A.
PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi berasal dari kata : Bios=hidup; Teuchos= alat; logos= ilmu. Bioteknologi adalah pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang
menggunakan makhluk hidup atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan produk dan jasa
guna kepentingan manusia. Ilmu-ilmu pendukung dalam bioteknologi meliputi mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknik
kimia, dan enzimologi. Dalam bioteknologi biasanya digunakan
mikroorganisme,bakteri atau bagian-bagiannya untuk meningkatkan nilai tambah suatu bahan
B.JENIS-JENIS BIOTEKNOLOGI:
1. Bioteknologi konvensional
Merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mahkluk hidup secara langsung atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan barang dan jasa.ciri khas : dilakukan secara sederhana,tidak memerlukan keahlian khusus,belum mengenal pemanfaatan enzim,dan tidak diproduksi secara besar besaran.
Pengolahan produk susu
Susu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk baru, seperti yoghurt, keju, dan mentega.
1) Yoghurt
Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar lemak dibuang. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus
bulgaricusdan Streptococcus thermophillus. Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan selama ± 5 jam pada temperatur 450C
2) Keju
Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsi memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu
dengan suhu 900C atau dipasteurisasi, kemudian didinginkan sampai 300C. Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan.
3) Mentega
Pembuatan mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus
lactis dan Lectonostoceremoris. Bakteri-bakteri tersebut
membentuk proses pengasaman. Selanjutnya, susu diberi cita rasa
Produk makanan nonsusu
1) Kecap
Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus oryzae dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus oryzae
bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum.
2) Tempe
Tempe mempunyai nilai gizi yang baik.
Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai
juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang. Dalam proses pembuatan tempe
paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genus Rhizopus, yaitu Rhyzopus oligosporus, Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus
arrhizus, dan Rhyzopus oryzae. Miselium dari kapang tersebut akan
mengikat keping-keping biji kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe. Proses fermentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai
sembilan kali lipat. 3) Tape
Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan
menggunakan sel-sel ragi dan mikroorganisme rhizopus atau aspergillus. Ragi menghasilkan enzim yang dapat
mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan alkohol
2. Bioteknologi Modern
Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang di dasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA.
bioteknologi modern memiliki ciri khas: dilakukan dengan peralatan yang lebih canggih dan dalam keadaaan steril, diproduksi secara besar-besaran, sudah memanfaatkan enzim, dan memerlukan keahlian khusus ataupun tenaga ahli .bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam
industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti
rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi, produksi vaksin, asam amino, dan obat-obatan.
beberapa penerapan bioteknologi modern sebagai berikut. A.Rekayasa genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan
Gen dengan cara menambah atau mengurangi DNA untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang
diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA.
Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap
makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat
direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun-temurun.
Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak
cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
1) Transplantasi inti
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali
sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.
2) Fusi sel(TEKNOLOGI HIBRIDOMA)
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh
peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom,
membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:
a) sel sumber gen (sumber sifat ideal);
c) fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel). 3) Teknologi plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam
sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antara lain:
a) merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu; b) dapat beraplikasi diri;
c) dapat berpindah ke sel bakteri lain;
d) sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk. Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai
vektor atau pemindah gen ke dalam sel target. 4) Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA
dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menyambungkan gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi
DNA disebut juga rekombinasi gen.
Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena alasan-alasan sebagai berikut.
1) Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama. 2) DNA dapat disambungkan
PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI DI BERBAGAI BIDANG
A. Bioteknologi bidang pertanian
Pada saat ini perkembangan industri maju dengan pesat. Akibatnya, banyak lahan pertanian yang tergeser, lebih-lebih di daerah sekitar perkotaan. Di sisi lain kebutuhan akan hasil pertanian harus ditingkatkan seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Untuk mendukung hal tersebut, dewasa ini telah dikembangkan
bioteknologi di bidang pertanian. Beberapa penerapan bioteknologi di bidang pertanian sebagai berikut:
1) Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen
Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari protein DNA
dan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan sering ditemukan nodul pada akarnya. Di dalam nodul tersebut terdapat bakteri Rhizobium yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhan polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri.
2) Pembuatan tumbuhan tahan hama
Produksi pengendali hama tanaman (biosektisida) yaitu Bacillus thuringiesis Tanaman yang tahan hama dapat dibuat melalui rekayasa
genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel. Contohnya, untuk mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperlukan gen yang menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian disisipkan pada sel tanaman kentang.
3) Penanaman secara hidroponik
Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau bekerja dengan air.
Metode yang tergolong
berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir. Beberapa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik,
antara lain tanaman dapat dibudidayakan di segala tempat; risiko kerusakan tanaman karena banjir, kurang air, dan erosi tidak ada; tidak perlu lahan yang terlalu luas; pertumbuhan tanaman lebih cepat; bebas dari hama; hasilnya berkualitas dan berkuantitas tinggi; hemat biaya perawatan.
golongan tanaman hias antara lain Philodendron, Dracaena, Aglonema, dan Spatyphilum. Golongan sayuran yang dapat dihidroponikkan, antara lain tomat, paprika, mentimun, selada, sawi, kangkung,
dan bayam. Adapun jenis tanaman buah yang dapat dihidroponikkan, antara lain jambu air, melon, kedondong bangkok, dan
belimbing.
4) Penanaman secara aeroponik
Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan
ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaan udara.
Prinsip dari aeroponik adalah sebagai berikut. Helaian
styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuran ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler (pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar.
b. Bioteknologi bidang kedokteran
Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin,
antibiotika dan hormon.
1) Pembuatan antibodi monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari
suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain: a) untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;
b) mengikat racun dan menonaktifkannya;
c) mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.
2) Pembuatan vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.
3) Pembuatan antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme
tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya.
Penisilin : Panicillium notatum,penicilium chrysogenum Penisilin n: kapang cephalosporium
Streptomisin : Streptomyces griceus
4) Pembuatan hormon dan enzim
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang
telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, Enzim Amilase : Aspergillus oryzae
Enzim Lipase : Aspergillus niger Enzim Lisin : Brevibacterium flavum
C.Bioteknologi bidang peternakan
Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan dapat
mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai
20% .serta Hormon tumbuh sapi(BGH) pada hewan ternak dapat merangsang pertumbuhan sapi
D. Bioteknologi bahan bakar masa depan
Saat ini telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan gasahol (alkohol).
Alternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan
minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. Pada fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan untuk bahan bakar.
Di negara Cina, dan India terdapat beberapa kelompok masyarakat yang hidup di desa yang telah menerapkan teknologi
fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan baku teknologi fermenter tersebut adalah feses hewan, daun-daunan, kertas,
dan lain-lain yang akan diuraikan oleh bakteri dalam fermenter. Sedangkan teknologi gasohol telah dikembangkan oleh
negara Brazil sejak harga minyak meningkat sekitar tahun 1970. Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yang melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidak menimbulkan polusi.
E. Bioteknologi pengolahan limbah
Di antara semua cara pengolahan limbah tersebut yang paling baik adalah dengan daur ulang.
Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan adalah proses pirolisis. Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan anorganik.
Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari
hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur)
serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos.
Selama proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya selulosa, pembentukan asam organik terutama asam humat yang penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat sebagai pupuk
DAMPAK POSITIF DAN NEGATIF BIOTEKNOLOGI
1.DAMPAK POSITIF
Perkembangan ilmu biologi ini jika dimanfaatkan dengan baik dan untuk tujuan
ini beberapa dampak positif perkembangan ilmu biologi.
1. Membantu dalam menemukan dan mengembangkan bahan kebutuhan pokok manusia, seperti bahan makanan, pakaian, peralatan dan perumahan serta energi.
2. Menemukan berbagai penyebab dan pengobatan berbagai macam penyakit, baik pada manusia hewan, maupun tumbuhan
3. Penemuan bibit unggul, baik hewan ternak maupun tanaman pertanian yang membantu menyelesaikan masalah pangan.
4. Menyingkap rahasia proses-proses kehidupan, pewarisan sifat, dan gen sehingga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari – hari.
5. Mengkaji dan melestarikan seluk beluk lingkungan lebih dalam dengan tujuan untuk kelestarian kehidupan.
6. Pengolahan limbah rumah tangga dan industri yang lebih ramah lingkungan dengan menggunakan organisme pengolah limbah yang telah ditemukan.
2.DAMPAK NEGATIF
Tetapi, tidak sedikit pula orang yang menyalahgunakan perkembangan ilmu biologi ini sehingga menimbulkan dampak negatif. Berikut ini beberapa dampak negatif
perkembangan ilmu biologi.
1. Digunakan untuk senjata biologis. Bakteri dan virus yang mematikan dapat digunakan sebagai senjata biologis untuk memusnahkan manusia.
2. Memunculkan organisme strain jahat. Dengan adanya rekayasa genetika, sifat – sifat makhluk hidup dapat diubah dengan mudah, termasuk menyisipkan gen jahat yang dapat digunakan untuk membunuh atau meneror manusia.
3. Mengganggu keseimbangan lingkungan. Organisme baru hasil rekayasa manusia dikhawatirkan akan dapat memenangkan kompetisi dan menyingkirkan organisme yang telah ada di alam sehingga dapat menimbulkan ketidakseimbangan alam.
4. Pelanggaran hukum dan nilai – nilai masyarakat. Misalnya ada seorang ibu yang hamil dengan teknik bayi tabung yang spermanya berasal dari bank sperma (tidak dari
suaminya). Hal ini tentu akan nengaburkan status anak dan menimbulkan permasalahan di lain waktu.
