Bioteknologi

Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi merupakan ilmu yg mempelajari ihwal teknologi berupa manipulasi atau merekayasa materi hayati untuk menciptakan barang atau jasa dlm keperluan manusia. Makhluk hidup yg digunakan dlm bioteknologi disebut dgn biro biologi.  Adapun ciri-ciri bioteknologi, yaitu:

1. Terdapat biro biologi yg berbentukmikroorganisme, flora, atau hewan.
2. Terdapat pendayagunaan dengan-cara teknologi & industri.
3. Produk yg dihasilkan berupa hasil ekstraksi & pemurnian.

Penggolongan Bioteknologi

Berdasarkan perbedaan prinsip & jenis biro biologi yg digunakan, bioteknologi digolongkan menjadi dua jenis, yaitu :

1. Bioteknologi Konvensional

Pada bioteknologi konvensional, manipulasi atau rekayasa biro biologi dikerjakan pada kondisi lingkungan & media berkembang (substrat) tertentu. Agen biologi yg sering dipakai dlm biologi konvensional berupa mikroorganisme. Mekanisme untuk menumbuhkan & meningkatkan kesanggupan mikroorganisme dlm menyintesis suatu senyawa, yakni dgn menambahkan zat-zat tertentu pada suatu substrat atau media kultur. Peralatan & teknologi yg digunakan dlm bioteknologi konvensional tergolong sederhana & pemanfaatan agen biologinya terbatas. Contoh aplikasi dr bioteknologi konvensional, yakni pengerjaan tempe memakai Rhizopus oryzae & pembuatan kecap menggunakan Aspergillus wentii.

2. Bioteknologi Modern

Pada bioteknologi terbaru, manipulasi distributor biologi dilaksanakan pada susunan gen dlm kromosom. Bioteknologi modern disebut pula dgn rekayasa genetika. Rekayasa genetika merupakan semua proses yg bertujuan untuk menghasilkan organisme transgenik. Organisme transgenik merupakan organisme yg urutan keterangan kromosomnya telah diubah sehingga mempunyai kelebihan menjadi sifat yg diinginkan. Peralatan & teknologi yg dipakai dlm bioteknologi terbaru lebih canggih dibandingkan dgn bioteknologi konvensional. Contoh aplikasi dr bioteknologi modern, yaitu program bayi tabung, pembuatan organisme trangenik, & kloning.

Penerapan Bioteknologi dlm Kehidupan Manusia

A. Penerapan Bioteknologi dlm Bidang Pangan

Aplikasi bioteknologi dengan-cara konvensional dlm bidang pangan baik buatan masakan atau minuman banyak dijalankan dgn cara fermentasi, sedangkan dlm bioteknologi terbaru dikenal dgn protein sel tunggal (PST) & mikroprotein.

1. Fermentasi

Proses fermentasi dibantu oleh mikroorganisme. Mikroorganisme yg paling banyak berperan dlm proses fermentasi yakni basil, jamur (kapang & khamir), & virus. Berikut merupakan contoh dr pemanfaatan mikroorganisme dlm fermentasi substrat:

Substrat	Mikroorganisme	Hasil Pangan
Jerami, serbuk kayu	Agaricus bisporus, Lentinus edodes, Volvariella volvacea	Jamur
Kedelai	Rizhopus sp	Kecap
Kedelai	Rhizopus oligosporus, Mucor sp	Tempe
Ampas kacang tanah	Neurospora sitophila	Oncom
Susu	Penicillium sp	Keju

2. Protein Sel Tunggal

Sebagai sumber protein, organisme penghasil PST mempunyai kelebihan, yaitu mempunyai kesanggupan perkembangbiakan yg cepat & relatif mudah. Beberapa contoh mikroorganisme yg digunakan selaku PST, yaitu Saccharomyces cerevisiase, Candida utili, dan Spirulina sp. Saccharomyces cerevisiase & Candida utili digunakan dlm industri aksesori makan ternak, sedangkan Spirulina sp. dipakai selaku sebagai sumber kuliner.

3. Mikroprotein

Mikroprotein merupakan materi kuliner atau sumber protein yg dihasilkan melalui proses fermentasi dr miselium jamur Fusarium graminearum.

B. Penerapan Bioteknologi dlm Bidang Pertanian & Peternakan

1. DNA Rekombinan

DNA Rekombinan diaplikasikan dlm bidang pertanian & peternakan untuk mendapatkan bibit unggul. Proses DNA rekombinan pada flora memakai vektor Agrobacterium tumefaciens yg mempunyai plasmid Ti (Tumor inducing). Langkah pertama, plasmid Ti diisolasi, kemudian disisipi dgn gen ajaib /gen yg diharapkan (transplantasi gen). Setelah itu, plasmid dimasukkan ke dlm A. tumefaciens. Tatkala digabungkan dgn sel-sel flora, A. tumefaciens membiakkan plasmid. Setelah berbiak, A. tumefaciens yg telah mengalami rekombinasi kembali menginfeksi kromosom flora. Kini tanaman tersebut telah mengandung gen abnormal yg disisipkan pada A. tumefaciens. Sel-sel baru hasil dr proses DNA rekombinan tersebut ditumbuhkan dgn metode kultur jaringan sehingga menghasilkan tunas & mampu ditanam di lahan pertanian.

No.	Produk Bioteknologi	Keterangan
1.	Padi Transgenik	Vektor Agrobakterium dapat dipakai pada tanaman padi sehingga menciptakan padi yg unggul & mampu mengekspresikan laktoferin yg berfungsi memperlihatkan daya tahan terhadap serangan mikroorganisme patogen & cuaca yg dingin.
2.	Tembakau Resisten terhadap Virus	Tumbuhan tembakau yg tahan terhadap virus TMV (Tobacco Mozaic Virus).
3.	Pengendalian Hama & Penyakit Tanaman	Peran pertisida yg tak ramah lingkungan mampu digantikan dgn mikroorganisme sebagai biokontrol seperti Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, & Trichoderma harzianum.
4.	Ikan Salmon Raksasa	Ikan salmon yg disisipi gen tambahan akan menghasilkan hormon kemajuan yg aktif pada masa embrio. Ikan salmon transgenik ini mampu mempunyai berat 11 kali lipat lebih besar dibandingkan dgn ikan salmon biasa.
5.	Hormon Bovin Somatotropin (BST)	Gen somatrotopin sapi di transplantasikan pada plasmid Eschericia coli sehingga menciptakan BST. BST yg disertakan pada kuliner ternak mampu memajukan bikinan daging & susu ternak.
6.	Buah Tahan Kebusukan	Buah akan tetap segar  dlm waktu yg usang lewat rekayasa genetika, sehingga  acara gen penghasil etilen dapat dihambat. Etilen berfungsi sendiri untuk merangsang pematangan buah. Contoh : tomat “Flavr Savr”.

2. Teknik Kultur Jaringan

Teknik Kultur Jaringan mempergunakan tumbuhan yg memiliki sifat totipotensi. Totipotensi merupakan kesanggupan untuk membentuk tubuh dengan-cara lengkap dgn akar, batang, & daun.

1.	Padi Transgenik	Vektor Agrobakterium mampu digunakan pada tumbuhan padi sehingga menciptakan padi yg unggul & bisa mengekspresikan laktoferin yg berfungsi menunjukkan daya tahan terhadap serangan mikroorganisme patogen & cuaca yg cuek.
2.	Tembakau Resisten kepada Virus	Tumbuhan tembakau yg tahan kepada virus TMV (Tobacco Mozaic Virus).
3.	Pengendalian Hama & Penyakit Tanaman	Peran pertisida yg tak ramah lingkungan mampu digantikan dgn mikroorganisme sebagai biokontrol seperti Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, & Trichoderma harzianum.
4.	Ikan Salmon Raksasa	Ikan salmon yg disisipi gen tambahan akan menciptakan hormon pertumbuhan yg aktif pada masa embrio. Ikan salmon transgenik ini mampu memiliki berat 11 kali lipat lebih besar dibandingkan dgn ikan salmon biasa.
5.	Hormon Bovin Somatotropin (BST)	Gen somatrotopin sapi di transplantasikan pada plasmid Eschericia coli sehingga menciptakan BST. BST yg ditambahkan pada kuliner ternak mampu meningkatkan buatan daging & susu ternak.
6.	Buah Tahan Kebusukan	Buah akan tetap segar  dlm waktu yg usang melalui rekayasa genetika, sehingga  kegiatan gen penghasil etilen mampu dihambat. Etilen berfungsi sendiri untuk merangsang pematangan buah. Contoh : tomat “Flavr Savr”.

Totipotensi dikembangkan dengan-cara in vitro atau kultur jaringan, yakni dgn mengembangbiakkan tumbuhan dengan-cara vegetatif memakai sebagian jaringan tumbuhan pada media tertentu. Media tersebut harus mengandung semua kebutuhan yg diharapkan untuk pertumbuhan jaringan baik unsur makro maupun mikro. Teknik kultur jaringan dipakai untuk pemuliaan tanaman & pula pelestarian plasma nutfah tanaman.

C. Penerapan Bioteknologi dlm Bidang Kedokteran

1. Pembuatan Insulin

Insulin diperlukan oleh pasien diabetes mellitus dlm jumlah yg besar. Umumnya Insulin dapat dibentuk lewat pengambilan insulin dr binatang umumnya sapi/babi. Namun pada beberapa pasien masih banyak memperlihatkan adanya gejala alergi. Melalui rekayasa genetika, insulin mampu diproduksi dlm jumlah besar tanpa mengorbakan banyak hewan ternak. Insulin dapat diperoleh dgn melaksanakan DNA rekombinan, yakni melaksanakan transplantasi gen yg mengkode insulin ke dlm plasmid kuman. Bakteri dgn gen adonan ini dikembang biakkan. Bakteri yg telah dibiakkan mampu memproduksi insulin yg diperlukan.

2. Produksi Vaksin

Teknologi DNA rekombinan pula dapat dipakai untuk membuat vaksin. Pada aplikasi ini, mikroorganisme digunakan untuk menghalangi kemampuan mikroorganisme patogen penyebab penyakit. Mikroorganisme yg dipakai untuk membuat vaksin sudah dilemahkan terlebih dahulu sehingga tak berbahaya. Pembuatan vaksin diawali dgn mengektrasksi DNA pada mikroorganisme patogen contohnya pada virus herpes. Setelah DNA diekstraksi, kemudian fragmen DNA yg mengkode penyakit (antigen) diisolasi. Bagian tersebut selanjutnya disisipkan pada plasmid virus herpes baru yg sudah dilemahkan sebelumnya. Kemudian akan terbentuk virus herpes varietas baru yg mempunyai fragmen DNA virus herpes namun tak berbahaya. Varietas virus ini kemudian diperbanyak sehingga menciptakan vaksin. Didalam vaksin terdapat antigen murni sebuah penyakit & apabila vaksin disuntikkan pada insan, sistem kekebalan manusia akan menciptakan senyawa khas yg disebut antibodi untuk melawan antigen murni tersebut.

3. Antibodi Monoklonal

Teknologi ini memakai prinsip fusi protoplasma. Kelinci atau tikus terlebih dahulu diinjeksi dgn antigen kemudian limfanya (daerah pembuatan sel darah putih) diambil. Sel-sel limfa ini kemudian difusikan dgn sel mieloma (sel kanker) melalui elektrofusi. Elektrofusi merupakan fusi dengan-cara elektris dgn frekuensi tinggi yg menimbulkan sel-sel kepincut satu sama lain & hasilnya bergabung (fusi). Sel-sel yg melaksanakan fusi kemudian diseleksi untuk mengidentifikasi sel adonan tersebut. Fusi ini menciptakan sel-sel yg dapat menghasilkan antibodi sekaligus mampu memperbanyak diri dengan-cara terus-menerus seperti pada sel kanker. Sel-sel ini menciptakan antibodi monoklonal yg mampu dipakai untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dlm urin wanita hamil (mendeteksi adanya kehamilan).

4. Pembuatan Antibiotik oleh Mikroorganisme

Berikut beberapa pola zat antibiotik beserta mikrooganisme yg menghasilkannya :

• Streptomisin, oleh Streptomyces griseus.
• Tetrasiklin, oleh Strepto-myces aureofaciens.
• Sefalosporin, oleh Cephalosporin (sejenis fungi).
• Kloromisetin atau kloromfenikol, oleh Streptomyces venezuelae.
• Penisilin, oleh Penicillium notatum, P. chrysogenum.

5. Teknik Bayi Tabung

Teknik bayi tabung dikerjakan menggunakan teknik laparoskopi, yaitu teknik yg memungkinkan sel sperma suami & sel telur istri difertilisasikan dlm cawan petri atau dlm tabung sehingga pembuahan terjadi di luar (in vitro). Hasil pembuahan tersebut, kemudian ditanamkan kembali ke dlm rahim istri, sehingga istri mampu mengandung & melahirkan bayi sebagaimana mestinya.

Dampak Bioteknologi bagi Kehidupan Manusia

Dampak Postif Bioteknologi

1. Penemuan tanaman yg tahan kepada serangan hama serangga. Dengan begitu penggunaan pestisida yg merusak lingkungan dapat disingkirkan.
2. Penggunaan mikroorganisme untuk memurnikan bahan-bahan tambang & limbah industri.
3. Kalangan industri saling berpacu & berkompetisi untuk memperoleh varietas-varietas tanaman maupun hewan gres dgn adanya aplikasi rekayasa genetika yg terus berkembang.
4. Produk-produk bioteknologi dlm bidang kesehatan mampu menanggulangi banyak sekali macam penyakit yg belum bisa ditangani sebelumnya.
5. Penemuan produk, obat-obatan, maupun hormon yg semula susah didapat & sangat mahal dapat terjangkau oleh masyarakat.

Dampak Negatif Bioteknologi

1. Dengan ditemukannya organisme yg unggul, akan memunculkan suatu kecenderungan untuk membudidayakan organisme yg seragam sehingga mampu mengganggu keseimbangan biodiversitas makhluk hidup di alam.
2. Semakin banyak produk-produk hasil rekayasa genetika, akan meminimalkan penghasilan petani maupun peternak kecil sehingga menjadikan kecemburuan serta kesenjangan sosial ekonomi dlm masyarakat.
3. Banyak produk rekayasa genetika yg tak mementingkan adat & moral, mirip kloning insan.

Kontributor: Dinda Muthi Selina, S.Si.

Alumni Biologi FMIPA UI

Lihat pula materi Biologi lainnya di Sosiologiku.com:

• Ciri-ciri Virus
• Ekosistem
• Hewan Vertebrata