BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERN’
BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERN’
A. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
A. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi adalah pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang
Bioteknologi adalah pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang
menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan produk dan jasa
menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan produk dan jasa
guna kepentingan manusia. Ilmu-ilmu pendukung dalam bioteknologi
guna kepentingan manusia. Ilmu-ilmu pendukung dalam bioteknologi
meliputi mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknik
meliputi mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknik
kimia, dan enzimologi. Dalam
kimia, dan enzimologi. Dalam bioteknologi biasanya digunakanbioteknologi biasanya digunakan
mikroorganisme atau bagian-bagiannya untuk meningkatkan nilai
mikroorganisme atau bagian-bagiannya untuk meningkatkan nilai
tambah suatu bahan
tambah suatu bahan
B. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN
B. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERNMODERN
Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/ Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/ tradisional dan modern.
tradisional dan modern. Bioteknologi konvensional merupakanBioteknologi konvensional merupakan
bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk
bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk
memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan,
memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan,
seperti tempe, tape, oncom, dan kecap.
seperti tempe, tape, oncom, dan kecap.
Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan. Proses
Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan. Proses
yang dibantu mikroorganisme, misalnya dengan
yang dibantu mikroorganisme, misalnya dengan fermentasi, hasilnyafermentasi, hasilnya
antara lain tempe, tape, kecap, dan
antara lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk kejusebagainya termasuk keju
dan yoghurt. Proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masa
dan yoghurt. Proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masa
lalu. Ciri khas yang tampak pada
lalu. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitubioteknologi konvensional, yaitu
adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu
adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu
adanya penggunaan enzim
adanya penggunaan enzim
1. Pengolahan Bahan Makanan
1. Pengolahan Bahan Makanan
a. Pengolahan produk susu
a. Pengolahan produk susu
Susu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk baru, seperti
Susu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk baru, seperti
yoghurt, keju, dan mentega.
yoghurt, keju, dan mentega.
1) Yoghurt
1) Yoghurt
Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih
Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu,dahulu,
selanjutnya sebagian besar lemak
selanjutnya sebagian besar lemak dibuang. Mikroorganismedibuang. Mikroorganisme
yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus
yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus
bulgaricusdan Streptococcus thermophillus. Kedua bakteri
bulgaricusdan Streptococcus thermophillus. Kedua bakteri tersebuttersebut
ditambahkan pada susu dengan jumlah yang
ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang, selanjutnyaseimbang, selanjutnya
disimpan selama ± 5 jam pada
disimpan selama ± 5 jam pada temperatur 45oC. Selama penyimpanantemperatur 45oC. Selama penyimpanan
tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan
tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan
bakteri asam laktat. Selanjutnya susu didinginkan dan dapat
bakteri asam laktat. Selanjutnya susu didinginkan dan dapat
diberi cita rasa.
diberi cita rasa.
2) Keju
2) Keju
Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, yaitu
Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut
Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsiberfungsi
memfermentasik
memfermentasikan laktosa dalam an laktosa dalam susu menjadi asam laktat.susu menjadi asam laktat.
Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu
Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu
dengan suhu 90oC atau
dengan suhu 90oC atau dipasteurisasi, kemudian didinginkan sampaidipasteurisasi, kemudian didinginkan sampai
30oC. Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan. Akibat dari
30oC. Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan. Akibat dari
kegiatan bakteri tersebut pH menurun dan
kegiatan bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah menjadisusu terpisah menjadi
cairan whey dan dadih
cairan whey dan dadih padat, kemudian ditambahkan enzim reninpadat, kemudian ditambahkan enzim renin
dari lambung sapi muda untuk
dari lambung sapi muda untuk mengumpulkan dadih. Enzim reninmengumpulkan dadih. Enzim renin
dewasa ini telah digantikan dengan
dewasa ini telah digantikan dengan enzim buatan, yaitu klimosin.enzim buatan, yaitu klimosin.
Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperatur
Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperatur
32oC – 420oC dan ditambah garam, kemudian ditekan untuk
32oC – 420oC dan ditambah garam, kemudian ditekan untuk
membuang air dan disimpan agar matang. Adapun whey yang
membuang air dan disimpan agar matang. Adapun whey yang
terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.
terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.
3) Mentega
3) Mentega
Pembuatan mentega menggunakan
Pembuatan mentega menggunakan mikroorganismemikroorganismeStreptococcusStreptococcus
lactis
lactisdandanLectonostoceremorisLectonostoceremoris. Bakteri-bakteri tersebut. Bakteri-bakteri tersebut
membentuk proses pengasaman. Selanjutnya, susu diberi cita rasa
membentuk proses pengasaman. Selanjutnya, susu diberi cita rasa
tertentu dan lemak mentega dipisahkan. Kemudian lemak mentega
tertentu dan lemak mentega dipisahkan. Kemudian lemak mentega
diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.
diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.
b. Produk makanan nonsusu
b. Produk makanan nonsusu
1) Kecap
1) Kecap
Dalam pembuatan kecap, jamur,
Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus oryza Aspergillus oryzaeedibiakkandibiakkan
pada kulit gandum terlebih dahulu.
pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Jamur Aspergillus Aspergillusoryzaeoryzae
bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada
bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelaikedelai
yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum.
yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum.
Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama
Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama
akhirnya akan dihasilkan produk kecap.
akhirnya akan dihasilkan produk kecap.
2) Tempe
2) Tempe
Tempe kadang-kadang dianggap sebagai bahan
Tempe kadang-kadang dianggap sebagai bahan makananmakanan
masyarakat golongan menengah ke bawah, sehingga masyarakat
masyarakat golongan menengah ke bawah, sehingga masyarakat
merasa gengsi memasukkan tempe sebgai salah satu menu makanannya.
merasa gengsi memasukkan tempe sebgai salah satu menu makanannya.
Akan tetapi, s
Akan tetapi, setelah diketahui metelah diketahui manfaatnya bagi kesanfaatnya bagi kesehatan,ehatan,
tempe mulai banyak dicari dan digemari
tempe mulai banyak dicari dan digemari masyarakat dalammasyarakat dalam
maupun luar negeri. Jenis tempe
maupun luar negeri. Jenis tempe sebenarnya sangat beragam, bergantungsebenarnya sangat beragam, bergantung
pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya
pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya
adalah tempe kedelai.
adalah tempe kedelai.
Tempe mempunyai nilai gizi yang baik. Di
Tempe mempunyai nilai gizi yang baik. Di samping itu tempesamping itu tempe
mempunyai beberapa khasiat, seperti dapat mencegah dan mengendalikan
mempunyai beberapa khasiat, seperti dapat mencegah dan mengendalikan
diare, mempercepat proses penyembuhan duodenitis,
diare, mempercepat proses penyembuhan duodenitis, memperlancar memperlancar
pencernaan, dapat menurunkan kadar kolesterol, dapat
pencernaan, dapat menurunkan kadar kolesterol, dapat
mengurangi toksisitas, meningkatkan vitalitas, mencegah anemia,
mengurangi toksisitas, meningkatkan vitalitas, mencegah anemia,
menghambat ketuaan, serta mampu menghambat resiko jantung
menghambat ketuaan, serta mampu menghambat resiko jantung
koroner, penyakit gula, dan kanker.
Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai
Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai
juga diperlukan ragi. Rag
juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan i merupakan kumpulan spora mikroorganisme,spora mikroorganisme,
dalam hal ini kapang. Dalam
dalam hal ini kapang. Dalam proses pembuatan tempeproses pembuatan tempe
paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari
paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genusgenusRhizopusRhizopus,,
yaitu
yaituRhyzopus oligosporusRhyzopus oligosporus,,Rhyzopus stolonifer Rhyzopus stolonifer ,,RhyzopusRhyzopus
arrhizus
arrhizus, dan, danRhyzopus oryzaeRhyzopus oryzae. Miselium dari kapang tersebut akan. Miselium dari kapang tersebut akan
mengikat keping-keping biji kedelai
mengikat keping-keping biji kedelai dan memfermentasikannyadan memfermentasikannya
menjadi produk tempe. Proses
menjadi produk tempe. Proses fermentasi tersebut menyebabkanfermentasi tersebut menyebabkan
terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan
terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat.karbohidrat.
Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai
Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai
sembilan kali lipat.
sembilan kali lipat.
c) Tape
c) Tape
Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan
Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan
menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan enzim yang dapat
menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan enzim yang dapat
mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan
mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan
alkohol. Masyarakat kita membuat tape
alkohol. Masyarakat kita membuat tape tersebut berdasarkantersebut berdasarkan
pengalaman.
pengalaman.
2. Bioteknologi Bidang Pertanian
2. Bioteknologi Bidang Pertanian
a. Penanaman secara hidroponik
a. Penanaman secara hidroponik
Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti
Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti
air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya
air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya
pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik
pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik
dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media
dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media yang digunakan.yang digunakan.
Adapun metode yang
Adapun metode yang digunakan dalam hidroponikdigunakan dalam hidroponik, antara, antara
lain metode kultur air (menggunakan media
lain metode kultur air (menggunakan media air), metode kultur pasir air), metode kultur pasir
(menggunakan media pasir), dan metode porus
(menggunakan media pasir), dan metode porus (menggunakan(menggunakan
media kerikil, pecahan batu bata, dan
media kerikil, pecahan batu bata, dan lain-lain). Metode yang tergolonglain-lain). Metode yang tergolong
berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir.
berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir.
Pada umumnya orang bertanam dengan
Pada umumnya orang bertanam dengan menggunakan tanah.menggunakan tanah.
Namun, dalam hidroponik tidak lagi digunakan tanah,
Namun, dalam hidroponik tidak lagi digunakan tanah, hanyahanya
dibutuhkan air yang ditambah nutrien sebagai
dibutuhkan air yang ditambah nutrien sebagai sumber makanan bagisumber makanan bagi
tanaman. Apakah cukup dengan air dan nutrien? Bahan dasar yang
tanaman. Apakah cukup dengan air dan nutrien? Bahan dasar yang
dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan
dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan CO2.CO2.
Cahayatelah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO2
Cahayatelah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO2 sudahsudah
cukup melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral
cukup melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral
dapat diberikan dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah
dapat diberikan dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah
sebenarnya bukanlah hal yang utama.
sebenarnya bukanlah hal yang utama.
Beberapa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik,
Beberapa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik,
antara lain tanaman dapat
antara lain tanaman dapat dibudidayakan di segala tempat; risikodibudidayakan di segala tempat; risiko
kerusakan tanaman karena banjir, kurang air, dan erosi tidak ada;
kerusakan tanaman karena banjir, kurang air, dan erosi tidak ada;
tidak perlu lahan yang terlalu luas; pertumbuhan tanaman lebih
tidak perlu lahan yang terlalu luas; pertumbuhan tanaman lebih
cepat; bebas dari hama; hasilnya berkualitas dan berkuantitas tinggi;
cepat; bebas dari hama; hasilnya berkualitas dan berkuantitas tinggi;
hemat biaya perawatan.
hemat biaya perawatan.
Jenis tanaman yang telah banyak dihidroponikkan dari
Jenis tanaman yang telah banyak dihidroponikkan dari
golongan tanaman hias antara lain
dan Spatyphilum. Golongan sayuran yang dapat dihidroponikkan,
dan Spatyphilum. Golongan sayuran yang dapat dihidroponikkan,
antara lain tomat, paprika, mentimun, selada, sawi, kangkung,
antara lain tomat, paprika, mentimun, selada, sawi, kangkung,
dan bayam. Adapun jenis tanaman buah
dan bayam. Adapun jenis tanaman buah yang dapat dihidroponikkan,yang dapat dihidroponikkan,
antara lain jambu air, melon, kedondong bangkok, dan
antara lain jambu air, melon, kedondong bangkok, dan
belimbing.
belimbing.
b. Penanaman secara aeroponik
b. Penanaman secara aeroponik
Aeroponik berasal dari
Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti kata aero yang berarti udara danudara dan
ponos yang berarti daya. Jadi,
ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaanaeroponik adalah pemberdayaan
udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe hidroponik (memberdayakan
udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe hidroponik (memberdayakan
air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan
air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan
dalam bentuk kabut hingga mengenai akar
dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman. Akar
tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan
tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan harahara
tersebut.
tersebut.
Prinsip dari aeroponik adalah sebagai
Prinsip dari aeroponik adalah sebagai berikut. Helaianberikut. Helaian
styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak
styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan15 cm. Dengan
menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai
menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuransayuran
ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan
ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntaimenjuntai
bebas ke bawah. Di
bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler
(pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga
(pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga
mengenai akar.
mengenai akar.
3. Bioteknologi Modern
3. Bioteknologi Modern
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli
telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan
telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan
prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam
prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologibioteknologi
modern orang berupaya dapat
modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif menghasilkan produk secara efektif
dan efisien.
dan efisien.
Dewasa ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam
Dewasa ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam
industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti
industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti
rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi,
rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi,
dan sebagainya. Dengan adanya berbagai
dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembanganpenelitian serta perkembangan
ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin
ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin
besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Beberapa
besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Beberapa
penerapan bioteknologi modern sebagai berikut.
penerapan bioteknologi modern sebagai berikut.
a. Rekayasa genetika
a. Rekayasa genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu cara
Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikanmemanipulasikan
gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan
gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yangsifat yang
diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau
diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau
rekombinasi DNA.
rekombinasi DNA.
Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan
Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan
sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA
sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiapdari setiap
makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat
makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat
direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur
direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifatsifatsifatsifat
makhluk hidup secara turun-temurun.
makhluk hidup secara turun-temurun.
Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan
Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyakmelalui banyak
cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi
dan rekombinasi DNA.
dan rekombinasi DNA.
1) Transplantasi inti
1) Transplantasi inti
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke selsel ke sel
yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan
yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan
inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap
inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap
sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah
sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katakinti dari sel-sel usus katak
yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum
yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum
tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti
tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelahdiploid. Setelah
diberi inti baru, ovum membelah secara
diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kalimitosis berkali-kali
sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula.
sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula.
Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak
Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak selsel
dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke
dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke
dalam ovum tanpa inti yang lain.
dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovumPada akhirnya terbentuk ovum
berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan
berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan
berkembang menjadi individu baru dengan
berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelaminsifat dan jenis kelamin
yang sama.
yang sama.
2) Fusi sel
2) Fusi sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama
maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar
maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusiatau hibridoma. Fusi
sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh
sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh
peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel
peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami).(kariogami).
Manfaat fusi sel, antara lain untuk
Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom,pemetaan kromosom,
membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di
membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di
dalam fusi sel diperlukan adanya:
dalam fusi sel diperlukan adanya:
a) sel sumber gen (sumber sifat ideal);
a) sel sumber gen (sumber sifat ideal);
b) sel wadah (sel yang mampu membelah cepat);
b) sel wadah (sel yang mampu membelah cepat);
c) fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).
c) fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).
3) Teknologi plasmid
3) Teknologi plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalamdalam
sel bakteri atau ragi di
sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antaraluar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antara
lain:
lain:
a) merupakan molekul DNA yang mengandung
a) merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu;gen tertentu;
b) dapat beraplikasi diri;
b) dapat beraplikasi diri;
c) dapat berpindah ke sel bakteri lain;
c) dapat berpindah ke sel bakteri lain;
d) sifat plasmid pada keturunan bakteri
d) sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.sama dengan plasmid induk.
Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai
Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai
vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.
vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.
4) Rekombinasi DNA
4) Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA
Rekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA
dari sumber yang berbeda. Tujuannya
dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menyambungkanadalah untuk menyambungkan
gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi
gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi
DNA disebut juga rekombinasi gen.
DNA disebut juga rekombinasi gen.
Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena alasan-alasan
Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena alasan-alasan
sebagai berikut.
1) Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama.
1) Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama.
2) DNA dapat disambungkan
2) DNA dapat disambungkan
b. Bioteknologi bidang kedokteran
b. Bioteknologi bidang kedokteran
Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran,
Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran,
misalnya dalam pembuatan antibodi
misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin,monoklonal, vaksin,
antibiotika dan hormon.
antibiotika dan hormon.
1) Pembuatan antibodi monoklonal
1) Pembuatan antibodi monoklonal
Antibodi monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diadalah antibodi yang diperoleh dariperoleh dari
suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:
suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:
a) untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam
a) untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam
urine wanita hamil;
urine wanita hamil;
b) mengikat racun dan
b) mengikat racun dan menonaktifkannymenonaktifkannya;a;
c) mencegah penolakan tubuh terhadap
c) mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringanhasil transplantasi jaringan
lain.
lain.
2) Pembuatan vaksin
2) Pembuatan vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap
Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap
tubuh yang berasal dari
tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat darimikroorganisme. Vaksin didapat dari
virus dan bakteri yang telah dilemahkan
virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambilatau racun yang diambil
dari mikroorganisme tersebut.
dari mikroorganisme tersebut.
3) Pembuatan antibiotika
3) Pembuatan antibiotika
Antibiotika adalah
Antibiotika adalah suatu zat yasuatu zat yang dihasilkan oleh organisng dihasilkan oleh organismeme
tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme
tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme
lain yang ada di
lain yang ada di sekitarnya. Antibiotiksekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh a dapat diperoleh dari jamur dari jamur
atau bakteri yang diproses dengan
atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu.cara tertentu.
Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran
Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran
pada Perang Dunia II oleh para ahli dari
pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat danAmerika Serikat dan
Inggris.
Inggris.
4) Pembuatan hormon
4) Pembuatan hormon
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganismedigunakan mikroorganisme
untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang
untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang
telah diproduksi, misalnya insulin, hormon
telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison,pertumbuhan, kortison,
dan testosteron.
dan testosteron.
c. Bioteknologi bidang pertanian
c. Bioteknologi bidang pertanian
Dewasa ini perkembangan industri maju dengan
Dewasa ini perkembangan industri maju dengan pesat.pesat.
Akibatnya, bany
Akibatnya, banyak lahan pertanian yang ak lahan pertanian yang tergeser, lebih-lebih ditergeser, lebih-lebih di
daerah sekitar perkotaan. Di sisi lain
daerah sekitar perkotaan. Di sisi lain kebutuhan akan hasil pertaniankebutuhan akan hasil pertanian
harus ditingkatkan seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk.
harus ditingkatkan seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk.
Untuk mendukung hal tersebut, dewasa ini telah
Untuk mendukung hal tersebut, dewasa ini telah dikembangkandikembangkan
bioteknologi di bidang pertanian. Beberapa penerapan
bioteknologi di bidang pertanian. Beberapa penerapan bioteknologibioteknologi
pertanian sebagai berikut.
pertanian sebagai berikut.
1) Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen
1) Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen
Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari protein DNA
Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari protein DNA
dan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan
dan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan sering ditemukan nodulsering ditemukan nodul
pada akarnya. Di dalam nodul
yang dapat mengikat nitrogen bebas dari
yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhanudara, sehingga tumbuhan
polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri.
polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri.
Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan
Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan
agar bakteri
agar bakteriRhizobiumRhizobiumdapat hidup di dalam akar selain tumbuhandapat hidup di dalam akar selain tumbuhan
polong-polongan. Di samping, itu juga berupaya
polong-polongan. Di samping, itu juga berupaya meningkatkanmeningkatkan
kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik
kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik
rekombinasi gen.
rekombinasi gen.
Kedua upaya di atas dilakukan untuk
Kedua upaya di atas dilakukan untuk mengurangi atau meniadakanmengurangi atau meniadakan
penggunaan pupuk nitrogen yang dewasa ini banyak
penggunaan pupuk nitrogen yang dewasa ini banyak
digunakan di lahan pertanian
digunakan di lahan pertanian dan menimbulkan efek samping yangdan menimbulkan efek samping yang
merugikan.
merugikan.
2) Pembuatan tumbuhan tahan hama
2) Pembuatan tumbuhan tahan hama
Tanaman yang tahan hama dapat
Tanaman yang tahan hama dapat dibuat melalui rekayasadibuat melalui rekayasa
genetika dengan rekombinasi gen dan
genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel. Contohnya, untukkultur sel. Contohnya, untuk
mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperlukan
mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperlukan
gen yang menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian
gen yang menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian
disisipkan pada sel tanaman kentang. Sel tanaman kentang
disisipkan pada sel tanaman kentang. Sel tanaman kentang
tersebut, kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang
tersebut, kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang
tahan penyakit. Selanjutnya tanaman kentang tersebut dapat diperbanyak
tahan penyakit. Selanjutnya tanaman kentang tersebut dapat diperbanyak
dan disebarluaskan.
dan disebarluaskan.
d. Bioteknologi bidang peternakan
d. Bioteknologi bidang peternakan
Dengan bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk
Dengan bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk
peternakan. Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan
peternakan. Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan
yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan
yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan
rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan
rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan
buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut
buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut
direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan
direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan dapatdapat
mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai
mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai
20%.
20%.
e. Bioteknologi bahan bakar masa depan
e. Bioteknologi bahan bakar masa depan
Kamu sudah mengetahui bahwa bahan
Kamu sudah mengetahui bahwa bahan bakar minyakbakar minyak
termasuk sumber daya yang tidak bisa diperbarui. Oleh
termasuk sumber daya yang tidak bisa diperbarui. Oleh karena itu,karena itu,
suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan bagi para
suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan bagi para
ilmuwan untuk menemukan bahan bakar pengganti
ilmuwan untuk menemukan bahan bakar pengganti yang diproduksiyang diproduksi
melalui bioteknologi.
melalui bioteknologi.
Saat ini telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi
Saat ini telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi
dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan
dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan gasaholgasahol
(alkohol).
(alkohol).
Alternatif bahan bak
Alternatif bahan bakar masa depan untuk ar masa depan untuk menggantikanmenggantikan
minyak, antara lain adalah biogas dan
minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat dalamgasohol. Biogas dibuat dalam
fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup.
fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. PadaPada
fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan
fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan
untuk bahan bakar.
Di negara Cina, dan India terdapat beberapa kelompok masyarakat
Di negara Cina, dan India terdapat beberapa kelompok masyarakat
yang hidup di desa yang telah menerapkan teknologi
yang hidup di desa yang telah menerapkan teknologi
fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan baku teknologi
fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan baku teknologi
fermenter tersebut adalah feses hewan, daun-daunan, kertas,
fermenter tersebut adalah feses hewan, daun-daunan, kertas,
dan lain-lain yang akan diuraikan oleh bakteri dalam fermenter.
dan lain-lain yang akan diuraikan oleh bakteri dalam fermenter.
Sedangkan teknologi gasohol telah dikembangkan oleh
Sedangkan teknologi gasohol telah dikembangkan oleh
negara Brazil sejak harga minyak meningkat sekitar tahun 1970.
negara Brazil sejak harga minyak meningkat sekitar tahun 1970.
Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula
Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yangtebu yang
melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan
melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidaktidak
menimbulkan polusi.
menimbulkan polusi.
f. Bioteknologi pengolahan limbah
f. Bioteknologi pengolahan limbah
Kaleng, kertas bekas, dan
Kaleng, kertas bekas, dan sisa makanan, sisa aktivitassisa makanan, sisa aktivitas
pertanian atau industri merupakan bahan yang
pertanian atau industri merupakan bahan yang biasanya sudah takbiasanya sudah tak
dikehendaki oleh manusia. Bahan-bahan tersebut dinamakan limbah
dikehendaki oleh manusia. Bahan-bahan tersebut dinamakan limbah
atau sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam lingkungan.
atau sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam lingkungan.
Oleh karena itu, harus ada
Oleh karena itu, harus ada upaya untuk menanganinya. Penangananupaya untuk menanganinya. Penanganan
sampah dapat dilakukan dengan berbagai cara,
sampah dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya denganmisalnya dengan
ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di antara semua cara tersebut
ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di antara semua cara tersebut
yang paling baik adalah dengan daur ulang.
yang paling baik adalah dengan daur ulang.
Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji
Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji
pada beberapa sampah tumbuhan adalah
pada beberapa sampah tumbuhan adalah proses pirolisis. Prosesproses pirolisis. Proses
pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan
pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan
suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah
suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah
dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan
dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan
anorganik.
anorganik.
Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai
Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai
bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah
bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah
rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat
rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat
pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari
pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari
hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi
hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi
dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri,
dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur)jamur)
serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos.
serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos.
Dalam pembuatan kompos, sangat
Dalam pembuatan kompos, sangat diperlukan mikroorganisme.diperlukan mikroorganisme.
Jenis mikroorganisme yang diperlukan dalam pembuatan kompos
Jenis mikroorganisme yang diperlukan dalam pembuatan kompos
bergantung pada bahan organik yang digunakan serta proses
bergantung pada bahan organik yang digunakan serta proses
yang berlangsung (misalnya proses itu secara aerob
yang berlangsung (misalnya proses itu secara aerob atau anaerob).atau anaerob).
Selama proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya
Selama proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya
selulosa, pembentukan asam organik terutama asam humat yang
selulosa, pembentukan asam organik terutama asam humat yang
penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat
penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat
sebagai pupuk.
sebagai pupuk.
Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah,
Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah,
misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain
misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain
dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan
dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan
pengemulsi yang menyebabkan minyak bercampur dengan air
sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah
sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu zat pengemulsi,satu zat pengemulsi,
yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri
yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri
Acinetobacter c
Acinetobacter calcoaceticus. alcoaceticus. Dengan bioteknologi, penDengan bioteknologi, pengolahangolahan
limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secara
limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secara
bioteknologi melibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob.
bioteknologi melibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob.