Bioteknologi, Peran dan Aplikasinya

Transkripsi

1 Bioteknologi, Peran dan Aplikasinya I. Pendahuluan Bioteknologi merupakan teknologi yang memanfaatkan agen hayati atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan barang dan jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia. Definisi seperti ini merupakan definisi bioteknologi klasik (konvensional). Bioteknologi modern memanfaatkan agen hayati atau bagian-bagian yang telah direkayasa secara in vitro dalam menghasilkan barang dan jasa dalam skala industri. Bioteknologi dikembangkan untuk meningkatkan nilai bahan mentah dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme atau bagian-bagiannya, misal bakteri dan kapang. Selain itu, bioteknologi juga memanfaatkan sel tumbuhan dan sel hewan yang dibiakkan sebagai konstituen bernagai proses industri. Penerapan bioteknologi pada umumnya mencakup produksi sel atau biomassa dan perubahan (transformasi) kimia yang diinginkan. Transformasi kimia tersebut kemudian dapat dibagi menjadi dua sub bagian, yaitu: a. Pembentukan suatu produk akhir yang diinginkan, contoh: enzim, antibiotik, asam organik, dan steroid. b. Penguraian suatu bahan baku yang diberikan, contohnya: buangan air limbah, destruksi, buangan industri, atau tumpahan minyak. Bioteknologi mencakup proses fermentasi (mulai dari bir, anggur, roti, keju, vaksin, dan antibiotik), pengelolaan air, dan sampah. Pemanfaatan bioteknologi berkembang mulai dari biomedis hingga daur ulang logam dari batuan mineral berkualitas rendah. Bioteknologi modern telah melibatkan jasad hidup. Khususnya mikroba yang telah di rekayasa mengalami perubahan genetik secara in vitro dan hibrid somatik untuk meningkatkan aktivitasnya. Dalam bioteknologi modern, hampir semua proses teknologi memungkinkan pertumbuhan mikroba yang terlibat dalam proses dapat mencapai optimum dan produk semaksimal mungkin. II. Perkembangan Bioteknologi Perkembangan bioteknologi berlangsung sangat pesat dengan adanya perkembangan biologi molekuler yang menggunakan teknikteknik canggih untuk menciptakan terobosan baru dalam rangka peningkatan efisiensi dan ekonomi industri bioteknologi. Teknik-

2 teknik yang digunakan dalam bioteknologi antara lain: kultur jaringan melalui protoplasma, rekayasa genetika yang meliputi manipulasi DNA rekombinan, teknik penginderaan secara molekuler dan kelengkapan rancang bangun suatu alat untuk menumbuhkan mikroba yang memungkinkan berlangsungnya suatu reaksi biologi. III. Peran Bioteknologi Bioteknologi berperan sangat besar dalam kehidupan manusia. Orang Sumeria dan Babilonia telah menikmati bir sejak 6000 tahun sebelum masehi. Orang Mesir telah membuat adonan kue asam sejak 4000 tahun sebelum masehi. Bukti bahwa organisme sanggup melakukan fermentasi didapat dari studi awal L. Pasteur ( ), sehingga Pasteur disebut bapak bioteknologi. Pada masa kini, bioteknologi bukan hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah meluas dalam berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanggulangan populasi, penciptaan sumber energi, penemuan bahan medis maupun farmasi, dan lain-lain. Berikut adalah contoh peran bioteknologi dalam beberapa bidang kehidupan manusia. Bayi Tabung Banyak pasangan suami istri yang tidak dapat memperoleh keturunan, karena spermatozoa dan ovum tidak dapat bertemu karena hal-hal tertentu. Untuk mengatasinya, spermatozoa dan ovum dapat dipertemukan di dalam tabung (in vitro=di dalam tabung). Caranya, ovum istri dan spermatozoa suami diambil. Untuk memperoleh ovum dalam jumlah banyak, si istri disuntik dengan hormon agar menghasilkan beberapa ovum. Ovum dan spermatozoa simasukkan ke dalam cawan petri berisi medium yang sesuai dengan suhu tubuh. Maka terjadilah fertilisasi in vitro membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi embrio. Embrio yang baik dipelihara dan yang jelek disisihkan. Embrio yang memenuhi syarat dimasukkan ke dalam rahim agar berkembang menjadi janin di dalam rahim (in vivo=di dalam tubuh). Bayi yang lahir dengan cara demikian disebut bayi tabung. Bayi tabung yang pertama bernama Lousie Brown, dilahirkan di Inggris tanggal 25 Juli Teknik ini umumnya melanggar etika sehingga jarang digunakan. Rekayasa Genetika Sifat makhluk hidup tersimpan dalam gen. Gen adalah penentu sifat yang ada di kromosom. Jika gen diubah, maka sifat makhluk hidup itu juga ikut berubah. Karena itu, para ilmuwan berusaha untuk merubahrubah gen makhluk hidup agar memperoleh organisme baru dengan sifat yang dikehendaki. Kegiatan memanipulasi gen untuk mendapatkan produk baru dengan mengubah-ubah gen makhluk hidup disebut Rekayasa Genetika. Contoh penggunaan rekayasa genetika adalah pembuatan insulin. Gen penghasil insulin manusi dipotong dari DNA manusia dengan enzim. Gen tersebut lalu disambungkan pada plasmid bakteri E. coli. hasil sambungan plasmid dan gen insulin lalu dimasukkan ke dalam

3 bakteri E. coli. Bakteri tersebut dipelihara di dalam medium khusus sehingga berkembang biak dengan cepat dan dapat memproduksi insulin manusia. Insulin yang dihasilkan ditampung untuk dijual pada penderita kencing manis (Diabetes Melitus). Tanaman Transgenik Tanaman trasngenik sebenarnya merupakan salah-satu produk dari rekayasa genetika yang dilakukan terhadap tumbuhan. Tanaman ini menjadi penting karena dewasa ini sebagian besar produk yang dikembangkan oleh industri bioteknologi lebih banyak kepada tanaman budidaya yang memiliki nilai jual besar. Teknik pembuatan tanaman transgenik tidak jauh berbeda dengan pembuatan insulin. Sifat yang biasanya dimasukkan ke dalam tanaman adalah anti hama, anti gulma, mampu memproduksi protein tertentu, dan lain sebagainya. Tanaman-tanaman transgenik dan fungsi barunya dapat dilihat di tabel ini. Nama Tanaman Transgenik Sifat Baru Jagung Toleran terhadap herbisida. Tembakau Resisten terhadap nematoda, perubahan pigmen, perubahan respon terhadap cahaya, dll. Ubi Jalar Resisten terhadap hama, penyakit jamur, virus, dan nematoda. Gandum Toleran terhadap herbisida, resisten terhadap penyakit jamur, dan peningkatan mutu roti. Tomat Pengendalian pemasakan buah. Strawberi Resisten terhadap hama. Apel Resisten terhadap hama dan jamur. Pengklonaan Pengklonaan sebenarnya bukan barang baru dalam bioteknologi. Pengklonaan terhadap tumbuhan sebenarnya telah dilakukan berkali-kali sejak jaman dahulu. Pengklonaan paling sederhana dapat kita lihat di perkebunan ketela pohon. Ketela pohon yang ditanam menggunakan metode stek memiliki informasi genetik yang sama dengan induknya. Pengklonaan pada dasarnya merupakan usaha menghasilkan individu-individu yang seragam. Hal ini dapat dilakukan dengan stek, cangkok, bahkan kultur jaringan pada tumbuhan. Meskipun pengklonaan sering dilakukan terhadap tumbuhan, cara yang sama tidak bisa dilakukan pada hewan. Dahulu, para ilmuwan berpendapat hal ini terjadi karena sel hewan yang sudah dewasa telah kehilangan kemampuan berdiferensiasi (totipotensi). Hilangnya totipotensi ini menyebabkan sel hewan tidak dapat membelah dan berkembang menjadi individu baru. Tetapi Mintz dan Gurdon dalam penelitiannya masing-masing berhasil membuktikan bahwa ketidakmampuan sel hewan dewasa untuk berdiferensiasi disebabkan oleh lingkungan sitoplasma selnya. Gordon mengambil inti sel dari sel usus katak kemudian ia

4 masukkan ke dalam sel telur yang telah dihilangkan intinya dengan sinar ultraviolet. Sel telur ini lalu berkembang menjadi berudu, lalu menjadi katak dewasa. Katak dewasa ini merupakan klona dari katak pemberi sel usus. Inilah pengklonaan yang pertama dilakukan. Selain contoh-contoh di atas, berikut adalah contoh produk bioteknologi lainnya. Nama Produk Keterangan Bahan dasar berupa susu yang difermentasikan oleh Lactobacillus Keju, yoghurt bulgaricus dan Streptococcus thermophilus. Bahan dasar berupa susu yang difermentasikan oleh Streptococcus Mentega lactis dan Leuconostoc cremoris. Kecap Fermentasi kedelai yang dilakukan oleh Aspergillus soyae. Tempe Bahan dasar berupa kedelai, fermenternya Rhizopus oligosporus. Untuk mengobati penyakit yang dihasilkan melalui teknik peleburan Antibiotik sel. Antibodi Untuk mendiagnosis jenis penyakit yang diderita pasien, juga untuk monoklonal meningkatkan ketahan tubuh terhadap kanker dan penyakit lainnya. Hormon Untuk mengobati dwarfisme. pertumbuhan Vaksin hepatitis Hasil rekayasa genetika untuk pengobatan penyakit hepatitis. Biopestisida Mikroorganisme yang dapat menguraikan hama. Hasil rekayasa genetika keturunan dari Pseudomonas untuk Bakteri es melawan terbentuknya kristal-kristal es selama kondisi musim dingin.

5 disadur dari berbagai sumber