BIOTEKNOLOGI DI S U S U N OLEH; HIDAYATUL FITRI STIKES PAYUNG NEGERI KAMBUS B STUDI; S1 KESEHATAN MASYARAKAT
DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang B. Rumusan Masalah C. Tujuan BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Bioteknologi B. Jenis-Jenis Bioteknologi C. Sifat-Sifat Dan Peranan Mikroorganisme Dalam Bioteknologi D. Pemafaatan Bioteknologi Dalam Kehidupan Sehari-Hari E. Pemafaatan bioteknologi dalam kehidupan sehari-hari BAB III KESIMPULAN Penutup
A. Latar Belakang BAB 1 PENDAHULUAN Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat cepat memberi pengaruh kepada pola kehidupan manusia.bagaimanapun tidak dapat dipungkiri bahwasannya sebagian besar aspek kehidupan manusia telah memanfaatkan teknologi. Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Pada akhir tahun 1970-an, bioteknologi mulai dikenal sebagai salah satu revolusi teknologi yang sangat menjanjikan.pentingnya bioteknologi secara strategis dan potensinya untuk kontribusi dalam bidang pertanian, pangan, kesehatan, sumber daya alam dan lingkungan mulai menjadi kenyataan yang semakin berkembang.secara tidak langsung bioteknologi dapat membantu meningkatkan kesejahteraan hidup manusia juga.akan tetapi, perlu kita sadari bahwa perkembangan bioteknologi yang bervariasi ini belum dapat menjamin peningkatan kesejahteraan hidup manusia.karena masih banyak masyarakat yang tingkat perekonomiannya rendah sehingga penggunaan bioteknologi belum dapat dirasakan oleh semua lapisan masyarakat.namun demikian, banyaknya penggunaan hasil-hasil bioteknologi belum diimbangi dengan pengetahuan masyarakat tentang pengertian dari bioteknologi. Jadi masyarakat hanya memanfaatkan hasil-hasil dari bioteknologi tanpa mengetahui secara pasti apa itu bioteknologi.
B. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, masalah-masalah yang ingin saya jelaskan dan sampaikan adalah : 1. Apa yang dimaksud dengan bioteknologi? 2. Ada berapa jeniskah bioteknologi itu? 3. Apa perbedaan dari masing-masing jenis bioteknologi itu? 4. Apa peranan mikroorganisme dalam bioteknologi? 5. Dampak apa saja yang ditimbulkan dari penerapan bioteknologi? C. Tujuan Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah : 1. Mengetahui apa itu bioteknologi. 2. Mengetahui jenis-jenis bioteknologi. 3. Mengetahui perbedaan dari jenis-jenis bioteknologi yang ada. 11111 BAB II PEMBAHASAN BIOTEKNOLOGI A. Pengertian Bioteknologi 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.
Dalam pengertian popular, bioteknologi dapat diartikan sebagai penerapan teknik-teknik yang sesuai untuk mendayagunakan organisme (sel, jaringan makhluk hidup) dalam rangka memperoleh hasil yang diinginkan. Bioteknologi dapat dikatakan juga sebagai penggunaan atau pengubahan sel-sel atau senyawa/molekul biologi untuk aplikasi khusus.aspek dari bioteknologi yang menangani proses-proses yang melibatkan mikroorganisme disebut bioteknologi mikroba. Secara umum Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. B.Jenis - Jenis Bioteknologi Bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu : 1. Bioteknologi Konvensional Bioteknologi konvensional adalah paraktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana, tanpa adanya rekayasa genetika. Contoh produknya bir, wine, tuak, sake, yoghurt, roti, keju, tempe dll Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi sederhana. Bioteknologi ini mempunyai beberapa manfaat, yaitu: 1. Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman. 2. Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat diciptakan makanan baru yaitu Nata de coco. 3. Dapat membuat makanan yang tahan lama, misalnya asinan. 4. Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena bioteknologi sederhana tidak banyak membutuhkan biaya sehingga masyarakat kecil bisa melakukannya dan menjual hasilnya untuk keperluan hidup sehari-hari. Contohnya tempe dan tape. Proses pembuatan tempe dan tape termasuk bioteknologi
2. Bioteknologi Modern Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar Mikrobiologi dan Biokimia. Penerapan biotekn ologi modern juga mencangkup berbagai aspek kehidupan, misalnya ternak unggul hasil manipulasi genetik (peternakan), buah tomat hasil manipulasi genetik yang tahan lama (pangan), tanaman jagung dan kapas yang resisten terhadap serangan penyakit tertentu (pertanian), hormone insulin yang dihasilkan oleh E. coli (kedokteran dan farmasi). Bioteknologi modern sudah memanfaatkan metode-metode mutakhir, yaitu : 1.kultul jaringan Kultur jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang diperlukan terpenuhi. Syarat-syarat tersebut antara lain, yaitu : 1. Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukan kalus. 2. Penggunaan medium yang cocok. 3. Keadaan aseptik. 4. Pengaturan udara yang baik. a) Manfaat dan Kelemahan Kultur Jaringan Dengan melakukan kultur jaringan tumbuhan dapat diperoleh manfaat sebagai berikut. 2. Bibit terhindar dari hama dan penyakit. 3. Menghasilkan varietas baru seperti yang dikehendaki. 4. Mendapat hasil metabolisme tumbuhan (metabolit sekunder), misalnya karet, resin, tanpa areal tanaman yang luas dan tidak perlu menunggu tumbuhan dewasa. 5. Melestarikan tanaman-tanaman yang hampir punah. b) Selain memiliki manfaat, kultur jaringan juga memiliki kelemahan-kelemahan yaitu sebagai berikut.
1. Diperlukan biaya yang relatif tinggi. 2. Hanya mampu dilakukan oleh orang-orang tertentu saja, karena memiliki keahlian khusus. 3. Bibit hasil kultur jaringan memerlukan proses aklimatiasi, karena terbiasa dalam kondisi lembap dan aseptik. 2. Rekayasa Genetika Rekayasa genetika adalah suatu proses perubahan gen-gen dalam tubuh makhluk hidup. Rekayasa genetika dilakukan dengan cara mengisolasi dan mengidentifikasi serta memperbanyak gen yang dikehendaki. Berbagai teknik rekayasa genetika berkembang dimungkinkan karena ditemukannya : a) Enzim restriksi endonuklease yang dapat memotong benang DNA. b) Enzim ligase yang dapat menyambung kembali benang DNA. c) Plasmid yang dapat digunakan sbagai wahana memindahkan potongan benang DNA tertentu ke dalam sel mikroorganisme. Teknik rekayasa genetika dapat dilakukan melalui : 1. Rekombinasi DNA Rekombinasi DNA adalah proses penyambung 2 DNA dari organisme yang berbeda. Hasil penggabungan DNA dari individu yang tidak sama inj disebut dengan DNA rekombinan. Gen dari satu individu yang disisipi atau digabungkan pada gen individu yang lain disebut transgen, individunya disebut transgenik. Rekombinasi DNA dapat terjadi secara alami dan buatan. Secara alami dapat terjadi dengan cara : a) Pindah silang, yaitu tukar menukar kromatid pada kromosom homolog sehingga DNA terputus dan tersambungkan secara silang. b) Transduksi,yaitu bersambungnya DNA bakteri yang satu dengan bakteri yang lain dengan prantara virus. c) Tranformasi, yaitu pemindahan sifat-sifat dari satu mikroba ke mikroba lainnya melalui bagian-bagian DNA tertentu dari mikroba pertama.
Rekombinasi DNA secara buatan dilakukan dengan penyambungan DNA secara in vitro. Alasan dilakukan rekombinasi DNA ini adalah : a) Strutur DNA semua spesies sama. b) DNA dapat disambung-sambungkan. c) Ditemukan enzim pemotong dan penyambung. d) Gen dapat terekspresi di sel apapun. Teknologi rekombinasi DNA memerlukan suatu prantara atau vektor untuk memasukkan gen ke dalam sel target berupa plasmid bakteri, sehingga merupakan bentuk teknologi plasmid. Plasmid adalah lingkaran kecil DNA bakteri atau eukariota bersel satu yang dapat bereplikasi. 2. Teknik Hibridoma/Fusi Sel Teknik hibridoma adalah penggabungan 2 sel dari organisme berbeda ataupun sama (fusi sel) sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel hybrid (hibridoma) yang memiliki kombinasi sifat dari kedua sel tersebut. Proses penggabungan sel menggunakan tenaga listrik, sehingga prosesnya disebut elektrofusi. Hal-hal yang diperlukan dalam teknik hibridoma, yaitu : a) Sel umber gen adalah sel-sel yang memiliki sifat yang diinginkan. b) Sel wadah adalah sel yang mampu membelah dengan cepat (misalnya sel mieloma). c) Fusi gen adalahza-zat yang mempercepat fusi sel (misalnya NaNO3). Teknik hibridoma dapat dimanfaatkan untuk pembuatan produk penting, misalnya antibodi monoclonal, pembentukan spesies baru, dan pemetaan kromosom. 3. Kloning Kloning berasal dari bahasa inggris clonning yang berarti suatu usaha untuk menciptakan duplikat suatu organisme melalui proses aseksual. Tujuan utama kloning adalah untuk mengisolasi gen yang diinginkan dari seluruh gen yang ada (kromoson) pada organisme donor. Untuk mencapai tujuan tersebut, kloning dapat dilakukan dengan kloning embrio dan transfer inti.kloning embrio
dilakukan dengan fertilisasi in vitro, misalnya kloning pada sapi yang secara genetik identik untuk memproduksi hewan ternak. Sedangkan kloning dengan transfer inti yaitu pemindahan inti sel yang satu ke sel lain sehingga diperoleh individu baru yang memiliki sifat baru sesuai inti yang diterimanya. C. Sifat-Sifat dan peranan mikroorganisme dalam Bioteknologi Sifat-sifat mikroorganisme : 1. Memiliki ukuran sangat kecil, sehingga populasi dalam jumlah yang sangat banyak dapat menempati ruan yang kecil. 2. Reproduksinya cepat pada kondisi maksimum. 3. Adanya plasmid yang memudahkan proses rekayasa genetika dengan penyisipan gen lain ke cincin plasmid mikroorganisme tersebut. 4. Mampu melakukan metabolisme dalam kondisi anaerob dengan menggunakan enzim-enzim yang disekresikannya. 5. Memiliki sifat tetap dan tidak berubah-ubah. Peranan mikroorganisme dalam bioteknologi : 1. Dalam Bidang Pangan Bioteknologi dalam produksi bahan pangan menggunakan mikroorganisme untuk mengubahbahan pangan menjadi bentuk lain melalui proses fermentasi.fermentasi adalan proses merombak suatu senyawa organik menjadi zat organik yang lebih sederhana dengan bantuan mikroorganisme.fermentasi bahan makanan dilakukan untuk meningkatkan nilai bahan makanan menjadi produk yang diinginkan.selain itu mikroorganisme juga berperan dalam penciptaan makanan baru dari biomassa sel yang disebut protein sel tunggal. 2. Dalam Bidang Pertanian dan Perkebunan a. Tanaman Transgenik Tanaman transgenic adalah rekayasa genetika dapat dilakukan pada berbagai jenis tanaman untuk menghasilkan tanaman dengan sifat yang dikehendaki manusia. Tanaman transgenik yaitu tanaman yang telah disisipi gen bakteri.
Berikut ini contoh tanaman transgenic : 1. Tanaman Kebal Hama dan Penyakit TMV ( Tobacco Mozaic Virus) 2. Tanaman yang mampu mengikat Nitrogen b. Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman. Mikroorganisme dapat digunakan untuk pengendalian hama dan penyakit secara biologi yang disebut dengan biopeptisida mikroba. Beberapa mikroba yang dapat dipakai sebagai pestisida adalah sebagai berikut : 1) Bacillus Thuringiensis membantu mengatasi larva ngengat dan kupu- kupu perusak. 2) Bacillus populiae untuk mengatasi kumbang jepang dengan menularkan penyakit susu 3) Baculovirus merupakan kelompok virus yang dikembangkan sebagai bioinsektisida untuk memberantas serangga penggerek jagung, kumbang kentang, serta kutu dan kumbang daun. 3. Dalam Bidang Peternakan a. Hewan Transgenik. Hewan transgenik adalah hewan yang telah disisipi gen-gen tertentu yang dibutuhkan manusia. b. Hormon BGH ( Bovine Growth Hormone) atau BST ( Bovine Somattotropin) 4. Dalam Bidang Kedokteran dan Farmasi a. Insulin b. Antibodi Monoklonal c. Vaksin d. Antibiotik e. Interferon d. Terapi Genetik 5. Dalam Bidang Lingkungan
a. Pengelolaan Limbah b. Pengelolaan Sampah c. Pengelolaan Limbah Minyak 6. Dalam bidang pertambangan (biometalurgi) Di bidang pertambangan berkembang bioteknologi untuk memisahkan logam dari bijihnya yaitu dengan pemanfaatan bakteri Thiobacillus ferroxidans. D. Dampak Positif dan Dampak Negatif Bioteknologi a. Dampak Positif Bioteknologi Dampak positif dari bioteknologi adalah dihasilkannya produk-produk yang bermanfaat bagi peningkatan kesejahtraan manusia. 1) Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif. 2) Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar lain vaksin, antibiotik, antibodi monoklat, dan interferon 3) Bioteknologi dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian melalui kultur jaringan, fiksasi nitrogen pengendalian hama tanaman, dan pemberian hormon tumbuhan. 4) Bioteknologi dapat menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas) 5) Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan makanan dan minuman, antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem, mentega, yoghurt, tempe, kecap, bir dan anggur b. Dampak negatif bioteknologi 1) Menimbulkan penyakit pada manusia Gen-gen yang mengkode untuk pembentukan antibiotic dapat saja mengalami kecelakaan di dalam tubuh bakteri sehingga menyebabkan penyakit pada manusia. 2) Menimbulkan reaksi alergi
Timbulnya alergi yang disebabkan karena mengkomsumsi produk transgenic. 3) Mengancam kelestarian alam a) Jagung hasil rekayasa genetik dapat membunuh ulat yang tidak berbahaya. b) Rekayasa genetika dapat menghasilkan gluma-gluma super. c) Tanaman rekayasa genetika dapat membahayakan burung yang memakannya. d) Menyebabkan kepunahan sebagian plasma nuftah asli karena yang dikembangkan sekarang hanya produk rekayasa genetika saja. 4) Berpotensi digunakan sebagai alat perang Beberapa orang mungkin dengan sengaja menciptakan kombinasi gen-gen baru untuk kepentingan perang (semacam senjata kimia dan senjata biologi). E. Pemanfaatan Bioteknologi Dalam Kehidupan Sehari-Hari 1. BIDANG PANGAN/MAKANAN Bioteknologi memainkan peranan penting dalam bidang pangan yaitu dengan memproduksi makanan dengan bantuan mikroba (tempe,roti,keju,yoghurt,kecap,dll). Berikut tabel penerapan bioteknologi pada bidang pangan : NO PRODUK BAHAN MENTAH MIKROORGANISME 1. 2. Produk dari : Susu Keju Susu Fermentasi Yoghurt Produk dari : Limbah Susu Streptococcus sp. Susu kental Lactobacillus sp. Molase dan garam amonium Saccharomyces cerevisae
Protein Sel Graminearum Tunggal (PST) Rhizopus sp. 3. Mikoprotein Sampah Organik Aspergillus sp. Produk dari nabati : Kedelai Kedelai Rhizopus, Aspergillus 4. Tempe Beras Saccharomyces sp. 5. Kecap Ketan atau Acetobacterxylinum 6. Tape Singkong Saccharomyces 7. Anggur Buah anggur cereviceae 8. Nata de coco Air kelapa 9. Roti Beras 2. BIDANG KESEHATAN/KEDOKTERAN Bioteknologi juga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, pembuatan vaksin, terapi gen dan pembuatan antibiotik. Proses penambahan DNA asing pada bakteri merupakan prospek untuk memproduksi hormon atau obat-obatan di dunia kedokteran. Contohnya pada produksi hormon insulin, hormon pertumbuhan dan zat antivirus yang disebut interferon. Orang yang menderita diabetes melitus membutuhkan suplai insulin dari luar tubuh. Dengan menggunakan teknik DNA rekombinan, insulin dapat dipanen dari bakteri. Beberapa penyakit menurun atau kelainan genetik dapat disembuhkan dengan cara menyisipkan gen yang kurang pada penderita, cara ini dikenal dengan istilah terapi gen. Berikut penerapan bioteknologi pada bidang kesehatan : JENIS MIKROORGANISME PRODUK ASAM VITAMIN AMINO Corynebacterium glutamicum Treonin dan lisin -
Brevibacterium sp. Glutamat - Micriciccus glutamicus lisin - Pseudomonas sp. - Vitamin B12 Propinionic bacterium - Vitamin B12 Ashbya gossypii - Riboflamin Streptomyces oliveus - Kobalamin 3. BIDANG PERTANIAN Adanya perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetik dengan bioteknologi untuk memperoleh varietas unggul, produksi tinggi, tahan hama, patogen, dan herbisida. Perkembangan Biologi Molekuler memberikan sumbangan yang besar terhadap kemajuan ilmu pemuliaan ilmu tanaman (plant breeding).suatu hal yang tidak dapat dipungkiri bahwa perbaikan genetis melalui pemuliaan tanaman konvensional telah memberikan konstribusi yang sangat besar dalam penyediaan pangan dunia. 4. BIDANG PERLINDUNGAN ALAM Bioteknologi lingkungan dan pertambangan melibatkan agen biologi yang berupa tumbuhan dan mikroorganisme dengan pengembangan teknologi bioremidasi dan rekayasa genetika.tujuannya untuk menghasilkan tumbuhan mikroorganisme transgenik yang mampu mengatasi sumber-sumber pencemaran lingkungan. Pencemaran lingkungan merupakan salah satu isu global yang mafrak dibicarakan. Tingginya tingkat pencemaran akan berdampak serius terhadap kelangsungan hidup umat manusia. Di bidang lingkungan, bioteknologi berperan dalam : Þ Menghasilkan energi berupa bahan bakar yang ramah lingkungan. Þ Pengolahan berbagai macam limbah.
Kaleng, kertas bekas, dan sisa makanan, sisa aktivitas pertanian atau industri merupakan bahan yang berasal dari alam. Penanganan sampah dapat dilakukan dengan cara, misalnya dengan ditimbun, dibakar, mendaur ulang agar sampah tidak menumpuk dan agar alam terlihat lebih nyaman jika tidak adanya tumpukan sampah-sampah. Tetapi diantara semua cara tersebut yang paling baik asalah mendaur ulang sampah-sampah. BAB III PENUTUP KESIMPULAN Berdasarkan pemaparan diatas maka dapat disimpulkan bahwa, Bioteknologi adalah usaha terpadu dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan, seperti Mikrobiologi, Genetika, Biokimia, Sitologi, dan Biologi Molekuler untuk mengolah bahan baku dengan bantuan mikroorganisme, sel, atau komponen selulernya yang diproleh dari tumbuhan atau hewan sehingga menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu : bioteknologi konvensional (tradisional) dan bioteknologi modern.peranan mikroorganisme dalam bioteknologi, yaitu dalam bidang pangan, dalam bidang pertanian dan perkebunan, dalam bidang peternakan, dalam bidang kedokteran dan farmasi, dalam bidang lingkungan (bioremediasi), dan dalam bidang pertambangan (biometalurgi).bioteknologi bukan hanya memiliki dampak positif saja, tetapi juga memiliki dampak negatif. PENUTUP Demikian yang dapat saya paparkan mengenai Bioteknologi yang menjadi pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau
referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya. DAFTAR PUSTAKA http://d-josseal.blogspot.com http://yonorio601.blogspot.com IPA KELAS IX : Wikipedia Indonesia Abinemuwahhid. Pelajaran IPA SMA Informasi dari Microsoft Encarta versi 2004. Arief B. Witarto. 2004. Mengenal lebih jauh bioteknologi. Ceramah undangan di Pelatihan Bioteknologi untuk Profesi Kedokteran di RS Kanker Dharmais, Jakarta, 27 September 2004.. Ade Sanjaya, Bioteknologi Minggu, 06 Juni 2010 http://blogku--inspirasiku.blogspot.com/2012/06/makalah-bioteknologi.html 2011 by BlogKu InspirasiKU Under Common Share Alike Atribution SukisWariyanto, Yani Muharomah, Mari Belajar Ilmu Pengetahuan Alam 2009 : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasiona