BAB I

PENDAHULUAN

Bioteknologi sudah ada sejak 10.000 tahun yang lalu. Mikroorganisme

sudah digunakan orang dalam pembuatan bir, cuka, yoghurt, dan keju. Pada

zaman romawi, anggur sudah dikenal orang. Pembuatan bahan kimia pertama

dengan menggunakan mikroorganisme dilakukan pada abad ke-14, yaitu pada

pembuatan etanol. Industri fermentasi modern dikenal sejak perang dunia I, yaitu

produksi dalam skala besar berbagai bahan kimia, seperti gliserol dengan

menggunakanm ragi, aseton-butanol dengan menggunakan bakteri Clostridium

acetobutilicum dan asam sitrat dengan menggunakan jamur Aspergillus niger.

Fermentasi semi kontinu mulai dikenal selama perang dunia II. Perang dunia II

memicu orang untuk meningkatkan produksi anti bioik penisilin. Produksi

penisillin berhasil ditingkatkan dengan memperbaiki galur jamur yang digunakan

dan mengembangkan teknologi fermentasi dalam skala besar. Pencarian antibiotik

lain dari berbagai mikroorganisme lain juga terus dilakukan. Sesudah tahu 1960-

an, kultur sel hewan dalam skala besar mulai digunakan dalam pembuatan vaksin

dan pembuatan obat seperti ionterferon.

Berbeda dengan kultur mikroorganisme, kultur sel tidak dapat tumbuh

sebagai suspensi tetapi memerlukan suatu permukaan tempat melekatnya sel

hewan. Pada tahun 1970-an berhasil dibuat hibridoma, yaitu hasil fusi sel tumor

denagn sel limfosit penghasil antibodi. Masing-masing sel hibridoma

menghasilkan antibodi monoklonal, yaitu antibodi terhadap bagian spesifik dari

suatu protein. Antibodi monoklonal banyak digunakan dalam diagnostik, terapi

terhadap suatu penyakit dan proses pemurnian protein. Kultur sel tumbuhan dapat

diregenerasi menjadi tanaman baru. Dari suatu kultur sel tumbuhan dapat

dihasilkan ratusan tanaman baru. Sel yang bebas dari virus dapat diisolasi dan

dikulturkan sehingga dapat dihasilkan tanaman yang bebas virus dan ini dapat

meningkatkan produksi.

Pada tahun 1980-an, bioteknologi berkembang secara pesat akibat

munculnya teknologi DNA rekombinan yang memberi kemampuan bagi manusia

untuk memotong dan menyambung kembali molekul DNA secara in-vitro.

Dengan demikian gen yang berasal dari suatu spesies dapat dipindahkan ke

spesies lain. Dengan teknologi DNA rekombinan, bakteri Escherichia coli dapat

digunakan untuk memproduksi hormon manusia dalam skala besar. Hewan dan

tumbuhan dapat dimodifikasi dengan menambahkan gen yang berasal dari spesies

lain sehingga diperoleh hewan atau tumbuhan transgenik. Aplikasi komersial

pertama dari teknologi DNA rekombinan adalah produksi protein skala besar oleh

bakteri, seperti protein yang berupa hormon dan enzim. Kemudian produksi

molekul kecil dapat dilakukan dengan mengklon gen-gen yang terlibat dalam

biosintesis molekul tersebut dalam satu fragmen DNA. Penggunaan DNA dengan

teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) yang dikembangkan sejak akhir tahun

1980-an, memungkinkan orang untuk mengisolasi fragmen DNA tertentu dari satu

sel kemudian dilipatgandakan misalnya sel yang terdapat ujung rambut, bercak

darah kering atau fosil yang berumur ribuan tahun. Teknik ini dapat dimanfaatkan

untuk mendiagnosis penyakit dan mencari bukti kejahatan pada ilmu forensik.

BAB II

ISI

A. Pengertian Bioteknologi

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. 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,

serta penerapannya pada tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas

baru di bidang pertanian 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.

Bioteknologi adalah teknologi yang melibatkan sistim biologis dengan

mengeksploitasi aktivitas biokimia dari organisme hidup atau produknya.

Suatu bidang penerapan biosains dan teknologi yang menyangkut

penerapan praktis organisme hidup atau komponen sub selulernya pada

industri jasa manufactur pengelolaan lingkungan. Penggunaannya secara

terpadu ilmu pengetahuan biokimia, mikrobiologi dan teknik dalam upaya

untuk menghasilkan suatu penerapan teknologi (industri) dari kemampuan

mikroorganisme , sel kultur jaringan dan bagian-bagiannya. Penerapan

prinsip-prinsip ilmu pengetahuan dan teknik dalam pengolahan materi oleh

unsur-unsur biologis untuk menghasilkan barang dan jasa. Ilmu

pengetahuan tentang berbagai proses produksi yang berdasarkan pada

kerja mikroorganisme serta komponen aktifnya dan pada proses produksi

yang melibatkan penggunaan sel dan jaringan dari organisme yang lebih

tinggi . Bioteknologi tidak lebih dari sebuah nama yang diberikan pada

seperangkat teknik dan proses. Penggunaan organisme hidup dan

komponennya dalam proses pertanian, industri pangan serta berbagai

proses industri lainnya.

Bioteknologi memanfaatkan organisme seperti:

- 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

Proses Bioteknologi Mencakup :

1. Produksi Sel

2. Transpormasi Kimia

a. Pembentukan suatu produk akhir yang dinginkan ( 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)

Keuntungan penerapan bioteknologi :

- Cendrung lebih ekonomis

- Lebih sedikit dalam pemakaian energi (efisiensi)

- Lebih aman ( menghasilkan residu yang dapat diuraikan secara

biologis serta tidak beracun

- Dalam waktu jangka panjang dapat memberikan harapan untuk

memecahkan persoalan utama dunia dalam kaitannya dengan obat-

obatan produksi pangan pengendalian polusi dan pengembangan

sumber energi baru.

B. Bioteknologi Klasik dan Modern

Bioteknologi sebenarnya bukan suatu hal yang baru, tapi jauh sebelumnya

sudah ada. Ada 4 fase perkembangan yang pada akhirnya sampai kepada

sistim bioteknologi modern.

1. Produksi Bioteknologi Makanan dan Minuman

Pembuatan Bir : Dilakukan sejak 6000 tahun sebelum masehi oleh

orang-orang somaria dan babilonia kuno sudah memanfaatkan Bir

sebagai minuman yang merupakan hasil fermentasi. Namun pada saat

itu keterlibatan organisme belum dijabarkan hingga pada abad ke –

17. Studi permulaan yang dilakukan oleh Pasteur (1857 dan 1876)

yang membuktikan bahwa mikroorganisme berperan dalam proses

fermentasi tersebut dari temuan tersebut beliau dianggap sebagai

Bapak Bioteknologi . Proses lain yang didasari oleh aktivitas

mikroorganisme adalah produk susu fermentasi seperti keju dan

yoghurt dan di Asia contohnya kecap dan tempe.

2. Proses Bioteknologi Semula Dikembangkan pada Kondisi Tidak Steril

Pada akhir abad ke 19 banyak senyawa seperti etanol, asam asetat,

berbagai asam organic, butanol dan aseton dihasilkan dengan

menggunakan metode fermentasi terbuka terhadap lingkungan. Contoh

lainnya adalah pengolahan air buangan dan pengomposan padatan dari

kota.

3. Pengenalan Sterilisasi dalam Proses Bioteknologi

Sterilisasi terhadap media dan bioreaktor dilakukan agar terhidar dari

mikroorganisme kontaminan sehingga mikroba (biokatalis) saja yang

berperan didalam reactor. Contoh: antibiotika, asam amino, asam organic,

enzim steroid, polisakarida dan vaksin.

4. Demensi Baru dan Kemungkinannya Untuk Industri Bioteknologi

Perkembangan biologi molekuler tidak saja menimbulkan demensi baru

tetapi juga meningkatkan efiensi yang berpengaruh terhadap peran

bioteknologi dimasa depan terhadap perekonomian dunia. Inovasi baru

menyangkut diantaranya :

1. Rekayasa Genetika

Adanya materi dasar kehidupan yang disebut gen yang secara

structural disusun oleh DNA dan RNA yang berfungsi mengatur

semua aktivitas kehidupan yang merupakan pijakan awal dalam

mendapatkan suatu individu yang diharapkan melalui teknik

rekombinasi DNA Teknik baru rekombinan DNA melibatkan

pemecahan sel, ekstraksi DNA, pemurnian dan fragmentasi

(pemotongan) selektif DNA dengan menggunakan enzim sangat

spesifik, pemisahan, analisis, pemilihan dan pemurnian fragmen yang

mengandung gen yang diinginkan, pemasukkan hybrid DNA ke dalam

suatu sel terpilih buntuk memproduksi dan sintesis selluler.

Dengan teknologi rekayasa genetika terbuka peluang misalnya:

o Penggantian obat semprot kimia sintesis dengan mikroba hasil

rekayasa genetika.

o Bidang fermentasi sederhana dapat diganti dengan fermentasi

yang menggunakan mikroba yang telah direkayasa, sehingga

dapat diproduksi dalam jumlah yang banyak dan lebih cepat

dengan menggunakan bahan mentah yang lebih irit dan biaya

produksi jauh lebih murah.

o Dalam bidang peternakan dan pertanian orang pada jaman

dahulu ingin memilih sifat baik suatu ternak atau tanaman

dengan melakukan seleksi atau pemuliaan yang banyak

mendapat kendala seperti memakan waktu yang lama. Tapi

dengan teknologi DNA rekombinan orang dapat memproduksi

coklat, vanili, bumbu penyedap- pengharum, bahan kosmetik,

obat tanpa harus menanam tumbuhan yang menghasilkan

bahan-bahan itu pada suatu lahan pertanian.

o Dalam Bidang kesehatan, berbagai penyakit dengan mudah,

lebih cepat, dan lebih murah untuk mendiagnosa, mengobati

dan melakukan pencegahan.

2. Teknologi Enzim

Peran enzim adalah :

- Sebagai Katalis (memperlancar setiap reaksi kimia)

Aktivitas molekuler dalam tubuh agar berlangsung cepat irit

energi, tidak menimbulkan panas, tidak mengubah

keseimbangan elektrolit cairan tubuh dan mencegah

penimbunan bahan yang menghalangi aktivitas.

- Enzim diekstrak dari tubuh organisme kemudian digunakan

untuk menghasilkan berbagai produk industri seperti :

membuat anggur, bir, wiski, pemanis, sirup dan sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2007. Human Insulin, (Online),http://en.wikipedia.org/wiki/Use_of_

biotechnology_in_pharmaceutical_manufacturing, diakses 09 februari

2014.

Anonymous. 2007. Biotechnology, (Online), http://en.wikipedia.org/wiki/

Biotechnology, diakses 09 februari 2014.

Budi Witarto, Arief. 2007. Bioteknologi di Indonesia : Kondisi dan Peluang,

(Online), http://io.ppi-jepang.org/article.php?edition=7, diakses 26

Oktober 2007.