bioteknologi

A.   PENGERTIAN dan KONSEP DASAR BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah suatu teknik atau teknologi yang menghasilkan suatu produk melalui sistem biologis dan teknik terapan yang menggunakan mikroorganisme,sel-sel atau kultur jaringan tumbuhan dan hewan. Pada prinsipnya, dalam bioteknologi terkandung 3 hal pokok yaitu sebagai berikut.

1.   Agen biologis(mikroba, enzim, sel tanaman dan hewan).

2.   Pendayagunaan secara teknologis dan industrial.

3.   Produk dan jasa yang diperoleh.

Aktivitas bioteknologi pada prinsipnya memanfaatkan kemampuan organisme hidup. Dimana ptotein yang paling berperan dalam bioteknologi adalah enzim. Teknologi enzim yang mutakhir memajukan bioteknologi, yaitu rekombinasi DNA, fusi sel (teknologi hibridoma), fusi protoplasma dan amflikasi gen. Reaksi yang terjadi pada proses bioteknologi tersebut dapat bersifat katabolik dan anabolik. Pengetahuan tentang bioteknologi secara tidak sengaja telah dimulai sejak 6000 tahun SM oleh masyarakat Babilonia dengan membuat makanan dan minuman secara fermentasi.

B.    JENIS-JENIS BIOTEKNOLOGI

1. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme seperti jamur  dan bakteri yang dapat menghasilkan enzim tertentu sehingga diperoleh produksi seperti alkohol, asam asetat, gula dan bahan makanan lain. Ciri khas dari bioteknologi konvensional dalah adanya penggunaan mahluk hidup secara langsung dan belum mengetahui penggunaan enzim. Berikut produk fermentasi.

Berikut ini berbagai mikroorganisme yang dimanfaatkan dalam bioteknologi.

No.	Bahan Pangan	Mikroorganisme	Golongan	Produk
1	Susu	Lactobacillus bulgaricus Streptococcus termophillus Streptococcus lactis Panicillium requiforti Propioni bacterium Lactobacillus casei	Bakteri Bakteri Bakteri Jamur Bakteri Bakteri	Yoghurt Yoghurt Mentega Keju Keju swiss Susu asam
2	Kedelai	Rhizopus oligosporus Rhizopus stoloniferus Rhizopus oryzae Aspergillus oryzae	Jamur Jamur Jamur Jamur	Tempe Tempe Tempe Kecap
3	Kacang Tanah	Neurospora sitophyla	Jamur	Oncom
4	Beras	Saccharomyces cereviseae Endomycopsis fibulegera	Jamur Jamur	Tape ketan
5	Singkong	Saccharomyces elipsoides Endomycopsis fibulegera	Jamur Jamur	Tape singkong
6	Air Kelapa	Acetobacter xylinum	Bakteri	Nata de coco
7	Tepung Gandum	Saccharomyces elipsoides	Jamur	Roti
8	Kubis	Enterobacter sp.	Bakteri	Asinan
9	Padi-Padian atau Umbi-Umbian	Saccharomyces cereviseae Saccharomyces caelbergensis	Jamur Jamur	Minuman beralkohol
10	mkroorganisme	Spirulina Chlorella	Alga bersel satu	Protein sel tunggal

2. BIOTEKNOLOGI MODERN

C.   PRODUK-PRODUK BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL dan MANFAATNYA

1. PEMBUATAN KEJU

 

2. PEMBUATAN YOGHURT

 

3. PEMBUATAN KECAP

Air

Ampas

Makanan ternak

Larutan garam

Bungkil

Jamur tempe

Dimasak hingga mendidih

Dimasak hingga mendidih

Diragikan II (3-4 minggu)

Diragiakan I (3-5 hari)

Kecap

Disaring

Hasil saringan

Disaring

Ditiriskan

Direbus

Dicuci dan direndam 1 malam

TEMPE

                                      

4. PEMBUATAN ROTI

5. PEMBUATAN MENTEGA

Susu dan krim dipisahkan

Susu Mentah

                                      

 

      6. PEMBUATAN ANGGUR(WINE)

7. PEMBUATAN PROTEIN SEL TUNGAAL (PST)

Protein sel tungaal adalah bahan manakan berkadar tinggi yang berasal dari mikroba. Istilah PST digunakan untuk membedakan bahwa protein ini berasal dari organisme bersel tunggal atau banyak. Proses utama dalam produksi protein sel tunggal adalah fermentasi yang bertujuan mengoptimum konversi substrat menjadi masa mikrobial. Faktor-faktor yang mendorong pengembangbiakan mikroba untuk PST adalah sebagai berikut.

a.    Laju pertumbuhan dan penggadaannya sangat cepat jika dibandingkan dengan tanaman atau hewan.

b.   Mudah dilakukan karena dapat menggunakan berbagai macam media atau substrat, bergantung pada mikroba yang digunakan.

c.    Tidak bergantung pengaruh iklim. Artinya dapat dilakukan sepanjang tahun.

d.   Memiliki kandungan protein yang lebih tinggi dibanding hewan dan tumbuhan.

Klasifikasi mikroba yang cocok untuk PST:

a.    Tidak menyebabkan pernyakit terhadap tanamna, hewan dan manusia

b.   Nilai gizinya baik

c.    Tingkat penerimaan sebagai bahan pangan atau pakan

d.   Tidak mengandung bahan beracun.

e.    Biaya produksi yang relatif sangat rendah

Ada dua faktor pendorong pengembangbiakkan mikroba untuk PST

a.    Laju pertumbuhan sangat cepat.

b.   Berbagai macam substrat dapat digunakan tergantung jenis mikrobanya.

Proses produksi protein sel tunggal yang terdiri atas langkah-langkah sebagai berikut

a.    Pemilihan dan penyiapan karbon, beberapa perlakuan fisik dan kimiawi terhadap bahan dasar yang digunakan

b.   Penyiapan media yang cocok mengandung sumber karbon, nitrogen, fosfor, dan unsur lain yang penting.

c.    Pencegahan kontaminasi media

d.   Pembiakan mikroba yang diperlukan

e.    Pemisahan biomassa mikrobial dari cairan fermentasi

f.    Penanganan lanjut biomassa

D.   PRODUK-PRODUK BIOTEKNOLOGI MODERN dan MANFAATNYA

1. BIDANG PERTANIAN

a.  Kultur Jaringan

Kultur jaringan disebut juga perbanyakan tanaman secara in vitro karena jaringan dikultur pada suatu botol khusus sehingga jaringan dapat tumbuh dengan baik dan menghasilkan individu baru.

1)  Mannfaat Kultur Jaringan

a)    Merupakan suatu metode perbanyakan vegetatif guna mendapatkan tanaman baru dengan kualitas unggul dalam jumlah yang tidak terbatas dalam waktu singkat.

b)   Dalam bidang ilmu penyakit tanaman, kultur jaringan bermanfaat untuk mempelajari penyakit tumor dan merupakan suatu cara yang cocok untuk mempelajari hubungan antara tanaman dan parasit

c)    Pengembangan tanaman dan tanaman obat yang langka

d)   Menhasilkan tanaman baru yang yang toleran terhadap stres garam di daerah pantai. Teknik ini disebut dengan genetic engineering technique

e)    Menghasilkan tanaman yang bebas virus dan pelestarian plasma nutfah.

f)    Meningkatkan perekonomian rakyat/petani

2)  Proses Kultur Jaringan

a)    Pemilihan eksplan

Eksplan yang dipilih adalah bagian tumbuhan yang bersifat embrional, yaitu selnya aktif mengadakan pembelahan atau jaringan meristem.

b)   Pemilihan medium

Pemilihan medium yang sesuai untuk kultur jaringan sangatlah penting karena sangat menentukan keberhasilan praktik kultur jaringan.

·         Medium padat

Medium yag mengandung mikronutrien dengan komposisi yang tepat dalam bentuk padat atau biasanya digunakan agar-agar untuk mempermudah tumbuhnya akar serta tunas.

·         Medium cair

Medium berupa larutan untuk memecah kalus menjadi sel tunggal dimana sel tunggal yang dihasilkan mempunyai kemampuan untuk membelah diri.

c)    Penanaman

b. Tanaman transgenik

No.	Jenis Tanaman	Modifikasi	Sifat yang Didomodifikasi
1	Padi	Gen dari tumbuhan narsis, jagung, dan bakteri erwinia disisipkan dalam kromosom padi.	Menaikkan jumlah provitamin A
2	Tembakau	Tanaman Arabidopsis thaliana yang memiliki gen tahan terhadap cuaca dingin dimasukkan ke dalam tanaman tembakau.	Lebih tahan terhadap cuaca dingin.
3	Melon	Bakteriofage T3 yang memiliki gen untuk mengurangi pembentukan hormon etilen.	Buah melon tidak mudah busuk.
4	Tomat	Tomat disisipi gen khusus, antisenescens, untuk menghambat enzim poligalakturonase/enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat	Tomat tidak mudah busuk sehingga dapat disimpan lama

c.  Fiksasi Nitrogen

d. Pengendalian Hama Penyakit

2. BIDANG PETERNAKAN

a.  Kultur Sel

b. Hewan Transgenik

c.  Pembuatan Vaksin Untuk Ternak

d. Pembuatan Pakan Ternak Tumbuhan Bergizi Tinggi

3. BIDANG MEDIS

a.  Pembuatan Vaksin

b. Pembuatan Hormon Insulin

c.  Pembuatan Antibiotik

4. BIDANG LINGKUNGAN HIDUP

a.  Biogas

b. Lumpur Aktif

5. BIDANG PEMISAHAN LOGAM DAN BIJIHNYA

E.    DAMPAK PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK BIOTEKNOLOGI di DALAM MASYARAKAT

1.   DAMPAK POSITIF

a.  Mampu mengatasi kekurangan bahan makanan terutama protein dan vitamin. Serta produksi pangan menjadi lebih cepat dan tidak membutuhkan ruang yang luas.

b.  Dalam bidang energi, bioteknologi juga memberikan alternatif energi, misalnya biogas

c.  Dalam bidang kesehatan, bioteknologi membantu mengatasi berbagai permasalahan kesehatan dengan penelitian obat-obatab dengan lebih murah.

d. Memungkinkan penyediaan senyawa organik seperti alkohol, asam asetat, gula, bahan makanan, protein dan vitamin.

e.  Bioteknologi membantu mengatasi masalah keturunan, seperti bayi tabung

f.   Dalam bidang lingkungan, bioteknologi membantu masalah pencernaan limbah dengan menggunakan bakteri.

g.  Dalam bidang ekonomi, bioteknologi dapat meningkatkan perekonomian rakyat.

2.   DAMPAK NEGATIF

a.  Dampak terhadap kesehatan

1)  Susu sapi yang disuntik dengan BGH(bovine growth hormone) berbahaya bagi kesehatan

2)  Gen cry dari bacillus thuringienis maupun bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh manusia.

3)  Pemakaian insulin yang kemungkinan dapat menyebabkan kematian

4)  Tomat flavr savr hasil rekayasa diketahui mengandung gen yang resisten terhadap antibiotik.

b. Dampak terhadap Lingkungan

c. Dampak di bidang sosial ekonomi

1)  Tanaman dan ternak yang diberi BGH meningkatkan produksi hingga 20% sehingga mematikan ekonomi petani kecil

2)  Kondisi yang memprihatikan bagi negara lain, karena negara maju terus memodifikasi segala hal dengan bioteknologi yang mereke miliki.

3)  Hak paten yang dimiliki produsen organisme transgenik juga semakin menambah dominasi negara maju

d. Dampak terhadap etika