DAFTAR ISI
JUDUL
DAFTAR ISI................................................................................................................................................ 1
PETUNJUK BAHAN AJAR...................................................................................................................... 2
KOMPETENSI............................................................................................................................................ 3
PETA KONSEP .......................................................................................................................................... 5
BIOTEKNOLOGI ....................................................................................................................................... 6
A. Pengertian dan perkembangan Bioteknologi................................................................ 6
B. Peranan mikroorganisme dalam Bioteknologi ............................................................. 8
C. Ciri-ciri Bioteknologi.............................................................................................................11
D. Jenis-jenis Bioteknologi .......................................................................................................12
E. Prinsip-Prinsip Bioteknologi..............................................................................................29
F. Penerapan Bioteknologi ......................................................................................................32
G. Dampak Penerapan dan Pengembangan Bioteknologi............................................45
H. Perbedaan Bioteknologi konvensional dan Modern................................................48
I. Manfaat dan Dampak Bioteknologi bagi Manusia .....................................................50
J. Peranan bioteknologi untuk mendukung kelangsungan hidup Manusia.........54
K. Implikasi biotekologi pada sains, lingkungan, teknologi dan masyarakat.......56
LATIHAN ..................................................................................................................................................59
TUGAS........................................................................................................................................................62
RANGKUMAN .........................................................................................................................................63
REFERENSI ..............................................................................................................................................67
~1~
PETUNJUK BAHAN AJAR
PETUNJUK BAGI SISWA:
Pelajari peta konsep terlebih dahulu.
Bacalah dan pahami dengan baik uraian materi yang
disajikan pada materi pembelajaran.
Pahami setiap materi dan contoh soal yang tersedia.
Kerjakan setiap kegiatan diskusi atau soal latihan
ataupun tugas dengan baik untuk melatih kemampuan
penguasaan pengetahuan konseptual dan literasi
lingkunganmu.
Apabila terdapat materi yang kurang jelas segera
tanyakan kepada guru.
Jika ada bagian yang yang belum anda pahami, cobalah
terlebih dahulu mendiskusikan dengan teman yang
sedang mengerjakan bagian yang sama, sebelum anda
bertanya kepada guru.
~2~
KOMPETENSI
Kompetensi Inti
3. Memahami dan menguasai konsep tentang perkembangan
bioteknologi, prinsip-prinsip dasar bioteknologi, ciri-ciri dan
jenis bioteknologi, perbedaan, penerapan, perbedaan
mikroorganisme dalam bioteknologi, peranan atau dampak
dalam berbagai bidang atau kehidupan manusia serta implikasi
bioteknologi.
Kompetensi Dasar
3.1 Mendeskripsikan pengertian dan perkembangan juga
peranan mikroorgansime, ciri-ciri dan jenis-jenis
bioteknologi serta menganalisis prinsip dasar dan penerapan
bioteknologi juga dampak penerapan dan pengembangan
bioteknologi serta perbedaan antara bioteknologi tradisional
dan modern.
3.2 Mendeskripsikan dampak dan manfaat bioteknologi bagi
manusia serta implikasi bioteknologi pada sains, lingkungan,
Indikator
3.1.1 Menjelaskan pengertian dan perkembangan bioteknologi.
3.1.2 Menjelaskan peranan mikroorganisme dalam bioteknologi
3.1.3 Menyebutkan ciri-ciri bioteknologi.
3.1.4 Menyebutkan jenis-jenis bioteknologi.
3.1.5 Menjelaskan prinsip-prinsip dasar bioteknologi.
3.1.6 Menjelaskan penerapan bioteknologi
3.1.7 Menjelaskan dampak penerapan dan pengembangan
bioteknologi
3.1.8 Menjelaskan perbedaan bioteknologi tradisonal dan modern
3.2.1 Menjelaskan dampak dan manfaat bioteknologi bagi manusia
3.2.2 Menjelaskan peranan bioteknologi untuk mendukung
kelangsungan hidup manusia
3.2.3 Menjelaskan implikasi bioteknologi pada sains, lingkungan,
teknologi dan masyarakat.
~3~
Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti proses pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat:
1. Menjelaskan pengertian dan perkembangan bioteknologi.
2. Menjelaskan peranan mikroorganisme dalam bioteknologi.
3. Menyebutkan ciri-ciri bioteknologi.
4. Menyebutkan jenis-jenis bioteknologi.
5. Menjelaskan prinsip-prinsip dasar bioteknologi.
6. Menjelaskan penerapan bioteknologi.
7. Menjelaskan dampak penerapan dan pengembangan bioteknologi.
8. Menjelaskan perbedaan bioteknologi tradisonal dan modern
9. Menjelaskan dampak dan manfaat bioteknologi bagi manusia
10. Menjelaskan peranan bioteknologi untuk mendukung kelangsungan
hidup manusia
11. Menjelaskan implikasi bioteknologi pada sains, lingkungan,
teknologi dan masyarakat.
~4~
PETA KONSEP
Pengertian dan Perkembangan Bioteknologi
Pengertian dan Penghasil makanan/ minuman, PST,
perkembangan Penghasil zat organik, Penghasil obat,
Penghasil energi, Penghasil limbah
bioteknologi
Ciri-ciri Bioteknologi konvensional
Bioteknologi - Dikenal sejak awal peradaban
manusia.
Jenis-jenis - Peralatan yang digunakan
Bioteknologi sederhana.
Bioteknologi modern
- Menggunakan teknik rekayasa
genetika;
- Membutuhkan keahlian
khusus;
Menurut perkembangan (konvensional dan
modern)
Menurut jenis warna
Bioteknologi
Prinsip-prinsip Fermentasi, Seleksi serta Persilangan, Analisa
bioteknologi Genetik, Kultur Jaringan, Rekombinan DNA,
Analisa DNA
Penerapan Berbagai Bidang
Bioteknologi Penerapan bioteknologi sehari-
hari
Dalam kehidupan manusia
Dampak Penerapan dan Pengembangan Bioteknologi
Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern
Manfaat dan Dampak Bioteknologi bagi Manusia
Peranan Bioteknologi untuk mendukung kelangsungan hidup Manusia
Implikasi Bioteknologi pada Sains, Lingkungan, Teknologi dan
masyarakt
~5~
BIOTEKNOLOGI
PENGERTIAN DAN PERKEMBANGAN
BIOTEKNOLOGI
A. Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi merupakan cabang ilmu
yang mempelajari penerapan prinsip-
prinsip biologi yang digunakan manusia Tahukah Kamu!
untuk tujuan tertentu. Secara umum Tahukah kamu apa
bioteknologi didefinisikan sebagai cabang yang dimaksud dengan
ilmu yang mempelajari pemanfaatan bioteknologi?. Bioteknologi
makhluk hidup dalam proses produksi berasal dari kata “Bio” dan
“Teknologi”, dan secara
untuk menghasilkan produk dan jasa yang bebas dapat kamu definisikan
bermanfaat bagi kehidupan manusia. itu sebagai pemanfaatan
Bioteknologi digunakan untuk menghasilkan organisme hidup untuk
produk baru, misalnya obat- obatan dan menghasilkan produk dan
jasa yang bermanfaat bagi
makanan. Umumnya penerapan manusia.
bioteknologi dalam kehidupan sehari- hari
menggunakan mikroorganisme karena
dapat tumbuh dengan cepat, mengandung
protein yang cukup tinggi, dapat
menggunakan produk sisa sebagai substratnya.
Saat ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasarkan pada biologi
semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia,
komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain
sebagainya. Dengan kata lain, penerapan bioteknologi didukung oleh berbagai
ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
~6~
B. Perkembangan Bioteknologi Tahukah Kamu!
Bioteknologi sederhana telah dikenal Perkembangan yang
sejak 6000 tahun atau millennium VI sebelum pesat dalam bidang biologi
masehi. Penerapan bioteknologi sudah sel dan biologi molekuler
dilakukan sejak dulu, misalnya dalam sejak tahun 1960-an
pembuatan makanan fermentasi dan mendorong perkembangan
pembuatan obat. Perkembangan pesatnya bioteknologi secara cepat.
mulai sangat terasa pada awal abad XX masehi. Dewasa ini manusia telah
Makanan dan minuman hasil fermentasi, mampu memanipulasi,
seperti tempe, tape, bir, yoghurt, dan cuka. mengubah (menambahkan)
Dengan bioteknologi dihasilkan obat-obatan, sifat tertentu pada suatu
seperti vaksin hepatitis, antibiotik dan hormon organisme.
insulin. Tahun 1797, Edward Jenner
menggunakan mikroorganisme hidup untuk
menghasilkan vaksin penyakit cacar. Beberapa
penerapan bioteknologi oleh para ahli dapat
Anda lihat pada Tabel berikut.
No Tahun Penerapan
Bioteknologi
1 1750-1850 Orang telah menggunakan cara penanaman
kacang kacangansecara bergantian sehingga
tanah menjadi subur
2 1850 Makanan hewan dan baja kimia telah dihasilkan
3 1856 Gregor Mendel berhasil menyilangkan kacang
kapri
4 1864 Louis Pasteur menemukan bahwa
mikroorganisme bisadimatikan
5 1893 Robert Koch menciptakan teknik mengkultur
bakteri
6 1928 Alexander Fleming menemukan penicilin
7 1953 Watson dan Crick mengemukakan struktur DNA
8 1973 Gen diambil dan dipisahkan dari sel
9 1996 Ian Wilmut dan teman-teman berhasil
meng-kloning hewandomba Dolly
Dalam bioteknologi, manusia memanfaatkan sel hewan dan sel tumbuhan
atau mikroorganisme untuk menghasilkan produk tertentu. Mikroorganisme
adalah makhluk hidup sederhana yang terbentuk dari satu atau beberapa sel
yang hanya dapat dilihat dengan alat bantu seperti mikroskop, misalnya jamur,
bakteri, dan kapang.
~7~
PERANAN MIKROORGANISME
Beberapa makanan olahan yang
sering kita konsumsi dan sering kita Tahukah Kamu!
temui di pasar atau super market selama Bioteknologi sebenarnya sudah
ini tanpa kita sadari ternyata merupakan
hasil dari penerapan bioteknologi. Jika dikerjakan manusia sejak ratusan tahun
kita mempelajari lebih dalam bagaimana yang lalu, dikarenakan manusia telah
bertahun-tahun lamanya sudah
menggunakan mikroorganisme seperti
bahan pangan itu diproduksi, kita akan
menemukan peran beberapa bakteri dan jamur ragi untuk membuat
mikroorganisme di dalamnya. makanan bermanfaat seperti tempe, roti,
anggur, keju, dan yoghurt. Namun istilah
Penerapan dari prinsip
bioteknologi ini adalah memakai prinsip bioteknologi baru berkembang setelah
Pasteur menemukan proses fermentasi
dalam pembuatan anggur.
tradisional yang memakai fermentasi.
Pengertian fermentasi merupakan suatu Di bidang pertanian kita juga
proses perubahan kimia karbohidrat sudah menggunakan mikroorganime
menjadi alkohol atau menjadi asam oleh sejak pada abad yang ke-19 untuk
mengendalikan hama serangga dan
mikroorganisme. Untuk jenis makanan
menambah kesuburan tanah.
dan minuman yang menggunakan Mikroorganisme juga sudah digunakan
secara luas di dalam mengolah limbah
prinsip fermentasi dapat dilihat pada
industri dalam dasawarsa ini. Dalam
tabel dibawah ini
bidang kesehatan dan kedokteran,
manusia telah dapat memproduksi
vaksin tertentu dengan bantuan virus.
No Bahan Mikroorganisme Produk Baru
Mentah Pengolah
Yoghurt
1 Susu Aspergillus bulgaricus Keju
dan Lacidophillus
2 Susu
Lactobacllus casei
3 Susu Leuconostoc cremoris Mentega
4 Kacang Kedelai Aspergillus wentii Kecap
5 Kacang Kedelai Rhizopus oryzae Tempe
6 Kacang Kedelai Aspergillus oryzae Tauco
7 Bungkil kacang Neurospora sitophila Oncom
8 Singkong atau Saccharomyces cerevisiae Tape
berasketan
9 Tepung terigu Saccharomyces cerevisiae Berbagai jenis kue
~8~
10 Buah anggur Saccharomyces cerevisiae Minuman anggur
11 Air kelapa (wine)
Acetobacter Xylinum Nata de coco
Peran mikroorganisme dalam bioteknologi antara lain adalah sebagai berikut:
1. Penghasil Makanan atau Minuman
Beberapa mikroorganisme dapat dimanfaatkan untuk membuat
produk yang diolah dari susu anatara lain yoghurt, keju dan mentega. Yang
berasal dari non susu antara lain kecap, tempe, tape, dan minuman
beralkohol seperti anggur dan tuak.
Proses pembuatan tempe masih perlu ditingkatkan dengan berbagai
penelitian karena tempe memiliki kandungan gizi tinggi, terutama protein
nabati dan memiliki beberapa khasiat antara lain menurunkan kolesterol
darah, mencegah anemia. Berikut contoh makanan atau minuman dengan
memanfaatkan mikroorganisme melalui proses fermentasi dalam proses
produksinya.
2. Penghasil protein sel tunggal (PST)
Protein Sel Tunggal (PST)
adalah protein yang dihasilkan oleh
mikroorganisme dan letaknya berada
di dalam sel mikroorganisme
tersebut. Tujuan PST adalah untuk
mendapatkan protein dalam rangka
mengatasi kekurangan protein. Contoh
mikroorganisme yang dapat
menghasilkan protein adalah ganggang Sumber: http//malcolmrcawwwmpbell.com
Spirulina sp dan Chlorella sp, jamur, Gambar: Spirulina sp
maupun bakteri.
Kelebihan PST
PST sangat menguntungkan karena dapat digunakan sebagai sumber
protein, Halini disebabkan karena:
a) Secara umum, organisme dapat membelah diri dengan cepat.
b) Tidak memerlukan lahan yang terlalu luas.
c) Dapat hidup di tempat limbah buangan, seperti selulosa, limbah
minyak bumi,atau limbah organik yang lain.
d) Mikroorganisme fotosintetik seperti ganggang Spirulina dan Chlorella
dapat memanfaatkan energi cahaya untuk digunakan sebagai penghasil
PST.
Kelemahan PST
Beberapa kelemahan PST, antara lain:
a) PST mempunyai dinding sel yang terdiri atas selulosa, khususnya
ganggangsedangkan manusia tidak dapat mencerna selulosa.
b) PST yang dihasilkan kurang menarik, seperti jeli.
c) Kandungan asam nukleat (DNA dan RNA) dari PST cukup tinggi dan sulit
dicernaserta dapat menimbulkan asam urat.
~9~
3. Penghasil Zat Organik
Bioteknologi juga dapat berperan dalam menghasilkan zat organik.
Zat organik merupakan suatu zat yang mempunyai kandungan karbon,
oksigen dan hidrogen. Zat organik dihasilkan dari proses fermentasi
mikroorganisme. Sebagai contoh adalah asamsitrat oleh Aspergillus nigger.
4. Penghasil Obat
Berbagai macam
mikroorganisme bermanfaat
sebagai penghasil obat-
obatan, contohnya jamur
Penicillium menghasilkan zat
antibiotik yang mematikan (A) (B)
mikroorganismelain, disebut Sumber: (A) https://wwrywellhew.vealth.com
penisilin. Penisilin sangat (B) https://www.nafiun.com
penting karena dapat Gambar: (A. Tablet Penicilin), (B. Jamur Penicillium sp)
memberantas berbagai
penyakit infeksi. Namun, ada beberapa jenis bakteri yang kebal terhadap
penisilin karena dapat menghasilkan enzim yang dapat menghambat kerja
penisilin
5. Penghasil Energi
Persediaan bahan bakar fossil saat ini semakin menipis jumlahnya.
Oleh karena itu, para ahli berusaha mencari solusi untuk menyelesaikan
masalah energi dengan cara pengembangan energi alternatif dengan
bioteknologi. Bakteri metanogen merupakan salah satu jenis bakteri yang
dapat menghasilkan sumber energi. Sumber energi yang dapat dihasilkan
oleh bakteri ini adalah biogas. Presentase terbesar dari biogas adalah gas
metan. Sumber pembuatan gas metan ini berasal dari bahan-bahan organik
yang tidak memerlukan waktu yang terlalu lama dalam penguraiannya, seperti
kotoran hewan, dedaunan, jerami, sisa makanan, dan sortiran sayur. Dalam
menghasilkan gas metan ini, bakteri metanogen tidak bekerja sendiri.
Terdapat beberapa tahap yang harus dilalui dan memerlukan kerja sama
dengan kelompok bakteri yang lain.
6. Pengelolah limbah
Bioteknologi dapat dimanfaatkan untuk mengolah limbah atau
bioremediasi, yaitu proses pembersihan zat pencemar lingkungan dengan
menggunakan mikroorganisme. Limbah organik di rumah tangga, industri,
pasar pada umumnya dibuang ke sungai yang dapat mengakibatkan
pencemaran. Mikroorganisme dapat mengolah limbah melalui penguraian
secara aerob dan anaerob. Secara aerob pada beberapa mikroorganisme
(bakteri, protista, dan jamur) yang menguraikan materi organik dari limbah
menjadi mineral-mineral, gas-gas, dan air
~ 10 ~
CIRI-CIRI BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi Konvensional
Bioteknologi konvensional sering disebut dengan bioteknologi
tradisional. Bioteknologi konvensional dapat diartikan sebagai bioteknologi
yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk
dan jasa, seperti jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim tertentu yang
dimetabolisme untuk mendapatkan produk yang diinginkan. Kegiatan
bioteknologi konvensional hanya menggunakan mikroorganisme melalui
proses fermentasi dalam skala kecil dan pembuatannya masih sangat
sederhana tanpa adanya fertilisasi. Selama fermentasi, gula yang terkandung
dalam makanan diubah oleh mikroorganisme.
Bioteknologi konvensional menggunakan bahan yang harganya relatif
murah dan mudah didapat. Teknologi yang digunakan juga tergolong
sederhana dan tidak memiliki dampak negatif jangka panjang serta bisa
meningkatkan nilai gizi makanan. Namun demikian, proses bioteknologi
sangat mudah dipengaruhi oleh kondisi alam, antara lain suhu dan hama di
lingkungan tersebut.
Bioteknologi konvensional memiliki beberapa ciri, antara lain :
Dikenal sejak awal peradaban manusia.
Peralatan yang digunakan sederhana.
Pemanfaatan mikroorganisme terbatas.
Jumlah produk yang diproduksi dalam jumlah kecil
Teknologi yang digunakan masih sederhana
Prosesnya relatif tidak steril, sehingga kualitas hasilnya tidak bisa
dijamin
Bioteknologi Modern
Berbeda dengan bioteknologi konvensional, bioteknologi modern
menggunakan peralatan, teknologi, dan cara yang sangat canggih. Tidak
semua orang bisa melakukan kegiatan bioteknologi modern. Mengapa?
Karena selain menggunakan peralatan dan teknologi yang canggih, juga
diperlukan keterampilan dan ilmu khusus untuk menjalankan jenis kegiatan
bioteknologi ini.
Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang menerapkan teknik
rekayasa genetika. Rekayasa genetika adalah kegiatan manipulasi gen untuk
mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA baru. Manipulasi
materi genetik dilakukan dengan cara menambah atau menghilangkan gen
tertentu.
Ciri-ciri Bioteknologi Modern adalah sebagai berikut:
Bioteknologi modern mulai berkembang sejak ditemukan DNA
Menggunakan teknik rekayasa genetika;
Membutuhkan keahlian khusus;
Menggunakan peralatan yang modern;
Pemanfaatan mikroorganisme dan teknologi yang modern.
~ 11 ~
JENIS-JENIS BIOTEKNOLOGI
Menurut perkembangannya, secara umum bioteknologi dibagi menjadi dua jenis:
A. Bioteknologi Konvensional (sederhana)
Bioteknologi Konvensional adalah bioteknologi yang memanfaatkan
organisme secara langsung untuk menghasilkan produk barang dan jasa yang
bermanfaat bagi manusia. Bioteknologi ini masih sangat sederhana atau
tradisional, karena teknik dan peralatan yang digunakan masih sederhana.
Pada bioteknologi konvensional menggunakan mikroorganisme, proses
biokimia, dan proses genetik alami. Manipulasi yang biasa dilakukan hanya
pada media tumbuh (substrat) dan kondisi lingkungan belum sampai pada
tahap rekayasa genetik, kalaupun ada rekayasa genetik masih merupakan
rekayasa genetik yang sederhana dan perubahan genetik yang dihasilkan
tidak tepat sasaran.
Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang mengandalkan jasa
mikroba untuk menghasilkan produk yang dibutuhkan manusia melalui
proses fermentasi (proses peragian). Di dalam pemanfaatan mikroba ini,
manusia tidak melakukan manipulasi atau rekayasa proses. Manusia hanya
menciptakan kondisi dan bahan makanan yang cocok bagi mikroba untuk
berkembang secara optimal.
Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang memanfaatkan
organisme secara langsung untuk menghasilkan produk dan jasa yang
bermanfaat bagi manusia melalui proses fermentasi. Bioteknologi
konvensional biasanya dilakukan secara sederhana dan diproduksi tidak
jumlah yang besar. Dalam bidang pangan fermentasi merupakan kegiatan
mikrobia pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki.
Kelebihan dan kekurangan bioteknologi konvensional adalah sebagai
berikut;
Kelebihan :
Biaya produksi murah.
Teknologi menggunakan peralatan sederhana.
Pengaruh jangka panjang sudah dikatahui.
Kelemahan :
Perbaikan genetik tidak terarah.
Memerlukan waktu relatif lama .
Belum ada pengkajian prinsip-prinsip ilmiah.
Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya.
Tidak dapat mengatasi mengatasi ketidaksesuaian genetic.
Reproduksi dalam skala kecil.
Proses relatif belum steril.
Kualitas hasil belum terjamin.
Bioteknologi konvensional dimanfaatkan dalam beberapa bidang:
1) Bidang Makanan
Dalam bidang makanan Proses yang dibantu mikroorganisme, misalnya
~ 12 ~
dengan fermentasi, hasilnya antara lain : yoghurt , keju , tempe, roti,
kecap,cuka, dan sebagainya.
a) Yogurt
Yogurt merupakan minuman hasil fermentasi susu yang
menggunakan bakteri Streptococcus thermophillus atau Lactobacillus
bulgaricus. Bakteri ini akan mengubah laktosa pada susu menjadi asam
laktat. Efek lain dari proses fermentasi adalah pecahnya protein pada
susu yang menyebabkan susu menjadi kental. Hasil akhirnya susu akan
terasa asam dan kental. Proses penguraian ini disebut fermentasi asam
laktat dan hasil akhirnya dinamakan.
b) Keju
Keju merupakan bahan makanan yang dihasilkan dengan
memisahkan zat-zat padat pada susu melalui proses pengentalan atau
koagulasi. Proses pengentalan ini dilakukan dengan bantuan bakteri
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Bakteri ini akan
menghasilkan enzim renin, sehingga protein pada susu akan menggumpal
dan membagi susu menjadi cair dan padatan (dadih).
Selanjutnya enzim renin akan mengubah gula laktosa dalam susu
menjadiasam dan protein yang ada pada dadih. Dadih inilah yang akan
diproses lebih lanjut melalui proses pematangan dan pengemasan
sehingga terbentuk olahan makanan yang dikenal dengan keju.
c) Roti
Pembuatan roti juga memanfaatkan peristiwa fermentasi yang
dibantu oleh yeast atau khamir. Yeast merupakan sejenis jamur yang
ditambah pada adonan tepung dan akan menimbulkan proses fermentasi.
Proses iniakan menghasilkan gas karbondioksida dan alkohol.
Gas karbondioksida berperan dalam mengembangkan roti,
sedangkan alkohol akan mempengaruhi aroma dan memberi rasa pada
roti. Adonan akan tampak lebih mengembang dan membesar pada saat
adonan dimasukkan ke oven, karena gas akan mengembang pada suhu
tinggi.
d) Kecap
Kecap merupakan salah satu produk hasil bioteknologi yang
terbuat dari kacang kedelai. Kedelai akan difermentasi dengan
menggunakan jamur Aspergillus wentii. Kemudian dikeringkan dan
direndam di dalam larutan garam. Pembuatan kecap dilakukan melalui
proses perendaman kedelai dengan larutan garam, sehingga pembuatan
kecap dinamakan fermentasi garam. Jamur Aspergillus wentii akan
merombak protein menjadi asam- asam amino, komponen rasa, asam, dan
aroma khas.
e) Tempe
Tempe adalah makanan tradisional khas Indonesia yang sering
dikonsumsi menjadi salah satu makanan favorit. Proses pembuatan
tempe menggunakan teknik fermentasi. Fermentasi dilakukan dengan
menumbuhkan jamur Rhizopus oryzae dan Rhizopus oligosporus pada biji
kedelai. Jamur akan menghasilkan benang-benang yang disebut dengan
hifa. Benang-benang itu mengakibatkan biji-bijian kedelai saling terikat
dan membentuk struktur yang kompak.
~ 13 ~
f) Cuka
Bahan dasar pada proses pembuatan cuka adalah etanol yang
dihasilkan oleh fermentasi anaerob oleh ragi. Bakteri yang digunakan,
seperti Acetobacter dan Gluconobacter. Bakteri akan mengoksidasi etanol
menjadi asam asetat.
2) Bidang Pertanian
Di bidang pertanian, bioteknologi memberi andil dalam usaha pemenuhan
kebutuhan makanan. Bioteknologi konvensional dalam bidang pertanian
diantaranya adalah:
a) Kultur Jaringan
kultur jaringan berarti membudidayakan suatu jaringan makhluk
hidup menjadi individu baru yang mempunyai sifat sama seperti
induknya. Kultur jaringan tumbuhan dilakukan berdasarkan teori sel
yang dikemukakan oleh Scleiden dan Schwann, yaitu sel tumbuhan
mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan
setiap sel tumbuhan (dari bagian mana saja sel tersebut diambil) yang
jika diletakkan dalam lingkungan yang sesuai, akan tumbuh menjadi
tumbuhan yang sempurna. Kultur jaringan akan lebih besar
keberhasilannya apabila menggunakan jaringan meristem.
b) Pembastaran
Pembastaran atau persilangan merupakan perkawinan antara dua
individu tanaman yang sejenis tetapi berbeda varietas. Pembastaran
merupakan cara yang sederhana, murah, dan paling mudah untuk
menghasilkan tanaman pangan varietas unggul. Contoh, padi varietas X
yang memiliki produksi gabah tinggi dan tidak cepat rebah dikawinkan
dengan padi varietas Y yang memiliki sifat tahan hama dan umur panen
pendek. Dari perkawinan ini, dapat dihasilkan padi varietas baru yang
memiliki sifat perpaduan dari keduanya, yaitu produksi gabah tinggi,
tahan hama, tidak cepat rebah, dan umur panen pendek.
c) Hidroponik
Hidroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan
tanah sebagai media tanamnya. Termasuk juga bercocok tanam di dalam
pot atau wadah lainnya yang menggunakan air atau bahan yang bersifat
porus, seperti pecahan genting, pasir kali, batu, kerikil, spons, sabut
kelapa, arang kayu, dan sebagainya.
3) Bidang Industri
Dibidang industri misalnya teknik bioremediasi, yaitu suatu proses
pengelolaan limbah yang mengandung zat-zat yang berbahaya (logam berat)
menjadi limbah yang kurang berbahaya. Bioremediasi melibatkan mikroba
tertentu, diantaranya Xanthomonas campestris dan Pseudomonas foetida.
Caranya dengan melepaskan langsung bakteri tersebut ke limbah pabrik
yang tercemar.
4) Bidang Pengobatan
Di bidang pengobatan, misalnya antibiotik penisilin yang digunakan untuk
~ 14 ~
pengobatan, diisolasi dari bakteri dan jamur, dan vaksin yang merupakan
mikroorganisme yang toksinnya telah dimatikan bermanfaat untuk
meningkatkan imunitas.
5) Bidang Peternakan
Di bidang peternakan, misalnya pada domba ankon yang merupakan domba
berkaki pendek dan bengkok, sebagai hasil mutasi alami dan sapi Jersey yang
diseleksi oleh manusia agar menghasilkan susu dengan kandungan krim
lebih banyak.
B. Bioteknologi Modern
Berbeda dengan bioteknologi konvensional, bioteknologi modern
(khususnya rekayasa genetika) berusaha mengubah sifat organisme sehingga
memiliki kemampuan seperti yang diinginkan. Sebagai contoh misalnya, bakteri
pada masa dahulu tidak mampu menghasilkan insulin yang diperlukan oleh
manusia, pada saat sekarang orang sudah berhasil menambah sifat baru kepada
bakteri tersebut, sehingga mampu menghasilkan insulin.
Bioteknologi modern juga digunakan untuk merekombinasi DNA. DNA
dipotong kemudian disambung dengan DNA baru yang membawa sifat unggul.
DNA baru hasil penggabungan inilah yang disebut DNA rekombinan. Sebagai
sebuah metode pemanfaatan yang saat ini seringkali kita jumpai
pengaplikasiannya, bioteknologi modern tak luput dari kelebihan dan
kekurangan. Kelebihan dan kekurangan bioteknologi modern antara lain :
Kelebihan :
Hasil dapat diperhitungkan.
Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetik.
Perbaikan genetic dapat dilakukan secara terarah.
Menghasilkan individu yang memiliki sifat baru (tidak sama) dengan
sifatalaminya.
Mampu menghasilkan bibit unggulan
Dapat mengatasi permasalahan kelestarian lingkungan
Menghasilkan produk kesehatan yang bermanfaat
Mengatasi masalah genetic
Waktu produksi yang singkat dengan hasil lebih banyak
Kelemahan :
Biaya produksi relative mahal.
Menjadikan jenis tanaman mono kultur.
Menyebabkan degradasi gen jenis lokal.
Memerlukan teknologi canggih.
Pengaruh jangka panjang belum diketahui.
Alat-alat produksinya yang tidak mudah didapat dan mahal
Menimbulkan kesenjangan ekonomi
Sebagian produknya dapat menimbulkan reaksi alergi bagi orang yang
sensitive
Mengganggu keseimbangan ekosistem
Mengurangi plasma nutfah
~ 15 ~
Bioteknologi modern mempunyai peranan penting dalam bidang
kedokteran sehingga semakin menonjol setelah adanya penelitian dan
penerapan ilmiah. Bioteknologi modern dibidang kedokteran hampir sama
dengan di bioteknologi konvensional tetapi hasilnya jauh lebih banyak dan
lebih terjamin menggunakan bioteknologi modern karena dibantu oleh alat-
alat canggih lainnya misalnya pembuatan antibodi monoklonal, vaksin,
antibiotika, dan hormon.
Ilmu-ilmu pendukung dalam bioteknologi diantaranya adalah
mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknik kimia, dan enzimologi.
Saat ini, aplikasi bioteknologi tidak hanya pada mikroorganisme saja,
namun pada tumbuhan dan hewan. Terdapat 4 prinsip dasar bioteknologi,
yaitu: Penggunaan agen biologi, menggunakan metode tertentu, dihasilkannya
suatu produk turunan, dan melibatkan banyak disiplin ilmu.
Bioteknologi modern sangat erat dengan rekayasa gentika, karena
manipulasi yang dilakukan bukan hanya pada kondisi lingkungan dan media
tumbuh melainkan juga dilakukan pada susunan gen dalam kromosom
makhluk hidup. Namun tidak semua penerapan bioteknologi modern
menggunakan teknik rekayasa genetika, misalnya seperti kultur jaringan dan
kloning. Kultur jaringan dan kloning dikatakan sebagai bioteknologi modern
karena alat yang digunakan dalam prosesnya merupakan peralatan yang
canggih. Rekayasa genetik bertujuan untuk menghasilkan organisme
transgenik yakni organisme yang susunan gen dalam kromosomnya telah
dirubah sehingga mempunyai sifat yang menguntungkan sesuai dengan yang
dikehendaki. Sehingga dapat dikatakan bahwa hasil dari rekayasa genetic
lebih terarah dan dapat diramalkan sebelumnya.
Bioteknologi modern dalam produksi pangan dilakukan dengan
menerapkan teknik rekayasa genetik. Rekayasa genetik adalah kegiatan
manipulasi gen untuk mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA
baru. Manipulasi materi genetik dilakukan dengan cara menambah atau
menghilangkan gen tertentu. Salah satu produk hasil rekayasa genetik adalah
dengan membuat organisme transgenik.
1. Tanaman Transgenik
Tanaman transgenik adalah
tanaman yang telah mengalami
perubahan susunan informasi genetik
dalam tubuhnya. Tanaman ini
merupakan suatu alternatif agar
tanaman tahan terhadap hama
sehingga hasil panen dapat melimpah.
Bahkan, tanaman juga dapat
direkayasa agar mampu membunuh Sumber: www.slideplayer.biz.tr
hama yang menyerang tumbuhan Gambar: Tanaman Transgenik
tersebut. Untuk membuat suatu
tanaman transgenik, dilakukan beberapa tahapan
a) pertama-tama dilakukan identifikasi atau pencarian gen yang akan
menghasilkan sifat tertentu (sifat yang diinginkan).
b) Gen yang diinginkan dapat diambil dari tanaman lain, hewan, cendawan,
atau bakteri.
c) Pada tahapan kloning gen, DNA asing akan dimasukkan ke dalam vektor
~ 16 ~
kloning (agen pembawa DNA), contohnya plasmid (DNA yang digunakan
untuk transfer gen).
d) Kemudian, vektor kloning akan dimasukkan ke dalam bakteri sehingga
DNA dapat diperbanyak seiring dengan perkembangbiakan bakteri
tersebut.
e) Apabila gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang cukup
maka akan dilakukan transfer gen asing tersebut ke dalam sel tumbuhan
yang berasal dari bagian tertentu, salah satunya adalah bagian daun.
f) Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode
senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai bakteri
Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer DNA
dengan bantuan listrik).
Beberapa tanaman transgenik telah diaplikasikan untuk menghasilkan
tiga macam sifat unggul, yaitu tahan hama, tahan herbisida, dan buah yang
dihasilkan tidak mudah busuk.
2. Hewan Transgenik
Selain tumbuhan transgenik,
juga ada hewan-hewan transgenik.
Pada awalnya hewan transgenik
merupakan bahan penelitian para
ilmuwan untuk menemukan jenis
penyakit yang menyerang hewan
tertentu dan cara
penanggulangannya. Perkembangan
selanjutnya, penerapan teknologi
rekayasa genetik pada hewan Sumber: www.guruipa.com
bertujuan untuk menghasilkan Gambar: Hewan-hewan Transgenik
hewan ternak yang memproduksi
susu dan daging yang berkualitas, ikan yang cepat besar dan mengandung
vitamin tertentu, dan sebagainya.
3. Teknik yang digunakan dalam bioteknologi modern
Pada bioteknologi konvensional prosesnya melibatkan reaksi
fermentasi dalam menghasilkan suatu produk, lain halnya dengan
bioteknologi modern sudah melibatkan teknik rekayasa genetika yaitu
dengan menggunakan teknik DNA rekombinan yaitu teknik mengubah
susunan DNA suatu organisme dengan menyisipkan gen asing ke organisme
tersebut sehingga diperoleh sifat baru yang tidak dimiliki sebelumnya.
Teknik ini digunakan untuk menghasilkan organisme transgenik.
Proses DNA rekombinan meliputi :
a) Isolasi DNA
Dilakukan untuk menyeleksi DNA yang dikehendaki. Langkah-langkah
proses isolasi DNA, berikut:
1. Isolasi jaringan
Langkah pertama mengisolasi jaringan yang akan digunakan
2. Pelisisan dinding sel dan membrane sel
Melisiskan dinding dan membrane sel dengan penggerusan
(homogenasi), sentrifugasi dengan kecepatan lebih dari 1000 rpm
~ 17 ~
atau dengan menggunakan larutan pelisis sel atau buffer ekstraksi.
Inti sel harus dilisiskan, karena substansi gen yang diinginkan ada
didalamnya. Larutan pelisis sel ini bertujuan untuk melisiskan sel
yang tidak mengandung DNA agar sel yang mengandung inti sel
dapat diisolasi atau dipisahkan dari komponen-komponen sel
lainnya yang tidak berfungsi
3. Pengekstrasian dalam larutan
Supernatan yang terbentuk dibuang dan kemudian
dilakukan ekstraksi di dalam larutan, hal tersebut bertujuan agar
di dapat ekstrak
4. Purifikasi
Pada tahap ini dilakukan pembersihan hasil ekstrak dan
zat-zat lainnya. Pada larutan diberikan RNAse dan diinkubasi
selama 10 menit pada suhu 650C, hal ini bertujuan agar
mengoptimalkan kerja enzim. Penambahan RNAse berguna untuk
menyingkirkan kontaminasi RNA sehingga DNA dapat diisolasi
secara utuh.
5. Presipitasi
Bertujuan untuk mengendapkan protein histon, sehingga
untai DNA tidak lagi menggulung dan berikatan dengan protein
histon sehingga DNA dapat terlihat. Tahap ini dilakukan dengan
cara meneteskan larutan presipitasi dan kemudian di vortex
sehingga larutan homogen.
Sumber: www.biofilimu.wordpress.com
Gambar: Teknik isolasi DNA
Protein presipitasi terdiri dari asam asetat yang jka berikatan
dengan protein mengakibatkan terbentuknya senyawa baru dengan
kelarutan lebih rendah, sehingga menyebabkan protein mengendap.
~ 18 ~
Larutan kemudian di sentriugasi untuk memisahkan substansi
berdasarkan berat jenis molekul, substansi yang lebih berat akan berada
di dasar, yang lebih ringan akan terletak di atas. Berikut ini gambar dari
teknik isolasi DNA.
b) Transplantasi Gen atau DNA
Transplantasi gen dilakukan dengan cara menyambung gen yang
telah diisolasi ke dalam DNA plasmid vektor menggunakan enzim ligase.
Enzim ligase mampu menyambung ujung-ujung nukleotida dan
hasil penyambungan ini disebut DNA rekombinan yang mengandung DNA
asli vektor dan DNA asing yang diinginkan. Berikut ini gambar tentang
proses transplantasi gen.
Sumber: www.biologigonz.blogspot.com
Gambar: Proses transplantasi gen
c) Memasukkan DNA Rekombinan ke dalam sel hidup
DNA rekombinan
dimasukkan ke vector
sel bakteri ataupun virus
melalui pemanasan
dalam larutan NaCl atau
melalui elektroporasi.
Sel bakteri atau virus
tersebut melakukan
replikasi dengan cara
membelah diri sehingga
diperoleh DNA atau yang
biasa disebut dengsn Sumber: www.slideplayer.info
DNA rekombinan dalam Gambar: Proses rekombinasi gen
jumlah banyak. Selain
teknik rekayasa genetika yang digunakan dalam bioteknologi modern,
ada juga teknik-teknik lain yang dapat menghasilkan produk unggul, yaitu
:
~ 19 ~
A. Kultur jaringan
Sumber: pustekom.kemdikbud
Gambar: Teknik kultur jaringan
Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman secara
vegetatif buatan yang didasarkan pada sifat totipotensi tumbuhan.
Prinsip kultur jaringan adalah menumbuhkan jaringan maupun sel
tumbuhan dalam suatu media buatan secara aseptik. Secara teori
dikatakan bahwa setiap sel tumbuhan mempunyai kemampuan
untuk tumbuh menjadi indifidu baru apabila ditempatkan pada
lingkungan yang sesuai. Sifat individu baru yang dihasilkan sama
persis dengan sifat induknya.
Bagian tumbuhan yang ditumbuhkan dalam media kultur disebut
eksplan, dan media yang biasa digunakan adalah media agar-agar
yang diberi tambahan unsur hara dan vitamin serta hormone
pertumbuhan.
Aspek bioteknologi yang penting pada tanaman adalah kultur
jaringan tumbuhan. Kultur jaringan tumbuhan merupakan dengan
Kultur salah satu teknik kloning tumbuhan. Suatu klon tumbuhan
Jaringan dan merupakan populasi tumbuhan yang diproduksi secara
aseksual dari satu nenek moyang. Rekayasa Genetika Kultur jaringan
tumbuhan (mikropropagasi) adalah bentuk perbanyakan (propagasi)
tumbuhan secara vegetatif dengan memanipulasi jaringan somatik
(jaringan tubuh) tumbuhan di dalam kultur aseptik (bebas kuman)
dengan lingkungan terkontrol.
Kultur jaringan tumbuhan utuh dapat dihasilkan dari bagian atau
potongan akar, batang, atau daun yang disebut eksplan yang masih
hidup. Eksplan dapat membentuk tumbuhan yang utuh (planlet)
karena adanya sifat totipotensi. Totipotensi pada tumbuhan
merupakan kemampuan sel tumbuhan untuk berkembang menjadi
tumbuhan yang utuh. Pada tumbuhan, semua bagian sel-sel mudanya
yang masih aktif, misalnya ujung akar, ujung batang, dan meristem
sekunder (kambium) merupakan sel yang totipoten.
Potongan jaringan tumbuhan yang terdiri atas sejumlah kecil sel-
sel pada medium kultur yang sesuai dan dibiarkan tumbuh menjadi
massa sel yang belum terdiferensiasi disebut sebagai kalus. Medium
~ 20 ~
kultur membutuhkan gula, garamgaram anorganik, nitrogen organik,
dan unsur-unsur mikro. Di dalam medium ditambahkan juga hormon
pertumbuhan untuk tumbuh, yaitu auksin dan sitokinin. Komposisi
yang tepat dari medium kultur tergantung pada spesies tumbuhan
yang akan di klon.
Rangkaian tahap kultur jaringan sebagai berikut :
1. Sterilisasi eksplan dengan cara merendam eksplan dalam
bahan kimia (sterilan) selama beberapa menit, lalu cuci
dengan air steril.
2. Penanaman eksplan pada media kultur pada medium agar
yang telah dibuat.
3. Meletakkan botol yang berisi eksplan dalam ruangan yang
suhu danpenyinaran terkontrol hingga terbentuk kalus.
4. Subkultur dilakukan beberapa kali sampai kalus tumbuh
menjadi plantlet.
5. Plantlet dikeluarkan dari botol dan akarnya dibersihkan
dengan air bersih.
6. Plantlet ditanam kedalam pot-pot kecil dan diletakkan
ditempt yang tidsktertera saat sudah kembali un ta bawah.
7. Apabila plantlet sudah tumbuh kuat tanaman bias
dipindahkan ke media tanah atau lahan pertanian yang
terkena sinar matahari.
Keunggulan-keunggulan teknik kultur jaringan sebagai berikut :
1. Tidak memerlukan lahan luas untuk memproduksi banyak
bibit tanaman.
2. Menghasilkan bibit tanaman yang sifatnya identik dengan
sifat induknya.
3. Menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan
dalam waktu singkat. Berikut ini gambar contoh
proses kultur jaringan.
B. Kloning
Sumber: https://www.slideshare.net
Gambar:Proses kloning pada hewan
~ 21 ~
Kloning atau tranpalantasi atau pencangkokan nukleus
digunakan untuk menghasilkan individu yang secara genetik dengan
induknya. Proses kloning dilakukan dengan cara memasukkan inti sel
donor ke sel telur yang telah dihilangkan inti selnya. Selanjutnya, sel
telur tersebut diberi kejutan listrik atau zat kimia untuk memacu
pembelahan sel. Ketika klon embrio telah mencapai tahap yang
sesuai, embrio dimasukkan ke rahim hewan betina lainnya yang
sejenis. Hewan tersebut selanjutnya akan mengandung embrio yang
ditanam dan melahirkan anak hasil kloning. Berikut ini contoh
gambar proses kloning pada hewan.
C. Teknik Bayi Tabung
Teknik bayi tabung bertujuan untuk membantu pasangan
suami istri yang sulit memperoleh keturunan. Hal ini dikarenakan
berbagai faktor yang mungkin dialami oleh pasangan suami dan istri
tersebut sehingga mengakibatkan pembuahan tidak dapat terjadi,
misalnya, tersumbatnya saluran telur.
Pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar tubuh induk betina
(fertilisasi in vitro). Sel telur yang telah dibuahi akan membentuk
embrio. Selanjutnya embrio ditanam (diimplantasi) pada rahim
seorang wanita yang diambil sel telurnya. Embrio tersebut tumbuh
menjadi anak yang siap dilahirkan. Berikut gambar contoh proses
teknik bayi tabung.
Sumber: https://nakita.grid.id
Gambar: Proses teknik bayi tabung
D. Fusi Protoplasma
Fusi protoplasma disebut juga teknologi hibridoma yaitu
teknik penggabugan dua sel yang berasal dari jaringan berbeda
sehingga menghasilkan sel hibrid yang memiliki sifat kedua sel
tersebut. Penggabungan sel terjadi dalam suatu medan listrik. Teknik
ini digunakan untuk menghasilkan organisme transgenik. Teknik fusi
ptoplasma sebagai berikut :
~ 22 ~
Menyiapkan protoplasma dari tumbuhan.
Menghilangkan dinding sel tumbuhan dan mengisolasi
protoplasmanya.
Menguji viabilitias (aktivitas hidup) protoplasma yang
diperoleh.
Melakukan fusi protoplasma dalam suatu medan listrik.
Menyeleksi hasil fusi protoplasma.
Membiakkan hasil fusi protoplasma yang dikehendaki.
Fusi protoplasma pada sel hewan atau manusia ddimanfaatkan
untuk menghasilkan hibridoma (sel hibrid). Misalnya hasil fusi antara
sel pembentuk antibodi (sel limfosit B) dengan sel meloma (sel
kanker). Sel hibridoma yang dihasilkan dapat membelah secara tidak
terbatas seperti sel kanker, tetapi juga menghasilkan sel antibodi
seperti limfosit B. Setiap sel hibridoma menghasilkan antibodi yang
sifatnya khas sehingga hibridoma yang dihasilkan harus diseleksi
terlebih dahulu untuk selanjutnya digunakan.
E. Mikroorganisme sebagai Pembasmi Hama Tanaman
Banyak bakteri yang hidup sebagai parasit pada jenis
organisme saja dan tidak mengganggu atau merugikan organisme
jenis lainnya. Sifat mikroorganisme semacam ini dapat dimanfaatkan
dalam Bioteknologi pembasmian hama atau dikenal dengan biological
control. Contohnya, adalah bakteri hasil rekayasa yang disebut bakteri
minumes, merupakan keturunan dari Pseudomonas. Bakteri ini dapat
melawan pembentukan es selama musim dingin. Contoh lain adalah
penggunan bakteri Bacillus thuringensis yang patogen terhadap ulat
hama tanaman. Pengembangan bakteri memberikan banyak
keuntungan. Pembasmian ulat hama dengan menggunakan Bacillus
thuringensis ternyata tidak menimbulkan dampak negatif kepada
lingkungan serta tidak meninggalkan residu.
Cara lain mengatasi hama tanaman adalah dengan
menghambat perkembangbiakan hewan hama. Caranya adalah
menyemprotkan feromon insekta pada lahan pertanian. Feromon
adalah substansi yang dikeluarkan hewan dan menyebabkan
F. Peran Mikroorganisme dalam Mengatasi Pencemaran
Salah satu dampak dari peledakan jumlah penduduk dan
perkembangan teknologi adalah pencemaran terhadap lingkungan.
Sebenarnya, pada batas- batas tertentu lingkungan sekitar kita masih
mampu membersihkan dirinya dari segala macam zat pencemar.
Namun, kalau jumlahnya sudah melebihi kemampuan lingkungan,
maka untuk mengatasinya memerlukan keterlibatan manusia Untuk
mengatasi masalah pencemaran lingkungan ini, para pakar telah
mencoba merekayasa mikroba untuk mendapatkan strain mikroba
yang membantu mengatasi pencemaran, khususnya pencemaran
limbah beracun. Apabila konsentrasinya berada di atas ambang batas,
maka akan mengancam kelangsungan organisme yang lain.
Yang dikembangkan saat ini antara lain, penanganan limbah
~ 23 ~
oleh mikroorganisme yang mampu menghasilkan gas hidrogen.
Mikroba tersebut adalah Clostridium butyrium. Dalam hal ini, bakteri
akan mencerna dan menguraikan gula serta menghasilkan gas
hidrogen. Gas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar yang tidak
menimbulkan polusi.
G. Mikroorganisme sebagai Pemisah Logam dari Bijihnya
Selama ribuan tahun, penyulingan minyak atau mineral dan
memisahkan tembaga dari bijih yang berkualitas rendah dengan
proses leaching atau meluluhkan. Pada 1957, berhasil dikembangkan
teknik pemisahan tembaga dari bijinya dengan menggunakan jasa
bakteri.
Bakteri yang dapat memisahkan tembaga dari bijihnya adalah
Thiobacillus ferooxidans yang berasal dari hasil oksidasi senyawa
anorganik khususnya senyawa besi dan belerang. Bakteri ini termasuk
jenis bakteri khemolitotrop atau bakteri pemakan batuan. Bakteri
khemolitotrop tumbuh subur pada lingkungan yang miskin senyawa
organik, karena mampu mengekstrak karbon langsung dari CO2 di
atmosfer.
Proses pemisahan tembaga dari bijihnya berlangsung sebagai
berikut:
Bakteri Thiobacillus ferooxidans mengoksidasi senyawa besi
belerang (besi sulfida) di sekelilingnya. Proses ini
membebaskan sejumlah energi yang digunakan untuk
membentuk senyawa yang diperlukannya. Selain energi,
proses oksidasi tersebut juga menghasilkan senyawa asam
sulfat dan besi sulfat yang dapat menyerang batuan di
sekitarnya serta melepaskan logam tembaga dari bijihnya.
Jadi, aktivitas Thiobacillus ferooxidans akan mengubah
tembaga sulfida yang tidak larut dalam air menjadi tembaga
sulfat yang larut dalam air.
Pada saat air mengalir melalui bebatuan, senyawa tembaga
sulfat (CuSO4) akan ikut terbawa dan lambat laun
terkumpul pada kolam berwarna birucemerlang.
Proses pemisahan logam dari bijihnya secara besar-besaran
dapat dijelaskan sebagai berikut.
Bakteri ini secara alami terdapat di dalam larutan peluluh.
Penambang tembaga akan menggerus batu pengikat logam
atau tembaga dan akan menyimpannya ke dalam lubang
tempat buangan. Kemudian, mereka menuangkan larutan
asam sulfat ke tempat buangan tersebut. Saat larutan
peluruh mengalir melalui dasar tempat buangan, larutan
peluluh akan mengandung tembaga sulfat. Selanjutnya,
penambang akan menambah logam besi ke dalam larutan
peluluh. Tembaga sulfat akan bereaksi dengan besi
membentuk besi sulfat yang mampu memisahkan logam
tembaga dari bijinya
~ 24 ~
CuSO4 + 2Fe+ + H2SO4 → 2FeSO4 + Cu+ + 2H+ ferooxidans
Secara umum, Thiobacillus
membebaskan tembaga dari bijih tembaga dengan cara
bereaksi dengan besi dan belerang yang melekat pada
batuan sehingga batuan mengandung senyawa besi dan
belerang, misalnya FeS2. Saat larutan peluluh mengalir
melalui batu pengikat bijih, bakteri mengoksidasi ion Fe2+
dan mengubahnya menjadi Fe3+.
Unsur belerang yang terdapat dalam senyawa FeS2
dapat bergabung dengan ion H+ dan molekul O2
membentuk asam sulfat (H2SO4) . Bijih yang mengandung
tembaga dan belerang, misalnya CuS, ion Fe3+ akan
mengoksidasi ion Cu+ menjadi tembaga divalen atau Cu2+.
Selanjutnya, bergabung dengan ion sulfat (SO42-) yang
diberikan oleh asam sulfat untuk membentuk CuSO4.
Dengan cara tersebut, bakteri tersebut mampu
menghasilkan tembaga kelas tinggi. Selain itu, bakteri
pencuci, seperti Thiobacillus juga dapat digunakan untuk
memperoleh logam berkualitas tinggi, seperti emas, galiu,
mangan, kadmium, nikel, dan uranium.
H. Rekayasa Genetika
Keberhasilan Watson dan Crick menemukan model DNA, dan
pemecahan masalah sandi genetik oleh Nirenberg dan Mather
membuka jalan bagi penelitian- penelitian selanjutnya di bidang
rekayasa genetika. Sandi-sandi genetik pada gen ( DNA) ini digunakan
untuk penentuan urutan asam-asam amino pembentuk protein
(enzim). Pengetahuan ini memungkinkan manipulasi sifat makhluk
hidup atau manipulasi genetik untuk menghasilkan makhluk hidup
dengan sifat yang diinginkan. Manipulasi atau perakitan materi
genetik dengan menggabungkan dua DNA dari sumber yang berbeda
akan menghasilkan DNA rekombinan.
Penggunaan DNA dalam rekayasa genetika untuk
menggabungkan sifat makhluk hidup, karena DNA mengatur sifat-sifat
makhluk hidup yang dapat diturunkan dan struktur DNA dari makhluk
hidup apapun adalah sama. Ada beberapa cara untuk mendapatkan
DNA rekombinan melalui rekayasa genetika, di antaranya adalah
teknologi plasmid, fusi sel (teknologi hibridoma), dan transplantansi
inti.
I. Teknologi Plasmid
Proses pemotongan dan penyambungan tersebut menggunakan
enzim pemotong dan penyambung. Enzim pemotong dikenal sebagai
enzim restriksi atau enzim penggunting yang bernama restriksi
endonuklease. Enzim pemotong ini jumlahnya banyak dan setiap
enzim hanya dapat memotong urutan basa tertentu pada DNA. Hasil
pemotongannya berupa sepenggal DNA berujung runcing yang
komplemen. Selanjutnya, DNA manusia yang diinginkan
~ 25 ~
disambungkan ke bagian benang plasmid yang terbuka dengan
menggunakan enzim ligase DNA yang mengkatalis ikatan fosfodiester
antara dua rantai DNA.
Sumber: //lensapejalan.blogspot.com/
Gambar: Proses pembuatan insulin dengan teknologi plasmid
Potongan DNA antara gen manusia dengan benang plasmid ini bisa
menyambung karena endonuklease yang digunakan untuk memotong
DNA manusia dan benang plasmid tersebut sama jenisnya. Sehingga,
dihasilkan ujung-ujung yang sama strukturnya.
Gen manusia dan plasmid yang telah menyatu membentuk
lingkaran plasmid ini disebut kimera ( DNA rekombinan ). Kimera
tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel target E. coli. Bakteri ini
akan hidup normal dan memiliki tambahan yang sesuai dengan sifat
gen yang disisipkan. Bakteri E. coli kemudian di kultur untuk
dikembangbiakkan. Bakteri tersebut kemudian mampu menghasilkan
hormon insulin manusia.
Hormon insulin ini akhirnya dapat dipanen untuk digunakan
oleh orang yang membutuhkannya. Keuntungan dari insulin hasil
rekayasa genetik ini adalah insulin tersebut , penyatuan dua sel dari
jaringan atau spesies yang sama atau berbeda sehingga dihasilkan sel
tunggal yang mengandung gen-gen dari kedua sel yang berbeda
tersebut. Sel tunggal ini dinamakan hibridoma yang mempunyai sifat-
sifat kedua sel.
Contoh penggunaan teknologi hibridoma adalah produksi
antibodi dalam skala besar. Antibodi adalah protein yang dihasilkan
oleh sel limfosit B atau sel T yang bertugas melawan setiap benda
asing (anti gen) yang masuk kedalam tubuh. Anti bodi tertentu akan
melawan antigen tertentu pula. Dalam proses fusi sel, sel B atau sel T
dijadikan sebagai sel sumber gen yang memiliki sifat yang diinginkan,
yaitu mampu memproduksi anti bodi. Sedangkan, sel wadah atau sel
target digunakan sel mieloma atau sel kanker yang mampu membelah
diri dengan cepat dan tidak membahayakan manusia. Kemudian, sel B
atau sel T difusikan dengan sel mieloma. Untuk mempercepat fusi sel,
digunakan fusi gen (zat yang mempercepat terjadinya fusi). Contoh
fusi gen adalah CSCl++, polietilenglikol (PEG), virus, dan NaNO3. Hasil
~ 26 ~
fusi antara sel limfosit B dengan sel mieloma menghasilkan hibridoma
yang memiliki gen penghasil antibodi seperti induknya (sel B) dan
dapat membelah dengan cepat seperti sel mieloma. Manfaat teknologi
hibridoma yang lain, misalnya dalam pemetaan genom manusia dan
menyilangkan spesies secara genetik dalam sel eukariotik.
J. Transplantasi Inti (nukleus)
Transplantasi inti (nukleus) ialah pemindahan inti dari sel satu
ke sel yang lain. Sehingga diperoleh individu baru yang mempunyai
sifat sesuai dengan inti yang diterima.
Transplantasi nukleus contohnya pada sel domba. Nukleus dari
sel-sel ambing domba yang diploid dimasukkan ke dalam ovum tanpa
inti sehingga terbentuk ovum berinti diploid dari ambing domba.
Kemudian ovum melakukan pembelahan mitosis berulangkali
menghasilkan morula, kemudian blastula. Lalu blastula diklonkan
menjadi banyak sel dan inti dari setiap sel diambil untuk dimasukkan
ke dalam ovum tak berinti yang berbeda sehingga terbentuk ovum
diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum dikultur secara in
vitro dan akhirnya setiap ovum menjadi individu baru yang memiliki
sifat dan jenis kelamin yang sama.
E. coli dipilih sebagai sel target karena E. coli mudah diperoleh
dan dipelihara, tidak mengandung gen yang membahayakan dan dapat
membelah diri setiap 20 menit sekali.
Bioteknologi ini memiliki beberapa jenis atau pun juga cabang
ilmu yang terasosiasi dengan warna, berikut jenisnya sebagai
berikut :
1. Bioteknologi Merah (Red Biotechnology)
Jenis ini merupakan suatu cabang ilmu bioteknologi yang
mempelajari mengenai aplikasi biotekno dibidang medis. Cakupan untuk
bioteknologi ini ialah semua spektrum dipengobatan manusia yakni tahap
preventif, diagnosis, serta pengobatan.
~ 27 ~
2. Bioteknologi Putih/abu-abu
Jenis ini adalah suatu bioteknologi yang diaplikasikan pada bidang
industri diantaranya seperti produksi senyawa baru, pengembangan serta
juga pembuatan energi.
3. Bioteknologi hijau
Jenis ini merupakan cabang ilmu yang mempelajari mengenai
aplikasi bioteknologi dibidang pertanian serta peternakan. Pada bidang
pertanian, bioteknologi ini memiliki fungsi sebagai menahan serangan
hama tanaman.
Sedangkan dibidang peternakan, bioteknologi ini digunakan di
dalam menghasilkan produk penting contoh ialah kambing, sapi, domba
serta ayam yang pakai di dalam penghasil antibodi-protein protektif yang
dapat atau bisa membantu sel tubuh mengenali serta melawan senyawa
asing.
4. Bioteknologi biru
Jenis ini ini merupakan cabang ilmu yang dapat atau bisa
mengendalikan dari proses yang terjadi disekitar lingkungan akuatik.
~ 28 ~
PRINSIP-PRINSIP
BIOTEKNOLOGI
Pada prinsipnya, dalam bioteknologi terkandung tiga hal pokok sebagai
berikut:
1. Agen biologis (mikroorganisme, enzim, sel tumbuhan, dan sel hewan)
2. Pendayagunaan secara teknologis dan industrial
3. Produk dan jasa yang diperoleh
Prinsip bioteknologi digunakan untuk meningkatkan produktivitas dan
kualitas produk makanan, pertanian, serta perternakan secara nyata sera
memecahkan masalah – masalah di bidang kesehatan dengan menyediakan
vaksin – vaksin baru dan hormon – hormon penting serta beberapa enzim
melalui teknologi DNA rekombinan.
Walaupun bioteknologi ini mepunyai banyak jenis serta berkembang dari
waktu – ke waktu, namun pada dasarnya bioteknologi tersebut memiliki prinsip
dasar yang sama serta juga dipakai dari waktu ke waktu, antara lain ialah
sebagai berikut :
1. Fermentasi
Fermentasi ialah salah satu bioteknologi yang paling umumnya
dilakukan. Secara umum, fermentasi ialah bentuk produksi energi
didalam sel anaerobik (tanpa udara), di dalam prosesnya fermentasi
ialah proses respirasi organisme di dalam lingkungan anaerobik.
Fermentasi ini merupakan salah satu bioteknologi dengan
prinsipnya itu mengubah suatu bahan itumenjadi bentuk lain / bahan
lain dengan melalui bantuan mikroorganisme. Fermentasi ubu sudah
dikenal sejak zaman dahulu bahkan sebelum adanya teknologi
modern, namun sampai sekarang masih dipakai. Contohnya keju, tape,
tempe, anggur, yogurt, serta banyak lagi.
2. Seleksi serta Persilangan
Seleksi ini merupakan proses manipulasi DNA yang terdapat
pada organisme, baik itu organisme mikroba atau juga tanaman
supaya organisme itu mempunyai kualitas lebih baik. Tujuan dari
proses ini ialah supaya pada saat dilakukan persilangan kualitasnya
itu lebih baik dari makhluk sebelumnya. Contoh dari produk dari
bioteknologi ini ialah ayam Leghorn, kedelai Muria, dan padi Cisadane.
Kebanyakan selekse serta juga persilangan tersebut memiliki tujuan
untuk membuat varietas yang unggul dari tanaman atau pun juga
hewan yang sudah ada.
3. Analisa Genetik
Prinsip bioteknologi ini ialah untuk mepelajari ciri atau sifat
serta gen makhluk hidup dari beberapa generasi itu dalam waktu
tertentu. Tujuan dari analisa genetik ialah mendapatkan sifat dari gen
~ 29 ~
supaya lebih baik untuk keturunan berikutnya.
4. Kultur Jaringan
Kultur jaringan ini merupakan sebuah teknik pengembangan
buatan suatu jaringan atau juga bagian dari makhluk hidup. Teknik
pengembangan serta juga pemeliharaan kultur jaringan tersebut
dibuat di luar dari individu makhluk tersebut. Biasanya media
pemeliharaan tersebut dibuat dari tabung yang terpisah dari induk
makhluk. Kultur jaringan tersebut bisa atau dapat dilakukan di
seluruh jenis jaringan, baik dari tumbuhan sampai hewan namun tiap-
tiapnya memiliki komposisi yang berbeda.
Di dalam kultur jaringan, secara teori itu bisa atau dapat
digunakan untuk menumbuhkan serta memperbanyak jaringan (baik
hewan atau juga tumbuhan) tanpa adanya hambatan dari organisme
lain. Kultur Jaringan ini bisa atau dapat digunakan di dalam
memproduksi produk zat kimia, pertanian,obat di dalam jumlah besar.
Contoh yang sederhana dari suatu kultur jaringan ini ialah kultur
jaringan anggerk serta pisang.
Secara sederhana kultur jaringan tersebut berpedoman
diprinsip Totipotensi. Teori Totipotensi ini bermakna semua bagian
tanaman atau juga hewan itu bisa atau dapat berkembang biak,
disebabkan karna bagian tubuh tersebut memiliki atau mempunyai
jaringan yang hidup serta perkembang. Biasanya untuk kultur
jaringan tanaman tersebut bisa atau dapat dilakukan dengan melalui
tahapan berikut :
Pembuatan media
Inisiasi
Sterilisasi
Multiplikasi
Pengakaran
Aklimatisasi
5. Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA ini merupakan suatu prinsip bioteknologi
dengan mengandalkan transfer pada beberapa bagian / segmen DNA
dari satu organisme itu ke dalam DNA organisme lain yang juga
berbeda. Rekombinasi DNA tersebut berguna dalam menggabungkan
beberapa ciri / sifat dari gen dari dua mahkluk hidup yang berbeda
bahkan juga tidak terkait sama sekali. Contohnya ialah seperti
rekombinasi hormon insulis ke bakteri Bacillus thuringiensis yang
cepat berkembang biak supaya bakteri itu dapat atau bisa
memproduksi insulin di dalam jumlah besar untuk pengobatan orang
diabetes.
6. Analisis DNA
Analisis DNA ini merupakan proses reaksi rantai polymerase
supaya bisa atau dapat membuat salinan dari sebuah DNA. Proses
tersebut berguna untuk melihat serta memetakan sebuah DNA 1
organisme di dalam menentukan keturuan atau asal gen dari DNA
~ 30 ~
tersebut. Contoh ialah pemanfaatan analisa DNA dapat atau bisa
digunakan di dalam mengenali DNA dari korban kecelakaan yang sulit
untuk diidentifikasi (misalnya ialah kecelakaan pesawat) untuk
kemudian dicocokkan itu dengan DNA keluarga yang masih hidup.
~ 31 ~
PENERAPAN
BIOTEKNOLOGI
DALAM BERBAGAI BIDANG
Bioteknologi sangat bermanfaat bagi perkembangan kehidupan
manusia. Berikut ini adalah penerapan bioteknolgi dalam bidang pertanian,
peternakan dan kedokteran.
1. Di Bidang Pertanian
Di bawah ini merupakan bioteknologi pertanian yang sangat bermanfaat
bagi kehidupan manusia.
A. Tanaman Transgenik
Tanaman dengan teknik
rekayasa genetika biasa disebut
dengan tanaman transgenik
adalah organisme yang
memperoleh sisipan gen
tertentu dari organisme lain
sebagai pembawa sifat yang
diharapkan. Penggabungan gen
ini bertujuan untuk
mendapatkan tanaman dengan Sumber: https://pertanian.pontianakkota.go.id
sifat-sifat yang diinginkan, Gambar: Hasil tanaman transgenik
misalnya pembuatan tanaman
yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan, resisten terhadap
hama tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari
tanaman alami. Sebagian besar rekayasaatau modifikasi sifat tanaman
ini dilakukan untuk mengatasi kebutuhan pangan penduduk dunia
yang semakin meningkat dan juga permasalahan kekurangan gizi
manusia sehingga pembuatan tanaman transgenik juga menjadi
bagian dari pemuliaan tanaman. Melalui rekayasa genetika dapat
menghasilkan suatu organisme sehingga menghasilkan sifat-sifat
baru misalnya tebu transgenik yang memiliki keunggulan yaitu
produksinya lebih banyak, membutuhkan pupuk lebih sedikit,
limbahnya dapat dijadikan makanan ternak.
Beberapa tanaman transgenik telah diaplikasikan untuk
menghasilkan tiga macam sifat unggul, yaitu tahan hama, tahan
gulma, dan buah yang dihasilkan tidak mudah busuk. Tanaman
jagung dan kapas transgenik dengan sifat tahan hamatelah diproduksi
secara massal dan dipasarkan di dunia. Hadirnya tanaman transgenik
menimbulkan kontroversi masyarakat dunia karena sebagian
masyarakat khawatir apabila tanaman tersebut akan mengganggu
keseimbangan lingkungan (ekologi) membahayakan kesehatan, dan
memengaruhi perekonomian global.
~ 32 ~
B. Kultur Jaringan B
A
J
Sumber: (A. https://ekosistem.co.id) , (B. https://ilmudasar.id)
Gambar: (A. Tahapan kultur jaringan) , (B. Kultur Jaringan)
Kultur jaringan merupakan salah satu metode modern dalam dunia
pertanian, merupakan teknik memperbanyak tanaman dengan cara
menumbuhkan jaringan tanaman di dalam medium buatan kaya nutrisi dan
hormon dalam kondisi aseptik (steril), sehingga memungkinkan jaringan
tersebut tumbuh dan menjadi sebuah tanaman yang utuh. Kultur jaringan
dimanfaatkan dalam bidang pertanian untuk menghasilkan tanaman baru.
Biasanya kultur jaringan menggunakan jaringan pada daun, mata tunas,
atau bisa juga menggunakan serbuksari dari bunga suatu tanaman. Nantinya
jaringan ini akan ditempatkan disebuah wadah dan disimpan di tempat yang
tersinari oleh matahari selama beberapa bulan sampai tanaman mulai
tumbuh dan membentuk akar dan daun.
Kultur jaringan ini menjadi salah satu opsi untuk memperbanyak
tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan dipopulerkan oleh
Hildebrandt dan Riker pada tahun 1954. Kultur jaringan dapat
digunakan untuk mengatasi kekurangan pangan.
Keuntungan teknik kultur jaringan dengan memafaatkan
bioteknologi adalah sebagaiberikut:
Memiliki sifat dan genetik yang sama dengan induknya.
Dapat diperbanyak untuk menghasilkan tanaman baru dalam
jumlah besar dalamwaktu singkat dan cepat
Tidak memerlukan tempat yang luas.
Kesehatan dan kualitas dari bibit tanaman terjamin.
Kecepatan pertumbuhan lebih cepat jika dibandingkan yang
alami.
C. Hidroponik dan Aeroponik
Hidroponik merupakan sistem pertanian modern tanpa
menggunakan tanah. Hidroponik ditemukan oleh Dr. W.F Geri Che dari
Universitas California tahun 1936. Saat ini, cara ini telah
dikembangkan di Indonesia. Hidroponik yaitu suatu cara budidaya
tanaman dengan menggunakan media air dan pasir.
Hidroponik dengan media air. Tumbuhan ditanam di dalam air dan
ditambah unsur-unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan
~ 33 ~
perkembangan tumbuhan tersebut. Hidroponik dengan media pasir.
Media yang digunakan dapat juga dengan arang, sabut kelapa, atau
batu-batuan. Dalam teknik ini, sebaiknya ditambahkan unsur- unsur
hara.
Dalam teknik hidroponik yang perlu diperhatikan adalah
kelembapan udara dan intensitas cahaya agar pertumbuhan dan
perkembangan tanaman cukup baik. Untuk memperoleh zat makanan
atau unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman,
dilarutkan campuran pupuk organik di dalam air yang digunakan
untuk media. Campuran pupuk ini dapat diperoleh dari buatan sendiri
atau pupuk buatan yang siap pakai.
Keuntungan cara bertanam dengan hidroponik adalah:
Tidak memerlukan lokasi/ tempat yang luas.
Lebih hemat pupuk.
Kualitas produksi (hasil panen) lebih baik.
Tanaman bebas dari hama dan penyakit.
Panen dapat berlangsung terus menerus.
Tanaman dapat tumbuh dengan cepat.
(a) (b)
Sumber: (a. www. Finansicom/ ) , (b. https://8villages.com/full/petani )
Gambar: (a. Sistem hidroponik) , (b. Sistem aeroponik)
Selain hidroponik, penanaman tanaman dapat dilakukan melalui
aeroponik. Jika hidroponik media yang digunakan untuk tumbuh akar
adalah air dan media lain misalnya, kerikil atau pasir, tetapi pada
aeroponik tidak menggunakan media sama sekali. Aeroponik adalah
tehnik budidaya tanaman dengan menggunakan styroform yang
berlubang sehingga akar tanaman diletakkan menggantung dalam
suatu wadah yang dijaga kelembabannya. Kemudian air yang telah
dicampur dengan unsur hara disemprotkan ke bagian akar tanaman
sehingga akar-akar bisa menyerapnya.
Sistem aeroponik memiliki kelebihan dibanding sistem
hidroponik. Pada sistem aeroponik, akar yang menggantung atau
menjuntai akan lebih banyak menyerap oksigen sehingga
meningkatkan metabolisme dan kecepatan pertumbuhan tanaman
2. Bidang Peternakan
Di bidang peternakan, bioteknologi telah banyak dimanfaatkan
untuk meningkatkan produktivitas ternak, baik berupa vaksin, antibodi,
pakan fermentasi, hormon pertumbuhan yang merangsang pertumbuhan
~ 34 ~
hewan ternak melalui rekombinasi DNA maupun bentuk-bentuk rekayasa
genetika untuk meningkatkan produksi. Contoh vaksin untuk ternak yaitu
vaksin untuk penyakit mulut dan kuku pada mamalia, dan vaksin untuk
penyakit fluburung.
Rekayasa genetika merupakan suatu upaya memanipulasi sifat
makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup dengan sifat yang
diinginkan. Manipulasi sifat genetik ini dilakukan dengan menambah
atau mengurangi DNA. DNA rekombinan merupakan proses
menggabungkan dua DNA dari sumber yang berbeda.
Berikut adalah beberapa contoh penerapan bioteknologi di bidang
peternakan:
a) Pakan Ternak Fermentasi
Pakan ternak merupakan faktor penting yang
mempengaruhi keberhasilan suatu peternakan. Teknologi
pakan ternak fermentasi menjadi salah satu bentuk penerapan
bioteknologi di bidang peternakan karena melibatkan peran
mikroorganisme pengurai sehingga dihasilkan pakan dengan
nilai nutrisi yang lebih tinggi dari sebelumnya.
Penggunaan pakan ternak fermentasi dapat meningkatkan
produksi melalui pemberian pakan yang berkualitas, mengatasi
kekurangan pakan (hijauan) pada saat-saat tertentu, seperti di
musim kemarau.
b) Inseminasi Buatan (Kawin Suntik)
Teknologi ini dikenal dengan nama kawin suntik, suatu
teknik untuk memasukkan sperma yang telah dicairkan dan
diproses terlebih dahulu yang berasal dari ternak jantan ke
dalam saluran alat kelamin betina dengan menggunakan
metode dan alat khusus. Dengan inseminasi buatan dapat
dihasilkan keturunan sapi atau domba yang diharapkan tanpa
mengenal musim kawin, serta tidak melibatkan sapi atau domba
jantan.
Dengan memanfaatkan aplikasi bioteknologi, bidang
peternakan akan menghasilkan ternak dengan kualitas yang
unggul. Contohnya ayam penghasil telur, ayam penghasil daging,
sapi pedaging, sapi penghasil susu dan kambing penghasil
daging.
c) Teknologi Kloning (Transplantasi Inti)
Teknologi kloning
(transplantasi inti)
adalah suatu teknik
mencangkokkan inti sel
dari suatu individu
pada sel telur tanpa inti
yang bertujuan untuk
menghasilkan suatu Sumber: http://www.blueskybioservices.com
organisme duplikat Gambar: Domba dolly hasil kloning
yang mirip dengan
~ 35 ~
induknya. Teknologi kloning telah ditemukan pada tahun 1997
oleh Dr. Ian Walmut seorang ilmuwan Scotlandia dengan
menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa
menjadi seekor domba tanpa pejantan atau tanpa perkawinan.
Domba hasil rekayasa ilmuwan Scotlandia tersebut diberi
nama Dolly. Melalui kloning hewan, beberapa organ manusia
untuk keperluan transplantasi penyembuhan suatu penyakit
berhasil dibentuk.
Proses Kloning yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut adalah
sebagai berikut:
a) Mengambil inti sel somatis dari objek biologis yang sudah
dewasa.
b) Menanamkan dalam sel telur yang sudah dibuang inti
selnya.
c) Ditumbuhkan dalam sebuah medium dibantu dengan aliran
listrik untuk merangsang pertumbuhan sel itu.
d) Embrio dimasukkan kedalam rahim betina yang sudah
dipersiapkan secara biologis untuk dapat menerima dan
mengembangkan embrio kloning tersebut sebagaimana
k
e
h
a
m
i
l
a
n
b
i
a
s
a
. Sumber: orindnesia.wordpress.com
Gambar: Proses kloning pada hewan
d) Transfer Embrio (TE)
Apabila kawin suntik memfokuskan pada sperma jantan,
maka transfer embrio tidak hanya potensi dari jantan saja yang
dioptimalkan, melainkan potensi betina berkualitas unggul
juga dapat dimanfaatkan secara optimal. Teknik TE ini, betina
unggul tidak perlu bunting tetapi hanya berfungsi
menghasilkan embrio yang untuk selanjutnya bisa ditransfer
pada induk titipan dengan kualitas yang tidak perlu bagustetapi
memiliki kemampuan untuk bunting. Embrio yang didapat
dapat langsung di transfer ke dalam sapi resipien atau
dibekukan untuk disimpan dan di transfer pada waktu lain.
~ 36 ~
e) Teknologi Transgenik.
Hewan transgenik adalah hewan yang mengandung gen
dari spesies lain. Hewan transgenik dilakukan dengan cara
menyuntikkan DNA asing pada sel-sel telur atau sel-sel embrio
awal sehingga diperoleh organisme yang berkualitas sesuai
dengan keinginan. Tujuan dari teknologi ini adalah
meningkatkan produk dari hewan ternak seperti daging, susu
dan telur.
3. Bidang Medis dan Kedokteran
Dalam bidang kedokteran bioteknologi dimanfaatkan antara lain
untuk obat-obatan. Sejumlah besar obat-obatan berbasis bioteknologi
kini tersedia untuk mengobati berbagai penyakit. Berikut ini adalah
contoh produk bioteknologi yang dimanfaatkan untuk pengobatan.
Penerapan ini juga disebut dengan bioteknologi merah, yang
diawali dengan adanya tahap analisa atau pun juga diagnosa pada suatu
penyakit serta juga pengobatan sebuah penyakit. Beberapa dari contoh
bioteknologi di bidang medis ialah
a) Antibodi Monoklonal
b) penggunaan mikroorganisme di antibiotik atau vaksin
c) bayi tabun
d) terapi gen untuk penyembuhan penyakit genetis.
e) penggunaan sel intuk untuk pengibatan penyakit sroke, dan
f) penggunaan mikroorganisme dihormon pada penyakit
diabetes mellitus
No Nama Produk Kegunaan
1 Insulin Mengontrol kadar gula darah (diabetes
mellitus)
2 Hormon Melawan kekerdilan (gangguan
pertumbuhan pertumbuhan), untukpenyembuhan luka
Meningkatkan kekebalan tubuh,
3 Vaksin pencegahan penyakitseperti hepatitis B,
mendeteksi dan mendiagnosis penyakit
karena virus dan kelainan bawaan.
4 Penicilin Antibiotika, melawan
infeksi olehbakteri
atau jamur
5 Interferon Melawan infeksi,
meningkatkan
sistem kekebalan
Tabel : Produk-produk Bioteknologi modern untuk pengobatan
4. Bidang pertambangan (biometalurgi)
Di bidang pertambangan berkembang bioteknologi di dalam
memisahkan logam dari bijihnya yakni dengan pemanfaatan bakteri
Thiobacillus ferroxidans. Bakteri ini ialah bakteri kemolitotrof yang
~ 37 ~
mampu untuk memisahkan logam dari bijihnya. Energi yang digunakan
atau dipakai Thiobacillus ferroxidans guna memisahkan logam tersebut
dari bijihnya berasal dari hasil suatu oksidasi senyawa anorganik
khususnya ialah senyawa besi serta belerang. Asam sulfat dari besi sulfat
itu kemudian melarutkan logam dari bijihnya.
Dibawah ini merupakan tahapan bakteri di dalam memisahkan
tembaga dari bijihnya, yakni :
a) Bakteri bereaksi itu dengan melarutkan senyawa belerang serta besi
di dalam batuan. Selanjutnya, bakteri itu mengoksidasi Fe2+ menjadi
Fe3+.
b) Unsure S di dalam FeS2 itu bereakasi dengan ion hydrogen serta juga
molekul oksigen dan membentuk H2SO4.
c) Ion Fe3+ dibijih yang mengandung CuSO4 mengoksidasi ion Cu+ itu
menjadi Cu2+ serta bereaksi dengan SO42- dari H2SO4 sehingga
kemudian membentuk CuSO4.
d) Reaksi tersebut kemudian sebagai berikut : CuSO4 + 2Fe + H2SO4 ^
2FeSO4 + Cu + 2H+
5. Bidang Lingkungan (Biromediasi)
a) Pengolahan Limbah Cair
Limbah cair organik bisa atau dapat diuraikan oleh bakteri
anaerob ini menghasilkan bahan bakar alternative (biogas). Limbah
cair yang didalamnya terkandung protein, karbohidrat serta juga
lemak difermentasikan oleh metanobakterium tersebutdengan secara
anaerob sehingga kemudian mampu menghasilkan biogas.
b) Pengolahan Sampah/Limbah padat
Pengolahan sampah dengan bantuan mikroba ialah dengan melalui
pengomposan sampah organik. Pengomposan tersebut bisa atau dapat
dilakukan itu dengan aerobic maupun anaerobik.
c) Plastik Biodegradable
Salah satu dari usaha untuk mengurangi limbah plastik yang
memunculkan pencemaran ialah dengan cara memproduksi plastik
yang secara mudah terurai (biodegradable) dengan melalui
bioteknologi. Mikroba yang mampu untuk membuat plastik
biodegradable antara lain ialah Alxaligenes eutrophus.
d) Pengolahan Limbah Minyak
Mikroorganisme yang memiliki peran di dalam mengatasi limbah
minyak, yakni :
1. Pseudomonas hasil rekayasa genetika oleh Dr. Chakrabarty
mampu untuk membersihkan senyawa hodrokarbon di dalam
tumpahan minyak bumi itu dengan cara memecah ikatan
hidrokarbon minyak.
2. Acinetobacter calcoacetinius ini mampu dalam memproduksi
emulsan yang menyebabkan minyak bercampur dengan air
sehinggga kemudiab bisa atau dapat dipecah oleh mikroba.
3. Zhantomonas campestris inidapat atau bisa mengumpulkan
dari tumpahan minyak itu setelah sebelumnya minyak tersebut
diberi gum xanthan agar kemudian mengentalkan.
~ 38 ~
PENERAPAN BIOTEKNOLOGI SEHARI-HARI
Penerapan bioteknologi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:
a) Menggunakan mikroorganisme untuk
mengubahbahanpangan
1. Aspergillus oryzae atau Aspergillus Tahukah Kamu!
soyae bersama Saccharomyces rouxii protein dalam 68 gram
atau Pediococcus soyae atau
Torulopsis sp digunakan dalam daging. Jamur Fusarium
graminearum, menghasil- kan 136
pembuatan kecap. Mikroorganisme gram protein di dalam 1080 gram
tersebut mengubah campuran massa sel basah yang terbuat dari
kedelai dan padi-padian menjadi
kecap (Indonesia), Shoyu (Jepang), 1 kg karbohidrat ditambah dengan
nitrogen anorganik Sebagian dari
Chiang-yu (Cina) , dan soy-sauce makanan ringan (snack) yang
(Eropa). digemari anak-anak dibuat dari
2. Aspergillus wentii digunakan untuk
memfermentasikan biji-bijian, mikoprotein? Dibandingkan
dengan protein hewan, produksi
kedelai, dan garam menjadi tauco. mikoprotein memiliki beberapa
3. Rhizopus oryzae, R. oligosporus, R. keuntungan, misalnya proses
stolonifer, R. chlamydosporus pembuatannya cepat. Sebagai
dimanfaatkan oleh orang untuk contoh 1 kg pakan untuk sapi
memfermentasikan kedelai yang menghasilkan 14 gram.
sudah dikupas kulitnya. Miselium
jamur tersebut akan mengikat
keping-kepingbijikedelaimembentukprodukyang disebut tempe.
4. Makanan lain yang dibuat menggunakan jasa mikroorganisme melalui
proses fermentasi adalah oncom (Neurospora), tape (Aspergillus
oryzae, Saccharomyces, Rhizopus sp., Hansenula sp., dan Torulopsis,
sp.); roti, kue, anggur, dan bir, (Saccharomyces), serta keju,
mentega, yoghurt (Streptococcus lactis).
b) Mikroorganismeyangmenjadibahanpangan
Seperti sudah dijelaskan bahwa mikroorganisme tidak hanya dapat
mengubah bahan pangan, tapi justru dapat menjadi bahan pangan itu sendiri.
1. Protein Sel Tunggal (PST)
Istilah protein sel tunggal digunakan untuk menyatakan
protein mikroorganisme untuk membedakan dengan protein yang
berasal dari hewan dan tumbuhan. PST mengacu kepada sel
mikroorganisme yang dikeringkan seperti bakteri, alga dan jamur yang
sebelumnya ditumbuhkan di dalam sistem biakan yang berskala besar.
Meskipun mikroorganisme ini ditumbuhkan untuk menghasilkan
protein, tetapi juga mengandung karbohidrat, lemak, vitamin, mineral,
dan senyawa nitrogen bukan protein seperti asam nukleat. Produksi
PST pertama yang memberikan harapan berasal dari Jerman, diperoleh
dengan jalan menumbuhkan Saccharomyces cerevisae di dalam medium
molase (limbah pabrik gula) dan garam amonium. Hasil proses ini
dikonsumsi oleh manusia sebagai pengganti protein. Limbah pabrik
bubur kayu berupa sulfit juga telah digunakan sebagai bahan baku dengan
memanfaatkan khamir Candida utilia untuk menghasilkan protein bagi
manusia dan hewan.
~ 39 ~
2. Mikoprotein
Mikoprotein merupakan produk makanan yang berasal dari
miselium jamur (tubuh jamur). Pada pembuatan mikoprotein ini,
digunakan jasa jamur Fusarium graminearum. Mikoprotein dihasilkan
melalui fermentasi menggunakan glukosa sebagai bahan baku dan zat
hara lain serta gas amoniak dan garam amoniak.
Penerapan Bioteknologi dalam Kehidupan Manusia
A. Penerapan Bioteknologi dalam Bidang Pangan
Aplikasi 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.
1. Fermentasi
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:
SUBSTRAT MIKROORGANISME HASIL PANGAN
Jerami Agaricus bisporus Jamur
Lentinus edodes
Serbuk kayu Volvariella volvacea Kecap
Kedelai Rhizopus sp Tempe
Rhizopus oligosporus
Ampas Kacan Tanah Mucor sp Oncom
Susu Neurospora sitophila Keju
Penicillium sp
2. Protein Sel Tunggal
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.
3. Mikroprotein
Mikroprotein merupakan bahan makanan atau sumber protein
yang dihasilkan melalui proses fermentasi dari miselium jamur Fusarium
graminearum.
~ 40 ~
B. Penerapan Bioteknologi dalam Bidang Pertanian dan Peternakan
1. DNA Rekombinan
DNA 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. tumefeciens
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 ditubuhkan dengan metode kultur jaringan
sehingga menghasilkan tunas dan dapat ditanam di lahan pertanian.
Sumber: Biology, Raven dan Jhonson
Gambar: Rekayasa genetika pada tumbuhan yang menggunakan vector Argobakterium
tumafaciens
No Produk Keterangan
Bioteknologi
1. Padi Vektor argobakterium dapat digunakan pada
Transgenik tanaman padi sehingga menghasilkan padi
yang unggul dan mampu mengekspresikan
laktoferin yang berfungsi memberikan daya
tahan terhadap serangan mikroorganisme
pathogen dan cuaca dingin.
2. Tembakau Tumbuhan tembakau yang tahan terhadap
resisten virus TMV (Tabacco Mozaic Virus)
terhadap virus
3. Pengendalian Peran pertisida yang tidak ramah lingkungan
hama dan dapat digantikan dengan mikroorganisme
~ 41 ~
penyakit sebagai biokontrol seperti Beauveria bassiana,
tanaman Metarhizium anisopliae, dan Trichoderma
harzinium
4. Ikan Salmon Ikan salmon yag disisipi gen tambahan akan
Raksasa menghasilkan hormon pertumbuhan yang aktif
pada masa embrio. Ikan salmon transgenik ini
dapat memiliki berat 11 kali lebih lipat lebih
besar dibandingkan dengan ikan salmon biasa.
5. Hormon Bovin Gen somatrotopin sapi ditransplantasikan pada
Somatotropin plasmid E. coli sehinga menghasilkan BST. BST
(BST) yang ditambahkan pada makanan ternak dapat
meningkatkan produksi daging dan susu
ternak.
6. Buah Tahan Buah akan tetap segar dalam waktu yang lama
Kebusukan melalui rekayasa genetika, sehingga aktivitas
gen penghasil etilen dapat dihambat. Etilen
berfungsi sendiri untuk merangsang
pematangan buah. Contoh : tomat “Flavr Savr”
2. Teknik Kultur Jaringan
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
mengembangbiakan tumbuhan secara vegetative menggunakan sebagian
jaringan tumbuhan pada media tertentu. Media tersebut harus
mengandung semua kebutuhan yang diperlukan untuk pertumbuhan
jaringan baik dari unsur makro maupun mikro. Teknik kultur jaringan
digunakan untuk permuliaan tanaman dan juga pelestarian plasma.
C. Penerapan Bioteknologi dalam Bidang Kedokteran
1. Pembuatan insulin
Insulin 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 mengorbankan banyak hewan ternak. Insulin dapat
diperoleh dengan melakukan DNA rekombinan, yaitu dengan melakukan
transplatasi gen yang mengkode insulin ke dalam plasmid bakteri. Bakteri
dengan gen gabungan ini dikembangbiakan. Bakteri yang telah dibiakan
dapat memproduksi insulin yang dibutuhkan.
~ 42 ~
2. Produksi Vaksin
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.
3. Antibodi Monoklonal
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 Sumber : Bader, S.S. (1998)
mengidentifikasi sel gabungan Gambar: Langkah-langkah DNA rekombinan pada
tersebut. Fusi ini produksi insulin
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).
4. Pembuatan Antibiotik oleh Mikroorganisme
Berikut beberapa contoh zat antibiotik beserta mikrooganisme
~ 43 ~
yang menghasilkannya :
a) Streptomisin, oleh Streptomyces griseus.
b) Tetrasiklin, oleh Strepto-myces aureofaciens.
c) Sefalosporin, oleh Cephalosporin (sejenis fungi).
d) Kloromisetin atau kloromfenikol, oleh Streptomyces venezuelae.
e) Penisilin, oleh Penicillium notatum, P. chrysogenum.
5. Teknik Bayi Tabung
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.
~ 44 ~
DAMPAK PENERAPAN DAN
PENGEMBANGAN BIOTEKNOLOGI
Dampak dari penerapan dan Tahukah Kamu!
pengembangan bioteknologi terdapat
pada berbagai aspek kehidupan Bioteknologi semula diharapkan
seperti etika/moral, lingkungan dapat membantu memecahkan berbagai
hidup, sosial ekonomi, dan kesehatan. persoalan dunia yang dihadapi oleh umat
manusia, seperti kekurangan pangan,
penyakit, hambatan-hambatan di dalam
melakukan aktivitas manusia sendiri seperti
pertambagan dan lain sebagainya. Banyak
contoh-contoh masalah umat manusia dapat
diatasi melalui bioteknologi ini; namun perlu
juga disadari bahwa dampaknya juga tidak
sedikit.
DAMPAK DI BIDANG SOSIAL EKONOMI
Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil. Penggunaan hormon
pertumbuhan sapi (bovine growth hor- mone/BGH) dapat meningkatkan
produksi susu sapi sampai 20%. Bila tidak diatur penggunaannya hal ini akan
menggusur peternak kecil. Bioteknologi dapat menim- bulkan kesenjangan
ekonomi.
Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, jeruk, tembakau, coklat, kopi,
gula, kelapa, vanili, ginseng dan opium akan dapat dihasilkan melalui modifikasi
genetika tanaman lain. Keadaan ini akan menyingkirkan tanaman aslinya. Dunia
ketiga sebagai penghasil tanaman-tanaman tadi akan menderita kerugian besar.
Pelepasan makhluk transgenik ke alam bebas dapat menimbulkan
dampak berupa pencemaran biologi yang bisa lebih berbahaya daripada
pencemaran kimia dan nuklir. Dengan keberadaan rekayasa genetika, perubahan
genotip tidak dirancang secara alami sesuai dengan kebutuhan dinamika popu-
lasi, melainkan menurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu. Bila tidak dilakukan
secara bijaksana, perubahan drastis ini berpeluang menimbulkan bahaya yang
besar.
DAMPAK DI BIDANG ETIKA/MORAL
Menyisipkan gen makhluk hidup kepada makhluk hidup lain memiliki
dampak etika yang serius. Menyisip- kan gen makhluk hidup lain yang tidak
berkerabat dianggap sebagai pelanggaran terhadap hukum alam dan sulit
diterima masyarakat. Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan
gen itu tidak etis, 90% menentang pemindahan gen manusia ke hewan, dan 75%
menentang pemindahan gen hewan ke hewan lain.
~ 45 ~
DAMPAK DI BIDANG KESEHATAN
Produk rekayasa di bidang kesehatan ini memang sudah ada yang
menimbulkan masalah yang serius. Contohnya adalah penggunaan insulin hasil
rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris . Tomat Flavr Savr
diketahui mengandung gen resisten terhadap antibiotik. Susu sapi yang disuntik
dengan hormon BGH disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi
berbahaya bagi kesehatan manusia. Bahan pangan transgenik yang tidak berlabel juga
membawa konsekuensi bagi penganut agama tertentu. Bagaimana hukumnya bagi
penganut agama Islam, kalau gen babi disisipkan ke dalam buah semangka? Penerapan
hak paten pada organisme hasil rekayasa merupakan pemberian hak pribadi atas
organisme. Hal ini bertentangan dengan banyak nilai-nilai budaya yang menghargai nilai
intrinsik makhluk hidup.
Bioteknologi sangat membantu dan bermanfaat bagi umat manusia.
Sampai saat ini para ahli terus melakukan penelitian dalam bidang bioteknologi
untuk mendapatkan produk dan jasa yang dibutuhkan. Namun di samping
memberikan dampak positif ada pula dampak negatif yang tak dapat dielakkan
bagi kehidupan manusia dan lingkungan.
Dampak Positif Bioteknologi, antara lain sebagai berikut:
1. Di bidang pangan
a) Dapat mengatasi kekurangan bahan makanan (protein dan vitamin).
Dengan bioteknologi, bahan makanan dapat diproduksi secara lebih cepat
tanpa memerlukanruangan yang luas (misal PST).
b) Meningkatnya nilai tambah bahan makanan.
c) Pengolahan bahan makanan tertentu, seperti air susu menjadi yoghurt,
mentega, dan keju.
d) Meningkatkan gizi masyarakat;
2. Di bidang pertanian dan peternakan
a) Melestarikan plasma nutfah, suatu jenis makhluk hidup yang masih
memiliki sifat asli.
b) Meningkatkan kualitas dan kuantitas produk-produk pertanian,
perkebunan, peternakan maupun perikanan karena temuan bibit unggul.
c) Mampu menghasilkan bibit unggul
d) Melindungi tanaman dari hama (misalnya, serangga) dan penyakit pada
tanaman;
3. Di bidang Kesehatan
a) Membantu mengatasi masalah kesehatan dengan menyediakan obat-
obatan untuk memberantas penyakit secara lebih murah.
b) Membantu dunia kedokteran dan medis mengatasi penyakit-penyakit
tertentu. Misalnya : penyakit kelainan genetis dengan terapi gen, hormon
insulin, antibiotik, antibodi monoklonal, dan vaksin.
c) Menyediakan berbagai senyawa organik seperti alkohol, asam asetat,
gula, bahan makanan, protein, dan vitamin.
d) Melakukan respon imun (kekebalan) dengan cara memproduksi suatu
protein yang disebut Interferon. Dengan produksi interferon maka sel-sel
tubuh akan menjadi kebal terhadap virus tersebut
~ 46 ~
4. Di bidang Lingkungan
a) Menyediakan sumber energi alternatif ramah lingkungan, misalnya
biogas.
b) Memperbaiki lingkungan (misalnya bakteri pencerna limbah).
Dampak Negatif dari Bioteknologi, antara lain sebagai berikut
1. Bidang Lingkungan
a) Penggunaan insektisida yang berlebihan dapat mematikan serangga yang
bermanfaat.
b) Rusaknya ekosistem di suatu lingkungan. Misalnya, tanaman bunga yang
telah mengalami rekayasa genetika dari bioteknologi dapat menghasilkan
buah tanpa memerlukan bantuan dari hewan seperti kupu-kupu atau
kumbang.
c) Pembuatan tempe atau kecap dalam skala besar dapat mengakibatkan
pencemaranlingkungan. Air limbah dan kulit kedelai dari proses pembuatan
tempe, apabila dibiarkan tergenang dalam waktu cukup lama dapat
mengubah lingkungan menjadi tidak sehat.
d) Tanaman hasil dari transgenik melalui proses bioteknologi akan sulit
diuraikan oleh bakteri. Hal ini tentunya akan berdampak pada sulitnya proses
pembusukan sehingga membuat limbah pertanian menjadi semakin
menumpuk.
2. Bidang Pertanian
a) Penggunaan tanaman transgenik dapat mengakibatkan punahnya makhluk
hidup dalam suatu organisme. Contoh jagung transgenik yang tahan terhadap
herbisida, ketika jagung transgenik ditanam di lahan alami, maka serbuk sari
dapat membawa gen jagung transgenik dan menyerbuki jagung alami. Hal ini
membuat gen-gen padajagung terkontaminasi dengan gen-gen dari tanaman
jagung transgenik.
b) Merugikan petani dan peternak lokal yang mengandalkan reproduksi secara
alami.
c) Berkurangnya keanekaragaman plasma nutfah, suatu jenis makhluk hidup
yang masih memiliki sifat asli.
d) Penemuan organisme transgenik dapat menimbulkan kecenderungan
masyarakat untuk membudidayakan organisme yang seragam. Akibatnya
organisme lokal (bukan transgenik) semakin tersingkir dan langka di
lingkungan dan dapat menimbulkan hilangnya plasma nuftah alami.
3. Bidang Kesehatan
a) Memicu timbulnya alergi pada seseorang yang sensitif terhadap zat yang
dihasilkanoleh organisme transgenik.
b) Dapat menyerang sistem imunitas tubuh manusia.
c) Beberapa produk transgenik bisa mengakibatkan kebal terhadap obat
antibiotik.
d) Munculnya penyakit baru dan kerentanan terhadap penyakit tertentu.
~ 47 ~
PERBEDAAN BIOTEKNOLOGI
KONVENSIONAL DAN MODERN
Definisi bioteknologi yang terakhir ini lebih dikenal sebagai bioteknologi
modern, karena di dalamnya terdapat perekayaan proses, termasuk rekayasa
genetika. Sementara itu definisi yang pertama mengacu kepada bioteknologi
konvensional (tradisional), dimana manusia hanya menggunakan proses yang
terjadi dalam organisme, tanpa melakukan manipulasi, seperti dalam pembuatan
tape atau tempe. Perbedaan bioteknolgi konvensional dan modern dapat dilihat
pada tabel dibawah ini!
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk
hidup untuk menghasilkan barang dan jasa yang bermanfaat bagi manusia.
Bioteknologi terdiri dari dua jenis, yaitu bioteknologi konvensional dan modern
1. Boteknologi Modern
Biaya : Umumnya relatif mahal
~ 48 ~
Teknologi : teknologi (peralatan dan teknik) yang digunakan canggih.
Penggunaan mikroorganisme: menggunakan sebagian dari
mikrorganisme (DNA atau Enzim).
Prinsip kerja: menggunakan rakayasa genetika.
Produk: DNA Rekombinan, cloning, hibridoma.
2. Bioteknologi Konvensional
Biaya : Umumnya relatif lebih mudah.
Teknologi : teknologi (peralatan dan teknik) yang masih sederhana.
Penggunaan mikroorganisme: menggunakan mikrorganisme utuh secara
langsung.
Prinsip kerja: menggunakan fermentasi.
Produk: Tempe, Yoghurt, Keju, Oncom.
Dengan demikian, perbedaan bioteknologi modern denan
bioteknologi konvensional adalah pada biaya, teknologi yang
digunakan, pengunaan mikroorganisme, prinsip kerja dan produk yang
dihasilkan.
Perbedaan yang mendasar antara bioteknologi konvensional dengan
bioteknologi modern dapat dipelajari dari tabel dibawah ini !
Karakteristik BIOTEKNOLOGI
Teknik yang Konvensional Modern
digunakan
Keterlibatan Fermentasi DNA rekombinan
manusia
Tidak mengubah Mengubah sifat
Contoh hasil sifat (proses) pada (proses)pada agen
agen biologi biologi yang
(organisme) yang digunakan
digunakan Insulin dari
Tape, tempe, bakteri. Tomat
alkohol, asam, cuka, tahan lama (tomat
yoghurt. favr savr)
~ 49 ~
~ 50 ~
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Modul Ipa Bioteknologi Kelas X Semester 1
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search