Bioteknologi Ilmu Kealaman Dasar docx

Bioteknologi

B

ioteknologi adalah:

cabang

ilmu

yang

mempelajari

pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lainlain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol)
dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan
jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya

didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni
lain.

seperti biokimia, komputer, biologi

molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika,

dan

lain

sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang
menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan
jasa.
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak
ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah
pembuatan bir, roti,
19, pemuliaan

maupun keju yang

tanaman untuk

sudah

dikenal

sejak abad ke-

menghasilkan varietas-varietas

baru

di

bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan.[2] Di bidang medis,
penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan
penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang
terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan
terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini,
produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di
negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai

macam

teknologi

semisal rekayasa

genetika, kultur

jaringan, DNA

rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi
ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit

genetik

maupun

kronis

yang

belum

dapat

disembuhkan,

seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk
juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang
mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat
sembuh

seperti

sediakala. Di

bidang pangan,

dengan

menggunakan

teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat
dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung
zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan
terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi pada
masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi.
Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut
oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai
atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi
yang

melingkupi

perkembangan

teknologi kloning dan rekayasa

teknologinya.

genetika terhadap

Sebagai

contoh,

tanaman

pangan

mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.
Bioteknologi

secara

umum

berarti

meningkatkan

kualitas

suatu

organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat
memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen
dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.
Perubahan

sifat

Biologis

melalui

rekayasa genetika tersebut

menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat sifat








yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain:
Jagung resisten hama serangga
Kapas resisten hama serangga
Pepaya resisten virus
Enzim pemacu produksi susu pada sapi
Padi mengandung vitamin A
Pisang mengandung vaksin hepatitis

Garis waktu Bioteknologi:



8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa

bangsa Babilonia, Mesir,dan Romawi melakukan
pengembangbiakan

selektif (seleksi

artifisal) untuk

praktik
meningkatkan



kualitas ternak.
6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat



tempe dengan bantuan ragi.
4000
SM

Bangsa
Tionghoa





bakteri asam laktat.
1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia.
1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.
1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang





pengembangbiakan hewan.
1880 Mikroorganisme ditemukan.
1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan.
1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian



sifat induk ke turunannya.
1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata



bioteknologi.
1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang



digunakan untuk memotong gen gen.
1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler



dan Milstein.
1978 Para



menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar.
1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan.

peneliti

di

AS

membuat yogurt dan keju dengan

berhasil

membuat

insulin

dengan

Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan
obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi


terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia).
1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat



"flavor saver" (Flavr Savr).
2003 Perampungan Human Genome Project

JENIS-JENIS BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa
diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:



Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu
bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang medis.
Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari
tahap preventif,

diagnosis,

dan

pengobatan.

Contoh

penerapannya

adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin,
penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen
untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau
menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal.


Bioteknologi

putih/abu-abu

(white/gray

biotechnology) adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri
seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan
sumber energi terbarukan. Dengan

memanipulasi

seperti bakteri dankhamir atau ragi,

enzim-enzim

mikroorganisme
dan

organisme-

organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses
produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak
dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi pertambangan, dan
pembuatan bir dengan khamir.


Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi
bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan. Di bidang pertanian,
bioteknologi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama,
bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang
menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di
bidang

peternakan,

binatang-binatang

telah

digunakan

sebagai

"bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing,
sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodiprotein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan
senyawa asing (antigen).


Bioteknologi

biru

(blue

biotechnology) disebut

juga

bioteknologi akuatik atau perairan yang mengendalikan proses-proses

yang terjadi di lingkungan akuatik. Salah satu contoh yang paling tua
adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan
dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30%
ikan yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura).
Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk
menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang
menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon
transgenik

yang

memiliki hormon

pertumbuhan secara

berlebihan

sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu
singkat.

REKAYASA GENETIKA
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 teknikteknik 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 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 masing-masing.
Ilmu terapan ini dapat dianggap sebagai cabang biologi maupun
sebagai ilmu-ilmu rekayasa (keteknikan). Dapat dianggap, awal mulanya

adalah dari usaha-usaha yang dilakukan untuk menyingkap material yang
diwariskan

dari

satu

generasi

ke

generasi

yang

lain.

Ketika

orang

mengetahui bahwa kromosom adalah material yang membawa bahan
terwariskan itu (disebut gen) maka itulah awal mula ilmu ini. Tentu saja,
penemuan struktur DNA menjadi titik yang paling pokok karena dari sinilah
orang kemudian dapat menentukan bagaimana sifat dapat diubah dengan
mengubah komposisi DNA, yang adalah suatu polimer bervariasi.
Tahap-tahap penting berikutnya adalah serangkaian penemuan enzim
restriksi (pemotong) DNA, regulasi (pengaturan ekspresi) DNA (diawali dari
penemuan

operon

laktosa

pada

prokariota),

perakitan

teknik

PCR,

transformasi genetik, teknik peredaman gen (termasuk interferensi RNA),
dan teknik mutasi terarah (seperti Tilling). Sejalan dengan penemuanpenemuan penting itu, perkembangan di bidang biostatistika, bioinformatika
dan robotika/automasi memainkan peranan penting dalam kemajuan dan
efisiensi kerja bidang ini.

NB: Sebagian besar referensi makalah diambil dari situs
Wikipedia.