171
Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu: Hasil yang harus Anda capai:
Bioteknologi
A pakah A nda pernah mendengar kat a kloning? Bagaimanakah dengan tanaman transgenik, apakah A nda mengenalnya? Kloning menjadi
topik yang hangat diperbincangkan saat ini, begitupun dengan tanaman t ransgenik. Terlepas dari kont roversi t ent ang kloning pada manusia,
teknologi ini telah membuka mata kita semua bahwa dengan kemajuan t eknologi kit a dapat memperoleh produk yang sesuai dengan yang
diharapkan.
K l oni ng dan t anaman t ransgeni k merupak an cont oh produk bioteknologi. Bioteknologi tercipta karena dorongan kebutuhan manusia
yang semakin meningkat. Berbagai usaha telah dilakukan manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. H al ini tidak hanya terjadi pada bidang
pertanian dalam memenuhi kebutuhan pangan saja, tetapi juga dalam bidang-bidang lainnya.
M ak hl uk hi dup apa saj a yang berperan dal am bi ot ek nol ogi ? Bagaimanakah penerapannya? A pakah peran dan implikasi hasil-hasil
bioteknologi bagi kehidupan? Semua pertanyaan tersebut dapat A nda jawab setelah mempelajari bab ini.
A. Perkembangan dan Prinsip Dasar
Bioteknologi
B. Bioteknologi Konvensional
dan Modern
• menjelaskan arti, prinsip dasar, dan jenis-jenis bioteknologi;
• menjelaskan dan menganalisis peran bioteknologi serta implikasi hasil-hasil bioteknologi
pada salingtemas. memahami prinsip-prinsip dasar bioteknologi serta implikasinya pada salingtemas.
Sumber: Cloning Frontiers of Genetic Engineering, 1999
Dew asa ini, rekayasa genet ika t elah m enjadi t ulang punggung biot eknologi.
Bab
7
Di unduh dari : Bukupaket.com
Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII
172
A. Perkembangan dan Prinsip Dasar Bioteknologi
Pernahkah A nda mendengar kat a bi ot eknol ogi ? Bi ot eknol ogi merupakan suat u usaha t erpadu dari bebagai di si pl i n i l mu unt uk
mengol ah bahan baku dengan memanfaat kan mi krorgani sme dan komponen-komponen lainnya unt uk menghasilkan barang dan jasa.
D isiplin ilmu yang t erlibat dalam biot eknologi, di ant aranya Kimia, Biokimia, Rekayasa Biokimia, Teknik Kimia, M ikrobiologi, dan tentunya
ilmu Biologi.
Pada masa lalu, biot eknologi selalu diart ikan sebagai t eknologi fermentasi. N amun, seiring dengan perkembangan zaman, bioteknologi
semakin berkembang tidak hanya pada mikroorganisme sehingga definisi biot eknologi berubah menjadi lebih luas. Dari sekian banyak definisi
bioteknologi, salah satu definisi yang dibuat oleh
nited N ation onvention on iological
D iversity
mencakup semua dan paling luas. Definisi tersebut menyebutkan bahwa bioteknologi adalah semua aplikasi teknologi yang
menggunakan sistem biologi, organisme hidup, atau turunannya untuk membuat atau memodifikasi produk atau proses untuk keperluan umum.
Salah satu ciri dari bioteknologi adalah digunakannya agen biologi dal am proses t ersebut . A gen bi ol ogi t ersebut dapat berupa mi kro
organisme, hewan, tumbuhan, atau bagian dari makhluk hidup tersebut. Dari penjelasan tersebut secara sederhana dapat dibuat alur bioteknologi
seperti Gambar 7.1 berikut.
1. M enurut A nda, apakah yang dimaksud dengan Bioteknologi?
2. Bagaimanakah hubungan Bioteknologi dengan disiplin ilmu lainnya?
3. A pa yang A nda ketahui mengenai produk Bioteknologi? Sebutkanlah contohnya.
Tes Kompetensi Awal
Gambar 7.1
Alur pem buat an produk dalam b iot ekn olog i.
Bioteknologi secara sederhana telah dikenal manusia sejak ribuan t ahun yang l al u. Cont ohnya, di bi dang t eknol ogi pangan adal ah
pembuatan bir, roti, atau keju. Saat ini, bioteknologi berkembang pesat t erut ama di negara-negara maj u. Kemaj uan i ni di t andai dengan
dit emukannya berbagai t eknologi, misalnya rekayasa genet ika, kult ur j ar i ngan, r ekombi nasi D N A dan k l oni ng. Ber i k ut i ni
Tabel 7.1 memperlihatkan perkembangan bioteknologi.
Kata Kunci
• Agen biologi
• Biokim ia
• Gen et ika
• Mikrob iolog i
• Mikroorganism e
• Ferm ent asi
• Biologi m olekuler
Bahan Mentah
Agen Biologi
Prod uk Mikroorganisme, enzim, hew an,
tumbuhan, atau bagiannya.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Biot ekn olog i
173
Sumber: www.wikipedia.org; www.indobiogen.or.id
Tahun Perkembangan Bioteknologi
Tabel 7.1 Garis aktu Perkembangan Bioteknologi
Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, M esir, dan Romawi telah melakukan praktik pengembangbiakan selektif seleksi
artifisal untuk meningkatkan kualitas ternak. Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuatan roti dengan bantuan ragi
Bangsa T ionghoa membuat yoghurt dan keju dengan bakteri asam laktat Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia
Penemuan sel oleh Robert H ooke Inggris melalui mikroskop N ikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengem-
bangbiakan hewan M ikroorganisme ditemukan
Gregor M endel mengawali genetika tumbuhan rekombinan Gregor M endel menemukan hukum-hukum dalam penyampaian sifat induk ke
turunannya Karl Ereky, insinyur Hongaria, yang pertama kali menggunakan kata bioteknologi
James D. atson, M aurice
ilkins, Rosalind Franklin, dan Francis Crick mengungkap struktur DNA
Peneliti di A S berhasil menemukan enzim restriksi yang digunakan untuk memotong gen-gen
M etode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan M ilstein. Para peneliti A S berhasil membuat insulin menggunakan bakteri yang terdapat
pada usus besar. Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DN A rekombinan. M isalnya,
coli
digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, setelah disisipi gen manusia. Sekitar 5 pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang
sebelumnya tersedia FDA menyetujui makanan hasil organisme modifikasi pertama dari Calgene,
yaitu tomat
flavr savr
. Ilmuwan Inggris dari Roslin Institute melaporkan domba Dolly hasil kloning
dari dua sel domba dewasa. Perampungan
H uman enome Pro ect
secara kasar Para ilmuwan berhasil memetakan gen-gen dari tanaman padi
Lima puluh tahun setelah penjelasan struktur DN A ,
H uman enome Pro ect
selesai 14 A pril 2003 8000 SM
6000 SM 4000 SM
1500 1665
1800 1880
1856 1865
1919 1953
1970 1975
1978 1980
1992 1997
2000 2002
2003
Perkembangan bioteknologi sangat dipengaruhi oleh perkembangan ilmu-ilmu dasar, sepert i perkembangan mikrobiologi, genet ika, dan
biokimia. M ikrobiologi mempunyai peranan sangat penting karena studi awal mengenai manipul asi genet ika dil akukan t erhadap kel ompok
mikroorganisme. Penelitian awal terhadap mikroorganisme relatif lebih sederhana dibandingkan kelompok makhluk hidup lainnya. Selain itu,
kelompok mikroorganisme mudah ditumbuhkan; pertumbuhannya relatif cepat , mudah dilakukan persilangan, analisis genet ika, fisiologi, dan
biokimia. Penelit ian awal mengenai makhluk hidup t ransgenik hasil persilangan gen juga dilakukan terhadap mikroorganisme.
Sekilas Biologi
Dalam
Hum an Genom e Project
, ilm uw an m encoba m enent ukan
posisi yang tepat dari masing- masing gen di dalam kromosom
manusia. Jika hal ini berhasil dilakukan, ahli genetik mampu
m enentukan gen penyebab cacat dan m enet ralisasi at au
m enggant inya.
Sumber: Jendela IPTEK: Kehidupan, 1997
Di unduh dari : Bukupaket.com
Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII
174
M ikrobiologi bukan satu-satunya ilmu dasar yang berperan penting dalam pengembangan bioteknologi. Genetika dan biokimia pun berperan
penting dalam pengembangan bioteknologi. Genetika beserta pemahaman mengenai pola perwarisan sifat dan substansi genetik menjadi dasar dalam
t ek nol ogi rek ombi nasi D N A , persi l angan, dan mut asi . Bi ok i mi a member i k an dasar pemahaman mengenai st r uk t ur genet i k dan
makromolekul lain, misalnya enzim.
Pada akhirnya, mikrobiologi, genet ika, dan biokimia berkembang secar a si mul t an dan sal i ng memengar uhi sehi ngga mendor ong
perkembangan biot eknologi. Ket iga ilmu dasar t ersebut selanjut nya mendukung perkembangan biologi molekular sebagai suatu disiplin ilmu
baru yang melandasi pegetahuan mengenai makhluk hidup dilihat dari molekul pembentuknya. Biologi molekular menjadi ilmu yang mendasari
bioteknologi modern.
Ilmu-ilmu dasar dan teknologi yang lain juga mempunyai peranan penting dalam perkembangan bioteknologi. Perkembangan bioteknologi
saat ini sudah sedemikian luas sehingga batasan antardisiplin ilmu dan ant art eknol ogi semaki n t i pi s dan sul i t di bedakan. Secara ri ngkas,
hubungan antardisiplin ilmu dan teknologi yang turut mengembangkan bioteknologi terangkum dalam
Gambar 7.2 berikut.
Beberapa disiplin ilmu dan teknologi yang mendukung bioteknologi menghasi l kan cabang- cabang bi ot ek nol ogi bar u, di ant ar anya,
bioteknologi pertanian, bioteknologi lingkungan, bioteknologi kesehatan, dan bioteknologi industri. Pada saat ini, bioteknologi tidak hanya terbatas
pada eksperimen di laboratorium, melainkan sudah berkembang menjadi industri besar.
Bioteknologi Teknologi pangan
Kom p ut er
Biot eknolog i p ert anian
Biot eknolog i lingkungan
Biot eknolog i kesehat an
Biot eknolog i ind ust ri
Biokim ia Mikrob iolog i
Biologi Molekuler
Sumber: Bioteknologi Pangan, 2006
Gambar 7.2
Hubungan ant arilm u dan t eknologi dalam pengem bangan biot eknologi.
Kata Kunci
• Biokim ia
• Biologi m olekuler
• Biot eknologi indust ri
• Biot eknologi kesehat an
• Biot eknologi lingkungan
• Biot eknologi p ert anian
• Gen et ika
Rekayasa m ekanik Elekt ronika
Gen et ika
Ilm u Pangan Rekayasa Kim ia
Di unduh dari : Bukupaket.com
Biot ekn olog i
175
B. Bioteknologi Konvensional dan Modern
