BIOTEKNOLOGI

Jenis- jenis bioteknologi 

A. Bioteknologi konvensional 

B. Bioteknologi modern 

a. Bioteknologi Konvensional (sederhana)  
Bioteknologi Konvensional adalah bioteknologi yang memanfaatkan organisme secara langsung untuk menghasilkan produk barang dan jasa yang bermanfaat bagi manusia. Bioteknologi ini masih sangat sederhana atau tradisional, karena teknik dan peralatan yang digunakan masih sederhana. Pada bioteknologi konvensional menggunakan mikroorganisme, proses biokimia, dan proses genetik alami. Manipulasi yang biasa dilakukan hanya pada media tumbuh (substrat) dan kondisi lingkungan belum sampai pada tahap rekayasa genetik, kalaupun ada rekayasa genetik masih merupakan rekayasa genetik yang sederhana dan perubahan genetik yang dihasilkan tidak tepat sasaran.

Kelebihan dan kekurangan bioteknologi konvensional adalah sebagai berikut; 
1) Kelebihan : 
a. Biaya produksi murah.  
b. Teknologi menggunakan peralatan sederhana.  
c. Pengaruh jangka panjang sudah dikatahui.  

2) Kelemahan : 
a. Perbaikan genetik tidak terarah.  
b. Memerlukan waktu relatif lama . 
c. Belum ada pengkajian prinsip-prinsip ilmiah.  
d. Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya.  
e. Tidak dapat mengatasi mengatasi ketidaksesuaian genetic.  
f. Reproduksi dalam skala kecil.  
g. Proses relatif belum steril.  
h. Kualitas hasil belum terjamin.

Bioteknologi konvensional dalam bidang makanan banyak menggunakan proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme.

• Yoghurt 

  

  dibuat dari fermentasi susu oleh Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus. Laktosa diubah menjadi asam laktat, sehingga susu menjadi asam dan kental.

   

• Keju   

 dibuat dengan proses pengentalan atau koagulasi susu. Bakteri membantu menghasilkan enzim yang menyebabkan protein susu menggumpal membentuk dadih, kemudian diproses menjadi keju.

• Roti 

• 

• menggunakan yeast/ragi. Fermentasi menghasilkan karbon dioksida (CO₂) dan alkohol. CO₂ membuat adonan roti mengembang, sedangkan alkohol memengaruhi aroma dan rasa.

• Kecap 

  

  dibuat dari kedelai yang difermentasi menggunakan jamur Aspergillus wentii, kemudian melalui proses perendaman dalam larutan garam. Jamur menguraikan protein menjadi asam amino dan menghasilkan rasa serta aroma khas.

• Tempe  

dibuat dengan fermentasi kedelai menggunakan jamur Rhizopus oryzae dan Rhizopus oligosporus. Hifa jamur mengikat biji kedelai sehingga terbentuk tempe.

• Cuka

  dibuat dari etanol hasil fermentasi ragi. Bakteri Acetobacter dan Gluconobacter mengubah etanol menjadi asam asetat.

2. Bidang Pertanian

Bioteknologi konvensional membantu meningkatkan produksi dan kualitas tanaman.

• Kultur jaringan

  → membudidayakan jaringan tumbuhan menjadi tanaman baru yang memiliki sifat sama dengan induknya. Proses ini didasarkan pada totipotensi, yaitu kemampuan sel tumbuhan untuk berkembang menjadi tumbuhan lengkap dalam kondisi yang sesuai. Jaringan meristem biasanya lebih mudah digunakan.

• Pembastaran/persilangan

  → perkawinan antara dua tanaman sejenis tetapi berbeda varietas untuk memperoleh keturunan dengan sifat unggul dari kedua induknya. Contohnya menggabungkan sifat produksi tinggi, tahan hama, tidak mudah rebah, dan umur panen pendek pada tanaman padi.

• Hidroponik 

  → teknik bercocok tanam tanpa tanah, menggunakan air dan media seperti pasir, kerikil, spons, sabut kelapa, atau arang.
   

3. Bidang Industri

Bioteknologi digunakan dalam bioremediasi, yaitu proses mengurangi atau menguraikan bahan pencemar berbahaya dalam limbah menggunakan mikroorganisme. Contoh mikroorganisme yang dapat digunakan adalah Xanthomonas campestris dan Pseudomonas foetida.

4. Bidang Pengobatan

Bioteknologi konvensional digunakan untuk menghasilkan antibiotik dan vaksin. 

Contohnya penisilin yang digunakan sebagai antibiotik. Vaksin berasal dari mikroorganisme atau bagian/toksin yang telah dibuat tidak berbahaya sehingga dapat membantu meningkatkan kekebalan tubuh.

5. Bidang Peternakan

Bioteknologi dalam peternakan dapat dilakukan melalui mutasi dan seleksi untuk mendapatkan hewan dengan sifat yang diinginkan.

• Domba Ankon 

memiliki kaki pendek dan bengkok sebagai hasil mutasi alami.

• Sapi Jersey 

  

dikembangkan melalui seleksi manusia karena menghasilkan susu dengan kandungan krim lebih banyak.

b. Bioteknologi modern 

 Bioteknologi Modern adalah cabang bioteknologi yang memanfaatkan teknik rekayasa genetika atau teknologi DNA rekombinan untuk memodifikasi, menambah, atau menghilangkan gen tertentu dari suatu organisme. Tujuannya adalah untuk menghasilkan organisme dengan sifat-sifat baru yang diinginkan atau untuk memproduksi senyawa spesifik dalam jumlah besar.

Kelebihan dan kekurangan bioteknologi modern antara lain : 
1. Kelebihan : 
a. Hasil dapat diperhitungkan. 
b. Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetik. 
c. Perbaikan genetic dapat dilakukan secara terarah.  
d. Menghasilkan individu yang memiliki sifat baru (tidak sama) dengan sifat 
alaminya. 

2. Kelemahan : 
a. Biaya produksi relative mahal.  
b. Menjadikan jenis tanaman mono kultur. 
c. Menyebabkan degradasi gen jenis lokal. 
d. Memerlukan teknologi canggih.  
e. Pengaruh jangka panjang belum diketahui.

Terdapat 4 prinsip dasar bioteknologi : 

Penggunaan agen  biologi, 

menggunakan metode tertentu,

 dihasilkannya suatu produk turunan, 

 melibatkan banyak disiplin ilmu.  

Bioteknologi modern sangat erat dengan rekayasa gentika, karena manipulasi yang dilakukan bukan hanya pada kondisi lingkungan dan media tumbuh melainkan juga dilakukan pada susunan gen dalam kromosom makhluk hidup. Namun tidak semua penerapan bioteknologi modern menggunakan teknik rekayasa genetika, misalnya seperti kultur jaringan dan kloning. 

Kultur jaringan dan kloning dikatakan sebagai bioteknologi modern karena alat yang digunakan dalam prosesnya merupakan peralatan yang canggih. Rekayasa genetik bertujuan untuk menghasilkan organisme transgenik yakni organisme yang susunan gen dalam kromosomnya telah dirubah sehingga mempunyai sifat yang menguntungkan sesuai dengan yang dikehendaki. Sehingga dapat dikatakan bahwa hasil dari rekayasa genetic lebih terarah dan dapat diramalkan sebelumnya. 
 Rekayasa genetik adalah kegiatan manipulasi gen untuk mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA baru. Manipulasi materi genetik dilakukan dengan cara menambah atau menghilangkan gen tertentu. Salah satu produk hasil rekayasa genetik adalah dengan membuat organisme transgenik.

tanaman transgenik

tanaman yang susunan genetiknya telah diubah dengan memasukkan gen tertentu untuk menghasilkan sifat yang diinginkan, seperti tahan hama, tahan herbisida, dan tidak mudah busuk

Pembuatan tanaman transgenik dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu mencari gen yang diinginkan mengambil gen dari organisme lain seperti tanaman, hewan, jamur, atau bakteri, kemudian memasukkannya ke dalam vektor kloning seperti plasmid. Gen tersebut diperbanyak menggunakan bakteri, lalu dipindahkan ke sel tanaman. Transfer gen dapat dilakukan melalui senjata gen, bakteri Agrobacterium tumefaciens, atau elektroporasi

Hewan Transgenik  
Selain tumbuhan transgenik, juga ada hewan-hewan transgenik. Pada 
awalnya hewan transgenik merupakan bahan penelitian para ilmuwan untuk 
menemukan jenis penyakit yang menyerang hewan tertentu dan cara 
penanggulangannya. Perkembangan selanjutnya, penerapan teknologi 
rekayasa genetik pada hewan bertujuan untuk menghasilkan hewan ternak 
yang memproduksi susu dan daging yang berkualitas, ikan yang cepat besar 
dan mengandung vitamin tertentu, dan sebagainya

teknik yang digunakan dalam bioteknologi modern 

Pada bioteknologi konvensional prosesnya melibatkan reaksi fermentasi dalam menghasilkan suatu produk, lain halnya dengan bioteknologi modern sudah melibatkan teknik rekayasa genetika yaitu dengan menggunakan teknik DNA rekombinan yaitu teknik mengubah susunan DNA suatu organisme dengan menyisipkan gen asing ke organisme tersebut sehingga diperoleh sifat baru yang tidak dimiliki sebelumnya. Teknik ini digunakan untuk menghasilkan organisme transgenik.

teknik yang digunakan dalam bioteknologi modern 

Proses DNA rekombinan meliputi :

1. ISOLASI DNA :

a. Isolasi jaringan – mengambil jaringan yang akan digunakan.
b. Pelisisan sel – menghancurkan dinding dan membran sel agar DNA dapat diperoleh.
c. Ekstraksi – mengambil ekstrak DNA dari larutan.
d. Purifikasi – membersihkan DNA dari zat pengotor, termasuk RNA.
e. Presipitasi – mengendapkan protein sehingga DNA dapat dipisahkan dan terlihat.

2. TRANSPLANTASI GEN atau DNA
Transplantasi gen dilakukan dengan cara menyambung gen yang telah diisolasi ke dalam DNA plasmid vektor menggunakan enzim ligase.  Enzim ligase mampu menyambung ujung-ujung nukleotida dan hasil penyambungan ini disebut DNA rekombinan yang mengandung DNA asli vektor dan DN

3. MEMASUKAN DNA REKOMBINAN KE DALAM SEL HIDUP 

DNA rekombinan dimasukkan ke vector sel bakteri ataupun virus melalui pemanasan dalam larutan NaCl atau melalui elektroporasi. Sel bakteri atau virus tersebut melakukan replikasi dengan cara membelah diri sehingga 
diperoleh DNA rekombinan dalam jumlah banyak. Berikut ini gambar dari proses rekombinasi gen.

teknik-teknik lain yang dapat menghasilkan produk unggul
a. kultur jaringan 
b. kloning
c. teknik bayi tabung
d. fusi protoplasma
e. mikroorganisme sebagai pembasmi hama tanaman
f. peran mikroorganisme dalam mengatasi pencemaran
g. mikroorganisme sebagai pemisah logam dari bijihnya
h. rekaya genetika
i. teknologi plasmid
j. transplantasi inti