PRINSIP BIOTEKNOLOGI dan yang id

PENGERTIAN DAN PRINSIP DASAR, PERKEMBANGAN,
SERTA POTENSI BIOTEKNOLOGI
Makalah
Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Kajian Bioteknologi

Oleh:
Nur Wulan Puji Permari

(1402378)

Dosen:
Adi Rahmat, DR., Rer.Nat., M.Si.

PROGRAM STUDI MAGISTER PENDIDIKAN BIOLOGI
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2015
1

BAB I
PENDAHULUAN

Pada zaman modern ini, manusia mendapatkan segala kemudahan dalam
memperoleh apa yang mereka butuhkan. Kebutuhan sehari-hari dapat terpenuhi
dan tersedia dengan mudah. Segala kemudahan tersebut tidak terlepas dari campur
tangan para ilmuwan atau saintis. Perkembangan sains dan teknologi memicu para
ilmuwan untuk terus mengembangkan dan membuat segala variasi produk atau
jasa demi memenuhi kebutuhan hidup manusia. Salah satu cara yang dilakukan
para ilmuwan adalah dengan menggunakan prinsip bioteknologi. Salah satu
contoh bioteknologi modern adalah mengembangkan tumbuhan kapas yang tahan
terhadap serangga (insect resistence). Tidak hanya ilmuwan, masyarakat umum
sebetulnya telah menggunakan atau mengkonsumi produk bioteknologi yang
tersedia di pasaran yang biasa dikonsumsi sehari-hari. Tempe, roti, dan yoghurt
merupakan beberapa produk hasil bioteknologi konvensional. Akan tetapi, mereka
belum mengetahui prinsip dasar apa yang digunakan sehingga dapat terbentuk
produk sedemikian rupa. Oleh karena itu, pada makalah ini akan dijelaskan
mengenai pengertian bioteknologi, perkembangan bioteknologi dari konvensional
hingga modern, dan potensi-potensi bioteknologi pada tumbuhan, hewan, juga
mikroba.

2

BAB II
PENGERTIAN DAN PRINSIP DASAR, PERKEMBANGAN, SERTA
POTENSI BIOTEKNOLOGI
A. Pengertian dan Prinsip Dasar Bioteknologi
Istilah bioteknologi sudah tidak asing lagi didengar bahkan sudah banyak
pula masyarakat yang dapat menyebutkan beberapa produk bioteknologi. Akan
tetapi, pemahaman mengenai pengertian bioteknologi itu sendiri memiliki
kekeliruan. Beberapa sumber menyatakan bahwa bioteknologi merupakan
penggunaan organisme atau komponennya untuk menghasilkan produk atau jasa
yang bermanfaat. Jika pengertian bioteknologi seperti itu, kerbau penggarap
sawah bisa disebut sebagai bioteknologi karena menggunakan organisme sehingga
bisa digunakan sebagai jasa. Hal yang ditekankan dalam bioteknologi adalah
proses biologi dan teknologi. Kerbau penggarap sawah tidak memanfaatkan
proses biologi. Beda halnya dengan cangkok. Kebanyakan orang menganggap
cangkok bukan merupakan bioteknologi dan menganggap cangkok hanya untuk
memperbanyak tumbuhan. Padahal, cangkok merupakan salah satu bioteknologi
konvensional. Cangkok melibatkan proses biologi yaitu totipotensi juga
memerlukan teknologi sederhana (teknik) untuk melakukan pencangkokan.
Berdasarkan penjelasan di atas, maka bioteknologi merupakan
pemanfaatan proses-proses biologi dengan menggunakan teknologi (Rahmat,

2012). Proses bioteknologi biasanya melibatkan organisme atau mikroorganisme.
Hasil akhir dari bioteknologi merupakan produk atau jasa yang bermanfaat bagi
kehidupan manusia. Pada dasarnya, prinsip bioteknologi yaitu pemanfaatan proses
biologi dan teknologi. Proses yang dilakukan adalah dengan menggunakan
metode ilmiah, karena bioteknologi merupakan proses sains yang harus dilakukan
secara terstruktur dan sistematis. Prinsip ilmiah secara alami akan menjadi
bioteknologi. Oleh karena itu, bioteknologi dikembangkan dari proses alami.
Bioteknologi melibatkan tiga proses biologis, yaitu metabolisme,
kemampuan totipotensi dan kompetensi, serta kontrol genetik (rekombinasi DNA)
(Rahmat, 2012). Pada perkembangannya pun, proses yang dimanfaatkan dalam
bioteknologi tetap berada pada ketiga proses tersebut. Hasil akhir dari suatu

3

proses bioteknologi merupakan suatu produk. Produk-produk tersebut memiliki
keberagamanan tergantung pada apa atau bagian mana yang direkayasa serta
memiliki tujuan tertentu.
Bioteknologi memiliki sejarah panjang dan sudah ada sejak awal
peradaban manusia dahulu kala (Marx, 1991). Sekitar zaman batu, yaitu 10.000
tahun lampau, masyarakat sudah menggunakan dasar ilmu bioteknologi.

Bioteknologi yang digunakan yaitu dalam memelihara hewan yaitu dengan
melakukan praktik pengembangbiakan selektif untuk meningkatkan kualitas
ternak. Selain itu, mereka juga memelihara tumbuhan hasil panen untuk
dikonsumsi serta melakukan pengumpulan benih untuk ditanam kembali dengan
teknik pemuliaan tumbuhan. Teknik pengembangbiakan selektif atau pemuliaan
tumbuhan dilakukan untuk mendapatkan tumbuhan atau ternak dengan sifat yang
unggul.

Gambar 1. Bioteknologi sebagai Suatu Interdisipliner
(Sumber: Rahmat, 2012)
Bioteknologi bukan merupakan satu disiplin ilmu yang berdiri sendiri,
melainkan merupakan suatu interdisiplin ilmu (Rahmat, 2012). Bioteknologi
terbentuk dari berbagai disiplin ilmu lainnya. Berdasarkan gambar 1, dapat dilihat
bahwa setiap disiplin ilmu beririsan dengan disiplin ilmu lainnya. Semua ilmuilmu tersebut digunakan dalam bioteknologi guna menghasilkan produk yang
4

bermanfaat bagi kehidupan. Keterkaitan setiap disiplin ilmu berada pada prosesproses pengolahan, pembuatan, ataupun rekayasa pengolahan bahan.
B. Perkembangan Bioteknologi
Bioteknologi telah muncul dan digunakan pada 10.000 tahun lampau.
Bioteknologi digunakan dalam berbagai hal dan terus mengalami perkembangan

pada masanya hingga sekarang. Perkembangan tersebut didorong oleh dua faktor,
yaitu market pull dan science push (Rahmat, 2012). Permintaan pasar (market
pull) akan produk atau jasa terus meningkat. Manusia membutuhkan segala
produk yang lebih baik dan lebih memuaskan. Keberadaaan sains mendukung
permintaan tersebut (scinece push). Para ilmuwan terus mengembangkan sains
dan teknologi sehingga dapat menghasilkan produk atau jasa yang dapat
memenuhi kebutuan manusia. Pengembangan tersebut dilakukan dengan
memanfaatkan atau melibatkan perekayasaan proses-proses biologi. Rekayasa
tersebut dapat dilakukan pada tumbuhan, hewan, bahkan mikroba tergantung pada
produk yang ingin dihasilkan.
Pada zaman dulu, teknik yang digunakan masih berupa teknik
bioteknologi konvensional atau tradisional. Seiring dengan berkembanganya
zaman serta berkembangnya sains dan teknologi, bioteknologi semakin
berkembang pula ke arah bioteknologi modern. Dengan semakin berkembangnya
bioteknologi modern, produk atau jasa hasil bioteknologi semakin beragam.
Berikut akan dijelaskan mengenai contoh-contoh bioteknologi konvensional dan
modern.

1. Bioteknologi Konvensional
Bioteknologi konvensional memanfaatkan mikroba, proses biokimia, dan

proses genetik alami, seperti mutasi gen (Marx, 1991; Gaffar, 2010). Dinamakan
konvensional karena teknik pembuatannya tidak menggunakan keilmuan
(berdasarkan pengalaman), berdasarkan keterampilan yang diwariskan secara
turun-temurun, serta tidak diproduksi secara masal (Anonim, 2012). Teknik yang
digunakan pada bioteknologi konvensional yaitu:
5

a. Fermentasi
Fermentasi merupakan penggunaan mikroba yang akan mengubah
senyawa organik menjadi anorganik, seperti pati menjadi senyawa lain yaitu
etanol dan asam laktat jika anaerob, serta menjadi asam piruvat dan CO 2 jika
dalam kondisi aerob (Anonim, 2012; Nurcahyo, 2011). Dengan kata lain,
fermentasi merupakan suatu cara untuk mengubah substrat menjadi produk
dengan bantuan mikroba tertentu.
b. Propagasi Tumbuhan
Propagasi tumbuhan merupakan teknik perbanyakan tumbuhan baik secara
seksual (generatif) maupun aseksual (vegetatif) (Rahmat, 2012). Propagasi
tumbuhan dapat dikatakan juga sebagai kloning pertama dalam bioteknologi
konvensional yang merupakan kloning alamiah (makropropagasi). Dinamakan
kloning karena individu baru yang dihasilkan memiliki sifat genetik yang sama

persis dengan induknya. Propagasi dilakukan salah satunya adalah untuk budidaya
serta pemeliharaan tumbuhan.
c. Seleksi dan Pemuliaan
Seleksi dan pemuliaan dilakukan dengan cara memanipulasi mikroba,
tumbuhan atau hewan untuk memperoleh bibit yang unggul (Anonim, 2012).
Melalui seleksi dan pemuliaan, objek yang diharapkan dapat memiliki perbaikan
generasi yang baru untuk selanjutnya.
Beberapa contoh aplikasi atau hasil bioteknologi konvensional diantaranya
yaitu:
a. Bidang Pangan
- Tempe, dibuat dari kedelai dengan menggunakan agen biologi berupa jamur
-

Rhizopus sp.
Kecap, dibuat dari kacang kedelai dengan menggunakan agen biologi berupa

-

Aspergillus wentii.
Roti, tape, bir,

-

Saccharomyces ceriveceae namun dengan subtrat yang berbeda.
Oncom, dibuat dari ampas kedelai dengan menggunakan Neurospora

-

sitophila.
Yoghurt dan keju, dibuat dari fermentasi air susu dengan bantuan bakteri

melibatkan

proses

fermentasi

dengan

melibatkan

Lactobacillus bulgaricus dan Streptococus thermophilus.

6

b.
-

Bidang Pertanian
Pemuliaan tumbuhan untuk menghasilkan varietas-varietas baru.
Tumbuhan hidroponik, bercocok tanam tanpa menggunakan media tanah.
Propagasi tumbuhan baik secara seksual maupun aseksual (makropropagasi).
Teknik propagasi seksual dilakukan melalui biji, sedangkan aseksual
dilakukan melalui bagian vegetatif, seperti merunduk, stolon, geragih,
rhizoma, stek, cangkok, dan okulasi.

c. Bidang Peternakan
- Domba ankon, domba berkaki pendek dan bengkok sebagai hasil mutasi
-

alami.
Sapi jersey, merupakan sapi sebagai hasil seleksi oleh manusia agar
menghasilkan susu dengan kandungan krim yang lebih banyak.

d. Bidang Kesehatan
- Antibiotik, merupakan senyawa yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme
(metabolit sekunder) untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.
-

Antibiotik diisolasi dari bakteri dan jamur yang digunakan untuk pengobatan.
Vaksin, merupakan suatu mikroorganisme atau organisme yang toksinnya
telah dimatikan serta bermanfaat untuk meningkatkan imunitas.
Banyak

produk

yang

telah

dihasilkan

dari

teknik

bioteknologi

konvensional. Akan tetapi, segala sesuatu pasti memiliki kelebihan dan
kekurangan, termasuk bioteknologi konvensional ini (Anonim, 2012). Berikut ini
merupakan beberapa kelebihan dan kekurangan dari bioteknologi konvensional:
a. Kelebihan
- Harganya relatif murah.
- Teknik yang digunakan relatif sederhana karena tidak menggunakan teknologi
-

modern.
Hal-hal yang akan berpengaruh dalam jangka waktu yang panjang sudah bisa
diketahui karena telah memiliki sistem yang mapan.

b. Kekurangan
- Perbaikan terhadap sifat genetik tumbuhan atau hewan tidak terarah karena
-

tidak menggunakan keilmuan atau hanya berdasarkan pada pengalaman.
Inkompatibilitas (keteidakseimbangan genetik) tidak dapat diatasi.
Tidak dapat memperkirakan hasil.
Waktu yang dibuthkan lebih lama.
7

2. Bioteknologi Modern
Bioteknologi modern ditandai dengan munculnya DNA rekombinan atau
dipersenjatai dengan rekayasa genetika (Marx, 1991). Berbeda dengan
konvensional, pada bioteknologi modern, dalam pelaksanaannya menggunakan
makhluk hidup serta komponennya secara langsung, menggunakan prinsip-prinsip
ilmiah, merupakan hasil dari pengkajian berbagai disiplin ilmu secara mendalam,
serta produk atau jasa yang dihasilkan diproduksi secara masal (Anonim, 2012).
Metode yang digunakan pada bioteknologi modern yaitu:
a.

Kultur Jaringan
Kultur jaringan dapat dilakukan pada hewan maupun tumbuhan. Kultur

jaringan merupakan mikropropagasi tumbuhan. Pada tumbuhan, kultur jaringan
dilakukan dengan memanfaatkan sifat totipotensi dan kompetensi. Selain itu,
kultur jaringan juga dilakukan secara in vitro (Rahmat, 2012).
b. DNA Rekombinan/ Rekayasa Genetika
DNA rekombinan merupakan suatu cara yang digunakan untuk
merekayasa genetik melalui penyisipan gen yang yang dikehendaki ke dalam
suatu organisme (Nurcahyo, 2011).
c. Kloning
Kloning dilakukan untuk menghasilkan generasi atau keturunan yang
dikehendaki sama persis dengan induknya (Nurcahyo, 2011). Kloning dalam
bioteknologi modern merupakan kloing pada tingkat sel dan molekuler.
d. Hibridoma
Metode hibridoma memiliki tujuan agar memperoleh sel hibrid yang
memiliki kedua sel induknya. Metode ini dilakukan dengan menggabungkan dua
jenis sel eukariot (Nurcahyo, 2011).
e. Hibridisasi
Hibridisasi bertujuan untuk menyeleksi sekuen DNA. Metode ini
menggunakan hibridisasi (pencangkokan) DNA pita ganda (Nurcahyo, 2011).
f. Analisis Genetika
Analisis genetika dilakukan dengan mempelajari sifat atau genotif yang
diwariskan kepada setiap generasi (Anonim, 2012).
g. Analisis DNA
Analisis DNA dilakukan dengan mempelajari karakter DNA melalui
Polymerase Chain Reaction (PCR) yang dapat membuat kopian dari segmen suatu

8

DNA dan Restriction Fragment Length Polymorphin (RFLP) mapping yang
berfungsi mendeteksi keberadaan suatu gen pada suatu DNA (Anonim, 2012).
Beberapa contoh aplikasi atau hasil bioteknologi modern diantaranya yaitu:
a. Bidang Pangan/ Pertanian
- Buah tomat hasil manipulasi genetik yang tahan lama, tidak cepat matang dan
-

tidak cepat membusuk.
Tumbuhan kapas dan jagung yang tahan terhadap hama melalui transgenik.
Tumbuhan kedelai Tengger dan kedelai hijau Camar berumur pendek namun
memiliki produktivitas tinggi yang merupakan hasil radiasi seleksi biji-biji
kedelai.

b.
-

Bidang Peternakan/ Perikanan
Domba “Dolly” yang merupakan hasil kloning.
Ternak-ternak jenis unggul, misalnya dalam daging atau susu.
Ikan-ikan yang memiliki kekebalan tinggi dengan menggunakan vaksin,
immostimulan, probiotik, dan bioremediasi.

c. Bidang Kesehatan
- Produksi antibodi monoklonal yang merupakan zat kebal antibodi untuk
-

diagnosis penyakit juga terapi.
Terapi gen, yaitu dengan memberikan asam nukleat atau DNA tertentu pada

-

penderita suatu penyakit.
Produksi hormon insulin.
Produksi antibiotik.
Produksi vaksin , seperti polio, cacar, hepatitis-B, TBC.

d. Bidang Lingkungan
- Beberapa limbah dapat digunakan sebagai substrat fermentasi, diantaranya:
 Molase merupakan limbah indutsri gula yang masih megandung kadar
gula 50%. Molase digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan
antibiotik, asam organik, khamir untuk roti, dan bumbu masak, atau

-

bahkan diberikan langsung kepada ternak.
 Whey yang merupakan limbah industri keju.
 Batang padi digunakan untuk produksi jamur merang.
Bioremediasi yang merupakan penguraian limbah organik/anorganik polutan
secara biologi dalam kondisi terkontrol. Mikroorganisme yang biasa
digunakan yaitu khamir, fungi, dan bakteri.

9

Seperti halnya bioteknologi konvensional, bioteknologi modern juga
memiliki kelebihan dan kekurangan (Anonim, 2012). Berikut ini beberapa
kelebihan dan kekurangan alam bioteknologi modern, yaitu:
a. Kelebihan
- Sifat genetik dapat diperbaiki secara terarah.
- Kendala ketidaksesuain genetik dapat diatasi.
- Hasilnya dapat diperhitungkan.
- Dapat menghasilkan sifat baru yang tidak ada pada induknya.
- Waktu pengembangan galur tumbuhan dapat diperpendek.
- Meningkatkan kualitas.
b.
-

Kekurangan
Memerlukan biaya banyak/ relatif mahal.
Diperlukan teknologi yang tinggi.
Pengaruh bagi jangka panjang belum bisa diketahui.

Berikut ini merupakan perbandingan bioteknologi konvensional dan
modern, yaitu:
Tabel 1. Perbandingan Bioteknologi Konvensional dan Modern
No
.
1.

2.

Konvensional

Modern

Menggunakan makhluk hidup secara Menggunakan makhluk hidup dan
langsung.

komponen-komponenenya secara

Tidak menggunakan keilmuan.

langsung.
Menggunakan prinsip-prinsip ilmiah
yang kuat.

3.

Berdasarkan keterampilan yang

Merupakan hasil pengkajian

4.

diwariskan secara turun-temurun.
Tidak diproduksi secara masal.

berbagai disiplin ilmu.
Diproduksi secara masal.

C. Potensi Bioteknologi
Bioteknologi baik konvensional maupun modern telah berkembang
sehingga menghasilkan berbagai produk atau jasa yang beragam di masyarakat
dalam berbagai bidang. Walaupun demikian, bioteknologi masih memiliki potensi
10

besar yang dapat dikembangkan lebih luas lagi. Potensi tersebut dapat berupa
pengembangan

dari metode sebelumnya maupun berupa

ide-ide

baru.

Pengembangan potensi tersebut dapat dilakukan pada tumbuhan, hewan maupun
mikroba.
1. Potensi pada Tumbuhan
Beberapa potensi bioteknologi yang dapat dikembangkan dari tumbuhan
antara lain (Rahmat, 2012; Istadi, 2011):
a. Poliploidi (tumbuhan yang memiliki lebih dari 2 set kromosom dan/atau
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.

genomnya).
Regenerasi haploid
Kloning
Hibridisasi sel germinal dengan sel somatik
Mutasi
Biji sintesis
Tumbuhan transgenik
Biodiesel (bahan bakar yang berasal dari tumbuhan).

2. Potensi pada Hewan
Potensi bioteknologi yang dapat dikembangkan dari hewan antara lain
(Rahmat, 2012):
a. Inseminasi dan fertilisasi buatan, yaitu dengan metode hibridisasi atau bayi
tabung.
b. Kloning
c. Hewan transgenik
3. Potensi pada Mikroba
Potensi bioteknologi yang dapat dikembangkan dari mikroba antara lain
(Rahmat, 2012; Nurcahyo, 2011):
a. Fermentasi
b. Rekombinasi DNA
c. Bioremediasi
d. Biofertilizer (pelarut hara, penambat hara, pengikat hara).
e. Biodekomposer (mempercepat proses dekomposisi melakui pengecilan bahan
baku dan pemberian aktivator dekomposisi).
f. Biokontrol (pengendalian hama dan penyakit tumbuhan).

11

BAB III
PENUTUP
Bioteknolgi merupakan pemanfaatan proses-proses biologi dengan
menggunakan teknologi. Perkembangan zaman membawa perkembangan pula
bagi bioteknologi, yang bermula dari bioteknologi konvensional hingga modern.
Bioteknologi konvensional memanfaatkan proses-proses alami, sedangkan
bioteknologi konvensional sudah memanfaatkan rekayasa genetika. Berkat adanya
bioteknologi, sudah banyak produk atau jasa yang dihasilkan baik dari
bioteknologi konvensional maupun modern di berbagai bidang kehidupan.
Walaupun demikian, bioteknologi masih bisa dikembangkan lebih besar lagi
dengan memanfaatkan potensi yang ada pada tumbuhan, hewan, dan mikroba.

12

DAFTAR PUSTAKA
Anonim.

(2012).

Bioteknologi.

[Online].

Tersedia:

http://web.unair.ac.id/admin/file/f_20025_7h.pdf [18 Februari 2015]
Gaffar, S. (2010). Bioteknologi Molekul - Aplikasi dan Teori. Bandung: Widya
Padjadjaran.
Istadi. (2011). Teknologi Katalis untuk Konversi Energi. Yogyakarta: Graha Ilmu.
Marx, J.L. (1991). Revolusi Bioteknologi. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.
Nurcahyo, H. (2011). Diktat Bioteknologi. Yogyakarta: Jurusan Pendidikan
Biologi FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta.
Rahmat, A. (2012). Bioteknologi. Bandung: Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA
Universitas Pendidikan Indonesia.

13