MAKALAH BIOTEKNOLOGI
Makalah yang dibuat sebagai salah satu tugas dalam Mata Kuliah Ilmu Alamiah Dasar yang diampu oleh Eka Putri Azrai, S.Pd.,M.Si
Kelompok 7:
Cindy Nabila G (1615151894)
Desy Ratnasari Y (1615153330)
Nadia Azka F (1615153334)
Pinky Oktavia P (1615153510) Sulistyowati (1615153598)
JURUSAN PENDIDIKAN GURU PENDIDIKAN ANAK USIA DINI
FAKULTAS ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bioteknologi adalah ilmu yang mempelajari penggunaan organisme atau bagian organisme untuk menghasilkan suatu produk yang digunakan untuk kepentingan manusia. Bioteknologi adalah cabang ilmu terapan yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam menghasilkan barang dan jasa. Perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan sebagainya.
Bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu :
Bioteknologi Konvensional (Tradisional) adalah pengolahan makanan dan minuman secara fermentasi (Memanfaatkan mikroba, proses biokimia, dan proses genetik alami). Bioteknologi secara konvensional sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, pengumpulan benih untuk ditanam kembali, demikian pula praktik pengembangbiakan selektif (selektif artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak. Di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, tempe, yogurt maupu keju. Sejak abad 19, di bidang medis penerapan bioteknologi dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vasksin dapat dilakukan secara masal.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi adalah cabang ilmu terapan yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam menghasilkan barang dan jasa. Perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Bioteknologi adalah ilmu yang mempelajari penggunaan organisme atau bagian organisme untuk menghasilkan suatu produk yang digunakan untuk kepentingan manusia.
2.2 Kegiatan Bioteknologi
mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan.
Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik, sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri tumbuh menjadi tanaman lengkap kembali. Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif. Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah : (1) Pembuatan Media, (2) Inisiasi, (3) Sterilisasi, (4) Multiplikasi, (5) Pengakaran dan Pembentukan Pucuk, dan (6) Aklimatisasi.
(1) Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Media yang digunakan juga harua disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.
(2) Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.
(3) Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dengan menggunakan alat-alat yang juga steril.
(4) Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan.
(5) Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik.
(6) Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap. Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.
Tabel contoh penggunaan Bioteknologi Konvensional dan Modern dalam bidang Pertanian
NO KONVENSIONAL MODERN
1 Penggunaan galur tanaman alami yang belum mengalami modifikasi Genetic
Budidaya tanaman transgenik yang membawa gen ketahanan terhadap gulma
2 Pengunaan bakteri Bacillus
thuringiensis alami untuk pengendalian hama
Penerapan bioteknologi di masa kini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
o Bioteknologi -> meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi yang dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan atau merekayasa gen dari organisme lain.
o Perubahan sifat biologis -> lahirnya organisme baru dengan sifat menguntungkan manusia.
o Produk bioteknologi : Jagung dan kapas resisten hama serangga, Pepaya resisten virus, Enzim pemacu susu pada sapi, Padi mengandung vitamin A, Pisang mengandung vaksin hepatitis.
2.3 Sejarah Bioteknologi
8000 SM, pengumpulan benih ditanam kembali.
6000 SM, ragi untuk pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti dan tempe. 4000 SM, bakteri untuk pembuatan keju dan yogurt.
1500, pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia. 1665, penemuan sel melalui mikroskop.
1800, pengembangbiakan hewan.
1856 & 1865, genetika tumbuhan rekombinan & sifat induk keturunannya (Gregor Mendel)
1880, ditemukan organisme.
1919, penggunaan kata Bioteknologi -> Karl Ereky 1970, penemuan enzim pembatas untuk memotong gen 1975, metodi produksi antibodi.
1978, membuat insulin dengan menggunakan bakteri yg terdapat di usus besar. 1980, bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA Rekombinan.
1992, FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene : tomat “flavour saver” 2000, Perampungan Human Genome Project.
2.4 Norma dan Etika dalam Bioteknologi
b. Tidak mengadakan penelitian yang menggabungkan sifat fisik hewan dengan manusia atau merencanakan kegiatan yang bertujuan untuk merendahkan derajat manusia /hewan.
c. Tidak mengadakan penelitian yang bertentangan dengan kaidah agama, untuk membentuk species baru atau anomali-anomali (kelainan fisik) yang dapat merugikan dan menyakiti hewan.
d. Tidak mengadakan pengkajian dan aplikasi hasil bioteknologi dari luar negeri yang membahayakan, kehidupan makhluk hidup, bertentangan dengan kaidah agama serta belum jelas dampak yang ditimbulkan.
2.5 Jenis Bioteknologi berdasarkan warna
Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:
• Bioteknologi merah (red biotechnology)
Adalah cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang medis. Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnormal dengan gen yang normal.
• Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology)
Adalah cabang ilmu bioteknologi yag diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dari produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan.
Bioremediasi merupakan cara untuk memulihkan kondisi lingkungan yang semula tercemar tanpa menimbulkan kerusakan dan mengurangi limbah secara permanen. Beberapa teknologi yang digunakan dalam bioremediasi, yaitu:
a. Biostimulasi: penggunaan nutrien (seperti fosfor dan nitrogen) untuk memicu mikroba melakukan biodegradasi yang terdapat secara alami.
b. Bioaugmentasi: peningkatan biodegradasi melalui penambahan mikroba atau enzim pada lingkungan tercemar.
c. Biofilter: memisahkan gas organik dengan melewatkan udara melalui suatu
carrier yang dapat berupa kompos atau tanah, mengandung mikroba untuk mendegradasi bahan yang dilewatkan.
d. Bioreaktor: penanganan terhadap bahan tercemar dalam tangki besar yang berisi mikroba atau enzim.
f. Bioventing: teknik ini mirip biostimulasi, dilakukan dengan menyemburkan oksigen melalui tanah untuk menstimulasi pertumbuhan mikroba, digunakan pada tanah yang tercemar minyak bumi.
g. Composting: teknik ini dilakukan dengan mencampur bahan yang tercemar dengan kompos, lalu diinkubasi pada suhu relatif tinggi.
h. Landfarming: sebuah metode yang mengandalkan biodegradasi dengan menggunakan tanah sebagai sumber inokulum mikroba.
Pemanfaatan cendawan mikroza adalah salah satu cara untuk memecahkan masalah dalam memperbaiki kembali lahan-lahan bekas tambang. Mikroza adalah suatu bentuk hubungan simbiosis mutualistis (saling menguntungkan) antara cendawan/jamur (mykes) dan perakaran (rhiza) tanaman.
Secara umum manfaat yang diberikan dengan penggunaan pupuk hayati mikoriza adalah:
a. Meningkatkan penyerapan unsur hara (Unsur P) b. Menahan serangan patogen akar
c. Memperbaiki struktur tanah dan tidak mencemari lingkungan d. Pemupukan sekali seumur tanaman
Bioteknologi hijau (green biotechnology)
Mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan.
Di bidang Pertanian, Bioteknologi berperan menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi & tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Di bidang peternakan, Binatang – binatang telah digunakan sebagai “bioreaktor” untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba & ayam yang telah digunakan sebagai peghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen). Generasi pertama bioteknologi peternakan di Indonesia adalah Inseminasi buatan (IB) yaitu pemasukan bahan semen kedalam saluran kelamin betina dengan menggunakan alat – alat buatan manusia untuk memasukan sprema yang telah dicairkan dan diproses terlebih dahulu yang berasalah dari ternak jantan kedalam saluran alat kelamin betina dengan menggunakan metode dan alat khusus.
Tujuan inseminasi buatan pada hewan ternak adalah: 1. Memperbaiki mutu genetik ternak
2. Tidak mengharuskan pejantan unggul untuk dibawa ketempat yang dibutuhkan sehingga mengurangi biaya
3. Mengoptimalkan penggunaan bibit pejantan unggul secara lebih luas dalam jangka waktu yang lebih lama
Disebut juga bioteknologi akuatik/perairan yang mengendalikan proses – proses yang terjadi di lingkungan akuatik. Contohnya yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang – kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan . Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tira tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu sigkat.
2.6 Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum rekayasa genetika melakukan modifikasi pada makhluk hidup melalui transfer gen dari suatu organisme ke organisme lain. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi: (1) Isolasi gen, (2) Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik, (3) Mentransfer gen tersebut ke organisme baru, (4) Membentuk produk organisme transgenik.
Prosedur pembentukan organisme transgenik: 1. Proses produksi gen
Langkah dasar :
a. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik.
b. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan.
c. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan. d. Uji coba kultur tersebut dilapangan.
2. Mutagenesis
Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme tersebut.
3. Human genome project
Adalah usaha internasional yang dimulai pada tahun 1990 untuk mengidentifikasi semua gen (genom) yang terdapat pada DNA dalam sel manusia dan memetakan lokasinya pada tiap kromosom manusia yang berjumlah 24.
Proses pembuatan Insulin:
a. Mengisolasi plasmid pada bakteri tersebut yang akan direkayasa
b. Plasmin dipotong dengan menggunakan enzim ditempat tertentu sebagai calon tempat gen baru yang nantinya dapat membuat insulin
d. Gen yang telah dipotong kemudian direkatkan di plasmid tadi tempatnya ditempat bolong yang tersedia setelah dipotong tadi
e. Plasmid yang sudah disisipi gen manusia itu kemudian dimasukkan kembali ke dalam bakteria
f. Bakteria yang telah mengandung gen manusia itu selanjutnya berkembang biak dang menghasilkan insulin yang dibutuhkan
4. Aplikasi di bidang Medis
Aplikasi dari Bioteknologi medis sudah berlangsung lama, sebagai contoh 100 tahun lalu lintah umum digunakan untuk merawat penyakit dengan cara membiarkan lintah menyedot darah pasien bloodletting.
Sel Punca (stem cell)
Sel punca adalah jenis sel khusus dengan kemampuan membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang terspesialisasi.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
