Bioteknologi

Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi merupakan suatu cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang pemanfaatan makhluk hidup sehingga dapat menghasilkan barang atau jasa untuk kepentingan hidup manusia. Selain itu, bioteknologi juga berarti penggunaan biokimia, mikrobiologi dan rekayasa kimia secara terpadu dengan tujuan memperoleh penerapan teknologi di bidang industri, kesehatan dan pertanian dari kapasitas mikroba, sel atau jaringan sebagai kultur. Istilah bioteknologi baru muncul sekitar tahun 1970-an, setelah sekelompok ilmuwan berhasil melakukan rekayasa genetika terhadap makhluk hidup.

Adapun sejarah perkembangan bioteknologi yaitu :

·         Pada tahun 8000 SM, bangsa Babilonia, Mesir dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif untuk meningkatkan kualitas ternak dengan cara pengumpulan benih untuk ditanam kembali.

·         Pada tahun 6000 SM, telah muncul pembuatan bir, fermentasi anggur dan membuat roti dengan bantuan ragi.

·         Pada tahun 4000 SM, bangsa Tionghoa membuat yoghurt dan keju dengan bakteri asam laktat.

·         Pada tahun 1500, pengumpulan tumbuhan dilakukan di seluruh dunia.

·         Pada tahun 1665, Robert Hooke, ilmuwan asal Inggris, menemukan sel melalui mikroskop.

·         Pada tahun 1800, Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian kompheresif tentang pengembangbiakan hewan.

·         Pada tahun 1856, Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan.

·         Pada tahun 1865, hukum-hukum dalam penyampaian sifat induk keturunan ditemukan oleh Gregor Mendel.

·         Pada tahun 1880, mikrob ditemukan.

·         Pada tahun 1919, Karl Ereky, insinyur dari Hongaria, merupakan orang pertama yang menggunakan bioteknologi.

·         Pada tahun 1970, peneliti di AS berhasil menemukan enzim untuk memotong enzim.

·         Pada tahun 1975, Kohler dan Milstein mengembangkan metode produksi antibodi monoklonal.

·         Pada tahun 1978, para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar.

·         Pada tahun 1980, bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Dalam hal ini bakteri E. coli digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain yang berguna untuk manusia. Sebelumnya, sekitar 5% pengidap diabetes mengalami alergi terhadap insulin hewan yang tersedia.

·         Pada tahun 1992, FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat “flavor saver”.

·         Pada tahun 2000, dilakukan perampungan Human Genome Project.

Berdasarkan proses dan peralatan yang digunakan, bioteknologi dapat dibedakan atas bioteknologi konvesional dan bioteknologi modern.

1.      Bioteknologi Konvesional

Bioteknologi konvesional merupakan praktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana, tanpa melakukan rekayasa genetika. Praktik bioteknologi ini telah dilakukan sejak ribuan tahun yang lalu untuk menghasilkan produk. Contohnya bir, wine, tuak, sake, yoghurt, roti, keju, kecap, tempe, tapai dan ancom.

2.      Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern merupakan praktik bioteknologi yang diperkaya dengan teknik rekayasa genetika. Dengan teknik tesebut, manusia dapat mengontrol produk yang dihasilkan sesuai keinginannya. Contohnya, dihasilkannya tanaman tahap hama dan penyakit, buah-buahan bersifat tahan lama dan ternak yang mampu menghasilkan susu dalam jumlah yang lebih banyak.

Ada empat kegiatan utama dalam ruang lingkup bioteknologi, yaitu:

a.       Teknologi industri dengan menggunakan reaktor bio, di mana mikroba dan enzim menjadi katalis utama. Hal ini merupakan sumbangan yang paling nyata dalam aktivitas industri yang berdampak pada kemajuan ekonomi secara intensif. Kemampuan mikroba dan eksploitasnya dalam industri dunia mikroba dijuluki sebagai buruh serba bisa. Hal ini didasarkan atas kemampuan mikroba yang bisa memproduksi lebih dari 500 macam bahan keperluan manusia. Hampir semua industri dilayani oleh jasa mikroba seperti sektor industri berikut ini.

1.      Sektor industri makanan meliputi pengolahan daging, susu menjadi keju dan yoghurt. Ikan menjadi kecap dan sari ikan. Karbohidrat menjadi gula fruktosa. Pengolahan roti dari gandum, berasa, jagung dan singkong. Peembuatan tempe, tape, brem, bir, anggur, cuka melalui fermentasi dan mikroflora alami.

2.      Sektor pertanian mencakup produksi pangan, vaksin hewan, pupuk dan kompas organic. Mencari jenis tanaman yang tahan jenis penyakit, tanaman yang mampu memupuk dirinya sendiri dengan perbaikan fiksasi Nitrogen, tanaman unggul, biopestisida, penghancuran selulosa dan lignin, penyelamatan pasca panen, kultur jaringan, dll.

3.      Sektor energi dari sampah organik dan bahan karbohidrat dapat diolah menjadi gas bio, gas hydrogen, methanol, etanol, butanol yang menjadi sumber energi untuk bahan bakar motor, pembangkit listrik, disel, pemanas ruangan, dan lampu.

4.      Sektor farmasi dalam memproduksi anti biotika, vaksin, enzim, antibody, hormon, inhibitor enzim, penawar racun, zat-zat yang diperlukan dalam keperluan diagnosa penyakit, obat kanker, kontrasepsi, dll.

5.      Sektor industri bahan baku. Bioteknologi dapat menghasilkan bahan baku industri dalam bentuk sangat murni. Bahn pelarut seperti aceton, butanol, etanol, methanol, asam sitrat, asam laktat, asam asam asetat, vitamin B₁₂, riboflavin, bahan baku parfum, dll.

6.      Sektor pertambangan menambang bijih logam yang kandungan logamnya sangat rendah dengan bioteknologi mampu memberikan keuntungan. Contohnya bakteri Thiobacillus ferrooxidans dapat mengekstrak logam dari bijih tembaga yang berkadar rendah.

b.      Rekayasa genetika, merupakan suatu teknik pemanipulasian materi genetika. Pada teknik ini terjadi pemindahan materi genetika (transfer gen) dari satu makhluk hidup ke makhluk hisup lainnya. Adapun tahapan melakukan rekayasa genetika, yaitu :

1.      Tahap pertama dari rekayasa genetika adalah mengisolasi gen tertentu dari satu makhluk hidup. Untuk mengisolasi gen bisa dengan cara memotongnya dari genome makhluk hidup dengan menggunakan enzim endonuklease restriksi atau menggandakan gen target dengan mesin pengganda DNA (mesin PCR – Polymerase Chain Reaction).

2.      Gen target yang sudah diisolasi kemudian dimasukkan dengan vektor. Vektor adalah pembawa gen target ke dalam sel atau genom makhluk hidup. Vektor bisa berupa plasmid, virus atau bakteri dari genus Agrobacterium. Untuk menggabungkan gen target dengan DNA vektor diperlukan enzim penggabung yang disebut ligase.

3.      Vektor kemudian dimasukkan ke dalam sel. Dengan kemampuan yang dimilikinya vektor akan bertambah di dalam sel atau menggabingkan gen yang dibawanya dengan genom sel tujuan.

4.      Tahap selanjutnya adalah melakukan seleksi terhadap sel-sel atau organisme yang berhasil disisipkan oleh gen target.

5.      Organisme yang berhasil disisipi oleh gen target dan mampu mengekspresikan gennya, yang kemudian akan dikembangbiakan.

c.       Peleburan sel dalam upaya manipulasi genetika, berarti transplantasi nucleus, memasukkan semua gen dari nucleus ke dalam setiap sel yang menghasilkan embrio. Gen-gen yang ditransplantasikan akan diteruskan pada generasi seterusnya.

d.      Kultur jaringan pada sel atau tumbuhan dapat tumbuh pada kultur (media tumbuh) yang cukup mengandung nutrient. Prinsip dasar kultur jaringan dan sel adalah bahwa sel yang diisolasi akan mengembangkan potensi dasarnya.

 

sumber : http://tugas-sma-kay.blogspot.co.id/2011/07/materi-bioteknologi.html