

6. Tahap produk akhir

Produk akhir merupakan produk yang telah siap di pasarkan.

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.

Gambar 2. Ilmu dalam bioteknologi

Sejarah Perkembangan Bioteknologi

8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir,

dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan

kualitas ternak.6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan

bantuan ragi.

4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat

1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia

1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

1670 usaha penambangan biji tembaga dengan bantuan mikrob di Rio Tinto, Spanyol.

1686 Penemuan mikrosop oleh Antony van Leeuwenhoek yang juga menjadi manusia pertama yang

dapat melihat mikrob.

1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan.

1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan

1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.

1870 Louis pasteur menemukan adanya mikrob dalam makanan dan minuman.

1880 Mikroorganisme ditemukan.

1897 : penemuan enzim dari ekstrak ragi yang dapat mengubah gula menjadi alkohol oleh Eduard

Buchner.

1912 : pengelolahan limbah dengan menggunakan mikrob.

1915 : produksi aseton, butanol, dan gliserol dengan menggunakan bakteri.

Tahun 1928 : penemuan zat antibiotik penisilin oleh Alexander Fleming.

1994 : Produksi besar-besaran penisilin

1953 : penemuan struktur asam deoksiribo nukleat ( ADN ) oleh Crick dan Watson .

1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi

1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen

gen

1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein

1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada

usus besar

1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E.

coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5%

pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia)

1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver"

2000 Perampungan Human Genome Project.

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

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

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.

CONTOH-CONTOH PENERAPAN ILMU BIOTEKNOLOGI

Peningkatan Kualitas Bahan Tanam

Padi yang berjejer rapi di sawah-sawah pedesaan bukan merupakan sesuatu yang kebetulan terjadi,

tetapi merupakan hasil dari kerja keras nenek moyang kita selama beberapa abad. Selama beradab-

abad manusia telah membudidayakannya dengan menyilangkan dan menyeleksinya dari tanaman

galur liar hingga diperoleh galur padi seperti yang ada saat ini. Dalam pekerjaan penyilangan dan

penyeleksian tersebut sesungguhnya manusia telah melakukan transaksi gen (pertukaran bahan

genetik) dari berbagai macam kerabat liar menjadi tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan,

seperti produksinya tinggi, masa panen singkat, berasnya pulen, tahan wereng, dan lain-lain. Hal

yang sama terjadi pada produk-produk pertanian, peternakan, dan perikanan yang merupakan hasil

transaksi gen selama berabad-abad.

Transaksi gen dengan cara konvensional membutuhkan waktu yang relatif lama dengan hasil yang

sulit diprediksikan. Bioteknologi menawarkan cara alternatif baru dalam transaksi gen dalam

waktu yang relatif singkat dengan hasil yang lebih dapat diprediksikan. Metode konvensional

transaksi gen dilakukan pada taraf organisme, sedangkan bioteknologi melakukan transaksi gen

pada taraf sel atau molekuler. Bahkan bioteknologi mampu menembus batasan taksonomi yang

sebelumnya tidak mungkin dilakukan dengan cara konvensional.

Peningkatan kualitas bahan tanam melalui bioteknologi berdasarkan pada empat kategori

peningkatan: peningkatan kualitas pangan, resistensi terhadap hama atau penyakit, toleransi

terhadap stress lingkungan, dan manajemen budidaya (Huttner, 2003). Kelompok peneliti yang

diketuai oleh Dr. Ingo Potrykus telah berhasil memasukkan dan mengekspresikan dua gen penting

dalam pembentukan provitamin A di dalam endosperma padi (Ye et. al., 2000). Padi yang

dihasilkan berwarna kuning karena mengandung ß-Karoten dan dikenal dengan ” Golden Rice ”.

Rekayasa genetika ini dapat membantu mengurangi gangguan kebutaan dan gangguan kesehatan

lain yang disebabkan oleh defisiensi vitamin A yang banyak terjadi di negara-negara miskin dan

sedang berkembang.

Penggunaan pestisida oleh petani di pedesaan sudah sangat berlebihan. Residu pestisida yang

tertinggal tidak hanya berbahaya bagi lingkungan, tetapi juga berbahaya bagi manusia yang

memakannya. Perakitan tanaman yang resisten terhadap hama tertentu dapat mengurangi secara

signifikan penggunaan pestisida dan biaya perawatan (Carpenter dan Gianessi, 2001). Contoh

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

tanaman transgenik yang resisten terhadap hama adalah jagung Bt dan kapas Bt, yaitu tanaman

yang telah memiliki gen Cry IA yang mematikan jenis hama tertentu.

Perakitan tanaman untuk mengatasi stres lingkungan saat ini telah banyak dilakukan. Sebagai

contoh, untuk mengatasi cekaman Al di tanah-tanah masam saat ini tengah dirakit kedelai yang

tahan cekaman Al oleh sekelompok peneliti yang diketuai Dr. M.Yusuf dari IPB. Balai Penelitian

Bioteknologi Perkebunan Indonesia (BPBPI) melakukan penelitian untuk merakit tanaman tebu

yang tahan terhadap cekaman kekeringan.

1. Vaksin untuk tanaman.

Hasil panen lahan pertanian bisaanya sangat rentan terserang penyakit, terutama penyakit yang

disebabkan oleh virus. Dengan adanya infeksi oleh berbagai macam virus, suatu tanaman akan

terganggu pertumbuhannya, kualitasnya menurun, dan secara otomatis pasti akan menurunkan

penghasilan para petani.Namun, sekarang para petani telah berhasil membuat alternatif dengan

membuat pemberantas virus alami. Salah satu cara yang diterapkan yaitu dengan menyuntikan

semacam vaksin ke dalam tubuh tanaman. Seperti halnya vaksin folio, vaksin ini mengandung

strain virus yang telah dilemahkan. Vaksin ini kemudian membuat suatu tanaman kebal terhadap

virus tertentu.

Namun, selain menggunakan metode suntikan, sekarang telah ditemukan cara untuk menghasilkan

kekebalan dalam tubuh tanaman, yaitu dengan cara menyisipkan sebuah gen dari virus TMV

(Tobacco Mosaik Virus) ke dalam tubuh tanaman tembakau. Kemudian gen ini menghasilkan

protein seperti yang di temukan di permukaan tubuh virus TMV, dan kemudian dia bekerja sebagai

imun TMV dalam tubuh tanaman tersebut. Proses ini ditunjukkan dalam gambar 6.8. pada proses

yang tercantum dalam gambar 6.8 dapat dijelaskan sebagai berikut: TMV mempunyai susunan

tubuh yang terdiri atas protein sub unit sebagai mantel, dan untaian molekul RNA. Langkah

pertama untuk melakukan proses penyisipan gen yaitu dengan cara mengkonversikan RNA dari

mantel virus ke dalam cDNA sebuah bakteri yang bisa disisipi. Kemudian gen dari bakteri tersebut

ditransfer ke agrobakter yang bertindak sebagai vector. Agrobakter mampu disisipi DNA tersebut

karena dia mempunyai plasmid TI. Kemudian DNA agrobakter tersebut disisipkan ke dalam satu

sel tanaman, dan sel tanaman tersebut ditumbuhkan dalam kultur yang sesuai. Setelah tumbuh

besar tanaman tersebut diuji coba dengan virus (TMV) setelah melakukan percobaan tersebut

ternyata tanaman yang telah disisipi gen agrobakter yang mengandung DNA virus akan kebal

terhadap serangan TMV. Jadi tidak hanya bagian tubuh tertentu dari tanaman yang kebal terhadap

virus, namun juga keseluruhan tubuh tanaman.

2. Pestisida secara genetika

Selama 35 tahun, beberapa petani telah menggunakan suatu bakteri sebagai pestisida, bakteri

tersebut adalah Bacillus thruringiensis (Bt), yang telah diresmikan menjadi pestisida tanaman.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

Bakteri tersebut menghasilakn sebuah kristal protein yang membunuh serangga dan larvanya yang

membahayakan tanaman. Cara yang dilakukan untuk menyebarkan bakteri tersebut pada lahan

pertanian adalah dengan menyebarkan spora bakteri pada lahan pertanian, dengan demikian petani

akan dapat menjaga tanamannya walaupun tidak menggunakan bahan-bahan kimia pembunuh

serangga..

Dengan adanya bioteknologi, petani tidak hanya dapat menyebarkan bakteri pada lahan pertanian

mereka, namun mereka juga dapat menyebarkan gen Bt ke lahan mereka. Tanaman yang

mengandung gen racun Bt dapat membantu membunuh serangga . Dengan adanya bioteknologi

tanaman, telah banyak tanaman yang mempunyai insektisida dari gen, seperti tanaman tomat,

tembakau, jagung, dan kapas. Kenyataannya, sebagian besar biji kapas yang diproduksi sekarang

mengandung gen racun Bt, yang sangat efektif melindungi tanaman kapas dari serangan serangga.

Cara kerja dari gen racun tersebut adalah ketika serangga memakan daun kapas, dimana ketika

mereka memakan daun kapas tersebut mereka akan mati terbunuh. Gambar bakteri Bt ditunjukkan

dalam gambar 6.9.

3. Penyimpanan yang aman

Ladang tidak hanya sebagai tempat yang peka terhadap serangan serangga. Di Amerika beberapa

hasil juga sangat rentan terhadap serangan serangga selama penyimpanan. Sehingga di beberapa

negara dapat mengalami kekurangan makanan.

Namun sekali lagi, dengan adanya bioteknologi masalah tersebut dapat diatasi. Misalnya tentang

penelitian terhadap jagung. Di mana jagung dapat menghasilkan avidin. Avidin tersebut

merupakan sebuah protein yang ditemukan di dalam putih telur yang sangat rentan terhadap hama

selama masa penyimpanan. Protein tersebut menghalangi keberadaan biotin, vitamin yang

dibutuhkan serangga untuk hidup. Pemakaian teknologi ini dalam skala besar bisa menyelamatkan

banyak kehidupan di negara berkembang.

4. Kerentanan Herbisida

Pemberantasan hama secara tradisional mempunyai beberapa kekurangan, diantaranya adalah

pemberantasan tersebut akan memberantas tanaman yang terinfeksi sampai ke rumput-rumput liar

yang ada di sekitarnya. Namun dengan adanya bioteknologi, saat ini para petani dapat

menggunakan herbisida dengan mudah tanpa mengkhawatirkan dampak negatifnya terhadap

lingkungan. Hasil panen dapat menjadi rentan terhadap herbisida tertentu, sebagai contoh yaitu

glyphosate. Herbisida ini menghalangi enzim yang dibutuhkan untuk fotosintesis. Melalui

rekayasa biologi ilmuwan mampu membuat hasil panen transgenik yang menghasilkan enzim

alternatif yang tidak terpengaruh glyphosate. Pendekatan ini berhasil pada kacang-kacangan. Saat

ini kebanyakan kacang-kacangan yang dibudidayakan untuk digunakan sebagai makanan hewan,

mengandung gen yang kebal terhadap herbisida.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

Petani yang menanam hasil panen yang kebal terhadap herbisida, bisaanya selalu mengontrol

rumput-rumput liar dengan bahan kimia yang lebih aman terhadap lingkungan dibanding herbisida.

Perkembangan ini sangat penting karena sebelum adanya hasil panen yang rentan, petani kapas

Amerika Serikat menghabiskan 300 juta dolar tiap tahun untuk memperoleh bahan-bahan kimia

yang akan disemprotkan ke lahan mereka.

5. Serat yang kuat

Seperti yang disebutkan di awal, cara lama untuk menghasilkan serat hanya dapat meningkatkan

rata-rata kekuatan serat kapas sampai 1,5% per tahun. Namun, setelah adanya bioteknologi melalui

penyisipan gen, kekuatan serat mengalami peningkatan samapai 60%. Serat yang dihasilkan

menjadi lebih halus, menjadi lebih nyaman dipakai saat dijadikan bahan bju dan yang pasti

menambah penghasilan petani.

Semua keuntungan dalam bidang bioteknologi sangat berguna untuk semua umat manusia.

Keuntungan yang sangat lebih berarti adalah mampu menyelamatkan manusia dari kelaparan.

Salah satu alternatif yang dihasilkan dari bioteknologi adalah dengan Golden Rice, yang secara

genetik dapat menghasilkan beta karoten, sebuah provitamin yang dapat memenuhi kebutuhan

vitamin A dalam tubuh. Hal tersebut akan sangant lebih efisien, karena menurut pengalaman

dengan adanya kebutaan terhadap anak-anak maka petugas kesehatan sangant sibuk dan kesulitan

untuk menyampaikan obat-obatan kepada mereka. Dan sekarang adenga adanya vitamin yang

terkandung dalam bahan makanan maka akan sangat membantu mengatasi hal-hal tersebut.

Namun, setiap kelebihan akan suatu penemuan pasti ada kekurangan yang mengukuti. Demikan

pula dengan adanya Golden Rice ini, untuk anak-anak yang kekurangan lemak dalam tubuhnya,

maka mereka tidak dapat mengkonsumsi beras ini dengan baik, karena sebelum dapat dikonsumsi

dengan baik oleh tubuh, maka harus diuraikan terlebih dahulu oleh lemak. Maka dari itu penemuan

tidak hanya sampai disana saja, para ilmuan mencari alternatif lain yang lebih mudah, dan efisien,

sebagai contoh mereka mulai mengambangkan beras kaya dengan zat besi dan protein.

6. Biofertilizer dan Biodecomposer

Daya dukung sebagian lahan pertanian, terutama di lahan-lahan marginal tergolong rendah sebagai

akibat dari rendahnya bahan organik tanah. Bahan organik tanah sebagai sumber energi sangat

penting artinya bagi aktivitas mikroba tanah. Sebagian dari mikroba tanah tersebut sangat berperan

dalam mekanisme efisiensi pelarutan unsur hara di dalam tanah, baik hara yang berasal dari tanah

maupun yang dari pupuk. Oleh karena kadar bahan organik yang rendah, maka aktivitas mikroba

tersebut juga rendah. Akibatnya, pupuk kimia yang diberikan ke tanah untuk tanaman, sebagian

besar terbuang oleh proses pencucian, penguapan, dan fiksasai. Oleh karena itu, apabila aktivitas

mikroba tanah dan/atau bahan organik tanah ditingkatkan, maka efisiensi penyediaan unsur hara

dapat ditingkatkan.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

Pemanfaatan mikroba tanah untuk pertanian telah dimulai sejak abad ke 19, yaitu pemanfaatan

mikroba penambat nitrogen untuk meningkatkan kandungan hara N di dalam tanah. Mikroba tanah

yang dapat dimanfaatkan sebagai biofertilizer adalah mikroba pelarut hara, penambat hara,

pengikat hara, dan/atau pemantap agregat. Pada dasarnya biofertilizer bukan pupuk dalam

pengertian konvensional, seperti urea, SP36, atau MOP, sehingga aplikasinya tidak dapat

menggantikan seluruh hara yang dibutuhkan tanaman (Goenadi et. al., 1998). Aplikasi biofertilizer

ke dalam tanah, dapat meningkatkan aktivitas mikroba di dalam tanah, sehingga ketersediaan hara

berlangsung optimum dan dosis pupuk konvensional dapat dikurangi tanmpa menimbulkan

penurunan produksi tanaman dan tanah. Salah satu produk biofertilizer

bernama EMAS ( Enhancing Microbial Activity in the Soils ) telah dirakit oleh BPBPI (Paten ID 0

000 206 S), dilisensi oleh PT Bio Industri Nusantara dan digunakan di berbagai perusahaan

perkebunan (BUMN dan BUMS) (Goenadi, 1999).

Kandungan bahan organik tanah dapat ditingkatkan dengan menambahkan bahan organik limbah

pertanian yang telah terdekomposisi (kompos) ke dalam tanah. Proses dekomposisi memerlukan

secara alami waktu yang lama (3-6 bulan). Proses dekomposisi dapat dipercepat melalui

pengecilan bahan baku dan pemberian aktvator dekomposisi ( Biodecomposer ) (Goenadi, 1997).

Pemanfaatan biodecomposer dapat mempercepat proses pengomposan menjadi 2-3 minggu. Selain

itu, sebagian mikroba bahan aktif biodecomposer yang masih tertinggal di dalam kompos juga

berperan sebagai musuh alami penyakit jamur akar atau busuk pangkal batang.

7. Biokontrol dan Bioremediasi

Mikroba juga telah dimanfaatkan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman. Aplikasi

mikroba untuk biokontrol hama dan penyakit tanaman meliputi mikroba liar yang telah diseleksi

maupun mikroba yang telah mengalami rekayasa genetika. Contoh mikroba yang telah banyak

dimanfaatkan untuk biokontrol adalah Bauveria bassiana untuk mengendalikan

serangga,Metarhizium anisopliae untuk mengendalikan hama boktor tebu ( Dorysthenes sp) dan

boktor sengon ( Xyxtrocera festiva ), dan Trichoderma harzianum untuk mengendalikan penyakit

tular tanah ( Gonoderma sp, Jamur Akar Putih, dan Phytopthora sp). Biokontrol tidak selalu

menggunakan mikroba sebagai bahan aktinya, Puslit Kopi dan Kakao di Jember saat ini tengah

mengembangkan semut hitam untuk mengendalikan hama Penggerek Buah Kakao (PBK).

Keuntungan pemanfaatan biokontrol untuk pertanian antara lain adalah ramah lingkungan, dan

mengurangi konsumsi pestisida yang tidak ramah lingkungan.

Salah satu penyebab menurunnya kualitas lahan pertanian di Indonesia adalah bayaknya residu

bahan kimia sintetik, seperti herbisida. Menurut data dari FAO (1998) penggunaan herbidisa di

Indonesia pada tahun 1996 sebesar 26.570 ton. Jumlah ini meningkat sebesar 395% jika

dibandingkan pengunaa herbisida pada tahun 1991 (6.739 ton). Upaya untuk memperbaiki kondisi

lingkungan yang terkena polusi herbisida tersebut telah dilakukan. Salah satu teknologi alternatif

untuk tujuan tersebut adalah melalui bioremediasi . Bioremediasi didefinisikan sebagai proses

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

penguraian limbah organik/anorganik polutann secara biologi dalam kondisi terkendali.

Penguraian senyawa kontaminan ini umumnya melibatkan mikroorganisme (khamir, fungi, dan

bakteri). Pendekatan umum yang dilakukan untuk meningkatkan biodegradasi adalah dengan cara:

(i) menggunakan mikroba indigenous (bioremediasi instrinsik), (ii) memodifikasi lingkungan

dengan penambahan nutrisi dan aerasi (biostimulasi), (iii) penambahan mikroorganisme

(bioaugmentasi) (Sulia, 2003).

8. Peternakan dan Perikanan

Bioteknologi juga telah melakukan beberapa terobosan penting dalam dunia peternakanan dan

perikanan. Salah satu keberhasilan yang beberapa waktu lalu cukup mengemparkan dunia adalah

keberhasilan Dr. Ian Helmut mengkloning domba yang dikenal dengan ”Dolly”. Keberhasilan ini

membuka peluang bagi dunia peternakan untuk mengembangbiakan tenak dengan sifat-sifat yang

relatif seragam. Keberhasilan lain adalah rekayasa genetik untuk meningkatkan efisiensi

metabolisme ternak/ikan, seperti peningkatan penyerapan pakan, peningkatan kualitas daging, dan

produksi susu (Huttner, 2003).

9. Rekayasa genetika

Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi.

Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi:

1. Isolasi gen.

2. Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik.

3. Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru.

4. Membentuk produk organisme transgenik.

Prosedur pembentukan organisme transgenic ada dua, yaitu melalui proses introduksi gen dan

melalui proses mutagenesis.

10. Proses introduksi gen

Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah:

1. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik

2. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan

3. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan

4. Uji coba kultur tersebut di lapangan.

11. Mutagenesis

Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA

yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme

tersebut, contoh: semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

2. Kelompok Mikroorganisme yang bermanfaat dalam Penerapan Bioteknologi

- Bakteri

- Khamir

- Kapang

- Algae

- Sel tumbuhan dan sel, jaringan hewan

Keberhasilan penerapan bioteknologi disokong oleh pengintegrasian berbagai desiplin ilmu antara lain:

- Ilmu pengetahuan alam dan teknologi

- Mikrobiologi

- Biokimia

- Genetika

- Biologi Molekuler

- Kimia

3. Proses bioteknologi

Proses Bioteknologi Mencakup :

1. Produksi Sel

2. Transpormasi Kimia yang Diingini (ada 2)

a. Pembentukan suatu produk akhir yang diingini ( Enzim, Antibiotika, Asam

Organik, dan Steroid)

b. Penguraian bahan baku yang diberikan (limbah, destruksi buangan industri,

tumpahan minyak)

Reaksi pada proses bioteknologi dapat bersifat:

1. Katabolik ( Senyawa komplek diuraikan menjadi senyawa sederhana. Misalnya glukosa

menjadi etanol)

2. Anabolik/ Biosintesis ( Molekul sederhana menjadi senyawa komplek. Misalnya sintesis

antibiotika)

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

4. Dampak Penerapan Bioteknologi

Bioteknologi, terutama rekayasa genetika, pada awalnya diharapkan dapat menjelaskan berbagai

macam persoalan dunia seperti, polusi, penyakit, pertanian, dan sebagainya. Akan tetapi, dalam

kenyataannya juga menimbulkan dampak yang membawa kerugian. Bagaimana dampak penerapan

bioteknologi?

Dampak Terhadap Lingkungan

Pelepasan organisme transgenik (berubah secara genetik) ke alam bebas dapat menimbulkan dampak

berupa pencemaran biologi yang dapat lebih berbahaya daripada pencemaran kimia dan nuklir. Dengan

keberadaan rekayasa genetika, perubahan genotipe tidak terjadi secara alami sesuai dengan dinamika

populasi, melainkan menurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu. Perubahan drastis ini akan

menimbulkan bahaya, bahkan kehancuran. “Menciptakan” makhluk hidup yang seragam bertentangan

dengan prinsip di dalam biologi sendiri, yaitu keanekaragaman.

Dampak Terhadap Kesehatan

Produk rekayasa di bidang kesehatan dapat juga menimbulkan masalah serius. Contohnya adalah

penggunaan insulin hasil rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris. Tomat Flavr

Savrt diketahui mengandung gen resisten terhadap antibiotik. Susu sapi yang disuntik dengan hormon

BGH disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi berbahaya bagi kesehatan manusia.

Dampak di Bidang Sosial Ekonomi

Beragam aplikasi rekayasa menunjukkan bahwa bioteknologi mengandung dampak ekonomi yang

membawa pengaruh kepada kehidupan masyarakat. Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil.

Penggunaan hormon pertumbuhan sapi (bovine growth hormone: BGH) dapat meningkatkan produksi

susu sapi sampai 20% niscaya akan menggusur peternak kecil. Dengan demikian, bioteknologi dapat

menimbulkan kesenjangan ekonomi. Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, tembakau, cokelat,

kopi, gula, kelapa, vanili, ginseng, dan opium akan dapat dihasilkan melalui modifikasi genetika

tanaman lain, sehingga akan menyingkirkan tanaman aslinya. Dunia ketiga sebagai penghasil

tanamantanaman tadi akan menderita kerugian besar.

Dampak Terhadap Etika

Menyisipkan gen makhluk hidup lain memiliki dampak etika yang serius. Menyisipkan gen mahkluk

hidup lain yang tidak berkerabat dianggap melanggar hukum alam dan sulit diterima masyarakat.

Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan gen itu tidak etis, 90% menentang

pemindahan gen manusia ke hewan, 75% menentang pemindahan gen hewan ke hewan lain. Bahan

pangan transgenik yang tidak berlabel juga membawa konsekuensi bagi penganut agama tertentu.

Bagaimana hukumnya bagi penganut agama Islam, kalau gen babi disisipkan ke dalam buah

semangka? Penerapan hak paten pada makhluk hidup hasil rekayasa merupakan pemberian hak pribadi

atas makhluk hidup. Hal itu bertentangan dengan banyak nilai-nilai budaya yang menghargai nilai

intrinsik makhluk hidup.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

1. Dampak Negatif Bioteknologi

Bioteknologi, seprti juga lain, mengandung resiko akan dampak negatif. Timbulnya dampak yang

merugikan terhadap keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya aliran gen

ketanaman sekarabat atau kerabat dekat. Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan

produk gen asaing, seperti, gen cry dari bacillus thuringiensis maupun bacillus sphaeericus, dapat

menimbulkan reaksi alergi pada tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan )

gen asibg ke genom inag dapat menimbulkan interaksi anatar gen asing dan inang produk bahan

pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi.

Dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam

perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi. Persaingan tersebut dapat menimbulkan

ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju, Kesenjangan

teknologi yang sangat jauh tersebut disebabkan karena bioteknologi modern sangat mahal

sehingga sulit dikembangkan oleh negara berkembang. Ketidakadilan, misalnya, sangat terasa

dalam produk pertanian transgenik yang sangat merugikan bagi agraris berkembang. Hak paten

yang dimiliki produsen organisme transgenik juga semakin menambah dominasi negara maju.

2. Dampak Positif Bioteknologi

Keanekaragaman hayati merupakan modal utama sumber gen untuk keperluan rekayasa genetik

dalam perkembangan dan perkembangan industri bioteknologi. Baik donor maupun penerima

(resipien) gen dapat terdiri atas virus, bakteri, jamur, lumut, tumbuhan, hewan, juga manusia.

Pemilihan donor / resipien gen bergantung pada jenis produk yang dikehendaki dan nilai

ekonomis suatu produk yang dapat dikembangkan menjadi komoditis bisnis. Oleh karena itu,

kegiatan bioteknologi dengan menggunakan rekayasa genetik menjadi tidak terbatas dan

membutuhkan suatu kajian sains baru yang mendasar dan sistematik yang berhubungan dengan

kepentingan dan kebutuhan manusi ; Kegiatan tersebut disebut sebagai bioprespecting. Perdebatan

tentang positif untuk mengatasi dampak negatif yang dapat ditimbulkan bioteknologi, antara lain

pada tahun 1992 telah disepakati konvensi keanekaragaman Hayati, (Convetion on Biological

Diversity) yang mengikat secara hukum bagi negara-negara yang ikut mendatanginnya . Sebagai

tindak lanjut penadatanganan kovensi tersebut, Indonesia telah meratifikasi Undang-Undang No.

5 Tahun 1994. perlu anda ketahui, Negara Amerika Serikat tidak ikut menadatangani konvensi

tersebut. Di sepakati pula Cartegena Protocol on Biosafety (Protokol Cartegena tentang

pengamanan hayati). Protokol tersebut menyinggung tentang prosedur transpor produk

bioteknologi antara negara untuk mencegah bahaya yang timbul akibat dampak negatif terhadap

keanekaragaman hayati. Ekosistem, dan kesehatan manusia. Pengertian klon bioteknologi modern

adalah pengadaan sel jasad renik, sel (jaringan), molekul bibit tanaman melalui setek yang banyak

dilakukan pada tanaman perenial, antara lain kopi, teh, karet, dan mangga. Perbanyakan bibit

dengan teknik kultur jaringan, kultur organ, dan embiogenesis somatik dapat pula diterapkan pada

jaringan hewan dan manusia. Tidak seperti pada tumbuhan, kultur pada hewan dan manusia tidak

dapat dikembangkan menjadi individu baru.

Perkenalan BioTeknologi (IWDS)

DAFTAR PUSTAKA

Sadrjoko. 1982. Bioteknologi Latar Belakang Dan Beberapa Penerapannya. Pt. Gramedia Pustaka. Utama Jakarta.

Smith, J.E..1985. Prinsip Bioteknologi. Penerbit Pt. Gramedia

Smith, J.E.. 1995. Bioteknologi Edisi 2. Penerbit EGC.

Suharto,I. 1995. Bioteknologi Dalam Dunia Industri. Penerbit Andi Offset Yogyakarta.

Suriasumantri dan Jujum, S. 1999. Filsafat Ilmu Sebuah Pengantar Populer. PenerbitPustaka Sinar Harapan. Jakarta.

Weisman, A. 1983. Principles Of Bioteknologi. Surrey University Press

wm_nalley.htm

www.wikipedia.org