BIOTEKNOLOGI

Pengertian bioteknologi – Bioteknologi berasal 2 kata yaitu Bio yang berarti hidup dan Teknologi sehingga akan menghasilkan sebuah cabang ilmu baru yaitu Ilmu yang mempelajari mengenai bagaimana cara memanfaatkan makhluk hidup seperti jamur,bakteri, virus dan sebagainya yang dapat dimanfaatkan untuk kemaslahatan manusia di bumi ini. Ilmu bioteknologi sudah sangat berkembang pesat yang pada awalnya hanya bioteknologi konvensional kini sudah merambah pada bioteknologi, modern, bioteknologi pertanian, bioteknologi pangan dan sebagainya.

Garis waktu bioteknologi

Peragian merupakan model aplikasi awal dari bioteknologi

• 8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.
• 6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi.
• 4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat.
• 1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia.
• 1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.^[6]
• 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan.
• 1880 Mikroorganisme ditemukan.
• 1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan.^[7]
• 1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.^[8]
• 1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi.
• 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen.
• 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein.
• 1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar.^[9]
• 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia).
• 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver" (Flavr Savr).
• 2003 Perampungan Human Genome Project

Jenis

Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:^[10]

Bir, salah satu produk bioteknologi putih konvensional.

• Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang medis.^[10] Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif, diagnosis, dan pengobatan. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal.^[10]
• Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology) adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan.^[10] Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir atau ragi, enzim-enzim dan organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.^[10]
• Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan.^[10] Di bidang pertanian, bioteknologi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai "bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen).^[10]
• Bioteknologi biru (blue biotechnology) disebut juga bioteknologi akuatik atau perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik.^[10] Salah satu contoh yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura). Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu singkat.^[11][12]

Rekayasa genetika

Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum, rekayasa genetika melakukan modifikasi pada mahluk hidup melalui transfer gen dari suatu organisme ke organisme lain. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi

1. Isolasi gen
2. Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik
3. Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru
4. Membentuk produk organisme transgenik

Prosedur pembentukan organisme transgenic ada dua, yaitu:

1. Melalui proses introduksi gen
2. Melalui proses mutagenesis

Proses introduksi gen

Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah :

1. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik
2. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan
3. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan
4. Uji coba kultur tersebut di lapangan

Mutagenesis

Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme tersebut, contoh: semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama. Agen mutagenesis ini biasanya dikenal dengan istilah mutagen. Beberapa contoh mutagen yang umum dipakai adalah sinar gamma (mutagen fisika) dan etil metana sulfonat (mutagen kimia).

Human Genome Project

Human Genome Project adalah usaha internasional yang dimulai pada tahun 1990 untuk mengidentifikasi semua gen (genom) yang terdapat pada DNA dalam sel manusia dan memetakan lokasinya pada tiap kromosom manusia yang berjumlah 24.Proyek ini memiliki potensi tak terbatas untuk perkembangan di bidang pendekatan diagnostik untuk mendeteksi penyakit dan pendekatan molekuler untuk menyembuhkan penyakit genetik manusia.

Aplikasi di Bidang Medis

Aplikasi dari bioteknologi medis sudah berlangsung lama, sebagai contoh 100 tahun lalu lintah umum digunakan untuk merawat penyakit dengan cara membiarkan lintah menyedot darah pasien (bloodletting). Hal ini dipercaya dapat menghilangkan darah yang sudah terjangkit penyakit. Pada zaman sekarang, lintah ditemukan memiliki enzim pada kelenjar salivanya yang dapat menghancurkan gumpalan darah yang bila tidak dihancurkan dapat menyebabkan strok dan serangan jantung. Selain contoh tersebut, terdapat banyak aplikasi bioteknologi di bidang medis sebagai berikut.

Sel Punca

Sel punca adalah jenis sel khusus dengan kemampuan membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang terspesialisasi. Aplikasi Terapeutik Sel Stem Embrionik pada Berbagai Penyakit Degeneratif. Dalam Cermin Dunia Kedokteran, meskipun kebanyakan sel dalam tubuh seperti jantung maupun hati telah terbentuk khusus untuk memenuhi fungsi tertentu, stem cell selalu berada dalam keadaan tidak terdiferensiasi sampai ada sinyal tertentu yang mengarahkannya berdiferensiasi menjadi sel jenis tertentu. Kemampuannya untuk berproliferasi bersamaan dengan kemampuannya berdiferensiasi menjadi jenis sel tertentu inilah yang membuatnya unik . Karakteristik biologis dan diferensiasi stem cell fokus pada mesenchymal stem cell. Cermin Dunia Kedokteran
Aplikasi dari sel punca diantaranya adalah pengobatan infark jantung yaitu menggunakan sel punca yang berasal dari sumsum tulang untuk mengganti sel-sel pembuluh yang rusak (neovaskularisasi). Aplikasi terapeutik sel stem embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Selain itu, sel punca diduga dapat digunakan untuk pengobatan diabetes tipe I dengan cara mengganti sel pankreas yang sudah rusak dengan sel pankreas hasil diferensiasi sel punca. Hal ini dilakukan untuk menghindari reaksi penolakan yang dapat terjadi seperti pada transplantasi pankreas dari binatang. Sejauh ini percobaan telah berhasil dilakukan pada mencit.

Bioteknologi modern

Bioteknologi modern adalah jenis ilmu bioteknologi yang menggunakan alat – alat modern dan bersifat sangat kecil sekali sehingga sulit untuk dilakukan di rumah – rumah. BIoteknologi modern memiliki ciri – ciri yaitu sudah memanfaatkan teknologi DNA rekombinan. Salah satu contoh dari BIoteknologi modern adalah memanfaatkan Bakteri E.Coli untuk perbanyakan hormon insulin bagi penderita diabetes sehingga kadar gula darahnya dapat dikurangi.Pada intinya Bioteknologi sudah memanfaatkan teknologi penyambungan dan pemotongan dna dari suatu virus atau bakteri untuk digabung dengan makhluk hidup lainnya agar lebih bermanfaat. Contoh Bioteknologi Modern yaitu : Bayi tabung,Produksi hormon pertumbuhan manusia (Growth Hormon), Antibiotik, Vaksin Malaria, Hormon BST, Hewan Transgenik, Tanaman Tahan hama, Dan domba Dolly.

Bioteknologi konvensional

Bioteknologi konvensional adalah penerapan ilmu bioteknologi dengan memanfaatkan makhluk hidup secara langsung untuk mengubah kandungan gizi dari suatu produk. Bioteknologi konvensional mudah dilakukan di rumah – rumah sederhana sekalipun karena prosesnya mudah dan juga bahan – bahannya mudah di dapatkan. Beberapa contoh dari Bioteknologi konvensional yaitu pembuatan tempe,  pembuatan, kecap,  pembuatan oncom dan pembuatan tape.

Bioteknologi pertanian

Bioteknologi pada bidang pertanian turut memberikan sumbangsih yang sangat besar karena dengan ilmu tersebut maka produksi dan kualitas hasil pertanian dapat ditingkatkan lagi. Bioteknologi pertanian sudah dimanfaatkan masyarakat sejak dahulu hingga berkembang dalam bentuk modern seperti saat ini. Pembuatan kompos atau biogas adalah salah satu produk bioteknologi pertanian sederhana, sedangkan pembuatan tanaman transgenik, kultur jaringan, biopestisida merupakan contoh dari bioteknologi pertanian yang sudah modern. Pembuatan tanaman hidroponik juga berkat ilmu dari bioteknologi pertanian dimana tanaman ini memiliki banyak sekali keunggulan seperti tidak membutuhkan lahan yang luas, mudah dikerjakan, tumbuh lebih cepat, hemat pupuk, dan bebas dari hama dan penyakit.

Bioteknologi pangan

Di bidang pangan ilmu bioteknologi berperan dalam meningkatkan kualitas dari zat gizi dari suatu makanan. beberapa contoh produk bioteknologi pangan seperti : Kopi, kecam, keju, yoghurt, nata de coco, oncom, tape dan tempe. Bila diamati bahan dasar dari pembuatan produk tersebut rasa dan gizinya masih rendah untuk manusia, tetapi setelah melalui proses bioteknologi maka ia menjadi makanan yang digemari karena enak dan juga bernilai gizi tinggi. Beberapa jenis minuman yang mengandung alkohol dibuat dari proses fermentasi jamur an aerob yang akan bekerja pada lingkungan tidak mengenadung oksigen.

Manfaat bioteknologi

Manfaat bioteknologi dalam kehidupan manusia sudah sangatn banyak sekali dan ilmu ini akan terus mengalami perkembangan seiring dengan berkembangnya alat – alat pembantu bioteknologi seperti mikroskop dan alat – alat yang berkaitan dengan pemotong dan penyambung DNA pada makhluk hidup. Secara umum berikut ini manfaat bioteknologi bagi manusia :
1. Menghasilkan obat – obatan yang lebih efektif dan murah meriah salah satu contohnya adalah pembuatan hormon insulin dari isolasi gen Bekteri E. coli.
2. Menghasilkan antibiotik untuk membunuh penyakit yang berbahaya. Saat ini sudah banyak sekali antibiotik yang ada di apotik dan murah harganya serta lebih efektif dalam pengobatan.
3. Mengurangi pencemaran lingkungan, beberapa contoh bakteri yang dapat membantu daur ulang seperti menghancurkan sampah – sampah organik dan juga membersihkan sisa tumpahan minyak di dalam laut.
4. Meningkatkan hasil produksi pertanian dari tanaman transgenik karena tanaman ini memiliki daya tahan yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang ekstrim dan juga ia tidak mudah diserang oleh hama.

 

Dampak negatif bioteknologi

Dampak negatif dari bioteknologi juga ada dan membahayakan terutama bagi orang yang tidak paham terhadap lingkungan. Ada etika yang harus dilakukan untuk mengembangkan produk bioteknologi. Berikut ini dampak negatif dari bioteknologi
1. Rusaknya ekosistem karena beberapa jenis produk tanaman transgenik terbukti dapat menurunkan jumlah spesies yang ada di alam ini karena ia tidak lagi memakan tanaman yang di transgenikkan.
2. Hilangnya beberapa jenis hewan dan tumbuhan tertentu. Dengan adanya bioteknologi maka hanya tanaman dan hewan yang berkualitas bagus saja yang akan dikembangkan , sedangakan hewan dan tumbuhan dengan kualitas kurang baik akan menjadi punah.
3. Dapat menyebabkan alergi karena tidak semua orang cocok dengan gen asing yang di masukkan ke dalam tubuhnya. Oleh karena itu harus berhati – hati ketika mengonsumsi produk bioteknologi.

sumber : 
https://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi
http://kampus-biologi.blogspot.co.id/2014/10/pengertian-bioteknologi-bioteknologi.html