Pintar Pelajaran Bioteknologi Modern

Artikel Pengertian dan Macam-macam Bioteknologi Modern - Selain mendasarkan pada mikrobiologi dan biokimia, bioteknologi modern mendasarkan pula pada manipulasi atau rekayasa genetika (DNA). Ciri atau sifat bioteknologi modern, antara lain: steril, produksi dalam jumlah lebih banyak, kualitasnya standar, dan terjamin. Berbeda dengan bioteknologi konvensional, bioteknologi modern sudah memanfaatkan metode-metode mutakhir bioteknologi (currents methods of biotechnology), antara lain:

1. Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan suatu teknik atau metode untuk mengisolasi bagian-bagian tumbuhan (sel, jaringan, atau organ seperti akar, batang, daun, dan pucuk) kemudian menumbuhkan bagian tersebut secara aseptis (teknik untuk mendapat kondisi suci hama) di dalam atau di atas medium budidaya (in vitro). Dengan demikian, bagian-bagian tumbuhan tersebut sanggup memperbanyak diri dan dapat menjadi tumbuhan lengkap kembali.

Isolasi atau pemisahan penggalan tumbuhan sanggup dilakukan secara mekanis maupun kimiawi (enzimatis). Kultur jaringan pada tanaman dapat dilakukan sebab setiap tumbuhan memiliki sifat totipotensi. Totipotensi yakni kemampuan sel tumbuhan untuk menjadi tanaman baru yang lengkap, jikalau ditumbuhkan dalam medium atau lingkungan yang sesuai.

Teknik kultur jaringan memerlukan syarat mutlak, yaitu keadaan steril pada alat, bahan, lingkungan (ruang kerja), maupun seluruh rangkaian kerjanya. Secara umum, rangkaian kerja teknik kultur ja ringan meliputi:

a. Persiapan

Tahap awal dalam kultur jaringan yakni menyiapkan eksplan, yaitu penggalan dari tumbuhan (sel, jaringan, atau organ) yang digunakan sebagai materi untuk memulai suatu kultur. Proses yang diperlukan untuk menghasilkan keadaan steril (bebas hama) atau terhindar dari mikroorganisme yang tidak diinginkan disebut sterilisasi. Sterilisasi alat dan materi sanggup dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut autoklaf. Alat-alat dan materi yang diperlukan dalam kultur jaringan flora antara lain: botol kultur, pinset, scalpel (pisau kultur), cawan petri, erlenmeyer, pipet, akuades, dan medium kultur buatan. Seluruh alat dan materi tersebut harus dalam keadaan steril sebelum dipakai.

Tabel 7.1. Beberapa Medium yang Sering Digunakan dalam Kultur Jaringan

No.	Nama Medium dan Penemunya	Keterangan
1.	MS (Murashige dan Skoog) atau LS (Linsmaier dan Skoog)	Untuk kultur kalus pada banyak sekali tanaman, banyak mengandung garam-garam mineral dan senyawa nitrogen (amonium dan nitrat).
2.	BS (Gamborg)	Untuk kultur suspensi sel tumbuhan Leguminosae (terung-terungan).
3.	Nitsch dan Nitsch	Untuk kultur mikrospora dan kultur sel pada tembakau.
4.	WPM (Lloyd dan Mc Cown)	Untuk kultur jaringan tumbuhan berkayu.
5.	VW (Vancin dan Went) dan Knudson C.	Untuk tumbuhan anggrek.
6.	Kao dan Michayluk	Untuk kultur protoplas pada Cruciferae, Gramineae, dan Leguminosae.
7.	N6 (Chu)	Untuk serealia (padi)
8.	White (W63)	Untuk kultur akar yang mengandung garam-garam mineral dalam konsentrasi yang rendah.
Sumber: Indrianto, Teknik Kultur Jaringan, hlm. 33

Secara umum, medium yang digunakan dalam kultur jaringan harus mengandung garam-garam anorganik (unsur makro dan mikro), zat-zat organik (zat pengatur tumbuh), substansi organik yang kompleks (air kelapa dan ekstrak buah-buahan), materi pemadat medium (agar-agar), pH tertentu, dan materi perhiasan (arang aktif ). Beberapa kelompok zat pengatur tumbuh yang digunakan dalam kultur jaringan antara lain: auksin (IAA, 2,4 D, dan NAA), sitokinin (adenin, kinetin, zeatin, dan BAP), giberelin, asam absisat, dan etilen.

Zat pengatur tumbuh (ZPT) merupakan faktor yang mendukung proses pertumbuhan pada kultur jaringan tumbuhan. Hormon auksin memacu pembelahan sel, sehingga membentuk gumpalan atau massa sel yang belum terdiferensiasi, disebut kalus. Sel-sel kalus ini dapat berkembang menjadi tumbuhan baru.

b) Inokulasi

Inokulasi merupakan tahapan penanaman eksplan yang sudah steril ke dalam atau di atas medium buatan pada botol kultur. Teknik yang dilakukan untuk mendapat eksplan yang steril disebut teknik aseptis, dengan mengambil atau mengiris penggalan tanaman. Entkas dan LAF (Laminar Air Flow) merupakan peralatan utama untuk melakukan kerja secara aseptis.

c) Pemeliharaan

Tahapan sehabis inokulasi yakni meletakkan atau menyimpan botol-botol kultur secara rapi dan teratur pada ruang pemeliharaan (ruang inkubator), yaitu di rak-rak pemeliharaan. Selama pemeliharaan, kultur diamati secara rutin untuk mengetahui pertumbuhan dan perkembangan eksplan. Ruang inkubator harus dalam keadaan higienis dan dilengkapi dengan pengatur suhu ruangan serta sumber cahaya (lampu), sehingga mendukung pertumbuhan dan perkembanagan eksplan.

d) Aklimatisasi

Tahapan sehabis memelihara kultur yaitu menyesuaikan tanaman agar bisa menyesuaikan diri dengan lingkungan yang baru. Proses ini disebut aklimatisasi. Perlakuan sebelum memindahkan atau menumbuhkan tanaman hasil kultur jaringan pada lingkungan luar (lapangan), yaitu menumbuhkan kultur dalam suatu ruangan khusus (green hause), dengan mengatur faktor kelembaban, cahaya, dan suhu.

Gambar 1. Tahapan pembentukan tumbuhan gres (pada wortel)

Keterangan:

(a) wortel

(b) potongan wortel bentuk bulat (+ 1 cm)

(c) dibuang penggalan tepi sehingga berbentuk kubus

(d) dimasukkan ke dalam medium (mengandung zat pengatur tumbuh)

(e) tumbuh kalus

(f - i) tahapan perkembangan sampai terbentuk tumbuhan kecil

(j) tumbuhan wortel dewasa

Ada beberapa manfaat dan laba kultur jaringan tanaman, antara lain: menghasilkan tumbuhan atau individu gres dalam jumlah besar dan cepat (waktu relatif singkat); menghasilkan tumbuhan bebas virus, menghasilkan tumbuhan yang persis dengan induknya, sehingga sanggup melestarikan sifat tumbuhan induk; menghasilkan hibrid gres melalui persilangan somatis (melalui fusi atau penggabungan protoplas); menghasilkan tumbuhan haploid (melalui kultur mikrospora), sehingga untuk pemuliaan tanaman; untuk menyimpan plasma nutfah; untuk menyelamatkan embrio; hanya memerlukan daerah yang relatif sempit; serta semua penggalan tumbuhan sanggup digunakan.

2. Rekayasa Genetika

Tahun 1973 merupakan sejarah yang mengawali penelitian sebelum berkembangnya rekayasa genetika, yaitu pencangkokan gen mamalia ke dalam sel bakteri, sehingga menjadikan fenotip maupun genotip yang baru. Teknik rekayasa genetika sanggup dilakukan melalui:

a) Teknologi DNA Rekombinan (Recombinant DNA Technology)

Teknologi DNA rekombinan atau disebut juga Rekayasa Genetika adalah suatu metode biokimiawi atau manipulasi gen, dengan cara menyisipkan (insert) atau menggabungkan gen yang dikehendaki ke dalam suatu organisme. Hasil penggabungan DNA dari individu yang tidak sama ini disebut DNA rekombinan. Sementara itu, gen dari satu individu yang disisipkan atau digabungkan pada gen individu yang lain disebut transgen, individunya disebut transgenik (misalnya: tanaman transgenik).

Teknologi DNA rekombinan memerlukan suatu mediator atau vektor berupa plasmid basil (DNA berbentuk lingkaran yang terdapat di luar kromosom), sehingga merupakan bentuk teknologi plasmid. Adapun syarat-syarat vektor yang baik antara lain: mempunyai kemampuan untuk bereplikasi sendiri dan melaksanakan transkripsi; mampu memasuki sel; bisa menjadi penggalan genom sel; serta mempunyai ciri khusus, sehingga sel yang ditransformasi sanggup dikenali oleh sel yang tidak ditransformasi. Segmen DNA atau gen yang disisipkan akan berkembang di dalam sel individu peserta (inang atau host) dan tidak akan mengalami perubahan fungsi atau tetap berfungsi, sebagaimana pada sel yang diambil gennya.

Salah satu tumpuan rekayasa genetika yang sudah berhasil adalah penyisipan atau pemindahan gen insan sebagai penghasil insulin, ke dalam plasmid basil Escherichia coli.

Gambar 2. Rekayasa genetika untuk menghasilkan insulin.

b) Transplantasi Nukleus

Dua andal mikrobiologi (Robert Briggs dan Thomas King) adalah orang yang pertama kali melaksanakan percobaan transplantasi nukleus pada tahun 1950-an. Kemudian, John Gurdon melanjutkan penelitian tersebut. Mereka menghancurkan nukleus dari sel telur katak menggunakan radiasi sinar ultra violet dan menggantinya dengan nukleus dari sel usus embrio katak (berudu) yang sedang berkembang. Nukleus dari sel usus tersebut diambil dengan mikropipet. Bila nukleus berasal dari sel usus embrio muda yang belum terdiferensiasi, maka sel telur penerima (resipien) sanggup bermetamorfosis berudu. Perkembangan ini tidak terjadi, jikalau nukleus diambil dari sel usus berudu yang telah terdiferensiasi. Transplantasi atau pemindahan nukleus dari satu sel ke sel yang lain sanggup menghasilkan individu yang baru.

Gambar 3. Transplantasi nukleus pada katak

c) Kloning

Selain transplantasi gen, pembentukan individu gres sanggup dilakukan dengan teknik yang disebut kloning. Kloning yakni suatu metode untuk menghasilkan keturunan atau individu yang identik secara genetik dengan induknya. Pada tahun 1997, para peneliti dari Scotlandia (Ian Wilmut dan rekan-rekannya) berhasil menghasilkan seekor domba yang kemudian diberi nama Dolly. Pada penelitiannya, mereka mengambil sel telur dari satu domba dan menghilangkan nukleusnya. Selanjutnya, sel telur tanpa nukleus tersebut digabungkan dengan sel kelenjar susu (am bing) dari domba lainnya memakai aliran arus listrik. Setelah 6 hari ditumbuhkan dalam kultur, terbentuk embrio dan ditanam di dalam uterus domba lainnya (domba ke-3 yang menyerupai dengan pendonor sel telur). Akhirnya, domba tersebut melahirkan anak yang identik dengan domba pendonor sel ambing. Para andal sanggup saja menerapkan kloning pada manusia, sehingga dihasilkan klon dari insan itu sendiri (pria maupun wanita) yang mempunyai sifat identik.

Gambar 4. Kloning menghasilkan domba Dolly

d) Teknologi Hibridoma

Teknologi hibridoma yakni suatu metode penggabungan (fusi) dua macam sel dari organisme yang sama atau berbeda untuk mendapatkan sel hibrid (hibridoma) yang memiliki kombinasi kedua sifat tersebut. Proses penggabungan sel memakai tenaga listrik, sehingga prosesnya disebut elektrofusi. Teknologi hibridoma menghasilkan antibodi minoklonal, yaitu antibodi murni yang tidak terkotori oleh kuman atau protein lain. Teknik ini dikembangkan oleh Kohler dan Mistein, dengan menyuntikkan antigen ke dalam badan tikus atau kelinci. Selanjutnya, tikus atau kelinci tersebut membentuk antibodi. Sel pembentuk antibodi

dari limpa tikus atau kelinci dipisahkan dan diambil, kemudian meleburkan atau menggabungkan sel tersebut dengan sel kanker. Penggabungan kedua sel tersebut membentuk sel hibridoma. Sel penghasil antibodi hasil kultur sel hibridoma dipisahkan kemudian dikultur. Dengan demikian dihasilkan beberapa antibodi monoklonal dari beberapa kultur sel.

Gambar 5. Pembentukkan antibodi monoklonal melalui teknik hibridoma

Anda kini sudah mengetahui Bioteknologi Modern. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : Sekolah Menengan Atas dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

Pintar Pelajaran Bioteknologi

Artikel Makalah Pengertian Bioteknologi Konvensional dan Modern - Bioteknologi adalah teknologi pemanfaatan mikroorganisme untuk menghasilkan produk yang berguna bagi manusia. Teknologi yaitu perkembangan ilmu terapan (applied science) yang menimbulkan transformasi atau perubahan, baik perihal teknik, prosedur, atau materi sesuai dengan kebutuhan proses produksi. Siapa tak kenal tempe? Meski terlanjur dipatenkan oleh orang Jepang, makanan ini telah begitu terkenal di negeri kita. Tentu saja demikian, alasannya konon tanah tumpah darah tempe memanglah Indonesia. Bung Karno pernah menyebut orang-orang pemalas sebagai “bangsa bermental tempe”. Tapi kini kita boleh saja membantah julukan itu. Toh, terbukti tempe bergizi tinggi. Di dalamnya terkandung protein, karbohidrat, dan vitamin. Maka, tempe pun dikonsumsi sebagai lauk pauk, pemanis sayur, bahkan ada yang dimakan eksklusif tanpa dimasak. Begitu hebatnya tempe, lantaran memang beliau tak dibentuk dengan asal buat. Pembuatan tempe melibatkan tugas suatu mikroorganisme, yakni jamur benang. Sehingga, tempe merupakan satu pola produk bioteknologi.

Pada penggalan ini, kalian akan mempelajari pengertian dan jenis-jenis bioteknologi serta implikasi (dampak) bioteknologi pada sains, lingkungan, teknologi, dan masyarakat (salingtemas). Setelah mempelajarinya, kalian diperlukan sanggup menjelaskan perbedaan prinsip dan produk bioteknologi konvensional dan modern, termasuk di dalamnya yaitu proses rekayasa genetika. Selain itu, kalian diharapkan sanggup mengidentifi kasi sumber-sumber biro (mikroorganisme) yang berperan dalam bioteknologi dan menjelaskan keuntungan serta kerugian dari produk bioteknologi.

1. Pengertian Bioteknologi

2. Bioteknologi Konvensional

3. Bioteknologi Modern

4. Dampak Positif dan Negatif Bioteknologi

5. Produk Bioteknologi

6. Contoh Bioteknologi

Anda kini sudah mengetahui Bioteknologi. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : Sekolah Menengan Atas dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

Pintar Pelajaran Produk Bioteknologi

Artikel Contoh Jenis Macam-macam Produk Bioteknologi - Penerapan bioteknologi begitu luas dan telah dilakukan selama beratus-ratus tahun mulai dari taraf sederhana hingga bioteknologi modern. Bioteknologi sederhana telah banyak kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Selain menawarkan keuntungan, penerapan bioteknologi juga tak lepas dari dampak jelek yang ditimbulkan. Apa saja aplikasi bioteknologi tersebut? Bagaimana dampak penerapan teknologi tersebut? Marilah kita pelajari dalam uraian berikut.

1. Produk Bioteknologi dalam Bidang Pangan, Pertanian dan Peternakan, serta Kedokteran

a. Bidang Pangan

Penerapan bioteknologi dalam memproduksi makanan dan minuman merupakan aplikasi bioteknologi tertua. Aplikasi ini banyak dijumpai pada bioteknologi konvensional melalui proses fermentasi. Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui penerapan bioteknologi konvensional di sekitar kita.

Teknologi fermentasi dan hasil-hasilnya telah kita bahas di kelas IX. Pada ketika ini, kita pelajari bioteknologi pangan yang lebih modern, yaitu protein sel tunggal (PST atau Single Cell Protein) dan mikoprotein.

1) Protein Sel Tunggal (PST)

Sebagai sumber protein, organisme penghasil PST mempunyai beberapa keunggulan. Keunggulan tersebut terletak pada kemampuan perkembangbiakan yang cepat dan relatif mudah, serta mempunyai konversi protein yang tinggi dibanding sumber protein yang lain. PST mempunyai kadar protein lebih tinggi bila dibandingkan kadar protein kedelai. Keunggulan lainnya yaitu substrat yang dipakai sebagai medium tumbuh mikrobia penghasil PST ini sanggup memanfaatkan limbah.

Beberapa referensi mikrobia yang sanggup dipakai sebagai PST yaitu Saccharomyces cerevisiae dan Candida utilis. Mikrobia ini sanggup dibiakkan dalam skala besar (industri). Protein yang dihasilkan oleh mikrobia ini mengandung asam nukleat tinggi, namun badan insan kurang mempunyai enzim untuk memetabolismenya. Hal ini cenderung mengakibatkan reaksi yang merugikan pada susukan pencernaan manusia. PST dari mikrobia ini (S. cerevisiae dan C. utilis) sering dipakai sebagai suplemen masakan ternak.

Mikrobia lain yang dipakai sebagai sumber PST yaitu Spirulina. Spirulina termasuk Cyanobacteria (ganggang biru) yang sanggup berfotosintesis sehingga sangat menguntungkan sebagai sumber makanan. Spirulina telah dipakai selama berabad-abad dalam bentuk kering oleh bangsa Aztec di Meksiko. Saat ini produk PST banyak dijumpai di pasaran, menyerupai terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Spirulina dalam bentuk cair dan bubuk

2) Mikoprotein

Mikoprotein yaitu materi masakan sumber protein yang dihasilkan melalui proses fermentasi secara berkesinambungan dari miselium jamur Fusarium graminearum. Jamur tersebut ditumbuhkan pada substrat yang mengandung glukosa dan zat hara lain. Jamur ini juga membutuhkan gas amonia serta garam amonia sebagai sumber nitrogen.

Selain mempunyai nilai konversi protein tinggi, mikoprotein juga mempunyai nilai gizi yang tinggi. Pengujian dan penelitian terhadap nilai gizi serta keamanan bagi konsumennya telah banyak dilakukan. Menurut penelitian telah diketahui bahwa mikoprotein mengandung 47% protein, 14% lemak, 25% serat untuk diet, 10% karbohidrat, 1% RNA, dan 3% abu.

b. Bidang Pertanian dan Peternakan

Indonesia merupakan negara agraris yang menitikberatkan pembangunan pada sektor pertanian. Namun hingga kini kebutuhan beras masih lebih tinggi daripada produksi nasional sehingga Indonesia perlu mengimpor beras. Kondisi ini berbeda dengan negara-negara industri maju menyerupai Amerika. Meskipun bukan negara agraris, produksi kedelai Amerika lebih besar daripada produksi kedelai Indonesia. Semua ini terjadi karena negara industri maju menerapkan bioteknologi modern dalam mengelola pertaniannya.

Bioteknologi modern banyak diaplikasikan dalam bidang pertanian dan peternakan, terutama dalam perjuangan mendapat bibit unggul. Bioteknologi dalam bidang pertanian dan peternakan modern banyak memanfaatkan teknologi DNA rekombinan. Proses DNA rekombinan pada flora memakai vektor Agrobacterium tumefaciens yang mempunyai plasmid Ti (Tumor inducing). Langkah pertama, plasmid Ti diisolasi, kemudian disisipi dengan gen ajaib (transplantasi gen). Setelah itu, plasmid dimasukkan ke dalam A. tumefaciens. Ketika digabung dengan sel-sel tumbuhan, A. tumefaciens membiakkan plasmid.

Setelah berbiak, A. tumefaciens yang telah mengalami rekombinasi (melalui proses DNA rekombinan) kembali menginfeksi kromosom tumbuhan. Kini flora tersebut telah mengandung gen ajaib yang dicangkokkan pada A. tumefaciens. Sel-sel yang dihasilkan dari proses DNA rekombinan tersebut ditumbuhkan dengan metode kultur jaringan sehingga menghasilkan tunas. Setelah tumbuh, tumbuhan tersebut dapat ditanam pada lahan pertanian. Rangkaian proses tersebut dapat Anda simak pada Gambar 2 berikut.

Gambar 2. Rekayasa genetika pada flora Agrobacterium tumefaciens dengan menggunakan plasmid Ti

Aplikasi (penerapan) DNA rekombinan dengan vektor mikrobia telah menghasilkan binatang maupun tumbuhan transgenik. Hewan maupun flora yang dihasilkan melalui proses ini mempunyai karakteristik yang tidak ditemukan di alam. Beberapa referensi aplikasi bioteknologi dalam bidang pertanian dan peternakan sebagai berikut.

1) Padi Transgenik

Penelitian terkini di Jepang yang dilakukan oleh Rachmawati, D., Mori, T., Hosaka, T., Takaiwa, F., Inoue, E., dan Anzai, H. melaporkan bahwa Agrobacterium juga dapat dipakai pada tumbuhan serealia, salah satunya padi. Hasil penelitian mereka telah ditulis dalam jurnal Breeding Science dengan judul Production and Characterization of Recombinant Human Lactoferrin in Transgenic Javanica Rice. Penelitian ini telah berhasil mengekspresikan laktoferin rekombinan pada tanaman padi transgenik kultur rojolele. Laktoferin berfungsi memberikan daya tahan terhadap serangan mikrobia patogen (antibakterial, antiviral, dan antifungal), antiinflamantori, memacu pertumbuhan sel limfosit, aktivitas antioksidan, dan berperan dalam transpor besi dalam tubuh manusia. Walaupun mulut laktoferin pada biji padi rojolele transgenik hanya sekitar 20%, namun penelitian ini telah membuktikan dan menjadi pionir penggunaan

Agrobacterium sebagai vektor tumbuhan serealia. Para ilmuwan di Inggris, Cina, Australia, dan Meksiko juga telah mengembangkan cara lain untuk memperoleh tanaman serealia unggul. Mereka mempelajari peningkatan kandungan vitamin A padi di laboratorium dan mengembangkan padi yang tahan terhadap cuaca dingin.

2) Tembakau Resistan terhadap Virus

Penggunaan plasmid Ti (Tumor inducing) Agrobacterium tumefaciens sebagai vektor sangat luas pemanfaatannya. Berbagai macam flora dapat dikembangkan melalui DNA rekombinan dengan plasmid Ti ini. Salah satu pemanfaatannya yaitu pada penemuan flora tembakau yang tahan terhadap virus TMV (Tobacco Mozaic Virus). Tumbuhan tidak mempunyai sistem kekebalan seperti pada hewan. Beachy, seorang ilmuwan dari Universitas Washington (AS) mengembangkan tumbuhan yang tahan terhadap virus TMV. Ia menggunakan plasmid Ti yang digabung dengan gen yang tahan terhadap penyakit TMV. Gabungan ini kemudian dimasukkan dalam kromosom tembakau. Kromosom tembakau yang telah disisipi gen tahan virus TMV tersebut kemudian diperbanyak melalui teknik kultur jaringan. Tanaman tembakau yang dihasilkan terbebas dari jerawat virus TMV. Virus TMV tidak dapat menginfeksi sel-sel flora tembakau transgenik yang telah disisipi oleh gen tahan virus TMV.

3) Pengendalian Hama dan Penyakit Tanaman (Biokontrol)

Mikrobia telah dimanfaatkan untuk mengendalikan hama dan penyakit tumbuhan (biokontrol). Keuntungan pemanfaatan biokontrol untuk pertanian antara lain mengurangi penggunaan pestisida yang tidak ramah lingkungan. Contoh mikrobia yang dipakai sebagai biokontrol di antaranya Beauveria bassiana (Gambar 3) untuk mengendalikan serangga menyerupai pada Gambar 4, Metarhizium anisopliae untuk mengendalikan hama boktor tebu (Dorysthenes sp.), dan Trichoderma harzianum untuk mengendalikan penyakit tular tanah (Gonoderma sp., jamur akar putih, dan Phytopthora sp.)

Gambar 3. Beauveria bassiana merupakan salah satu mikrobia yang dipakai sebagai  biokontrol

Produk-produk biokontrol yang telah dikomersialisasikan oleh unit kerja lingkup Lembaga Riset Perkebunan Indonesia (LRPI) antara lain Meteor, Greemi–G, Triko SP, NirAma, dan Marfu.

Gambar 4. Serangga yang mati alasannya ditumbuhi jamur B. bassiana

4) Pembuatan Pupuk Organik

Mikrobia juga dimanfaatkan dalam proses pembuatan pupuk organik. Peneliti di Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia (BPBPI) mengembangkan teknologi pembuatan pupuk superfosfat yang disebut Bio–SP dengan menggunakan bantuan mikroba pelarut fosfat. Keunggulan teknologi ini yaitu penggunaan biro biologi untuk mengurangi penggunaan asam anorganik sehingga lebih kondusif bagi lingkungan dan mengurangi biaya produksi.

5) Biosuplemen Probiotik untuk Sapi

Para peternak biasa memasukkan biosuplemen ke dalam pakan ternak. Probiotik merupakan mikrobia yang dapat meningkatkan kesehatan ternak dan mempermudah penyerapan dalam susukan pencernaan ternak. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) telah mempu memproduksi biosuplemen probiotik yang diberi nama PSc. PSc telah diujikan terhadap sapi potong dan sapi perah di Jawa Barat dan Jawa Tengah. Hasil pengujian memperlihatkan adanya kenaikan produksi daging sapi potong dan produksi susu pada sapi perah.

Bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan terus berkembang. Anda telah mempelajari beberapa produk bioteknologi dalam uraian di atas. Selain yang telah disebutkan, masih ada beberapa produk bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan di antaranya sebagai berikut.

Tabel 1. Produk Bioteknologi di Bidang Pertanian dan Peternakan

No.	Produk Bioteknologi	Keterangan
1.	Bunga antilayu	Etilen merupakan hormon flora yang menimbulkan bunga menjadi layu. Para peneliti mengganti gen yang sensitif terhadap etilen pada mahkota bunga dengan gen yang kurang sensitif sehingga kelayuan bunga sanggup ditunda. Contohnya anyelir transgenik yang bisa bertahan tetap segar selama 3 minggu.
2.	Buah tahan kebusukan	Etileh juga merangsang pematangan buah. Aktivitas gen penghasil etilen sanggup dihambat melalui rekayasa genetika sehingga buah tetap segar dalam waktu yang cukup lama. Contohnya tomat ”Flavr Savr”.
3.	Ikan salmon raksasa	Ikan salmon disisipi gen yang sanggup menghasilkan hormon pertumbuhan yang aktif pada fase pertumbuhan embrio. Ikan salmon transgenik ini mempunyai berat 11 kali lipat dibanding ikan salmon biasa dan siklus hidupnya lebih pendek.
4.	Sapi perah dengan hormon	Gen laktoferin yang memproduksi HLF
	manusia	(Human Lactoferrin) disisipkan pada sapi perah melalui rekayasa genetika. Sapi tersebut akan memproduksi susu yang mengandung laktoferin. Contohnya sapi Herman.
5.	Hormon Bovin Somatotro-	Gen somatotropin sapi ditransplantasikan
	pin (BST)	pada plasmid Eschericia coli sehingga menghasilkan BST. BST yang ditambahkan pada masakan ternak sanggup meningkatkan produksi daging dan susu ternak.
6.	Kain ”alami” sintesis	Kain dari serat alami mempunyai tekstur halus tetapi gampang putus. Adapun kain dari serat sintetis (poliester) tidak gampang putus tetapi terasa panas. Kini telah dikembangkan gen pada kuman yang mengkode enzim yang sanggup mensintesis poliester.

c. Bidang Kedokteran

Penerapan rekayasa genetika dalam bidang kedokteran untuk memproduksi hormon buatan, vaksin untuk melawan virus, maupun antibodi.

1) Pembuatan Insulin

Insulin yaitu hormon yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas. Hormon ini berperan dalam mengatur kadar gula dalam darah (glukosa). Namun, tidak semua orang sanggup memproduksi insulin dengan jumlah yang sesuai kebutuhan tubuh. Bahkan, terdapat pula orang yang sama sekali tidak memproduksi insulin. Orang ini adalah penderita diabetes mellitus. Pasien diabetes memerlukan suntikan insulin tambahan. Pada awalnya insulin ini dibentuk dari kelenjar pankreas sapi atau babi. Insulin yang dibutuhkan seorang pasien diabetes selama setahun lebih kurang sebanyak 0,5 g. Insulin seberat itu diperoleh dari 4.800 g kelenjar pankreas dari 28 ekor hewan. Padahal, bila penderita diabetes mellitus sebanyak 800 pasien lebih, berapa banyak binatang yang harus diambil pankreasnya setiap tahun?

Kebutuhan insulin terpenuhi melalui pengambilan insulin dari hewan, tetapi beberapa pasien menunjukkan gejala alergi. Melalui teknik rekayasa genetika, dapat diperoleh insulin dalam jumlah banyak tanpa mengorbankan banyak binatang ternak. Insulin ini diperoleh dengan mencangkokkan gen (transplantasi gen) yang mengkode insulin ke dalam plasmid bakteri.

Bakteri dengan gen adonan ini dibiarkan membiakkan diri. Bakteri yang dibiakkan tersebut sanggup memproduksi insulin yang dibutuhkan. Hal ini sanggup Anda simak pada Gambar 5 berikut ini.

Gambar 5. Langkah-langkah DNA rekombinan pada produksi insulin.

2) Produksi Vaksin

Selain dipakai untuk memproduksi hormon maupun enzim, teknologi DNA rekombinan juga digunakan untuk menciptakan vaksin. Pada aplikasi ini, secara garis besar beberapa mikroorganisme dipakai untuk menghambat kemampuan mikroorganisme patogen (penyebab penyakit). Mikrobia menjadi suatu bibit penyakit dalam tubuh apabila mikrobia tersebut menghasilkan senyawa toksik bagi badan manusia. Selain itu, bagian-bagian tubuh mikrobia menyerupai flagel dan membran sel juga dapat menimbulkan penyakit. Hal ini alasannya bagian-bagian tersebut kemungkinan terdiri dari protein ajaib bagi tubuh. Senyawa dan protein ajaib ini disebut antigen.

Gen yang mengkode senyawa penyebab penyakit (antigen) diisolasi dari mikrobia yang bersangkutan. Kemudian gen ini disisipkan pada plasmid mikrobia yang sama, tetapi telah dilemahkan (tidak berbahaya). Mikrobia ini menjadi tidak berbahaya alasannya telah dihilangkan kepingan yang mengakibatkan penyakit, misal lapisan lendirnya. Mikrobia yang telah disisipi gen ini akan membentuk antigen murni. Bila antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan insan akan membuat senyawa khas yang disebut antibodi.

Munculnya antibodi ini akan mempertahankan badan dari pengaruh senyawa ajaib (antigen) yang masuk dalam tubuh. Pelajari Gambar 6 berikut semoga Anda lebih memahami pembuatan vaksin transgenik.

Gambar 6. Langkah-langkah DNA rekombinan pada produksi insulin.

Indonesia juga memanfaatkan bioteknologi untuk membuat vaksin flu burung. Baru-baru ini para mahir dari Fakultas Kedokteran Hewan IPB bekerja sama dengan Shigeta Pharmaceutical, sebuah perusahaan farmasi dari Jepang telah berhasil menemukan vaksin untuk penyakit yang meresahkan masyarakat ini. Vaksin ini diberi nama Bird CLOSE 5.1. Vaksin ini diperoleh melalui rekayasa genetika dari virus penyebab flu burung H5N1 yang dikawinkan dengan virus influenza Puerto Rico yang sanggup tumbuh dengan pesat. Virus yang dijadikan sampel dalam pembuatan vaksin ini yaitu virus H5N1 yang ditemukan di kawasan Legok, Tangerang, Banten. Zat-zat berbahaya dari virus ini dihilangkan kemudian virus ini dikembangbiakkan dengan cepat. Virus yang sudah tidak berbahaya inilah yang dipakai sebagai vaksin.

3) Antibodi Monoklonal

Teknologi pembuatan antibodi monoklonal diperkenalkan oleh Kohler dan Milstein pada tahun 1975. Mereka sanggup memperlihatkan bahwa sel limfosit penghasil antibodi sanggup difusikan dengan sel mieloma (kanker). Teknologi ini memakai prinsip fusi protoplasma. Fusi ini menghasilkan sel-sel yang sanggup menghasilkan antibodi sekaligus sanggup memperbanyak diri secara terus-menerus menyerupai pada sel-sel kanker. Sel-sel ini menghasilkan antibodi monoklonal. Secara garis besar proses fusi sel antibodi dan sel mieloma (kanker) terlihat pada Gambar 7.

Secara sederhana pembuatan antibodi monoklonal sebagai berikut. Kelinci atau tikus terlebih dahulu diinjeksi dengan antigen kemudian limfanya (tempat pembuatan sel darah putih) diambil. Sel-sel limfa ini kemudian difusikan dengan sel mieloma (sel kanker) melalui elektrofusi. Elektrofusi yaitu fusi secara elektris dengan frekuensi tinggi yang menimbulkan sel-sel tertarik satu sama lain dan kesudahannya bergabung (fusi).

Sel-sel yang melaksanakan fusi kemudian diseleksi untuk mengidentifikasi sel adonan tersebut. Sel-sel ini kemudian diinjeksikan ke badan hewan. Sel-sel gabungan ini akan membentuk antibodi dalam badan hewan. Perhatikan Gambar 6.

Gambar 7. Proses pembuatan antibodi monoklonal melalui rekayasa genetika

Sel adonan ini sanggup dibiakkan ke dalam suatu kultur sehingga menghasilkan antibodi dalam jumlah besar. Antibodi monoklonal sanggup dipakai untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine perempuan hamil. Dengan demikian, cara ini dapat untuk mendeteksi adanya kehamilan.

Anda kini sudah mengetahui Produk Bioteknologi. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Sembiring, L dan Sudjino. 2009. Biologi : Kelas XII untuk Sekolah Menengan Atas dan MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

Pintar Pelajaran Bioteknologi Konvensional

Artikel Manfaat Contoh Macam-macam Produk dan Pengertian Bioteknologi Konvensional / Sederhana - Bioteknologi konvensional yaitu bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme (mikrobia) dalam proses biokimiawi dan proses genetik alami (mutasi). Beberapa ciri atau sifat dari bioteknologi konvensional, antara lain: masih menerapkan teknik-teknik biologi, bioteknologi, dan rekayasa genetika yang terbatas, masih memakai mikroorganisme seadanya, belum membuatkan teknik hingga tingkatan molekuler yang terarah, belum sepenuhnya steril (bebas dari mikrobia yang tidak diinginkan), jumlah produknya relatif sedikit, serta kualitasnya belum terjamin. Fermentasi merupakan salah satu pola dari penerapan bioteknologi konvensional dan telah dipakai dalam menghasilkan produk, baik dalam skala kecil maupun industri besar (misalnya: tauco, kecap, minuman anggur, dan sake). Kalian tentunya sering menjumpai pula beberapa produk fermentasi yang bersifat khas dalam masyarakat (indegenous fermented food). Contohnya yaitu industri tempe dan tape. (Baca juga : Bioteknologi Modern)

Produk-produk lain dari bioteknologi konvensional, antara lain:

Bahan bakar	metana, etana, dan propana
Enzim	enzim -amilase, lipase, dan proteinase
Metabolit primer	asam-asam organik dan alkohol
Metabolit sekunder	zat warna dan antibiotik
Asam amino	zat glutamat dan lisin

Aplikasi Bioteknologi Tradisional :

Aplikasi Bioteknologi tradisional meliputi aneka macam aspek, di antaranya:

a. Bidang Pangan

Beberapa pola Bioteknologi tradisional di bidang pangan misalnya, tempe dibentuk dari kedelai memakai jamur Rhizopus, tape dibentuk dari ketela pohon atau pisang dengan memakai Khamir Saccharomyces cereviceae, keju dan yoghurt dibentuk dari susu sapi dengan memakai kuman Lactobacillus.

Gambar 1. Contoh bioteknologi di bidang pangan.

b. Bidang Pertanian

Beberapa pola Bioteknologi tradisional dalam bidang pertanian, ialah:

1. Hidroponik, merupakan cara bercocok tanam tanpa memakai tanah sebagai daerah menanam tanaman.
2. Penyeleksian tumbuhan jenis mustard alami oleh manusia, menghasilkan tanaman, kolabri, brokoli, kubis, dan kembang kol.

Gambar 2. Contoh bioteknologi di bidang pertanian.

c. Bidang Peternakan

Bioteknologi tradisional di bidang peternakan, contohnya pada domba ankon yang merupakan domba berkaki pendek dan bengkok, sebagai hasil mutasi alami dan sapi Jersey yang diseleksi oleh insan semoga menghasilkan susu dengan kandungan krim lebih banyak.

d. Bidang Kesehatan dan pengobatan

Beberapa pola bioteknologi tradisional di bidang pengobatan, contohnya antibiotik penisilin yang dipakai untuk pengobatan, diisolasi dari kuman dan jamur, dan vaksin yang merupakan mikroorganisme yang toksinnya telah dimatikan bermanfaat untuk meningkatkan imunitas. Secara lengkap, penggunaan mikroorganisme dalam aplikasi Bioteknologi tradisional sanggup dilihat pada Tabel 1. di bawah ini.

Tabel 1. Contoh Penggunaan Mikroorganisme dalam Aplikasi Bioteknologi Pangan dan Industri secara Tradisional

No.	Kegunaan atau Produk	Peranan Organisme
1.	Keju	Jamur atau kuman menggumpalkan dadih susu menjadi keju; mikroba memperlihatkan cita rasa khas keju.
2.	Yoghurt	Fermentasi dalam susu yang telah diambil kepala susunya (skim milk) memperlihatkan susunan dan cita rasa yang khas.
3.	Fermentasi	Ragi (Khamir, "Yeast") memfermentasikan gula menjadi alkohol, menghasilkan anggur atau bir; kuman meragikan sari buah-buahan menjadi asam asetat (cuka).
4.	Kecap	Jamur memfermentasi kacang kedelai.
5.	Suplemen kuliner	Mikroba menghasilkan protein sel tunggal, vitamin, asam-asam amino, dan peningkat cita rasa makanan.
6.	Obat-obatan	Mikroba menghasilkan antibiotika yang melawan bisul dan biro atau mediator kemoterapi yang melawan kanker; zat kimia berasal dari jamur (sikloporin) menekan penolakan organ yang dicang-kokkan; tumbuhan dan tumbuhan lumut menyediakan materi garang untuk aneka macam obat-obatan.
7.	Bahan celup	Bahan celup dibentuk dari pigmen yang diekstrak dari tumbuhan dan tumbuhan lumut.
8.	Pengelolaan limbah air	Bakteri yang tidak membahayakan mengubah limbah air menjadi kondusif dengan cara mengganti atau secara pribadi membunuh patogen di dalam limbah air; mikroba juga mencerna sebagian besar polutan organik dalam limbah air sehingga sanggup kembali kondusif bagi lingkungan.
9.	Hidroponik	Tumbuhan panen atau pertanian yang ditanam dalam air yang lebih banyak mengandung perhiasan nutrien daripada tanahnya.
10.	Minyak kedaluwarsa dan kosmetik lain	Dasar untuk kosmetik ini disuplai oleh tumbuhan, jamur, dan tumbuhan lumut.
11.	Pertambangan tembaga	Bakteri Thiobacillus ferooxidans mengekstrak logam dari bijih tembaga yang berkualitas rendah.
12.	Pengeras	Ini merupakan pengeras yang dipakai untuk memadatkan media kultur mikrobiologi (agar-agar yang diperoleh dari ganggang merah).
13.	Pengental	Bahan kimia yang dinamakan alginat (diperoleh dari ganggang) menjaga kekentalan roti puding, odol, cat, sabun, krim, dan lain produk didasarkan pada minyak dan air yang sebaliknya akan memisahkan menjadi zat cair.
14.	Tanah yang penuh dengan kulit kerang diatom	Daerah permukaan kulit kerang diatom menciptakan materi ini sebagai filter atau penyaring yang bagus. Tanah yang penuh dengan kulit kerang atau diatom juga merupakan alat penggosok atau pengilap yang bagus.
15.	Emas refraktori	Bakteri T. ferooxidans merombak logam (Cu, Fe) pembungkus bijih emas hingga diperoleh bijih emas murni.
16.	Produksi enzim untuk kuliner dan deterjen	Enzim dari mikroba mengentalkan susu untuk produksi keju; enzim yang mencerna protein melunakkan daging; enzim laktase yang ditambahkan pada produk-produk perusahaan susu mengurangi reaksi alergi terhadap susu; enzim dalam deterjen cucian binatu membongkar noda-noda protein pada kain.
17.	Bahan bakar	Ganggang Chichlorella mengubah sampah menjadi minyak yang gampang terbakar.
18.	Kapas dari nonpertanian	Bakteri menghasilkan serabut selulosa jikalau ditumbuhkan dalam media kultur.
19.	Vaksin	Semua gen atau media yang memiliki kekebalan khusus terhadap penyakit dihasilkan dari mikroorganisme. Secara tradisional, patogen dikembangbiakkan dan dilemahkan atau dijadikan tidak aktif. Penggunaan secara modern mikroba yang telah direkayasa secara genetika untuk memperlihatkan vaksin.

Anda kini sudah mengetahui Bioteknologi Konvensional. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Rachmawati, F. N. Urifah, A. Wijayati. 2009. Biologi : untuk SMA/ MA Kelas XII, Program IPA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta, p. 172.

Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : Sekolah Menengan Atas dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.