IPA Terpadu XII (Bioteknologi)

BIOTEKNOLOGI

1. Pengertian Bioteknologi

Tahukah kamu apa yang dimaksud dengan bioteknologi? Bioteknologi berasal dari kata “bio” yang berarti makhluk hidup dan “teknologi” yang berarti cara untuk memproduksi barang dan jasa, dan secara bebas dapat didefinisikan secara bebas sebagai pemanfaatan organisme hidup untuk menghasilkan produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia (Kuswanti, 2008:113).

Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakan. Pada perkembangannya sampai pada tahun 1970, bioteknologi selalu berasosiasi dengan rekayasa biokimia (biochemical engineering). Dari paduan dua kata tersebut (bio dan teknologi) European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup dan analog mulekuler untuk menghasilkan produk dan jasa.

Bioteknologi sebenarnya sudah dikerjakan manusia sejak ratusan tahun yang lalu, karena manusia telah bertahun-tahun lamanya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur ragi untuk membuat makanan bermanfaat seperti tempe, roti, anggur, keju, dan yoghurt. Namun istilah bioteknologi baru berkembang setelah Pasteur menemukan proses fermentasi dalam pembuatan anggur (Kuswanti, 2008:113).

Perkembangan yang pesat dalam bidang biologi sel dan biologi molekuler sejak tahun 1960-an mendorong perkembangan bioteknologi secara cepat. Dewasa ini, manusia telah mampu memanipulasi, mengubah, dan/atau menambahkan sifat tertentu pada suatu organisme (Kuswanti, 2008:112).

2. Sejarah Singkat Perkembangan Bioteknologi

Bioteknologi bukanlah merupakan ilmu yang baru dalam peradaban manusia. Bioteknologi telah dilakukan sejak zaman dahulu, antara lain untuk menghasilkan minuman beralkohol dan makanan yang difermentasikan. Bioteknologi mengalami perkembangan secara bertahap. Semenjak awal diterapkan, sampai tahun 1857 disebut “era bioteknologo non-mikrobal”. Disebut era bioteknologi non-mikrobal, karena pada saat itu belum diketahui bahwa makanan produk fermentasi merupakan hasil kerja mikroorganisme.

Bioteknologi dimensi baru (bioteknologi mikrobal) dimulai sejak 1857 setelah Louis Pasteur menemukan bahwa fermentasiyang terjadi dalam pembuatan anggur merupakan hasil kerja mikroorganisme. Makanan atau minuman yang diproduksi melalui proses fermentasi antara lain tempe, tape, sake (berasal dari Jepang), tuak, anggur, dan yoghurt (Kuswanti, 2008:114).

Pada tahun 1920 proses fermentasi yang ditimbulkan oleh mikroorganisme mulai digunakan untuk memproduksi zat-zat seperti aseton, butanol, etanol, dan gliserin. Fermentasi juga digunakan untuk memproduksi asam laktat, asam sitrat, dan asam asetat dengan menggunakan jasa bakteri.

Setelah perang dunia ke-2, dihasilkan produk bioteknologi lain misalnya penesilin dari jamur penecillium nonatum. Keberhasilan ini diikuti dengan penelitian kemapuan mikroorganisme lain yang menghasilkan antibiotic dan zat-zat lain seperti steroid, vitamin, enzim, asam amino, dan senyawa-senyawa protein tertentu

Perkembangan teknologi mutakhir yang dibarengi dengan perkembangan di bidang biokimia, biologi seluler, dan biologi molekuler melahirkan teknologi enzim dan rekayasa genetika yang akhirnya mengantarkan kita ke suatu era modern. Kini bioteknologi telah benar-benar digunakan untuk menjawab berbagai tantangan kehidupan manusia.

Catatan peristiwa dalam perkembangan bioteknologi, antara lain:

1. Ragi untuk pembuatan anggur, sebelum 6000 SM.

2. Ragi untuk pengembangan roti, sekitar 4000 SM.

3. Mikroba untuk menmbang tembaga (Spanyol), sebelum 1670.

4. Mikroba pertama dilihat Antonie Van Leewenhoek, 1880.

5. Mikroba kontaminan pertama penggagal fermentasi ditemukan oleh Lois Pasteur, 1876.

6. Enzim diekstrak dari ragi yang dapat membuat alcohol oleh Eduard Buchner, 1897.

7. Bakteri penghasil aseton, butanol, gliserol, 1910.

8. Struktur rantai DNA terungkap, 1928.

9. Penemuan bakteri antibiotik baru (streptomycin, spalosporin, dll), 1953.

10. Mikroba untuk menambang uranium di Kanada, 1950-an.

11. DNA rokombinan ditemukan dan percobaan rekayasa genetika pertama berhasil, 1973.

12. Hibridoma menghasilkan antibodi monoclonal, 1973.

13. Insulin hasil rekayasa genetika diperbolehkan digunakan pada manusia, 1981.

14. Interferon, hormone tumbuh, vaksin hepatitis, dihasilkan dari rekayasa, pertengahan 1980-an.

15. Bahan mentah industry plastik dari mikroba, interferon untuk kanker, akhir 1980-an.

16. Mikroba hasil rekayasa membantu mengekstrak minyak dari tanah, 1990.

3. Jenis-jenis Bioteknologi

Bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu:

1). Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi sederhana yang menerapkan ilmu biologi, biokimia. Rekayasa yang terjadi masih dalam tingkat yang terbatas. Bioteknologi konvensional menggunakan jasad hidup secara utuh. Proses biokimia dan proses genetik terjadi secara alami. Manipulasi yang dilakukan dalam bioteknologi ini hanya sebatas manipulasi pada lingkungan dan media tumbuh serta tidak sampai pada tahap rekayasa genetika. Seandainya ad, rekayasa yang berlangsung bersifat sederhana dan perubahan yang terjadi tidak tepat sasaran. Biotektologi konvensioanal tidak dipakai untuk pembuatan produk secara mahal dan menggunakan biaya yang relatif rendah, selain itu ilmu yang digunakan pun biasanya diwariskan secara turun-temurun.

2). Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern telah menggunakan teknik rekayasa tingkat tinggi dan terarah sehingga hasilnya dapat dikendalikan dengan baik. Teknik yang sering digunakan adalah dengan melakukan manipulasi genetik pada suatu jasad hidup secara terarah sehingga diperoleh hasil sesuai dengan yang diinginkan.

Teknik yang digunakan dalam bioteknologi modern adalah teknik manipulasi bahan genetik (DNA) secara in vitro, yaitu proses biologi yang berlangsung di luar sel atau organisme, misalnya dalam tabung percobaan. Oleh karena itu, bioteknologi modern juga dikenal dengan rekayasa genetika, yaitu proses yang ditujukan untuk menghasilkan organism transgenik. Organisme transgenik adalah organisme yang urutan informasi genetik dalam kromosomnya telah diubah sehingga mempunyai sifat menguntungkan yang dikehendaki.

Berbeda dengan bioteknologi konvensional,bioteknologi modern sudah memanfaatkan metode-metode mutakhir, yaitu :

1.) Kultur Jaringan Tumbuhan

Kultur jaringan tumbuhan merupakan teknik menumbuhkembangakan bagian tanaman, baik berupa sel, jaringan, atau organ dalam kondisi aseptik secara in vitro. Kultur jaringan dapat dilakukan karena adanya sifat totipotensi, yaitu kemampuan setiap sel tanaman untuk tumbuh menjadi individu baru bila berada dalam lingkungan yang sesuai. Teori ini pertama kali dikemukakan oleh G. Haberlandt (ahlli fisiologi Jerman pada tahun 1898).

2.) Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika adalah suatu proses perubahan gen-gen dalam tubuh makhluk hidup. Rekayasa genetika dilakukan dengan cara mengisolasi dan mengidentifikasi serta memperbanyak gen yang dikehendaki.

Berbagai teknik rekayasa genetika berkembang dimungkinkan karena ditemukannya :

a) Enzim restriksi endonuklease yang dapat memotong benang DNA.

b) Enzim ligase yang dapat menyambung kembali benang DNA.

c) Plasmid yang dapat digunakan sbagai wahana memindahkan potongan benang DNA tertentu ke dalam sel mikroorganisme.

Teknik rekayasa genetika dapat dilakukan melalui :

1. Rekombinasi DNA

Rekombinasi DNA adalah proses penyambung 2 DNA dari organisme yang berbeda. Hasil penggabungan DNA dari individu yang tidak sama inj disebut dengan DNA rekombinan. Gen dari satu individu yang disisipi atau digabungkan pada gen individu yang lain disebut transgen, individunya disebut transgenik. Rekombinasi DNA dapat terjadi secara alami dan buatan.:

2. Teknik Hibridoma/Fusi Sel.

Teknik hibridoma adalah penggabungan 2 sel dari organisme berbeda ataupun sama (fusi sel) sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel hybrid (hibridoma) yang memiliki kombinasi sifat dari kedua sel tersebut. Proses penggabungan sel menggunakan tenaga listrik, sehingga prosesnya disebut elektrofusi.

3). Kloning

Kloning berasal dari bahasa inggris clonning yang berarti suatu usaha untuk menciptakan duplikat suatu organisme melalui proses aseksual. Tujuan utama kloning adalah untuk mengisolasi gen yang diinginkan dari seluruh gen yang ada (kromoson) pada organisme donor. Untuk mencapai tujuan tersebut, kloning dapat dilakukan dengan kloning embrio dan transfer inti. Kloning embrio dilakukan dengan fertilisasi in vitro, misalnya kloning pada sapi yang secara genetik identik untuk memproduksi hewan ternak.

Sedangkan kloning dengan tanspfer inti yaitu pemindahan inti sel yang satu ke sel lain sehingga diperoleh individu baru yang memiliki sifat baru sesuai inti yang diterimanya. Kloning dengan transfer inti dilakukan dengan menggunakan sel somatis sebagai sumber gen. Contoh kloning dengan transfer inti adalah domba Dolly.

Tugas

1. Jelaskan pengertian dan ruang lingkup bioteknologi!

2. Jelaskan kelebihan dan kekurangan bioteknologi konvensional!

3. Jelaskan kelebihan dan kekurangan sistem perbanyakan kultur jaringan

Jawaban dikirim lewat WA guru mata pelajaran 085337515505 (Ibu Yeni). Terima kasih