A. Prinsip Dasar Bioteknologi
Ada beberapa proses yang merupakan prinsip dasar dari bioteknologi, yaitu fermentasi, seleksi dan persilangan, analisa genetik, kultur jaringan, rekombinasi DNA, dan analisa DNA.
1. Fermentasi
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Fermentasi merupakan proses dasar untuk mengubah suatu bahan menjadi bahan lain dengan cara sederhana dan dibantu oleh mikroorganisme. Proses fermentasi ini merupakan bioteknologi
sederhana dan sudah dikenal sejak jaman dahulu. Contohnya pembutan roti, minuman anggur, yoghurt, tuak dan sake.
2. Seleksi dan Persilangan
Proses seleksi dilakukandenganmemenipulasi DNA yang ada pada mikroba, tanaman, atau hewan agar menjadi mikroba, tanaman, atau hewan dengan sifat yang lebih baik sehingga apabila disilangkan akan menjadi bibit unggul yang baik untuk masa depan. Contohnya, ayam Leghorn, sapiayrshire, padi Cisa dan kedelai Muria, dan jagung Metro.
3. AnalisaGenetik
Proses ini mempelajari ciri atau sifat dan gen makhluk hidup dari
4. KulturJaringan
Kultur jaringan atau biakan jaringan merupakan teknik
pemeliharaan jaringan atau bagian dari individu secara buatan (artifisial). Yang dimaksud secara buatan adalah dilakukan di luar individu yang bersangkutan. Karena itu teknik ini sering kali disebut kultur in vitro, sebagai lawan dari in vivo. Dikatakan in vitro (bahasa Latin, berarti "di dalam kaca") karena jaringan dibiakkan di dalam tabung inkubasi atau cawan Petri dari kaca atau material tembus pandang lainnya. Kultur jaringan secara teoretis dapat dilakukan untuk semua jaringan, baik dari tumbuhan maupun hewan (termasuk manusia) namun masing-masing jaringan memerlukan komposisi media tertentu.
Selain itu, kultur jaringan diartikan juga sebagai proses menumbuhkan atau memperbanyak jaringan hewan dan tanaman dari jaringan atau selnya di dalam laboratorium tanpa mendapat gangguan dari organisme lain. Proses ini dimanfaatkan untuk perbanyakan, produksi bahan-bahan kimia, danriset di bidang pengobatan. Contohnya kultur jaringan anggrek dan pisang.
Pelaksanaan teknik ini memerlukan berbagai prasyarat untuk mendukung kehidupan jaringan yang dibiakkan. Yang paling esensial adalah wadah dan media tumbuh yang steril. Media adalah tempat bagi jaringan untuk tumbuh dan mengambil nutrisi yang mendukung kehidupan jaringan. Media tumbuh menyediakan berbagai bahan yang diperlukan jaringan untuk hidup dan memperbanyak dirinya. Ada dua penggolongan media tumbuh: media padat dan media cair. Media padat pada umumnya berupa padatan gel, seperti agar. Nutrisi dicampurkan pada agar. Media cair adalah nutrisi yang dilarutkan di air. Media cair dapat bersifat tenang atau dalam kondisi selalu bergerak, tergantung kebutuhan.
Teori dasar dari kultur in vitro ini adalah Totipotensi.Teori ini
Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah
1. Pembuatan media
2. Inisiasi
3. Sterilisasi
4. Multiplikasi
5. Pengakaran
6. Aklimatisasi
Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang
dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.
Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.
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. Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.
Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri ataupun jamur. Eksplan yang
terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).
Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk
melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar. Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.
5. Rekombinasi DNA
Rekombinasi merupakan hasil teknologi atau rekombinasi DNA di laboratorium.Dengan teknologi DNA dapat diproduksi atau dibuat fragmen DNA tertentu. Enzim digunakan untuk memotong fragmen DNA dan menempelkan fragmen DNA ketempat yang diinginkan. Enzim restriksi digunakan untuk memotong fragmen DNA menjadi fragmen-fragmen. Sementara enzim DNA ligase menyambungkan antar fragmen DNA.Dengan pemotongan dan penyambungan kembali bagian yang diinginkan dapat didesain urutan DNA sesuai kode yang diinginkanatau gen yang diinginkan.
Gen dapatdiklondalam plasmid rekombinan, plasmid buatan hasil rekombinasi.Plasmid adalah DNA sirkuler yang dimiliki bakteri dapat bereplikasi dan diturunkan ketika sel bakteri membelah. Plasmid diartikan juga sebagai salah satu vector atau pembawa rekombinan gen atau rekombinan DNA. Gen yang telahdiklon dapat disimpan dalam pustaka genom berupa plasmid rekombinan atau virus DNA rekombinan. Enzim reverse transcriptase dapatmembuat DNA dari RNA dan kemudian DNA hasilnya dapat diklon. Molekul probe atau molekul penanda dapat digunakan untuk mengidentifikasi gen khusus yang dibawa suatu DNA (gen) klon. Ada alat otomatik untuk membuat proses sintesa DNA yang cepat dan mensekuens urutan DNA.
6. Analisis DNA
Proses reaksirantai polymerase sehinggadapatmembuat kopi (salinan) dari DNA. Proses ini berguna untuk memetakan DNA sehingga dapat diketahui dengan pasti DNA dari satu organism untuk menentukan genetic keturunannya. Teknik ini biasanya digunakan untuk mendapatkan atau mengenali DNA dari korban – korban kecelakaan yang sulit di identifikasi oleh tim forensik. Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini,
perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologimolekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Beberapa teknologi yang mendasari Bioteknologi adalah: 1. Teknologi Antibodi Monoklonal (TAM)
TAM menggunakan sel-sel sistem imunitas yang disebut antibodi. Dengan mengetahui cara kerja antibodi, maka kita dapat
memanfaatkannya untuk keperluan deteksi, kuantitasi dan lokalisasi. TAM saat ini telah digunakan untuk deteksi kehamilan, alat diagnosis berbagai penyakit infeksi dan deteksi sel-sel kanker.
2. Teknologi Bioproses
Teknologi bioproses menggunakan sel-sel hidup atau komponen
mekanisme biokimia untuk mensintesis, menguraikan atau membebaskan energi. Termasuk teknologi bioproses adalah fermentasi dan
biodegradasi.
Teknologi sel dan kultur jaringan adalah teknologi yang memungkinkan kita menumbuhkan sel atau jaringan dalam nutrien yang sesuai di laboratorium. Teknologi ini dapat dilakukan pada tanaman maupun hewan.
4. Teknologi Biosensor
Teknologi biosensor merupakan gabungan antara biologi molekuler dan mikroelektronika. Teknologi biosensor dapat digunakan dalam berbagai bidang seperti pengukuran derajat kesegaran suatu bahan pangan,
memonitor suatu proses industri, atau mendeteksi senyawa yang terdapat dalam jumlah kecil di dalam darah.
5. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika atau teknologi DNA rekombinan merupakan tulang punggung dan pemicu lahirnya bioteknologi molekuler. DNA
rekombinan dikonstruksi dengan menggabungkan materi genetik dari dua atau lebih sumber yang berbeda atau melakukan perubahan secara terarah pada suatu materi genetik tertentu. Rekayasa genetik merupakan usaha manusia mencari varietas atau galur yang paling sesuai.
6. Teknologi Rekayasa Protein
Teknologi rekayasa protein sering digunakan bersamaan dengan rekayasa genetika untuk meningkatkan profil atau kinerja suatu protein dan untuk mengkonstruksi protein baru yang secara alami tidak ada. Dengan teknologi rekayasa protein kita dapat meningkatkan daya katalisis suatu enzim, sehingga dapat lebih produktif pada kondisi proses-proses industri.
B. Aplikasi Bioteknologi dan Dampaknya
1. Proses Penelitian Pada Pembuatan Tape Singkong A. Alat dan Bahan
1) Pisau 2) Panic 3) Plastic 4) Ember 3.1.2. Bahan:
1) 1.5 kg singkong, kupas, cuci bersih, potong menurut selera (mau dibiarkan utuh juga ga dilarang kok)
2) 1.5 butir ragi tape, dihaluskan
3) daun pisang untuk alas (ga pake juga ga papa) 3.2. Metoda Penelitian
Penelitian biologi ini menggunakan metoda:
1. Melakukan pembuktian langsung dengan cara membuat tape singkong. 2. Melakukan wawancara
3. Meneliti hasil pembuktian/pecobaan
4. Mengumpulkan data dari sumber lain, seperti media informatika yang mendukung hasil penelitian pada proses pembuatan tape singkong. Proses Penelitian
Proses penelitian adalah dengan terjun langsung membuktikan sendiri untuk membuat tape singkong:
1) Kukus singkong hingga matang. (Jangan kematangan ya karena nanti hasilnya jadi benyek). Dinginkan.
2) Setelah dingin, tata singkong dalam wadah bertutup yang telah dialasi daun pisang. (wadahnya kalo bisa disteril dulu biar ga ada bakteri yang bisa menghambat proses fermentasi).
3) Taburi dengan ragi tape hingga rata.
4) Tutup kembali dengan daun pisang lalu tutup dengan tutup wadahnya. Diamkan di tempat hangat selama 2-3 hari.
Adapun dampak positif dan negative dari bioteknologi adalah sebagai berikut:
Dampak positif bioteknologi.
Beberapa dampak positif dari adanya bioteknologi, adalah :
1. meningkatnya sifat resistensi tanaman terhadap hama dan penyakit tanaman, misalnya tanaman transgenic kebal hama.
2. meningkatnya produk-produk ( baik kualitas maupun kuantitas ) pertanian , perkebunan, peternakan maupun perikanan. Dengan temuan bibit unggul.
3. meningkatnya nilai tambah bahan makanan. Pengolahan bahan makanan tertentu, seperti air susu menjadi yoghurt, mentega, keju. 4. Membantu proses pemurnian logam dari bijihnya pada pertambangan logam( biohidro metalurgi )
5. membantu manusia mengatasi masalah-masalah pencemaran lingkungan, Seperti : bacteri pemakan plastic dan parafin, bacteri penghasil bahan plastik biodegradable,
Dampak negative bioteknologi.
Beberapa dampak negative akibattimbulnyabioteknologi, adalah : Munculnya pencemaran biologis, berupa penyebaran organism transgenik yang tak terkendali.
Gangguan keseimbangan ekosistem akibat perubahan dinamika populasi. Kerusakan tatanan social masyarakat , ketika cloning pada manusia tidak terkendali.
Tersingkirnya berbagai plasma nutfahalami / lokal. Flora dan fauna lokal "terdesak" oleh kehadiran flora dan fauna transgenik.
Daftar Pustaka
https://www.scribd.com/doc/143999493/Teori-Dasar-Fermentasi-Dan-Bioteknologi
http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/tmp/BioTekFermentasi05.pdf
http://lutfi-nurul-aulia.blogspot.co.id/2012/07/makalah-biologi-bioteknologi-fermentasi.html
http://somasalims.blogspot.co.id/2011/03/prinsip-dasar-bioteknologi.html
http://finishwellunbiologi.blogspot.co.id/2015/03/prinsip-dasar-bioteknologi_21.html
http://makalahpenelitian.blogspot.co.id/
Riwayat Penulis
Nama lengkap penulis yaitu Ulya Zulfa Shoffinalahir di Samarinda. Pada tanggal 18 September 1999, merupakan anak ke-2 dari 2 bersaudara dari pasangan Bapak Mufti Salimi dan Ibu Mu’tamaroh. Penulis
berkebangsaan Indonesiadan beragama Islam. Kini penulis beralamat di Jalan Raudah Gunung no 36 Kelurahan Teluk Lerong Ilir RT/RW: 29/10, kecmatan Samarinda Ulu, Samarinda, Provinsi Kalimantan Timur.
Adapun riwayat pendidikan penulis, yaitu pada tahun 2004 lulus dari TK ABA 1. Kemudian melanjutkan di SD Muhammadiyah 2 dan lulus pada tahun 2011. Pada tahun 2014 lulus dari SMPIT CORDOVA dan
