Makalah Bioteknologi

lagi-lagi, tugas sekolah kembali aku upload ke blog.. hufft, emang kekurangan bahan :v FYI, Aku baru kelas 9 saat membuat makalah ini, jadi tolong maklumi jika masih banyak kekurangan. di upload ke blogpun hanya iseng-iseng aja berbagi.. ^^

BAB 6 . BIOTEKNOLOGI

A.  Pengertian

Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bio’ yang berarti makhluk hidup dan ‘teknologi’ yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa.

Bioteknologi dapat diartikan sebagai penerapan teknik-teknik yang sesuai untuk mendayagunakan organisme (sel, jaringan makhluk hidup) dalam rangka memperoleh hasil yang diinginkan. Bioteknologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari tentang pemanfaatan makhluk hidup (bakteri jamur, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi makanan, barang, dan jasa.

B.  Jenis-Jenis Bioteknologi

Bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu:

1.   Bioteknologi Konvensional (tradisional)

Bioteknologi Konvensional adalah praktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana berdasarkan pengalaman yang diwariskan turun-temurun, tanpa adanya rekayasa genetika. Contoh produk makanan yang dibuat dengan metode bioteknologi konvensial adalah tempe, oncom, bir, keju, kecap, roti, dan lain-lain.

Gambar 6.1. Tempe, salah satu makanan yang dibuat dengan metode konvensial

Meskipun demikian, pada saat sekarang beberapa produk itu juga sudah banyak diproduksi dengan bioteknologi modern untuk hasil yang lebih banyak dan seragam.

2.  Bioteknologi Modern

bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA. Contohnya:

a.   Teknik kultur jaringan

Teknik kultur jaringan adalah cara perbanyakan tanaman menggunakan organ atau jaringan tumbuhan sehingga menghasilkan banyak tumbuhan baru yang identik secara genetis dalam waktu yang singkat.  

Gambar 6.2. Proses melakukan teknik kultur jarinan

b.   Rekayasa genetika

Rekayasa genetika (rekombinasi DNA) adalah penyisipan gen tertentu dari organisme lain, untuk mendapatkan organisme dengan sifat baru. Organisme yang mendapat sisipan gen disebut organisme transgenik. Contoh produksi menggunakan cara rekayasa genetika adalah pembuatan insulin yang dilakukan dengan menyambungkan gen insulin manusia dan disambungkan ke dalam plasmid (DNA) bakteri. Hasil penggabungan kemudian dimasukkan ke sel bakteri. Bakteri hasil rekayasa genetika ini akan dapat menghasilkan insulin manusia.

Gambar 6.3. Proses  melakukan teknik rekayasa genetika

c.   Fusi sel

Fusi sel (penggabungan sel) adalah teknik penggabungan 2 sel dari organisme berbeda ataupun sama sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel hybrid (hibridoma) yang memiliki kombinasi sifat dari kedua sel tersebut. Contoh pemanfaatan teknik fusi sel untuk pembuatan produk penting, misalnya antibodi monoclonal, pembentukan spesies baru, dan pemetaan kromosom.

d.   Kloning

Kloning adalah pembentukan sel, jaringan atau individu identik yang berasal dari satu sel tunggal yang mengalami pembelahan aseksual berulang-ulang.

Gambar 6.4. Proses kloning pada seekor domba

e.   Fertilisasi in vitro

Fertilisasi in vitro adalah proses mempertemukan sel sperma dan sel telur dalam tabung (program bayi tabung). Setelah zigot berkembang, kemudian dicangkokkan ke dalam rahim ibu.

Gambar 6.5. Contoh fertilisasi in vitro pada sapi

     Perbedaan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern

Bioteknologi konvensional	Bioteknologi modern
1. Memanfaatkan prinsip fermentasi 2. Teknologinya sederhana 3. Peralatan yang digunakan murah dan mudah (banyak dijumpai) 4. Dapat dilakukan masyarakat umum 5. Produk yang dihasilkan banyak dan dikenal secara umum	1. Menggunakan rekayasa genetika (penyisipan DNA) 2. Teknologinya rumit dan canggih 3. Peralatan yang digunakan mahal dan terbatas 4. Dilakukan oleh para ilmuwan 5. Produk yang dihasilkan terbatas dan belum digunakan secara luas

C.  Pemanfaatan bioteknologi dalam kehidupan sehari-hari

1.   Bioteknologi di bidang pangan

Bioteknologi dalam produksi bahan pangan menggunakan mikroorganisme untuk mengubahbahan pangan menjadi bentuk lain melalui proses fermentasi.Fermentasi adalan proses merombak suatu senyawa organik menjadi zat organik yang lebih sederhana dengan bantuan mikroorganisme.Fermentasi bahan makanan dilakukan untuk meningkatkan nilai bahan makanan menjadi produk yang diinginkan.Selain itu mikroorganisme juga berperan dalam penciptaan makanan baru dari biomassa sel yang disebut protein sel tunggal.

Contoh makanan dan minuman yang dibuat dengan bakteri dan jamur

No.	Jenis Makanan/Minuman	Bahan Baku	Mikroorganisme
1	Tempe	Kedelai	Rhizopus oryzae
2	Oncom	Ampas pengolahan minyak	Neurospora sitophila
3	Tapai	Singkong, Ketan	Ragi yang mengandung Saaccharomyces sp., Rhizopus sp., Aspergillus sp., dan bakteri asam laktat
4	Nata de coco	Air kelapa	Acetobacter xylinum
5	Kecap	Kedelai	Aspergillus wentii
6	Roti	Gandum	Yeast atau khamir Saccharomyces)
7	Keju	Susu	Streptococcus dan Lactobacillus
8	Mentega	Lemak	Streptococcus diacetilactis
9	Yoghurt	Susu	Lactobacillus bulgaricus dan  Stretococcus thermophilus
10	Anggur	Sari buah	Saccharomyces cerevisiae
11	Bir	Bahan yang mengandung pati	Saccharomyces sp.

2.  Bioteknologi di bidang pertanian

   Gambar 6.6. Salah satu contoh bioteknologi di bidang pertanian

Bioteknologi dalam bidang pertanian, dapat dilakukan dengan cara persilangan tanaman, hidroponik (budidaya tanaman tanpa menggunakan media tanah, tetapi menggunakan air sebagai media utama), aeroponik (budidaya tanaman dengan menyemburkan air yang mengandung larutan hara tinggi ke akar tanaman yang menggantung).

Dalam bidang pertanian telah dapat dibentuk tanaman dengan memanfaatkan mikroorganisme dalam fiksasi nitogen yang dapat membuat pupuknya sendiri sehingga dapat menguntungkan pada petani. Demikian pula terciptanya tanaman yang tahan terhadap tanah gersang. Mikroba yang di rekayasa secara genetik dapat meningkatkan hasil panen pertanian, demikian juga dalam cara lain, seperti meningkatkan kapasitas mengikat nitrogen dari bacteri Rhizobium. Keturunan bacteri yang telah disempurnakan atau diperbaiki dapat meningkatkan hasil panen kacang kedelai sampai 50%. Rekayasa genetik lain sedang mencoba mengembangkan turunan dari bacteri Azotobacter yang melekat pada akar tumbuh bukan tumbuhan kacang-kacangan (seperti jagung) dan mengembangbiakan, membebaskan tumbuhan jagung dari ketergantungan pada kebutuhan pupuk amonia (pupuk buatan).  

Hama tanaman merupakan salah satu kendala besar dalam budidaya tanaman pertanian. Untuk mengatasinya, selama ini digunakan pestisida. Namun ternyata pestisida banyak menimbulkan berbagai dampak negatif, antara lain matinya organigme nontarget, keracunan bagi hewan dan manusia, serta pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, perlu dicari terobosan untuk mengatasi masalah, tersebut dengan cara yang lebih aman. Kita mengetahui bahwa mikroorganisme yang terdapat di alam sangat banyak, dan setiap jenis mikroorganisme tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda. Dari sekian banyak jenis mikroorganisme, ada suatu kelompok yang bersifat patogenik (dapat menyebabkan penyakit) pada hama tertentu, namun tidak menimbulkan penyakit bagi makhluk hidup lain. Contoh mikroorganisme tersebut adalah bakteri Bacillus thuringiensis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Bacillus thuringiensis mampu menghasilkan suatu protein yang bersifat toksik bagi serangga, terutama seranggga dari ordo Lepidoptera. Protein ini bersifat mudah larut dan aktif menjadi menjadi toksik, terutama setelah masuk ke dalam saluran pencemaan serangga. Bacillus thuringiensis mudah dikembangbiakkan, dan dapat dimafaatkan sebagai biopestisida pembasmi hama tanaman. Pemakaian biopestisida ini diharapkan dapat mengurangi dampak negatif yang timbul dari pemakaian pestisida kimia. 

Dengan berkembangnya bioteknologi, sekarang dapat diperoleh cara yang lebih efektif lagi untuk membasmi hama. Pada saat ini sudah dikembangkan tanaman transgenik yang resisten terhadap hama. Tanaman transgenik diperoleh dengan cara rekayasa genetika. Gen yang mengkode pembentukan protein toksin yang dimiliki oleh B. thuringiensis dapat diperbanyak dan disisipkan ke dalam sel beberapa tanaman budidaya. Dengan cara ini, diharapkan tanaman tersebut mampu menghasilkan protein yang bersifat toksis terhadap serangga sehingga pestisida tidak diperlukan lagi.

3.  Bioteknologi di bidang peternakan

Bioteknologi di bidang pertanian dapat dilakukan melalui persilangan dan inseminasi buatan (menyuntikkan sperma hewan jantan ke rahim hewan betina). Selain itu, penerapan bioteknologi di bidang peternakan contohnya adalah hewan transgenik dan hormon bovin somatotropin.

a.   Hewan transgenik

Hewan yang diberi perlakuan rekayasa genetika disebut hewan transgenik. Pada hewan-hewan tersebut disisipkan gen-gen tertentu yang dibutuhakan manusia. Sebagi contohnya adalah domba transgenik. DNA domba tersebut telah disisipi dengan gen manusia yang disubut dengan faktor VII ( merupakan protein pembeku darah). Dengan adanya penyisipan tersebut domba mneghasilkan susu yang mengandung faktor VIII yang dapat dimurnikan untuk menolong penderita hemofilia.

Rekayasa genitika pada hewan juga dapat membantu melestarikan spsies langka. Sebagai contoh sel telur zebra yang sudah dibuahi lalu ditanam pada kuda spesies lain. Spesies lain yang dipinjam rahimnya disebut surrogate. Anak zebra akan lahir dari kuda surrogate. Hal yang sama sudah diterapkan pada keledai yang hampir punah di Australia.

b.   Hormon bovin somatotropin (hotmon BST)

Dengan rekayasa genetika juga dapat diproduksi hormon pertumbuhan hewan, yaitu hormon BST (Bovine Somatotrophin)

4.  Bioteknologi di bidang kesehatan

Gambar 6.7. Penelitian Laboraturium dalam pembuatan antibiotik

Bioteknologi juga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan medis. Misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, pembuatan vaksin, terapi gen dan pembuatan antibiotik. Proses penambahan DNA asing pada bakteri merupaka prospek untuk memproduksi hormon atau obat-obatan di dunia kedokteran. Contohnya pada produksi hormon insulin, hormon pertumbuhan dan zat antivirus yang disebut interferon. Orang yang menderita diabetes melitus membutuhkan suplai insulin dari luar tubuh. Dengan menggunakan teknik DNA rekombinan, insulin dapat dipanen dari bakteri. Beberapa penyakit menurun atau kelainan genetik dapat disembuhkan dengan cara menyisipkan gen yang kurang pada penderita, cara ini dikenal dengan istilah terapi gen.

5.  Bioteknologi di bidang lingkungan

Pencemaran lingkungan merupakan salah satu isu global yang marak dibicarakan saat ini. Tingginya tingkat pencemaran akan berdampak serius terhadap kelangsungan hidup umat manusia.

Di bidang lingkungan, bioteknologi berperan dalam:

a.   Menghasilkan energi berupa bahan bakar yang ramah lingkungan, misalnya etanol dan biogas (gas metana)

Gambar 6.8. Peranan bioteknologi di bidang lingkungan. salah satu bahan bakar yang dihasilkan, Etanol

b.   Pengolahan berbagai macam limbah, misalnya limbah industri, limbah plastik, dan pencemaran air yang disebabkan oleh minyak melalui bioremediasi.

6.  Bioteknologi di bidang hukum

Dengan teknologi DNA, menawarkan aplikasi bagi kepentingan forensik. Pada kriminalitas dengan kekerasan, darah atau jaringan lain dalam jumlah kecil dapat tertinggal di tempat kejadian perkara. Jika ada perkosaan, air mani dalam jumlah kecil dapat ditemukan dalam tubuh korban. Melalui pengujian sidik jari DNA (DNA finngerprint), dapat diidentifikasi pelaku dengan derajat kepastian yang tinggi karena urutan DNA setiap orang itu unik (kecuali untuk kembar identik). Sampel darah atau jaringan lain yang dibutuhkan dalam tes DNA sangat sedikit (kira-kira 1000 sel). 

Gambar 6.9. DNA memiliki banyak manfaat dalam bidang hukum

DNA fingerprint merupakan satu langkah lebih maju dalam proses pengungkapan kejahatan di Indonesia. Keakuaratan hasil yang hampir mencapai 100% menjadikan metode DNA fingerprint selangkah lebih maju dibandingkan dengan proses biometri yang telah lama digunakan kepolisian untuk identifikasi.