Pengertian Dan Prinsip Dasar Bioteknologi
Pengertian Dan Prinsip Dasar Bioteknologi
Pengertian Dan Prinsip Dasar Bioteknologi
posting by : Abinemuwahhid
Dalam kehidupan sehari-hari tanpa disadari, kita telah banyak mendengar atau
bahkan memanfaatkan produk-produk bioteknologi. Baik yang berkaitan dengan
makanan / minuman ( seperti : tempe, bir, keju, kecap, yoghurt ) , kesehatan ( seperti :
penisilin, amoxylin, vaksin,hormone insulin ), pertanian ( tanaman trans genik, kultur
jaringan, tembakau bebas virus ), peternakan ( seperti : domba dolly ), transportasi
( seperti biofuel ) bahkan sampai masalah sampah ( seperti : plastic biodegradable ).
Namun, mungkin kita masih bertanya-tanya , apa sih bioteknologi itu ? Bagaimana
bioteknologi itu ?
Bioteknologi merupakan ilmu terapan biologi yang dalam praktiknya melibatkan
berbagai disiplin ilmu , seperti : Mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel molekul
dan lain sebagainya. Secara klasik atau konvensional, bioteknologi dapat didefinisikan
sebagai teknologi yang memanfaatkan organisme atau bagian-bagiannya untuk
mendapatkan barang dan jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan
manusia. Sedangkan dalam perkembangan lebih lanjut, bioteknologi dapat juga
didefinisikan sebagai teknologi pemanfaatan organisme atau bagian-bagiannya yang
telah direkayasa secara in vitro untuk menghasilkan produk dan jasa pada skala industri
untuk memenuhi kebutuhan manusia.
Dari kedua definisi tersebut dapat kita fahamkan bahwa dalam prosesnya,
bioteknologi melibatkan beberapa unsure , yaitu adanya: Bahan mentah, agen
hayati ( organisme atau bagian-bagiannya ), pendayagunaan secara teknologis dan
industrial , dan produk / jasa yang diperoleh. Perhatikan bagan berikut ini.
Proses
Bahan teknologis Produk /
mentah ===== Dan industrial ==== jasa
|
Agen hayati
( mikroba/
molekul/ sel/
jaringan )
Dari bagan tersebut, dengan jelas dapat kita lihat bahwa suatu produk / jasa dapat
dikategorikan sebagai produk bioteknologi bila produk / jasa tersebut dihasilkan melalui
proses teknologis ( baik konvensional maupun modern ) yang melibatkan agen hayati di
dalam proses produksinya. Perhatikan contoh berikut :
Contoh 1 :
biji kedelai direbus menjadi kedelai rebus
Contoh 2 :
biji kedelai direbus, setelah dingin diberikan ragi tempe kemudian dibungkus lalu
disimpan. Setelah 2 – 3 hari menjadi tempe
tradisionaldan modern.
1) Yoghurt
2) Keju
3) Mentega
2) Tempe
3) Tape
pengalaman.
2. BIOTEKNOLOGI MODERN
dan efisien.
bioteknologi modern juga mencakup berbagai aspek kehidupan manusia, misalnya pada
a. Rekayasa genetika
rekombinasi DNA.
1) Transplantasi inti
yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan
sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak
dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum
yang sama.
2) Fusi sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama
sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh
3) Teknologi plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam
lain:
4) Rekombinasi DNA
sebagai berikut.
lain.
2) Pembuatan vaksin
virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil
3) Pembuatan antibiotika
pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan
Inggris.
4) Pembuatan hormon
dan testosteron.
Prisip dasar rekayasa genetika
Nah, kalau DNA adalah inti studi genetika, inti studi dari rekayasa genetika adalah
rDNA. Apaan tuh? rDNA kependekan dari DNA rekombinan. Yah, pakai singkatan
bahasa inggris lah. rDNA adalah DNA yang telah diubah secara genetik lewat proses
pembelahan DNA. Yup. DNAnya dibelah. Jadi untaian DNA dibelah separuh panjangnya
dan disatukan dengan untaian DNA dari individu lain, atau bahkan bisa dari spesies lain.
Ada dua teknik yang dipakai ilmuan untuk membelah DNA.
Cara pertama, namanya transfer gen. DNA baru dimasukkan kedalam sel organisme.
Biasanya ini dilakukan dengan dibantu oleh mikroorganisme yang bertugas sebagai
vektor atau tukang bawa. Ia disebut terapi gen, kalau tujuannya untuk kedokteran. Jadi
gen yang sudah di ubah atau gen biasa yang normal dimasukkan kedalam sel, untuk
menggantikan gen yang rusak. Gen yang rusak bahaya loh. Bisa menyebabkan fungsi gen
tersebut lenyap.
DNA juga dapat dipotong jadi pendek dengan memakai enzim pembatas. Tau kan enzim?
Enzim itu semacam protein yang mempercepat reaksi kimia. Nah, ujung dari potongan ini
memiliki kecenderungan untuk menempel dengan ujung potongan DNA lainnya. Begitu
dilepaskan, ia akan memburu ujung potongan DNA yang dapat dia tempelin. Dengan
melihat ukuran potongan yang dibuat oleh sebuah enzim pembatas, ilmuan dapat
menentukan apakah gen tersebut memiliki sandi genetik yang pantas. Teknik ini telah
dipakai dalam menganalisa struktur genetik sel janin dan untuk mendiagnosa penyakit
darah tertentu, seperti anemia sel sabit.
Anggaplah ada barisan pasangan basa yang membawa perintah untuk membuat insulin,
kalau ada cara untuk memasukkan barisan basa tersebut kedalam DNA bakteri, misalnya,
bakteri tersebut akan mampu membuat insulin loh. Pada gilirannya, ini akan
meningkatkan hidup orang yang menderita diabetes tipe 1, yang hidupnya tergantung
pada suntikan insulin agar tubuhnya mampu memproses gula darah. hiks, sedih
Walaupun konsep transfer gen ini kedengerannya sederhana banget, kenyataannya sangat
susah dilakukan. Orang pertama yang nyobain dan pusing karena kesulitan melakukan ini
adalah Paul Berg (1926 – ) yang dikenal sebagai bapak rekayasa genetika. Tahun 1973,
Berg mengembangkan sebuah metode buat menyatukan DNA dari dua organisme, sebuah
virus monyet bernama SV40 dengan sebuah virus bernama lambda phage. Walaupun
berhasil, metode Berg ini rumit abis. Lalu di akhir tahun itu juga, seorang biokimiawan
Amerika bernama Stanley Cohen (1922 – ) dari Stanford University, dan Herbert Boyer
(1936- ) dari University of California at San Francisco menemukan enzim yang
meningkatkan efisiensi prosedur Berg dengan sangat besar. Teknik transfer gen yang
dikembangkan Berg, Boyer dan Cohen ini menjadi dasar dari banyak kemajuan dibidang
rekayasa genetika.
Rekayasa genetika
Rekayasa genetika pada tanaman mempunyai target dan tujuan antara lain peningkatan
produksi, peningkatan mutu produk supaya tahan lama dalam penyimpanan pascapanen,
peningkatan kandunagn gizi, tahan terhadap serangan hama dan penyakit tertentu
(serangga, bakteri, jamur, atau virus), tahan terhadap herbisida, sterilitas dan fertilitas
serangga jantan (untuk produksi benih hibrida), toleransi terhadap pendinginan,
penundaan kematangan buah, kualitas aroma dan nutrisi, perubahan pigmentasi.
Beberapa tanaman transgenik yang telah banyak dihasilkan dan beredar di masyarakat
antara lain kedele dengan kandungan gizi yang lebih tinggi, golden rice (padi dengan
antosianin atau karotenoid untuk menghasilkan vitamin A dengan kosentrasi tinggi pada
beras), kapas dengan gen cry yang diisolasi dari bakteri bacillus turingiensis yang
menghasilkan senyawa tosik untuk membunuh seranga hama tertentu, jenis-jenis tanaman
hias seperti anggrek, tulip, yang bertujuan untuk meningkatklan kualitas bunga; warna,
bentuk, aroma, keseragaman bentuk dan kontinyuitas produksi. Perkembangan teknologi
dan produk rekayasa genetika juga tergolong pesat di Indonesia di tengah sikap kritis pro-
kontra yang dipengaruhi terutama dari LSM di Eropa. Indonesia telah sejak lama menjadi
pengimpor produk rekayasa genetika seperti kedele, kapas, jagung, buah-buahan,
tanaman hias, obat-obatan dan kosmetika. Beberapa Lembaga Riset dan Program Studi
Bioteknologi telah berdiri di Indonesia. Bahkan Kementerian Riset dan Teknologi serta
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi telah mengembangkan program insentif bagi
pengembangan bioteknologi (rekayasaya genetika) agar Indonesia tidak menjadi
penonton dan tertinggal dalam teknologi ini yang akhirnya menyebabkan kita selalu
menjadi negara pengimpor. Kami di Universitas Udayana bahkan telah menghasilkan tiga
paten untuk produk rekayasa genetika seperti tanaman jeruk transgenik dan beberapa
klon gen yang dipelihara dalam sel bakteri E. coli.
Orientasi dunia terhadap produk rekayasa genetika sangat beragam dari yang menolak,
setuju dan dengan sikap hati-hati. Sikap kritis ini muncul terutama karena kekhawatiran
akan keamanan pangan, keamanan pakan, dan keamanan lingkungan. Kekhawatiran ini
juga muncul karena ketidaktepatan informasi teknis mengenai rekayasa genetika. Banyak
kasus biologi dikaitkan dengan rekayasa genetika seperti munculnya penyakit sapi gila,
flu burung, kanker/tumor yang semuanya tidak ada bukti keterkaitannya dengan rekayasa
genetika.
Dampak produk rekayasa genetika bagi kesehatan manusia tidak perlu dikhawatirkan
sepanjang jenis produk yang dilepas ke masyarakat telah memenuhi Protokol Cartagena
dan terlebih dulu melalui proses pemeriksaan keamanan pangan dan lingkungan. Yang
sering dikhawatirkan para pemerhati bioteknologi adalah keikutan gen marker (biasanya
gen tahan antibiotika) terselip ke dalam khromosom organisme penerima, sehingga jika
makan produk tersebut kita juga akan memakan zat tahan antibiotika. Tentang hal ini
telah ada teknologi untuk menghilangkan gen tersebut agar tidak ikut terselip ke
organisme penerima. Di samping itu konsentrasi zat ini tidak tinggi untuk ukuran
manusia. Kekhawatiran juga muncul terhadap adanya gene flow yaitu menyebarnya gen
baru yang diselipkan pada organisme penerima kepada organisme lain yang sejenis di
sekitarnya melalui proses penyerbukan atau kawin silang. Tentang hal ini, bukankah di
alam proses penyerbukan silang seperti ini telah terjadi sejak organisme hidup mendiami
bumi? Bukankah gen yang diselipkan juga diambil dari organisme yang ada di alam? Jadi
tidak perlu khawatir.
Saat ini langkah-langkah yang perlu dilakukan pemerintah adalah melakukan prosedur
karantina untuk mengetahui status organisme atau produknya apakah hasil rekayasa
genetika atau bukan. Jika ya, apa jenis rekayasanya (jenis gen dan teknologi yang
digunakan). Jenis produk yang masih menjadi kontroversi mungkin lebih baik dilabel
untuk memberikan informasi yang benar dan pilihan kepada masyarakat. Produk obat-
obatan dan kosmetika tidak perlu diberi label karena telah diterima dan diterapkan sejak
lama. Penyebaran informasi yang benar ke masyarakat juga perlu diperbanyak
menggunakan berbagai media sehingga pemahaman tentang teknologi dan produk
rekayasa genetika makin baik
Peranan Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian
By kutankrobek
Di zaman yang serba cepat dan mengharuskan segala sistem yang begitu cepat pula
karena didukung oleh populasi menusia yang sangat cepat pula hal itu berimbas pada
dunia pertanian. Sebagai yang utama dalam masalah hidup ini menuntut sektor pertanian
untuk memenuhi kebutuhan pangan populasi manusia yang tidak terbendung secara cepat
dan bagus tidak hanya kuantitas tetapi kualitasnya juga. Dari hal-hal seperti itulah
bioteknologi di bidang pertanian berusaha untuk menjawab tantangan itu.
Selama kurang lebih empat dasawarsa terakhir, kita melihat begitu pesat perkembangan
bioteknologi di berbagai bidang. Pesatnya perkembangan bioteknologi ini sejalan dengan
tingkat kebutuhan manusia dimuka bumi. Hal ini dapat dipahami mengingat bioteknologi
menjanjikan suatu revolusi pada hampir semua aspek kehidupan manusia, mulai dari
bidang pertanian, peternakan dan perikanan hingga kesehatan dan pengobatan.
Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bio’ yang berarti makhuk hidup dan ‘teknologi’
yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut
European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan bioteknologi sebagai
perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan
aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler
untuk menghasilkan produk dan jasa[Goenadi & Isroi, 2003]. Dengan definisi tersebut
bioteknologi bukan merupakan sesuatu yang baru.
Bioteknologi merupakan bidang ilmu baru di bidang pertanian yang dapat menyelesaikan
masalah-masalah yang tidak dapat diselesaikan dengan cara konvensional. Penggunaan
bioteknologi bukan untuk menggantikan metode konvensional tetapi bersama-sama
menghasilkan keuntungan secara ekonomi. Penggunaan metode konvensional dengan
teknologi tinggi memaksimumkan keberhasilan program perbaikan pertanian.
Bioteknologi harus diintegrasikan ke dalam pendekatan-pendekatan konvensional yang
sudah mapan. Bioteknologi berkembang dengan cepat di berbagai sektor dan
meningkatkan keefektifan cara-cara menghasilkan produk dan jasa. Untuk alih teknologi
dan pengembangan bioteknologi secara layak dan tidak merusak lingkungan, diperlukan
berbagai persyaratan selain peraturan perundangan juga modal yang besar.
Bioteknologi memperlihatkan suatu rangkaian yang mengagumkan dari berbagai disiplin
ilmu seperti mikrobiologi, anatomi tumbuhan dan hewan, biokimia, imunologi, biologi
sel, fisiologi tumbuhan dan hewan, morfogenesis, aekologi, genetika dan banyak lagi
lainnya.peranan biologi yang baru didapat ini telah memberikan sumbangan teramat
penting bagi kesehatan dan kesejahteraan umat manusia.
Dimulai dari nenek moyang kita, pemanfaatkan mikroba telah dilakukan untuk membuat
produk-produk berguna seperti tempe, oncom, tape, arak, terasi, kecap, yogurt, dan nata
de coco . Hampir semua antibiotik berasal dari mikroba, demikian pula enzim-enzim
yang dipakai untuk membuat sirop fruktosa hingga pencuci pakaian. Dalam bidang
pertanian, mikroba penambat nitrogen telah dimanfaatkan sejak abad ke 19. Mikroba
pelarut fosfat telah dimanfaatkan untuk pertanian di negara-negara Eropa Timur sejak
tahun 1950-an. Mikroba juga telah dimanfaatkan secara intensif untuk mendekomposisi
limbah dan kotoran. Ya mikroba telah mengambil andil besar dalam menggalakkan
pertanian organic. Mikroba dibutuhkan untuk mengkomposkan pada pembuatan pupuk
kompos yang terdiri dari kotoran dan seresah tanaman-tanaman (Winarno. 2007).
Berbagai proses bioteknologi yang ditujukan untuk mengolah bahan makanan telah sejak
lama dikonsumsi orang seperti tempe, tauco, kecap, yogurt, tuak, dan wine. Teknologi
tersebut telah lam dipraktekkan selama ribuan tahun dan dikembangkan secara naluri dan
seni tradisional. Hanya baru2 ini saja teknik yanglebih maju telah diterapkan pada proses
tersebut. Proses bioteknologi untuk memproduksi makanan melibatkan teknik yang
relative sederhana dan mudah untuk dikembangkan dalam skala besar.
Bioteknologi pangan, cukup berkembang dengan baik walau belum tereksploitasi secara
optimal. Misalnya komposisi kecap yang membedakan rasa, warna dan bau/flavor sangat
dipengaruhi oleh jenis kedelai sebagai bahan baku dan juga mikroba yang digunakan.
Sementara ini semua masih dilakukan secara tradisional walau secara penelitian sudah
ada yang mulai mengarah pada pemanfaatan flavor-nya. Demikian pula berbagai buah
dan produk pertanian untuk pangan baik sebagai perasa seperti vanili maupun pewarna
dan bau yang banyak dieksploitasi oleh industri flavor Eropa dan Amerika di Indonesia,
juga makin merasakan pentingnya bioteknologi modern. Selain flavor, kebutuhan yang
besar adalah enzim dan protein yang banyak digunakan dalam proses pembuatan produk
pangan seperti enzim protease, enzim lipase, dsb. Tak terkecuali dengan pemanfaatan
baru di kosmetik dan kebersihan seperti munculnya pasta gigi yang mengurangi detergen
dengan mengganti protease, shampoo dengan komposisi protein collagen, dll (Budi
Witarto, Arif. 2006).
Jenis-jenis makanan tradisional hsil fermentasi seperti tempe atau kecap dibuat melalui
suatu rangkaian proses fermentasi kedelai. Selain itu terdapat miso yang berasal dari
pasta kedelai yang diragikan. Negara- Negara di Asia menghasilkan aneka ragam produk
hasil fermentasi dengan konsumsi per-kapita yang tinngi setiap tahunnya (Winarno,
2007).
Pembuatan roti dan jenis-jenis produknya umumnya diproduksi dari tepung gandum atau
terigu, air atau susu, garam, gula dan ragi. Proses fermentasi dilakukan untuk mencapai
tujuan yaitu pengembang adonan, pembentukan citarasa, dan perubahan tekstur dalam
adonan. Ilmu genetika terapan yang modern berupaya untuk meningkatkan kualitas
organisme ragi sehingga memperbaiki aktivitasnya dan menghasilkan citarasa serta
tekstur yang lebih baik pada produk roti yang dihasilkan (Winarno. 2007).
Minuman beralkohol ; pembuaatan minuman beralkohol ini dengan cara memeram
bahan-bahan yang mengandung gula atau bahan-bahan yang mengandung pati yang harus
dihidrolisis menjadi gula sederhana sebelum dilakukan fermentasi. Pemeraman ini
dilakukan dibantu oleh mikroorganisme yang sesuai dan dibiarkan meragi, produk akhir
akan berupa cairan yang mengandung alcohol dengan kadar mulai dari beberapa persen
hingga mencapai 16% atau lebih.
Bioteknologi seperti transgenik dalam bidang pertanian pada dasarnya telah mulai
dikembangkan, namun penolakan-penolakan dari berbagai pihak menyebabkan teknologi
ini tidak pesat perkembangannya. Tanaman-tanaman pertanian yang telah berhasil
meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenik antara lain kapas, jagung, dan
lain-lain.
Pro dan kontra penggunaan tanaman transgenik ramai dibicarakan diberbagai media
massa. Salah satu contohnya adalah kapas transgenik. Pihak yang pro, terutama para
petinggi dan wakil petani yang tahu betul hasil uji coba di lapangan memandang kapas
transgenik sebagai mimpi yang dapat membuat kenyataan, sedangkan Pihak yang kontra,
sangat ekstrim mengungkapkan berbagai bahaya hipotetik tanaman transgenik (Tajudin,
2001).