Bioteknologi adalah ilmu terapan yang mempelajari prinsip-prinsip ilmiah adalam pemanfaatan organism atau bagian organism untuk menghasilkan produk berguna untuk kepentingan hidup manusia. Bioteknologi menggunakan prinsip-prinsip dari ilmu-ilmu lain yang meliputi biologi molekuler, mikrobiologi, mikologi, genetika dan biokimia. Bioteknologi dibedakan menjadi 2 macam yaitu :
- Bioteknologi konvensional (tradisional), prinsip kerja yang digunakan berdasarkan pengalaman turun temurun tanpa mengetahui proses pembuatannya, biasanya dihasilkan dari industri rumahan. Contoh produk hasil bioteknologi konvensional adalah tempe, oncom dan tape.
- Bioteknologi modern, prinsip kerja yang digunakan diperoleh berdasarkan penelitian ilmiah, sehingga produk dapat dihasilkan secara besar-besaran. Contoh produk hasil bioteknologi modern adalah antibiotik, vaksin dan lain-lain.
Bioteknologi menghasilkan banyak produk yang sangat bermanfaat bagi manusia, diantaranya pada bidang pertanian, peternakan, kesehatan, pangan dan pertambangan.
BIOTEKNOLOGI PERTANIAN
|
Jenis Bioteknologi |
Prinsip Kerja |
| Teknik reproduksi
v Kutur jaringan
v Hibridisasi |
Perkembangan vegetatif tumbuhan dengan cara menanam jaringan tumbuhan yang bersifat totipotensi pada media agar dan akan menghasilkan tumbuhan yang utuh dengan jumlah yang banyak dalam waktu singkat. Langkah kerja kultur jaringan : · Inisiasi : mengambil jaringan sel (eksplan) dari organ tumbuhan. · Multipikasi : menanam eksplan pada media nutrisi sehingga terbentuk kalus. · Pembentukan organ tumbuhan dengan menumbuhkan kalus pada media khusus sehingga terbentuk plantet. Keuntungan kultur jaringan adalah menghasilkan tanaman baru dengan jumlah yang banyak dalam waktu yang singkat, tanaman baru memiliki sifat percis dengan induknya, tanaman baru bebas dari virus atau bakteri, menghemat lahan, sebagai upaya konservasi tumbuhan langka.
Pekawinan antara dua tumbuhan dengan sifat yang berbeda dalam satu spesies untuk memperoleh sifat unggul. Contoh padi IR 5, IR 8, IR 20, PB 5 dan PB 8. |
| Teknik Pembudidayaan
v Hidroponik
v Aeroponik |
Pembudidayaan tumbuhan pada media bukan tanah (media yang dipergunakan adalah air, agar-gara atau genteng). Keuntungan teknik ini adalah tumbuhan berkualitas tinggi, bebas hama penyakit, penghematan lahan, menghemat air dan pupuk, tidak terbatas musim tanam.
Pembudidayaan tumbuhan yang tidak menggunakan media sama sekali. Akar tanaman tergantung dalam suatu wadah yang dijaga kelembabannya. Zat makanan diperoleh melalui larutan nutrisi yang disemprotkan ke bagian akar tanaman. Keuntungan aeroponik : tumbuhan lebih banyak menyerap oksigen dan menghemat air. |
| Teknik Nuklir | Penyinaran tumbuhan dengan menggunakan unsure radioaktif (iradiasi) yang mampu mengubah susunan kimiawi gen. teknik nuklir dipergunakan untuk mutasi tanaman unggul (padi atomita I-IV), pemberantasan hama dengan cara memandulkan hama jantan, pengawetan produk pertanian dengan mengendalikan kuman penyakit dan bakteri pembusuk serta menghambat pertunasan untuk memperpanjang masa penyimpanan. |
| Rekayasa Genetika
v Transgenik
v Penggabungan protoplasma
v Pelipatgandaan kromosom |
Upaya memanipulasi sifat genetik organisme dengan mengganti atau menambah DNA dari organisme lain ke susunan DNA asli untuk mendapat sifat yang diinginkan.
Memasukan gen bakteri yang dapat menghasilkan zat pembunuh hama atau gulma ke dalam gen tumbuhan sehingga tumbuhan tersebut resisten terhadap hama dan gulma.
Penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang sama dalam suatu medan listrik untuk menghasilkan tanaman hibrida dengan sifat-sifat baru dan tahan terhadap penyakit.
Pelipatgandaan kromosom dengan cara memberikan zat penghambat pertumbuhan (teknik poliploidi) untuk mendapatkan buah-buahan tanpa biji, buah dan sayuran yang tahan terhadap pembusukan, dan perbesaran ukuran buah-buahan. |
BIOTEKNOLOGI PETERNAKAN
|
Jenis Bioteknologi |
Prinsip Kerja |
| Teknik reproduksi
v Inseminasi buatan
v Hibridisasi
v Kloning |
Pemasukkan sperma ternak jantan ungul ke dalam organ reproduksi ternak betina. Keunggulan inseminasi buatan : ternak baru sifatnya unggul dan menghemat biaya.
Perkawinan antara dua hewan dengan sifat yang berbeda dalam satu spesies bertujuan untuk mendapat ternak kualitas unggul. Contoh produk hibridisasi adalah sapi Santa Gentudis, Ssapi Brangus, domba Marino, ayam Leghom
Teknik perkembang biakan yang menghasilkan individu baru yang identik dari penggabungan sel telur (ovum yang intinya telah dihancurkan) dengan inti sel tubuh (somatik). |
| Rekayasa genetika | Pembuatan hormone pertumbuhan sapi (Bovine Growth Hormone) oleh Eshchericia coli |
BIOTEKNOLOGI KESEHATAN
|
Jenis Bioteknologi |
Prinsip Kerja |
| Teknik reproduksi | Bayi tabung adalah upaya reproduksi pada manusia dengan melakukan fertilisasi in vitro (diluar tubuh wanita) karena adanya kelainan pada organ reproduksi. |
| Rekayasa genetik
v Pembuatan hormon dan vaksin
v Interferon
v Antibodi monoklonal |
Pembuatan hormone insulin dan somatotropin serta pembuatan vaksin hepatitis dengan bantuan Eshchericia coli.
Suatu protein dalam tubuh organisme yang berfungsi memecah virus penyakit dan mencegahnya menggandaan diri.
Antibodi murni yang diperoleh dari penggabungan sel limfosit dengan sel yang terkena panyakit, berguna untuk mengobati keracunan, mengetahui adanya kehamilan, dan mengobati kanker
|
PEMANFAATAN MIKROORGANISME
|
Jenis bioteknologi |
Mikroorganisme | Bahan |
Produk |
| Bioteknologi pagan | Aspergillus wentii (kapang) | Ampas kedelai | Kecap |
| Rhizopus oligosporus (kapang) | Kacang kedelai | Tempe | |
| Monila sitophila (kapang)
Neurospora sitophila (kapang) |
Ampas kacang tanah | Oncom | |
| Saccharomyces cereviseae (khamir) | Beras ketan, singkong, anggur | Tape singkong, tape ketan, wine, bir, roti | |
| Saccharomyces tuac (khamir) | Beras | Tuak | |
| Aspergillus oryzae (kapang) | Beras | Sake | |
| Acetobacter xylinum (bakteri) | Air kelapa | Nana de coco, Nata de pinna | |
| Streptococcus citrivorus (bakteri) | Susu | Mentega | |
| Lactobacillus bulgaricus
Streptococcus thermophillus Streptococcus acidophilus (bakteri) |
Susu | Yoghurt | |
| Propiani bacterium (bakteri) | Krim susu | Keju | |
| Penghasil antibiotik ditemukan Alexander Fleming pada tahun 1929. | Penicillium notatum (kapang)
Penicillium chrysogenum |
Untuk menghambat pertumbuhan bakteri | Penisilin |
| Saccharomyces griseus (kapang) | Untuk menangani bakteri TB | Streptomisin | |
| Cephalosporium acremonium (kapang) | Untuk menangani radang paru-paru (pneumonia) | Sefalosporin | |
| Penghasil asam amino
Protein sel tunggal dari mikroorganisme dengan kadar protein mencapai 80% |
Spirulina | Sumber pangan alternatif | |
| Chlorella | Mengandung 50% protein | ||
| Saccharomyces cereviseae
Candida utilis |
Kandungan asam nukleat tinggi | ||
| Corynebacterium glutamicum | Penghasil asam glutamat | ||
| Bioenergi
(penghasil energi) |
Bakteri metanogen | Kotoran hewan | Biogas (metan/CH4) |
| Saccharomyces cereviseae | Limbah tebu | Gasohol | |
| Biological control
(pengendalian hama) |
Bacillus thuringiensis | Ulat hama patogen | Mengendalikan hama tanpa mencemari lingkungan |
| Azotobacter | Bersimbiosis dengan tanaman jagung | Mengikat nitrogen bebas dari udara | |
| Rhyzobium | Bersimbiosis dengan tanaman kcang-kacangan | Mengikat nitrogen bebas dari udara | |
| Bioremediasi
(penanggulangan pencemaran) |
Bakteri Khemolitotrop | Logam berat beracun | Mengumpulkan ion logam yang mencenari tanah |
| Bakteri metanogen | Limbah sayur/ternak | biogas | |
| Acinetobacter calcoaceticus | Mengemulsikan minyak sehingga larut dalam air | Mengurangi pencemaran minyak bumi di perariran | |
| Bioteknologi pertambangan | Thiobacillus ferroxidan | Tembaga, mangan dan uranium | Memisahkan logam dari batuan |
