i BIOTEKNOLOGI Bahan Ajar Biologi Kelas XII Semester 2 Artika Fitri Jamaludin (A1C215203) PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARMASIN
ii Biologi untuk SMA/MA Kelas XII Berdasarkan Kurikulum 2013 Hak Cipta © 2013 pada Penerbit Universitas Lambung Mangkurat Disusun oleh : Artika Fitri Jamaludin (A1C215203) Editor : Artika Fitri Jamaludin (A1C215203) Bahan ajar ini diset dan di-layout oleh bagian produksi oleh penulis sendiri.
iii KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa.Karena berkat dan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan bahan ajar ini yang berjudul“BIOTEKNOLOGI”dengan tepat waktu. Shalawat serta salam tidak lupa kita sanjungkan kepada nabi besar kita Muhammad Saw. Penulis menyadari pada dasarnya dalam pembuantan makalah ini tidak akan lepas dari berkat serta bantuan dan tuntutan Tuhan Yang Maha Esa dan tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu dalam kesempatan ini penulis menghaturkan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. H. Aminuddin Prahatama Putra, M.Pd, Maulana Khalid Riefani, S.Si, M.Sc, ibu Amalia Rezeki, S.Pd, M.Pd, dan Nurul Hidayati Utami S.Pd, M.Pd, selaku dosen pengajar yang telah memberikan arahan kepada kami dalam rangka menyelesaikan makalah ini. 2. Kepada teman-teman dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Kesempurnaan hanyalah milik Allah SWT, dalam penyusunan dan penulisan bahan ajar ini penulis telah berusaha semaksimal mungkin sesuai dengan kemampuan. Namun, sebagai manusia, penulis tidak luput dari yang namanya kesalahan baik dari segi teknik penulisan maupun dari segi tata bahasa.Oleh sebab itu, penulis mengharapkan kritik serta saran yang bersifat membangun dari semua pihak guna penyempurnaan serta penulisan bahan ajar ini. Banjarmasin, 19 November 2017 Penulis
iv DAFTAR ISI COVER…………………………………………………………………..……………..i HALAMAN POLOS…………………………………………………………………ii KATA PENGANTAR……………………………………………………….……….iii DAFTAR ISI………………………………………………………………….……….iv I. Kompetensi Dasar……………………………………………………………1 II. Indikator Pencapaian Kompetensi………………….……………………..1 III. Bioteknologi…………………………………….…………………………….3 1.1Pengertian bioteknologi …………….…………………….......................3 1.2Bioteknologi konvensional dan modern ……………………………….4 1.3Penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi…………................6 1.4Kultur jaringan pada tumbuhan ……………………………….………14 1.5Kloning pada hewan …………………………….………………………15 1.6Rekayasa genetika …………………………….…………………………17 1.7Pemanfaatan rekayasa genetika …………………………….………….23 1.8Dampak negative bioteknologi …………………………….…………..29 LATIHAN …………………………………………………………………..………..33 DAFTAR PUSTAKA……………………………………..…………….…………...38
1 1.1.1 Menjelaskan ayat suci alqur’an yang berkaitan dengan bioteknologi. 2.1.1 Menunjukkan perilaku teliti dalam melakukan eksperimen. Pertemuan ke-1 3.10.1 Menjelaskan pengertian bioteknologi 3.10.2 Membedakan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern 3.10.3 Menguraikan pemanfaatan mikroorganisme dalam bioteknologi 4.10.1 Membuat produk bioteknologi konvensional melalui eksperimen Peretemuan ke-2 3.10.4 Menjelaskan prinsip kultur jaringan pada tumbuhan 4.10.2 Menguraikan prinsip kultur jaringan pada tumbuhan melalui pengamatan video Pertemuan ke-3 3.10.5 Menjelaskan tahapan kloning pada hewan 4.10.3 Menguraikan tahapan kloning pada hewan melalui pengamatan video Kompetensi Dasar 3.10. Memahami tentang prinsip-prinsip bioteknologi yang menerapkan bioproses dalam menghasilkan produk baru untuk meningkatkan kesejahteraan manusia dalam berbagai aspek kehidupan Indikator Pencapaian Kompetensi
2 Pertemuan ke-4 3.10.6 Menjelaskan tentang rekayasa genetika 4.10.4 Menganalisis rekayasa genetika melalui pengamatan video Pertemuan ke-5 3.10.7 Menguraikan pemanfaatan rekayasa genetika 4.10.5 Menganalisis pemanfaatan rakayasa genetika melalui studi literatur Pertemuan ke-6 3.10.8 Menguraikan dampak negative bioteknologi 4.10.6 Menganalisis dampak negative bioteknologi melalui studi literature
3 Pengertian bioteknologi Bioteknologi berasal dari kata bios (hidup), teknos (penerapan), dan logos (ilmu). Pengertian Bioteknologi menurut OECD (Organisation for economic Cooperation and Development) adalah penerapan prinsip ilmiah dan kerekayasaan untuk pengolahan bahan dengan bantuan agen biologis untuk menyediakan barang dan jasa. Pengertian lebih lengkap Bioteknologi adalah ilmu yang menerapkan prinsip ilmiah dan kerekayasaan untuk penangan dan pengolahan bahan mentah organic maupun anorganik dengan bantuan makhluk seperti mikroorganisme, sel hewan, dan tumbuhan untuk meningkatkan potensi makhluk hidup serta menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia. Ayat-ayat Al-Quran yang berhubungan bioteknologi •Surah al-Sajdah, ayat 27 27. Dan apakah mereka tidak memperhatikan, bahwasanya Kami menghalau (awan yang mengandung) air kebumi yang tandus, lalu Kami tumbuh kandengan air hujan itu tanaman yang dari padanya Makan hewan ternak mereka dan mereka sendiri. Maka Apakah mereka tidak III. BIOTEKNOLOGI Sumber: Ezra Brillyantama. 2014
4 memperhatikan? Bioteknologi menggunakan makhluk hidup dengan alasan sebagai berikut: • Mudah diperoleh karena sudah tersedia di alam • Dapat dikembangbiakkan • Memiliki sifat yang tetap dari generasi ke generasi berikutnya • Dapat diubah sifatnya melalui teknik rekayasa genetika • Perubahan sifat yang terjadi dapat diturunkan pada anaknya • Dapat menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia Bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern Penggunaan mikroorganisme untuk memproduksi makanan dan minuman sudah cukup lama dilakukan oleh manusia. Sejak tahun 6000 SM, masyarakat Babilonia sudah menggunakan ragi untuk membuat bir. Tahun 4000 SM, masyarakat Mesir telah menemukan bahwa ragi dapat mengembangkan adonan roti. Di Jepang, orang dapat membuat nato dan sake, sedangkan di Cina orang dapat membuat sufu dan kecap. Sementara itu, masyarakat Indonesia telah lama mengenal ragi untuk membuat tapai, tempe, oncom, brem, tuak, dan cuka. Pada zaman dahulu, bioteknologi dilakukan dengan cara yang sangat sederhana di industry rumah tanggag dengan jumlah produk yang sanghat terbatas. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam produksi Sumber: Ezra Brillyantama. 2014
5 pangan misalnya, para ahli meneliti berbagai jenis sel ragi, kemudian dipilih jenis yang paling sesuai serta diteliti cara pertumbuhan dan perekembang biakannya. Dengan deikian, proses pengolahan makanan atau inuman dapat dikembangkan lebih modern di prabrik - pabrik yang menggunakan teknologi maju sehingga dapat dihasilkan produk yang lebih berkualitas serta dalam jumlah yang lebih banyak dan bervariasi. Contohnya susu dapat diolah menjadi keju, mentega, krim asam, kefir, taete, dan yoghurt. Penerapan bioteknologi dalam segala bidang kehidupan semakin meningkat sejak ditemukannya struktur dan fungsi DNA. Penemuan tersebut memberikan dampak yang besar bagi perkembangan bioteknologi. Penerapakn metode - metode baru seperti rekayasa genetika juga mendukung terciptanya produk - produk baru yang lebih mutakhir. A. Pengembangan Bioteknologi Kondisi Nonsteril dan Steril Bioteknologi kondisi nonsteril terjadi jika proses fermentasi dilakukan pada lingkungan yang terbuka sehingga memungkinkan adanya kontamiinasi mikroorganisme lain. Bioteknologi nonsteril digunakan dalam pengolahan limbah, pembuatan pupuk kompok, dan pembuatan zat -zat biokimia (asam sitrat, asam asetat, asam lakata, aseton, butanol, etanol, dan gliserol). Bioteknologi kondisi steeril terjadi jika proses fermentasinya berlangsung tanpa adanya kontaminasi mikroorganisme lain (steril). Proses ini memerlukan alat - alat yang modern untuk mencegah
6 terjadinya kontaminasi mikroorganisme lain. Produk bioteknologi steril, anatara lain antibiotic (penisilin, streptomisin, dan tetrasiklin), hormone buatan (insulin, esterogen, dan giberelin), anytibodi, enzim, asam amino, steroid, dan vitamin B12. penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi Prinsip bioteknologi adalah penggunaan makhluk hidup atau bagian-bagainnya terutama mikroorganisme yang memiliki enzim. Mikroorganisme yang dimanfaatkan dalam bioteknologi pada umumnya berasal dari golongan jamur, bakteri, dan ganggang (alga). Pemanfaatan mikroorganisme dalam bioteknologi, antara lian untuk mengubah dan menghasilkan bahan makanan/minuman: memproduksi protein sel tunggal (PST), zat-zat organic, enzim vitamin, obat-obatan dan energy; membasmi hama tanaman; mengolah limbah; serta memisahkan loga dari bijinya. A. Mikroorganisme Penghasil Makanan dan Minuman Saat ini sebagian besar makanan yang sering kita konsumsi diproduksi menggunakan jasa suatu mikroorganisme. Melalui proses fermentasi, bahan makanan tertentu diubah menjadi makanan bentuk lain sehingga cita rasanya lebih enak dan menarik serta mengandung nilai gizi yang lebih tinggi. Contohnya beras ketan dan singkong diubah menjadi tapai, kedelai menjadi tempe atau kecap, dan air kelapa menjadi sari kelapa (nata de coco). Sumber: Ezra Brillyantama. 2014
7 Pada awalnya, proses fermentasi bahan - bahan makanan dilakukan secara tradisional, namun kini prosesnya dilakukan secara ilmiah dengan menggunakan teknologi mutakhir sehingga data menghasilkan produk yang berkualitas dan lebih beraneka ragam 1. Pembuatan keju Bahan baku yang diperlukan untuk membuat keju adalah susu. Mula -mula susu dipanaskan dengan teknik pateurisasi untuk mematikan bakteri - bakteri yang berbahaya. Selanjutnya susu dimasukkan kedalam suatu wadah dengan suhu 30 0C dan diberi bibit bakteri (stater) yang akan menyebabkan susu menjadi kental dan asam. Suasana asam terjadi karena aktivitas bakteri penghasil asam laktat. Selanjutnya, enzim rennin dimasukkan ke dalam susu asam tersebut sehingga membentuk gumpalan dadih (curd) dan cairan (whey). Rennin dapat dihasilkan oleh jamur mucor pusillus dan mucor miehei. Whey tidak digunhakan sehingga harus dipisahkan. Gumpalan dadih kemudian diberi garam, diperas, ditempakan ke dalam cetakan, dan disimpan di temapt yang dingin. Keju digolongkan berdasarkan kepadatan atau kekerasan yang terbentuk selama proses fermentasi. Semakin besar gumpalan dadih yang dipadatkan, semakin berkurang kelembapannya. Akibatnya, keju nakan semakin keras dan pada. Berdasarkan hal tesebut, keju dibedakan menjadi empat macam yaitu sebagai berikut: a. Keju sangat keras, contohnyaa keju
8 parmesan dan romano. b. Keju keras, misalnya keju gruyer, keju cheddar, dan keju swiss. Keju ini difermentasikan oleh bakteri asam laktat (propinibacterium shermanii) yang tumbuh secara anaerob. Didalam keju gruyer dan keju swiww, terbentuk lubang -lubang karena adanya CO 2 yang dihasilkan oleh bakteri c. Keju setengah lunak, misalnya keju Roquefort (keju biru) yang fermentasinya dilakukan oleh jamur penicillium Roquefort. Struktur keju ini tidak padat sehingga dapat meningkatkan tumbuhnya jamur secara optimal. Pertumbuhan jamur didalam keju tampak seperti gumpalan biru kehijauan d. Keju lunak, misalnya keju kamember yang difermentasikan oleh jamur penicillium camemberti. Keju ini diproses di dalam paket atau ruang - ruang kecil sehingga jamur dapat tumbuh secara aerob di permukaan keju kemudian menyebar ke bagian dalam 2. Pembuatan tempe Tempe terbuat dari kacang kedelai yang telah direbus setengah matang dan ditaburi ragi dari jamur Rhizopus oligosporus atau Rhizopus oryzae. Jamur ini menghasilkan enzimpengurai protein (proteolitik) yang menyebabkan kacang kedelai menjadi lunak. Miselium jamu yang tumbuh dapat mengikat butir -butir kedelai sehingga dapat bersatu 3. Pembuatan minuman Berakohol Minuman berakohol misalnya bir atau
9 ale dibuat dari biji gandum atau barli yang difermentasi oleh ragi dari jamur Saccaromyces cerevisiae atau Saccaromyces carlsbergensis. Biji barli (hordeum sp) yang mengandung tepung dibiarkan berkecambah, dikeringkan, dan digiling. Hasilnya disebut malt yang mengandung enzim amylase. Enzim amylase mengubah karbohidrat menjadi glukosa. Glukosa kemudian difermentasi oleh ragi menjadi etanol. Minuman berakohol tinggi (misalnya wiski, gin, vodka, dan rum) dibuat dari tebu, biji padi -padian, jagung, kentang, dan tetesan gula yang diferentasi enjadi alcohol. Minuman anggur merah (wine) dibuat dari fermentasi buah -buahan, misalnya buah anggur (vitis vinifera). 4. Pembuatan yoghurt Yoghurt merupakan minuman yang terbuat dari susu berkadar lemak rendah yang diasamkan. Untuk eningkatkan keasamannya, digunakan bakteri streptococcus thermophilus. Sementara itu, untuk meningkatkan cita rasa dan aromanya, digunakan lactobacillus bulgaricus. B. Mikroorganisme Penghasil Protein Protein sel tunggal (PST) atau SCP (single cell protein) merupakan bahan makanan berkadar protein tinggi yang berasal dari mikroorganisme, seperti ganggang (alga) bersel satu, jamur, dan bakteri. Kadar protein yang dikandungnya dapat mencapai 80%. Mikroorganisme tersebut dapat tumbuh dan berkembang biak dengan cepat pada substrat limbah buangan yang mengandung selulosa, seperti kayu, ranting, rumput, kertas, dan limbah
10 yang mengandung methanol. Ganggang penghasil protein tunggal, antara lain spirulina maxima, spirulina platensis, scenedesmus sp, dan chlorella. Spirulina dan chlorella banyak dimanfaatkan sebagai makanan suplemen untuk meningkatkan daya tubuh. Golongan jamur yang mampu menghasilkanprotein misalnya saccharomyces cerevisiae, candida utilis (khamir torula) dan paecilomyces variotii. Jamur paecilomyces dapat tumbuh pada limbah pabrik kertas. Selain bermanfaat untuk menghilangkan limbah, jamur tersebut juga dapat dipanen untuk makan ternak. Sementara itu candida utilis menghasilkan protein dengan kadar asam nukleat yang tinggi dan menyebabkan penyakit asa urat ehingga cocok untuk akan ternak. Jamur fusarium venenatum atau fusarium graminearum dapat menghasilkan mikoprotein (mycoprotein) yang dikategorikan saa dengan PST (protein sel tunggal). Medium untuk menumbuhkannya adalah sampah organic. Mikoprotein ini mengandung 45% protein, 13% lemak, dan serat, mikoprotein diolah untuk membuat kue dan pengganti daging karena memiliki cita rasa seperti ayam. Golongan bakteri yang menghasilkan protein, misalnya methylophilus methylophilus. Sel -sel bakteri ini dikeringkan, dibuat tepung protein, dan digunakan sebagai campuran makanan ternak sapi dan ayam. C.Mikroorganisme penghasil Zat -zat Organik, enzim, dan Vitamin
11 Dalam pengembangan industry nonpangan, mikroorganisme juga empunyai peranan yang besar. Di amsa mendatang, ketika produk senyawa kimia yang disintesis semaikin berkurang, dunia akan bergantung pada hasil -hasil fermentasi mikroorganisme. Fermentasi mikroorganisme hasil rekayasa genetika terhadap substrat - substrat dapat menghasilkan senywa - senyawa kimia, anatar lain asam amino, asamm sitrat, enzim dan vitamin. 1. Asam amino Asam amino yang dapat dipoduksi oleh mikroorganisme anatara lain asam glutamate dan lisis. Asam glutamate digunakan untuk pembuatan MSG( monosodium glutamate) atau vetsin yang digunakan sebagai penyedap rasa masakan. Mikroorganisme yang digunakan untuk industry asam glutamate, yaitu bakteri corymebacterium glutamicum dan breibacterium flavum. Lisis merupakan jenis asam amino yang tidak dapat disintesis oleh tubuh hewan tetapi diperlukan dalam jumlah yang cukup besar.manusia hanya membutuhkan lisin dalam jumlah sedikit. Lisin digunakan sebagai makanan suplmen hewan ternak. Untuk memproduksi lisin dalam jumlah yang besar diperlukan muatan dari bakteri corynebacterium glutamicum. 2. Pembuatan asam cuka Asam cuka (asam asetat) dibuat dari bahan baku alcohol. Alcohol dapat diperoleh dengan cara fermentasi karbohidrat secara anaerob oleh ragi. Alcohol kemudian dioksidasi secara
12 aerob oleh bakteri penghasil asam asetat yaitu gluconobacter sp. Dan acetobacter aceti. Cuka apel (cider) dibuat dari bahhan apel dengan menggunakan saccharomyces bayanus. 3. Asam sitrat Asam sitrat secara alami terkandung di dalam tubuh jeruk. Asam sitrat digunakan untuk pemberi rasa, campuran es krim, antioksidan, penaksis pH, pembuat emulsi dalam perusahaan susu, pembuatan detergen, dan pembersih belerang pada cerobong asap pabrik. Asam sitrat dapat disintesis secara kimia tetapi biayanya cukup mahal. Dengan biaya yang lebih murah asam sitrat dapat dihasilkan oleh jaur aspergillus niger dengan medium substrat berupa sirup atau tetes gula 4. Enzim Enzim banyak diperlukan dalam industry makanan, farmasi, dan sabun. Jenis enzim yang dapat dihasilkan melalui fermentasi mikroorganisme 5. Vitamin Beberapa vitamin dapat diproduksi dalam jumlah besar dengan memanfaatkan jasa mikroorganisme. Vitamin B12 dihasilkan oleh bakteri pseudomonas denitrificas dan propionibacterium shermanii. D. Mikroorganisme Penghasil Obat Dibidang kedokteran, ikroorganisme dapat dimanfaatkan untuk pembuatan antibiotic, vaksin dan interferon E. Mikroorganisme Penghasil Energi Saat ini mulai terjadi krisis bahan bakar minyak bumi sebagai penghasil energy. Dengan bantuan mikroorganisme, para ilmuan telah berhasil embuat senyawa
13 dengan gas -gas yang mampu menghasilkan energy diantaranya adalah bahan bakar alcohol, gas metana, dan gas hydrogen. F. Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman Ulat merupakan serangga merupakan salah satu hama tanaman yang dapat menggalkan panen sehingga perlu dikurangi jumlahnya. Cara pemberantasan hama yang aman terhadap lingkungan yaitu dengan cara menggunakan mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit (pathogen) bagi hama tersebut. Contohnya bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) dan Bacillus popilliae . G. Pemanfaatan mikroorganisme dalam bidang peternakan peternakan Pengembangan bioteknologi di bidang telah menghasilkan vaksin, antibody, dan hormone. Horon pertubuhankan. BGH (bovine growth hormone) yang dihasilkan dari bakteri E.coli yang telah direkayasa genetikanya, ternyata mampu merangsang pertumbuhan hewan ternak sehingga prodduksi daging dan suus dapat ditingkat. Sementara itu hormone EGF (epidermal growth factor) adalah hormone yang mempercepat pertumbuhan rambut domba penghasil wol. H. Mikroorganisme Pengolah limbah (Bioremediasi) Bioremediasi adalah proses pembersih zat pencemar lingkungan dengan menggunakan ikroorganisme, misalnya jamur dan bakteri. Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi
14 bahan yang kurang beracun atau tidak beracun. Cara ini diharapakn dapat menangani limbah secara aman dan cepat. I. Bioplastik (Biodegradable plastic) Bioplastik yang secara alamiah dapat dengan mudah terdegradasi, baik oleh mikroorganisme maupun cuaca. Bioplastik biasa digunakan untuk barang sekali pakai, seperti kemasan makanan dan alat makan, wadah buah dan sayuran, atau botol untuk minumana ringan. Bioplastik dibuat dari pati, selulosa, minyak nabati, amilum jagung, klobot jagung, amilum ercis, dan biopolymer lainnya yang berasal dari mikroorganisme. J. Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Bidang pertambangan Pada mulanya proses mengekstrak tembaga dari bijihnya dilakukan dengan cara meluluhkan (leaching). Teknik pemisahan logan dari bijinya dengan menggunakan bakteri Thiobacillus ferrooxidans. Bakteri ini tergolong kemolitotrof yaitu mendapatkan energy dari oksidasi senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, sulfit, besi atau hydrogen. Kultur jaringan kultur pada tumbuhan Kultur jaringan merupakan salah satu cara pemperbanyak tanaman secara vegetative berdasarkan sifat totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel tumbuhan untuk tumbuh menjadi individu baru yang sempurna. Kultur jaringana dilakukan dengan cara mengisolasi bagian dari tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan pada media yang kaya nutrisi dengan kondisi aseptic sehingga Sumber: Jinan Diva Calista.2016
15 bagain tanaman tersebut tumbuh menjadi tanaman lengkap. Bagian tumbuhan yang akan dikultur disebut eksplan. Eksplan dapat diambil dari jaringan muda yang masih aktif membelah, baik dari akar, batang, daun, maupun mata tunas. Eksplan dibiarkan tumbuh menjadi missal sel yang belum berdiferensiasi, disebut kalus. Sel-sel Klaus dipisahkan dan dikultur lagi agar terbentuk kalus-kalus yang baru. Sel-sel kalus berdiferensiasi membentuk akar, batang, daun, dan tumbuh menjadi tasnaman lengkap berukuran kecil (plantet). Jika ukuran plantet sudah mencapai ukuran tertentu planet harus segera dipindahkan pada medium tanah atau hidroponik. Kultur jaringan dapat membantu menyediakan bibir pertanian yang bersifat identik dengan indukn ya, seragam, dan berjumlah banyak dalam waktu yang cepat. Tanamn yang biasa dikultur adalah tanaman unggul atau tanaman langka. Kloning Pada Hewan Kloning pada hewan merupakan usaha perbanyakn individu secara vegetative. Kloning pada hewan dibedakan menjadi dua macam, yaitu kloning embrio dan kloning transfer inti. A.Kloning Embrio Merupakan usaha untuk menghasilkan individu baru dengan sifat secara genetic sama dengan induknya tanpa melalui perkawinan secara alamiah. Tahapan teknik cloning embrio adalah sebagai berikut • Sel telur dari sapi betna difertilisasikan dengan sprema sapi jantan secara in Vitro (diluar tubuh) Sumber: Berliana Silitonga. 2011
16 • Zigot hasil fertilisasi in vitro akan tumbuh menjadi embrio • Embrio -embrio tersebut kemudian ditanamkan dengan cara dicunstikkan kedalam rahim sapi -sapi betina dewasa laiinnya • Embrio didalam rahim sapi betina akan tumbuh menjadi anak sapi hingga dilahirkan B. Kloning Transfer Inti (Transpilasi Inti) Cloning transfer inti ini bertujuan menghasilkan individu baru dengan sifat dan jenis yang sama dalam jumlah banyak Proses cloning transfer init dilakuakn pada dombba dolly sebagai berikut: • Sel telur ovum dirusak intinya dengan radiasi sinar UV sehingga tidak memiliki kromosom • Sel somatic donor (berasal dari kelenjar susu) hanya diambil intinya Inti dari sel somatic donor dimasukkan kedalam sel telur dengan batuan kejutan listrik. Dengan demi,iran sel telur mengandung inti dari sel somatic donor berkromosom diploid (2n) Sel telur kemudian membelah beberapa kali membentuk stadium morula Morulla kemuadian diimplikasikan kedalam rahii induk betina dan tumbuh secara in vitro (didalam uterus) hingga menjadi bayi domba yang siap dilahirkan. Melalui transfer -transfer ini dapat diperoleh domba -domba anakan dengan sifat dan jenis kelamin yang smaa dengan induk donornya sel somatic. Namun pada cloning domba dolly sel somatic donor sudah berumur 6
17 tahanun sehingga domba anakan yang dihasilkan seolah-olah sudah berumur 6 tahaun juga meskipin baru saja dilahirkan. Dombba dolly dinyatakan mengalami penuaan dini dan akhirnya mati pada umur 6 tahun. Rekayasa Genetika Rekayasa genetika merupakan suatu usha memanipulasi sifat makhluk hidup dengan sifat baru sesuai dengan yang diinginkan. Jenis rekayasa gnetika anata lain fusi sel dan rekombinasi DNA. A.Fusi Sel Hibridoma adalah penyatuan (fusi) dua sel yang berasal dari organism yang sama atau dari organisme yang berbeda. Sel hibridoma mengandung campuran gen yang berasal dari kedua sel tersebut. Teknologi hibridoma merupakan sel wadah, sel sumber gen, dan zat fusi gen. sel wadah harus memiliki kemampuan membelah secara cepat, misalnya sel myeloma atau sel kanker. Sel sumber gen adalah sel yang memiliki sifat yang diinginkan. Sementara itu, zat fusi gen adalah sel yang memiliki sifat yang diinginkan. Sementara itu zat fusi gen adalah zat-zat yang memicu terjadinya penggabungan sel, antara lain medan listrik, polietlen glikol (PEG), dan dimetil sulfoksida. PEG berfungsi untuk membuka embrane sel sehingga mempermudah proses fusi. Teknologi hibridoma setelah dikembangkan untuk memproduksi hormone maupun antibody. Jika sel penghasil hormone atau antibody dilebur dengan sel kanker yang memiliki kecepatan membelah luar biasa, akan Sumber:Berlia na Silitonga 2011
18 dihasilkan hormone atau antibody dengan jumlah besar dalam waktu singkat. Cara yang biasa dilakukan untuk mempercepat terhadinya fusi sel dengan metode elektrofusi yaitu menghubungkan dua sel dalam satu bidang elektriks dengan frekuensi tinggi sehingga sel -sel tertarik satu sama lainnya dan akhirnya melebur. 1. Pemanfaatan Hibridoma dalam pembuatan Antibiodi Monoklal secara alamiah, tubuh kita memiliki kemampuan untuk memproduksi antibody. Setiap benda asing (antigen), misalnya bakteri, jamur, virus, atau protein asing yang masuk ke tubuh kita akan dilawan dengan antibody. Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh limfosit B. Antibodi tertentu hanya dapat melawan antigen tertentu. Antibody yang dibentuk oleh berbagai klon sel limfosit disebut antibody multiklonal (poliklonal ). Antibody multiklonal terbentuk karena masuknya beberapa benda asing kedalam tubuh sehingga tubuh menghasilkan lebih dari satu antibody. Pada antibody multiklonal dapat terjadi kontaminasi oleh kuman atau protein dari antibody satu dengan antibody lainnya. Solusi masalah tersebut adalah dengan membuat antibody monoclonal. Tahapan pembentukan antibody monoclonal dapat dijelaskan sebagai berikut: • Hewan ddari kelompok mamalia (misalnya tikus, kelinci, kuda, atau kera) disuntik dengan antigen (misalnya bibit penyakit pada manusia)
19 • Sel limfosit B dari limpa, darah, atau kelenjar limfa yang mampu menghasilkan antibody dari hewan tersebut, diambil dan difusikan dengan sel myeloma (sel kanker) sehingga dihasilkan sel hibridoma • Selanjutnya sel hibridoma tersebut diklon dan diseleksi untuk memperoleh satu sel hibridoma penghasil antibody monoclonal yang sesuai untuk manusia • Sel hibridoma yang dipilih dikembangbiakan (dikultur) untuk menghasilkan antibody monoclonal manusia dan sebagain lainnya dibekukkan agar dapat disimpan untuk penggunaan yang akan dating antibody monoclonal dikembangkan untuk tes kehamilan, mengikat dan menonaktifkan racun, transplantasi organ (mencegah penolakan jaringan terhadap hasil transplantasi jaringan lain), meningkatakan imunitas tubuh, memurnikan obat -obatan, mengarahkan obat ke bagian tubuh yang dikehendaki, serta pengobatan kanker, AIDSA, hepatitis, flu burung, malaria, lepra, tripanosomiasis, dan leismaniasis. 2. Pemnafaatan Hibridoma dalam pemetaan kromosom pemetaan kromosom merupakan usaha untuk mengetahui letak kromosom yang mengandung gen -gen pembawa sifat - sifat teretentu pada suatu urutan kromosom dalam sel organism. Saat hibridoma mengalami kerusakan kromosom yang berlainan. Jika salah satu sel hibridoma yang memiliki nkromosom nomor trtentu dikultur dan ternyata dapat menghasilkan suatu
20 hormone, misalnya somatotropin, dapat diketahui kromosom yang membawa sifat penghasil hormone somatotropin. pemetaan kromosom memberikan sumbangan informasi pada diagnosis dan pengobatan suatu penyakit, pencegahan penyakit keturunan, serta memberikan gambaran pada evolusi biologi 3. Hibridoma memungkinkan terbentuknya spesies baru fusi sel memberikan gambaran kemungkinan diciptakannya spesies baru yang berasal dari gabungan dua sel dari organism yang berbeda, misalnya antarsel hewan yang berbeda spesies, antarsel tumbuhsn yang berbeda spesies, atau sel hewan dengan sel tumbuhan. Jika fusi tumbuhan dengan sel hewan berhasil dilakukan, memungkinkan suatu saat akan terbentuk sel hewan yang berklorofil atau manusi yang mampu berfotosintesis? hibridoma sel tumbuhan agak rumit dilakukan karena sel tumbuhan memiliki dinding sel yang merupakan penghalang terjadinya fusi sel. Dinding sel tersebut perlu dihancurkan terlebih dahulu dengan pemberian enzim selulase. Protoplasma yang teritinggal kemudian difusikan, disebut fusi protoplas. Setelah protoplasma disatukan akan tumbuh membetuk dinding sel baru dan menjadi individu hibridoma yang diinginkan B. Rekombinasi DNA Secara alamiah, rekombinasi DNA terjadi melalui pindah silang, transduksi, dan transformasi. Rekombinasi DNA dapat diperoleh secara buatan, yaitu
21 bdengan pemotongan dan penyambungan DNA secara in vitro. DNA sebagai organism dapat disambung secara in vitro dengan alas an sebagai berikut. • Struktur DNA semua spesies sama, yaitu tersusun dari gula pentose, bas anitrogen, dan gugus fosfat • Gen dapat mengontrol sintesis polipeptida dan mengeksperisakan sifat tertentu dimana pun berada asalakan kondisinya sesuai. Contohnya gen pengendali produksi insulin manusia tetap bekerja walaupun berada dalam sel bakteri . untuk melakukan rekombinasi DNA, perlu dipersiapkan hal -hal berikut: 1. Metode untuk memperoleh Gen •Metode tembak langsung, yaitu memotong gen dari DNA secara keselur uhan •Metode transkipsi balik yaitu suatu RNA ditranskipsi balik menjadi DNA dengan bantuan enzim •Metode sintesis gen yaitu gen dibuat secara sintetik dengan urutan basa nitrogen tertentu berdasarkan urutan asam amini dalam protein yang dihasilkan. 2. Enzim pemotong dan penyambung DNA enzim pemotong atau enzim penggunting DNA secara alami dimiliki oleh sel. Enzim pemotong DNA disebut endonuklease restriksi. Contohnya Eco RI (dari Escherichia coli RY 13), Bam HI (dari bacillus amylolyquefaciens H), dan Hind III (dari haemophilus influenza Rd).
22 seperti sifat enzim lainnya, enzim endonuklease restriksi hanya bekerja pada substrat tertentu. Setiap enzim restriksi hanya dapat memotong urutan basa tertentu pada rantai DNA. Sejak tahun1970 telah ditemukan sekitar 300 jenis enzim pemotong DNA. Hasil pemotongan rantai DNA oleh enzim berupa sepotong DNA berujung runcing yang komplementer. Setelah DNA dipotong, potongan DNA disambung kembali dengan potongan DNA lainnya menggunakan enzim DNA ligase. Enzim DNA ligase hanya mampu menyambung DNA rantai rangkap. Sedangkan rantai tunggal tidak dapat disambungkan. Hasil hybrid kedua potongan DNA merupakan DNA rekombinan (kimera) 3. Sel wadah sel wadah adalh sel yang menerima DNA rekombinan. Sel wadah yang telah mendapatkan DNA rekombinan engalami perubahan sifat. Peristiwa perubahan sifat tersebut disebut transformasi . 4. Vector pembawa gen sisipan untuk memasukkan DNA rekombinan kedalam sel wadah diperlukan vector (pembawa gen titipan), misalnya virus dan plasmid bakteri. Vector gen yang sering digunakan adalah plasmid bakteri. Plasmid adalah rangkaian DNA nonkromosom yang berbentuk nsirkuler.
23 Pemanfaatan Rekayasa Genetika Pemanfaatan bioteknologi rakayasa genetika anatara lain untuk terapi gen, pembuatan vaksin baru dan pembuatan tanaman organic. A.Terapi Gen Terapi gen adalah usaha perbaikan kelainan genetic dengan memperbaiki susunan basa nitrogen pada rantai DNA dalam gen. untuk mengganti gen yang yang rusak atau gen muatan yang merugikan. Dapat disispkan atau dicangkokkan gen pengganti yang normal dengan teknik rekombinasi DNA. Terapi gen biasanya digunakan untu memperbaiki kelaian genetic karena tidak adanya suatu enzim yang disebabkan oleh adanya gen muatan atau gen yang tidak normal. Gen normal dapat dimasukkan ke dalam kromosom didalm inti sel somatic agar sel somatic tersebut mampu memproduksi enzim secara normal. Terapi gen diterapkan untuk memperbaiki kelainan penyakit genetic ADD (Adenosine deamkinase deficiency). ADD adalh kelainan berupa kehilangan daya tahan tubuh akibat tidak terdapatnya enzim ADA (adenosine deaminase) sehingga rentan infeksi pathogen. ADD menyebabkan penyakit SCID (severe combined immunodeficiency). Anak-anak yang mengidap SCID tidak mempunyai proteksi dari system imunitas tubuh terhadap virus dan fungi. Mekanisme terapi gen adalah sebagai berikut. • Alel ADA normal disisipkan kedalam asam nukleat retrovirusa sehingga diperoleh retrovirus rekombinan. Dalam hal ini retrovirus berperan sebagai vector. Sumber:Berlian a Silitonga 2011
24 • Sel limfosit T abnormal dari pasien kemudian dukultur bersama retrovirus rekombinan • Retrovirus rekombinan menginfeksi sel limfosit T abnormal dan menyisipkan genomnya pada sel limfosit T tersebut sehingga sel limfosit T menjadi normal karena telah mengandung alel ADA • Sel limfosit yang sudah normaldimasukkan kembali ke dalam tubuh pasien sehingga pasien akan mendapatkan system kekebalannya kembali terapi gen akan lebih baik jika dilakukan terhadap sumsum tulang belakang merupakan tempat penghasil seluruh system imunitas. Pada terapi gen dengan metode in vitro, pasien tidak dioperasi, DNA normal diinjeksikan ke dalam sel melalui vector irus yang sangat sederhana, misalnya jenis retrovirus dan adenovirus. B. Pembuatan Vaksin Baru Rekayasa genetika telah memproduksi vaksin baru, salah satunya vaksin subunit. Vaksin subunit adalah vaksin yang dibuat dari bagian tertentu mikroorganisme yang imunologik secara alamiah. Sifat imunogenik adalah mampu menimbulkan respons imunitas tubuh. Vaksin subunit umumnya berasal dari protein permukaan virus. Vaksin dari protein permukaan virus merupakan vaksin yang potensial dan dapat diperbanyak dengan metode cloning gen (teknologi DNA rekombinan). Gen pengkode protein tersebut dimasukkan kedalam plasmid sel ragi. Sel ragi akan
25 menghasilkan protein virus sekitar1 -2% dari total protein ragi.. vaksin yang telah berhasil dibuat melalui teknologi ini antara lain vaksin untuk hepatitis B yaitu Recombivax HB vaccine. C.Pembuatan Organisme transgenic orgnisme transgenic ad alah organism e yang mendapatkan gen -gen dari organism lain. Gen yang ditransfer dapat berasal dari jenis (spesies) lain, seperti bakteri, virus, hewan atau tanaman lain. Transgenic dapat dimanfaatkan dalam pemulihan tumbuhan maupun hewan. 1. Tanaman transgenic merupakan tanaman hasil rekayasa genetika dengan system penggabungan gen pada suatu rangkaian DNA. Penggabungan gen dapat dilakukan secara langsung maupun tidak langsung. Penggabungan gen secara langsung dilakukan dengan menggunakan alat penembak gen (particle bombardment) atau alektroporasi (dengan kejutan listrik). Sementara itu, penggabungan gen secara tidak langsung dengan menggunakan vector misalnya Agrobacterium tumefaciens. bakteri Agrobacterium tumefaciens adalah bakteri tanah yang banyak menyerang tanaman perbungaan dan menyebabkan Tumor crown gall (bisul bermahkota). Bakteri ini memiliki plasmid Ti (tumor inducing ). Jika Plasmid Ti dipindahkan kedalam kromosom taanaman, sel -sel tanaman akan membelah secara cepat membentuk tumor. Plasmid Ti dapat disisipi gen -gen yang berguna, misalnya gen pengendali sifat resistensi terhadap hama, sifat adaptif terhadap lingkungan kering,
26 penunda kematangan buah sehingga tidak cepat membusuk, mampu menumpuk sendiri, atau tahan terhadap terpaan angin. tahapan pembuatan tanaan transgenic adalah sebagai berikut • Gen asing yang dikehendaki disisipkan pada plasmid Ti sehingga didapatkan plasmid rekombinan • Plasmid rekombianan dimasukkan kembali ke dalam bakteri Agrobacterium tumefaciens • Bakteri tersebut kemudian diinfeksikan pada sel tanaman yang dikehendaki sehingga terbentuk jaringan tumor. Sel -sel tumor ini semuanya mengandung plasmid rekombinan. • Sel -sel tumor kemudian dikultur untuk menghasilkan tanaman yang memiliki sifat baru a. Tumbuhan tahan hama rekayasa genetic dikembangkan dalam mengatasi pengendalian hama, yaitu dengan cara rekombinasi gen dan kultur sel untuk menghasilkan tanaman yang tahan terhadap serangan hama. Gen kebal disisipkan pada sel suatu tanaman, keudian sel -sel tumbuhan tersebut dikultur dan tumbuh menjadi tanaan baru yang tahan hama. Contohnya kapas transgenic yang sudah disispi gen toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis. Contoh lainnya adalah ubi jalar yang tahan terhadap penyakit yang disebabkan oleh virus karena sudah ditransfer gen dari selubung virus tertentu. b. Tumbuhan memupuk sendiri nitrogen diperlukan untuk membangun
27 hamper semua senyawa di dalam sel tubuh organism e. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari tanah dalam bentuk nitrat atau ammonium. Nitrogen dalam bentuk N2 tersendiri diudara dalam jumlah yang cukup besar, yaitu 79% dari total komponen udara. Namun tumbuhan tidak dapat memnfaatkan secara langsung nitrogen ini. N2 di udara dapat diubah menjadi nitrat (NO3) atau ammonium (NH4) oleh bakteri penambat nitrogen, misalnya Rhizobium sp. Bakteri ini biasanya bersimbiosis pada akar tanaman kacang - kacangan. Dengan teknik rekombinasi gen, dapat dibuat bakteri penambat nitrogen dalam jumlah besar yaitu dengan dimasukkan gen pengendali kemampuan menambat nitrogen pada suatu sel bakteri. Bakteri baru hasil rekombinasi tersebut nkemudian disimbiosiskan kedalam akar tumbuahn lain yang dikehendaki dan dibiarkan berkembang biak sehingga tumbuhan mampu memupuk sendiri . c. Tumbuhan yang mengandung gizi tambahan dengan rekayasa genetika kinid apat dihasilkan tanaman pangan berupa padi, buah, dan sayuran transgenic yang lebih berkualitas misalnya beras emas (golden rice) yang mengandung β -karoten dan provitamin A dari philifina dan pisang yang mengandung protein bersifat vaksin. d. Buah -buahan yang lebih tahan untuk disimpan rekaya genetika dengan transfer gen antisenescens digunakan untuk menghambat enzim poligalakturonase
28 (enzim yang mengkatalis proses perusakan dinding sel) sehingga proses pelunakan buah dapat diperlambat. e. Tumbuhan tahan herbisida contoh tumbuhan tahan herbisida adalah kedelai yang ditransfer gen resisten herbisida dari bakteri Agrobacterium galur CP4. Ketika tanaman kedelai disemprot dengan herbisida, hanya gulma di sekitar kedelai yang akan mati. f. Tumbuhan yang tahan terhadap perubahan cuaca contoh tumbuhan yang tahan terhadap perubahan cuaca adalah tembakau yang mendapatkan transfer gen untuk mengatur pertahan pada cuaca dingin dari tanaman Arabidiopsis thaliana atau dari Cyanobacterium Anacyctis nidulans . g. Tumbuhan bioluminesensi Bioluminesensi adalah emisis cahay yang dihasilkan oleh makhluk hidup karena adanya reaksi kimia tertentu. Contohnya tanaman tembakau yang disisipi gen kunang -kunang mampu melepaskan energy cahay sehingga tampak bersinar 2. Hewan Transgenik Hewan Transgenik adalah hewan yang mengandung sisipan gen asing did alam genomnya. Gen asing umumnya berasal dari organism yang berbeda spesies. Genom adalah keseluruhan informasi genetic yang dimiliki oleh suatu sel organism. Pembuatan hewan transgenic dapat dilakukan dengan dua metode berikut: a. Pronuclear microinjection Pronuclear microinjection adalah teknik memasukkan transgen (gen terpilih yang
29 akan dipilihkan) dimasukkan secara langsung ke dalam pronukleus ovum yang sudah difertilisasi. Teknik ini biasa digunakan pada percobaa n pembuatan tikus transgenic. Mekanisme pada percobaan pembuatan tikus transgenic adalah sebagai berikut. •Ovum tikus yang telah dibuahi diisolasi dari slauran telur (oviduk) tikus betina •Transgen disuntikkan kedalam pronukleus ovum yang telah dibuahi (zigot yang memiliki dua pronukleus) . •Zigot yang mengandung transgen disuntikkan kesaluran telur (oviduk) tikus betina yang dibuahi hamil palsu •Zigot tumbuh menjadi anak tikus transgenic yang siap dilahirkan b. Embryonic stem (ES) cell electroporation dan subsequent blastocyst injection Embryonic stem (ES) cell electroporation dan subsequent blastocyst injection adalah enersi transgen kedalam sel induk embrionik (ES cells) yang dilanjutkan dengan pemasukkan ES cells kedalam blastokista Dampak Negatif Bioteknologi Penggunaan bioteknologi, terutama bioteknologi modern yang telah banyak memberikan manfaat dalam kehidupan manusia, ternyata dapat menimbulkan dampak negative jika penggunaannya kurang pengawasan atau disalahgunakan oleh pihak -pihak tertentu yang kurang bertanggung jawab. Dampak negative yang dapat ditimbulkan adalah sebagai berikut: a. Kemungkinan menciptakan mikroorganisme pathogen baru manipulasi genetic dari mikroorganisme yang dapat menciptakan pathogen baru
30 akan sangat berbahaya bagi ekosistem jika mikroorganisme hasil manipulasi tersebut terlepas keluar dari laboratorium. Oleh karena itu para peneliti diharapkan menaati seluruh petunjuk untuk menjamin keamanan penelitiannya b. timbulnya bahan makanan yang mengandung protein baru bersifat toksis organism transgenic yang dihasilkan melalui transfer gen dari bakteri atau hewan ke dalam tumbuhan atau sebaliknya, berbeda dengan organism hasil hibridasi. Makanan yang dihasilkan dari penyambungan gen atau organism transgenic dapat mengandung protein baru yang kemungkinan bersifat toksik atau menyebabkan alergi pada sebagian orang. Dalam hal ini perlu adanya bioetika pertanian, yaitu kajian nilai moral dalam bioteknologi dibidang pertanian c. munculnya tanaman super gulma tanaman budidaya hasil rekayasa genetic memungkinkan terjadinya pemindahan gen barunya ketanaman lain yang asih berbakat dekat. Jika tanaman yang menerima gen tersebut tumbuhan liar yang sangat adaptif terhadap lingkungannya dan resisten terhadap heebisida atau hama, keturunannya akan menjadi supergulma. Oleh karena itu diperlukan pengawasan ekstra terhadap penanaman tanaman transgenik d. teknik bayi tabung dapat membingungkan status orang tuanya seandainya sel telur dan sel spermanya sama -sama diambil dari bank sel
31 kelamin, akan terjadi kebingungn terhadap hubungan keluarga dengan bapak dan ibunya yang sebenarnya sehingga memunculkan beberapa istilah misalnya bapak genetis, bapak biologi, bapak asuh, ibu genetis, ibu kandung, atau ibu asuh. Adanya senyawa rahim untuk menumbuhkan ebrio beku dapat membingungkan status ibunya. e. risiko tinggi bagi organism hasil cloning cloning dengan transfer inti domba dolly ternyata masih banyak menemukan kendala, salah satunya tingkat keberhasilan transfer inti yang masih sangat rendah. Dari 227 sel telur yang diisi dengan inti sel somatic donor, yang berhasil membentuk tingkat balstosis hanya beberapa saja. Janin cloning yang dilahirkan berisiko tinggi mengalami kelainan pada system kekebalan tubuh, gejala penuaan diri, kelainan fungsi hati dan jantung serta gangguan darah. Bagaiamana seandainya teknik cloning ini diterapkan pada manusia? Pasti akan menibulkan gejolak di masyarakat. Banyak negara yang mel;arang cloning manusia dengan alasan melanggar agama dan etika kemanusiaan. f. penyebaran bakteri strain secara liar strain bakteri yang dapat mengonsumsi minyak sebagai pembersih tumpahan minyak dilautan harus diawasi penggunaannya. Jika bakteri tersebut berada di tempat -tempat pengeboran minya, akan menghabiskan sumber minyak dii seluruh dunia. g. erosi plasma nutfah masyarakat cenderung menyukai penggunaaan tanaman transgenic yang
32 memiliki sejumlah sifat lebih unggul daripada tanaman asli nontrasgenik yang sebenarnya merupakan sumber plasma nutfah. Akibatnya, keberadaan tanaman asli tersebut semakin berkurang bahkan dapat mengalami kepunahan h. Tergangguanya keseimbangan ekosistem dikembangkannya tanaman transgenic yang mempunyai gen dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan kematian larva spesies kupu -kupu raja (Danaus Plexippus). Hal tersebut dapat menimbulkan gangguan keseimbangan ekosistem. Gen resisten pestisida yang terdapat didalam jagung Bt dapat dipindahkan kepada gulma milkweed (Asclepias curassavica) yang berada pada jarak hingga 60 m. larva kupu -kupu raja yang memakan daun gulma milkweed yang telah memiliki gen resisten pestisida tersebut akan mengalami kematian. Dengan demikian telah terjadi kematian organism nontarget. i. penyalahan senjata biologis. senjata biologis berasal dari agen biologi seperti bakteri atau virus yang bersifat pathogen dan toksis brbahay yang dihasilkan olegh organism tertentu. Penggunaan senjata biologis dianggap sebagai senjata perang yang lebih membahayakan daripada senjata perang lainnya karena dapat berkembang biak secara liar sehingga keberadaannnya lebih lestari.
33 Latihan!!! A.Pilihlah satu jawaban yang tepat! 1. Mikroorganisme yang dipakai dalam pembuatan tempe adalah …. a. Sacharomyces b. Rhizopus c. Aspergilus wenti d. Acetobacter xylinum e. Penicilium Notatum 2. Salah satu Bioinsektisida adalah a. Penicilium chrysogenum b. Trichoderma barzianum c. Eschericia coli d. Clostridium butyrium ryzae e. Rhizopus 3. Penggunaan makhluk hidup dan hasil-hasilnya untuk menyediakan barang dan jasa merupakan pengertian… a. Bakteriologi b. Biogas c. Bioteknologi d. Simbiosis e. Komensalisme 4. Mikroorganisme yang berperan memisahkan logam dari bijihnya yaitu a. Pseudomonas sp b. Thiobacillus ferro-oxidans c. Aspergillus flavus d. Bacillus thuringiensis
34 e. Xanthomonas champrestris 5. Spergilus wenti adalah mikroorganisme yang dipakai dalam proses pembuatan…. a. Tempe b. Minuman beralkohol c. Oncom d. Nata de coco e. Coca-Cola 6. Nata de coco adalah salah satu hasil olahan yang memanfaatkan mikroorganisme.... a. Acetobacter xylinum b. Neurospora crassa c. Rhizopus d. Sacharomyces e. Eschericia coli 7. Pupuk buatan yang berfungsi untuk menyuburkan daun adalah… a. DSP b. ZA c. TSP d. Sabun e. Urea 8. Dalam bioteknologi telah dikembangkan suatu teknik reproduksi hewan dengan cara menggabungkan inti sel somatis dengan sel telur yang telah dihilangkan intinya, yaitu …. a. kloning b. kultur jaringan c. hibridoma
35 d. fusi sel e. rekayasa genetika 9. Berikut ini contoh-contoh bioteknologi konvensional, kecuali …. a. keju b. antibiotik c. kecap d. bakteri insulin e. bakteri asam laktat 10. Pemuliaan tanaman untuk mendapatkan bibit unggul dengan cara memindahkan gen tertentu dari suatu species lain dengan perantaraan mikroorganisme dikenal sebagai … a. Kultur jaringan b. Rekayasa genetik c. Transplantasi d. Radiasi induksi e. Mutasi buatan B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan dibawah ini 1. Jelaskan Pengertian Dan Ruanglingkup Bioteknologi? 2. Jelaskan perbedaan antara bioteknologi tradisional dan bioteknologi modern terletak pada? 3. Produk-produk berikut ini yang merupakan produk bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa genetika adalah? 4. Jelaskan dan beri contoh Aplikasi rekayasa genetika di bidang pertanian adalah? 5. Berikan contoh dan jelaskan Penerapan prinsip bioteknologi konvensional dapat dilakukan pada proses?
36 KUNCI JAWABAN A. Pilihan Ganda 1. B 2. B 3. C 4. B 5. C 6. A 7. B 8. A 9. D 10. C B. Uraian 1. Bioteknologi yaitu pemanfaatan organism biologi (hayati) secara aseptik dan non aseptic untuk menghasilkan barang dan jasa bagi kepentingan umat manusia. Dan ruanglingkup bioteknologi merupakan multi disiplin ilmu yang melibatkan bidang teknologi dan biosains terapan serta mengikutsertakan penerapan praktis organisme biologis, atau komponen selulernya, sehingga penerapan bioteknologi akan mencapai tujuannya bila terjadi keterpaduan antara disiplin ilmu genetika, biokimia, mikrobiologi, biologi molekuler, dan teknik kimia, serta rekayasa proses. 2. Prinsip ilmiah yang digunakan :Bioteknologi tradisional dilaksanakan tanpa prinsip ilmiah, dilaksanakan secara turun temurun. Bioteknologi modern dilaksanakan berdasarkan prinsip-prinsip ilmiah dan melalui rekayasa genetika dan keadaan aseptic. 3. Bovin somatotropin hormone (BST) merupakan salah satu hormon pemacu tumbuh yang diciptakan oleh Bovin. Hormon ini digunakan untuk memperbesar ukuran hewan, seperti ikan, kambing, babi, dan domba. Hormon BST disuntikkan dengan injeksi mikro kedalam sel telur sebelum dibuahi. Hormon ini diterapkan dalam rekayasa genetika dalam bidang peternakan.
37 4. Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah disisipi atau memiliki gen asing dari speis tanaman yang berbeda atau makhluk hidup lainnya. Penggabungan gen asing ini bertujuan untuk mendapatkan tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan, misalnya pembuatan tanaman yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan, resisten terhadap organisme pengganggu tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari tanaman alami. Sebagian besar rekayas atau modifikasi sifat tanaman dilakukan untuk mengatasi kebutuhan pangan penduduk dunia yang semakin meningkat dan juga permasalahan kekurangan gizi manusia. Teknologi hibridoma aplikasi rekayasa genetika bidang kedokteran, teknologi cloning aplikasi bidang peternakan, fermentasi aplikasi bidang makanan dan minuman. 5. Penerapan prinsip bioteknologi konvensional dapat dilakukan pada proses pembuatan tempe oleh Rhyzopus oryzae. Proses pembuatan tempe melalui teknik fermentasi yang dilakukan tanpa adanya rekayasa genetika
38 DAFTAR PUSTAKA Berliana Silitonga. 2011 melalui Bioteknologi diakses https://www.slideshare.net/ritarich/bioteknologi pada tanggal 20 november 2017 Ezra Brillyantama.2016 melalui Bioteknologiblogezra 121205165100-phpapp02 diakses https://www.slideshare.net/ezrabrillyantama/bioteknologiblogezra121205165100php pada tanggal 20 november 2017 Irnaningtyas. 2013. Biologi Untuk SMA/ MA Kelas XII. Erlangga : Jakarta. Jinan Diva Calista. 2016 melalui Makalah bioteknologi http://divacherrylovers.blogspot.co.id/2016/01/makalahbioteknologi.html pada tanggal 20 november 2017