BIOTEKNOLOGI KESEHATAN DAN YANG ID
BIOTEKNOLOGI KESEHATAN
Perkembangan Bioteknologi Kesehatan
Bioteknologi diartikan sebagai teknologi yang menggunakan sel hidup mikroorganisme
untuk menghasilkan suatu produk. Bioteknologi tradisional seperti pembuatan keju, minuman
anggur, tempe dan tape. Bioteknologi modern yang memanfaatkan agen hayati yang telah
mengalami rekayasa genetic melalui teknologi DNA rekombinan untuk menghasilkan barang
dan jasa untuk memenuhi kebutuhan manusia dan lingkungan.
Perkembangan Bioteknologi Kesehatan merupakan
bidang
yang
menonjol
perkembangannya karena mempunyai nilai komersial tinggi. Contoh: asetosal, serta molekul
180, dibuat dengan sintesis, dosis satu hari 3g, bernilai 1 sen dolar. Lingkup bioteknologi
kesehatan meliputi penggunaan sel hidup, yakni mikroorganisme kultur jaringan, atau enzim
untuk menghasilkan suatu obat, pengobatan, atau alat diagnostic. Senyawa biofarmasetik
merupakan tulang punggung pengobatan modern. Sifat bioteknologi berubah nyata setelah
teknoogi DNA rekombinan berkembang. Semua sediaan obat telah melewati uji control kualitas
yang ketat agar mencapai spesifikasi yang ditentukan. Aspek penting lainnya adalah uji
keamanan yang meliputi adanya berbagai cemaran.
Teknik kromatografi digunakan pada proses pemurnian untuk memisahkan protein yang
diinginkan dan pencemarannya. Masalah klinis protein cemaran dapat mempengaruhi aktivitas
biologi dan antigenitasnya. Walaupun uji hayati dapat langsung mengukur potensi sediaan
biofarmasetik, namun ada bebrapa kelemahan dari metode ini yang perlu diperhatikan.
Bioteknologi molekuler harus memberikan berbagai keuntungan terhadap manusia.
Walaupun bidang molekuler memilik banyak hal yang menarik dan sangat penting, tetapi juga
banyak hal perlu diperhatikan berkaitan dengan perhatian dan akibat sosialnya. Hal yang paling
ditakuti dari perkembangan bioteknologi adalah cloning manusia.
Teknologi DNA Rekombinan
DNA rekombinan biasanya meliputi beberapa cara. Prosedur cloning, DNA kromosom di
potong dengan enzim retriksi endonuklease dan disisipkan pada plasmid. Kemudian plasmid
rekombinan dimasukkan dalam sel inang dan sel yang membawa plasmid rekombinan di
identifikasi dan ditumbuhkan (diadaptasi dari Glik and Pasternak 1998). Walaupun teknologi
DNA rekombinan berkembang dari penemuan pada biologi molekuler virus, bakteri dan plasmid
dasar pengetahuan yang membuat teknologi DNA rekombinan berkembang dari pemahaman
struktur dan fungsi DNA.
Untuk cloning DNA donor (kromosom) yang mengandung fragmen target dan vector
cloning dipotong dan menghasilkan frgamen dengan ukuran antara 0,3 sampai 5 kilobasa (kb).
Salah satu enzim endonuklease yang pertama kali ditemukan, diisolasi dari Escheria coli RY13
dan dinamakan Eco RI. Enzim ini mengenal bagian DNA yang mempunyai urutan spesifik yang
palindromik yang terdiri atas enam pasang basa dan memotong antara guanine dan adenine pada
setiap untai DNA. Menghasilkan dua untai tunggal yang komplemen yang terdiri atas empat
nukleotida. Penggunaan endonuklease untuk cloning gena merupakan keperluan utama.
Ligase, jika dua fragmen DNA hasil pemotongan dengan enzim endonuklease yang sama
dan meghasilkan ujung kohensif dan kemudian dicampur, maka kombinasi DNA dapat terbentuk
sebagai akibat pasangan basa anatara kedua ujung-ujung yang kohesif. Ligase T4 memerlukan
kofaktor ATP yang kemudian membentuk kompleks enzim-AMP.
Teknik Biologi Molekuler
Kemajuan teknologi dalam suatu ilmu pengetahuan telah berpengaruh pada kedalaman
penelitian suatu ilmu. Inti teknologi biologi molekuler dipengaruhi oleh perkembangan teknik
dari berbagai bidang. Sebagai contoh sikuensing protein dan sikuensing DNA, amplifikasi
fragmen DNA dengan PCR, atau identifikasi fragmen DNA atau molekul RNA dengan pelacak,
telah menjadi penelitian biologi molekuler.
Kebanyakan bakteri dapat ditumbuhkan dalam media tumbuh cair sampai mencapai fase
stasioner dan kemudian dipanen. Teknik pemecahan sel dapat dibagi dalam metode fisik, sel
dipecah dengan kekuatan mekanik, dan metode kimiawi, sel diperlukan dengan pemaparan
senyawa kimia yang mempengaruhi dinding sel. Pada preparasi DNA plasmid lisis dilakukan
pada suasana alkali pH 12. Pada keadaan ini molekul DNA kromosom terfragmentasi dan
terdenaturasi. Pada isolasi DNA kromosom digunakan buffer 7,8 yang mengandung lisozim
untuk menghasilkan speroplas. Metode pengendapan DNA yang paling banyak dilakukan adalah
pengendapan dengan etanol yang mengandung natrium klorida pada suhu -20°C. Pada preparasi
DNA plasmid, setelah pengendapan dengan etanol, DNA disentrifugasi dan kemudian dilarutkan
kembali dalam sejumlah buffer.
Elektroforesis merupakan teknik pemisahan suatu molekul dalam suatu campuran di bawah
pengaruh medan listrik. Sebagai contoh, jika dua molekul mempunyai masa dan bentuk yang
sama, molekul denga muatan lebih besar akan bergerak lebih cepat ke electrode. Agarosa, yang
disari dari ganggang laut, merupakan polimer dengan dasar struktur D-galaktosa dan 3,6-anhidro
L-galaktosa. Gel agarosa dibuat dengan melelehkan agarosa dalam buffer dan kemudian
dituangkan pada cetakan dan diamkan sampai dingin. Setelah mengeras, agarosa membentuk
matriks dengan kerapatan yang ditentukan oleh konsentrasi agarosa. Cara yang paling mudah
untuk mendeteksi adanya DNA dengan menggunakan etidium bromide, suatu senyawa
berfluoresensi yang biasanya digunakan untuk mendeteksi DNA pada gel agarosa atau
poliakrilamid.
Diagnosis Molekular
Ahli mikrobiologi klinik sesuatu sifat bilogi yang karakteristik yang dapat menyatakan
dengan tepat tentang keberadaan agen pathogen tertentu. Suatu molekul penanda dapat
diidentifikasi langsung dengan uji biokimia tertentu yang sangat spesifik untuk molekul itu.
Penggunaan dari prinsip deteksi imunologi ditunjukkan dengan uji untuk antigen protein
selubung HIV. Virus ini penyebab AIDS. Antibodi terhadap protein selubung HIV dibuat dalam
kelinci. Sedangkan antibody sekunder terhadap IgG kelinci terhadap protein HIV dibuat pada
domba. IgG domba anti-kelinci ini dikonjugasikan dengan enzim peroksidase. Uji terhadap virus
dilakukan dengan menginkubasi serum penderita pada wadah polistiren yang mengikat protein
dalam sampel serum.
Secara umum penyebab infeksi dapat dideteksi dengan cara mikrobiologi dan imunologi
seperti dibicarakan dimuka. Keterbatasan karena diperlukan titer antibody cukup tinggi dan titer
antibody spesifik dapat tetap tinggi untuk waktu lama setelah infeksi. Saat ini telah
dikembangkan metode tanpa proses pembiakan. Deteksi ini mencakup teknik hibridisasi dengan
pelacak asam nukleat spesifik dan teknik amplifikasi fragmen DNA yang dikenal sebagai
Polymerase Chain Reaction.
Suatu contoh cara diagnosis dengan mengunakan pelacak DNA adalah deteksi Plasmodium
falciparum. Parasit ini menyebabkan malaria, suatu penyakit yang tersebar luas. Oleh karena itu
diperlukan metode deteksi yang peka, sederhana dan murah supaya dapat mengidentifikasi
sumber parasit dari berbagai lokasi, untuk mengikuti kemajuan program pemberantasan dan
untuk memudahkan pengobatan yang lebih awal.
Terapi Gena
Terapi gena dikelompokkan dalam terapi gena germ-line dan gena somatk. Terapi gena
germ-line bermaksud memasukkan gena ke dalam sel-germ atau sel embrio omnipoten (pada
tahap 4-8 sel). Terap gena somatic dilakukan dengfan memasukkan suatu gena ke dalam sel
somatic.
Sel dari sejumlah organ dan jaringan (seperti kulit, system hemopoietik, hati) atau dari
jaringan tumor dapat diambil dari pasien dan kemudian dibiakkan dalam laboratorium. Terapi
gena ex vivo
saat ini banyak digunakan pada uji klinis, kebanyakan menggunakan vector
retrovirus untuk memasukkan suatu gena ke dalam sel penerima.
Penyakit yag ditargetkan untuk terapi gena adalah kelaina keturunan dan kanker.
TUGAS BILOGI
BIOTEKNOLOGI
NAMA KELOMPOK :
1.Febiza Galuh Ramadhani
2.Mukharomah
3.Kartika Romansyah
4.Reestya Dyahwatie S.
XII IPA 5
SMA TA`MIRIYAH Surabaya ( Terakreditasi – A )
Tahun Pelajaran
( 2010 – 2011 )
Perkembangan Bioteknologi Kesehatan
Bioteknologi diartikan sebagai teknologi yang menggunakan sel hidup mikroorganisme
untuk menghasilkan suatu produk. Bioteknologi tradisional seperti pembuatan keju, minuman
anggur, tempe dan tape. Bioteknologi modern yang memanfaatkan agen hayati yang telah
mengalami rekayasa genetic melalui teknologi DNA rekombinan untuk menghasilkan barang
dan jasa untuk memenuhi kebutuhan manusia dan lingkungan.
Perkembangan Bioteknologi Kesehatan merupakan
bidang
yang
menonjol
perkembangannya karena mempunyai nilai komersial tinggi. Contoh: asetosal, serta molekul
180, dibuat dengan sintesis, dosis satu hari 3g, bernilai 1 sen dolar. Lingkup bioteknologi
kesehatan meliputi penggunaan sel hidup, yakni mikroorganisme kultur jaringan, atau enzim
untuk menghasilkan suatu obat, pengobatan, atau alat diagnostic. Senyawa biofarmasetik
merupakan tulang punggung pengobatan modern. Sifat bioteknologi berubah nyata setelah
teknoogi DNA rekombinan berkembang. Semua sediaan obat telah melewati uji control kualitas
yang ketat agar mencapai spesifikasi yang ditentukan. Aspek penting lainnya adalah uji
keamanan yang meliputi adanya berbagai cemaran.
Teknik kromatografi digunakan pada proses pemurnian untuk memisahkan protein yang
diinginkan dan pencemarannya. Masalah klinis protein cemaran dapat mempengaruhi aktivitas
biologi dan antigenitasnya. Walaupun uji hayati dapat langsung mengukur potensi sediaan
biofarmasetik, namun ada bebrapa kelemahan dari metode ini yang perlu diperhatikan.
Bioteknologi molekuler harus memberikan berbagai keuntungan terhadap manusia.
Walaupun bidang molekuler memilik banyak hal yang menarik dan sangat penting, tetapi juga
banyak hal perlu diperhatikan berkaitan dengan perhatian dan akibat sosialnya. Hal yang paling
ditakuti dari perkembangan bioteknologi adalah cloning manusia.
Teknologi DNA Rekombinan
DNA rekombinan biasanya meliputi beberapa cara. Prosedur cloning, DNA kromosom di
potong dengan enzim retriksi endonuklease dan disisipkan pada plasmid. Kemudian plasmid
rekombinan dimasukkan dalam sel inang dan sel yang membawa plasmid rekombinan di
identifikasi dan ditumbuhkan (diadaptasi dari Glik and Pasternak 1998). Walaupun teknologi
DNA rekombinan berkembang dari penemuan pada biologi molekuler virus, bakteri dan plasmid
dasar pengetahuan yang membuat teknologi DNA rekombinan berkembang dari pemahaman
struktur dan fungsi DNA.
Untuk cloning DNA donor (kromosom) yang mengandung fragmen target dan vector
cloning dipotong dan menghasilkan frgamen dengan ukuran antara 0,3 sampai 5 kilobasa (kb).
Salah satu enzim endonuklease yang pertama kali ditemukan, diisolasi dari Escheria coli RY13
dan dinamakan Eco RI. Enzim ini mengenal bagian DNA yang mempunyai urutan spesifik yang
palindromik yang terdiri atas enam pasang basa dan memotong antara guanine dan adenine pada
setiap untai DNA. Menghasilkan dua untai tunggal yang komplemen yang terdiri atas empat
nukleotida. Penggunaan endonuklease untuk cloning gena merupakan keperluan utama.
Ligase, jika dua fragmen DNA hasil pemotongan dengan enzim endonuklease yang sama
dan meghasilkan ujung kohensif dan kemudian dicampur, maka kombinasi DNA dapat terbentuk
sebagai akibat pasangan basa anatara kedua ujung-ujung yang kohesif. Ligase T4 memerlukan
kofaktor ATP yang kemudian membentuk kompleks enzim-AMP.
Teknik Biologi Molekuler
Kemajuan teknologi dalam suatu ilmu pengetahuan telah berpengaruh pada kedalaman
penelitian suatu ilmu. Inti teknologi biologi molekuler dipengaruhi oleh perkembangan teknik
dari berbagai bidang. Sebagai contoh sikuensing protein dan sikuensing DNA, amplifikasi
fragmen DNA dengan PCR, atau identifikasi fragmen DNA atau molekul RNA dengan pelacak,
telah menjadi penelitian biologi molekuler.
Kebanyakan bakteri dapat ditumbuhkan dalam media tumbuh cair sampai mencapai fase
stasioner dan kemudian dipanen. Teknik pemecahan sel dapat dibagi dalam metode fisik, sel
dipecah dengan kekuatan mekanik, dan metode kimiawi, sel diperlukan dengan pemaparan
senyawa kimia yang mempengaruhi dinding sel. Pada preparasi DNA plasmid lisis dilakukan
pada suasana alkali pH 12. Pada keadaan ini molekul DNA kromosom terfragmentasi dan
terdenaturasi. Pada isolasi DNA kromosom digunakan buffer 7,8 yang mengandung lisozim
untuk menghasilkan speroplas. Metode pengendapan DNA yang paling banyak dilakukan adalah
pengendapan dengan etanol yang mengandung natrium klorida pada suhu -20°C. Pada preparasi
DNA plasmid, setelah pengendapan dengan etanol, DNA disentrifugasi dan kemudian dilarutkan
kembali dalam sejumlah buffer.
Elektroforesis merupakan teknik pemisahan suatu molekul dalam suatu campuran di bawah
pengaruh medan listrik. Sebagai contoh, jika dua molekul mempunyai masa dan bentuk yang
sama, molekul denga muatan lebih besar akan bergerak lebih cepat ke electrode. Agarosa, yang
disari dari ganggang laut, merupakan polimer dengan dasar struktur D-galaktosa dan 3,6-anhidro
L-galaktosa. Gel agarosa dibuat dengan melelehkan agarosa dalam buffer dan kemudian
dituangkan pada cetakan dan diamkan sampai dingin. Setelah mengeras, agarosa membentuk
matriks dengan kerapatan yang ditentukan oleh konsentrasi agarosa. Cara yang paling mudah
untuk mendeteksi adanya DNA dengan menggunakan etidium bromide, suatu senyawa
berfluoresensi yang biasanya digunakan untuk mendeteksi DNA pada gel agarosa atau
poliakrilamid.
Diagnosis Molekular
Ahli mikrobiologi klinik sesuatu sifat bilogi yang karakteristik yang dapat menyatakan
dengan tepat tentang keberadaan agen pathogen tertentu. Suatu molekul penanda dapat
diidentifikasi langsung dengan uji biokimia tertentu yang sangat spesifik untuk molekul itu.
Penggunaan dari prinsip deteksi imunologi ditunjukkan dengan uji untuk antigen protein
selubung HIV. Virus ini penyebab AIDS. Antibodi terhadap protein selubung HIV dibuat dalam
kelinci. Sedangkan antibody sekunder terhadap IgG kelinci terhadap protein HIV dibuat pada
domba. IgG domba anti-kelinci ini dikonjugasikan dengan enzim peroksidase. Uji terhadap virus
dilakukan dengan menginkubasi serum penderita pada wadah polistiren yang mengikat protein
dalam sampel serum.
Secara umum penyebab infeksi dapat dideteksi dengan cara mikrobiologi dan imunologi
seperti dibicarakan dimuka. Keterbatasan karena diperlukan titer antibody cukup tinggi dan titer
antibody spesifik dapat tetap tinggi untuk waktu lama setelah infeksi. Saat ini telah
dikembangkan metode tanpa proses pembiakan. Deteksi ini mencakup teknik hibridisasi dengan
pelacak asam nukleat spesifik dan teknik amplifikasi fragmen DNA yang dikenal sebagai
Polymerase Chain Reaction.
Suatu contoh cara diagnosis dengan mengunakan pelacak DNA adalah deteksi Plasmodium
falciparum. Parasit ini menyebabkan malaria, suatu penyakit yang tersebar luas. Oleh karena itu
diperlukan metode deteksi yang peka, sederhana dan murah supaya dapat mengidentifikasi
sumber parasit dari berbagai lokasi, untuk mengikuti kemajuan program pemberantasan dan
untuk memudahkan pengobatan yang lebih awal.
Terapi Gena
Terapi gena dikelompokkan dalam terapi gena germ-line dan gena somatk. Terapi gena
germ-line bermaksud memasukkan gena ke dalam sel-germ atau sel embrio omnipoten (pada
tahap 4-8 sel). Terap gena somatic dilakukan dengfan memasukkan suatu gena ke dalam sel
somatic.
Sel dari sejumlah organ dan jaringan (seperti kulit, system hemopoietik, hati) atau dari
jaringan tumor dapat diambil dari pasien dan kemudian dibiakkan dalam laboratorium. Terapi
gena ex vivo
saat ini banyak digunakan pada uji klinis, kebanyakan menggunakan vector
retrovirus untuk memasukkan suatu gena ke dalam sel penerima.
Penyakit yag ditargetkan untuk terapi gena adalah kelaina keturunan dan kanker.
TUGAS BILOGI
BIOTEKNOLOGI
NAMA KELOMPOK :
1.Febiza Galuh Ramadhani
2.Mukharomah
3.Kartika Romansyah
4.Reestya Dyahwatie S.
XII IPA 5
SMA TA`MIRIYAH Surabaya ( Terakreditasi – A )
Tahun Pelajaran
( 2010 – 2011 )