Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi
adalah penggunaan makhluk hidup dan proses di dalamnya untuk menghasilkan
produk tertentu. Dalam bioteknologi memanfaatkan bakteri, ragi, kapang, alga,
sel tumbuhan atau jaringan. Penerapan bioteknologi memadukan berbagai disiplin
ilmu seperti mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi molekuler, kimia,
rekayasa proses dan teknik kimia.
Macam
Bioteknologi
Biteknologi dibedakan menjadi 2 yaitu :
§
Biteknologi konvensional
§
Bioteknologi modern
1. Bioteknologi
konvensional
Merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme secara langsung
untuk memproduksi makanan.
Beberapa
contoh produk boiteknologi konvensional :
No
|
Produk
|
Bahan makanan
|
mikroorganisme
|
1.
|
tempe
|
kedelai
|
Rhizopus oligosporaRhizopus oryzaeq
|
2.
|
kecap
|
kedelai
|
Aspergillus wentii
|
3.
|
keju
|
susu
|
Penicillium requefortiPenicillium camemberti
Lactobacillus sp
|
4.
|
yoghurt
|
susu
|
Lactobacillus bulgaricusStreptococcus thermophillus
|
5.
|
roti
|
gandum
|
Saccharomyces cereviceae
|
6.
|
nata de coco
|
air kelapa
|
Acetobacter xylinum
|
7.
|
tape
|
beras ketan , singkong
|
Saccharomyces cereviceae
|
8.
|
brem padat
|
beras ketan
|
Saccharomyces cereviceae
|
9.
|
oncom
|
Kacang tanah
|
Neurospora crassa
|
10.
|
Minuman anggur
|
Buah anggur
|
Saccharomyces ellipsoideus
|
2.
Bioteknologi modern
Penggunaan
mikroorganisme tidak langsung seperti bioteknologi konvensional, tetapi
menggunakan mikroorganisme yang direkayasa, sehingga menjadi lebih efektif dan
efisien.Bioteknologi modern memanfaatkan organism dalam tingkat seluler atau
molekuler , misalnya dalam teknologi reproduksi dan rekayasa genetika.
Peranan dan Manfaat Bioteknologi
a. Di bidang
kedokteran :
- Antibody monoklonal : antibody
yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibody monoklonal
antara lain : mendetaksi kandungan hormone korionik gonadotropin dalam
urine wanita hamil, mengikat racun dan menonaktifkannya, mencegah
penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.
- Pembuatan hormon : dengan
rekayasa DNA telah digunakan mikroorganisme tertentu untuk memproduksi
hormone, misalnya : hormone insulin, testosterone, pertumbuhan,
kortison
- Pembuatan vaksin : vaksin
digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal
dari mikroorganisme. Vaksin berasal dari virus dan bakteri yang telah
dilemahkan atau racunnya diambil.
Contoh
vaksin :
Vaksin BCG
: untuk mencegah
penyakit TBC
Vaksin
kotipa : mencegah penyakit
kolera, tifus, paratifus
Vaksin
varisela : mencegah penyakit cacar air
Vaksin MMR
: mencegah penyakit campak, gondong, rubella
DPT/DT
: mencegah penyakit difteri, pertusis, tetanus
- Pembuatan antibiotik :
antibiotic adalah zat yang dihasilkan oleh organism tertentu dan berfungsi
untuk menghambat pertumbuhan organism lain yang ada di sekitarnya.
Antibiotic dapat diperoleh dari jamur atau bakteri tertentu.
Contoh
antibiotik:
No
|
Antibiotik
|
Mikroorganisme
|
1.
|
Streptomycin
|
Streptomycetes
griseus
|
2.
|
Polymyxin
|
Bacillus
polymyxa
|
3.
|
Pinisilin
|
Pinicilium
notatum
|
4.
|
Griseofulvin
|
Pinicilium
griseofulvum
|
5.
|
Sefalosporin
|
Cepalosporium
acremonium
|
b.
Bidang pertanian :
- Dihasilkan tumbuhan yang mampu
mengikat nitrogen : tanaman selain Leguminoceaedapat mengikat
nitrogen karena diinjeksi dengan bakteri rhizobium yang hidup pada akar
tanaman Leguminoceae
- Dihasilkan tumbuhan tahan hama
: misalnya tembakau tahan penyakit mozaik daun
- Penghasil PST ( Protein Sel
Tunggal ) :
NO
|
Mikroorganisme
|
Kegunaan
|
1
|
Methylophillus methylotrophus
|
Makanan ternak agar menghasilkan daging dan susu
yang berkualitas
|
2
|
Spirulina
|
Sumber pangan kaya protein bagi manusia
|
3
|
Chlorella
|
Sumber pangan kaya protein bagi manusia
|
4
|
Fusarium
|
Makanan tambahan ternak
|
5
|
Saccharomyces cereviceae
|
Suplemen makanan ternak
|
6
|
Candida utilis
|
Suplemen makanan ternak
|
c.
Bidang lingkungan hidup
- Dihasilkan mikroorganisme yang
digunakan untuk mengatasi pencemaran yang disebabkan oleh tumpahan minyak,
yaitu Xanthomonas campestris dan Pseudomonas
- Memproduksi plastik yang dapat
diuraikan oleh bakteri
- Mengolah limbah cair menjadi
bahan bakar , misalnya limbah dari organik dengan bantuan mikroorganisme
diubah menjadi bahan bakar alternative, yaitu biogas (dari feses hewan),
gasahol (alkohol dari fermentasi gula tebu)
Rekayasa Genetika
Rekayasa
genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk
hidup baru dengan sifat yang sesuai dengan keinginan. Rekayasa genetika disebut
juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Di bidang pertanian sering
mendengar tanaman transgenik adalah tanaman hasil rekayasa genetika sering
disebut juga dengan istilah GMO (Genetically Modified Organism),
misalnya jagung, tomat, kentang yang mempu
Rekayasa
Genetika Rekayasa genetika adalah suatu teknik bioteknologi yang digunakan
untuk mentransfergen dari suatu organisme ke organisme lain. Pada
awalnya,metode perpindahan gen-gen tersebut hanya dapat dilakukan
antarorganisme satu jenis. Namun,pada perkembangan berikutnya perpindahan
gen-gen dapat dilakukan terhadap berbagai organisme berlainan jenis. Teknik
demikian dikenal sebagai teknologi ADN rekombinan.
Teknologi
ADN rekombinan merupakan suatu teknik bioteknologi berupa penggabungan gen-gen
(ADN) dari berbagai sumber. Teknik ini muncul setelah para saintis mengetahui
kemampuan enzim pemutus yang dihasilkan oleh bakteri. Keberhasilan proses
rekayasa genetika tidak terlepas dari adanya temuan James Watson dan Francis
Crick,tahun 1953. Pada saat itu,kedua saintis tersebut berhasil menemukan
struktur rantai ganda asam deoksiribosa nukleat (ADN). ADN merupakan kode-kode
genetika yang mengatur suatu kegiatan sel,seperti tumbuh,bereproduksi,dan
fungsi hidup lainnya. Sepenggal ADN terdiri atas gen-gen yang memilki urutan
kimiawi tertentu
Pada tahun
1970-an,suatu penelitian yang dipimpin oleh Paul Berg dari Universitas
Stanford,untuk pertama kalinya berhasil membuat molekul rekombinan dengan cara
menyambungkan gen-gen dari bakteri Escherichia coli (E.coli) dengan virus kera
simia (SV40). E.coli merupakan jenis bakteri yang biasa ditemukan dalam usus
manusia. Stanley Cohen juga dari Universitas Stanford menemukan suatu cara yang
relatif mudah untuk memindahkan gen dari satu jenis organisme ke jenis
organisme lainnya. Mula-mula ia memisahkan plasmid dari tubuh E.coli.
Selanjutnya plasmid diambil dan dimasukkan kedalam suatu larutan yang
mengandung enzim pemutus yang bekerja menggunting gelung plasmid pada
tempat-tempat tertentu. Next
Dalam
percobaan lainnya,Cohen menggunakan enzim pemutus untuk memisahkan gen-gen
tertentu dari molekul ADN katak bercakar asal Afriak. Kemudian,fragmen dari ADN
katak tersebut disambungkan dengan plasmid E.coli sehingga kedua fragmen
menyatu dan melekat oleh suatu enzim. Hasil perpaduan tersebut menghasilkan
suatu srtuktur plasmid baru,sebagian berupa bakteri dan sebagian lagi berupa
bakteri dan sebagian lagi berupa katak. Struktur plasmid demikian disebut
plasmid simera (pSC 101). Next
Pada tahap
berikutnya,plasmid simera dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung sel-sel
E.coli normal. Jika larutan tersebut dihangatkan,maka plasmid simera akan masuk
ke sel-sel E.coli sehingga menjadi bagian dari sturktur genetika bakteri itu
sendiri. Pada saat bakteri membelah diri,maka masing-masing keturunannya akan
mewarisi gen-gen katak. Back
Plasmid
Plasmid
Plasmid adalah molekul ADN berantai rangkap dan berbentuk cincin. Plasmid
ditemukan di dalam sel bakteri dan dapat berbiak secara bebas,lepas dari
kromosom induk. Dalam rekayasa genetika,plasmid berperan sebagai vektor
(kendaraan) yang digunakan untuk mentransfer dan memperbanyak gen asing.
Plasmid simera (PSC 101) merupakan tipe plasmid pertama yang dikembangkan
sebagai vektor untuk mentransfer gen asing ke bakteri. Tipe plasmid tersebut
ditemukan oleh Stanley Cohen.
Keuntungan penggunaan plasmid adalah dapat dipindahkan dari
satu sel ke sel yang lain,misalnya melalui cara transformasi. Ketika satu gen
“asing” (biasanya diestrak dari satu kromosom sel euakariotik) telah disisipkan
ke dalam satu plasmid,ia akan bertindak seperti kendaraan yang mengangkut gen
ke dalam sel bakteri dan siap mengalami replikasi dengan ADN selnya sendiri.
Percobaan tersebut memperlihatkan bahwa gen asing telah disisipkan dapat
berbiak secara normal dalam sel bakteri.