Pendahuluan
“Tidakkah kamu perhatikan
sesungguhnya Allah telah menundukkan untuk (kepentingan) mu apa yang di langit
dan apa yang di bumi dan menyempurnakan untukmu
nikmat-Nya lahir dan batin.”(Q.S. Luqman : 20)
Bioteknologi merupakan teknologi yang memanfaatkan agen hayati (mikroba) untuk menghasilkan produk
dan jasa yang bermanfaat bagi kehidupan manusia. Berbagai kebutuhan manusia telah terpehuni
dengan adanya bioteknologi ini,
seperti kebutuhan akan makanan, minuman, obat-obatan, pembasmi hama,
peternakan, pertanian. Keju, bir, anggur, vaksin,
antibiotic, tempe, nata de coco,
semua merupakan produk-produk dari hasil bioteknologi.
Virus, bakteri, dan
jamur, sepintas terlihat sebagai makhluk yang menyeramkan, karena dapat
menyebabkan penyakit dan kematian. Akan tetapi jenis-jenis virus, bakteri, dan jamur tertentu
dapat dimanfaatkan sebagai
agen hayati untuk penghasil produk-produk dan jasa yang dibutuhkan manusia
melalui proses bioteknologi.
Seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, bioteknologi pun mengalami perkembangan seperti ditemukannya rekayasa
genetika, bayi tabung, cloning,
dan tanaman transgenic.
Dahulu
orang membuat hormone insulin dengan mengsktrak pancreas sapi atau babi untuk
mengobati penderita diabetes
mellitus. Namun saat ini hormone insulin tersebut dapat dibuat dengan
memanipulasi gen pada bakteri sehingga bakteri
tersebut dapat memproduksi insulin.
Melalui materi ini
kita dapat mengetahui pemanfaatan mikroorganisme dalam menghasilkan
produk-produk yang berguna bagi
kehidupan manusia, dan perkembangan bioteknologi. Selain itu kita mengatahui proses-proses penggunaan makhluk hidup sebagai agen hayati untuk menghasilkan
produk barang dan jasa, kemudian kita dapat mencoba dan menerapkannya guna membantu menyelesaikan berbagai masalah guna memenui kebutuhan kita dan generasi
yang akan datang menuju kehiudupan yang sejahtera.
PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi berasal dari kata bio = hidup dan teknologi = kemampuan teknik yang berlandaskan ilmu eksakta atau berdasarkan proses teknis. Bioteknologi adalah teknologi yang menggunakan agen hayati (makhluk hidup) berupa jasad renik (jamur atau bakteri) untuk menghasilkan produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia.
Organisme yang dapat dijadikan objek dalam bioteknologi meliputi:
·
Bakteri
·
Jamur (khamir, atau kapang)
·
Alga
·
Sel tumbuhan
·
Sel hewan
·
Virus
Dalam bioteknologi melibatkan beberapa ilmu yaitu:
·
Mikrobiologi
·
Biokimia
·
Rekayasa Genetika
·
Kimia
·
Genetika
·
Biologi Molekuler
·
Teknik Kimia
SEJARAH BIOTEKNOLOGI
Istilah bioteknologi pertama
kali diperkenalkan oleh seorang insinyur
Hongaria, Karl Ereky (1917).
Proses bioteknologi sebenarnya telah dikenal oleh manusia beribu-ribu tahun yang lalu seperti:
🞛 3500 SM orang Mesir telah membuat
minuman anggur melalui
proses fermentasi.
🞛 Beratus-ratus tahun yang lalu orang Turkin telah membuat Yoghurt melalui
proses fermentasi.
🞛 6000 SM orang
Somalia dan Babilon telah membuat
minuman bir.
🞛 400 SM orang Mesir telah membuat adonan
kue.
Orang yang dikenal sebagai
Bapak Bioteknologi adalah
Louis Pasteur (1857 – 1876), karena ia orang yang pertama membuktikan bahwa mikroorganisme sanggup
melakukan fermentasi atau peragian.
PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI
Mengikuti perkembangan zaman, bioteknologi pun mengalami perkembangan, sehingga dikenal ada dua istilah
bioteknologi, yaitu:
1.
Bioteknologi konvensional
(bioteknologi klasik atau bioteknologi tradisional), yaitu teknologi yang mamanfaatkan agen hayati atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan barang dan jasa dalam skala industri untuk kebutuhan manusia.
Beberapa produk yang dihasilkan dari bioteknologi konvensional meliputi:
Bidang pangan
·
Tempe dengan menggunakan jamur Rhizopus
·
Oncom dengan menggunakan jamur
Neurospora sitophila
·
Tapai dengan menggunakan khamir Saccharomyces cereviceae
·
Keju dengan menggunakan bakteri
Lactobacillus
Bidang pertanian Bidang
Peternakan
Bidang kesehatan dan pengobatan
2.
Bioteknologi modern, merupakan
teknologi yang memanfaatkan agen hayati atau bagian-bagiannya yang telah direkayasa genetika secara in vitro dalam menghasilkan barang atau jasa dalam
sekala industri.
Beberapa produk yang dihasilkan dari bioteknologi konvensional meliputi:
Pengembangan bioteknologi perlu dilakukan untuk:
·
Meningkatkan nilai tambah bahan mentah dengan
memanfaatkan kerja mikroorganisme.
·
Meningkatkan proses
industri dengan memanfaatkan sel tumbuhan atau sel hewan yang dibiakkan melalui rekayasa genetika.
PROSES BIOTEKNOLOGI
Proses bioteknologi mencakup
dua hal, yaitu:
Produksi sel atau
biomassa sesuai dengan yang diinginkan Perubahan (transformasi) kimia sesuai dengan
yang diinginkan.
Proses bioteknologi dibedakan dua bagian,
yaitu:
·
Pembentukan suatu produk akhir yang diinginkan, seperti enzim, antibiotic, asam organic, steroid,
dll
·
Penguraian suatu bahan limbah
atau destruksi.
Reaksi pada proses bioteknologi dapat bersifat:
·
Katabolic, yaitu penguraian senyawa
kompleks menjadi senyawa
yang sederhana, misalnya
penguraian gula menjadi
etanol.
·
Anabolic atau biosintesis, yaitu
proses pengubahan senyawa
sederhana menjadi senyawa
kompleks, misalnya sintesis
antibiotic.
PEMANFAATAN BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi dimanfaatkan dalam berbagai kebutuhan
manusia, yaitu untuk:
Ø Industri makanan
Ø Rekayasa genetika
Ø Penanggulangan polusi dan pengolahan limbah
Ø Penciptaan sumber energi
Ø Peralatan farmasi
Ø Peralatan medis
A. PENGOLAHAN BAHAN PANGAN
Pada umumnya
pengolahan bahan pangan
melalui proses bioteknologi ini melalui proses fermentasi atau peragian. Makanan yang diperoleh melalui proses
bioteknologi dan cara pengolahannya adalah sebagai berikut:
1.
Pembuatan Roti
Bahan utama pembuatan
roti:
§ Tepung sereal (terigu)
§ Air
§ Khamir Cara pembuatan
1) Terigu ditambahkan air untuk mengaktifkan enzim amylase agar amilasse menghidrolisis terigu menjadi maltosa
lalu menjadi glukosa.
2) Saccharomyces cereviceae dimasukkan ke dalam adonan tersebut.
Saccharomyces cereviceae kemudian akan memanfaatkan glukosa
sebagai substrat respirasinya. Dari
hasil respirasinya akan dihasilkan
karbondioksida yang membentuk gelembung-gelembung yang akan terperangkap pada adonan
roti tersebut sehingga
menyebabkan roti jadi mengembang dan ringan.
2.
Pengolahan Kopi dan Coklat
Untuk pengolahan
kopi dan coklat, agar memiliki cita rasa yang khas, getah yang menyelubungi
biji kopi atau coklat harus dibuang sebelum diproses, yaitu dengan cara memanaskan biji tersebut dengan suhu 50oC, kemudian biji tersebut ditimbun,
agar mikroorganisme seperti
jamur dan bakteri
dapat tumbuh secara alami.
Fungsi jamur dan bakteri tersebut adalah memfermentasi getah yang
terdapat pda biji kopi atau biji coklat tersebut.
3.
Pembuatan Sauerkraut
Saurkraut merupakan
sayuran yang diasamkan agar dapat awet dan tahan
lama. Proses pembuatan
sauerkraut adalah sebagai
berikut:
Sayuran diiris-iris
kemudian dicampur dengan garam, lalu dimasukkan ke dalam suatu tempat penyimpanan dan ditekan atau dipress untuk mengeluarkan udara
yang terdapat pada penyimpanan tersebut.
Bakteri asam laktat
kemudian dimasukkan ke dalam tempat penyimpanan te tersebut. Aktivitas bakteri ini akan menurunkan pH manjdi 5 sehingga
mencegah mikroorganisme lain untuk tumbuh. Selain
itu akumulasi zat organic dari
aktivitas bakteri asam laktat pun dapat menimbulkan cita rasa yang khas pada sayuran
teresebut.
4.
Pembuatan Bir
Bir merupakan
minuman beralkohol hasil fermentasi Sacharomyces
cereviceae pada beras enjelai atau biji-
biji cereal (gandum). Fermentasi
berlangsung secara anaerob dalam tong besar.
Peragian tersebut akan merombak glukosa
menjadi etanol dan CO2. Namun meskipun sudah terbentuk CO2, untuk minuman perlu ditambah
gas CO2 dari luar.
Proses pembuatan bir adalah sebagai
berikut:
Biji-bijian seceal
dihancurkan dalamsuatu tabuhg
kemudian disaring. Hasil filtrasi tersebut
dipanaskan selama 1,5 jam.
Setelah dipanaskan cairan
tersebut didinginkan sampai
suhu 18 – 20 oC.
Ekstrak tersebut
difiltrasi kembali lalu dimasukkan ke dalam tengki fermentasi. Dalam tengki
fermentasi tersebut diberikan jamur
Saccharomyces cereviceae dan Saccharomyces carlsbergensis agar memfermentasi ekstrak biji sereal
tersebut.
Fermentasi tersebut
dibiarkan antara 2 minggu hingga
2 bulan hingga terbentuk minuman
yang siap dikonsumsi dan dikemas.
5.
Penyimpanan Zaitan dan Timun
Untuk menyimpan zaitan
dan timun agar tidak lekas membusuk dapat dilakukan langkah
berikut:
Zaitun maupun timun disimpan
dalam larutan garam,
kemudian dalam larutan
tersebut ditambahkan bakteri
asam laktat.
Bakteri asam laktat akan tumbuh subur dan mengurangi pH hingga 4 dalam kondisi anaerob (tanpa udara atau oksigen). pH yang
rendah akan mencegah
aktivitas mikroba lain yang akan tumbuh.
6.
Pengolahan Susu Menjadi Keju, Mentega,
dan Yoghurt
a.
Pembuatan Keju
Pembuatan keju menggunakan bakteri
asam laktat yang berfungsi memfermentasi laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Reaksinya
sebagai berikut:
C12H22O11 + H2O 4CH3CHOHCOOH
Laktosa air asam laktat
Bahan utama pembuatan keju adalah sebagai
berikut:
·
Susu
·
Enzim rennin yangdiperoleh dari lambung sapi muda atau khimosom (enzim
buatan)
·
bakteri asam laktat (Lactobacillus atau streptomyces)
·
air
Cara pembuatan
·
Susu dipanaskan atau dipasteurisasi sampai suhu 90oC, kemudian didinginkan sampai suhu
30oC.
·
Bakteri asam laktat Lactobacillus
atau Streptomyces kemudian di inokulasi (ditanam) pada susu tersebut.
Aktivitas bakteri asam laktat ini akan menyebabkan pH susu menjadi
turun, dan susu terpisah menjadi
dadih padat dan cairan whey. Proses ini disebut pendadihan.
·
Enzim rennin atau khimosin
dimasukkan ke dalam dadih agar menggumpal. Pada umumnya saat ini lebih
banyak digunakan khimosin
yang merupakan enzim buatan.
·
Cairan whey diperas untuk
dipisahkan dari dadih. Dadih
dipanaskan sampai suhu 32 – 42oC sambil ditaburi garam. Sementara
cairan whey dapat digunakan untuk makanan sapi.
·
Dadih dipress agar air yang masih ada di dalamnya dapat dibuang. Dadih kemudian disimpan
agar mikroorganisme dan enzim
dpat terus bekerja untuk menghasilkan cita rasa keju.
·
Untuk pembuatan keju biru ditambahkan kultur jamur Penicillium.
Ada 4 macam
jenis keju, yaitu:
·
Keju lunak, misalnya keju camembert.
·
Keju setengah lunak, misalnya
keju reguefort (keju
biru)
·
Keju keras, misalnya keju chedear, keju swiss
·
Keju setengah keras, misalnya
keju romano, dan keju parmeson.
b.
Pembuatan Mentega
§ Bahan utama pembuatan
mentega adalah sebagai
berikut:
§ Susu
§ Bakteri Streptococcus lactis dan
Leuconostoc cremoris
Cara pembuatan
§ Bakteri Streptococcus lactis dan
Leuconostoc cremoris dimasukkan ke
dalam susu kemudian ditambahkan cita rasa tertentu.
§ Dari proses fermentasi tersebut akan terbentuk lemak berupa mentega.
Lemak atau mentega
tersebut dipisahkan.
§ Pengadukan lemak mentega
menghasilkan mentega yang siap di gunakan dan dikemas.
c.
Pembuatan Yoghurt
Bahan utama pembuatan yoghurt adalah sebagai
berikut:
§ Susu
§ Bakteri asam laktat
(Lactobacillus bulgaricus dan Streptomyces thermophilus)
Cara pembuatan
§ Susu dipanaskan atau dipasteurisasi, lalu sebagian lemaknya
dibuang.
§ Bakteri asam laktat (Lactobacillus
bulgaricus dan Streptomyces
thermophilus) dimasukkan ke dalam susu dengan perbandingan seimbang, lalu disimpan dalam suhu 45oC selam 5
jam
§ Aktivitas dari kedua bakteri tersebut
menyebabkan pH susu menjadi turun hingga 4.
§ Setelah proses tersebut susu didinginkan kemudian ditambahkan cita rasa
buah sesuai dengan yang diinginkan.
.
7.
Protein Sel Tunggal (PST)
Protein sel tunggal (PST) adalah protein
yang berasal dari organisme unisel
atau multisel yang strukturnya sederhana. Protein sel tunggal dapat dibuat dari bakteri, ganggang, (Chrorella, Sprullina, dan Scenedesmus), kapang berfilamen atau
makrofilamen (Fusarium gramineaum), maupun
khamir (Candida utilis)
Mekanisme kerja dalam
memproduksi protein sel tunggal adalah
sebagai berikut:
§ Penyediaan sumber makanan (substrat) yang mengandung karbon, nitrogen,
fosfor, dan unsure-unsur lainnya.
§ Sterilisasi media.
§ Pemanenan dengan memisahkan biomassa mikroba dari cairan fermentasi.
§ Pemunrian hasil panen.
Kelebihan atau keuntungan dari protein sel tunggal antara lain:
§ Laju pertumbuhannya sangat cepat, yaitu dalam ukuran
jam dan masih dapat ditingkatkan lagi.
§ Dapat menggunakan bermacam-macam media dan substrat.
§ Produksinya tidak tergantung pada iklim dan musim
§ Kandungan proteinnya lebih tinggi
dari pada hewan dan tumbuhan. .
B. REKAYASA GENETIKA Pengertian Rekayasa
Genetika
Rekayasa genetika
adalah proses memanipulasi gen melalui pencangkokan gen atau DNA rekombinan
untuk mendapatkan produk baru dengan
cara penyisipan bagian gen. Rekayasa gentika merupakan proses atau teknik untuk
menghasilkan produk dan jasa yang melibatkan pemanfaatan mikroba.
DNA rekombinan
merupakan DNA bakteri yang telah disambung dengan penggalan DNA lain yang
berasal dari mikroba atau makhluk
hidup lain. DNA rekombinan dapat
pula berupa DNA sintetik yang urutan basanya
telah direkombinasi agar memiliki sifat-sifat program yang diinginkan
sehingga organisme penerimanya menghasilkan
sifat-sifat dan melaksanakan program sesuai yang kita inginkan, misalnya DNA
yang telah direkombinasi untuk
membuat insulin, kemudian DNA tersebut disikpakan ke dalam DNA bakteri, maka bakteri
tersebut akan menghasilkan insulin.
Rekayasa genetika
dapat pula dilakukan
dengan mengganti susunan
basa nitrogen dari rantai DNA mikroba dengan
materi genetic yang diinginkan.
Sejarah Rekayasa
Genetika
Rekayasa genetika
diawali sejak Mandel menemukan
factor yang diturunkan yang disebut sifat genetic. Sejak
ditemukannya DNA tahun 1944 oleh Oswald Avery, banyak ilmuan yang
meneliti tentang DNA yang salah satunya
adalah penelitian tentang transfer DNA bakteri dari satu sel ke sel lainnya
melalui plasmid (kepingan DNA bakteri).
Untuk mendapatkan
materi genetic yang diinginkan, terlebih dahulu materi genetic tersebut harus
dipotong secara alami dengan
menggunakan enzim retriksi yang dapat mengenali dan memotong tempat-tempat
tertentu disepanjang molekul DNA. Untuk menyambung kembali potongan-potongan
DNA tersebut digunakan enzim ligase.
Penelitian
tentang rekayasa genetika pertama kali dilakukan oleh Dr. Paul Berg (sekitar
1950) peneliti dari Stanford
University of California, Amerika Serikat. Namun hasil yang memuaskan baru
diperoleh sekitar 20 tahun kemudian.
Keuntungan Rekayasa
Genetika
Keuntungan rekayasa
genetika adalah dapat diperoleh berbagai
produk yang bermanfaat bagi manusia, antara
lain:
·
Hormone insulin
·
Enzim
·
Vaksin
·
Terapi gen
Unsur-unsur yang diperlukan dalam rekayasa genetika
Unsur-unsur yang diperlukan dalam rekayasa genetika
meliputi: plasmid, transformasi, dan enzim baru.
1) Plasmid
Plamid merupakan
lingkaran DNA kecil yang bereplikasi sendiri yang terdapat
pada kromosom bakteri
dan eukariota uniseluler,
misalnya pada kapang. Fungsi plasmid
adalah sebagai vector atau pemindah dan memelihara sejumlah
cirri-ciri yang stabil dari generasi
ke generasi.
2)
Transformasi
Transformasi adalah perubahan bentuk.
Dalam rekayasa genetika, transformasi berarti perubahan bahan genetic suatu sel atau mikroba karena
mendapat bahan genetic
baru dari luar.
Untuk mengambil,
memasukkan, memotong, dan menempelkan DNA ke dalam makhluk hidup lain harus diikutsertakan gen pengangkut khusus yang disebut
vector. Vektor yang digunakan adalah
plasmid. Suatu plasmid dari bakteri diambil, lalu ikatan
DNA nya dibuka dengan enzim pemotong. Kemudian
fragmen DNA baru dimasukkan atau
dicangkokkan, kemudian disambungkan kembali.
Setelah itu plasmid tesebut dimasukkan
kembali ke dalam bakteri. Jika
bakteri tersebut membelah diri, maka plasmid rekombinan juga akan membelah,
sehingga akan terbentuk
klon bakteri dengan kode genetic
seperti yang diinginkan.
3) Peran enzim dalam rekayasa genetika
Peran enzim dalam
rekayasa genetic sangat penting. Dari
hasil penelitian, ditemukan adanya enzim tertentu
yang disebut enzim pembatas endonuklease atau enzim retriksi yang mampu
bertindak sebagai pemotong rantai DNA
atau disebut juga gunting biologi yang dapat mengenal dan memotong tempat- tempat khusus sepanjang
molekul DNA. Untuk menyambungkan kembali
molekul DNA yang dipotong diperlukan enzim ligase.
Dengan
ditemukannya enzim pembatas ini, membuat para ahli genetic dapat membongkar
sel-sel bakteri, virus, sel hewan, dan sel tumbuhan untuk diambil
DNA nya dengan menggunakan enzim-enzim pembatas tersebut. Saat ini
telah ditemukan lebih dari 200 enzim pembatas yang berfungsi untuk memotong
gen-gen dan mencangkokkan dengan gen-gen
baru sesuai dengan yang diinginkan.
Produk-Produk yang dihasilkan dair Rekayasa Genetika
1) Produk-produk rekayasa
genetika di bidang
peternakan dan pemuliaan
Hewan
yang diperlakukan dengan rekayasa genetika disebut hewan transgenic. Pada hewan-hewan tersebut disipkan
gen-gen tertentu yang dibutuhkan manusia.
Beberapa hewan transgenic hasil rekayasa
genetika antara lain:
a.
Domba transgenic
Domba transgenic merupakan domba yagn DNA nya telah disisipi
dengan gen manusia
yang disebut factor 8 (salah satu protein pembeku
darah). Dengan disisipi oleh gen
factor 8 tersebut, domba transgenic
yagn mengandung factor 8 dari gen manusia dapat dimurnikan untuk menolong
penderita hemofilia.
b.
Kuda melahirkan Zebra
Kuda melahirkan zebra merupakan upaya untuk melindungi zebra dari kepunahan, karena zebra saat ini
termasuk hewan langka. Dalam hal ini
dalam rahim kuda ditanam sel telur zebra yang sudah dibuahi. Kuda yang dipinjam rahimnya ini disebut
surrogate. Hasilnya adalah kuda
tersebut akan melahirkan anak zebra.
Keuntungan dari proses
ini adalah:
Induk dari spesies
biasa biasa (kuda) melahirkan anak spesies langka (zebra).
Telur zebra yang sudah
dibuahi dapat didinginkan, lalu disimpan bertahun-tahun setelah induknya mati. Jika ditemukan
surrogate yang sesuai
telur tersebut dapat ditransplantasikan.
c.
Hormone BST untuk meningkatkan produksi susu sapi
Hormon BST merupakan hormone yang direkayasa dari bakteri. Fungsi
hormon BST adalah:
·
Dapat mendorong pertumbuhan sehingga
ukura tubuh ternak
dapat dua kali lipat dari ukuran normal.
Caranya dengan menyuntikkan BST ini pada sel telur hewan
yang akan dibuahi.
·
Dapat meningkatkan produksi susu karena hormone
ini mengontrol laktasi
(pengeluaran susu)dan mengingkatkan jumlah sel-sel pada
kelenjar susu. Sapi yang disuntik
dengan BST produksi susunya dapat meningkat 20%.
·
Hewan yang disuntik dengan BST ini dagingnya kurang
mengandung lemak.
Pemakaian hermon
BST telah disetujui oleh FDA (Food dan Drug Administration) dan dinyatakan bahwa susu yang dihasilkan dengan
perlakuan BST aman. Namun di Eropa,
penggunaan BST ini dilarang, karena
penderiti mastitis yang diberi hormone
BST meningkat 70% dibandingkan yang tidak diberi
hormone BST.
2)
Produk-produk rekayasa
genetika di bidang
pertanian
Rekayasa genetika
di bidang pertanian
menghasilkan:
·
Tumbuhan yang kebal penyakit
·
Tumbuhan yang mampu mengikat
N2 sendiri
·
Insektisida biologi
·
Budidaya kultur jaringan
a) Pembuatan tumbuhan kebal hama
Untuk mencegah
penyakit pada tumbuhan
petani biasanya menyemprot tumbuhan tersebut dengan
zat kimia yang dapat mencemari lingkungan.
Melalui rekayasa
genetika, dapat diperoleh tumbuhan yang kebal terhadap penyakit, yaitu dengan mengunakan bakteri Agrobacterium tumefeciens yang mempu menyebabkan tumor pada
tumbuhan yang terinfeksi karena bakteri
ini memiliki plasmid besar
yang disebut tumor inducting (TT).
Proses pembuatan tumbuhan
kebal hama adalah sebagai berikut:
·
Disisipkan gen yang tahan terhadap penyakit
ke dalam plasmid
bakteir Agrobacterium tumifaciens.
·
Bakteri Agrobacterium tumifaciens tesebut diinfeksikan pada tumbuhan. Dengan demikian akan diperoleh keturunan tumbuhan yang kebal hama.
b) Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat
N2 sendiri
Nitrogen merupakan
salah satu unsure yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada umumnya tumbuhan yang
mampu mengikat nitrogen adalah tumbuhan kacang-kacangan (Leguminoceae) karena memiliki bintil
pada akar yagn bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium
leguminosum. Bakteri tersebut
mampu mengikat N2 bebas dari atmosfer.
Dengan menginokulasi bakteri Rhizobium
leguminosum ke dalam tumbuhan tertentu, tumbuhan tersebut dapat memfiksasi N2 di atmosfer sehingga
mengurangi penggunaan pupuk.
c) Insektisida biologi
Untuk membasmi
hama secara biologi
dapat dilakukan dengan
mengembangkan bakteri Bacillus
thuringiensis yang membunuh serangga perusak tanaman. Hal ini disebabkan karena bakteri ini menghasilkan endotoksin yang efektif melawan hama serangga.
d) Kultur jaringan
Pada
umumnya menanam tumbuhan dilakukan dengan biji, stek, cangkok, atau tunas.
Namun melalui rekayasa genetika,
ilmuan telah menemukan cara baru dalam memperbanyak tumbuhan, yaitu dengan kultur jaringan yang mengunakan jaringan
tumbuhan yang ditaman
ada suatu media.
Kultur jaringan
adalah suatu metode untuk mengisolasi suatu bagian dari tanaman seperti
protoplasma sel, jaringan, dan organ
kemudian menumbuhkannya pada media buatan tertentu dengan kondisi yang aseptic (suci hama). Kultur jaringan (Tissue culture) pada
tumbuhan mulai dipraktekkan dalam laboratorium
tahun 1937 oleh Gautheret pada jaringan wortel. Metode kultur jaringan pada tumbuhan menggunakan sifat totipotensi.
Bagian tumbuhan yang cocok untuk dijadikan eksplan adalah jaringan yang aktif membelah
yaitu meristem.
Keuntungan kultur jaringan
adalah sebagai berikut:
·
Dapat memperoleh tumbuhan
sesuai dengan sifat yang kita inginkan.
·
Dapat memperoleh tumbuhan yang memiliki sifat sama dengan
induknya.
·
Dapat memperoleh tumbuhan yang kebal hama
·
Dapat memperoleh tumbuhan yang memiliki sifat unggul
·
Dapat memperoleh tumbuhan dengan
jumlah yang banyak
untuk tujuan komersial .
3) Produk-produk rekayasa genetika
di bidang kedokteran
a.
Pembuatan Insulin
Insulin adalah
hormone yang berfungsi menurunkan kadar gula dalam darah. Dalam tubuh, insulin
di produksi oleh kelenjar
pancreas. Fungsi hormone insulin
adalah mengubah glukosa dalam darah menjadi glikogen.
Ketidakmampuan
kelenjar pancreas memproduksi insulin secara optimal, menyebabkan seseorang terkena
penyakit diabetes mellitus
(kencing manis). Penderita diabetes mellitus perlu
diberi hormone insulin
yang saat ini dapat diproduksi melalui rekayasa genetika
dengan teknologi plasmid.
Cara membuat insulin
adalah sebagai berikut:
·
Gen pengendali hormone insulin
pada manusia di transplantasikan ke plasmid bakteri Escheria coli.
·
Bakteri tersebut kemudian dibiakkan
atau dikulturkan.
·
Jika bakteri tersebut bereproduksi (membelah diri), maka dengan sendirinya hormone insulin akan dihasilkan.
b.
Pembuatan antibody monoclonal
Antibody monoclonal
atau antibody sel tunggal adalah suatu jenis antibody yang khas bagi suatu
jenis antigen atau benda asing
terteneu. Antibodi monoclonal dipakai untuk:
§ Mendiagnosa atau mendeteksi suatu jenis kuman penyakit dan sejenis
protein karena gennya bermutasi atau
karena efek translokasi kromosom yang mengandung onkogen, misalnya untuk mendeteksi adanya kanker sebelum tampak
gejala atau beberapa indikasi klinis lainnya yang berkembang.
§ Menguji tes kehamilan.
Proses pembuatan
antibody monoclonal dilakukan melalui suatu teknologi yang disebut teknologi hibridoma. Teknologi hibridoma merupakan teknologi yang memadukan dua sel dari jaringan yang sama
tetapi berbaea makhluk hidupnya, misalnya hybrid antara sel tumor dengan
limfosit yang dilakukan secara
invitro. Dari hibridoma ini akan dihasilkan antibody dalam jumlah
yang besar.
Selain itu hibridoma juga dapat digunakan
untuk, diagnosis, terapi,
dan membuat protein.
C. PENANGGULANGAN POLUSI DAN PENGOLAHAN LIMBAH
Sampah atau limbah adalah
bahan atau barang padat, cair, atau gas yang dibuang
dan tidak dikehendaki lagi. Limbah akan
menimbulkan polusi yang mengancam kelestarian lingkungan dan menjadi salah satu
sumber penyakit pada manusia.
a.
Pengolahan Limbah Organic
Sampah organic
merupakan sampah yang berasal dari makhluk hidup.
Penanggulangan sampah organic
dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu ditimbun, dibakar, dan didaur
ulang. Daur ulang merupakan cara penangglangan sampah yang baik.
Beberapa cara daur ulang sampah organik:
1.
Dengan proses pirolisis
Pirolisis adalah
proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi pada kondisi anaerob. Melalui
proses pirolisis sampah
dapat diubah menjadi
arang, gas metana,
dan bahan anorganik
yagn dapat dimanfaatkan
kembali sebagai bahan baker. Kelebihan
dari bahan baker tserbuat adalah kandungan sulfurnya rendah, sehingga mengurangi tingkat pencemaran.
2.
Dengan proses pengomposan
Bahan untuk pembuatan kompos adalah:
·
Sampah organic
·
Air
·
Oksigen
·
Beberapa jenis mikroorganisme
Mikroorganisme yang
diperlukan dalam pembuatan kompos tergantung proses pembuatannya, yaitu secara organic dan anroganik. Selama proses pengomposan terjadi
penguraian, mislanya sellulosa, pembentukan asam organic terutaman asam humat, yang penting dalam pembuatan humus.
Kompos dapat digunakan
sebagai pupuk tanaman.
b.
Pengolahan Limbah Minyak
Pencemaran limbah
minyak di perairan, baik laut maupun
perairan tawar menyebabkan kematian berbagai jenis organisme. Untuk mengatasi pencemaran limbah minyak tesebut digunakan
beberapa cara, yaitu sebagai berikut:
·
Menggunakan jamur Cladosporium resinae yang mampu memecah paraffin
dasar minyak.
·
Menggunakan Pseudomonas hasil
rekayasa genetika Dr Chakrabarty yang dapat memecah
ikatan hydrocarbon minyak.
·
Menggunakan pengemulsi seperti
polisakarida yang diproduksi oleh Acinotobacter
calcoaceticus yang menyebabkan minyak
bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba.
c.
Pengolahan Limbah Plastik
Plastik merupakan
materi yang sulit diuraikan secara alami. Pembakaran
merupakan satu upaya menanggulang
limbah plastic. Namun asap hasil
pembakaran ini sangat berbahaya bagi kesehatan, khususnya paru-paru. Untuk
mengantisipasi masalah tersebut
saat ini dikembangkan produk plastic dari politen
dan polister polliurethan yang bermassa molekul rendah. Plastik dari bahan tersebut dapat didegradasi oleh mikroba
jamur Cladosporium resinae.
Dari hasil penelitian pengembangan bioteknologi lebih lanjut,
ditemukan plastic yang biodegradable untuk industri
pengemasan yagn dibuat dari bahan kimia polihidroksibutirat yang dihasilkan
dari beberapa mikroba, seperti:
·
Alxaligens eutrophus
·
Aureobasidium pullulan dari polisakarida yagn dihasilkan
Kelebihan plastic
hasil bioteknologi ini adalah mudah diuraikan oleh mikroorganisme seingga
mengurangi tingkat pencemaran lingkungan.
D. PENCIPTAAN SUMBER ENERGI
ALTERNATIF
Bahan bakar minyak
(BBM) merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Pemanfaatannya seamakin lama semakin meningkat, namun persediaannya semakin
lama semakin menipis. Oleh karena itu
untuk mengantisipasinya perlu ada upaya alternative
untuk menghasilkan suatu bahan bakar
yang dapat digunakan
untuk menghemat pemakaian
BBM.
Secara bioteknologi, ada dua jenis bahan bakar yang diproduksi secara fermentasi, yaitu gasohol (alcohol)
dan gasbio (metana).
1.
Gasohol (Alkohol)
Gasohol pertama
kali dikembangkan di Brazil
yang dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yang melimpah. Keuntungan
gasohol antara lain:
Ø Murah
Ø dapat diperbaharui
Ø tidak menimbulkan polusi.
Bahan utama pembuatan gasohol:
·
Tebu
·
Bagasse (limbah tebu)
·
Khamir (Saccharomyces cereviceae)
Proses pembuatan
gasohol
·
Tebu digilas atau dipecah
untuk diambil air atau ekstrak
gulanya
·
Larutan gula (sukrosa) dikristalkan dan kemudian akan tersisa sirup
glukosa yang disebut
molase.
·
Molase difermentasi oleh khamir
Saccharomyces cereviceae menjadi
alcohol pekat.
·
Alcohol pekat didestilasi (dilakukan penyulingan) hingga menjadi
etanol murni, dengan
menggunakan sumber tenaga
dari bagasse (limbah
tebu yang dikeringkan)
2.
Gas Bio atau Biogas
(Metana)
Gas bio merupakan
gas yang dihasilkan dari proses pembusukan sampah organic atau kotoran
organisme seperti feses hewan,
daun-daun, kertas, dan sampah organic lainnya.
Bio gas atau gas bio dibuat pada fase
anaerob dari fermentasi limbah kotoran organisme. Gas bio hasil
fermentasi tersebut dapat digunakan untuk bahan bakar.
BIOTEKNOLOGI DI BIDANG
PERTAMBANGAN
Di bidang pertambangan, beberapa jenis bakteri, seperti Thiobacillus feroxidans, Thiobacilus thiooxidans, dan Leptosprilum ferroxidans dapat digunakan untuk pengolahan biji-biji logam, yakni memisahkan logam dari bijihnya. Hal ini disebabkan karena bakteri tersebut bersifat kemolitotrof atau pemakan bebatuan.
Video Bioteknologi.
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=XSS18DC8abEVideo Tanaman Transgenik
Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=qI8xHpcxfnA
video 3
Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=1V-HEyNjMpE&t=78s
DAFTAR PUSTAKA
Yatim, Wildan.
1999. Kamus Biologi. Yayasan
Obor Indonesia. Jakarta.
Foster, Bob. 1001 Soal dan Pembahasan Biologi
SPMB. 2003. Erlangga. Jakarta.
Wulangi, Kartolo. 1993. Prinsip-Prinsip Fisiologi Hewan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta. Amien, Moh. 1994. Biologi 2 SMA. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Jakarta.