By: Bena Humaira

D A M PA KB I O T E K N O LO G I

PENGERTIAN

M A C A M B I O T E K N O L O

G I

P R I N S I P D A S A RR E K AYA S A

G E N E T I K

APLIKASIBIOTEKNOLOGI

HOME

PENGERTIAN

Bioteknologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang pemanfaatan makhluk hidup secara sebagian atau secara utuh untuk menghasilkan barang/jasa untuk kepentingan hidup manusia.

BIOTEKNOLOGI

KONVENSIONAL

BIO

TEK

NO

LOG

I KO

NV

EN

SIO

NA

L

Atau disebut juga bioteknologi tradisional masih menggunakan teknik dan peralatan yang sederhana. Pada bioteknologi ini prosesnya memanfaatkan mikroorganisme, proses biokimia, dan proses genetik alami. Manipulasi yang dilakukan pada bioteknologi ini hanya pada kondisi lingkungan dan media tumbuh (substrat), manipulasi ini belum sampai tahap rekayasa genetika. Jikapun ada, rekayasa yang dilakukan bersifat sederhana dan perubahan bahan genetik yang dihasilkan tidak tepat sasaran.

KELEBIHAN Biaya produksi murah Teknologi menggunakan

peralatan sederhana Pengaruh jangka panjang

sudah diketahui

KELEMAHAN Perbaikan genetik tidak terarah Memerlukan waktu relatif lama Belum ada pengkajian prinsip-

prinsip ilmiah Hasil tidak dapat diperkirakan

sebelunya Hanya diproduksi dalam skala

kecil Tidak dapat mengatasi

ketidaksesuaian genetik Prosesnya relatif belum steril

sehingga kualitas hasilnya belum terjamin

Contoh Bioteknologi Konvensional

Tempe

oncomtape

kecap

keju

ROTI

BIO

TEK

NO

LOG

IM

OD

ER

N

Pada bioteknologi modern, manipulasi tidak hanya dilakukan pada kondisi lingkungan maupun media tumbuh, tetapi manipulasi juga dilakukan pada susunan gen dalam kromosom makhluk hidup yang digunakan (rekayasa genetika).

KELEBIHAN Hasil dapat diperhitungkan Dapat mengatasi kendala

ketidaksesuaian genetik Perbaikan sifat genetik dapat

dilakukan secara terarah Dapat menghasilkan

organisme yang sifat barunya tidak ada pada sifat alaminya

KELEMAHAN Biaya produksi relatif lebih

mahal Memerlukan teknologi canggih Pengaruh jangka panjang

belum diketahui

Contoh Bioteknologi Modern

PenerapanHidroponik

KulturJaringan

Kloning padahewan

DNA Rekombinan

Fusi Protoplasma

Kultur Jaringan

Kloning

Teknik Bayi Tabung

DNA Rekombinan

Teknik DNA rekombinan dilakukan dengan pengubahan susunan DNA sehingga diperoleh susunan DNA baru yang mampu mengekspresikan sifat-sifat yang diinginkan teknik ini digunakan untuk menghasilkan organisme transgenik.

Proses DNA Rekombinan meliputi

Isolasi DNATransplasntasiGen atau DNA

Memasukkan DNARekomendasi keDalam sel hidup

Isolasi DNA Isolasi DNA dilakukan untuk menyeleksi DNA yang

dikehendaki. Isolasi dilakukan dengan mengekstrak kromosom dari suatu organisme. DNA yang dipilih kemudian dipotong dengan enzim endonuklease restriksi yang berperan sebagai gunting biologi.

Segmen DNA yang dikehendaki kemudian dimasukkan ke dalam suatu vektor (pembawa). Vektor pada proses ini dapat berupa plasmid atau DNA virus. Vektor yang dipilih ini harus dapat berikatan dengan gen, mampu memperbanyak, dan mengekspresikan gen tersebut. Sebelum digunakan sebagai vektor, plasmid maupun DNA virus harus dipotong terlebih dahulu dengan enzim endonuklease restriksi.

Yang dimaksud plasmid adalah rantai DNAmelingkar di luar kromosom bakteri.

Berikut adalah gambar plasmiddalam sel bakteri

Transplantasi Gen atau DNA

Transplantasi gen dilakukan dengan cara menyambung/merekatkan gen yang telah diisolasi ke dalam DNA plasmid vektor dengan menggunakan enzim ligase. Enzim ini mampu menyambung ujung-ujung nukleotida dan berperan sebagai lem biologi.

Hasil penyambungan ini disebut DNA rekombinan yang mengandung DNA asli vektor dan DNA asing yang diinginkan.

Memasukkan DNA Rekombinanke dalam sel hidup

DNA rekombinan kemudian dimasukkan ke dalam vektor sel bakteri ataupun virus melalui pemanasan dalam larutan NaCl atau melalui elektroporasi. Sel bakteri atau virus tersebut kemudian melakukan replikasi dengan cara membelah diri sehingga diperoleh DNA rekombinan dalam jumlah banyak.

Proses DNA Rekombinan

Fusi Protoplasma

Fusi protoplasma disebut juga teknologi hibridoma yang dilakukan dengan menggabungkan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme berbeda dalam suatu medan listrik. Prinsip dari fusi protoplasma adalah menggabungkan kedua isi sel dengan terlebih dahulu menghilangkan dinding sel dari kedua sel yang akan digabungkan dalam suatu medan listrik.

Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif buatan yang didasarkan pada sifat totipotensi pada tumbuhan. Prinsip kultur jaringan adalah menumbuhkan jaringan maupun sel tumbuhan dalam suatu media buatan secara aseptik.

Tahap Kultur Jaringan

1. Sterilisasi eksplan dengan cara merendam eksplan dalam bahan kimia (sterilan) selama beberapa menit kemudian dicuci dengan air steril. Sterilisasi bertujuan untuk membunuh mikrobia yang menempel pada eksplan.

2. Penanaman eksplan pada media kultur yang terbuat dari agar-agar dan dilengkapi dengan unsur makro dan mikro.

3. Meletakkan botol yang berisi eksplan pada ruangan yang suhu dan penyinarannya terkontrol hingga terbentuk kalus.

4. Subkultur dilakukan beberapa kali sampai kalus tumbuh menjadi plantet.

5. Plantet dikeluarkan dari botol dan akarnya dibersihkan dengan air bersih.

6. Planted ditanam ke dalam pot-pot kecil dan diletakkan ditempat yang tidak terkena cahaya matahari langsung.

7. Apabila plantet sudah tumbuh kuat, tanaman bisa dipindahkan ke media tanah atau lahan pertanian yang terkena matahari langsung.

Keunggulan Teknik Kultur Jaringan1. Tidak memerlukan

lahan yang luas untuk memproduksi banyak bibit tanaman.

2. Menghasilkan bibit tanaman yang sifatnya identik dengan sifat induknya.

3. Menghasilkan bibit tanaman bibit tanaman dalam jumlah banyak dan dalam waktu singkat.

Kloning Kloning/transaplatasi/pencangkokan

nukleus digunakan untuk menghasilkan individu yang secara genetik 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 salanjutnya akan mengandung embrio yang ditanam dan melahirkan anak hasil kloning.

Skema Proses kloningPada domba Dolly

Contoh hewan hasil kloning

Ayam tanpa bulu yang rendah lemak, ramah lingkungan karena mengurangi biaya yang harus dikeluarkan peternak untuk ventilasi.

Ikan yang dimodifikasi secara genetik dapat bersinar dalam aquarium.

Dua babi transgenik menunjukkan protein fluorsen hijau di kuku nya.

Teknik Bayi Tabung Teknik ini 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 terjadi misal tersumbatnya saluran telur. Pembuahan yang dilakukan pada teknik bayi tabung berada di luar tubuh induk betina. Sel telur yang telah dibuahi akan membentuk embrio. Embrio tersebut selanjutnya tumbuh menjadi anak yang siap dilahirkan.

Proses pembuatan bayi tabung

Dampak Bioteknologi

lingkungan

Sosial ekonomi

kesehatan

Etika moral

Dam

pak b

ag

i ling

ku

ng

an

Positiv

eN

egativ

e

Mengurangi penggunaan pestisida yakni dengan ditemukannya tumbuhan yang tahan terhadap serangga.

Mengurangi pencemaran limbah dengan penggunaan Thiobacillus ferrooxidans untuk memisahkan logam dari bijihnya.

Menimbulkan kerusakan pada ekosistem yakni dengan adanya tumbuhan yang tahan terhadap serangga bisa membunuh organisme seperti kupu-kupu dan lebah.

Hilangnya plasma nutfah yang dapat mengakibatkan punahnya makhluk hidup dalam suatu ekosistem.

Dam

pak d

i bid

an

g s

osia

l ekon

om

i

Positiv

eN

egativ

e

Terjadi persaingan untuk mencari tanaman atau hewan varietas baru melalui proses rekayasa genetika yang terjadi dikalangan industri.

Kesenjangan sosial dan ekonomi pada masyarakat karena produk-produk dari petani dan peternak tradisional mulai tersisih dengan adanya produk-produk rekayasa genetika.

Dam

pak te

rhad

ap

keseh

ata

n

Positiv

eN

egativ

e

Adanya penemuan produk-produk obat maupun horman hasil rekayasa genetika mengakibatkan produk tersebut lebih murah dan mudah diperoleh oleh masyarakat.

Penggunaan produk kesehatan hasil rekayasa genetika dapat menimbulkan alergi.

Dampak etika moral

Penerapan teknologi kloning yang dikhawatirkan akan diterapkan pada manusia dianggap merendahkan martabat manusia. Kloning pada manusia sangat ditentang karena tidak sesuai dengan etika moral dan melanggar aturan agama. Oleh karena itu, para ilmuwan diharapkan dapat bersikap dan bertindak bijaksana dalam melakukan rekayasa genetika.