BAB 6
KELOMPO K 2
A i s y a h H a n a F a r i d a
A r d i F i r m a n s y a h -
G h i n a Z a k i y a F a r h a n a -
G i l a n g A n a n d a
R a m a d h a n
R i z k y
S y a w a l u d i n -
S . S e t y a n i n g r u m -
2 0 1 5 - 2 0 1 6
Bioteknologi
[Sebagai cabang biologi, Bioteknologi tergolong ilmu yang masih muda. Namun, praktiknya sejak zaman dahulu telah dikenal oleh nenek moyang kita. Mereka bukan hanay
A.
Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi berasal dari istilah Latin, yaitu Bio (hidup), teknos (teknologi penerapan), dan logos (ilmu). Artinya, ilmu yang mempelajari penerapan prinsip-prinsip biologi. Dalam arti luas, Bioteknologi ialah memanipulasi organisme atau komponen organisme tersebut untuk melakukan tugas – tugas praktis atau menghasilkan produk yang bermanfaat.
Dengan kata lain, bioteknologi merupakan pemanfaatn organisme dan agen- agen biologis untuk menghasilkan barang atau jasa untuk kepentingan manusia. Hal itu berhubungan dengan pemanfaatan organisme atau komponen selulernya secara terarah dan terkontrol yang melibatkan multidisiplin serta merupakan palikasi terpadu antara mikrobiologi, biokimia, biologi sel, fisiologi, genetika molekuler, rekayasa genetika, dan teknik kimia.
Rekayasa genetik merupakan usaha mengubah atau memanipulasi bahan atau materi genetik organisme secara invitro dengan menambah, mengganti,
mengurangi, atau memodifikasi gen sehingga didapatkan organisme dengan ciri kemampuan yang baru.
Gen-gen yang digunakan untuk rekayasa genetik dapat berasal dari organisme sejenis atau organisme yang berbeda jenis tanpa mengenal batas spesies.
Rekayasa genetik dilakukan dengan cara yang disebut teknik rekombinan DNA. Teknik inidilakukan di laboratorium dengan menggunakan peralatan yang canggih. Berdasarkan dua pengertian bioteknologi ersebut, maka bioteknologi adalah penggunaanm biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia.
Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme. Adapun rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain.
Ciri-ciri utama bioteknologi sebagai berikut.
1. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan, atau hewan. 2. Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri.
B. Sejarah perkembangan bioteknologi
Bioteknologi telah dimanfaatkan di segala bidang, antara lain di bidang industri, kesehatan, pertanian, dan pengelolaan lingkungan. Sebenarnya, pemanfaatan mikroorganisme telah dilakukan sejak dahulu kala. Misalnya, untuk membuat roti dan bir telah dimulai sejak 6.000 tahun SM dan pemanfaatan ragi untuk membuat roti yang mengembang dimulai sejak 4.000 tahun SM. Pada tahun 1512, tiga bahan kimia yang penting, yaitu aseton, butanol, dan gliserol diperoleh dari bakteri. Tahun 1797, Edward Jenner menggunakan mikroorganisme hidup untuk menghasilkan vaksin penyakit cacar. Tahun 1928, Alexander Fleming menemukan penisilin dari jamur Penicilium, tetapi produksi secara besar baru dilaksanakan pada tahun 1944. Pada ahun 1962, dimulai penggabungan uranium dengan bantuan mikrobia.
Bioteknologi makin berkembang setelah kemampuan mikroorganisme melakukan fermentasi berhasil
Semula bioteknologi dikembangkan dalam kondisi yang tidak steril Sekitar tahun 1940 diperkenalkan teknik sterilisasi kultivasi massa mikroorganisme untuk
menjamin bahwa proses biologis tertentu dapat berlangsung tanpa kontaminasi mikroorganisme.
Caranya, dengan terlebih dahulu melakukan sterilisasi media dan bioreaktor serta menggunakan peralatan yang menghindari masuknya kontaminan sehingga hanya biokatalis yang diinginkan saja yang ada dalam reaktor.
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 cloning merupakan contoh Bioteknologi modern.
C.
Penggolongan Bioteknologi
Berdasarkan tingkat kerumitan dalam pelaksanaan proses bioteknologi, bioteknologi dapat dibedakan menjadi dua yaitu :
1. Bioteknologi Konvensional
Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan
mikroorganisme (bakteri dan jamur) melalui proses fermentasi. Fermentasi adalah proses pemecahan glukosa pada bahan makanan oleh mikrobia. Bioteknologi konvensional memiliki beberapa karakteristik antara lain sebagai berikut :
1. Jumlah produk yang dihasilkan dalam jumlah sedikit 2. Hanya menerapkan teknologi sederhana
3. Prosesnya relative belum steril sehingga kualitas hasilnya belum terjamin
Penerapan bioteknologi konvensional di bidang pangan, antara lain:
1. Lactobacillis bulgaricus, Susu Yogurt Mengubah gula susu (maltose) menjadi asam susu (asam laktat) Streptococcus thermophillus
2. Propioni bacterium, Susu Keju Mengubah gula susu (maltose) menjadi asam susu (asam laktat)
3. Streptococcus lactis, Susu Mentega Mengubah gula susu (maltose) menjadi asam susu (asam laktat)
5. Rhizopus sp., Kedelai Tempe Mengubah protein kompleks kedelai menjadi asam amino
6. Aspergillus oryzae, Kedelai Kecap Mengubahprotein kompleks kedelai menjadiasam amino
7. Aspergillus wenti, Kedelai Tauco Mengubah protein kompleks kedelai menjadi asam amino
8. Acetobacter xylinum, Air kelapa Nata de coco Mengubah gula Menjadi selulosa
9. Streptococcus sp., Pediococcus sp., Lactobacillus plantarum, Sayuran Asinan Mengubah gula dalam sayuran menjadi asam asetat
10. Neurospora sp , Singkong Oncom Mengubah protein kompleks kedelai menjadi asam amino
1. Pengolahan Produk Susu
Susu dapat diolah dengan bioteknologi sehingga menghasilkan produk-produk baru, seperti yoghurt, keju, dan mentega.
a. Yoghurt
Metabolisme Bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus Menjadi Yoghurt. Prinsip pembuatan yoghurt adalah fermentasi susu dengan cara penambahan bakteri - bakteri Laktobacillus bulgaris dan Streptoccus thermophillus. Dengan fermentasi ini maka rasa yoghurt akan menjadi asam, karena adanya perubahan laktosa menjadi asam laktat oleh bakteri-bakteri tersebut. Apabila tidak diinginkan rasa yang tidak terlalu asam, tambahkan zat pemanis (gula, sirup) maupun berbagai flavour buatan dari buah-buahan strawberry, nenas, mangga, jambu, dan sebagainya.
Minuman lactobacillus yang banyak dijual di pasaran dan yoghurt ternyata punya perbedaan. dalam proses pembuatannya, minuman lactobacillus hanya
menggunakan satu bakteri yaitu Lactobacillus
Proses fermentasi yoghurt berlangsung melalui penguraian protein susu. Sel-sel bakteri menggunakan laktosa dari susu untuk mendapatkan karbon dan energi dan memecah laktosa tersebut menjadi gula sederhana yaitu glukosa dan galaktosa dengan bantuan enzim β-galaktosidase.
Proses fermentasi akhirnya akan mengubah glukosa menjadi produk akhir asam laktat.
Laktosa → Glukosa+Galaktosa →Asam piruvat → Asam laktat+CO +H O
Adanya asam laktat memberikan rasa asam pada yoghurt. Hasil fermentasi susu ini merubah tekstur susu menjadi kental. Hal ini dikarenakan protein susu terkoagulasi pada suasana asam, sehingga terbentuk gumpalan.
Proses ini memakan waktu 1-3 hari yang merupakan waktu tumbuh kedua bakteri, dan bekerja menjadi 2 fasa, kental dan bening encer dan rasanya asam.
Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat
b. Tempe
Bakteri yang digunakan dan cara reproduksinya:
Penerapan bioteknologi di bidang pertanian : . Kultur Jaringan
Merupakan suatu teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif buatan.teknik tersebut dapat dilakukan dengan cara mengisolasi suatu bagian tertentu dari tanaman kemudian menumbuhkanya pada media buatan tertentu.
Cara Kultur Jaringan:
1.
Bioteknologi modern
Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang menggunakan peralatan yang canggih. Selain itu, bioteknologi modern sudah dilakukan dalam keadaan steril, produksi yang dihasilkan lebih berkualitas dan dihasilkan dalam jumlah yang besar. Penerapan bioteknologi modern tidak hanya melibatkan mikrobia sebagai pengubah bentuk maupun kandungan gizi pada makanan tetapi juga dapat dilakukan proses manipulasi terhadap susunan genetic mikrobia yang dimanfaatkan. Bioteknologi merupakan bioteknologi yang didasarkan pada rekayasa DNA (gen). Selain itu, memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. Bioteknologi modern meliputi rekayasa genetika dan teknologi reproduksi.
Ciri-ciri bioteknologi modern adalah:
a) Mulai berkembang sejak ditemukan DNA.
b) Organisme atau mikroorganisme digunakan untuk memperbaiki serta meningkatkan kinerja genetik suatu organisme yang bermanfaat bagi manusia.
c) Peralatan yang digunakan sudah modern.
d) Pemanfaatan mikroorganisme ditambah dengan teknologi modern.
Penerapan bioteknologi modern:
1) Bidang Pertanian
a. Hidroponik
Keuntungan dari hidroponik :
1.
tanaman dapat dibudidayakan di segala tempat
2.
resiko tanaman rusak karena banjir kurang air, erosi tidak ada
3.
tidak perlu lahan yang luas
4.
pertumbuhan tanaman lebih cepat
5.
hasilnya berkualitas dan berkuantitas tinggi
6.
hemat biaya perawatan
b. Aeroponik
Aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik
merupakan tipe hidroponik(memberdayakan air), karena air yang
berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga
mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung
dan akan nenyerap larutan hara tersebut. Sehingga aeroponik dapat
dikatakan tanaman dibiarkan menggantung dan dijaga kelembabanya.
2) Bidang Kesehatan
a. Bayi Tabung
Bayi tabung adalah individu atau bayi yang pembuahannya terjadi diluar
tubuh wanita, dengan cara mempertemukan sel gemet betina (ovum)
dengan sel jantan (spermatozoon) dalam sebuah bejana (petri disk) yang
didalam bejana telah disediakan medium yang cocok (suhunya dan
lembabnya) dengan didalam rahim sehingga ayigote (hasil pembuahan)
yang terjadi dari dua sel tadi menjadi morulla (moerbei) dan kemudian
menjadi blastuta (pelembungan). Pada stadium blastuta calon bayi
dimasukkan (diinflantasikan) dalam selaput lendir wanita yang siap untuk
dibuahi dalam masa subur (sekresi). Teknik ini biasa dikenal dengan
Pada mulanya program pelayanan ini bertujuan untuk menolong pasangan
suami istri yang tidakmungkin memiliki keturunan secara alamiah
disebabkan tuba falopii istrinya mengalami kerusakan yang permanen.
Namun kemudian mulai ada perkembangan dimana kemudian program ini
diterapkan pula pada pasutri yang memiliki penyakit ataukelainan yang
menyebabkan tidak dimungkinkan untuk memperoleh keturunan.
Banyak factor yang menjadi penyebab infertilisasi sehingga pasangan suami
istri tidak mempunyai anak, antara lain:
2. Faktor infeksi, berupa infeksi pada system seksual dan reproduksi pria
maupun wanita, misalnva infeksi pada buah pelir dan infeksi pada
Rahim.
3. Faktor hormon, berupa gangguan fungsi hormon pada pria maupun
wanita sehingga pembentukan sel spermatozoa dan sel telur
terganggu.
4. Faktor fisik, berupa benturan atau temperature atau tekanan pada
buah pelir sehingga proses produksi spermatozoa terganggu.
5. Fakror psikis, misalnya stress yang berat sehingga mengganggu
pembentukan set spermatozoa dan sel telur.
D. Dampak Bioteknologi
a. Dampak positif penerapan bioteknologi:
1. mengurangi kekurangan bahan makanan
2. membantu mengastasi maslah kesehata
3. menyediakan berbagai senyawa organic, seperti alcohol dll
4. menyediakan energi (biogas)
5. memperbaiki lingkungan
6. mengatasi kesulitan memperoleh keturunan (bayi tabung)
b. Dampak negatif penerapan bioteknologi :
1. Tidak semua masyarakat menerima bioteknologi
2. Ada kehawatiran ketrampilan merekayasa gen digunakan untuk
kejahatan
Beberapa usaha yang dapat dilakukan untuk mengurangi/mengatasi akibat
buruk penggunaan bioteknologi antara lain:
1. Penanganan limbah tempe, yang secara sederhana dapat
dilakukan dengan Menampung dan menyaring limbah bak.
Kemudian bak ditutup agar tidak menimbulkan bau.
Kemudian, mengalirkan air limbah yang sudah disaring ke bak
pengumpul. ke bak kedap udara dan selanjutnya diendapkan
selama 20 hari. Di dalam bak kedap udara, benda-benda
(polutan) berat yang dapat membahayakan lingkungan
diuraikan oleh mikroorganisme secara alami sehingga menjadi
tidak berbahaya.
