Kerja Sama dan Pembangunan (OECD) adalah penerapan prinsip-prinsip ilmiah dan teknik pada pemrosesan bahan dengan bantuan agen biologis untuk menyediakan barang dan jasa. Pemanfaatan teknik bioteknologi berupa fermentasi pangan telah diterapkan peradaban manusia selama beberapa abad.
Penggunaan Mikroorganisme dalam Bioteknologi
Melalui proses fermentasi, bahan pangan tertentu diubah menjadi jenis pangan lain, sehingga cita rasanya menjadi lebih nikmat dan menarik serta mengandung nilai gizi yang lebih tinggi. Misalnya santan diubah menjadi keju (a) dan yoghurt (b), serta air kelapa menjadi sari kelapa (nata de coco) (c).
Mikroorganisme Penghasil Makanan dan Minuman
Pembuatan KejuPembuatan Keju
Pembuatan TempePembuatan Tempe
Protein sel tunggal (PST) merupakan bahan pangan dengan kandungan protein tinggi yang berasal dari berbagai jenis mikroorganisme. Protein sel tunggal dapat diproduksi oleh alga Arthrospira maxima, Arthrospira platensis, Scenedesmus sp., dan Chlorella sp. Golongan jamur penghasil protein misalnya Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis, Paecilomyces variotii dan Fusarium graminearum.
Mikroorganisme Penghasil Protein
Fermentasi mikroorganisme hasil rekayasa genetika pada substrat dapat menghasilkan senyawa kimia, termasuk asam.
Mikroorganisme Penghasil Zat-Zat Organik, Enzim, dan Vitamin
Asam AminoAsam Amino
Pembuatan Asam CukaPembuatan Asam Cuka
Asam SitratAsam Sitrat
Enzim
Enzim yang diproduksi secara komersial melalui fermentasi oleh mikroorganismeEnzim yang diproduksi secara komersial melalui fermentasi oleh mikroorganisme
Amilase Amilase
Enzim diproduksi secara komersial melalui fermentasi mikroorganisme Enzim diproduksi secara komersial melalui fermentasi mikroorganisme Enzim diproduksi secara komersial melalui fermentasi mikroorganisme.
VitaminVitamin
AntibiotikAntibiotik
Mikroorganisme Penghasil Obat
VaksinVaksin
InterferonInterferon
Bahan Bakar AlkoholBahan Bakar Alkohol
Mikroorganisme Penghasil Energi
Gas MetanaGas Metana
Gas HidrogenGas Hidrogen
Bacillus thuringiensis menghasilkan senyawa delta-endotoksin berupa toksin protein kristal yang dapat membunuh hama, bekerja dengan cara mengikat reseptor khusus pada membran usus ulat.
Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman (Biopestisida)
Bakteri hasil rekayasa genetika lainnya yang dapat digunakan di bidang pertanian adalah bakteri es minus yang berasal dari keturunan Pseudomonas syringae. Strain liar bakteri tanpa es dapat membentuk kristal es pada kondisi udara dingin yang menyebabkan pembekuan pada jaringan tanaman. Sedangkan bakteri hasil rekayasa tidak membentuk kristal es dan mampu bersaing dengan pertumbuhan bakteri biasa.
Sedangkan hormon EGF (epidermal growth factor) merupakan hormon yang mempercepat pertumbuhan bulu domba penghasil wol.
Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Bidang Peternakan
Pengolahan Limbah OrganikPengolahan Limbah Organik
Mikroorganisme Pengolah Limbah (Bioremediasi)
Pengolahan Limbah dengan Sistem Lumpur Aktif (Activated Sludge)Pengolahan Limbah dengan Sistem Lumpur Aktif (Activated Sludge)
Pengolahan Limbah dengan Biofilm (Saringan Tetes)Pengolahan Limbah dengan Biofilm (Saringan Tetes)
Penguraian Lumpur secara AnaerobikPenguraian Lumpur secara Anaerobik
Mikroorganisme Pembersih Limbah MinyakMikroorganisme Pembersih Limbah Minyak
Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan bioplastik antara lain bakteri Alcaligenes eutrophus dan jamur Aureobasidium pullulans. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan bioplastik antara lain bakteri Alcaligenes eutrophus dan jamur Aureobasidium pullulans.
Bioplastik (Biodegradable Plastic)
Pemanfaatan Mikroorganisme dalam Bidang Pertambangan
Kultur Jaringan pada Tumbuhan
Kultur Jaringan pada Tumbuhan
Kloning pada Hewan
Kloning Embrio
Bayi Tabung
Kloning Transfer Inti (Transplantasi Inti)
Transfer Inti pada KatakTransfer Inti pada Katak
Transfer Inti pada Domba DollyTransfer Inti pada Domba Dolly
Rekayasa Genetika F
Fusi Sel (Teknologi Hibridoma)
Pemanfaatan Hibridoma dalam Pembuatan Antibodi MonoklonalPemanfaatan Hibridoma dalam Pembuatan Antibodi Monoklonal
Pemanfaatan Hibridoma dalam Pemetaan KromosomPemanfaatan Hibridoma dalam Pemetaan Kromosom
Hibridoma Memungkinkan Terbentuknya Spesies BaruHibridoma Memungkinkan Terbentuknya Spesies Baru
Rekombinasi DNA
Teknologi PlasmidTeknologi Plasmid
Plasmid bakteri dan DNA yang mengandung gen insulin dari sel pankreas dipotong menggunakan enzim restriksi endonuklease. Fragmen DNA gen insulin dihubungkan dengan plasmid menggunakan enzim DNA ligase untuk membentuk plasmid yang mengandung rangkaian DNA rekombinan. Bakteri rekombinan ditumbuhkan untuk memperoleh populasi bakteri yang mampu menghasilkan hormon insulin dalam jumlah banyak.
Hormon insulin yang dihasilkan bakteri rekombinan dikumpulkan dan disuntikkan kepada pasien diabetes melitus yang membutuhkannya.
Pemanfaatan Rekayasa Genetika G
Terapi Gen
Pembuatan Vaksin Baru
Pembuatan Organisme Transgenik
Tanaman TransgenikTanaman Transgenik
- Tumbuhan Tahan Hama Tumbuhan Tahan Hama
- Tumbuhan Memupuk Sendiri Tumbuhan Memupuk Sendiri
- Tumbuhan yang mengandung gizi tambahan Tumbuhan yang mengandung gizi tambahan
- Buah-buahan yang lebih tahan untuk disimpan Buah-buahan yang lebih tahan untuk disimpan
- Tumbuhan tahan herbisida Tumbuhan tahan herbisida
- Tumbuhan yang tahan terhadap perubahan cuaca Tumbuhan yang tahan terhadap perubahan cuaca
- Tumbuhan bioluminesensi Tumbuhan bioluminesensi
Rekayasa genetika dikembangkan untuk mengatasi pengendalian hama, dengan menggunakan rekombinasi gen dan kultur sel untuk menghasilkan tanaman yang tahan terhadap serangan hama. Gen tahan hama dimasukkan ke dalam sel tanaman, setelah itu sel tanaman tersebut dikultur dan tumbuh menjadi tanaman baru yang tahan hama. Contohnya adalah kapas transgenik yang telah dimasukkan gen toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis dan ubi jalar, yang tahan terhadap penyakit yang disebabkan oleh virus karena gen tersebut telah ditransfer dari selubung virus tertentu.
Para ahli rekayasa genetika berhasil mentransfer gen nif (fiksasi nitrogen) dari Klebsiella pneumoniae ke Escherichia coli. Gen nif untuk fiksasi nitrogen juga dapat disisipkan langsung pada tanaman budidaya, sehingga tidak memerlukan bantuan mikroorganisme. Para ahli rekayasa genetika berhasil mentransfer gen nif (fiksasi nitrogen) dari Klebsiella pneumoniae ke Escherichia coli.
Gen nif pengikat nitrogen juga dapat disisipkan langsung pada tanaman budidaya sehingga tidak diperlukan bantuan mikroorganisme. Dengan rekayasa genetika, beras, buah-buahan dan sayuran transgenik dengan kualitas lebih tinggi kini dapat diproduksi. Contohnya adalah beras emas yang mengandung β-karoten dan provitamin A serta pisang yang mengandung protein vaksin.
Nasi emas (beras emas). 4) Buah yang lebih tahan terhadap penyimpanan. 4) Buah yang lebih tahan terhadap penyimpanan. 4) Buah yang lebih tahan terhadap penyimpanan. Rekayasa genetika dengan mentransfer gen antisenescens digunakan untuk menghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mengkatalisis proses penghancuran dinding sel) sehingga proses pelunakan buah dapat diperlambat. Contoh lainnya adalah melon yang ditransfer dengan gen baru dari bakteriofag T3, yang mengurangi pembentukan hormon etilen (hormon yang berperan dalam pematangan buah).
Contoh tanaman tahan herbisida adalah kedelai yang telah ditransfer gen ketahanan herbisida dari bakteri Agrobacterium strain CP4. Contoh tanaman yang tahan terhadap perubahan cuaca adalah tembakau, yang mentransfer gen untuk mengatur pertahanan dalam cuaca dingin dari tanaman Arabidopsis thaliana. Misalnya tanaman tembakau yang disisipi gen kunang-kunang mampu mengeluarkan energi cahaya sehingga tampak bercahaya.
Hewan TransgenikHewan Transgenik
Dampak Negatif Bioteknologi
Glosarium
DNA ligase adalah enzim yang menghubungkan sepotong DNA dengan sepotong DNA dari mikroorganisme lain. Hibridoma adalah penyatuan (peleburan) dua sel yang berasal dari organisme yang sama atau dari organisme yang berbeda. Mikroprotein merupakan bahan pangan kaya protein yang berasal dari jamur, misalnya Fusarium venenatum untuk pembuatan pai dan pengganti daging.
Plasma nutfah merupakan bahan yang berasal dari tumbuhan, hewan atau mikroorganisme yang mempunyai fungsi dan kemampuan menularkan sifat. Rekayasa genetika merupakan upaya memanipulasi sifat-sifat makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup dengan sifat-sifat baru yang diinginkan. Teknologi plasmid merupakan upaya memanipulasi sifat genetik dengan mengubah struktur DNA menggunakan plasmid bakteri.
Terapi gen adalah percubaan untuk membaiki keabnormalan genetik dengan memperbaiki susunan bes nitrogen pada rantai DNA gen. Pemindahan nuklear adalah memindahkan nukleus dari sel penderma ke sel lain untuk mendapatkan individu yang mempunyai ciri yang sama seperti nukleus sel penderma.
Selamat Belajar!