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
Biot ekn olog i
175
B. Bioteknologi Konvensional dan Modern
Secara umum, bioteknologi dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Pada bioteknologi
konvensional, penerapan teknik-teknik biologi, biokimia, dan rekayasa genetika masih sangat terbatas. Organisme yang digunakan masih bersifat
alamiah. Bahkan, dapat dikatakan bahwa pada teknologi konvensional belum ada rekayasa genetik. Jika pun ada, rekayasa yang dilakukan belum
terarah dan belum sepenuhnya dapat dikendalikan. Contohnya, pencarian bibit unggul tanaman melalui radiasi. Teknik mutasi ini menghasilkan
mutan-mutan dengan sifat yang berbeda-beda sehingga hasil mutasi tidak dapat sepenuhnya dikendalikan atau diramalkan.
Pada biot eknologi modern, sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan, penerapan teknik-teknik biologi, biokimia, dan rekayasa
genet ika t el ah mampu menghasil kan produk secara l ebih t erarah. Contohnya, melalui teknik rekombinasi gen sekarang para ilmuwan telah
dapat menyisipkan gen penghasil hormon insulin manusia ke dalam DNA bakteri sehingga bakteri tersebut dapat menghasilkan hormon insulin.
Dari contoh tersebut, telihat bahwa hasil yang akan dicapai telah dapat diramalkan sebelumnya.
Bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern tidak mudah unt uk dibedakan. M eskipun demikian, t erdapat beberapa ciri khusus
pada keduanya. Ciri khusus ini terutama terletak pada kelebihan dan kekurangan kedua jenis biot eknologi t ersebut . Perhat ikan
Tabel 7.2 berikut .
Gambar 7.3
Produksi hasil b iot eknologi b erskala indust ri pada pabrik pem buat an
a keju dan b bir.
Sumber:www.roundamerica.com; www.orexca.com
1. Jelaskan secara singkat perkembangan bioteknologi dari
waktu ke waktu. 2.
Bagaimanakah kedudukan Ilmu Mikrobiologi, Genetika dan Biokimia terhadap Bioteknologi? Jelaskan.
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman Subbab A
Kata Kunci
• Rekayasa Genet ik
• Mut asi
• Rekom endasi gen
• Bibit unggul
• Radiasi
• Insulin
a b
Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII
176
M eskipun bioteknologi konvensional telah berkembang lebih dahulu, tidak berarti bioteknologi konvensional sudah tidak digunakan. H ingga
kini, bioteknologi konvensional tersebut masih tetap digunakan sesuai kelebihan yang dimilikinya. A dapun bioteknologi modern hingga kini
masih terus berkembang.
1. Bioteknologi Konvensional
Seper t i yang t el ah A nda k et ahui bahwa pada bi ot ek nol ogi konvensional ini tidak ada rekayasa terhadap sifat alami gen biologi yang
digunakan. Biot eknologi konvensional ini disebut juga biot eknologi tradisional karena perkembangan bioteknologi ini telah ada sejak ribuan
tahun silam. Pada masa itu, manusia belum menyadari bahwa proses yang mereka lakukan merupakan proses bioteknologi.
Bioteknologi konvensional yang dilakukan manusia saat itu umumnya menggunakan proses sederhana dan t el ah di l akukan secara t urun
temurun. Perhatikan kembali garis waktu perkembangan bioteknologi pada
Tabel 7.1. Perkembangan bioteknologi konvensional tidak hanya terjadi pada
teknologi pengolahan pangan, seperti pembuatan minuman beralkohol bir, anggur dan makanan roti, keju. A kan tetapi, berkembang hingga
pada aspek kesehatan, pemuliaan tanaman, dan peternakan. Berikut ini beberapa pemanfaatan bioteknologi konvensional dalam beberapa bidang
kehidupan.
a. Pengolahan Bahan Pangan
M ikroorganisme merupakan kelompok makhluk hidup mikroskopis yang dapat dijumpai hampir di semua tempat dan biasanya berasal dari
kelompok bakt eri at au jamur. M akhluk hidup sederhana ini memiliki
Tabel. 7.2 Kelebihan dan Kekurangan Penerapan Bioteknologi Konvensional dan M odern
Bioteknologi Konvensional • Relatif mudah
• Teknologi relatif sederhana
• Pengaruh jangka panjang umumnya
sudah diketahui karena sistemnya
sudah mapan.
Sumber: Bioteknologi Pertanian, 2006
Bioteknologi Modern Kelebihan
Kekurangan Kelebihan
Kekurangan • Perbaikan sifat genetis
tidak terarah • Tidak dapat mengatasi
masalah ketidaksesuaian inkompatibilitas
genetik • Hasil tidak dapat
diperkirakan sebelumnya • M emerlukan waktu
relatif lama untuk menghasilkan alur baru
• Seringkali tidak dapat mengatasi kendala alam
dalam sistem budidaya tanaman, misalnya
masalah hama. • Perbaikan sifat genetis
dilakukan secara terarah. • Dapat mengatasi kendala
ketidaksesuaian genetik • Hasil dapat diperhitungkan
• Dapat menghasilkan jasad baru dengan sifat
baru yang tidak ada pada jasad alami
• Dapat memperpendek jangka waktu
pengembangan galur jasad tanaman baru
• Dapat meningkatkan kualitas dan mengatasi
kendala alam dalam sistem budidaya tanaman.
• Relatif mahal • Memerlukan kecanggihan
teknologi • Pengaruh jangka panjang
belum diketahui
Biot ekn olog i
177
daer ah penyebar an yang sangat l uas. Sal ah sat u k emampuan mi kroorgani sme t ersebut adal ah dapat menghasi l kan enzi m yang
disekresikan keluar t ubuhnya. Enzim t ersebut secara alami berfungsi unt uk menguraikan subst rat at au bahan makanan di sekelilingnya
menjadi makanan baginya. Proses ini dikenal dengan
fermentasi. Ferment asi banyak manfaat nya bagi manusia. Proses ini dapat
mengubah berbagai bahan ment ah menjadi bahan yang berguna bagi manusi a. Sej ak l ama, manusi a menggunak an r agi at au k hami r
Saccharomyces cereviceae
dalam pembuatan minuman beralkohol dan sebagai pengembang roti. Pada kondisi anaerob ragi memfermentasikan
gula menjadi alkohol dan CO
2
. Selain ragi, banyak agen biologi lain berperan dalam pengolahan bahan pangan. Perhatikan
Tabel 7.3 berikut.
Untuk lebih memahami peranan mikroorganisme dalam pengolahan bahan pangan, lakukanlah aktivitas berikut ini.
Tabel. 7.3 Beberapa Contoh Pemanfaatan Bioteknologi Konvensional
1. 2.
3. 4.
5. 6.
7. 8.
9. 10.
11. 12.
13. o.
Kegunaan Hasil Makhluk Hidup yang
Berperan Bahan Mentah
Tempe Tauco
Kecap Oncom
Kopi aroma Sosis
Tape Roti, kue
Yoghurt Keju
Saverkraut Minuman beralkohol
N ata de coco
Kedelai Kedelai
Kedelai Bungkil kedelai
Kopi Daging
Beras ketan singkong
Tepung gandum Susu
Susu Kubis
Jus buah Kelapa
hi opus oligosporus hi opus ory ae
A spergillus ory ae A spergillus ory ae
Saccharomyces rou ii onilia sitophila
hi opus oligosporus r inia dissolvens
Saccharomyces
sp.
Pediococcus cereviceae Saccharomyces ovale
Saccharomyces elipsoides Saccharomyces cereviceae
Saccharomyces e iguus actobacillus bulgaricus
Streptococcus thermophilus Streptococcus
sp.
euconostoc cryovorum euconostoc mesenteroides
r inia herbicola Saccharomyces cereviceae
A cetobacter ylinum
Kata Kunci
• Enzim
• Ragi
• Anaerob
• Ferm ent asi
Pada ferm ent asi alkohol oleh
Saccharom yces cereviceae
, ferm ent asi berlebih dapat
m enyebabkan kem atian pada
Saccharom yces cereviceae
t erseb ut . Mengapa hal itu dapat terjadi?
Logika Biologi