Bioteknologi
Tradisional dan
Modern
C
Bioteknologi tidak hanya berkembang pada akhir-akhir ini saja. Bioteknologi telah dimanfaatkan sejak ribuan tahun yang lalu, di segala bidang, seperti industri pangan, obat-obatan, pertanian, kesehatan, dan pengelolaan lingkungan. Misalnya, ragi dimanfaatkan untuk pembuatan anggur dan bir (sekitar 6000 SM), pada 4000 SM ragi dimanfaatkan untuk roti yang mengembang, dan pada 1512, bahan kimia yang penting bagi manusia, seperti aseton, butanol, dan gliserol diperoleh dari bakteri.
Di masa lalu, Bioteknologi dilakukan secara sederhana. Perkembangan yang pesat baru terjadi setelah diketahui mikroorganisme melakukan fermentasi. Penelitian ini dipelopori
oleh Louis Pasteur sehingga beliau mendapat julukan sebagai Bapak Bioteknologi.
Sedangkan, perkembangan Bioteknologi secara modern terjadi setelah penemuan struktur DNA sekitar tahun 1950 yang diikuti dengan penemuan-penemuan lainnya. Penemuan ekspresi gen, enzim pemotong DNA, menciptakan DNA rekombinan dengan menggabungkan DNA dari dua organisme yang berbeda, dan kloning merupakan contoh Bioteknologi modern.
Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA (gen), selain memanfaatkan Mikrobiologi dan Biokimia.
Aplikasi Bioteknologi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu tradisional dan modern.
1.
Aplikasi Bioteknologi Tradisional
Aplikasi Bioteknologi tradisional mencakup berbagai aspek, di antaranya:
a. Pangan
Beberapa contoh Bioteknologi tradisional di bidang pangan misalnya, tempe dibuat dari kedelai menggunakan jamur Rhizopus, tape dibuat dari ketela pohon atau pisang dengan menggunakan Khamir Saccharomyces cereviceae, keju dan yoghurt dibuat dari susu sapi dengan menggunakan bakteri Lactobacillus.
b. Pertanian
Beberapa contoh Bioteknologi tradisional dalam bidang pertanian, ialah:
1) Hidroponik, merupakan cara bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai tempat menanam tanaman. 2) Penyeleksian tanaman jenis mustard alami oleh manusia, menghasilkan tanaman, kolabri, brokoli, kubis, dan kembang kol.
Gambar 8.2
Contoh bioteknologi di bidang pangan
Gambar 8.3
Contoh bioteknologi di bidang pertanian
Sumber: Image.google.co.id
c. Peternakan
Bioteknologi tradisional 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.
d. Kesehatan dan pengobatan
Beberapa contoh bioteknologi tradisional di bidang pengobatan, misalnya antibiotik penisilin yang digunakan untuk pengobatan, diisolasi dari bakteri dan jamur, dan vaksin yang merupakan mikroorganisme yang toksinnya telah dimatikan bermanfaat untuk meningkatkan imunitas. Secara lengkap, penggunaan mikroorganisme dalam aplikasi Bioteknologi tradisional dapat dilihat pada Tabel 8.1 di bawah ini.
Peranan Organisme
Jamur atau bakteri menggumpalkan dadih susu menjadi keju; mikroba memberikan cita rasa khas keju.
Fermentasi dalam susu yang telah diambil kepala susunya (skim milk) memberikan susunan dan cita rasa yang khas.
Ragi (Khamir, "Yeast") memfermentasikan gula menjadi alkohol, menghasilkan anggur atau bir; bakteri meragikan sari buah-buahan menjadi asam asetat (cuka).
Jamur memfermentasi kacang kedelai.
Mikroba menghasilkan protein sel tunggal, vitamin, asam-asam amino, dan peningkat cita rasa makanan.
Mikroba menghasilkan antibiotika yang melawan infeksi dan agen atau perantara kemoterapi yang melawan kanker; zat kimia berasal dari jamur (sikloporin) menekan penolakan organ yang dicang- kokkan; tumbuhan dan tumbuhan lumut menyediakan bahan kasar untuk berbagai obat-obatan.
Bahan celup dibuat dari pigmen yang diekstrak dari tumbuhan dan tumbuhan lumut.
Bakteri yang tidak membahayakan mengubah limbah air menjadi aman dengan cara mengganti atau secara langsung membunuh patogen di dalam limbah air; mikroba juga mencerna sebagian besar polutan organik dalam limbah air sehingga dapat kembali aman bagi lingkungan.
Tumbuhan panen atau pertanian yang ditanam dalam air yang lebih banyak mengandung tambahan nutrien daripada tanahnya.
No. Kegunaan atau Produk
1. Keju 2. Yoghurt 3. Fermentasi 4. Kecap 5. Suplemen makanan 6. Obat-obatan 7. Bahan celup
8. Pengelolaan limbah air
9. Hidroponik
Gambar 8.4
Penisilin diisolasi dari bakteri dan jamur
Tabel 8.1 Contoh Penggunaan Mikroorganisme dalam Aplikasi Bioteknologi Pangan secara Tradisional
10. Minyak wangi dan kosmetik lain
11. Pertambangan tembaga
12. Pengeras
13. Pengental
14. Tanah yang penuh dengan kulit kerang diatom
15. Emas refraktori
16. Produksi enzim untuk makanan dan deterjen
17. Bahan bakar
18. Kapas dari nonpertanian
19. Vaksin
Dasar untuk kosmetik ini disuplai oleh tumbuhan, jamur, dan tumbuhan lumut.
Bakteri Thiobacillus ferooxidans mengekstrak logam dari bijih tembaga yang berkualitas rendah.
Ini merupakan pengeras yang digunakan untuk memadatkan media kultur mikrobiologi (agar-agar yang diperoleh dari ganggang merah). Bahan kimia yang dinamakan alginat (diperoleh dari ganggang) menjaga kekentalan roti puding, odol, cat, sabun, krim, dan lain produk didasarkan pada minyak dan air yang sebaliknya akan memisahkan menjadi zat cair.
Daerah permukaan kulit kerang diatom membuat bahan ini sebagai filter atau penyaring yang bagus. Tanah yang penuh dengan kulit kerang atau diatom juga merupakan alat penggosok atau pengilap yang bagus.
Bakteri T. ferooxidans merombak logam (Cu, Fe) pembungkus bijih emas hingga diperoleh bijih emas murni.
Enzim dari mikroba mengentalkan susu untuk produksi keju; enzim yang mencerna protein melunakkan daging; enzim laktase yang ditambahkan pada produk-produk perusahaan susu mengurangi reaksi alergi terhadap susu; enzim dalam deterjen cucian binatu membongkar noda-noda protein pada kain.
Ganggang Chichlorella mengubah sampah menjadi minyak yang mudah terbakar.
Bakteri menghasilkan serabut selulosa bila ditumbuhkan dalam media kultur.
Semua gen atau media yang mempunyai kekebalan khusus terhadap penyakit dihasilkan dari mikroorganisme. Secara tradisional, patogen dikembangbiakkan dan dilemahkan atau dijadikan tidak aktif. Penggunaan secara modern mikroba yang telah direkayasa secara genetika untuk memberikan vaksin.
Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada rekayasa DNA (gen). Selain itu, memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia.
Aplikasi Bioteknologi modern mencakup berbagai aspek kehidupan manusia, misalnya aspek pangan, pertanian, peternakan hingga kesehatan dan pengobatan.
a. Pangan
Bioteknologi modern pada bidang pangan, misalnya buah tomat hasil manipulasi genetik sehingga tahan lama, tidak cepat matang, dan tidak cepat membusuk; kentang yang telah mengalami mutasi genetik hingga kadar pati kentang
2.
Aplikasi Bioteknologi Modern
Gambar 8.5
Tomat hasil rekayasa genetik
b. Pertanian
Beberapa Bioteknologi modern pada bidang pertanian, misalnya tanaman kedelai tengger dan kedelai hijau camar yang berumur pendek dengan produktivitas tinggi diperoleh dari radiasi seleksi biji-biji kedelai.
c. Peternakan
Bioteknologi modern pada bidang peternakan, misalnya, pembelahan embrio secara fisik (splitting) mampu menghasilkan kembar identik pada domba, sapi, babi, dan kuda. Dengan teknologi yang modern telah dikembangkan teknologi kloning yang menghasilkan klon dari sel somatik.
d. Kesehatan dan pengobatan
Beberapa bioteknologi modern pada bidang kesehatan dan pengobatan, antara lain: hormon pertumbuhan somatotropin yang dihasilkan oleh Escherichia coli dan manipulasi produksi vaksin dengan menggunakan Escherichia coli agar efisien. Selain itu, untuk menghasilkan insulin secara massal dilakukan rekayasa genetika dengan menggunakan enzim dan bakteri.
Gambar 8.6
Domba hasil kloning
