APLIKASI BIOTEKNOLOGI DALAM KEHIDUPAN

TUGAS MAKALAH KLIPING MATA KULIAH “BIOLOGI UMUM”

(ABKC-6201)

DOSEN PENGAMPU :

Dra. Hj. Noorhidayati, M. Si.

Dra. St. Wahidah Arsyad, M. Pd.

Riya Irianti, S. Pd., M, Pd.

Oleh

Nida Hayati

1710119120017

Kelompok 10

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN BIOLOGI

BANJARMASIN

2017

KATA PENGANTARPuji dan syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, karena berkat

rahmat dan karunia-Nya saya dapat menyelesaikan tugas makalah kliping ini. Dalam

penulisan ini mungkin masih banyak kesalahan, untuk itu kritik dan saran sangat saya

harapkan agar penulisan makalah kliping selanjutnya bisa lebih baik lagi. Demikian makalah

ini saya buat, apabila ada kesalahan penulisan saya mohon maaf dan saya mengucapkan

terima kasih.

Banjarmasin, 1 Desember 2017

Penulis

i

DAFTAR ISIKATA PENGANTAR................................................................................................................i

DAFTAR ISI..............................................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN..........................................................................................................1

1.1 Latar Belakang..................................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................................................2

1.3 Tujuan...............................................................................................................................2

1.4 Metode Penulisan.............................................................................................................2

BAB II APLIKASI BIOTEKNOLOGI DALAM KEHIDUPAN..............................................3

2.1 Pengertian Bioteknologi...................................................................................................3

2.2 Aplikasi Bioteknologi.......................................................................................................4

2.2.1 Bioteknologi Konvensional.......................................................................................4

2.2.2 Bioteknologi Modern.................................................................................................7

A. Penerapan bioteknologi di bidang kedokteran............................................................8

B. Penerapan bioteknologi di bidang pertanian.............................................................10

C. Penerapan bioteknologi di bidang peternakan...........................................................12

D. Penerapan bioteknologi bahan bakar masa depan.....................................................13

E. Penerapan bioteknologi di bidang pengolahan limbah..............................................14

2.3 Profil Penyakit Jantung dan Potensi Stem Cell..............................................................15

2.4 Solusi Permasalahan dengan Pengaplikasian Bioteknologi...........................................17

2.5 Cara Kerja Stem Cell......................................................................................................20

2.6 Tantangan dan Keterbatasan Pemanfaatan Stem Cell....................................................21

2.7 KOMENTAR.................................................................................................................22

BAB III PENUTUP..................................................................................................................23

3.1 KESIMPULAN..............................................................................................................23

3.2 SARAN...........................................................................................................................23

ii

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................24

iii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bioteknologi sudah dimulai ribuan tahun yang lalu, sebelum tahun 1985 orang-orang

telah menggunakan ragi untuk membuat roti dan anggur melalui proses fermentasi.

Setelah tahun 1985 orang telah melakukan pengembangan industri fermentasi yaitu

pembuatan etanol, butanol, asam cuka, asam laktat, dan asam organik lainnya serta

pengolahan air limbah dengan menggunakan mikroorganisme. Pada tahun 1985 Roux ahli

Biologi berhasil melakukan kultur jaringan sel (cell tissue culture). Berdasarkan

percobaan Roux ini, para ahli mulai memanipulasi sel tumbuhan secara in vitro. Produk-

produk bioteknologi tersebut 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.

Teknologi ini merupakan kemajuan yang akan menjadi terobosan baru dalam

pengobatan, misalnya apabila sel saraf putus maka dengan stem cell kondisi itu dapat

diperbaiki. Juga apabila seseorang menderita luka bakar yang sangat parah dapat sembuh

cepat dengan memanfaatkan teknologi ini. Selain itu juga dalam penelitian yang berbeda

sel punca manusia telah terbukti dapat mengatasi kebutaan pada tikus.

1

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa saja aplikasi bioteknologi dalam berbagai bidang kehidupan ?

2. Apa itu bioteknologi stem cell ?

3. Bagaimana penyembuhan penyakit jantung dengan bioteknologi stem cell ?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui aplikasi bioteknologi di berbagai bidang

2. Untuk mengetahui pengertian bioteknologi stem cell

3. Untuk mengetahui bioteknologi stem cell sebagai alternatif untuk penyembuhan

penyakit jantung.

1.4 Metode Penulisan

Dalam penulisan makalah kliping ini menggunakan metode dalam pengumpulan data

serta bahan-bahannya melalui berbagai referensi dari internet.

2

BAB II

APLIKASI BIOTEKNOLOGI DALAM KEHIDUPAN

2.1 Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi adalah pemanfaatan organisme hidup untuk menghasilkan

produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia. Bioteknologi adalah pemanfaatan

prinsip-prinsip ilmiah yang menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan produk

dan jasa guna kepentingan manusia.

Bioteknologi ada dua yaitu bioteknologi Konvensional dan bioteknologi Modern.

1) Bioteknologi Konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan

mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk atau jasa, misalnya

jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan

metabolisme sehingga diperoleh produk yang diinginkan.

Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya

penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya

penggunaan enzim.

2) Bioteknologi Modern adalah bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa

genetika, seperti DNA rekombinan. DNA rekombinan yaitu pemutusan dan

penyambungan DNA, dengan cara kultur jaringan, kloning, dan fusi sel.

3

2.2 Aplikasi Bioteknologi

2.2.1 Bioteknologi Konvensional

1. Bioteknologi di bidang produksi pangan

Produk susu

4

Produk makanan non susu

5

2. Bioteknologi di bidang farmasi (obat-obatan)

3. Bioteknologi di bidang industri

4. Bioteknologi di bidang pertanian dan lingkungan

6

5. Bioteknologi di bidang pertambangan

2.2.2 Bioteknologi Modern

1. Transplantasi inti

Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak.

2. Fusi sel

Adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya

terbentuk sel bastar atau hibridoma. Manfaatnya antara lain untuk pemetaan

kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru.

7

3. Teknologi plasmid

4. Rekombinasi DNA

8

A. Penerapan bioteknologi di bidang kedokteran

1) Pembuatan antibodi monoklonal.

Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:

a) untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam

urine wanita hamil

b) mengikat racun dan menonaktifkannya

c) mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.

9

2) Pembuatan vaksin

Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang

berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang

telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.

3) Pembuatan antibiotika

Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan

berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di

sekitarnya.

4) Pembuatan hormon

10

No. Nama Produk Kegunaan

1. Inferferon Melawan infeksi, meningkatkan system kekebalan.

2. Insulin Mengontrol kadar gula darah (diabetes mellitus).

3. Vaksin Meningkatkan kekebalan tubuh.

4. Penicillin Antibiotika, melawan infeksi oleh bakteri atau

jamur.

5. Hormon pertumbuhan Melawan kekerdilan, untuk penyembuhan.

6. Beta endorphin Mengurangi rasa sakit.

7. Activator plasminogen Melarutkan darah beku, mencegah stroke.

8. Inferleukun 2 Mengaktifkan system kekebalan.

9. Antibodi monoklonal Menyerang dan membunuh sel tumor atau

kanker.

10. Enzim Meningkatkan reaksi /biokatalisator baik untuk

keperluan manusia maupun indsutri.

B. Penerapan bioteknologi di bidang pertanian

1) Penanaman secara hidroponik

11

2) Penanaman secara aeroponik

3) Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen

Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan agar

bakteri Rhizobium dapat hidup di dalam akar dan meningkatkan

kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi

gen.

4) Pembuatan tumbuhan tahan hama

Tanaman yang tahan hama dapat dibuat melalui rekayasa genetika dengan

rekombinasi gen dan kultur sel. Bioteknologi mampu menciptakan

pemberantas hama secara biologis (Bacillus thuringensis) dan tanaman

tahan hama karena di dalam tubuhnya disisipi gen bakteri (tanaman

transgenik).

12

C. Penerapan bioteknologi di bidang peternakan

Dengan bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk peternakan.

Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan yang dapat

merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat

diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin

Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang jika

diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan

produksi susu sampai 20%.

13

D. Penerapan bioteknologi bahan bakar masa depan

Alternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak, antara lain

adalah biogas dan gasohol.

1) Gasohol adalah sebagai bahan alternatif bahan bakar minyak. Gasohol

dihasilkan dari fermentasi khamir terhadap gula tebu yg melimpah.

2) Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik

atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya;

kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga),

sambah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable

dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana

dan karbon dioksida.

Gambar: proses pembuatan biogas

14

E. Penerapan bioteknologi di bidang pengolahan limbah

Penanganan sampah dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya dengan

ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di antara semua cara tersebut yang

paling baik adalah dengan daur ulang.

Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah, misalnya

menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain dalam mengatasi

polusi minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi yang menyebabkan

minyak bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah

satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh

bakteri Acinetobacter calcoaceticus. Dengan bioteknologi, pengolahan

limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secara

bioteknologi melibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob

15

2.3 Profil Penyakit Jantung dan Potensi Stem Cell

Penyakit Cardiovascular (CVD), yang mencakup hipertensi, penyakit jantung

koroner, stroke, dan gagal jantung congestive, aritmia (gangguan irama jantung),

mendapat peringkat nomor satu sebagai penyebab kematian di Amerika Serikat setiap

tahunnya. Hampir 2.600 orang Amerika mati dari CVD setiap hari, kira-kira satu orang

setiap 34 detik. Hal ini disebabkan oleh karena gaya hidup dan kondisi masyarakat yang

berubah secara dramatis, dan terjadi peningkatan prevalensi faktor risiko cardiovascular,

seperti kegemukan dan diabetes tipe 2, olehnya cardiovascular menjadi perhatian penting

bidang kesehatan di abad 21 ini.

Penyakit jantung yang diakibatkan oleh penyempitan pembuluh darah, dapat

menyebabkan kekurangan oksigen jaringan (Ischemic), sehingga menyebabkan kematian

sel otot jantung (cardiomyocytes). Hal ini memicu kerusakan jaringan yang bisa

mengganggu irama dan aktivitas jantung. Demikian pula terjadi pembentukan jaringan

parut yang berakibat penurunan fungsi jantung, dan kelebihan aliran darah balik, serta

tekanan kapasitas (Overstretching) sel jantung, sehingga menimbulkan kelelahan dalam

mempertahankan output-nya, yang akhirnya terjadi gagal jantung dan kematian penderita.

16

17

2.4 Solusi Permasalahan dengan Pengaplikasian Bioteknologi

Saat ini telah ditemukan teknologi baru di dunia kesehatan yaitu Bioteknologi

Stem Cell. Para ilmuwan tengah mengembangkan pemanfaatannya untuk mengatasi

berbagai jenis penyakit yang relatif sulit diobati seperti stroke, jantung, kanker, kencing

manis dan penyakit lainnya. Pemanfaatan stem cell (sel punca) dalam pengobatan klinis

sangat memungkinkan karena kemampuannya dalam membelah diri menjadi sel-sel tipe

lain dan memperbaharui diri sendiri untuk memproduksi lebih banyak lagi sel-sel induk

yang baru. Fungsinya adalah untuk memperbaiki sel-sel tubuh yang rusak, yang

disebabkan oleh berbagai hal.

Stem Cell adalah sel induk yang terdapat pada benda-benda hidup seperti

manusia, hewan, dan tumbuhan. Stemcell atau sel induk adalah bagian dasar dari semua

organ tubuh yang berfungsi untuk memicu regenerasi jaringan organ tubuh kita.Organ

tubuh kita terdiri dari sel-sel, mulai dari ujung rambut hingga ujung kaki semua terbentuk

dari jutaan sel-sel, contoh pada rambut ada sel-sel rambut yang membentuk rambut,

kemudian dalam organ tubuh ada jantung yang terdiri dari sel-sel yang membentuk organ

jantung tersebut, begitu juga dengan kulit manusia, yang terdiri dari sel-sel kulit.

Dua fitur kunci yang membedakan Stem Cells dari sel-sel biasa ialah : Stem Cells

dapat berubah menjadi berbagai sel spesifik dalam jaringan yang sama. Stem Cells

memiliki kemampuan luar biasa untuk memperbaharui dan meregenerasi dirinya sendiri

melalui pembelahan sel di sepanjang hidup seseorang.

Terapi stem cell adalah jenis terapi yang mempunyai prinsip dasar pengobatan

baru dengan menggunakan stem cell untuk mengobati sel-sel jaringan yang rusak, baik

yang disebabkan oleh penyakit maupun cedera. Dalam dunia medis banyak ilmuan

percaya bahwa stem cell memiliki potensi pengobatan penyakit kronis untuk meringankan

penderitaan manusia.

Kemampuan stem cell ini, karena potensinya untuk memperbaharui diri dan

beregenerasi, sehingga berpotensi besar untuk menggantikan sel-sel sakit dan rusak di 18

dalam tubuh, dengan resiko penolakan lebih kecil, jika dibandingkan dengan transplantasi

organ. Sejumlah terapi stem cell yang telah dianggap sukses, misalnya transplantasi

sumsum tulang, pencangkokan hematopoietic.

Stem cell memberikan harapan baru untuk pengobatan penyakit-penyakit kronis

yang sampai sekarang sangat sulit diobati dengan obat-obatan kimia. Penyakit tersebut

misalnya kanker, diabetes mellitus tipe 1, Parkinson, Huntington’s,kerusakan otot dan

neurological disorders, gagal jantung yang diderita oleh jutaan umat manusia.

19

20

2.5 Cara Kerja Stem Cell

Dalam perkembangannya, stem cells dari embrio dapat berdiferesiasi ke semua

jenis sel-sel khusus pada janin. Sedangkan dalam organisme dewasa, stem cell bertindak

sebagai regenerator dan memperbaharui jaringan, seperti; darah, sel-sel kulit atau usus.

Dewasa ini, stem cell telah dapat dikembangkan di laboratorium secara invitro,

yang selanjutnya berdiferensiasi menjadi sel khusus dengan karakteristik yang sesuai

dengan sel dari berbagai jaringan seperti otot atau sel saraf. Stem cell ini dapat diperoleh

dari berbagai sumber, termasuk umbilical cord, darah, dan sumsum tulang.

Stem cells mempunyai potensi untuk menyembuhkan Penyakit Gagal Jantung di

masa depan (Treatment of Heart Disease). Stem cells dapat memulihkan kerusakan

jaringan otot jantung, melalui perbaikan atau regenerasi. Hasil uji klinik yang dilakukan

dalam jumlah terbatas pada manusia–biasanya pada pasien yang menjalani operasi

jantung terbuka–menunjukkan bahwa stem cells yang disuntikkan ke dalam sirkulasi atau

langsung ke dalam jaringan jantung, mengalami peningkatan fungsi jantung dan

menimbulkan pembentukan pembuluh kapiler-kapiler yang baru.

Mekanisme untuk perbaikan ini tetap menjadi perdebatan oleh para ahli jantung,

namun fakta ilmiah menunjukan bahwa teknik ini bisa menjadi harapan masa depan. Pada

pasien yang mendapatkan pengobatan dengan stem cell, memperlihatkan penyembuhan

bekas operasi yang lebih baik pada jaringan jantung. Hasil uji klinik ini memperlihatkan

hasil yang yang bervariasi. Pemanfaatan stem cell sebagai alternatif terapi bagi penderita

penyakit jantung, didasarkan pada potensi stem cell untuk memperbaharui jaringan

jantung dengan cara:

1) Regenerasi dari sel otot jantung

2) Stimulasi pertumbuhan pembuluh darah baru (blood vessels)

3) Sekresi factor pertumbuhan.

21

2.6 Tantangan dan Keterbatasan Pemanfaatan Stem Cell

Untuk lebih meyakinkan stem cell sebagai terapi unggulan masa depan, para

ilmuwan harus mampu memanipulasi sel embrional. Sehingga sel-sel ini memiliki

karakteristik yang diperlukan untuk kesuksesan dalam berdiferensiasi, transplantasi, dan

engraftment.

Berikut ini adalah langkah-langkah yang harus dilakukan oleh para peneliti untuk

menjamin keberhasilan pengobatan, yaitu:

a) ilmuwan harus berusaha untuk bisa mengendalikan perkembangan sel-sel tersebut,

b) selanjutnya hasilnya dapat digunakan dalam uji klinik untuk kepentingan

transplantasi, dan

c) menstimulasi sel embrional supaya bisa memperlihatkan reproducibly yang tinggi,

sehingga proses penyembuhan akan lebih terjamin.

Teknik pengobatan ini menyisakan tantangan yang masih harus ditelusuri sehingga

pengobatan dengan stem cell benar-benar memberikan manfaat yang lebih besar

dibanding pengobatan konvensional. Demikian pula perlu dicari solusi untuk

menghindari masalah penolakan kekebalan tubuh pasien terhadap stem cell yang

ditransplantasikan.

Yang Jelas stem cell memberikan harapan yang besar sebagai alternatif pengobatan

masa depan, yang semoga teknik ini dapat secara maksimal dimanfaatkan untuk

kesejahteraan umat manusia dalam bertarung melawan penyakit yang semakin

kompleks, sehingga kualitas kehidupan manusia akan semakin meningkat.

22

2.7 KOMENTAR

Bioteknologi memberikan harapan bagi kesejahteraan umat manusia, mulai dari

proses–proses biologi yang paling sederhana sampai kepada tingkat yang paling canggih.

Karena itu, manusia yang menggelutinya ditantang untuk memanfaatkan peluang–

peluang demi kesejahteraan manusia. Tetapi, bagaimanapun canggihnya teknologi sudah

tentu memunculkan dampak dalam penerapannya. Maka dengan mengacu pada

pengalaman–pengalaman penerapan teknologi pendahulunya, dapatlah digunakan

bioteknologi ini secara proporsional dengan memasukkan norma–norma etika secara

moral. Etika diperlukan untuk menentukan arah perkembangan bioteknologi, serta

penerapannya secara teknis, sehingga tujuan yang menyimpang bagi kemanusiaan dapat

dihindari.

Bioteknologi stem cell dalam hal ini sebagai alternatif untuk penyakit diantaranya

jantung bisa membantu manusia, hanya saja saat ini penerapan transplantasi sel punca

yang berbasis teknologi tingkat tinggi ini masih sangat mahal. Hal itu disebabkan sel

punca masih diambil dari sumsum tulang, darah dan jaringan tubuh lainnya, kemudian

diperbanyak dengan teknologi tinggi untuk diterapkan pada organ-organ tubuh yang

memerlukannya.

23

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Stem cell merupakan pengobatan penemuan terbaru oleh para ahli untuk mengobati

penyakit ganas seperti penyakit jantung, stroke, dan lain-lain. Namun banyak yang

menentang karena tidak sesuai dengan norma masyarakat. Cara mendapatkan stem cell

yaitu dari embrional tali pusat bayi dengan cara seperti keguguran atau janin sisa.

Sedangkan dengan cara aborsi ditentang dan dilarang oleh agama karena membunuh

cabang bayi yang tidak berdosa. Dan yakinlah setiap penyakit pasti ada obatnya.

3.2 SARAN

Diharapkan dengan adanya makalah kliping ini dapat dijadikan sebagai referensi

dalam proses belajar dan pembelajaran Biologi khususnya Bioteknologi.

24

DAFTAR PUSTAKA

Referensi dari media elektronik (online)

Grehenson, Gusti. (2008). Retrieved from https://ugm.ac.id/id/berita/1217-

teknologi.stem.cell.cara.baru.obati.penyakit.stroke.jantung.dan.diabetes

(diakses pada tanggal 30 November 2017)

Ikrar, Taruna. (2009). Retrieved from http://kabarinews.com/kesehatan-terapi-masa-depan-

stem-cell-bagi-penderita-penyakit-jantung/33167 (diakses pada tanggal 30 November 2017)

Wijanarko, Koko. Retrieved from http://terapimuslim.com/terapi-stem-cell-di-indonesia

(diakses pada tanggal 30 November 2017)

Isprawiro. Retrieved from http://medikanews.com/terapi-stem-cell-dan-keberadaannya-di-

indonesia/ (diakses pada tanggal 30 November 2017)

25