Biotechnology
Apa itu bioteknologi?
• bio berarti kehidupan
Technology berarti aplikasi dari ilmu pengetahuan
• penggunaan suatu organisme untuk
kepentingan perbaikan atau penciptaan suatu
produk bermanfaat
Definisi Bioteknologi
• bioteknologi sudah ada sejak jaman dahulu :
– membuat roti, – anggur (wine), – keju, yogurt, dan
– pembiakan atau perbanyakan
tanaman/hewan secara konvensional
Bioteknologi adalah suatu revolusi
Definisi Bioteknologi
Pemanfaatan sel atau molekul biologi untuk
memecahkan masalah atau membuat produk-produk bermanfaat
OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) (1982) mendefinisikannya dengan “penerapan prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen biologi untuk menyediakan barang atau jasa
Shiva (1994) mendefinisikannya sebagai “teknologi pemanfaatan organisme atau produk organisme yang bertujuan menghasilkan bahan atau jasa”
Mikrobiologi
Biokimia Biologi Molekular
Biologi Sel
Genetika Molekular Rekayasa Proses
Bioteknologi
Diagnosa Kesehatan Industri Farmasi
Industri Fermentasi
Industri Pangan dan Pakan
Industri Kimia Lingkungan dan Energi
ARAS PENERAPAN BIOTEKNOLOGI
ARAS MASUKAN KELUARAN
TINGGI
Modal besar, alat dan proses
canggih, operator terdidik
Produk bernilai tinggi untuk kesehatan dan
pangan
MENENGAH
Modal menengah, alat dan proses tidak terlalu rumit
Pangan, pakan, pupuk dan pestisida hayati
RENDAH
Modal kecil, alat dan proses sederhana, operator tak
terdidik
Produk bernilai rendah, sanitasi,
pemanfaatan limbah
Desired gene
Traditional plant breeding
DNA is a strand of genes, much like a strand of pearls.
Traditional plant breeding combines many genes at once.
Traditional donor Commercial variety New variety
Desired Gene
X =
(crosses)
(many genes are transferred)
Plant biotechnology
Using plant biotechnology, a single gene may be added to the strand.
Desired gene Commercial variety New variety
(transfers)
=
Desired gene
(only desired gene is transferred)
Beda Bioteknologi Konvensional dan Modern
Perkembangan Bioteknologi
• Bioteknologi Klasik : Fermentasi
• Bioteknologi Modern : manipulasi Genetik pada suatu organisme
Kontribusi Ilmuwan dalam bioteknologi
• Anton van
Leeuwenhoek
• Penemu cells
– Bacteria – Protists – Red blood
• Gregor Johan Mendel
• Genetika
Kontribusi Ilmuwan dalam bioteknologi
• Rosalind Elsie Franklin
• Struktur double helix DNA
Kontribusi Ilmuwan dalam bioteknologi
Aplikasi bioteknologi
• Teknologi Rekayasa Genetika
– Rekombinasi DNA :
menggabungkan/mengkombinasikan materi genetik dari dua individu yang berbeda
– Rekombinasi genetik sudah terjadi di alam dengan sendirinya yaitu melalui : Proses fertilisasi ketika gamet jantan dan betina bersatu
Rekombinasi DNA
• Menggabungkan segmen dari molekul DNA dari dua sumber berbeda. Proses
mengkombinasikan DNA ini dilakukan dengan menggunakan :
– Enzim endonuklease restriksi : digunakan untuk memotong DNA
– Organisme (bakteri) : digunakan untuk mengangkut ke dalam organisme target
• Studi kasus : Bacillus thuringiensis (Bt)
• Gen Bt ---- gen yang mengkode sintesa protein delta endotoksin
• Bersifat racun terhadap beberapa hama tanaman budidaya tapi tidak terhadap organisme lain.
Rekombinasi DNA
• Ilmuwan : memindahkan gen Bt ke bakteri berbeda yang mampu membentuk kapsula pembungkus protein ---- tahan di alam
• Ilmuwan : memindahkan gen Bt ke dalam bakteri lain yang bersimbiosis dengan tanaman budidaya
Rekombinasi DNA
Bakteri yang hidup di dalam tangkai jagung diberi gen Bt untuk melindungi jagung dari hama
pengebor jagung
“………..TEKNIK PROPAGASI TANAMAN DENGAN CARA MENGISOLASI POTONGAN KECIL BAGIAN TANAMAN TERSEBUT PADA KONDISI ASEPTIK DAN TERKENDALI………”
Definisi Kultur Jaringan Tumbuhan
Apa saja yang dibutuhkan ????
• Eksplan (bahan/material kultur)
• Sterilan ---- untuk sterilisasi alat/eksplan + media
• Media Kultur
• PGRs (Auksin, sitokinin, gebberellin,dll)
Essential Minerals
Macro-elements mmol.g*
nitrogen - N 1000
potanssium - K 250
calcium - Ca 125
phosphorus - P 60
magnesium - Mg 80
sulphur - S 30
Micro-elements
iron - Fe 2
manganese - Mn 1
zinc - Zn 0.3
boron - B 2
copper - Cu 0.1
molybdenum - Mo 0. 001
* Average plant content
Tip bud
Leaf
Axillary bud
Internode Root
Bioteknologi Makanan
• Fermentasi kecap : Aspergillus oryzae bersama Saccharomyces rouxii
• Rhizopus oryzae : memfermentasikan kedelai yang telah dikupas kulitnya. Bagian dari jamur yang
bernama miselium akan mengikat keping-keping biji kedelai hingga menghasilkan produk tempe.
• Streptococcus lactis digunakan dalam proses pembuatan yoghurt, keju
Bioteknologi di perbagai Bidang
• Industri → fermentasi MSG
• Kesehatan → antibiotika dan vaksin
• Energy → Biogas,metana,biofuel
Metode Bioteknologi Klasik ?
• Plant breeding – Meningkatkan
fungsi/produk tanaman dengan sistem seleksi tanaman induk
• Cultivar- Varietas yang dibudidayakan
Bioteknologi Lingkungan
Bioremediasi
Bakteri Indikator
✓ Untuk membersihkan lingkngan yang tercemar bahan beracun dan berbahaya
✓ Bateri tersebut dapat
memetabolisme bahan beracun dan berbahaya
✓ Untuk mendeteksi lingkungan yang tercemar bahan beracun dan
berbahaya
✓ Bakteri tersebut peka terhadap bahan beracun dan berbahaya
Deteksi Ranjau Darat
Angkatan Darat
Bantuan Bioteknologi Tanaman
(dikembangkan oleh Aresa Biodetection)
• Gen yang peka terhadap logam dimasukkan ke dalam tanaman
• Apabila akar tanaman menyentuh ranjau darat,
Tanaman berubah warna dari hijau menjadi merah
Mendeteksi ranjau darat
Dampak Bioteknologi
• Dampak Terhadap lingkungan
- Produk rekayasa genetik dapat megubah struktur populasi
- Hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan kebutuhan alam/lingkungan
• Dampak terhadap Etika
- Masyarakat Amerika :90 % menentang pemindahan gen manusia ke hewan
- Agama ???
• Dampak di bidang Sosial-Ekonomi - Produk unggul --- harga tinggi
Petani kecil ???
• Dampak terhadap Kesehatan ---- harus benar2 aman
Susu sapi yang disuntik hormon BGH disinyalir mengandung bahan kimia baru yang memiliki potensi buruk bagi kesehatan manusia.
Dampak Bioteknologi
Bioremediasi
• Polusi air, tanah dan udara menjadi masalah
• Tanaman dapat membantu degradasi senyawa polutan tersebut
Dibutuhkan tanaman yang dapat membantu degradasi senyawa polutan dan aman terhadap lingkungan
Tanaman yang kandungan nutrisinya diperkaya
• Malnutrisi meluas
• Malnutrisi dapat menyebabkan berbagai penyakit ikutan Dibutuhkan modifikasi tanaman pangan untuk
mengatasi masalah tersebut
Prioritas Bioteknologi Tanaman dan Lingkungan di Masa yang Akan Datang
