Bioteknologi adalah ilmu terapan yang
mempelajari prinsip ilmiah dengan menggunakan organism untuk menghasilkan
produk dan jasa untuk memenuhi kebutuhan manusia.
A. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERN
·
Bioteknologi
konvensional biasanya dilakukan hanya berdasarkan pengalaman yang diwariskan
secara turun-temurun, tanpa memahami proses yang terjadi. Contoh produk
bioteknologi konvensional adalah tempe, oncom, tape, dan tuak.
·
Dalam
bioteknologi modern, para pakar meneliti proses yang terjadi di dalam tubuh
organism, reaksi yang terjadi di dalamnya, dan factor yang mempengaruhi
sehingga dapat diperoleh produk dan jasa dalam jumlah besar. Contoh produk
bioteknologi modern adalah vaksin, asam amino, obat-obatan, produk pengolahan
limbah, dan produk pembasmi hama.
B. PERANAN MIKROORGANISME TERHADAP PRODUK
BIOTEKNOLOGI
1. Bidang produksi makanan dan minuman
·
Neurospora sitophila adalah jamur yang digunakan dalam pembuatan
oncom.
·
Saccharomyces cerevisiae merupakan jamur yang berperan dalam proses
fermentasi pada pembuatan roti. Persamaan reaksi untuk proses fermentasi adalah
sebagai berikut.
C6H12O6
à 2CO2 + 2C2H2OH
+ energi
|
·
Pembuatan tuak
dan bir juga melalui proses fermentasi. Bahan baku untuk membuat tuak adalah
ketan, sedangkan untuk membuat bir adalah biji padi-padian.
2. Bidang suplemen protein
Protein sel
tunggal (PST) atau single cell protein
(SCP) dikembangkan dengan mengunakan mikroorganisme. Contoh mikroorganisme yang
digunakan adalah Spirulina dan Chlorella.
3. Bidang energy
Gas bio
merupakan gas metana hasil penguraian sampah organic secara anaerob oleh
mikroorganisme. Contoh sampah organic yang dapat digunakan adalah dedaunan,
sisa bahan makanan, dan kotoran hewan.
4. Bidang pengobatan
·
Salah satu obat
yang dihasilkan dari mikroorganisme adalah antibiotic (zat antihidup).
Antibiotik merupakan suatu senyawa organik yang dihasilkan oleh suatu
mikroorganisme yang dapat menghambat atau mematikan organisme lain (bakteri
penyebab penyakit).
·
Antibiotik
pertama yang ditemukan adalah penisilin oleh Alexander Flemming (1929).
·
Streptomisin
dihasilkan oleh kapang Streptomyces
griseus dan terutama digunakan dalam pengobatan penyakit TBC.
·
Sefalosporin
dihasilkan oleh kapang Chepalosporium
acremonium dan umumnya digunakan untuk mengobati penyakit radang paru-paru
(pneumonia).
·
Tetrasiklin
dihasilkan oleh bakteri Streptomyces sp. Dan memiliki spektrum yang luas
sehingga dapat digunakan untuk mengobati infeksi yang disebabkan oleh banyak
bakteri.
·
Polimiksin
dihasilkan oleh bakteri Bacillus polymixa.
·
Basirasin
merupakan antibiotik yang dihasilkan oleh B. Subtilis.
5. Bidang penanganan limbah
·
Di UPL (Unit
Pengolahan Limbah), bakteri yang dapat mencerna limbah dimasukan ke tangki
berisi limbah.
·
Jika limbah
mengandung senyawa organik, bakteri yang dapat mencernanya adalah bakteri
metanogen.
·
Jika limbah
mengandung logam berat, bakteri yang dapat mencernanya adalah bakteri
kemolitotrof.
·
Jika limbah
mengandung logam kromium, bakteri yang dapat mencerna atau mereduksinya adalah Enterobacter cloacae.
6. Bidang pertambangan
Contoh
pemanfaatan bioteknologi dalam bidang pertambangan adalah pengunaan bakteri
kemolitotrof Thiobacillus ferrooxidans
untuk memisahkan tembaga dari bijinya.
7. Bidang suplemen Asam Amino
Contoh
penerapan bioteknologi dalam bidang ini adalah pembuatan asam glutamat oleh
bakteri Corynebacterium glutamicum.
8. Bidang produksi pertanian
·
Rhizobium merupakan
bakteri yang hidup bersimbiosis mutualisme dengan tanaman polong. Bakteri ini
mampu menambat nitrogen dari udara sehingga tanaman polong (kacang) dapat
memperoleh nitroggen dari bakteri tersebut.
·
Bakteri Bacillus
thuringiensis digunakan sebagai patogen ulat hama tanaman.
C. DAMPAK PENERAPAN BIOTEKNOLOGI
1. Dampak positif
o
Bahan makanan
dapat diproduksi dengan lebih cepat tanpa memerlukan ruangan yang luas.
o
Menghasilkan
obat-obatan, contohnya antibiotik.
o
Mampu mmengatasi
masalah keterbatasan energi, misalnya dengan gas bio.
o
Mampu memperbaiki
pencemaran lingkungan, misalnya dengan bakteri pencerna limbah.
o
Dapat mendukung
bidang pertambangan, misalnya dengan menggunakan bakteri pemisah logam.
2. Dampak negatif
o
Organisme
transgenik dapat mengubah keseimbangan ekosistem.
o
Organisme
transgenik dapat membahayakan kesehatan manusia.
D. HIDROPONIK
Hidroponik
adalah teknik menanam tumbuhan tanpa menggunakan tanah. Sekarang ini dikenal
dua macam metode hidroponik, yaitu kultur air dan kultur pasir.
Keuntungan
hidroponik antara lain:
a. Tidak bergantung pada luas tanah.
b. Penggunaan pupuk lebih efisien.
c. Kondisi lingkungan dapat diatur sehingga
penyakit dan hama tanaman dapat dihindari.
d. Kualiitas buah dan tanaman yang dihasilkan
lebih baik.
e. Tidak bergantung pada musim karena kondisi
lingkungan dapat dikelola secara khusus.
E. AEROPONIK
Aeroponik
merupakan modifikasi dari sistem hidroponik. Di dalam aeroponik, tanaman tidak
diberi media untuk tumbuh akar, melainkan dibiarkan terbuka, menggantung pada
suatu tempat yang dijaga kelembapannya. Zat makanan diperoleh melalui larutan
nutrien yang disemprotkan ke bagian akar tanaman. Contoh saturan yang
dibudidayakan secara aeroponik adalah selada, bayam, dan kangkung.
F. REKAYASA GENETIKA
·
Rekayasa genetika
merupakan suatu cara untuk mengganti atau menambah DNA dari organisme lain ke
susunan DNA asli dalam suatu sel dari suatu organisme. Taknik ini dilakukan
untuk mendapatkan kombinasi keturunan yang diinginkan.
·
Rekayasa denetika
dilakukan dengan cara menyisipkan DNA asing ke DNA asli. Proses ini membutuhkan
mirkroorganisme sebagai pembawa, biasanya bakteri.
·
DNA rekombinan
merupakan DNA yang rangkaian penyusunnya dipotong kemudian disisipkan atau
disambungkan dengan DNA baru yang membawa sifat unggul yang diinginkan. Proses
pembuatan DNA rekombinan ini disebut rekombinasi DNA. Teknologi rekombinasi DNA
dapat diterapkan antara lain dalam proses pembuatan insulin, interferon, dan
vaksin.
1. Pembuatan insulin
Cara
pembuatan hormon insulin tersebut adalah sebagai berikut.
a. Gen penghasil insulin pada manusia “dipotong”
dengan menggunakan enzim pemotong (restriksi).
b. Gen penghasil insulin disambungkan pada
plasmid bakteri Eschericia coli.
Plasmid adalah DNA berbentuk lingkaran (sirkuler) yang mampu memperbanyak diri.
c. Hasil sambungan gen penghasil insulin dengan
plasmid dimasukan kedalam sel bakteri Eschericia
coli. Di dalam sel bakteri tersebut terkandung gen insulin manusia.
d. Bakteri tersebut dipelihara di dalam medium
khusus sehingga dapat berkembang biak dengan cepat dan memproduksi hormon
insulin manusia.
e. Hormon insulin yang dihasilkan ditampung untuk
kemudian diolah menjadi obat bagi penderita diabetes melitus.
2. Pembuatan interferon
Interferon
merupakan protein yang dihasilkan tubuh untuk melawan virus. Melalui rekayasa
genetika, interferon dapat diproduksi dalam jumlah banyak untuk mengobati
berbagai penyakit yang disebabkan oleh virus dan jenis kanker tertentu. Cara
pembuatan interferon hampir sama dengan cara pembuatan insulin.
3. Pembuatan Vaksin Hepatitis
Dengan
rekayasa genetika, gen yang bertanggung jawab membentuk selubung protein
disekeliling virus berhasil diisolasi. Gen ini kemudian disisipkan ke dalam sel
khamir (Saccharomyces cerevisiae).
