MAKALAH BIOTEKNOLOGI

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

            Anda tentu pernah memakan tempe, roti, atau keju, bukan? Bagaimana dengan yoghurt, apakah Anda mengenalnya? Jika jawaban Anda adalah ''ya'', berarti Anda telah menggunakan beberapa produk hasil bioteknologi.

Bioteknologi menggunakan makhluk hidup, pada umumnya berupa mikroorganisme (bakteri dan jamur), untuk menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia. Walaupun terdengar sebagai sesuatu yang sangat baru, bioteknologi sebenarnya sudah digunakan dalam berbagai proses pada zaman dahulu. Misalnya, penggunaan ragi untuk mengembangkan dan membuat adonan roti serta pembuatan keju dan minuman beralkohol adalah merupakan salah satu contoh penerapan bioteknologi. Akan tetapi, bioteknologi yang digunakan masih bioteknologi sederhana atau konvensional. Bioteknologi terus berkembang seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. Istilah bioteknologi modern pun muncul sebagai respons dari cepatnya perkembangan bioteknologi. Kloning dan tanaman transgenik merupakan contoh produk bioteknologi modern. Bioteknologi tercipta karena dorongan kebutuhan manusia yang semakin meningkat. Berbagai usaha telah dilakukan manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Hal ini tidak hanya terjadi pada bidang pertanian dalam memenuhi kebutuhan pangan saja, tetapi juga dalam bidang-bidang lainnya.

A.      Rumusan Masalah

1.      Bagaimana dasar-dasar bioteknologi?

2.      Bagaimana perkembangan bioteknologi?

3.      Apa saja peranan bioteknologi dalam kehidupan?

4.      Apa dampak bioteknologi?

BAB II

PENGANTAR BIOTEKNOLOGI

A.    Dasar-dasar Bioteknologi

1.      Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi dari asal katanya sendiri, yaitu bio artinya hidup atau organisme hidup dan kata teknologi artinya suatu cara atau teknik. Kata bioteknologi mulai muncul pada tahun 1917 dari seorang ilmuan asal Hungaria yang bernama Karl Ereky untuk menjelaskan penggunaan gula bit hasil fermentasi sebagai pakan ternak babi. Pemberian gula bit dapat meningkatkan produksi ternak babi. Cara ini, disebut bioteknologi karena menggunakan gula bit dari hasil fermentasi. Namun pada saat itu, orang belum tertarik untuk memahami istilah bioteknologi. (Fahruddin, 2010: Hal 13)

Baru pada tahun 1961 Carl Goran Heden ahli mikrobiologi menerbitkan jurnal ilmiah Biotechnology and Bioengineering, banyak mempublikasikan hasil-hasil penelitiannya dalam jurnal tersebut yaitu mengenai pemenfaatan jazad hidup dalam mengahasilkan berbagai bahan untuk kebutuhan manusia, kemudian muncul definisi bioteknologi yang diartikan sebagai pemanfaatan jazad hidup dalam industri untuk menghasilkan barang dan jasa. (Bioteknologi Lingkungan Fahruddin, 2010: Hal 13)

Pada prinsipnya definisi tentang bioteknologi pada umumnya mengkaitkan pada kegiatan mikroba, sistem dan proses biologi, dengan produksi barang dan jasa atau yang mengkaitkan aktivitas biologis dengan proses tehnik dan produksi dalam industri. Untuk lebih ringkasnya bioteknologi adalah ilmu terapan biologi yang melibatkan disiplin ilmu mikrobiologi, biokimia, dan rekayasa genetika untuk menghasilkan produk dan jasa. Organisme yang digunakan dalam bioteknologi paling sering adalah mikroba seperti bakteri, kapang dan yeast (ragi). (Fahruddin, 2010: Hal 13)

2.      Jenis-jenis Bioteknologi

Bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi konvesional dan bioteknologi modern.

a.      Bioteknologi Tradisional dan Konvesional

Aplikasi bioteknologi secara tradisonil, yaitu bioteknologi yang belum mengenal adanya istilah genetika dan kloning. Bioteknologi ini seperti yang telah dicontohkan di atas, adalah berupa pemanfaatan mikroba dalam fermentasi, seleksi atau persilangan tradisional dibidang pertanian dan peternakan untuk mencari bibit unggul. Selain pemanfaatan mikroba dengan menghasilkan produk, bioteknologi tradisinal juga termasuk dalam tehnik seleksi di bidang pertanian dan peternakan : yaitu pemilihan sifat yang sesuai dengan keinginan manusia melalui hibridisasi dengan  tujuan memperbaiki keturunan (Fahruddin, 2010: Hal 14).

Prinsip bioteknologi konvensional pada dasarnya untuk pemenuhan kebutuhan dalam jumlah yang banyak dengan menggunakan metode tebaru untuk mengembangkan produk (Fahruddin, 2010: Hal 14).

b.      Bioteknologi Modern

Prinsip bioteknologi modern lebih banyak menggunakan sumber genetik yakni DNA organism yang telah dimanipulasi dan disebut rekayasa genitika. Bioteknologi modern juga disebut bioteknologi generasi kedua, berkembang setelah perang Dunia Kedua dengan memanfaatkan organisme hasil rekayasa genetika, agar proses pengubahan dapat berlangsung secara lebih efiesien dan efekti. Secara sederhana rekayasa genetika dapat diterangkan sebagai tehnik untuk menghasilkan molekul DNA yang berisi gen baru sesuai yang diinginkan dengan mengubah atau menambah molekul DNA pada gen (Fahruddin, 2010: Hal 15).

Prinsip dasar rekayasa genitika sebagai berikut.

1)      DNA Rekombinan

Teknik DNA rrekombinan dilakukan dengan pengubahan susunan DNA sehingga diperoleh susunan DNA baru yang mampu mengekspresikan sifat-sifat yang diinginkan. Teknik ini digunakan untuk menghasilkan organism transgenik. Proses DNA rekombinan ini meliputi isolasi DNA, transplantasi gen atau DNA, dan memasukkan DNA ke dalam sel hidup (Kusumawati, 2012: 171).

2)      Fusi Protoplasma

Fusi protoplasma disebut juga teknologi hibrodoma yang dilakukan dengan menggabungkan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organism yang berbeda dalam suatu medan listrik. Teknik ini diguakan untuk menghasilkan organisme transgenik. Prinsip dari fusi protoplasma adalah menggabungkan kedua isi sel dengan terlebih dahulu menghilangkan dinding sel atau membrane sel dari kedua sel yang akan digabungkan dalam suatu medan listrik. Teknik ini dapat dilakukan pada sel tumbuhan maupun hewan (Kusumawati, 2012: 173).

3)      Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman secra vegetative buatan yang didasarkan pada sifat totipotensi tumbuhan. Prinsip kultur jaringan dalah menumbuhkan jaringan maupun sel tumbuhan dalam suatu media buatan secara antiseptic. Dalam teori tersebut dikatakan bahwa setiap sel tumbuhan mempunyai kemampuan untuk tumbuh menjadi individu baru apabila sitempatkan pada lingkungan yang sesuai. Sifat individu baru yang dihasilkan sama persis dengan sifat induknya (Kusumawati, 2012: 173).

            Bagian tumbuhan yang ditumbuhkan dalam media kultur disebut eksplan. Eksplan yang sering digunakan merupakan bagian tumbuhan yang memiliki sel-sel yang aktif membelah seperti ujung akar dann ujung batang. Potongan bagian tumbuhan yang ditanam pada media kultur akan tumbuh membentuk kalus. Kalus merupakan massa sel yang belum terdiferensiasi. Kalus tersebut akan berkembang menjadi tanaman lengkap uyang disebut plantlet (Kusumawati, 2012: 173).

            Media kultur jaringan yang digunakan biasanya berupa gar-agar yang ditambah dengan unsur hara dan vitamin yang dibutuhankan oleh tumbuhan media tersebut juga dapat ditambah dengan hormon pertumbuhan, misalnya auksin dan sitokinin. Auksin akan memicu pertumbuhan akar, sedang sitokinin akan memicu pertumbuhan tunas. Komposisi kultur jaringan tergantung pada spesies tumbuhan yang akan diperbanyak (Kusumawati, 2012: 173).

4)      Kloning

Kloning atau transplantasi atau pencangkokan nukleus digunakan untuk menghasilkan individu yang secara genetic identik dengan induknya. Proses kloning dilakukan dengan cara memasukkan inti sel donor ke dalam sel telur yang telah dihilangkan inti selnya. Selanjutnya, sel telur tersebut diberi kejutan listrik atau zat kimia untuk memacu pembelahan sel. Ketika klon embrio telah mencapai tahap yang sesuai, embrio dimasukkan ke dalam rahim hewan betina lainnya yang sejenis. Hewan tersebut selanjunya akan mengandung embrio yang ditanam dan melahirkan anak hasil kloning. Contoh hewan hasil kloning adalah domba Dolly (Kusumawati, 2012: 174).

5)      Teknik Bayi Tabung

Teknik bayi tabung bertujuan untuk membantu pasangan suami istri yang sulit memperoleh keturunan. Pasangan suami istri tersebut sebenarnya mampu menghasilkan sel kelamin secara normal. Namun, karena adanya faktor-faktor tertentu mengakibatkan proses pembuahan tidak dapat menjadi misal tersumbatnya saluran telur (Kusumawati, 2012: 175).

            Pembuahan yang dilakukan pada teknik bayi tabung (fertilisasi in vitro) berada di luar tubuh induk betina. Sel telur yang telah dibuahi akan membentuk embrio. Embrio kemudian ditanam (diimplantasi) pada rahim pendonor. Embrio tersebut selanjutnya tumbuh menjadi anak yang siap dilahirkan (Kusumawati, 2012: 175).

C.    Penerapan Bioteknologi dalam Kehidupan

1.      Pangan

      Beberapa contoh bioteknologi tradisional di bidang pangan misalnya, tempe dibuat dari kedelai menggunakan jamur Rhizopus, tape dibuat dari ketela pohon dengan menggunakan Khamir Saccharomyces cereviceae, keju dan yoghurt dibuat dari susu sapi dengan menggunakan bakteri Lactobacillus. (Rachmawati, 2009: Hal 154)

2.      Bidang Pertanian dan Perternakan

Beberapa contoh aplikasi bioteknologi modern dibidang pertanian sebagai berikut.

a.       Padi Transgenik

Teknologi DNA rekombinan dapat dimanfaatkan untuk memperoleh tanaman padi transgenik. Contoh tanaman padi rojolele transgenik yang mampu mengekspresikan laktoferin dan tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin. Untuk mendapatkan tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin caranya dengan memasukkan gen tahan dingin dari hewan yang hidup di tempat dingin ke dalam kromosom padi (Kusumawati, 2012: 179).

b.      Tembakau resistan terhadap virus

Teknologi DNA rekombinan juga dapat dimanfaatkan untuk memperoleh tanaman tembakau yang tahan tehadap virus TMV (Tobacco Mozaic Virus). Teknologi tersebut dikembangkan oleh Beachy, seorang ilmuan dari Universitas Washington (AS). Plasmid Ti digabung dengan gen yang tahan terhadap penyakit TMV, kemudian dimasukkan ke dalam kromosom tembakau. Kromosom tersebut kemudian diperbanyak melalui teknik kultur jaringan. Hasil akhirnya adalah tanaman tembakau tahan terhadap infeksi virus TMV (Kusumawati, 2012: 179).

c.       Bunga Antilayu dan Buah Tahan Busuk

Hormon pertumbuahan yang mengakibatkan bunga menjadi layu adalah etilen. Kelayuan pada bunga terjadi akibat adanya gen yang sensitif pada mahkota bunga. Jika gen tersebut diganti dengan gen yang kurang sensitif, kelayuan pada bunga dapat ditunda. Dengan metode ini telah dikembangkan anyelir transgenik yang mampu bertahan segar selama 3 minggu. Sementara itu, anyelir normal hanya mampu bertahan selama 3 hari saja (Kusumawati, 2012: 179).

Hormon etilen juga merangsang pematangan buah. Jika aktivitas gen penghasil etilen dapat dihambat melalui rekayasa genetika maka buah akan tetap segar dalam waktu lama. Contohnya pada tomat Flavr Svr yang tahan busuk (Kusumawati, 2012: 179).

d.      Tanaman Kapas Antiserangga

Tanaman kapas trasngenik antiserangga diperoleh dengan memasukkan gen delta endotioksin Bacillus thuringiensis kedalam tanaman kapas melalui teknik DNA rekombinan. Selanjutnya, tanaman tersebut akan memproduksi protein delta endotoksin. Protein ini akan bereaksi dengan enzim yang diproduksi oleh lambung serangga. Reaksi ini mengubah enzim tersebut menjadi racun. Dengan demikian, serangga yang memakan tanaman tersebut akan mengalami keracunan kemudian mati (Kusumawati, 2012: 179).

Adapun contoh pemanfaatan bioteknologi dalam bidang peternakan di antaranya sebagai berikut.

a.       Sapi Perah dengan Hormon Manusia

Teknologi DNA rekombinan mampu menyisipkan gen laktoferin pada manusia yang memproduksi HLF (Human Lactoferin) pada sapi perah. Dengan penyisipan ini akan dihasilkan sapi yang mampu memproduksi susu yang mengandung laktoferin. Contohnya sapi Herman (Kusumawati, 2012: 180).

b.      Bovin Somatotropin (BST)

Teknologi ini dilakukan dengan menyisipkan gen somatotropin sapi pada plasmid. Escherichia coli untuk menghasilkan BST. BST yang ditambahkan pada makanan ternak dapat meningkatkan produksi daging dan susu ternak (Kusumawati, 2012: 180).

3. Bidang Industri

Dalam bidang industri peranan mikroorganisme dapat dijumpai pada teknologi pemisahan logam. Beberapa jenis bakteri ada yang dapat hidup pada logam, misalnya bakteri besi Thiobacillus ferroxidans yang mampu mengoksidasi besi (II) menjadi besi (III), dengan reaksi sebagai berikut.          

4Fe2+ + 3+

+ 4H + O 4Fe + 2H O

Bakteri tersebut mirip dengan Thiobacillus thiooxi dants yang dapat mentoleransi nilai pH hingga 2,5 dengan mendapatkan energi dari senyawasenyawa belerang dan ionion Fe2+ . Habitat bakteri ini di perairan yang asam dari bijih logam, terutama sulfida logam, seperti FeS2.

Dengan proses oksidasi oleh bakteri dari senyawa senyawa belerang tereduksi atau belerang unsur menjadi asam sulfat dari Fe3+, maupun oleh oksidasi secara kimia logam berat yang tidak larut menjadi sulfat logam, maka bakteri yang berada dalam bijih besi mampu memisah dari bijih besinya.

Bakteri juga dapat melakukan penyediaan asam belerang pada pemisahan bijih logam yang dilakukan oleh dua macam bakteri tersebut di atas. Selain bijih besi yang dipisahkan, juga bisa tembaga (Cu), seng (Zn), kobalt (Co), emas (Au), dan uranium.

Contoh bakteri lain yang dapat dimanfaatkan dalam bioteknologi sebagai berikut,

.Gallinella ferruginea, mampu mengoksidasi Fe men jadi Fe 3+, yang hidup di lapisan besi oksidasi pada air buangan.

.Leptothrix ochracea, mampu mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+, yang hidup di lapisan besi oksidasi pada air buangan.

.Leptothrix discopharus , mampu mengoksidasi Mn2+ menjadi Mn4+ .

4.         Bidang Lingkungan

Aplikasi bioteknologi di bidang lingkungan digunakan untuk mengani pencemaran lingkungan. Pada proses pemurnian logam. Bahan-bahan tambang yang diperoleh umumnya masih terikat dengan bijihnya (kotoran). Untuk itu diperlukan bahan kimia untuk memurnikannya. Namun, bahan-bahan kimia tersebut ternyata kurang efektif dalam memisahkan logam dari bijihnya sehingga banyak sisa bahan tambang yang kemudian dibuang sebagai limbah. Dengan menggunkan bakteri Thlobacillus ferrooxidans, berbagai jenis logam dapat diambi dari cairan sisa penambangan. Bakteri ini mampu mengoksidasi belerang yang mengikat berbagai logam seperti tembaga, seng, dan uranium membentuk logam sulfida. Bakteri tidak memanfaatkan logam-logam tersebut sehingga natinya logam akan dilepas ke air dan dimanfaatkan oleh manusia. Dengan demikian, pencemaran lingkungan akibat limbah penambangan dapat dikurangi dengan memanfaatkan peran mikroorganisme (Kusumawati, 2012: 183).

Biotenologi juga diterapkan untuk mengatasi pencemaran akibat tumpahan minyak di laut. Tumpahan minyak tersebut dapat diatasi dengan memanfaatkan bakteri Pseudomonas putida. Bakteri tersebut mampu menguraikan ikatan hidrokarbon pada minyak bumi (Kusumawati, 2012: 183).

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 peran. Beberapa orang mungkin dengan sengaja menciptakan kombinasi gen-gen baru untuk kepentingan perang (semacam senjata kimia dan senjata biologi).

BAB III

PENUTUP

A.      Kesimpulan

1.      Bioteknologi adalah ilmu terapan biologi yang melibatkan disiplin ilmu mikrobiologi, biokimia, dan rekayasa genetika untuk menghasilkan produk dan jasa.

2.      Bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi konvesional dan bioteknologi modern.

        Bioteknologi Tradisional dan Konvesional

        Bioteknologi Modern

3.      Perkembangan bioteknologi

4.      Penerapan bioteknologi

        Pangan

        Bidang Pertanian dan Perternakan

        Bidang Kedokteran

        Bidang Lingkungan

B.     Saran

Bioteknologi memiliki dampak positif dan negatif. Akan lebih baik jika penggunaan bioteknologi digunakan secara bijaksana dan semanfaat mungkin tanpa harus memberikan dampak negatif dilingkungan sekitar. Dan diharapkan dengan semakin berkembangnya bioteknologi dapat meningkatkan kesejahteraan umat manusia.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N.A., J.B. Reece, L.A. Urry, M.L. Cain, S.A. Wasserman, P.V. Minorski & R.B. Jackson.  2010. Biologi (Edisi Kedelapan-Jilid 1). Jakarta : Erlangga.

Faidah Rachmawati, Nurul Urifah, dan Ari Wijayati. 2009. Jakarta: Ricardo Publishing and Printing

Fahruddin. 2010. Bioteknologi Lingkungan. Bandung: Alfabeta.

Rohana Kusumawati, Muhammad Luthfi Hidayat. 2012. Klaten: Intan Pariwara.

Sutarno, Nono. 2000. Biologi Lanjutan Umum II. Jakarta: Universitas Terbuka.

http://sukasuuka.blogspot.com/2014/03/makalah-bioteknologi.html