Bioteknologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang teknologi berupa manipulasi atau merekayasa bahan hayati untuk menghasilkan barang atau jasa dalam kebutuhan manusia. Makhluk hidup yang digunakan dalam bioteknologi disebut dengan agen biologi. Adapun ciri-ciri bioteknologi, yaitu: Show
Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya: Penggolongan BioteknologiBerdasarkan perbedaan prinsip dan jenis agen biologi yang digunakan, bioteknologi digolongkan menjadi dua jenis, yaitu : 1. Bioteknologi KonvensionalPada bioteknologi konvensional, manipulasi atau rekayasa agen biologi dilakukan pada kondisi lingkungan dan media tumbuh (substrat) tertentu. Agen biologi yang sering digunakan dalam biologi konvensional berupa mikroorganisme. Mekanisme untuk menumbuhkan dan meningkatkan kemampuan mikroorganisme dalam menyintesis suatu senyawa, yaitu dengan menambahkan zat-zat tertentu pada suatu substrat atau media kultur. Peralatan dan teknologi yang digunakan dalam bioteknologi konvensional tergolong sederhana dan pemanfaatan agen biologinya terbatas. Contoh aplikasi dari bioteknologi konvensional, yaitu pembuatan tempe menggunakan Rhizopus oryzae dan pembuatan kecap menggunakan Aspergillus wentii. 2. Bioteknologi ModernPada bioteknologi modern, manipulasi agen biologi dilakukan pada susunan gen dalam kromosom. Bioteknologi modern disebut juga dengan rekayasa genetika. Rekayasa genetika merupakan semua proses yang bertujuan untuk menghasilkan organisme transgenik. Organisme transgenik merupakan organisme yang urutan informasi kromosomnya telah diubah sehingga memiliki keunggulan menjadi sifat yang diinginkan. Peralatan dan teknologi yang digunakan dalam bioteknologi modern lebih canggih dibandingkan dengan bioteknologi konvensional. Contoh aplikasi dari bioteknologi modern, yaitu program bayi tabung, pembuatan organisme trangenik, dan kloning. Penerapan Bioteknologi dalam Kehidupan ManusiaA. Penerapan Bioteknologi dalam Bidang PanganAplikasi bioteknologi secara konvensional dalam bidang pangan baik produksi makanan atau minuman banyak dilakukan dengan cara fermentasi, sedangkan dalam bioteknologi modern dikenal dengan protein sel tunggal (PST) dan mikroprotein. Proses fermentasi dibantu oleh mikroorganisme. Mikroorganisme yang paling banyak berperan dalam proses fermentasi adalah bakteri, jamur (kapang dan khamir), dan virus. Berikut merupakan contoh dari pemanfaatan mikroorganisme dalam fermentasi substrat:
Sebagai sumber protein, organisme penghasil PST memiliki keunggulan, yaitu mempunyai kemampuan perkembangbiakan yang cepat dan relatif mudah. Beberapa contoh mikroorganisme yang digunakan sebagai PST, yaitu Saccharomyces cerevisiase, Candida utili, dan Spirulina sp. Saccharomyces cerevisiase dan Candida utili digunakan dalam industri suplemen makan ternak, sedangkan Spirulina sp. digunakan sebagai sebagai sumber makanan. Mikroprotein merupakan bahan makanan atau sumber protein yang dihasilkan melalui proses fermentasi dari miselium jamur Fusarium graminearum. B. Penerapan Bioteknologi dalam Bidang Pertanian dan PeternakanDNA Rekombinan diaplikasikan dalam bidang pertanian dan peternakan untuk mendapatkan bibit unggul. Proses DNA rekombinan pada tumbuhan menggunakan vektor Agrobacterium tumefaciens yang mempunyai plasmid Ti (Tumor inducing). Langkah pertama, plasmid Ti diisolasi, kemudian disisipi dengan gen asing /gen yang diinginkan (transplantasi gen). Setelah itu, plasmid dimasukkan ke dalam A. tumefaciens. Ketika digabungkan dengan sel-sel tumbuhan, A. tumefaciens membiakkan plasmid. Setelah berbiak, A. tumefaciens yang telah mengalami rekombinasi kembali menginfeksi kromosom tumbuhan. Kini tumbuhan tersebut telah mengandung gen asing yang disisipkan pada A. tumefaciens. Sel-sel baru hasil dari proses DNA rekombinan tersebut ditumbuhkan dengan metode kultur jaringan sehingga menghasilkan tunas dan dapat ditanam di lahan pertanian.
Teknik Kultur Jaringan memanfaatkan tumbuhan yang memiliki sifat totipotensi. Totipotensi merupakan kemampuan untuk membentuk tubuh secara lengkap dengan akar, batang, dan daun.
Totipotensi dikembangkan secara in vitro atau kultur jaringan, yaitu dengan mengembangbiakkan tumbuhan secara vegetatif menggunakan sebagian jaringan tumbuhan pada media tertentu. Media tersebut harus mengandung semua kebutuhan yang diperlukan untuk pertumbuhan jaringan baik unsur makro maupun mikro. Teknik kultur jaringan digunakan untuk pemuliaan tanaman dan juga pelestarian plasma nutfah tumbuhan. C. Penerapan Bioteknologi dalam Bidang KedokteranInsulin dibutuhkan oleh pasien diabetes mellitus dalam jumlah yang besar. Umumnya Insulin dapat dibuat melalui pengambilan insulin dari hewan biasanya sapi/babi. Namun pada beberapa pasien masih banyak menunjukkan adanya gejala alergi. Melalui rekayasa genetika, insulin mampu diproduksi dalam jumlah banyak tanpa mengorbakan banyak hewan ternak. Insulin dapat diperoleh dengan melakukan DNA rekombinan, yaitu melakukan transplantasi gen yang mengkode insulin ke dalam plasmid bakteri. Bakteri dengan gen gabungan ini dikembang biakkan. Bakteri yang telah dibiakkan dapat memproduksi insulin yang dibutuhkan. Teknologi DNA rekombinan juga dapat digunakan untuk membuat vaksin. Pada aplikasi ini, mikroorganisme digunakan untuk menghambat kemampuan mikroorganisme patogen penyebab penyakit. Mikroorganisme yang digunakan untuk membuat vaksin telah dilemahkan terlebih dahulu sehingga tidak berbahaya. Pembuatan vaksin diawali dengan mengektrasksi DNA pada mikroorganisme patogen contohnya pada virus herpes. Setelah DNA diekstraksi, kemudian fragmen DNA yang mengkode penyakit (antigen) diisolasi. Bagian tersebut selanjutnya disisipkan pada plasmid virus herpes baru yang telah dilemahkan sebelumnya. Kemudian akan terbentuk virus herpes varietas baru yang memiliki fragmen DNA virus herpes namun tidak berbahaya. Varietas virus ini kemudian diperbanyak sehingga menghasilkan vaksin. Didalam vaksin terdapat antigen murni suatu penyakit dan apabila vaksin disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan manusia akan membuat senyawa khas yang disebut antibodi untuk melawan antigen murni tersebut. Teknologi ini menggunakan prinsip fusi protoplasma. Kelinci atau tikus terlebih dahulu diinjeksi dengan antigen kemudian limfanya (tempat pembuatan sel darah putih) diambil. Sel-sel limfa ini kemudian difusikan dengan sel mieloma (sel kanker) melalui elektrofusi. Elektrofusi merupakan fusi secara elektris dengan frekuensi tinggi yang menyebabkan sel-sel tertarik satu sama lain dan akhirnya bergabung (fusi). Sel-sel yang melakukan fusi kemudian diseleksi untuk mengidentifikasi sel gabungan tersebut. Fusi ini menghasilkan sel-sel yang dapat menghasilkan antibodi sekaligus dapat memperbanyak diri secara terus-menerus seperti pada sel kanker. Sel-sel ini menghasilkan antibodi monoklonal yang dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urin wanita hamil (mendeteksi adanya kehamilan).
Berikut beberapa contoh zat antibiotik beserta mikrooganisme yang menghasilkannya :
Teknik bayi tabung dilakukan menggunakan teknik laparoskopi, yaitu teknik yang memungkinkan sel sperma suami dan sel telur istri difertilisasikan dalam cawan petri atau dalam tabung sehingga pembuahan terjadi di luar (in vitro). Hasil pembuahan tersebut, kemudian ditanamkan kembali ke dalam rahim istri, sehingga istri dapat mengandung dan melahirkan bayi sebagaimana mestinya. Dampak Bioteknologi bagi Kehidupan ManusiaDampak Postif Bioteknologi
Dampak Negatif Bioteknologi
Kontributor: Dinda Muthi Selina, S.Si. Lihat juga materi Biologi lainnya di StudioBelajar.com:
|