Jenis-Jenis Bioteknologi

C. Jenis-Jenis Bioteknologi

Perkembangan bioteknologi modern telah ditempuh dengan banyak cara, tetapi kita akan mengenal beberapa saja, yaitu kultur jaringan dan rekayasa genetika.

1. Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan sebuah teknologi reproduksi vegetatif yang sangat populer dan sudah meluas penggunaannya. Pada teknik ini sebagian kecil dari jaringan tumbuhan dikultur dalam suatu medium yang mengandung zat-zat kimia sebagai bahan makanan untuk pertumbuhan. Zat- zat kimia tersebut, misalnya sukrosa, mineral, hormon, vitamin, dan santan kelapa. Jaringan tersebut akan tumbuh menjadi kalus (gumpalan jaringan yang belum berbentuk). Kalus tersebut membelah (tumbuh) dan terbentuklah tunas, akhirnya menjadi satu tanaman yang utuh (lengkap). Hal ini dapat dimengerti karena setiap sel mempunyai sifat totipoten, artinya setiap sel mempunyai informasi/kemampuan untuk membantu seluruh bagian tubuh. Tanaman yang sudah lengkap tersebut (mempunyai akar, batang, dan daun), setelah cukup kuat dapat dipindahkan ke tanah biasa. Semua jaringan bisa dikultur, tetapi biasanya diambil dari jaringan yang masih aktif, seperti ujung batang, daun, dan ujung akar. Satu lembar daun, misalnya dapat dipotong- potong menjadi puluhan potong. Setiap potongan daun tersebut dikultur (lihat kembali pelajaran SMP kelas IX). Dengan cara ini, satu jenis tanaman dapat dengan cepat diperbanyak.

Biologi Kelas XII SMA dan MA

Unilever, misalnya, sebuah perusahaan gabungan antara Inggris-Belanda telah berhasil memproduksi bibit kelapa sawit hasil kultur jaringan. Perusahaan tersebut menghasilkan lebih dari satu juta anakan kelapa sawit setiap tahunnya untuk ditanam di perkebunan-perkebunannya di berbagai negara berkembang. Dengan kultur diperkirakan waktu di antara penanaman dan pemanenan dapat meningkat 30 kali lebih cepat dengan hasil berlipat- lipat. Untuk lebih jelasnya mengenai kultur jaringan ini dapat kamu lihat pada Gambar 5.2.

1. Langkah awal adalah membuat potongan- potongan jaringan dari suatu organ tanaman (misalnya daun)

2. Potongan-potongan jaringan tersebut kemudian dikultur (dibiakkan) dalam medium yang mengandung nutrien (makanan) dan hormon.

3. Di dalam kultur sel-sel tumbuh dari potongan jaringan tersebut menjadi gumpalan yang disebut kalus.

5. Kalus kemudian tumbuh menjadi tanaman yang kecil yang kelak akan tumbuh menjadi tanaman yang lengkap seperti induknya.

4. Selanjutnya kalus dipindahkan ke dalam medium yang padat.

Sumber: The Nature of Life, Postlethwait

Gambar 5.2 Kultur jaringan

Bioteknologi

2. Rekayasa Genetika

Kamu tentu pernah mendengar “domba Dolly” bukan? Itulah nama seekor domba yang dihasilkan dari sebuah proses rekayasa genetika. Rekayasa genetika adalah upaya para ahli biologi dalam mengutak-atik atau memani-

pulasi gen secara langsung untuk tujuan praktis. Penggunaan teknik rekayasa genetik telah meliputi ratusan produk yang bermanfaat. Teknologi ini juga telah mengungkap pemahaman mendalam mengenai genom manusia sehingga masalah-masalah penting (khususnya penyakit) dapat diatasi.

Bagaimana prosedur atau langkah-langkah rekayasa genetika ini? Contoh yang paling klasik adalah pembuatan hormon insulin manusia. Mula-mula sel pankreas manusia diambil. Sel tersebut kemudian dianalisis sampai ditemukan gen (DNA) yang menentukan pembentukan insulin. DNA tersebut kemudian dipotong, dan disambungkan dengan kromosom kecil dari bakteri (lingkaran kecil DNA bakteri ini disebut plasmid). Plasmid tersebut kemudian dimasukkan lagi ke dalam sel bakteri dan bakteri itu dikultur. Bakteri yang dikultur akan segera memproduksi insulin. Insulin dapat dipisahkan dengan teknik biokimia dan siap digunakan untuk menyuntik penderita diabetes (kencing manis). Untuk lebih jelasnya pelajari Gambar 5.3.

Bakteri

1 Pengisolasian DNA plasmid

Sel yang mengandung

dan DNA yang mengandung

gen yang diinginkan

gen yang diinginkan 2 Gen diselipkan

ke dalam

Kromosom Plasmid

Gen yang kromosom

(plasmid)

diinginkan

3 Plasmid diletakkan di dalam sel bakteri

Bakteri rekombinan

4 Sel diklon dengan gen yang diinginkan

Salinan gen 5 Identifikasi klon yang diisolasi dan

diharapkan

ditransfer ke Salinan produk organisme lain

protein diisolasi

Gen untuk Hormon resistensi

pertumbuhan terhadap hama

diselipkan ke

6 Berbagi aplikasi

manusia mengobati

dalam tanaman pertumbuhan yang terhambat

Gen digunakan untuk mengubah bakteri yang Protein melarutkan gumpalan darah dimanfaatkan untuk membersihkan limbah toksik

dalam tetapi serangan jantung

Gambar 5.3 Pengklonan gen 236

Biologi Kelas XII SMA dan MA

Peristiwa penyambungan potongan DNA pada DNA lain seperti yang telah diuraikan pada contoh di atas disebut pengklonan gen (gen cloning). Hasilnya adalah perpaduan dua molekul DNA dari dua sumber yang berbeda, dan disebut DNA rekombinan. Pengklonan gen tersebut dimungkinkan oleh penemuan enzim-enzim yang dapat memotong DNA atau menyambung DNA pada lokasi-lokasi tertentu. Enzim restriksi berfungsi untuk memotong, sedangkan enzim DNA ligase berfungsi untuk menyambung.

Pada Gambar 5.3, langkah awal adalah pengisolasian plasmid dari bakteri dan DNA berisi gen yang diinginkan , misalnya penghasil hormon. Potongan gen tersebut kemudian diselipkan ke dalam plasmid. Kemudian plasmid disuntikkan lagi ke sel bakterinya. Selanjutnya sel bakteri itu dikultur dan membentuk klon sel. Dalam contoh sebelah kiri gen yang berasal dari satu organisme lain digunakan untuk memberi organisme lain suatu kemampuan metabolik baru (tahan terhadap hama), sedangkan gambar sebelah kanan produk protein yang bermanfaat dipanen dalam jumlah besar dari kultur bakteri.