Bidang Bioteknologi Moderen
a.Rekayasa genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu
cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat
yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau
rekombinasi DNA.
Dalam rekayasa genetika digunakan
DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap
makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan.
Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat¬sifat makhluk hidup secara
turun-temurun.
Untuk mengubah DNA sel dapat
dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel,
teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
1) Transplantasi inti
Transplantasi inti adalah
pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru
dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah
dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari
sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Intl sel tersebut dimasukkan ke dalam
ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi
inti bare, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah
morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya
dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut
dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum
berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi
individu bare dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.
2) Fusi sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel
balk dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau
hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh
peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami).
Manfaat fusi sel, antara lain untuk
pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di
dalam fusi sel diperlukan adanya:
a)sel sumber gen (sumber sifat
ideal);
b)sel wadah (sel yang mampu
membelah cepat);
c)fusigen (zat-zat yang mempercepat
fusi sel).
3) Teknologi plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil
yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat
plasmid, an-tam lain:
a)merupakan
molekul DNA yang mengandung gen tertentu;
b)dapat
beraplikasi diri;
c)dapat berpindah
ke sel bakteri lain;
d)sifat plasmid pada keturunan
bakteri sama dengan plasmid induk. Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai
vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.
4) Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses
penggabungan DNA-DNA dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk
menyambungkan gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA
disebut jugs rekombinasi gen.
Rekombinasi DNA dapat dilakukan
karena alasan-alasan sebagai berikut.
I) Struktur DNA
setiap spesies makhluk hidup sama.
2) DNA dapat
disambungkan
b. Bioteknologi bidang kedokteran
Bioteknologi mempunyai peran
penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal,
vaksin, antibiotika dan hormon.
1) Pembuatan antibodi monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi
yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara
lain:
a)untuk mendeteksi kandungan
hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;
b)mengikat racun
dan menonaktifkannya;
c)mencegah
penolakan tubuh terhadap basil transplantasi jaringan lain.
2) Pembuatan vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah
serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin
didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil
dari mikroorganisme tersebut.
3) Pembuatan antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang
dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan
organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur
atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu.
Zat antibiotika telah mulai
diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia H oleh para ahli dari Amerika
Serikat dan Inggris.
4) Pembuatan hormon
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini
telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang
telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan
testosteron.
c.Bioteknologi bidang
pertanian
Dewasa ini perkembangan industri maju
dengan pesat. Akibatnya, banyak lahan pertanian yang tergeser, lebih-lebih di
daerah sekitar perkotaan. Di sisi lain kebutuhan akan basil pertanian hams
ditingkatkan seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Untuk mendukung hal
tersebut, dewasa ini telah dikembangkan bioteknologi di bidang pertanian.
Beberapa penerapan bioteknologi pertanian sebagai berikut.
1) Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen
Nitrogen (N,) merupakan unsur
esensial dari protein DNA dan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan sering
ditemukan nodul pada akarnya. Di dalam nodul tersebut terdapat bakteri
Rhizobium yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhan
polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri.
Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba
mengembangkan agar bakteri Rhizobium dapat hidup di dalam akar selain tumbuhan
polong-polongan. Di samping, itu juga berupaya meningkatkan kemampuan bakteri
dalam mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi gen.
Kedua upaya di atas dilakukan untuk
mengurangi atau meniadakan penggunaan pupuk nitrogen yang dewasa ini banyak
digunakan di lahan pertanian dan menimbulkan efek samping yang merugikan.
2) Pembuatan tumbuhan tahan hama
Tanaman yang tahan Karena dapat dibuat
melalui rekayasa genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel. Contohnya,
untuk mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperlukan gen yang
menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian disisipkan pada sel
tanaman kentang. Sel tanaman kentang tersebut, kemudian ditumbuhkan menjadi
tanaman kentang yang tahan penyakit. Selanjutnya tanaman kentang tersebut dapat
diperbanyak dan disebarluaskan.
d.Bioteknologi bidang peternakan
Dengan bioteknologi dapat
dikembangkan produk-produk peternakan. Produk tersebut, misalnya berupa hormon
pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa
genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin
Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika
diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu
sampai 20%.
e. Bioteknologi bahan bakar masa depan
Kamu sudah mengetahui bahwa bahan
bakar minyak termasuk sumber daya yang tidak bisa diperbarui. Oleh karena itu,
suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan bagi para ilmuwan untuk
menemukan bahan bakar pengganti yang diproduksi melalui bioteknologi.
Saat ini telah ditemukan dua jenis
bahan bakar yang diproduksi dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan
gasahol (alkohol).
Alternatif bahan bakar masa depan
untuk menggantikan minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat
dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. Pada fase
anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan untuk bahan
bakar.
Di negara Cina, dan India terdapat
beberapa kelompok masyarakat yang hidup di desa yang telah menerapkan teknologi
fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan baku teknologi fermenter
tersebut adalah feses hewan, daun-daunan, kertas, dan lain-lain yang akan
diuraikan oleh bakteri dalam fermenter.
Sedangkan teknologi gasohol telah
dikembangkan oleh negara Brazil sejak harga minyak meningkat sekitar tahun
1970. Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yang
melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidak menimbulkan
polusi.
f. Bioteknologi pengolahan limbah
Kaleng, kertas bekas, dan sisa
makanan, sisa aktivitas pertanian atau industri merupakan bahan yang biasanya
sudah tak dikehendaki oleh manusia. Bahan-bahan tersebut dinamakan limbah atau
sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam lingkungan. Oleh karena itu, hams
ada upaya untuk menanganinya. Penanganan sampah dapat dilakukan dengan berbagai
cara, misalnya dengan ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di antara semua
cara tersebut yang paling baik adalah dengan daur ulang.
Salah satu contoh proses daur ulang
sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan adalah proses pirolisis.
Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi
pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat diubah menjadi arang,
gas (misal: metana) dan bahan anorganik.
Bahan-bahan tersebut dapat
dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses
ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat
pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari hewan, tumbuhan, manusia
ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan mikroorganisme
(misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos.
Dalam pembuatan kompos, sangat
diperlukan mikroorganisme. Jenis mikroorganisme yang diperlukan dalam pembuatan
kompos bergantung pada bahan organik yang digunakan serta proses yang
berlangsung (misalnya proses itu secara aerob atau anaerob).
Selama proses pengomposan
terjadilah penguraian, misalnya selulosa, pembentukan asam organik terutama
asam humat yang penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat
sebagai pupuk.
Bioteknologi dapat diterapkan dalam
pengolahan limbah, misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara
lain dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi yang
menyebabkan minyak bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba.
Salah satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi
oleh bakteri Acinetobacter calcoaceticus. Dengan bioteknologi, pengolahan
limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secara bioteknologi
melibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob.
referensi : Ilmu Alam Sekitar Oleh Sukis Wariyono dkk
http://www.karyatulisilmiah.com/bidang-bioteknologi-moderen.html
