MATERI BIOTEKTONOLOGI
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.
Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi
semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia,
komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika,
kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain,
bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam
proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi secara sederhana sudah
dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi
pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang
sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas
baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan Di
bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara
lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin
walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang
tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor
oleh Louis pasteur Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin
dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi
berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai
dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur
jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning,
dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan
penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker
ataupun AIDS, Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga
memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang
mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh
seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi
rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman
dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih
jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun
tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai
pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi.Sebagai contoh,
pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan
penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan
menggunakan bakteri jenis baru.
Kemajuan di bidang bioteknologi tak
lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya.
Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap
tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.
Bioteknologi secara umum berarti
meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi
teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan
menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme
tersebut.\ Perubahan sifat Biologis melalui
rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru"
produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia.
v BIOTEKNOLOGI
KONVENSIONAL DAN MODERN
Bioteknologi
dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/tradisional dan modern.
Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan
mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan
makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap.
Mikroorganisme
dapat mengubah bahan pangan. Proses yang dibantu mikroorganisme, misalnya
dengan fermentasi, hasilnya antara lain
tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju dan yoghurt. Proses tersebut
dianggap sebagai bioteknologi masa lalu. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi
konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum
tahu adanya penggunaan enzim
1.
Pengolahan Bahan Makanan
a.
Pengolahan produk susu
Susu dapat diolah menjadi
bentuk-bentuk baru, seperti yoghurt, keju, dan mentega.
1)
Yoghurt
Untuk membuat yoghurt, susu
dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar lemak dibuang.
Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricusdan
Streptococcus thermophillus. Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu
dengan jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan selama ± 5 jam pada
temperatur 45oC. Selama penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai
akibat dari kegiatan bakteri asam laktat. Selanjutnya susu didinginkan dan
dapat diberi cita rasa.
2)
Keju
Dalam pembuatan keju digunakan
bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut
berfungsi memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Proses
pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90oC atau
dipasteurisasi, kemudian didinginkan sampai 30oC. Selanjutnya bakteri asam
laktat dicampurkan. Akibat dari
kegiatan
bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah menjadi cairan whey dan dadih
padat, kemudian ditambahkan enzim rennin dari lambung sapi muda untuk
mengumpulkan dadih. Enzim rennin dewasa ini telah digantikan dengan enzim
buatan, yaitu klimosin.
Dadih
yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperature 32oC – 420oC dan
ditambah garam, kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang.
Adapun whey yang terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi.
3)
Mentega
Pembuatan mentega menggunakan
mikroorganisme Streptococcus lactis dan Lectonostoceremoris.
Bakteri-bakteri tersebut membentuk proses pengasaman. Selanjutnya, susu diberi
cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan. Kemudian lemak mentega diaduk
untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.
b.
Produk makanan nonsusu
1) Kecap
Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus
oryzae dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus
oryzae bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang
telah dimasak menghancurkan campuran gandum. Setelah proses fermentasi
karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap.
2)
Tempe
Tempe kadang-kadang dianggap sebagai
bahan makanan masyarakat golongan menengah ke bawah, sehingga masyarakat merasa
gengsi memasukkan tempe sebgai salah satu menu makanannya. Akan tetapi, setelah
diketahui manfaatnya bagi kesehatan, tempe mulai banyak dicari dan digemari
masyarakat dalam maupun luar negeri. Jenis tempe sebenarnya sangat beragam,
bergantung pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya adalah
tempe kedelai.
Tempe mempunyai nilai gizi yang
baik. Di samping itu tempe mempunyai beberapa khasiat, seperti dapat mencegah
dan mengendalikan diare, mempercepat proses penyembuhan duodenitis,
memperlancar pencernaan, dapat menurunkan kadar kolesterol, dapat mengurangi
toksisitas, meningkatkan vitalitas, mencegah anemia, menghambat ketuaan, serta
mampu menghambat resiko jantung koroner, penyakit gula, dan kanker. Untuk
membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi
merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang. Dalam proses
pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genus
Rhizopus, yaitu Rhyzopus oligosporus, Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus
arrhizus, dan Rhyzopus oryzae. Miselium dari kapang tersebut akan mengikat
keping-keping biji kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe. Proses
fermentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak,
dan karbohidrat.Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai sembilan
kali lipat.
c)
Tape
Tape dibuat dari bahan dasar ketela
pohon dengan menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan enzim yang dapat mengubah
zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan alkohol. Masyarakat kita membuat
tape tersebut berdasarkan pengalaman.
2. Bioteknologi Modern
Seiring dengan perkembangan ilmu
pengetahuan, para ahli telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan
memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern
orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien.
Dewasa
ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah
mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi,
penciptaan sumber energi, dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian
serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar
manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Beberapa penerapan bioteknologi
modern sebagai berikut.
a.
Rekayasa genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu
cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat
yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi
DNA.
Dalam rekayasa genetika digunakan
DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk
hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan.
Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara
turun-temurun.
Untuk mengubah DNA sel dapat
dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel,
teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
1)
Transplantasi inti
Transplantasi inti adalah pemindahan
inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat
sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan
terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus
katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa
inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru,
ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang
berkembang menjadi blastula.
Blastula tersebut selanjutnya
dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti
tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk
ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang
menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.
2)
Fusi sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel
baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau
hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan
sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami).
Manfaat
fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom,membuat antibodi monoklonal, dan
membentuk spesies baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:
a) sel sumber gen (sumber sifat
ideal);
b) sel wadah (sel yang mampu
membelah cepat);
c) fusigen (zat-zat yang mempercepat
fusi sel).
3)
Teknologi plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil
yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat
plasmid, antara lain:
a) merupakan molekul DNA yang
mengandung gen tertentu;
b) dapat beraplikasi diri;
c) dapat berpindah ke sel bakteri
lain;
d) sifat plasmid pada keturunan
bakteri sama dengan plasmid induk.
4)
Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses
penggabungan DNA-DNA dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk
menyambungkan gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA
disebut juga rekombinasi gen.
b.
Bioteknologi bidang kedokteran
Bioteknologi mempunyai peran penting
dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika
dan hormon.
1)
Pembuatan antibodi monoclonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi
yang diperoleh dari Suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara
lain:
a) untuk mendeteksi kandungan hormon
korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;
b) mengikat racun dan
menonaktifkannya;
c) mencegah penolakan tubuh terhadap
hasil transplantasi jaringan lain.
2)
Pembuatan vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah
serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin
didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari
mikroorganisme tersebut.
3)
Pembuatan antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang
dihasilkan oleh organism tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organism
lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau
bakteri yang diproses dengan cara tertentu.
Zat
antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II
oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.
4)
Pembuatan hormon
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini
telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-horkmon yang telah
diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron
v KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN
BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERN
A.
Bioteknologi Konvensional
1. Keuntungan Bioteknologi Konvensional
a.
Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman, seperti air
susu menjadi yoghurt, mentega, keju.
b.
Teknologinya relatif sederhana,
c.
Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat dibuat Nata
de coco
d.
Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena
bioteknologi konvensional tidak banyak membutuhkan biaya karena biaya yang
digunakan relatif murah
e.
Pengaruh jangka panjang umumnya sudah diketahui karena sistemnya sudah
mapan
2.
Kerugian Bioteknologi Konvensional
a. Tidak dapat mengatasi masalah ketidaksesuaian
(inkompatibilitas) genetic
b. Perbaikan sifat genetik tidak terarah
c. Hasil tidak dapat diperkirakan
sebelumnya
d. Memerlukan waktu yang relatif lama untuk
menghasilkan galur baru
e. Tidak dapat mengatasi kendala alam dalam
sistem budidaya tanaman, misalnya hama
B.
Bioteknologi Modern
1. Manfaat Bioteknologi Modern
a.
Di bidang pertanian dan peternakan yaitu mampu menciptakan bibit-bibit unggul
yang akan memberikan produk bermutu tinggi secara kualitas dan kuantitas ,
meningkatnya sifat resistensi tanaman terhadap hama dan penyakit tanaman,
misalnya tanaman transgenik kebal hama, Mengatasi terbatasnya lahan pertanian ,
Mengatasi produksi bibit yang sama dalam jangka waktu singkat , Mengendalikan
serangga perusak tanaman budidaya
b.
Di bidang Lingkungan dan pelestarian yaitu mengatasi masalah pelestarian
species langka dan hampir punah. Dengan teknologi transplantasi nukleus, hewan
/ tumbuhan langka bisa dilestarikan, membantu manusia mengatasi masalah-masalah
pencemaran lingkungan, Seperti : bacteri pemakan plastik dan parafin, bacteri
penghasil bahan plastik biodegradable,
c.
Di bidang kesehatan, mampu menciptakan produk obat untuk penyakit. Misalnya :
penyakit kelainan genetis dg terapi gen, hormon insulin, antibiotik, antibodi
monoklonal, vaksin.
d.
Di bidang industri, mampu menciptakan pemberantas hama secara biologis
(Bacillus thuringensis) dan tanaman tahan hama dalam tubuhnya disisipi gen
bakteri (tanaman transgenik)
e.
Di bidang pertambangan, mampu melakukan pengolahan biji besi (Thiobacillus
ferrooxidans), membantu manusia mengatasi masalah sumber daya energi. Misalnya
: bioethanol, biogas,membantu proses pemurnian logam dari bijihnya pada
pertambangan logam
( biohidrometalurgi )
2.Kerugian Bioteknologi Modern
1)
Di bidang Etika/ Moral
a.
Ada masyarakat yang menganggap bahwa menyisipkan gen suatu MH ke MH
berten-tangan dengan nilai budaya dan melanggar hukum alam
b.
Penyisipan gen babi ke dalam buah semangka dapat membawa konsekuensi bagi
penganut agama tertentu.
c.
Pemberian hak paten atas organisme transgenik bertentangan dengan banyak
nilai-nilai budaya yang menghargai nilai intrinsik makhluk hidup karena
pemberian hak paten pada organisme hasil rekayasa menyebabkan pemberian hak
pribadi atas organisme yang bisa disalahgunakan.
d.
Kloning manusia saat ini masih dipertentangkan dan dianggap merusak nilai etika
dan moral karena merusak embrio/janin manusia untuk alasan apapun dianggap
tidak manusiawi
2)
Di bidang sosial ekonomi
a.
Menimbulkan kesenjangan antara negara/ perusahaan yang memanfaatkan
biotekno-logi dengan yang belum memanfaatkan bioteknologi (negara dunia ke
tiga).
b.
Hak paten hasil rekayasa, swastanisasi dan konsentrasi bioteknologi pada
kelompok tertentu membuat petani tradisional tidak dapat mengadakan bibit
sendiri dan para peneliti harus mendapatkan ijin terlebih dahulu sebelum
melakukan penelitian menggunakan bibit-bibit hasil rekayasa tersebut.
c.
Merugikan petani kecil dan menimbulkan kesenjangan ekonomi karena produk
bioteknologi yang pada umumnya dimiliki oleh pemilik modal dapat meningkatkan
produksi hingga 50 %.
d.
Produk bioteknologi hasil modifikasi genetika suatu organisme dapat
menyingkirkan plasma nutfah, yaitu suatu jenis makhluk hidup yang masih
memiliki sifat asli.
3)
Dampak di bidang kesehatan
a.
Ada produk hasil rekayasa genetik yang disinyalir menimbulkan masalah serius,
misalnya kematian akibat penggunaan insulin, sapi penghasil susu yang disuntik
dengan Hormon BGH mengandung bahan kimia yang berbahaya, tomat Flavr Savr
diketahui membawa gen resisten terhadap antibiotik.
b.
Penggunaan insulin hasil rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di
Inggris.
c.
Tomat Flavr Savr hasil rekayasa diketahui mengandung gen yang resisten terhadap
antibiotik.
d.
Susu sapi yang disuntik hormon BGH (bovine growth hormone) atau hormon
pertumbuhan sapi, disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi
berbahaya bagi kesehatan manusia..
e.
Jagung yang direkayasa sebagai pakan unggas menjadikan unggas tersebut
mengandung genetic modified organism (GMO) yang dikhawatirkan membahayakan
manusia.
f.
Ada dugaan bahwa SARS yang menghebohkan dunia, diduga disebabkan oleh rekayasa
genetika virus Corona.
4)
Dampak terhadap lingkungan
a.
Pelepasan organisme transgenik ke alam dapat keseimbangan alam dan kelestarian
organisme.
b.
Pencemaran biologi, karena apabila makhluk hidup transgenik lepas ke alam bebas
dan kawin dengan makhluk normal dapat menghasilkan keturunan yang mutan.
c.
Penyalahgunaan hak pribadi, karena dengan rekayasa genetika perubahan genotip
tidak dirancang secara alami sesuai dengan kebutuhan, melainkan menurut
kebutuhan pelaku bioteknologi itu sendiri. Hal ini dapat menimbulkan peluang
bahaya bagi kelestarian lingkungan hidup.
SUMBER:
