BIOTEKNOLOGI (MATERI)

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 50^oC, 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 90^oC, kemudian didinginkan sampai suhu 30^oC.

·         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 – 42^oC 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 45^oC 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=XSS18DC8abE

Video 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.