MAKALAH BIOTEKNOLOGI dan id bab 1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Terdapat jutaan organisme di bumi dengan bentuk dan struktur yang
beranekaragam. Organisme yang dikira tidak memiliki manfaat ternyata memiliki
potensi yang cukup besar bagi manusia.
Oleh sebab itu manusia dengan
kecerdasan berpikirnya mencoba untuk mengembangkan dan menggunakannya
seluruh organisme di bumi demi kesejahteraan kehidupan umat manusia.
Pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang menggunakan makhluk hidup atau
organisme untuk menghasilkan produk dan jasa guna kepentingan manusia disebut
bioteknologi
Hampir semua orang pasti pernah melakukan bioteknologi dalam kehidupan
sehari-hari, walaupun mereka kurang mengerti apa itu bioteknologi dan istilah
bioteknologi terdengar asing bagi mereka. Namun, apabila mereka diberitahu
bahwa pembuatan tempe, tape dan kecap merupakan beberapa contoh bioteknologi,
barulah mereka mulai sedikit mengerti apa yang dimaksud dengan bioteknologi.
Pada mulanya bioteknologi memang didominasi untuk memproduksi makanan.
Seiring perkembangan zaman, para ahli terus meneliti beberapa organisme
agar dapat memperoleh suatu produk yang bermanfaat. Dan akhirnya pun mereka
berhasil
menemukan
produk-produk
bioteknologi
baru
dari
pemanfaatan
organisme.
B. Rumusan Masalah
Bagaimana Sejarah Bioteknologi?
Apakah yang dimaksud dengan Bioteknologi?
Apa prinsip dasar Biotenologi?
Apa saja perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern?
Bagaimana Penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi?
Bagaimana pemanfaatan bioteknologi dlm kehidupan manusia?
Apa saja dampak yang di alami manusia dengan adanya bioteknologi?
C. Tujuan
Mengetahui sejarah Bioteknologi.
Mengetahui pengertian Bioteknologi.
Mengetahui prinsip dasar Biotenologi.
Mengetahui Bioteknologi Konvensional dan Modern.
Mengetahui penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi.
Mengetahui pemanfaatan Bioteknologi dalam kehidupan manusia.
Mengetahui dampak positif dan negatif dari Bioteknologi.
D. Manfaat
Untuk mengetahui sejarah Bioteknologi.
1
Untuk mengetahui pengertian Bioteknologi.
Untuk mengetahui prinsip dasar Biotenologi.
Untuk mengetahui perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern.
Untuk mengetahui penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi.
Untuk mengetahui pemanfaatan Bioteknologi dalam kehidupan manusia.
Untuk mengetahui dampak positif dan negatif dari Bioteknologi.
2
BAB II
ISI
A. Sejarah Bioteknologi
Abad ke XXI sering disebut abad bioteknologi dan biomolekuler, yang
diharapkan dapat memecahkan berbagai masalah berkaitan dengan kesejahteraan
manusia. Bioteknologi adalah teknik penggunaan makhluk hidup, atau bahan yang
didapat dari makhluk hidup, untuk membuat suatu produk dan jasa yang
bermanfaat bagi manusia.
Perkembangan ilmu selanjutnya membawa manusia mengenal kromosom.
Pada awal tahun 1880-an Wilhelm Roux memperkirakan bahwa kromosom adalah
pembawa bahan hereditas. Ahli lain, Mendel mempelajari perilaku kromosom
sebagai pembawa bahan hereditas ini. Menurut Mendel, organisme membawa dua
unit hereditas bagi setiap sifat keturunan. Selanjutnya teori Mendel sesuai juga
dengan kenyataan, bahwa induk menurunkan hanya separoh separoh kromosom
melalui sel kelamin.
Pada tahun 1860-an Fredrich Miescher berhasil mengisolasi bahan dari inti
sel ini, setelah diidentifikasi diketahui mengandung protein dan asam nukleat.
Selanjutnya diketahui bahwa asam nukleat tersusun atas unit pembangun yang
dikenal dengan nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari gula (ribose), gugus fosfat
dan empat macam basa nitrogen. Untuk kromosom, gulanya adalah deoksiribosa,
sehingga disebut DNA (deoxyibose nucleic acid), dan keempat macam basanya
adalah adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G).Untaian DNA ini
selanjutnya dikenal dengan gen.
Pada pertengahan tahun 1970, ahli Bioteknologi menemukan teknologi baru
yang dikenal dengan antibodi klon tunggal. Prinsip antibodi klon tunggal berbeda
dengan antibody klon ganda. Kisah antibody klon tunggal dimulai pada tahun 1974,
ketika George Kohler dan Cecar Milstein dari Medical Research Council’s
Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, Inggris, mengamati sesuatu yang
kemudian menjadi masalah menonjol yang belum terpecahkan dalam imunologi.
Antibody adalah bagian dari pertahanan tubuh terhadap benda asing yang ingin
masuk ke dalam tubuh.
3
Produksi antibody dikendalikan oleh gen, Kohler dan Milstein mempunyai
ide untuk menyatukan sel penghasil antibodi normal dengan sel dari tumor yang
mengkanker, yang disebut mieloma. Teknologi ini menghasilkan sel hybrid yang
selanjutnya dapat dikulturkan dan menghasilkan klon. Semua hybrid klon yang
sama menghasilkan molekul antibodi yang sama pula, oleh karena itu disebut
antibodi klon tunggal (monoclonal antibody).
Perkembangan bioteknologi telah membawa manusia untuk dapat
mengobati penyakit keturunan atau penyakit yang disebabkan adanya kelainan
genetis, yaitu dengan memasukkan gen yang baik ke dalam sumsum tulang
belakang, dikenal dengan metode transfer gen.
Metode transfer gen yang sedang dikembangkan untuk mengobati penyakit
genetic manusia tersebut diatas adalah untuk memasukkan gen baru ke dalam sel
somatic saja. Gen tersebut tidak dapat diturunkan pada anak jika tidak berada pada
sel benih yang menghasilkan sperma dan sel telur.
B. Pengertian Bioteknologi
Definisi bioteknologi apabila dilihat dari akar katanya berasal dari “bio”
yang berarti hidup dan “teknologi” yang berati sistem, maka pengertiannya adalah
penggunaan organisme atau system hidup untuk memecahkan suatu masalah atau
untuk menghasilkan produk yang berguna.
Beberapa ilmuwan dan pakar memberikan definisi bioteknologi, sebagai
berikut:
1. Sylvia A. Mender
Menurut Mender, bioteknologi merupakan istilah yang digunakan untuk
menunjukkan penggunaan sistem biologi yang bertujuan menghasilkan suatu
produk yang sesuai denagn keinginan manusia. Sejak awal peradaban, terutama
era Mendel, manusia banyak melakukan persilangan, baik persilangan antar
tumbuhan maupun persilangan antar hewan untuk menghasilkan sifat unggul
yang diinginkan.
2. Ricky Lewis
Ricky Lewis menyebut bioteknologi dengan istilah rekayasa genetika (genethic
engineering). Penggunaan istilah rekayasa genetika ini didasarkan atas
manipulasi deoxyribbo-nucleic-acid (DNA) suatu makhluk hidup. Di dalam
bioteknologi dilakukan rekayasa organisme atau komponen organisme untuk
4
menghasilkan barang dan jasa yang penting dan menguntungkan bagi kehidupan
manusia.
3. Federasi Bioteknologi Eropa
Pada tahun 1981 Federasi Bioteknologi Eropa mendefinisikan bioteknologi
sebagai aplikasi terpadu biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa kimia dengan
tujuan untuk mendapatkan aplikasi teknologi dengan kapasutas biakan mikroba,
sel, atau jaringan di bidang industri, kesehatan, dan pertanian.
4. Sardjoko
Pada tahun 1991 sardjoko mendefinisikan bioteknologi sebagai proses-proses
biologi oleh mikroorganisme yang dimanfaatkan oleh dan untuk kepentingan
manusia.
C. Prinsip Dasar Bioteknologi
Pada prinsipnya, dalam bioteknologi terkandung tiga hal pokok sebagai
berikut:
Agen biologis (mikroorganisme, enzim, sel tumbuhan, dan sel hewan)
Pendayagunaan secara teknologis dan industrial
Produk dan jasa yang diperoleh
Prinsip bioteknologi digunakan untuk meningkatkan produktivitas dan
kualitas produk makanan, pertanian, serta perternakan secara nyata sera
memecahkan masalah – masalah di bidang kesehatan dengan menyediakan vaksin –
vaksin baru dan hormon – hormon penting serta beberapa enzim melalui teknologi
DNA rekombinan.
D. Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern
1. Bioteknologi Konvensional
Berdasarkan kondisi pelaksanaanya bioteknologi ini dibedakan pada kondisi
yang non steril dan kondisi yang steril (membutuhkan area khusus) dan belum
ditunjang berdasarkan ilmu-ilmu tertentu. Pada kondisi non steril proses
bioteknologi masih dilakukan dalam kondisi belum menggunakan area khusus,
umumnya masih menggunakan mikroorganisme secara langsung dan dilakukan
dengan cara sederhana.
Ciri khas bioteknologi masa ini yaitu teknologi dan prosedur kerjanya
diciptakan dan lahir melalui proses coba-coba dan berdasarkan temuan yang
tidak disengaja atau berdasarkan hasil pengamatan dan proses alami.
Pengembangannya belum berdasarkan teori atau ilmu yang sistematis.
Produk yang dihasilkan masih belum murni. Contoh : Tape singkong atau tapai
5
ketan (Saccharomyces cereviciae) Roti (Saccharomyces cereviciae), Tempe
(Rhizopus oryzae), Oncom (Neurospora sitophyla), Yogurt (Lactobacillus
bulgaricus), Mentega (Streptococcus lactis), Kecap (aspergillus oryzae), Nata
De Coco (Acetobacter xylinium).
Sedangkan pada kondisi steril bioteknologi telah didominasi ilmu
mikrobiologi, botani dan farmatologi. Bioteknologi pada kondisi steril ini telah
dilakukan pendekatan keilmuan, penerapan quality control, standarisasi mutu,
dan diakuinya hak paten produk yang dihasilkan.
Bioteknologi kondisi steril dibagi menjadi beberapa era yaitu :
Era Pra Pasteur (sebelum 1865) : teknik fermentasi oleh mikroorganisme,
contoh : minuman beralkohol.
Era Pasteur (1865-1940) : Perkembangan industri fermentasi pembuatan etanol,
butanol dan asam organik, perlakuan air buangan.
Era Antibiotik (1940-1960) : Pembuatan penisilin yang mulai digunakan pada
saat pendaratan tentara USA di Normandi selama perang dunia II, vaksin virus,
teknologi kultur sel hewan.
Era Pasca Antibiotik (1960-!975) : Asam-asam amino, protein sel tunggal, enzim
untuk detergen, biogas, dll.
2. Bioteknologi Modern
Bioteknologi modern
atau
bioteknologi
molekuler
mengalami
perkembangan yang sangat pesat, seiring dengan perkembangan teknik biologi
molekuler. Bioteknologi molekuler ini tidak berdiri sendiri akan tetapi
berhubungan berbagai dispilin ilmu seperti biologi sel, biokimia, genetika,
mikrobiologi dan biologi molekuler.
Bioteknologi pada umumnya menggunakan jasad renik atau bagiannya dan
dilakukan pada skala besar untuk produksi senyawa yang memiliki nilai jual
6
yang tinggi. Dalam perkembangannya bioteknologi mengalami perubahan yang
nyata setelah teknologi DNA rekombinan berkembang. Penggabungan DNA
rekombinan dengan bioteknologi molekuler.
Peralatan dan teknologi yang digunakan yaitu dengan berbagai teknoloh=gi,
misalnya menggunakan mesin isolasi, teknologi hibridoma, kloning, rekayasa
biokimia, dan rekayasa genetika.
Bioteknologi modern proses dan hasilnya steril, mampu memproduksi
banyak dalam waktu cepat dan kualitas
terstandardisasi. Contohnya kultur
jaringan, organisme transgenik, hewan hasil kloning dan insulin buatan.
E. Penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi
1. Mikroorganisme penghasil Makanan dan Minuman
Proses fermentasi dari suatu organisme dapat mengubah suatu makanan dan
minuman. Ingatlah kembali pelajaran Metabolisme, proses fermentasi
merupakan perubahan enzimatik secara anaerob dari suatu senyawa organik &
menjadi produk organik yang lebih sederhana. Mengapa mikroorganisme
dijadikan sebagai sumber makanan? Hal tersebut disebabkan mikroorganisme
dapat tumbuh menjadi dua kali lipat & juga massa mikroba minimal
mengandung 40% protein dan memiliki kandungan vitamin & mineral yang
tinggi. Beberapa jenis mikroorganisme dalam produk makanan & minuman
adalah sebagai berikut:
a. Bioteknologi Pembuatan Tape
Tape merupakan makanan hasil fermentasi yang mengandung alkohol.
Makanan ini dibuat dari beras ketan ataupun singkong dengan jamur
Endomycopsis fibuligera, Rhizopus oryzae, ataupun Saccharomyces
cereviceae sebagai ragi atau mikroorganisme pembantu proses fermentasi.
Ragi tersebut tersusun oleh tepung beras, air tebu, bawang merah & putih,
kayu manis. Sebelum membuat tape perlu diperhatikan untuk menghasilkan
kualitas yang bagus, warnanya menarik, rasanya manis & strukturnya
lembut.
b. Bioteknologi Pembuatan Tempe
Tempe adalah makanan yg populer di negara kita. Meskipun merupakan
makanan yg sederhana, tetapi tempe mempunyai atau mengandung sumber
protein nabati yg cukup tinggi. Tempe terbuat dari kedelai dengan bantuan
7
mikroorganisme jamur Rhizopus sp. Jamur ini akan mengubah protein
kompleks kacang kedelai yg sukar dicerna menjadi protein sederhana yg
mudah dicerna karena adanya perubahan-perubahan kimia pada protein,
lemak, & karbohidrat. Selama proses fermentasi kedelai menjadi tempe,
akan dihasilkan antibiotika yg akan mencegah penyakit perut seperti diare.
c. Bioteknologi Pembuatan Kecap
Kecap terbuat dari kacang kedelai berwarna hitam. Untuk mempercepat
fermentasi biasanya dicampurkan sumber karbohidrat atau energi yng
berbentuk tepung beras atau nasi, sedangkan warna larutan kecap yng
terjadi, tergantung pada waktu. Perendaman kedelai dilakukan dalam larutan
garam, maka pembuatan kecap dinamakan fermentasi garam. Fermentasi
pada
proses
pembuatan
kecap
dengan
menggunakan
bantuan
mikroorganisme jamur Aspergillus wentii & Rhizopus sp. Coba Anda
perhatikan beberapa kecap di pasaran, ada yng kental, ada pula yng encer.
Kecap yng kental karena banyak ditambahkan gula merah, gula aren, atau
gula kelapa, sedangkan kecap yng encer dikarenakan mengandung lebih
banyak garam. Ada juga kecap ikan, kecap udang, dan sebagainya. Itu bisa
dilakukan karena selama proses pembuatan ada penambahan sari ikan
ataupun sari udang ke dalamnya.
d. Bioteknologi Pembuatan Asinan Sayur
Asinan sayuran merupakan sayuran yng diawetkan dengan jalan fermentasi
asam. Bakteri atau mikroorganisme yng digunakan adalah Lactobacillus sp.,
Streptococcus sp., & Pediococcus. Mikroorganisme tersebut mengubah zat
gula yng terdapat dalam sayuran menjadi asam laktat. Asam laktat yng
terbentuk
dapat
membatasi
pertumbuhan
mikroorganisme
lain & memberikan rasa khas pada sayuran yng difermentasi atau sering
dikenal dengan nama ‘acar’.
e. Bioteknologi Pembuatan Roti
Jika Anda makan roti atau donat, pernahkah Anda berpikir bila pembuatan
roti atau donat itu sebenarnya juga melalui proses fermentasi? Proses
fermentasi
ini
dibantu
dengan
bantuan
mikroorganisme yeast
atau
mikroorganisme khamir yaitu sejenis jamur. Jika Anda mempunyai
kesempatan memperhatikan pembuatan roti atau donat, maka adonan tepung
8
akan mengembang. Mengapa bisa mengembang? Mikroorganisme Yeast
yang ditambahkan pada adonan tepung akan menjadikan proses fermentasi,
yaitu akan menghasilkan gas karbondioksida & alkohol. Gas karbondioksida
tersebut dapat berguna untuk mengembangkan roti, sedangkan alkohol
dibiarkan menguap. Selanjutnya, akan terlihat jika adonan tersebut dioven
akan
tampak
lebih
mengembang & ukurannya
membesar,
hal
ini dikarenakan gas akan mengembang jika temperatur tinggi. Hasilnya
seperti yang Anda lihat roti akan berwarna kekuningan & lembut, tetapi jika
tidak beruntung roti akan keras & padat (bantat), coba Anda pikirkan!
f. Bioteknologi Pembuatan Keju
Pada umumnya keju disukai banyak orang. Keju dibuat dari air susu yg
diasamkan dengan memasukkan mikroorganisme berupa bakteri, yaitu
mikroorganisme
bakteri Lactobacillus
bulgarius & mikroorganisme
bakteri Streptococcus thermophillus. Mikroorganime ini bertugas untuk
mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat) susu
dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu dengan maksud untuk
membunuh mikroorganisme bakteri yg berbahaya agar berhasil dalam proses
pembuatannya. Selanjutnya, ditambahkan campuran enzim yg mengandung
renin untuk menggumpalkan susu sehingga terbentuk lapisan, yaitu berupa
cairan
susu
yg
diperas & dipadatkan.
harus
dibuang,
Enzim
sedangkan
tersebut
bagian
akan
yg
padat
menambah
aroma & rasa, juga akan mencerna protein & lemak menjadi asam amino.
Pada umumnya keju dapat dikelompokkan menurut kepadatannya yg
dihasilkan dalam proses pemasakan. Keju menjadi keras
apabila
kelembabannya kecil dan pemampatannya besar. Jika masa inkubasinya
semakin lama, maka keasamannya makin tinggi sehingga cita rasanya makin
tajam. Misalnya, keju romano, parmesan sebagai keju sangat keras, keju
cheddar,
swiss
sebagai
keju
keras
yg
berperan
adalah
mikroorganisme Propioniobacterium sp., keju roqueorforti yg berperan
adalah mikroorganisme Pennicilium reguerforti sebagai keju setengah lunak,
9
keju
camemberti
sebagai
keju
lunak
yg
berperan
adalah
mikroorganisme Pennicilium camemberti.
g. Bioteknologi Pembuatan Yoghurt
Yoghurt merupakan minuman yng terbuat dari air susu. Apabila
dibandingkan dengan susu biasa, yoghurt dapat memberikan efek
pengobatan terhadap lambung dan usus yng terluka. Selain itu, yoghurt dapat
menurunkan kadar kolesterol dalam darah sehingga mencegah penyumbatan
di pembuluh darah. Dalam proses pembuatannya, air susu dipanaskan
terlebih dahulu agar tidak terkontaminasi bakteri yng lain. Setelah dingin, ke
dalam air susu dimasukkan mikroorganisme bakteri
Lactobacillus
bulgaricus dan mikroorganisme Streptococcus termophillus. Susu dibiarkan
selama 4-6 jam pada suhu 38oC – 44o C atau selama 12 jam pada suhu 32oC.
Pada masa inkubasi akan dihasilkan asam laktat, asam inilah yng membuat
yoghurt berasa asam, dapat juga ditambahkan dengan buah, kacang, atau
rasa lain yng diinginkan. Yoghurt mengandung jutaan mikroorganisme
bakteri menguntungkan sehingga sanggup menekan bakteri yng merugikan
dalam saluran pencernaan, yoghurt juga lebih mudah dicerna dibandingkan
susu biasa.
h. Bioteknologi MinumanBeralkohol
Coba Anda sebutkan minuman yng beralkohol! Anggur & bir merupakan
sebagian dari contohnya. Mikroorganisme yng digunakan adalah khamir dari
genus Saccharomyces. Minuman yng sangat terkenal yaitu anggur
sebenarnya adalah buah anggur yng sudah mengandung gula sehingga dapat
digunakan secara langsung oleh ragi selama proses fermentasi. Pada proses
pembuatan minuman ini sudah tidak diperlukan tambahan gula lagi, apabila
ingin menambah cita rasa dapat ditambahkan buah-buahan & gula
secukupnya. Bakteri yng digunakan adalah bakteri yng bersifat asam laktat
karena buah anggur mengandung asam malat yng tinggi. Bakteri tersebut
akan mengubah asam malat menjadi asam laktat yng lemah & proses ini
disebut fermentasi malolaktat sehingga hasil minumannya memiliki rasa yng
lebih baik dan sedikit asam.
2. Mikroorganisme Penghasil Protein
10
Mengingat jumlah penduduk yg semakin meningkat & masalah penyediaan
bahan pangan yg semakin berkurang terasa adanya ketidakseimbangan antara
hasil pertanian & kebutuhan, bahkan sumber protein yg belum mencapai sasaran
sehingga diperlukan cara baru melalui teknologi dengan hasil teknoprotein yg
dinamanakan Protein Sel Tunggal (PST). Protein sel tunggal merupakan protein
yg dihasilkan oleh mikroorganisme misalnya ganggang, bakteri & berada di
dalam sel mikroorganisme tersebut. Mikroorganisme tersebut memiliki protein
yg beratnya mencapai 80% dari berat total sel. Jika mikroorganisme tersebut
memiliki kemampuan reproduksi yg sangat cepat, maka akan dihasilkan protein
dalam jumlah yg banyak dalam waktu yg singkat. Contohnya: :
a. Mikroorganisme Ganggang hijau Chlorella. Ganggang ini hidup di air tawar
yng menghasilkan protein yng dapat dimanfaatkan untuk makanan tambahan.
b. Mikroorganisme Ganggang Spirulina juga merupakan sumber protein sel
tunggal.
c. Mikroorganisme Bakteri Methylophillus methylotrophus, bakteri ini memilik
kandungan protein, yaitu asam nukleat (asam inti) yng tinggi dimana sulit
dicerna, dapat diolah dan digunakan sebagai makanan ternak.
3. Mikroorganisme Penghasil Obat
Antibiotik sebenarnya merupakan suatu zat kimia hasil dari mikroorganisme
dimana dapat menghambat pertumbuhan atau mematikan mikroorganisme
lainnya. Pembuatan antibiotik ini harus dalam lingkungan steril agar terhindar
dari kontaminasi yng mungkin terjadi, sehingga pertumbuhan mikroorganisme
yg diinginkan dapat optimal dan menghasilkan produk yng optimal juga.
Antibiotik ini pertama kali ditemukan oleh Alexander Fleming yg diberi nama
Penicilin yang dihasilkan oleh Penicillium. Jamur ini hidup dengan menyerap
makanan dari lingkungan dimana digunakan untuk metabolisme, bahkan dapat
menghasilkan
zat
yng
disekresikan
ke
lingkungannya & dapat
membunuh mikroorganisme lain. Beberapa kelompok dari antibiotik adalah
sebagai berikut.
Penicilin
Penicilin ini dapat menghambat infeksi dengan mencegah terbentuknya
dinding sel bakteri sehingga tidak membahayakan sel manusia. Jadi,
11
apabila Anda sakit disebabkan oleh bakteri atau virus, maka penggunaan
antibiotik ini tidak ada gunanya. Komponen utama penicilin adalah
penisilin G yg dapat diubah menjadi bentuk-bentuk lain. Penicilin G
terdegradasi oleh asam lambung sehingga lebih baik penicilin diberikan
melalui suntikan. Ada juga jenis penicilin yg tidak dipengaruhi oleh
asam lambung, dapat berupa sirup atau tablet.
Tetrasiklin
Perlu Anda ketahui tetrasiklin dihasilkan dari mikroorganisme bakteri
Streptomycin aureofaciens. Tetrasiklin mengikat kalsium & diakumulasi
dalam tulang & gigi yang sedang berkembang. Tetrasiklin aktif melawan
bakteri yang memiliki larutan yang sama dengan penicilin.
Sefalosporin
Sefalosporin dihasilkan oleh mikroorganisme jamur Cephalosporium.
Sefalosporin yang terbaru sangat efektif untuk melawan bakteri yang
resisten terhadap penicilin.
Eritromisin
Eritromisin bermanfaat untuk melawan bakteri yang resisten terhadap
penicilin atau dapat digunakan untuk pasien yang alergi terhadap
penicilin.
Vaksin
Pada masa ini berjuta-juta orang melakukan vaksinasi terutama bagi
anak-anak yang masih kecil. Vaksin telah membantu dalam pencegahan
serangan penyakit. Vaksin berasal dari mikroorganisme yang telah
dilemahkan atau dimatikan. Vaksin pada umumnya dimasukkan dengan
suntikan atau oral ke dalam tubuh manusia agar aktif melawan
mikroorganisme tersebut. Contohnya, vaksin disentri, tetanus, dan lain-
lain.
4. Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman (Biopestisida)
Salah satu cara untuk mengurangi pencemaran lingkungan adalah
penggunaan mikroorganisme sebagai pengendali hayati dalam membasmi hama
tanaman. Pengendalian hama dapat digunakan dengan musuh alam; misalnya
mikroorganisme bakteri di tanah dan tanaman yaitu Bacillus thuringiensis.
12
Bakteri ini dikembangkan menjadi insektisida mikrobial, yang menghasilkan
protein kristal yang dapat membunuh serangga, yaitu larva atau ulat serangga.
Tahukah Anda, Mikroorganisme Bacillus thuringiensis sekarang ini
dikembangkan dengan campuran tertentu, dapat sebagai perekat dan langsung
disemprotkan pada tanaman pertanian.
Saat ini telah ditemukan bakteri yang mampu membersihkan limbah
beracun sekaligus menghasilkan listrik. Dapat digunakan untuk menjalankan
peralatan
listrik
berdaya
rendah.
Penelitian
dilakukan
oleh
Charles
Miliken & Harold May dari Universitas Kedokteran Carolina Selatan.
Desulfitobacteria
berhasil
mengungkap
kemampuannya
untuk
menghancurkan & mengatasi polutan yang paling bermasalah yaitu PCB
(Poychlorinated biphenyl) dan beberapa larutan kimia.
F. Kuktur Jaringan pada Tumbuhan
Kultur jaringan tumbuhan merupakan teknik menumbuh kembangkan
bagian tanaman, baik berupa sel, jaringan, atau organ dalam kondisi aseptik secara
in vitro. Kultur jaringan dapat dilakukan karena adanya sifat totipotensi, yaitu
kemampuan setiap sel tanaman untuk tumbuh menjadi individu baru bila berada
dalam lingkungan yang sesuai. Dalam kultur jaringan, tanaman yang akan
dikulturkan sebaiknya berupa jaringan muda yang sedang tumbuh, misalnya akar,
daun muda, dan tunas. Bagian tumbuhan yang akan dikultur disebut sebagai
eksplan.
a) Teknik Kultur Jaringan
Tanaman dengan teknik kultur jaringan dapat diperoleh dengan empat tahap
sebagai berikut.
1. Tahap inisiasi adalah tahap penanaman eksplan ke dalam media. Media
yang digunakan adalah media cair yang terdiri dari zat nutrisi dan zat
pengatur tumbuh.
2. Tahap multiplikasi (perbanyakan kultur), eksplan akan tumbuh menjadi
jaringan seperti kalus berwarna putih disebut protocorm like body (PLB).
3. Tahap menghasilkan plantlet, PLB berkembang menjadi tanaman kecil yang
disebut plantlet.
4. Tahap aklimatiasi, plantlet dipisah-pisahkan dan dikultur dalam media
padat. Setelah plantlet tumbuh menjadi tanaman yang sempurna, maka
tanaman tersebut dipindah ke polybag.
13
Kultur jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang
diperlukan terpenuhi. Syarat-syarat tersebut antara lain, yaitu :
1. Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukan kalus.
2. Penggunaan medium yang cocok.
3. Keadaan aseptik.
4. Pengaturan udara yang baik.
b) Manfaat dan Kelemahan Kultur Jaringan
Dengan melakukan kultur jaringan tumbuhan dapat diperoleh manfaat sebagai
berikut.
1. Mendapat bibik banyak dalam waktu singkat yang identik dengan induknya.
2. Bibit terhindar dari hama dan penyakit.
3. Menghasilkan varietas baru seperti yang dikehendaki.
4. Mendapat hasil metabolisme tumbuhan (metabolit sekunder), misalnya
karet, resin, tanpa areal tanaman yang luas dan tidak perlu menunggu
tumbuhan dewasa.
5. Melestarikan tanaman-tanaman yang hampir punah.
c) Selain memiliki manfaat, kultur jaringan juga memiliki kelemahan-kelemahan
yaitu sebagai berikut.
1. Diperlukan biaya yang relatif tinggi.
2. Hanya mampu dilakukan oleh orang-orang tertentu saja, karena memiliki
keahlian khusus.
3. Bibit hasil kultur jaringan memerlukan proses aklimatiasi, karena terbiasa
dalam kondisi lembap dan aseptik.
G. Kloning pada Hewan
1. Tekhnik Transfer Inti
Kloning domba Dolly merupakan peristiwa penting dalam sejarah kloning.
Dengan kegiatan kloning yang dilakukan pada kambing tidak hanya
membangkitkan antusias terhadap kloning, melainkan kegiatan kloning tersebut
membuktikan
bahwa
kloning
binatang
dewasa
dapat
disempurnakan.
Sebelumnya, tidak diketahui bahwa suatu nukleus dewasa ternyata mampu
memproduksi suatu hewan yang lengkap atau komplit.
Ian Wilmut dan Keith Cambell memperkenalkan tentang suatu metode yang
mampu melakukan singkronisasi siklus sel dari kedua sel, yakni sel donor dan
sel telur. Tanpa singkronosasi siklus sel, maka inti tidak akan berada pada suatu
keadaan yang optimum untuk dapat diterima oleh embrio. Bagaimanapun juga
sel donor harus diupayakan untuk dapat masuk ke Gap Zero, atau stadium sel
G0, atau stadium sel dorman (Rusda, M., 2003).
Tahapan yang dilakukan oleh Ian Wilmut dan Keith Cambell adalah sebagai
berikut (Rusda, M., 2003). Pertama, suatu sel (yang dijadikan sebagai sel donor)
14
diseleksi dari sel kelenjar mammae domba betina berbulu putih (Finn Dorset)
untuk menyediakan informasi genetis bagi pengklonan. Untuk studi ini, peneliti
membiarkan sel membelah dan membentuk jaringan in vitro atau diluar tubuh
hewan. Hal ini akan menghasilkan duplikat yang banyak dari suatu inti yang
sama.
Kedua, Suatu sel donor diambil dari jaringan dan dimasukkan ke dalan
campuran, yang hanya memiliki nutrisi yang cukup untuk mempertahankan
kehidupan sel. Hal ini menyebabkan sel untuk menghentikan seluruh gen yang
aktif dan memasuki stadium G0 atau stadium dorman. Kemudian sel telur dari
domba betina Blackface dienokulasi dan diletakkan disebelah sel donor.. Domba
blackface adalah domba betina yang mukanya tertutupi bulu hitam atau sering
disebut juga Scottish Blackface.
Satu sampai delapan jam setelah pengambilan sel telur, kejutan listrik
digunakan untuk menggabungkan dua sel tadi, pada saat yang sama
pertumbuhan dari suatu embrio mulai diaktifkan. Tehnik ini tidaklah sepenuhnya
sama seperti aktivasi yang dilakukan oleh sperma, karena hanya beberapa sel
yang mampu bertahan cukup lama untuk menghasilkan suatu embrio setelah
diaktifkan oleh kejutan listrik (Rusda, M., 2003).
Jika embrio ini dapat bertahan, ia dibiarkan tumbuh selama sekitar enam
hari, diinkubasi di dalam oviduk domba. Apabila ternyata sel yang diletakkan di
dalam oviduk lebih awal, di dalam pertumbuhannya akan lebih mampu bertahan
dibandingkan dengan embrio yang diinkubasi di dalam laboratorium. Pada tahap
terakhir, embrio tersebut akan ditempatkan ke dalam uterus betina penerima
(surrogate mother). Induk betina tersebut selanjutnya akan mengandung hasil
kloning tadi hingga hewan hasil kloning siap untuk dilahirkan. Bila tidak terjadi
kekeliruan atau kesalaha selama dalam uterus domba, maka suatu duplikat yang
persis sama dari donor akan lahir. Domba yang baru lahir tersebut memiliki
semua karakteristik yang sama dengan domba yang lahir secara alamiah. Dan
telah diamati bila ada efek yang merugikan, seperti resiko yang tinggi terhadap
kanker atau penyakit genetis lainnya yang terjadi atas kerusakan bertahap DNA.
Percobaan kloning domba Dolly, yang merupakan mamalia pertama yang
dikloning dari DNA sel dewasa, telah dibunuh dengan suntikan mematikan pada
15
tanggal 14 Februari 2003. Sebelum kematiannya, Dolly menderita kanker paruparu dan arthritis melumpuhkan, padahal sebagian besar domba Finn Dorset
hidup sampai 11 sampai 12 tahun. Setelah diperiksa, kambing Dolly tampaknya
menunjukkan bahwa, selain kanker dan arthritis, ia tampaknya cukup normal.
2. Kloning Embrio
Pada Juli 1998, sebuah tim ilmuwan dari Universitas Hawai mengumumkan
bahwa mereka telah menghasilkan tiga generasi tikus kloning yang secara
genetik identik. Tehnik ini diakreditasi atas nama Teruhiko Wakayama dan
Ryuzo Yanagimachi dari Universitas Hawai. Yanagimachi menciptakan tiga
generasi berturut-turut. Sebelum keberhasilan ini, diperkirakan bahwa tahap
awal di mana embrio genom hewan mengambil lebih (dua-sel pada tikus)
menyulitkan nukleus pemrograman ulang terjadi.
Tikus adalah salah satu yang untuk melakukan kegiatan mengkloning tidak
seperti domba. Pada tikus, sel telur melai melakukan mitosis segera setelah
proses pembuahan terjadi, sehingga menyebabkan peneliti hanya memiliki
sedikit waktu untuk memprogram ulang inti baru.
Domba digunakan pada tehnik Roslin karena sel telurnya membutuhkan
beberapa jam sebelum membelah, memungkinkan adanya waktu bagi sel telur
untuk memprogram ulang nukleus barunya. Meskipun tidak mendapatkan
keuntungan tersebut ternyata Wakayama dan Yanagimachi mampu melakukan
kloning dengan angka keberhasilan yang jauh lebih tinggi yaitu menghasilkan 3
kloning dari sekitar seratus proses kloning yang yang dilakukan, sedangkan
dibandingkan percobaan yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya menghasilkan
satu klon dari 277 proses kloning yang di lakukan.
Apabila kita persentasikan, maka prosentase keberhasilan tehnik Honolulu
lebih besar dengan angka persentase 3%, sedangkan tingkat keberhasilan dengan
tehnik Roslin yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya sebesar 0,361%.
Wakayama dan Yanagimachi melakukan pendekatan terhadap masalah
sinkronisasi siklus sel yang berbeda dibandingkan Ian Wilmut.
Ian Wilmut menggunakan sel dari kelenjar mammae yang harus dipaksa
untuk memasuki ke stadia G0, sedangkan Wakayama dan Yanagimachi awalnya
menggunakan beberapa tipe sel yakni, sel otak dan sel kumulus. Sel otak berada
16
dalam stadia G0 secara alamiah dan sel kumulus hampir selalu hadir pada stadia
G0 ataupun G1.
Sel telur tikus yang tidak dibuahi digunakan sebagai penerima atau resipien
dari inti donor. Setelah dienokulasi, sel telur memiliki inti donor yang
dimasukkan ke dalamnya. Nukleus donor diambil dari sel-sel dalam hitungan
menit dari setiap ekstrak sel dari tikus tersebut. Tidak seperti pada proses yang
digunakan untuk mengkloning Dolly, percobaan Wakayama tanpa melalui
proses in vitro atau di luar dari tubuh hewan, kultur dilakukan justru pada sel-sel
tersebut.
Setelah satu jam sel-sel telah menerima nukleus-nukleus yang baru. Setelah
penambahan waktu selama 5 jam sel telur kemudian ditempatkan pada suatu
kultur kimia untuk memberi kesempatan sel-sel tersebut tumbuh, sebagaimana
layaknya fertilisasi secara alamiah.
Pada suatu kultur dengan suatu substansi yang mampu menghentikan
pembentukan suatu polar body, sel kedua yang secara alami terbentuk sebelum
fertilisasi. Polar body akan menjadikan jumlah dari gen dalam sel menjadi
setengah dari jumlah gen sel normal.
Setelah penyatuan, sel-sel berkembang menjadi embrio-embrio. Embrioembrio ini kemudian ditransplantasikan kepada induk betina donor (surrogate
mother) dan akan tetap berada di sana sampai siap untuk di lahirkan. Sel yang
paling berhasil dari proses ini adalah sel kumulus, maka penelitian
dikonsentrasikan pada sel-sel dari tipe sel kumulus.
Setelah terbukti bahwa tehniknya dapat menghasilkan kloning yang hidup,
Wakayama juga membuat kloning dari kloning, dan membiarkan mahluk klon
yang asli untuk melahirkan secara alamiah untuk membuktikan bahwa mereka
memiliki kemampuan reproduksi secara sempurna. Pada saat dia mengumumkan
keberhasilannya, Wakayama telah menciptakan lima puluh kloning.
Tehnik baru ini memungkinkan untuk melaksanakan penelitian lebih lanjut
tentang bagaimana tepatnya sebuah telur memprogram ulang sebuah nukleus.
Tikus bereproduksi dalam kurun bulanan, jauh lebih cepat dibanding dengan
domba. Hal ini menguntungkan dalam hasil penelitian jangka panjang. Kloning
juga sedang diterapkan pada spesies lain.
17
Sebagai contoh, pada awal tahun 2000, Akira Onishi dan koleganya di
Jepang, mencoba untuk mengkloning babi dengan menggunakan tehnik
Honolulu (Buchana, F., 2000).
Para pendukung teknologi kloning berpendapat bahwa teknologi kloning
dan penelitian akan meningkatkan kualitas ilmu pengetahuan dan kehidupan
dengan menjawab permasalahn-permasalahn biologi secara kritis, dan
memajukan dunia peternakan, genetika dan ilmu medis.
Alasan utama di balik kegunaan kloning adalah bahwa dengan
menghasilkan salinan genetik yang hampir identik dari suatu organisme, hasil
yang diperoleh lebih cepat dan lebih dapat diprediksi dibandingkan dengan
teknik reproduksi sebelumnya seperti inseminasi buatan, yang membutuhkan
biaya yang mahal (Tong, W F., 2002).
H. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika adalah suatu proses perubahan gen-gen dalam tubuh
makhluk hidup. Rekayasa genetika dilakukan dengan cara mengisolasi dan
mengidentifikasi serta memperbanyak gen yang dikehendaki.
Berbagai teknik rekayasa genetika berkembang dimungkinkan karena
ditemukannya :
1. Enzim restriksi endonuklease yang dapat memotong benang DNA.
2. Enzim ligase yang dapat menyambung kembali benang DNA.
3. Plasmid yang dapat digunakan sbagai wahana memindahkan potongan benang
DNA tertentu ke dalam sel mikroorganisme.
Rekayasa genetika (Inggris: genetic engineering) dalam arti paling luas
adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini
kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat
dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula
dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat
dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular
untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi
genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.
Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme,
mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga
tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di
18
bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan,
kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik
lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masingmasing.
I. Pemanfaatan Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika bila digunakan pada mikroorganisme membantu dalam
penciptaan obat-obatan baru yang tidak dapat dibuat dengan cara lain.
Rekayasa genetika membantu dalam proses remediasi bio yang merupakan
proses pembersihan limbah dan polusi dengan bantuan organisme hidup.
Rekayasa genetika telah membantu menurunkan penggunaan secara
keseluruhan herbisida dan pestisida.
Rekayasa genetika telah membantu dengan produksi vaksin dan obat lainnya
pada tanaman.
Rekayasa genetika telah membantu menghasilkan cara yang lebih cepat dan
lebih dapat diprediksi menghasilkan kultivar baru. Selanjutnya, sifat kultivar
yang lebih dikenal hari ini daripada yang pernah dikenal sebelumnya.
Rekayasa genetika dapat menghasilkan pertanian berkelanjutan.
Rekayasa genetika dapat mentolerir peternakan tanpa penderitaan apapun.
Pada manusia, rekayasa genetika digunakan untuk mengobati kelainan genetik
dan kanker. Hal ini juga membantu dalam memasok bagian tubuh baru.
Rekayasa genetika memiliki potensi untuk menciptakan jenis baru manusia
dengan banyak sifat menguntungkan.
Teknologi mRNA Anti-sense.
Rekayasa genetika digunakan dalam bidang pertambangan untuk mengekstrak
elemen yang berguna dari yang mereka benar-benar tertanam dalam.
Urutan bakteri tertentu yang dimanipulasi untuk mengubah sampah menjadi
etanol, sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar.
J. Dampak Positif dan Negatif Bioteknologi
a. Dampak Positif Bioteknologi
Dampak positif dari bioteknologi adalah dihasilkannya produk-produk yang
bermanfaat bagi peningkatan kesejahtraan manusia.
1. Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos,
dan lumpur aktif.
2. Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar
lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan interferon
3. Bioteknologi dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian melalui kultur
jaringan, fiksasi nitrogen pengendalian hama tanaman, dan pemberian
hormon tumbuhan.
19
4. Bioteknologi dapat menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan
biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas)
5. Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan makanan dan minuman,
antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem, mentega, yoghurt, tempe,
kecap, bir dan anggur
b. Dampak negatif bioteknologi
1. Menimbulkan penyakit pada manusia.
2. Gen-gen yang mengkode untuk pembentukan antibiotic dapat saja
mengalami kecelakaan di dalam tubuh bakteri sehingga menyebabkan
penyakit pada manusia.
3. Menimbulkan reaksi alergi yang disebabkan karena mengkomsumsi produk
4.
5.
6.
7.
transgenic.
Mengancam kelestarian alam.
Jagung hasil rekayasa genetik dapat membunuh ulat yang tidak berbahaya.
Rekayasa genetika dapat menghasilkan gluma-gluma super.
Tanaman rekayasa genetika dapat membahayakan burung yang
memakannya.
8. Menyebabkan kepunahan sebagian plasma nuftah asli karena yang
dikembangkan sekarang hanya produk rekayasa genetika saja.
9. Berpotensi digunakan sebagai alat perang.
10. Beberapa orang mungkin dengan sengaja menciptakan kombinasi gen-gen
baru untuk kepentingan perang (semacam senjata kimia dan senjata
biologi).
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
20
Berdasarkan
pemaparan
diatas
maka
dapat
disimpulkan
bahwa,
Bioteknologi adalah usaha terpadu dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan, seperti
Mikrobiologi, Genetika, Biokimia, Sitologi, dan Biologi Molekuler untuk
mengolah bahan baku dengan bantuan mikroorganisme, sel, atau komponen
selulernya yang diproleh dari tumbuhan atau hewan sehingga menghasilkan barang
dan jasa.
Bioteknologi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu : bioteknologi konvensional
(tradisional)
dan
bioteknologi
modern.
Peranan
mikroorganisme
dalam
bioteknologi, yaitu dalam bidang pangan, dalam bidang pertanian dan perkebunan,
dalam bidang peternakan, dalam bidang kedokteran dan farmasi, dalam bidang
lingkungan (bioremediasi), dan dalam bidang pertambangan (biometalurgi).
Bioteknologi bukan hanya memiliki dampak positif saja, tetapi juga memiliki
dampak negatif.
B. Saran
Dalam menerapkan bioteknologi, kita sebagai manusia yang memiliki naluri
seyogiannya dapat menerapkannya sesuai dengan norma-norma agar dampak
negative dari penerapan bioteknologi dapat kita netralisir. Semoga dengan adanya
makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca mengenai bioteknologi.
Dari Penulisan dan penelitian makalah ini penulis menyadari terdapat
banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap agar pembaca dapat
memberikan kritik dan saran agar makalah ini menjadi lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
Dra. Irnaningtyas, M.Pd. 2015. Biologi untuk SMA/MA kelas XII Jilid 3. Jakarta:
Penerbit Erlangga.
http://blogpetang.blogspot.com
http://d-josseal.blogspot.com
http://yonorio601.blogspot.com
21
http://www.biologi-sel.com/2013/05/manfaat-rekayasa-genetika.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_genetika
http://lenkabelajar.blogspot.co.id/2012/09/makalah-kloning.html
http://www.plengdut.com/2012/10/bioteknologi.html
http://mastugino.blogspot.co.id/2013/11/pemanfaatan-mikroorganisme.html
http://fungsi.web.id/2015/05/perbedaan-bioteknologi-modern-dan-konvensional.html
http://blogku--inspirasiku.blogspot.co.id/2012/06/makalah-bioteknologi.html
22
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Terdapat jutaan organisme di bumi dengan bentuk dan struktur yang
beranekaragam. Organisme yang dikira tidak memiliki manfaat ternyata memiliki
potensi yang cukup besar bagi manusia.
Oleh sebab itu manusia dengan
kecerdasan berpikirnya mencoba untuk mengembangkan dan menggunakannya
seluruh organisme di bumi demi kesejahteraan kehidupan umat manusia.
Pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang menggunakan makhluk hidup atau
organisme untuk menghasilkan produk dan jasa guna kepentingan manusia disebut
bioteknologi
Hampir semua orang pasti pernah melakukan bioteknologi dalam kehidupan
sehari-hari, walaupun mereka kurang mengerti apa itu bioteknologi dan istilah
bioteknologi terdengar asing bagi mereka. Namun, apabila mereka diberitahu
bahwa pembuatan tempe, tape dan kecap merupakan beberapa contoh bioteknologi,
barulah mereka mulai sedikit mengerti apa yang dimaksud dengan bioteknologi.
Pada mulanya bioteknologi memang didominasi untuk memproduksi makanan.
Seiring perkembangan zaman, para ahli terus meneliti beberapa organisme
agar dapat memperoleh suatu produk yang bermanfaat. Dan akhirnya pun mereka
berhasil
menemukan
produk-produk
bioteknologi
baru
dari
pemanfaatan
organisme.
B. Rumusan Masalah
Bagaimana Sejarah Bioteknologi?
Apakah yang dimaksud dengan Bioteknologi?
Apa prinsip dasar Biotenologi?
Apa saja perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern?
Bagaimana Penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi?
Bagaimana pemanfaatan bioteknologi dlm kehidupan manusia?
Apa saja dampak yang di alami manusia dengan adanya bioteknologi?
C. Tujuan
Mengetahui sejarah Bioteknologi.
Mengetahui pengertian Bioteknologi.
Mengetahui prinsip dasar Biotenologi.
Mengetahui Bioteknologi Konvensional dan Modern.
Mengetahui penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi.
Mengetahui pemanfaatan Bioteknologi dalam kehidupan manusia.
Mengetahui dampak positif dan negatif dari Bioteknologi.
D. Manfaat
Untuk mengetahui sejarah Bioteknologi.
1
Untuk mengetahui pengertian Bioteknologi.
Untuk mengetahui prinsip dasar Biotenologi.
Untuk mengetahui perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern.
Untuk mengetahui penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi.
Untuk mengetahui pemanfaatan Bioteknologi dalam kehidupan manusia.
Untuk mengetahui dampak positif dan negatif dari Bioteknologi.
2
BAB II
ISI
A. Sejarah Bioteknologi
Abad ke XXI sering disebut abad bioteknologi dan biomolekuler, yang
diharapkan dapat memecahkan berbagai masalah berkaitan dengan kesejahteraan
manusia. Bioteknologi adalah teknik penggunaan makhluk hidup, atau bahan yang
didapat dari makhluk hidup, untuk membuat suatu produk dan jasa yang
bermanfaat bagi manusia.
Perkembangan ilmu selanjutnya membawa manusia mengenal kromosom.
Pada awal tahun 1880-an Wilhelm Roux memperkirakan bahwa kromosom adalah
pembawa bahan hereditas. Ahli lain, Mendel mempelajari perilaku kromosom
sebagai pembawa bahan hereditas ini. Menurut Mendel, organisme membawa dua
unit hereditas bagi setiap sifat keturunan. Selanjutnya teori Mendel sesuai juga
dengan kenyataan, bahwa induk menurunkan hanya separoh separoh kromosom
melalui sel kelamin.
Pada tahun 1860-an Fredrich Miescher berhasil mengisolasi bahan dari inti
sel ini, setelah diidentifikasi diketahui mengandung protein dan asam nukleat.
Selanjutnya diketahui bahwa asam nukleat tersusun atas unit pembangun yang
dikenal dengan nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari gula (ribose), gugus fosfat
dan empat macam basa nitrogen. Untuk kromosom, gulanya adalah deoksiribosa,
sehingga disebut DNA (deoxyibose nucleic acid), dan keempat macam basanya
adalah adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G).Untaian DNA ini
selanjutnya dikenal dengan gen.
Pada pertengahan tahun 1970, ahli Bioteknologi menemukan teknologi baru
yang dikenal dengan antibodi klon tunggal. Prinsip antibodi klon tunggal berbeda
dengan antibody klon ganda. Kisah antibody klon tunggal dimulai pada tahun 1974,
ketika George Kohler dan Cecar Milstein dari Medical Research Council’s
Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, Inggris, mengamati sesuatu yang
kemudian menjadi masalah menonjol yang belum terpecahkan dalam imunologi.
Antibody adalah bagian dari pertahanan tubuh terhadap benda asing yang ingin
masuk ke dalam tubuh.
3
Produksi antibody dikendalikan oleh gen, Kohler dan Milstein mempunyai
ide untuk menyatukan sel penghasil antibodi normal dengan sel dari tumor yang
mengkanker, yang disebut mieloma. Teknologi ini menghasilkan sel hybrid yang
selanjutnya dapat dikulturkan dan menghasilkan klon. Semua hybrid klon yang
sama menghasilkan molekul antibodi yang sama pula, oleh karena itu disebut
antibodi klon tunggal (monoclonal antibody).
Perkembangan bioteknologi telah membawa manusia untuk dapat
mengobati penyakit keturunan atau penyakit yang disebabkan adanya kelainan
genetis, yaitu dengan memasukkan gen yang baik ke dalam sumsum tulang
belakang, dikenal dengan metode transfer gen.
Metode transfer gen yang sedang dikembangkan untuk mengobati penyakit
genetic manusia tersebut diatas adalah untuk memasukkan gen baru ke dalam sel
somatic saja. Gen tersebut tidak dapat diturunkan pada anak jika tidak berada pada
sel benih yang menghasilkan sperma dan sel telur.
B. Pengertian Bioteknologi
Definisi bioteknologi apabila dilihat dari akar katanya berasal dari “bio”
yang berarti hidup dan “teknologi” yang berati sistem, maka pengertiannya adalah
penggunaan organisme atau system hidup untuk memecahkan suatu masalah atau
untuk menghasilkan produk yang berguna.
Beberapa ilmuwan dan pakar memberikan definisi bioteknologi, sebagai
berikut:
1. Sylvia A. Mender
Menurut Mender, bioteknologi merupakan istilah yang digunakan untuk
menunjukkan penggunaan sistem biologi yang bertujuan menghasilkan suatu
produk yang sesuai denagn keinginan manusia. Sejak awal peradaban, terutama
era Mendel, manusia banyak melakukan persilangan, baik persilangan antar
tumbuhan maupun persilangan antar hewan untuk menghasilkan sifat unggul
yang diinginkan.
2. Ricky Lewis
Ricky Lewis menyebut bioteknologi dengan istilah rekayasa genetika (genethic
engineering). Penggunaan istilah rekayasa genetika ini didasarkan atas
manipulasi deoxyribbo-nucleic-acid (DNA) suatu makhluk hidup. Di dalam
bioteknologi dilakukan rekayasa organisme atau komponen organisme untuk
4
menghasilkan barang dan jasa yang penting dan menguntungkan bagi kehidupan
manusia.
3. Federasi Bioteknologi Eropa
Pada tahun 1981 Federasi Bioteknologi Eropa mendefinisikan bioteknologi
sebagai aplikasi terpadu biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa kimia dengan
tujuan untuk mendapatkan aplikasi teknologi dengan kapasutas biakan mikroba,
sel, atau jaringan di bidang industri, kesehatan, dan pertanian.
4. Sardjoko
Pada tahun 1991 sardjoko mendefinisikan bioteknologi sebagai proses-proses
biologi oleh mikroorganisme yang dimanfaatkan oleh dan untuk kepentingan
manusia.
C. Prinsip Dasar Bioteknologi
Pada prinsipnya, dalam bioteknologi terkandung tiga hal pokok sebagai
berikut:
Agen biologis (mikroorganisme, enzim, sel tumbuhan, dan sel hewan)
Pendayagunaan secara teknologis dan industrial
Produk dan jasa yang diperoleh
Prinsip bioteknologi digunakan untuk meningkatkan produktivitas dan
kualitas produk makanan, pertanian, serta perternakan secara nyata sera
memecahkan masalah – masalah di bidang kesehatan dengan menyediakan vaksin –
vaksin baru dan hormon – hormon penting serta beberapa enzim melalui teknologi
DNA rekombinan.
D. Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern
1. Bioteknologi Konvensional
Berdasarkan kondisi pelaksanaanya bioteknologi ini dibedakan pada kondisi
yang non steril dan kondisi yang steril (membutuhkan area khusus) dan belum
ditunjang berdasarkan ilmu-ilmu tertentu. Pada kondisi non steril proses
bioteknologi masih dilakukan dalam kondisi belum menggunakan area khusus,
umumnya masih menggunakan mikroorganisme secara langsung dan dilakukan
dengan cara sederhana.
Ciri khas bioteknologi masa ini yaitu teknologi dan prosedur kerjanya
diciptakan dan lahir melalui proses coba-coba dan berdasarkan temuan yang
tidak disengaja atau berdasarkan hasil pengamatan dan proses alami.
Pengembangannya belum berdasarkan teori atau ilmu yang sistematis.
Produk yang dihasilkan masih belum murni. Contoh : Tape singkong atau tapai
5
ketan (Saccharomyces cereviciae) Roti (Saccharomyces cereviciae), Tempe
(Rhizopus oryzae), Oncom (Neurospora sitophyla), Yogurt (Lactobacillus
bulgaricus), Mentega (Streptococcus lactis), Kecap (aspergillus oryzae), Nata
De Coco (Acetobacter xylinium).
Sedangkan pada kondisi steril bioteknologi telah didominasi ilmu
mikrobiologi, botani dan farmatologi. Bioteknologi pada kondisi steril ini telah
dilakukan pendekatan keilmuan, penerapan quality control, standarisasi mutu,
dan diakuinya hak paten produk yang dihasilkan.
Bioteknologi kondisi steril dibagi menjadi beberapa era yaitu :
Era Pra Pasteur (sebelum 1865) : teknik fermentasi oleh mikroorganisme,
contoh : minuman beralkohol.
Era Pasteur (1865-1940) : Perkembangan industri fermentasi pembuatan etanol,
butanol dan asam organik, perlakuan air buangan.
Era Antibiotik (1940-1960) : Pembuatan penisilin yang mulai digunakan pada
saat pendaratan tentara USA di Normandi selama perang dunia II, vaksin virus,
teknologi kultur sel hewan.
Era Pasca Antibiotik (1960-!975) : Asam-asam amino, protein sel tunggal, enzim
untuk detergen, biogas, dll.
2. Bioteknologi Modern
Bioteknologi modern
atau
bioteknologi
molekuler
mengalami
perkembangan yang sangat pesat, seiring dengan perkembangan teknik biologi
molekuler. Bioteknologi molekuler ini tidak berdiri sendiri akan tetapi
berhubungan berbagai dispilin ilmu seperti biologi sel, biokimia, genetika,
mikrobiologi dan biologi molekuler.
Bioteknologi pada umumnya menggunakan jasad renik atau bagiannya dan
dilakukan pada skala besar untuk produksi senyawa yang memiliki nilai jual
6
yang tinggi. Dalam perkembangannya bioteknologi mengalami perubahan yang
nyata setelah teknologi DNA rekombinan berkembang. Penggabungan DNA
rekombinan dengan bioteknologi molekuler.
Peralatan dan teknologi yang digunakan yaitu dengan berbagai teknoloh=gi,
misalnya menggunakan mesin isolasi, teknologi hibridoma, kloning, rekayasa
biokimia, dan rekayasa genetika.
Bioteknologi modern proses dan hasilnya steril, mampu memproduksi
banyak dalam waktu cepat dan kualitas
terstandardisasi. Contohnya kultur
jaringan, organisme transgenik, hewan hasil kloning dan insulin buatan.
E. Penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi
1. Mikroorganisme penghasil Makanan dan Minuman
Proses fermentasi dari suatu organisme dapat mengubah suatu makanan dan
minuman. Ingatlah kembali pelajaran Metabolisme, proses fermentasi
merupakan perubahan enzimatik secara anaerob dari suatu senyawa organik &
menjadi produk organik yang lebih sederhana. Mengapa mikroorganisme
dijadikan sebagai sumber makanan? Hal tersebut disebabkan mikroorganisme
dapat tumbuh menjadi dua kali lipat & juga massa mikroba minimal
mengandung 40% protein dan memiliki kandungan vitamin & mineral yang
tinggi. Beberapa jenis mikroorganisme dalam produk makanan & minuman
adalah sebagai berikut:
a. Bioteknologi Pembuatan Tape
Tape merupakan makanan hasil fermentasi yang mengandung alkohol.
Makanan ini dibuat dari beras ketan ataupun singkong dengan jamur
Endomycopsis fibuligera, Rhizopus oryzae, ataupun Saccharomyces
cereviceae sebagai ragi atau mikroorganisme pembantu proses fermentasi.
Ragi tersebut tersusun oleh tepung beras, air tebu, bawang merah & putih,
kayu manis. Sebelum membuat tape perlu diperhatikan untuk menghasilkan
kualitas yang bagus, warnanya menarik, rasanya manis & strukturnya
lembut.
b. Bioteknologi Pembuatan Tempe
Tempe adalah makanan yg populer di negara kita. Meskipun merupakan
makanan yg sederhana, tetapi tempe mempunyai atau mengandung sumber
protein nabati yg cukup tinggi. Tempe terbuat dari kedelai dengan bantuan
7
mikroorganisme jamur Rhizopus sp. Jamur ini akan mengubah protein
kompleks kacang kedelai yg sukar dicerna menjadi protein sederhana yg
mudah dicerna karena adanya perubahan-perubahan kimia pada protein,
lemak, & karbohidrat. Selama proses fermentasi kedelai menjadi tempe,
akan dihasilkan antibiotika yg akan mencegah penyakit perut seperti diare.
c. Bioteknologi Pembuatan Kecap
Kecap terbuat dari kacang kedelai berwarna hitam. Untuk mempercepat
fermentasi biasanya dicampurkan sumber karbohidrat atau energi yng
berbentuk tepung beras atau nasi, sedangkan warna larutan kecap yng
terjadi, tergantung pada waktu. Perendaman kedelai dilakukan dalam larutan
garam, maka pembuatan kecap dinamakan fermentasi garam. Fermentasi
pada
proses
pembuatan
kecap
dengan
menggunakan
bantuan
mikroorganisme jamur Aspergillus wentii & Rhizopus sp. Coba Anda
perhatikan beberapa kecap di pasaran, ada yng kental, ada pula yng encer.
Kecap yng kental karena banyak ditambahkan gula merah, gula aren, atau
gula kelapa, sedangkan kecap yng encer dikarenakan mengandung lebih
banyak garam. Ada juga kecap ikan, kecap udang, dan sebagainya. Itu bisa
dilakukan karena selama proses pembuatan ada penambahan sari ikan
ataupun sari udang ke dalamnya.
d. Bioteknologi Pembuatan Asinan Sayur
Asinan sayuran merupakan sayuran yng diawetkan dengan jalan fermentasi
asam. Bakteri atau mikroorganisme yng digunakan adalah Lactobacillus sp.,
Streptococcus sp., & Pediococcus. Mikroorganisme tersebut mengubah zat
gula yng terdapat dalam sayuran menjadi asam laktat. Asam laktat yng
terbentuk
dapat
membatasi
pertumbuhan
mikroorganisme
lain & memberikan rasa khas pada sayuran yng difermentasi atau sering
dikenal dengan nama ‘acar’.
e. Bioteknologi Pembuatan Roti
Jika Anda makan roti atau donat, pernahkah Anda berpikir bila pembuatan
roti atau donat itu sebenarnya juga melalui proses fermentasi? Proses
fermentasi
ini
dibantu
dengan
bantuan
mikroorganisme yeast
atau
mikroorganisme khamir yaitu sejenis jamur. Jika Anda mempunyai
kesempatan memperhatikan pembuatan roti atau donat, maka adonan tepung
8
akan mengembang. Mengapa bisa mengembang? Mikroorganisme Yeast
yang ditambahkan pada adonan tepung akan menjadikan proses fermentasi,
yaitu akan menghasilkan gas karbondioksida & alkohol. Gas karbondioksida
tersebut dapat berguna untuk mengembangkan roti, sedangkan alkohol
dibiarkan menguap. Selanjutnya, akan terlihat jika adonan tersebut dioven
akan
tampak
lebih
mengembang & ukurannya
membesar,
hal
ini dikarenakan gas akan mengembang jika temperatur tinggi. Hasilnya
seperti yang Anda lihat roti akan berwarna kekuningan & lembut, tetapi jika
tidak beruntung roti akan keras & padat (bantat), coba Anda pikirkan!
f. Bioteknologi Pembuatan Keju
Pada umumnya keju disukai banyak orang. Keju dibuat dari air susu yg
diasamkan dengan memasukkan mikroorganisme berupa bakteri, yaitu
mikroorganisme
bakteri Lactobacillus
bulgarius & mikroorganisme
bakteri Streptococcus thermophillus. Mikroorganime ini bertugas untuk
mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat) susu
dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu dengan maksud untuk
membunuh mikroorganisme bakteri yg berbahaya agar berhasil dalam proses
pembuatannya. Selanjutnya, ditambahkan campuran enzim yg mengandung
renin untuk menggumpalkan susu sehingga terbentuk lapisan, yaitu berupa
cairan
susu
yg
diperas & dipadatkan.
harus
dibuang,
Enzim
sedangkan
tersebut
bagian
akan
yg
padat
menambah
aroma & rasa, juga akan mencerna protein & lemak menjadi asam amino.
Pada umumnya keju dapat dikelompokkan menurut kepadatannya yg
dihasilkan dalam proses pemasakan. Keju menjadi keras
apabila
kelembabannya kecil dan pemampatannya besar. Jika masa inkubasinya
semakin lama, maka keasamannya makin tinggi sehingga cita rasanya makin
tajam. Misalnya, keju romano, parmesan sebagai keju sangat keras, keju
cheddar,
swiss
sebagai
keju
keras
yg
berperan
adalah
mikroorganisme Propioniobacterium sp., keju roqueorforti yg berperan
adalah mikroorganisme Pennicilium reguerforti sebagai keju setengah lunak,
9
keju
camemberti
sebagai
keju
lunak
yg
berperan
adalah
mikroorganisme Pennicilium camemberti.
g. Bioteknologi Pembuatan Yoghurt
Yoghurt merupakan minuman yng terbuat dari air susu. Apabila
dibandingkan dengan susu biasa, yoghurt dapat memberikan efek
pengobatan terhadap lambung dan usus yng terluka. Selain itu, yoghurt dapat
menurunkan kadar kolesterol dalam darah sehingga mencegah penyumbatan
di pembuluh darah. Dalam proses pembuatannya, air susu dipanaskan
terlebih dahulu agar tidak terkontaminasi bakteri yng lain. Setelah dingin, ke
dalam air susu dimasukkan mikroorganisme bakteri
Lactobacillus
bulgaricus dan mikroorganisme Streptococcus termophillus. Susu dibiarkan
selama 4-6 jam pada suhu 38oC – 44o C atau selama 12 jam pada suhu 32oC.
Pada masa inkubasi akan dihasilkan asam laktat, asam inilah yng membuat
yoghurt berasa asam, dapat juga ditambahkan dengan buah, kacang, atau
rasa lain yng diinginkan. Yoghurt mengandung jutaan mikroorganisme
bakteri menguntungkan sehingga sanggup menekan bakteri yng merugikan
dalam saluran pencernaan, yoghurt juga lebih mudah dicerna dibandingkan
susu biasa.
h. Bioteknologi MinumanBeralkohol
Coba Anda sebutkan minuman yng beralkohol! Anggur & bir merupakan
sebagian dari contohnya. Mikroorganisme yng digunakan adalah khamir dari
genus Saccharomyces. Minuman yng sangat terkenal yaitu anggur
sebenarnya adalah buah anggur yng sudah mengandung gula sehingga dapat
digunakan secara langsung oleh ragi selama proses fermentasi. Pada proses
pembuatan minuman ini sudah tidak diperlukan tambahan gula lagi, apabila
ingin menambah cita rasa dapat ditambahkan buah-buahan & gula
secukupnya. Bakteri yng digunakan adalah bakteri yng bersifat asam laktat
karena buah anggur mengandung asam malat yng tinggi. Bakteri tersebut
akan mengubah asam malat menjadi asam laktat yng lemah & proses ini
disebut fermentasi malolaktat sehingga hasil minumannya memiliki rasa yng
lebih baik dan sedikit asam.
2. Mikroorganisme Penghasil Protein
10
Mengingat jumlah penduduk yg semakin meningkat & masalah penyediaan
bahan pangan yg semakin berkurang terasa adanya ketidakseimbangan antara
hasil pertanian & kebutuhan, bahkan sumber protein yg belum mencapai sasaran
sehingga diperlukan cara baru melalui teknologi dengan hasil teknoprotein yg
dinamanakan Protein Sel Tunggal (PST). Protein sel tunggal merupakan protein
yg dihasilkan oleh mikroorganisme misalnya ganggang, bakteri & berada di
dalam sel mikroorganisme tersebut. Mikroorganisme tersebut memiliki protein
yg beratnya mencapai 80% dari berat total sel. Jika mikroorganisme tersebut
memiliki kemampuan reproduksi yg sangat cepat, maka akan dihasilkan protein
dalam jumlah yg banyak dalam waktu yg singkat. Contohnya: :
a. Mikroorganisme Ganggang hijau Chlorella. Ganggang ini hidup di air tawar
yng menghasilkan protein yng dapat dimanfaatkan untuk makanan tambahan.
b. Mikroorganisme Ganggang Spirulina juga merupakan sumber protein sel
tunggal.
c. Mikroorganisme Bakteri Methylophillus methylotrophus, bakteri ini memilik
kandungan protein, yaitu asam nukleat (asam inti) yng tinggi dimana sulit
dicerna, dapat diolah dan digunakan sebagai makanan ternak.
3. Mikroorganisme Penghasil Obat
Antibiotik sebenarnya merupakan suatu zat kimia hasil dari mikroorganisme
dimana dapat menghambat pertumbuhan atau mematikan mikroorganisme
lainnya. Pembuatan antibiotik ini harus dalam lingkungan steril agar terhindar
dari kontaminasi yng mungkin terjadi, sehingga pertumbuhan mikroorganisme
yg diinginkan dapat optimal dan menghasilkan produk yng optimal juga.
Antibiotik ini pertama kali ditemukan oleh Alexander Fleming yg diberi nama
Penicilin yang dihasilkan oleh Penicillium. Jamur ini hidup dengan menyerap
makanan dari lingkungan dimana digunakan untuk metabolisme, bahkan dapat
menghasilkan
zat
yng
disekresikan
ke
lingkungannya & dapat
membunuh mikroorganisme lain. Beberapa kelompok dari antibiotik adalah
sebagai berikut.
Penicilin
Penicilin ini dapat menghambat infeksi dengan mencegah terbentuknya
dinding sel bakteri sehingga tidak membahayakan sel manusia. Jadi,
11
apabila Anda sakit disebabkan oleh bakteri atau virus, maka penggunaan
antibiotik ini tidak ada gunanya. Komponen utama penicilin adalah
penisilin G yg dapat diubah menjadi bentuk-bentuk lain. Penicilin G
terdegradasi oleh asam lambung sehingga lebih baik penicilin diberikan
melalui suntikan. Ada juga jenis penicilin yg tidak dipengaruhi oleh
asam lambung, dapat berupa sirup atau tablet.
Tetrasiklin
Perlu Anda ketahui tetrasiklin dihasilkan dari mikroorganisme bakteri
Streptomycin aureofaciens. Tetrasiklin mengikat kalsium & diakumulasi
dalam tulang & gigi yang sedang berkembang. Tetrasiklin aktif melawan
bakteri yang memiliki larutan yang sama dengan penicilin.
Sefalosporin
Sefalosporin dihasilkan oleh mikroorganisme jamur Cephalosporium.
Sefalosporin yang terbaru sangat efektif untuk melawan bakteri yang
resisten terhadap penicilin.
Eritromisin
Eritromisin bermanfaat untuk melawan bakteri yang resisten terhadap
penicilin atau dapat digunakan untuk pasien yang alergi terhadap
penicilin.
Vaksin
Pada masa ini berjuta-juta orang melakukan vaksinasi terutama bagi
anak-anak yang masih kecil. Vaksin telah membantu dalam pencegahan
serangan penyakit. Vaksin berasal dari mikroorganisme yang telah
dilemahkan atau dimatikan. Vaksin pada umumnya dimasukkan dengan
suntikan atau oral ke dalam tubuh manusia agar aktif melawan
mikroorganisme tersebut. Contohnya, vaksin disentri, tetanus, dan lain-
lain.
4. Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman (Biopestisida)
Salah satu cara untuk mengurangi pencemaran lingkungan adalah
penggunaan mikroorganisme sebagai pengendali hayati dalam membasmi hama
tanaman. Pengendalian hama dapat digunakan dengan musuh alam; misalnya
mikroorganisme bakteri di tanah dan tanaman yaitu Bacillus thuringiensis.
12
Bakteri ini dikembangkan menjadi insektisida mikrobial, yang menghasilkan
protein kristal yang dapat membunuh serangga, yaitu larva atau ulat serangga.
Tahukah Anda, Mikroorganisme Bacillus thuringiensis sekarang ini
dikembangkan dengan campuran tertentu, dapat sebagai perekat dan langsung
disemprotkan pada tanaman pertanian.
Saat ini telah ditemukan bakteri yang mampu membersihkan limbah
beracun sekaligus menghasilkan listrik. Dapat digunakan untuk menjalankan
peralatan
listrik
berdaya
rendah.
Penelitian
dilakukan
oleh
Charles
Miliken & Harold May dari Universitas Kedokteran Carolina Selatan.
Desulfitobacteria
berhasil
mengungkap
kemampuannya
untuk
menghancurkan & mengatasi polutan yang paling bermasalah yaitu PCB
(Poychlorinated biphenyl) dan beberapa larutan kimia.
F. Kuktur Jaringan pada Tumbuhan
Kultur jaringan tumbuhan merupakan teknik menumbuh kembangkan
bagian tanaman, baik berupa sel, jaringan, atau organ dalam kondisi aseptik secara
in vitro. Kultur jaringan dapat dilakukan karena adanya sifat totipotensi, yaitu
kemampuan setiap sel tanaman untuk tumbuh menjadi individu baru bila berada
dalam lingkungan yang sesuai. Dalam kultur jaringan, tanaman yang akan
dikulturkan sebaiknya berupa jaringan muda yang sedang tumbuh, misalnya akar,
daun muda, dan tunas. Bagian tumbuhan yang akan dikultur disebut sebagai
eksplan.
a) Teknik Kultur Jaringan
Tanaman dengan teknik kultur jaringan dapat diperoleh dengan empat tahap
sebagai berikut.
1. Tahap inisiasi adalah tahap penanaman eksplan ke dalam media. Media
yang digunakan adalah media cair yang terdiri dari zat nutrisi dan zat
pengatur tumbuh.
2. Tahap multiplikasi (perbanyakan kultur), eksplan akan tumbuh menjadi
jaringan seperti kalus berwarna putih disebut protocorm like body (PLB).
3. Tahap menghasilkan plantlet, PLB berkembang menjadi tanaman kecil yang
disebut plantlet.
4. Tahap aklimatiasi, plantlet dipisah-pisahkan dan dikultur dalam media
padat. Setelah plantlet tumbuh menjadi tanaman yang sempurna, maka
tanaman tersebut dipindah ke polybag.
13
Kultur jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang
diperlukan terpenuhi. Syarat-syarat tersebut antara lain, yaitu :
1. Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukan kalus.
2. Penggunaan medium yang cocok.
3. Keadaan aseptik.
4. Pengaturan udara yang baik.
b) Manfaat dan Kelemahan Kultur Jaringan
Dengan melakukan kultur jaringan tumbuhan dapat diperoleh manfaat sebagai
berikut.
1. Mendapat bibik banyak dalam waktu singkat yang identik dengan induknya.
2. Bibit terhindar dari hama dan penyakit.
3. Menghasilkan varietas baru seperti yang dikehendaki.
4. Mendapat hasil metabolisme tumbuhan (metabolit sekunder), misalnya
karet, resin, tanpa areal tanaman yang luas dan tidak perlu menunggu
tumbuhan dewasa.
5. Melestarikan tanaman-tanaman yang hampir punah.
c) Selain memiliki manfaat, kultur jaringan juga memiliki kelemahan-kelemahan
yaitu sebagai berikut.
1. Diperlukan biaya yang relatif tinggi.
2. Hanya mampu dilakukan oleh orang-orang tertentu saja, karena memiliki
keahlian khusus.
3. Bibit hasil kultur jaringan memerlukan proses aklimatiasi, karena terbiasa
dalam kondisi lembap dan aseptik.
G. Kloning pada Hewan
1. Tekhnik Transfer Inti
Kloning domba Dolly merupakan peristiwa penting dalam sejarah kloning.
Dengan kegiatan kloning yang dilakukan pada kambing tidak hanya
membangkitkan antusias terhadap kloning, melainkan kegiatan kloning tersebut
membuktikan
bahwa
kloning
binatang
dewasa
dapat
disempurnakan.
Sebelumnya, tidak diketahui bahwa suatu nukleus dewasa ternyata mampu
memproduksi suatu hewan yang lengkap atau komplit.
Ian Wilmut dan Keith Cambell memperkenalkan tentang suatu metode yang
mampu melakukan singkronisasi siklus sel dari kedua sel, yakni sel donor dan
sel telur. Tanpa singkronosasi siklus sel, maka inti tidak akan berada pada suatu
keadaan yang optimum untuk dapat diterima oleh embrio. Bagaimanapun juga
sel donor harus diupayakan untuk dapat masuk ke Gap Zero, atau stadium sel
G0, atau stadium sel dorman (Rusda, M., 2003).
Tahapan yang dilakukan oleh Ian Wilmut dan Keith Cambell adalah sebagai
berikut (Rusda, M., 2003). Pertama, suatu sel (yang dijadikan sebagai sel donor)
14
diseleksi dari sel kelenjar mammae domba betina berbulu putih (Finn Dorset)
untuk menyediakan informasi genetis bagi pengklonan. Untuk studi ini, peneliti
membiarkan sel membelah dan membentuk jaringan in vitro atau diluar tubuh
hewan. Hal ini akan menghasilkan duplikat yang banyak dari suatu inti yang
sama.
Kedua, Suatu sel donor diambil dari jaringan dan dimasukkan ke dalan
campuran, yang hanya memiliki nutrisi yang cukup untuk mempertahankan
kehidupan sel. Hal ini menyebabkan sel untuk menghentikan seluruh gen yang
aktif dan memasuki stadium G0 atau stadium dorman. Kemudian sel telur dari
domba betina Blackface dienokulasi dan diletakkan disebelah sel donor.. Domba
blackface adalah domba betina yang mukanya tertutupi bulu hitam atau sering
disebut juga Scottish Blackface.
Satu sampai delapan jam setelah pengambilan sel telur, kejutan listrik
digunakan untuk menggabungkan dua sel tadi, pada saat yang sama
pertumbuhan dari suatu embrio mulai diaktifkan. Tehnik ini tidaklah sepenuhnya
sama seperti aktivasi yang dilakukan oleh sperma, karena hanya beberapa sel
yang mampu bertahan cukup lama untuk menghasilkan suatu embrio setelah
diaktifkan oleh kejutan listrik (Rusda, M., 2003).
Jika embrio ini dapat bertahan, ia dibiarkan tumbuh selama sekitar enam
hari, diinkubasi di dalam oviduk domba. Apabila ternyata sel yang diletakkan di
dalam oviduk lebih awal, di dalam pertumbuhannya akan lebih mampu bertahan
dibandingkan dengan embrio yang diinkubasi di dalam laboratorium. Pada tahap
terakhir, embrio tersebut akan ditempatkan ke dalam uterus betina penerima
(surrogate mother). Induk betina tersebut selanjutnya akan mengandung hasil
kloning tadi hingga hewan hasil kloning siap untuk dilahirkan. Bila tidak terjadi
kekeliruan atau kesalaha selama dalam uterus domba, maka suatu duplikat yang
persis sama dari donor akan lahir. Domba yang baru lahir tersebut memiliki
semua karakteristik yang sama dengan domba yang lahir secara alamiah. Dan
telah diamati bila ada efek yang merugikan, seperti resiko yang tinggi terhadap
kanker atau penyakit genetis lainnya yang terjadi atas kerusakan bertahap DNA.
Percobaan kloning domba Dolly, yang merupakan mamalia pertama yang
dikloning dari DNA sel dewasa, telah dibunuh dengan suntikan mematikan pada
15
tanggal 14 Februari 2003. Sebelum kematiannya, Dolly menderita kanker paruparu dan arthritis melumpuhkan, padahal sebagian besar domba Finn Dorset
hidup sampai 11 sampai 12 tahun. Setelah diperiksa, kambing Dolly tampaknya
menunjukkan bahwa, selain kanker dan arthritis, ia tampaknya cukup normal.
2. Kloning Embrio
Pada Juli 1998, sebuah tim ilmuwan dari Universitas Hawai mengumumkan
bahwa mereka telah menghasilkan tiga generasi tikus kloning yang secara
genetik identik. Tehnik ini diakreditasi atas nama Teruhiko Wakayama dan
Ryuzo Yanagimachi dari Universitas Hawai. Yanagimachi menciptakan tiga
generasi berturut-turut. Sebelum keberhasilan ini, diperkirakan bahwa tahap
awal di mana embrio genom hewan mengambil lebih (dua-sel pada tikus)
menyulitkan nukleus pemrograman ulang terjadi.
Tikus adalah salah satu yang untuk melakukan kegiatan mengkloning tidak
seperti domba. Pada tikus, sel telur melai melakukan mitosis segera setelah
proses pembuahan terjadi, sehingga menyebabkan peneliti hanya memiliki
sedikit waktu untuk memprogram ulang inti baru.
Domba digunakan pada tehnik Roslin karena sel telurnya membutuhkan
beberapa jam sebelum membelah, memungkinkan adanya waktu bagi sel telur
untuk memprogram ulang nukleus barunya. Meskipun tidak mendapatkan
keuntungan tersebut ternyata Wakayama dan Yanagimachi mampu melakukan
kloning dengan angka keberhasilan yang jauh lebih tinggi yaitu menghasilkan 3
kloning dari sekitar seratus proses kloning yang yang dilakukan, sedangkan
dibandingkan percobaan yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya menghasilkan
satu klon dari 277 proses kloning yang di lakukan.
Apabila kita persentasikan, maka prosentase keberhasilan tehnik Honolulu
lebih besar dengan angka persentase 3%, sedangkan tingkat keberhasilan dengan
tehnik Roslin yang dilakukan oleh Ian Wilmut hanya sebesar 0,361%.
Wakayama dan Yanagimachi melakukan pendekatan terhadap masalah
sinkronisasi siklus sel yang berbeda dibandingkan Ian Wilmut.
Ian Wilmut menggunakan sel dari kelenjar mammae yang harus dipaksa
untuk memasuki ke stadia G0, sedangkan Wakayama dan Yanagimachi awalnya
menggunakan beberapa tipe sel yakni, sel otak dan sel kumulus. Sel otak berada
16
dalam stadia G0 secara alamiah dan sel kumulus hampir selalu hadir pada stadia
G0 ataupun G1.
Sel telur tikus yang tidak dibuahi digunakan sebagai penerima atau resipien
dari inti donor. Setelah dienokulasi, sel telur memiliki inti donor yang
dimasukkan ke dalamnya. Nukleus donor diambil dari sel-sel dalam hitungan
menit dari setiap ekstrak sel dari tikus tersebut. Tidak seperti pada proses yang
digunakan untuk mengkloning Dolly, percobaan Wakayama tanpa melalui
proses in vitro atau di luar dari tubuh hewan, kultur dilakukan justru pada sel-sel
tersebut.
Setelah satu jam sel-sel telah menerima nukleus-nukleus yang baru. Setelah
penambahan waktu selama 5 jam sel telur kemudian ditempatkan pada suatu
kultur kimia untuk memberi kesempatan sel-sel tersebut tumbuh, sebagaimana
layaknya fertilisasi secara alamiah.
Pada suatu kultur dengan suatu substansi yang mampu menghentikan
pembentukan suatu polar body, sel kedua yang secara alami terbentuk sebelum
fertilisasi. Polar body akan menjadikan jumlah dari gen dalam sel menjadi
setengah dari jumlah gen sel normal.
Setelah penyatuan, sel-sel berkembang menjadi embrio-embrio. Embrioembrio ini kemudian ditransplantasikan kepada induk betina donor (surrogate
mother) dan akan tetap berada di sana sampai siap untuk di lahirkan. Sel yang
paling berhasil dari proses ini adalah sel kumulus, maka penelitian
dikonsentrasikan pada sel-sel dari tipe sel kumulus.
Setelah terbukti bahwa tehniknya dapat menghasilkan kloning yang hidup,
Wakayama juga membuat kloning dari kloning, dan membiarkan mahluk klon
yang asli untuk melahirkan secara alamiah untuk membuktikan bahwa mereka
memiliki kemampuan reproduksi secara sempurna. Pada saat dia mengumumkan
keberhasilannya, Wakayama telah menciptakan lima puluh kloning.
Tehnik baru ini memungkinkan untuk melaksanakan penelitian lebih lanjut
tentang bagaimana tepatnya sebuah telur memprogram ulang sebuah nukleus.
Tikus bereproduksi dalam kurun bulanan, jauh lebih cepat dibanding dengan
domba. Hal ini menguntungkan dalam hasil penelitian jangka panjang. Kloning
juga sedang diterapkan pada spesies lain.
17
Sebagai contoh, pada awal tahun 2000, Akira Onishi dan koleganya di
Jepang, mencoba untuk mengkloning babi dengan menggunakan tehnik
Honolulu (Buchana, F., 2000).
Para pendukung teknologi kloning berpendapat bahwa teknologi kloning
dan penelitian akan meningkatkan kualitas ilmu pengetahuan dan kehidupan
dengan menjawab permasalahn-permasalahn biologi secara kritis, dan
memajukan dunia peternakan, genetika dan ilmu medis.
Alasan utama di balik kegunaan kloning adalah bahwa dengan
menghasilkan salinan genetik yang hampir identik dari suatu organisme, hasil
yang diperoleh lebih cepat dan lebih dapat diprediksi dibandingkan dengan
teknik reproduksi sebelumnya seperti inseminasi buatan, yang membutuhkan
biaya yang mahal (Tong, W F., 2002).
H. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika adalah suatu proses perubahan gen-gen dalam tubuh
makhluk hidup. Rekayasa genetika dilakukan dengan cara mengisolasi dan
mengidentifikasi serta memperbanyak gen yang dikehendaki.
Berbagai teknik rekayasa genetika berkembang dimungkinkan karena
ditemukannya :
1. Enzim restriksi endonuklease yang dapat memotong benang DNA.
2. Enzim ligase yang dapat menyambung kembali benang DNA.
3. Plasmid yang dapat digunakan sbagai wahana memindahkan potongan benang
DNA tertentu ke dalam sel mikroorganisme.
Rekayasa genetika (Inggris: genetic engineering) dalam arti paling luas
adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini
kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat
dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula
dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat
dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular
untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi
genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.
Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme,
mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga
tumbuh-tumbuhan. Bidang kedokteran dan farmasi paling banyak berinvestasi di
18
bidang yang relatif baru ini. Sementara itu bidang lain, seperti ilmu pangan,
kedokteran hewan, pertanian (termasuk peternakan dan perikanan), serta teknik
lingkungan juga telah melibatkan ilmu ini untuk mengembangkan bidang masingmasing.
I. Pemanfaatan Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika bila digunakan pada mikroorganisme membantu dalam
penciptaan obat-obatan baru yang tidak dapat dibuat dengan cara lain.
Rekayasa genetika membantu dalam proses remediasi bio yang merupakan
proses pembersihan limbah dan polusi dengan bantuan organisme hidup.
Rekayasa genetika telah membantu menurunkan penggunaan secara
keseluruhan herbisida dan pestisida.
Rekayasa genetika telah membantu dengan produksi vaksin dan obat lainnya
pada tanaman.
Rekayasa genetika telah membantu menghasilkan cara yang lebih cepat dan
lebih dapat diprediksi menghasilkan kultivar baru. Selanjutnya, sifat kultivar
yang lebih dikenal hari ini daripada yang pernah dikenal sebelumnya.
Rekayasa genetika dapat menghasilkan pertanian berkelanjutan.
Rekayasa genetika dapat mentolerir peternakan tanpa penderitaan apapun.
Pada manusia, rekayasa genetika digunakan untuk mengobati kelainan genetik
dan kanker. Hal ini juga membantu dalam memasok bagian tubuh baru.
Rekayasa genetika memiliki potensi untuk menciptakan jenis baru manusia
dengan banyak sifat menguntungkan.
Teknologi mRNA Anti-sense.
Rekayasa genetika digunakan dalam bidang pertambangan untuk mengekstrak
elemen yang berguna dari yang mereka benar-benar tertanam dalam.
Urutan bakteri tertentu yang dimanipulasi untuk mengubah sampah menjadi
etanol, sehingga dapat digunakan sebagai bahan bakar.
J. Dampak Positif dan Negatif Bioteknologi
a. Dampak Positif Bioteknologi
Dampak positif dari bioteknologi adalah dihasilkannya produk-produk yang
bermanfaat bagi peningkatan kesejahtraan manusia.
1. Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos,
dan lumpur aktif.
2. Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar
lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan interferon
3. Bioteknologi dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian melalui kultur
jaringan, fiksasi nitrogen pengendalian hama tanaman, dan pemberian
hormon tumbuhan.
19
4. Bioteknologi dapat menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan
biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas)
5. Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan makanan dan minuman,
antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem, mentega, yoghurt, tempe,
kecap, bir dan anggur
b. Dampak negatif bioteknologi
1. Menimbulkan penyakit pada manusia.
2. Gen-gen yang mengkode untuk pembentukan antibiotic dapat saja
mengalami kecelakaan di dalam tubuh bakteri sehingga menyebabkan
penyakit pada manusia.
3. Menimbulkan reaksi alergi yang disebabkan karena mengkomsumsi produk
4.
5.
6.
7.
transgenic.
Mengancam kelestarian alam.
Jagung hasil rekayasa genetik dapat membunuh ulat yang tidak berbahaya.
Rekayasa genetika dapat menghasilkan gluma-gluma super.
Tanaman rekayasa genetika dapat membahayakan burung yang
memakannya.
8. Menyebabkan kepunahan sebagian plasma nuftah asli karena yang
dikembangkan sekarang hanya produk rekayasa genetika saja.
9. Berpotensi digunakan sebagai alat perang.
10. Beberapa orang mungkin dengan sengaja menciptakan kombinasi gen-gen
baru untuk kepentingan perang (semacam senjata kimia dan senjata
biologi).
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
20
Berdasarkan
pemaparan
diatas
maka
dapat
disimpulkan
bahwa,
Bioteknologi adalah usaha terpadu dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan, seperti
Mikrobiologi, Genetika, Biokimia, Sitologi, dan Biologi Molekuler untuk
mengolah bahan baku dengan bantuan mikroorganisme, sel, atau komponen
selulernya yang diproleh dari tumbuhan atau hewan sehingga menghasilkan barang
dan jasa.
Bioteknologi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu : bioteknologi konvensional
(tradisional)
dan
bioteknologi
modern.
Peranan
mikroorganisme
dalam
bioteknologi, yaitu dalam bidang pangan, dalam bidang pertanian dan perkebunan,
dalam bidang peternakan, dalam bidang kedokteran dan farmasi, dalam bidang
lingkungan (bioremediasi), dan dalam bidang pertambangan (biometalurgi).
Bioteknologi bukan hanya memiliki dampak positif saja, tetapi juga memiliki
dampak negatif.
B. Saran
Dalam menerapkan bioteknologi, kita sebagai manusia yang memiliki naluri
seyogiannya dapat menerapkannya sesuai dengan norma-norma agar dampak
negative dari penerapan bioteknologi dapat kita netralisir. Semoga dengan adanya
makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca mengenai bioteknologi.
Dari Penulisan dan penelitian makalah ini penulis menyadari terdapat
banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap agar pembaca dapat
memberikan kritik dan saran agar makalah ini menjadi lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
Dra. Irnaningtyas, M.Pd. 2015. Biologi untuk SMA/MA kelas XII Jilid 3. Jakarta:
Penerbit Erlangga.
http://blogpetang.blogspot.com
http://d-josseal.blogspot.com
http://yonorio601.blogspot.com
21
http://www.biologi-sel.com/2013/05/manfaat-rekayasa-genetika.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_genetika
http://lenkabelajar.blogspot.co.id/2012/09/makalah-kloning.html
http://www.plengdut.com/2012/10/bioteknologi.html
http://mastugino.blogspot.co.id/2013/11/pemanfaatan-mikroorganisme.html
http://fungsi.web.id/2015/05/perbedaan-bioteknologi-modern-dan-konvensional.html
http://blogku--inspirasiku.blogspot.co.id/2012/06/makalah-bioteknologi.html
22