KONSEP Sejarah perkembangan PERANAN Biot
KONSEP, SEJARAH,
PERKEMBANGAN &
PERANAN
BIOTEKNOLOGI
Brillianty Kusumawat
Nurul Ariani
Kimia 2013
What is biotechnology??
Bios : hidup, Teuchos : alat, Logos : ilmu
Bioteknologi adalah pemanfaatan
organisme hidup dengan merekayasa
organisme atau komponen organisme
untuk menghasilkan produk yang
bermanfaat bagi manusia.
Bioteknologi memiliki suatu proses yang
unsur-unsurnya sebagai berikut:
• Input yaitu bahan kasar (raw material) yang akan
diolah seperti; beras, anggur, susu, dan
sebagainya.
• Proses yaitu mekanisme pengolahan yang
meliputi; proses penguraian atau penyusunan
oleh agen hayati.
• Output yaitu produk baik berupa barang dan/atau
jasa, seperti; alkohol, enzim, antibiotika, hormon,
dan pengolahan limbah (Nurcahyo,2011).
Bioteknologi dikenal
sejak abad ke 19,
dimana pertama kali
dikenal pertanian
ilmiah dan fermentasi.
how does it happen?
• 1919 Karl Ereky memperkenalkan istilah bioteknologi
• 1943 Penisilin diproduksi dalam skala industri
• 1944
Avery, MacLeod, McCarty mendemonstrasikan bahwa
DNA adalah bahan genetik
• 1955 Watson & Crick menentukan struktur DNA
• 1961 Jurnal Biotechnology and Bioengineering ditetapkan
• 1961-1966 Seluruh sandi genetik terungkapkan
• 1970 Enzim restriksi endonuklease pertama kali diisolasi
• 1972 Khorana dan kawan-kawan berhasil mensintesa secara
kimiawi seluruh gen tRNA
how does it happen?
• Zimteknologi adalah istilah lama untuk studi
proses fermentasi dalam ragi dan bakteri dalam
produksi makanan dan minuman seperti roti, keju,
tahu, bir, anggur, dll.
• Pada abad ke-19, dengan munculnya industri
besar, terutama di Inggris dan Jerman, ilmuwan
mulai mengisolasi mikroorganisme.
• Dengan teknik biologi ilmiah abad ke-19, maka
menjadi awal untuk mengisolasi dari berbagai ragi.
how does it happen?
• Pada awal abad ke-20, ilmuwan mulai melihat zymotechnolgy
sebagai termasuk dalam ilmu terapan yang analog untuk kimia.
• Konsep zymotechnology diperluas dengan konsep yang
melibatkan penggunaan molekul biologis seperti asam amino,
protein dan enzim dalam produksi industri.
• Kata 'bioteknologi' diciptakan oleh Karl Ereky, di Hungaria pada
tahun 1919, untuk menggambarkan proses umum yang
mengubah bahan baku menjadi produk yang berguna.
how does it happen?
• Di Inggris, Chaim Weizemann (1874-1952) melakukan proses
fermentasi bakteri untuk memproduksi bahan kimia organik
seperti aseton.
• Pada tahun 1928, Alexander Fleming (1881 -1955) menemukan
sifat dari jamur Penicillium.
• Pada tahun 1940, sebuah tim peneliti di Oxford University
menemukan cara untuk memurnikan penisilin dan tetap stabil.
Contoh penisilin
Produksi penisilin, 1943
• 1944: DNA menjadi blok pembangun gen
• 1949: Pauling membuktikan bahwa anemia sel sabit
adalah "penyakit molekul" yang disebabkan oleh
mutasi
• 1953: Watson dan Crick memahami struktur DNA
• 1954: teknik Sel kultur yang pertama kali digunakan
• 1955: Sebuah enzim yang terlibat dalam produksi
asam nukleat terisolasi
1956: Proses fermentasi disempurnakan
1960: Messenger RNA ditemukan
1961: Kode genetik dipahami
1972: Komposisi DNA manusia ditampilkan menjadi 99% mirip
dengan simpanse dan gorila
• 1977: bakteri genetik direkayasa digunakan untuk membuat
protein pertumbuhan manusia
• 1978: North Carolina ilmuwan, Hutchinson dan Edgell,
membuktikan, mungkin untuk memperkenalkan mutasi spesifik
di situs tertentu dalam molekul DNA
• 1979: antibodi monoklonal pertama disintesis
•
•
•
•
Perkembangan Bioteknologi
• 1980: Mahkamah Agung AS menyetujui paten dari bentuk
kehidupan rekayasa genetik
• 1980: paten AS untuk kloning gen diberikan kepada Boyer dan
Cohen.
• 1981: The North Carolina Biotechnology Center dibangun pusat
penelitian pertama yang disponsori negara untuk bioteknologi
• 1981: Pabrik rekayasa genetik pertama dilaporkan
• 1981: tikus pertama berhasil dikloning
• 1982: Humulin, obat insulin manusia, diproduksi oleh bakteri
rekayasa genetik (pertama obat biotek disetujui oleh FDA)
• 1983 : Kary Mullis mengembangkan polymerase chain reaction
(PCR), yang memungkinkan sepotong DNA direplikasi berulang
lagi.
• 1984 : teknik DNA fingerprinting dikembangkan.
• 1989, mikroorganisme yang digunakan untuk membersihkan
tumpahan minyak Exxon Valdez.
• 1990-an : semakin banyak obat, diproduksi menggunakan
teknik bioteknologi modern, dibawa ke pasar.
• 1992: Struktur HIV RT dijelaskan
• 1993: FDA menyatakan bahwa GM makanan yang aman.
Berbagai negara tampak bergerak ke arah posisi ini.
GM crop production worldwide, 2015
Contoh produk hasil GMO
• 1994: gen kanker payudara pertama ditemukan
• 1996: Para ilmuwan mengkloning domba yang sama dari awal
domba embrio
• 1997 : ilmuwan Skotlandia melaporkan kloning domba, Dolly,
menggunakan DNA dari sel domba dewasa
• 1998 : kulit manusia diproduksi secara in vitro.
• 1999: Kode genetik dari kromosom manusia dipecahkan
• 2000 : Babi adalah hewan berikutnya kloning oleh peneliti untuk
membantu menghasilkan organ untuk transplantasi manusia
• 2001: Urutan genom manusia diterbitkan di Science dan Nature
• 2003: Dolly, domba kloning dari tahun 1997, disuntik mati.
Domba dolly
• 2003: Glofish mulai dijual di Taiwan, sebagai hewan
peliharaan pertama hasil rekayasa genetika.
• Pada tahun 2006, Stelarc mencangkokkan telinga ke
lengannya.
• Pada tahun 2009, diproduksi Sasaki dan Okana, marmoset
transgenik yang bercahaya hijau di sinar ultraviolet - dan sifat
tersebut lulus kepada keturunannya.
• Tahun 2010, Craig Venter Institute menghasilkan
mikroorganisme buatan.
what is the role of biotechnology?
Medis
Terapi Gen
• Teknik rekayasa genetika digunakan untuk
menyembuhkan penyakit. Bentuk yang paling sederhana,
melibatkan pengenalan gen yang baik di lokasi acak
dalam genom untuk membantu menyembuhkan
penyakit yang disebabkan oleh mutasi gen.
• Gen yang baik biasanya dimasukkan ke sel yang sakit
sebagai bagian dari vektor yang ditularkan oleh virus
yang dapat menginfeksi sel inang dan memberikan DNA
asing.
Pengobatan imunodefisiensi gabungan yang
parah.
DNA Fingerprintng
Aplikasi ini digunakan untuk mengidentifikasi penjahat
dalam berbagai kasus. Prinsip dasar teknik ini didasarkan
pada kenyataan bahwa tidak ada dua individu dapat
memiliki komposisi genetik yang sama.
Diagnosis pra-natal Penyakit warisan
Genetika molekuler memegang aplikasi yang signifikan
dalam diagnosis pra-natal kelainan bawaan seperti
hemoglobinopati. Misalnya, teknik menganalisis DNA
untuk mendiagnosis anemia sel sabit dari sel cairan
ketuban yang telah dirancang pada tahun 1978.
Penyambungan kulit
(Skin Grafting)
• Kulit kemungkinan satu-satunya organ yang dapat
disintesis dari kultur sel, dan digunakan untuk
mencangkok bila rusak parah. Sel-sel kulit (keratinosit)
dibuat 90% dari epidermis kulit. Proliferasi sel-sel ini
difasilitasi oleh fibroblas dalam lapisan dermal kulit.
pencangkokan kulit memungkinkan pemulihan cepat
dan normalisasi kulit yang rusak. keratinosit regenerasi
juga telah digunakan untuk mengobati bekas luka kulit
yang dapat dihapus menggunakan kulit biakan dan
dapat digunakan untuk menumbuhkan epitel mulut.
Skin Grafting
Farmakogenomik
Sebuah penggabungan ilmu farmasi dan genetika,
termasuk biokimia, struktur molekul gen, dan perilaku dan
fungsi di tingkat protein.
Pada dasarnya melibatkan studi tentang bagaimana
genetik individu mempengaruhi respon tubuh terhadap
obat. Bidang ini menjanjinkan kemungkinan untuk
menyesuaikan obat untuk pasien sesuai dengan arsitektur
genetik mereka.
Profil Gen
• Microarray. Teknik ini memungkinkan untuk menentukan
perbedaan molekuler antara berbagai gen yang
diekspresikan. Serta membantu dalam mengobati penyakit
pada tingkat anatomi. Salah satu studi terbaru menggunakan
ekspresi gen berdasarkan DNA mikro-array adalah untuk
klasifikasi molekul kanker.
leukemia myeloid akut dan leukemia limfoblastik akut dapat
dideteksi oleh DNA mikro-array berdasarkan pola ekspresi
gen khas mereka.
Vaksin
• Berasal dari mikroorganisme hidup atau mati yang
diperkenalkan dalam tubuh manusia atau hewan untuk
merangsang kekebalan tubuh.
• Vaksin dapat meniru agen infeksi dan kemudian
membantu tubuh mengembangkan respon imun
protektif.
• Tujuan utama dari penelitian vaksin adalah untuk
mengidentifikasi dan mengkarakterisasi antigen individu
agen infeksi yang dapat membantu dalam
mengembangkan respon imun.
Biofarma
• Biofarma dapat berasal dari kimia sintetik ataupun
berasal dari alam. Rekayasa genetika merupakan produk
dari biofarma secara praktis menghasilkan beberapa
molekul langka dalam jumlah yang lebih besar.
• Hal ini melibatkan konstruk gen ke dalam mikroorganisme
yang cocok yang akan menghasilkan protein terapeutik
(biofarmasi) dalam jumlah yang terkait dengan skala
operasi.
• Contoh Produk biofarma : Insulin, somatostatin,
Interferon, dan limfokin
Pertanian
• Memproduksi tanaman (GMO) genetically modified organism
• GMO di produksi dengan memindahkan gen dari satu spesies ke
kode genetik lainnya.
• Hasil produk tanaman ini menguntungkan petani maupun
konsumen. Petani mendapatkan hasil panen yang lebih tinggi.
Sementara konsumen memiliki "tanaman sehat" (yaitu, tanaman
tumbuh dengan lebih sedikit pestisida dan / atau dengan
karakteristik gizi sehat).
• Tanaman yang telah dimodifikasi mengandung sifat-sifat seperti
berikut
• resistensi serangga
• resistensi Penyakit
• toleransi herbisida
• perubahan profil gizi
Bioteknologi Kedelai
• Pengaplikasian dalam bioteknologi ialah toleransi
herbisida varietas kedelai mengandung gen yang
memberikan ketahanan terhadap salah satu dari
dua herbisida spektrum yang luas.
• Kelebihan: memberikan pengendalian gulma yang
lebih baik dan mengurangi kecatatan tanaman,
mengoptimalkan hasil panen, menggunakan lahan
lebih efisien, menghemat waktu bagi petani, dan
meningkatkan fleksibilitas rotasi tanaman.
• Bioteknologi memainkan peran ketahanan kedelai
terhadap hama lepidopteran melalui produksi
protein Cry1Ac.
Herbisida adalah bahan senyawa beracun yang
dapat dimanfaatkan untuk membunuh
tumbuhan pengganggu yang disebut gulma.
Kehadiran gulma dalam lahan pertanian sangat
tidak diharapkan karena akan menyaingi
tanaman yang ditanam dalam memperolah
unsur hara, air dan matahari.
Kedelai GMO
Bioteknologi Jagung
• Prinsip sama dengan bioteknologi kedelai yaitu toleran
herbisida.
• Jagung rekayasa mengandung protein insektisida builtin dari mikroorganisme tanah (Bacillus thuringiensis)
alami yang memberikan perlindungan tanaman jagung
musim panjang.
• Jagung Bt juga mengurangi kontaminasi toksin yang
timbul dari serangan jamur pada biji-bijian yang rusak.
Bt protein telah digunakan secara aman sebagai agen
kontrol serangga organik selama lebih dari 50 tahun.
Stage of Modified of Corn
Bioteknologi Kentang
• kentang tahan serangga : kentang biotek ini bekerja seperti
jagung tahan serangga. Mengandung protein yang
menyediakan tanaman dengan built-in perlindungan dari
kumbang Colorado. Dengan demikian, kentang ini tidak
memerlukan perlindungan tambahan bagi hama ini,
menguntungkan petani, konsumen, dan lingkungan.
• kentang tahan virus : Beberapa varietas kentang telah
dimodifikasi untuk melawan virus kentang leafroll (PLRV) dan
virus kentang Y (PVY). Virus perlawanan sering menyebabkan
pengurangan penggunaan insektisida, yang diperlukan untuk
mengontrol vektor serangga yang menyebarkan virus.
Bioteknologi pepaya
Pepaya Hawaii dikembangkan mengandung gen
virus yang mengkode untuk protein mantel virus
pepaya ringspot (PRSV). Protein ini memberikan
tanaman pepaya dengan perlindungan bulit-in
terhadap PRSV. Pepaya biotek ini bekerja dalam
cara yang mirip dengan kentang tahan sernagan
virus.
Perbandingan produk GMO dan non-GMO
Bioteknologi Labu
• Labu tahan serangan virus
labu crookneck kuning mampu melawan virus semangka
mosaik (WMV) dan zucchini virus mosaik kuning (ZYMV).
Varietas baru ini mengandung gen protein selubung dari
kedua virus. Pendekatan biotek ini melewati kontrol
kutu, yang dapat mengurangi atau menghilangkan
penggunaan insektisida.
ENERGI (Biofuel)
Bioteknologi membantu dalam bahan bakar dunia dengan:
• Memperlancar langkah-langkah dalam proses manufaktur
kimia dengan 80% atau lebih;
• Meningkatkan efisiensi proses manufaktur untuk
menyimpan 50% atau lebih pada biaya operasi;
• Mengurangi penggunaan dan ketergantungan pada
petrokimia;
• Menggunakan biofuel untuk mengurangi emisi gas rumah
kaca sebesar 52% atau lebih;
• Penurunan penggunaan air dan limbah; dan
• Memanfaatkan potensi penuh dari produk limbah biomassa
tradisional.
teknologi berbasis biomassa tanaman
• eksploitasi besar-besaran biomassa dibutuhkan untuk
mengurangi produksi gas rumah kaca dan membantu
mengurangi pemanasan global, untuk memberikan
keamanan energi dalam menghadapi cadangan minyak
bumi menurun, dan untuk memacu pembangunan
ekonomi lokal.
• Teknologi ini membahas penggunaan seperti biomassa
tanaman serta cara-cara untuk meningkatkan produktivitas
dan komposisi spesies tanaman, termasuk pohon, tanaman
penghasil minyak dan ganggang, yang memiliki potensi
untuk menghasilkan substrat seperti gula, pati, minyak dan
sel dinding, serta energi dan co-produk substrat.
• Bioteknologi dapat berkontribusi pada industri bahan
bakar fosil dengan membantu produksi bahan bakar fosil,
upgrade bahan bakar, bioremediasi air, tanah, udara, dan
kontrol mikrobiologis dipengaruhi korosi (MIC;. Youssef et
al, 2009; Bachmann et al. 2014).
• Penerapan bioteknologi ialah dengan Meningkatkan
pemulihan energi dari minyak bumi dan batubara yang
tidak ekonomis, terutama dalam kombinasi dengan
pemanfaatan CO2, bisa menjadi komponen utama dari
industri bioteknologi di masa depan.
PERKEMBANGAN &
PERANAN
BIOTEKNOLOGI
Brillianty Kusumawat
Nurul Ariani
Kimia 2013
What is biotechnology??
Bios : hidup, Teuchos : alat, Logos : ilmu
Bioteknologi adalah pemanfaatan
organisme hidup dengan merekayasa
organisme atau komponen organisme
untuk menghasilkan produk yang
bermanfaat bagi manusia.
Bioteknologi memiliki suatu proses yang
unsur-unsurnya sebagai berikut:
• Input yaitu bahan kasar (raw material) yang akan
diolah seperti; beras, anggur, susu, dan
sebagainya.
• Proses yaitu mekanisme pengolahan yang
meliputi; proses penguraian atau penyusunan
oleh agen hayati.
• Output yaitu produk baik berupa barang dan/atau
jasa, seperti; alkohol, enzim, antibiotika, hormon,
dan pengolahan limbah (Nurcahyo,2011).
Bioteknologi dikenal
sejak abad ke 19,
dimana pertama kali
dikenal pertanian
ilmiah dan fermentasi.
how does it happen?
• 1919 Karl Ereky memperkenalkan istilah bioteknologi
• 1943 Penisilin diproduksi dalam skala industri
• 1944
Avery, MacLeod, McCarty mendemonstrasikan bahwa
DNA adalah bahan genetik
• 1955 Watson & Crick menentukan struktur DNA
• 1961 Jurnal Biotechnology and Bioengineering ditetapkan
• 1961-1966 Seluruh sandi genetik terungkapkan
• 1970 Enzim restriksi endonuklease pertama kali diisolasi
• 1972 Khorana dan kawan-kawan berhasil mensintesa secara
kimiawi seluruh gen tRNA
how does it happen?
• Zimteknologi adalah istilah lama untuk studi
proses fermentasi dalam ragi dan bakteri dalam
produksi makanan dan minuman seperti roti, keju,
tahu, bir, anggur, dll.
• Pada abad ke-19, dengan munculnya industri
besar, terutama di Inggris dan Jerman, ilmuwan
mulai mengisolasi mikroorganisme.
• Dengan teknik biologi ilmiah abad ke-19, maka
menjadi awal untuk mengisolasi dari berbagai ragi.
how does it happen?
• Pada awal abad ke-20, ilmuwan mulai melihat zymotechnolgy
sebagai termasuk dalam ilmu terapan yang analog untuk kimia.
• Konsep zymotechnology diperluas dengan konsep yang
melibatkan penggunaan molekul biologis seperti asam amino,
protein dan enzim dalam produksi industri.
• Kata 'bioteknologi' diciptakan oleh Karl Ereky, di Hungaria pada
tahun 1919, untuk menggambarkan proses umum yang
mengubah bahan baku menjadi produk yang berguna.
how does it happen?
• Di Inggris, Chaim Weizemann (1874-1952) melakukan proses
fermentasi bakteri untuk memproduksi bahan kimia organik
seperti aseton.
• Pada tahun 1928, Alexander Fleming (1881 -1955) menemukan
sifat dari jamur Penicillium.
• Pada tahun 1940, sebuah tim peneliti di Oxford University
menemukan cara untuk memurnikan penisilin dan tetap stabil.
Contoh penisilin
Produksi penisilin, 1943
• 1944: DNA menjadi blok pembangun gen
• 1949: Pauling membuktikan bahwa anemia sel sabit
adalah "penyakit molekul" yang disebabkan oleh
mutasi
• 1953: Watson dan Crick memahami struktur DNA
• 1954: teknik Sel kultur yang pertama kali digunakan
• 1955: Sebuah enzim yang terlibat dalam produksi
asam nukleat terisolasi
1956: Proses fermentasi disempurnakan
1960: Messenger RNA ditemukan
1961: Kode genetik dipahami
1972: Komposisi DNA manusia ditampilkan menjadi 99% mirip
dengan simpanse dan gorila
• 1977: bakteri genetik direkayasa digunakan untuk membuat
protein pertumbuhan manusia
• 1978: North Carolina ilmuwan, Hutchinson dan Edgell,
membuktikan, mungkin untuk memperkenalkan mutasi spesifik
di situs tertentu dalam molekul DNA
• 1979: antibodi monoklonal pertama disintesis
•
•
•
•
Perkembangan Bioteknologi
• 1980: Mahkamah Agung AS menyetujui paten dari bentuk
kehidupan rekayasa genetik
• 1980: paten AS untuk kloning gen diberikan kepada Boyer dan
Cohen.
• 1981: The North Carolina Biotechnology Center dibangun pusat
penelitian pertama yang disponsori negara untuk bioteknologi
• 1981: Pabrik rekayasa genetik pertama dilaporkan
• 1981: tikus pertama berhasil dikloning
• 1982: Humulin, obat insulin manusia, diproduksi oleh bakteri
rekayasa genetik (pertama obat biotek disetujui oleh FDA)
• 1983 : Kary Mullis mengembangkan polymerase chain reaction
(PCR), yang memungkinkan sepotong DNA direplikasi berulang
lagi.
• 1984 : teknik DNA fingerprinting dikembangkan.
• 1989, mikroorganisme yang digunakan untuk membersihkan
tumpahan minyak Exxon Valdez.
• 1990-an : semakin banyak obat, diproduksi menggunakan
teknik bioteknologi modern, dibawa ke pasar.
• 1992: Struktur HIV RT dijelaskan
• 1993: FDA menyatakan bahwa GM makanan yang aman.
Berbagai negara tampak bergerak ke arah posisi ini.
GM crop production worldwide, 2015
Contoh produk hasil GMO
• 1994: gen kanker payudara pertama ditemukan
• 1996: Para ilmuwan mengkloning domba yang sama dari awal
domba embrio
• 1997 : ilmuwan Skotlandia melaporkan kloning domba, Dolly,
menggunakan DNA dari sel domba dewasa
• 1998 : kulit manusia diproduksi secara in vitro.
• 1999: Kode genetik dari kromosom manusia dipecahkan
• 2000 : Babi adalah hewan berikutnya kloning oleh peneliti untuk
membantu menghasilkan organ untuk transplantasi manusia
• 2001: Urutan genom manusia diterbitkan di Science dan Nature
• 2003: Dolly, domba kloning dari tahun 1997, disuntik mati.
Domba dolly
• 2003: Glofish mulai dijual di Taiwan, sebagai hewan
peliharaan pertama hasil rekayasa genetika.
• Pada tahun 2006, Stelarc mencangkokkan telinga ke
lengannya.
• Pada tahun 2009, diproduksi Sasaki dan Okana, marmoset
transgenik yang bercahaya hijau di sinar ultraviolet - dan sifat
tersebut lulus kepada keturunannya.
• Tahun 2010, Craig Venter Institute menghasilkan
mikroorganisme buatan.
what is the role of biotechnology?
Medis
Terapi Gen
• Teknik rekayasa genetika digunakan untuk
menyembuhkan penyakit. Bentuk yang paling sederhana,
melibatkan pengenalan gen yang baik di lokasi acak
dalam genom untuk membantu menyembuhkan
penyakit yang disebabkan oleh mutasi gen.
• Gen yang baik biasanya dimasukkan ke sel yang sakit
sebagai bagian dari vektor yang ditularkan oleh virus
yang dapat menginfeksi sel inang dan memberikan DNA
asing.
Pengobatan imunodefisiensi gabungan yang
parah.
DNA Fingerprintng
Aplikasi ini digunakan untuk mengidentifikasi penjahat
dalam berbagai kasus. Prinsip dasar teknik ini didasarkan
pada kenyataan bahwa tidak ada dua individu dapat
memiliki komposisi genetik yang sama.
Diagnosis pra-natal Penyakit warisan
Genetika molekuler memegang aplikasi yang signifikan
dalam diagnosis pra-natal kelainan bawaan seperti
hemoglobinopati. Misalnya, teknik menganalisis DNA
untuk mendiagnosis anemia sel sabit dari sel cairan
ketuban yang telah dirancang pada tahun 1978.
Penyambungan kulit
(Skin Grafting)
• Kulit kemungkinan satu-satunya organ yang dapat
disintesis dari kultur sel, dan digunakan untuk
mencangkok bila rusak parah. Sel-sel kulit (keratinosit)
dibuat 90% dari epidermis kulit. Proliferasi sel-sel ini
difasilitasi oleh fibroblas dalam lapisan dermal kulit.
pencangkokan kulit memungkinkan pemulihan cepat
dan normalisasi kulit yang rusak. keratinosit regenerasi
juga telah digunakan untuk mengobati bekas luka kulit
yang dapat dihapus menggunakan kulit biakan dan
dapat digunakan untuk menumbuhkan epitel mulut.
Skin Grafting
Farmakogenomik
Sebuah penggabungan ilmu farmasi dan genetika,
termasuk biokimia, struktur molekul gen, dan perilaku dan
fungsi di tingkat protein.
Pada dasarnya melibatkan studi tentang bagaimana
genetik individu mempengaruhi respon tubuh terhadap
obat. Bidang ini menjanjinkan kemungkinan untuk
menyesuaikan obat untuk pasien sesuai dengan arsitektur
genetik mereka.
Profil Gen
• Microarray. Teknik ini memungkinkan untuk menentukan
perbedaan molekuler antara berbagai gen yang
diekspresikan. Serta membantu dalam mengobati penyakit
pada tingkat anatomi. Salah satu studi terbaru menggunakan
ekspresi gen berdasarkan DNA mikro-array adalah untuk
klasifikasi molekul kanker.
leukemia myeloid akut dan leukemia limfoblastik akut dapat
dideteksi oleh DNA mikro-array berdasarkan pola ekspresi
gen khas mereka.
Vaksin
• Berasal dari mikroorganisme hidup atau mati yang
diperkenalkan dalam tubuh manusia atau hewan untuk
merangsang kekebalan tubuh.
• Vaksin dapat meniru agen infeksi dan kemudian
membantu tubuh mengembangkan respon imun
protektif.
• Tujuan utama dari penelitian vaksin adalah untuk
mengidentifikasi dan mengkarakterisasi antigen individu
agen infeksi yang dapat membantu dalam
mengembangkan respon imun.
Biofarma
• Biofarma dapat berasal dari kimia sintetik ataupun
berasal dari alam. Rekayasa genetika merupakan produk
dari biofarma secara praktis menghasilkan beberapa
molekul langka dalam jumlah yang lebih besar.
• Hal ini melibatkan konstruk gen ke dalam mikroorganisme
yang cocok yang akan menghasilkan protein terapeutik
(biofarmasi) dalam jumlah yang terkait dengan skala
operasi.
• Contoh Produk biofarma : Insulin, somatostatin,
Interferon, dan limfokin
Pertanian
• Memproduksi tanaman (GMO) genetically modified organism
• GMO di produksi dengan memindahkan gen dari satu spesies ke
kode genetik lainnya.
• Hasil produk tanaman ini menguntungkan petani maupun
konsumen. Petani mendapatkan hasil panen yang lebih tinggi.
Sementara konsumen memiliki "tanaman sehat" (yaitu, tanaman
tumbuh dengan lebih sedikit pestisida dan / atau dengan
karakteristik gizi sehat).
• Tanaman yang telah dimodifikasi mengandung sifat-sifat seperti
berikut
• resistensi serangga
• resistensi Penyakit
• toleransi herbisida
• perubahan profil gizi
Bioteknologi Kedelai
• Pengaplikasian dalam bioteknologi ialah toleransi
herbisida varietas kedelai mengandung gen yang
memberikan ketahanan terhadap salah satu dari
dua herbisida spektrum yang luas.
• Kelebihan: memberikan pengendalian gulma yang
lebih baik dan mengurangi kecatatan tanaman,
mengoptimalkan hasil panen, menggunakan lahan
lebih efisien, menghemat waktu bagi petani, dan
meningkatkan fleksibilitas rotasi tanaman.
• Bioteknologi memainkan peran ketahanan kedelai
terhadap hama lepidopteran melalui produksi
protein Cry1Ac.
Herbisida adalah bahan senyawa beracun yang
dapat dimanfaatkan untuk membunuh
tumbuhan pengganggu yang disebut gulma.
Kehadiran gulma dalam lahan pertanian sangat
tidak diharapkan karena akan menyaingi
tanaman yang ditanam dalam memperolah
unsur hara, air dan matahari.
Kedelai GMO
Bioteknologi Jagung
• Prinsip sama dengan bioteknologi kedelai yaitu toleran
herbisida.
• Jagung rekayasa mengandung protein insektisida builtin dari mikroorganisme tanah (Bacillus thuringiensis)
alami yang memberikan perlindungan tanaman jagung
musim panjang.
• Jagung Bt juga mengurangi kontaminasi toksin yang
timbul dari serangan jamur pada biji-bijian yang rusak.
Bt protein telah digunakan secara aman sebagai agen
kontrol serangga organik selama lebih dari 50 tahun.
Stage of Modified of Corn
Bioteknologi Kentang
• kentang tahan serangga : kentang biotek ini bekerja seperti
jagung tahan serangga. Mengandung protein yang
menyediakan tanaman dengan built-in perlindungan dari
kumbang Colorado. Dengan demikian, kentang ini tidak
memerlukan perlindungan tambahan bagi hama ini,
menguntungkan petani, konsumen, dan lingkungan.
• kentang tahan virus : Beberapa varietas kentang telah
dimodifikasi untuk melawan virus kentang leafroll (PLRV) dan
virus kentang Y (PVY). Virus perlawanan sering menyebabkan
pengurangan penggunaan insektisida, yang diperlukan untuk
mengontrol vektor serangga yang menyebarkan virus.
Bioteknologi pepaya
Pepaya Hawaii dikembangkan mengandung gen
virus yang mengkode untuk protein mantel virus
pepaya ringspot (PRSV). Protein ini memberikan
tanaman pepaya dengan perlindungan bulit-in
terhadap PRSV. Pepaya biotek ini bekerja dalam
cara yang mirip dengan kentang tahan sernagan
virus.
Perbandingan produk GMO dan non-GMO
Bioteknologi Labu
• Labu tahan serangan virus
labu crookneck kuning mampu melawan virus semangka
mosaik (WMV) dan zucchini virus mosaik kuning (ZYMV).
Varietas baru ini mengandung gen protein selubung dari
kedua virus. Pendekatan biotek ini melewati kontrol
kutu, yang dapat mengurangi atau menghilangkan
penggunaan insektisida.
ENERGI (Biofuel)
Bioteknologi membantu dalam bahan bakar dunia dengan:
• Memperlancar langkah-langkah dalam proses manufaktur
kimia dengan 80% atau lebih;
• Meningkatkan efisiensi proses manufaktur untuk
menyimpan 50% atau lebih pada biaya operasi;
• Mengurangi penggunaan dan ketergantungan pada
petrokimia;
• Menggunakan biofuel untuk mengurangi emisi gas rumah
kaca sebesar 52% atau lebih;
• Penurunan penggunaan air dan limbah; dan
• Memanfaatkan potensi penuh dari produk limbah biomassa
tradisional.
teknologi berbasis biomassa tanaman
• eksploitasi besar-besaran biomassa dibutuhkan untuk
mengurangi produksi gas rumah kaca dan membantu
mengurangi pemanasan global, untuk memberikan
keamanan energi dalam menghadapi cadangan minyak
bumi menurun, dan untuk memacu pembangunan
ekonomi lokal.
• Teknologi ini membahas penggunaan seperti biomassa
tanaman serta cara-cara untuk meningkatkan produktivitas
dan komposisi spesies tanaman, termasuk pohon, tanaman
penghasil minyak dan ganggang, yang memiliki potensi
untuk menghasilkan substrat seperti gula, pati, minyak dan
sel dinding, serta energi dan co-produk substrat.
• Bioteknologi dapat berkontribusi pada industri bahan
bakar fosil dengan membantu produksi bahan bakar fosil,
upgrade bahan bakar, bioremediasi air, tanah, udara, dan
kontrol mikrobiologis dipengaruhi korosi (MIC;. Youssef et
al, 2009; Bachmann et al. 2014).
• Penerapan bioteknologi ialah dengan Meningkatkan
pemulihan energi dari minyak bumi dan batubara yang
tidak ekonomis, terutama dalam kombinasi dengan
pemanfaatan CO2, bisa menjadi komponen utama dari
industri bioteknologi di masa depan.