Bioteknologi

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.

1.      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.

2.      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.

3.      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.

4.      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 egativec karena tanaman ini memiliki daya tahan yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang ekstrim dan juga ia tidak mudah diserang oleh hama.

Dampak egative 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.

       Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari penggunaan organisme hidup (bakteri, jamur, virus, dll) atau produk dari organisme hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Saat ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasarkan pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi sederhana telah dikenal manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, dan keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas baru di bidang pertanian, dan peternakan hewan dan reproduksi.

Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu terbukti, antara lain, dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin, meskipun dalam jumlah terbatas karena proses fermentasi tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik dan vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada saat ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, khususnya di negara-negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai teknologi seperti rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, sel-sel induk berkembang biak, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk mendapatkan menyembuhkan penyakit genetik atau kronis, dapat disembuhkan, seperti kanker atau AIDS.

Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan pasien dengan stroke atau penyakit lain yang mengakibatkan kerugian atau kerusakan jaringan tubuh dapat pulih normal. Di sektor pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung lebih banyak nutrisi daripada tanaman yang normal, dan juga lebih tahan terhadap hama dan tekanan lingkungan.

Penerapan bioteknologi di masa mendatang juga dapat ditemukan pada pelestarian lingkungan dari polusi. Sebagai contoh, dekomposisi minyak yang tumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat racun (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi seputar perkembangan teknologi. Misalnya, kloning dan teknologi rekayasa genetika pada tanaman pangan mendapat kecaman dari berbagai kelompok.

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Penerapan teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau memanipulasi gen dalam organisme ini.

Sifat biologis berubah melalui rekayasa genetik yang menyebabkan “lahirnya organisme baru” produk bioteknologi dengan sifat – sifat yang bermanfaat bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain :

• Jagung resisten hama serangga
• Kapas resisten hama serangga
• Pepaya resisten virus
• Enzim pemacu produksi susu pada sapi
• Padi mengandung vitamin A
• Pisang mengandung vaksin hepatitis

Timeline Bioteknologi Menurut Para Ahli

Fermentasi merupakan model aplikasi awal bioteknologi

• 8000 SM Koleksi benih untuk penanaman kembali. Bukti bahwa Babel, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.
• 6000 SM Brewing, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi.
• 4000 SM Cina membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat.
• 1500 Koleksi tanaman di seluruh dunia.
• Penemuan sel pada tahun 1665 oleh  Robert Hooke (Inggris) melalui mikroskop.
• 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan.
• Mikroorganisme yang ditemukan pada tahun 1880.
• 1856 Gregor Mendel mulai genetika tanaman rekombinan.
• 1865 Gregor Mendel menemukan hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.
• Karl Ereky 1919, insinyur Hungaria, pertama kali menggunakan kata bioteknologi .
• Para peneliti di Amerika Serikat pada tahun 1970 telah menemukan bahwa membatasi enzim yang digunakan untuk memotong gen gen.
• 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein.
• 1978 Peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang ditemukan dalam usus besar.
• 1980 bioteknologi modern ditandai oleh teknologi DNA rekombinan. Modelnya dari prokariotik, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% dari penderita diabetes yang alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia).
• 1992 FDA menyetujui pertama GM makanan dari Calgene: tomat “flavor saver” (Flavr Savr).
• 2003 Penyelesaian Human Genome Project

Rekayasa genetika

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

• Isolasi gen
• Memodifikasi gen sehingga fungsi biologis yang lebih baik
• Transfer gen ke dalam organisme baru
• Pembentukan produk organisme rekayasa genetika

Prosedur pembentukan organisme transgenik ada dua, yaitu :

• Melalui proses pengenalan gen
• Melalui proses mutagenesis

Proses Pengenalan Gen

Beberapa langkah dasar proses pengenalan gen adalah:

• Membentuk urutan gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik
• Transformasi urutan gen yang sudah ditandai ke jaringan
• Kultur jaringan yang sudah berisi gen yang berubah
• Uji coba kultur tersebut di lapangan

Mutagenesis

Memodifikasi gen pada organisme ini dengan mengganti basa nitrogen dalam urutan DNA yang akan diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat organisme, misalnya: awalnya inheren tahan terhadap hama menjadi resisten hama. Agen mutagenesis biasanya dikenal sebagai mutagen. Beberapa contoh mutagen yang umum digunakan adalah sinar gamma (mutagen fisika) dan etil metana sulfonat (mutagen kimia).

Human Genome Project

Human Genome Project merupakan upaya internasional yang dimulai pada tahun 1990 untuk mengidentifikasi semua gen (genom) yang terkandung dalam DNA dalam sel manusia dan memetakan lokasi masing-masing kromosom manusia berjumlah 24. Proyek ini memiliki potensi yang tak terbatas untuk pengembangan dalam pendekatan diagnostik untuk mendeteksi penyakit dan molekul pendekatan untuk mengobati penyakit genetik manusia.

jenis mikroorganisme yang berperan dalam bioteknologi makanan dan jenis bioteknologi dan contohnya :

• Yogurt adalah bioteknologi mikroorganisme Lactobacillus bulgaricus dan streptococcus Thennophilus
• Lembut keju bioteknologi adalah mikroorganisme Penicilium camemberti
• Bioteknologi Kecap adalah Aspergillus mikroorganisme Orysae / Aspergillus Soyae
• Bioteknologi Mikroprotein adalah Fusarium mikroorganisme graminearum
• Nata de Coco bioteknologi adalah mikroorganisme Acetobacter Filinum
• Bioteknologi Tempe adalah Rhizopus Orysae mikroorganisme. Rhizopus oligosporus
• Bioteknologi Tape adalah Sadharomyces mikroorganisme cerevisiae
• Bioteknologi Anggur / Wine adalah Vitis mikroorganisme Venefera
• Bioteknologi Oncom adalah miki’oorganismenya Neuropra & Monilia Sitophilia
• Keju keras bioteknologi adalah mikroorganisme bakteri propioni.

·          Dengan perkembangan bioteknologi, akan memberikan dampak positif maupun dampak negatif bagi makhluk hidup, yang mencakup semua bidang. Adapun dampak positif antara lain yakni :

·         1.  Pada bidang pertanian, dengan menggunakan peralatan yang semakin modern serta pupuk dengan kualitas yang lebih baik, memberikan kemudahan pengerjaan sawah bagi para petani dengan hasil panen yang lebih baik dan labih banyak. Dimana yang sebelumnya hanya menggunakan bajak dengan bantuan hewan (seperti sapi, kerbau) untuk membajak sawahnya, kini petani semakin dimudahkan dengan adanya traktor untuk membajak sawah serta penggunaan pupuk yang memberikan kesuburan pada tanaman dan terhindar dari hama tanaman. Namun, dengan penggunaan pupuk mengakibatkan kerusakan pada lingkungan karena pupuk yang digunakan mengandung bahan-bahan kimia yang dapat merusak lingkungan.

·         2. Keanekaragaman hayati merupakan modal utama sumber gen untuk keperluan rekayasa genetik dalam perkembangan dan perkembangan industri bioteknologi. Baik donor maupun penerima (resipien) gen dapat terdiri atas virus, bakteri, jamur, lumut, tumbuhan, hewan, juga manusia. Pemilihan donor / resipien gen bergantung pada jenis produk yang dikehendaki dan nilai ekonomis suatu produk yang dapat dikembangkan menjadi komoditis bisnis. Oleh karena itu, kegiatan bioteknologi dengan menggunakan rekayasa genetik menjadi tidak terbatas dan membutuhkan suatu kajian sains baru yang mendasar dan sistematik yang berhubungan dengan kepentingan dan kebutuhan manusi ; Kegiatan tersebut disebut sebagai bioprespecting. Perdebatan tentang positif untuk mengatasi dampak negatif yang dapat ditimbulkan bioteknologi, antara lain pada tahun 1992 telah disepakati konvensi keanekaragaman Hayati, ( Convetion on Biological Diversity )yang mengikat secara hukum bagi negara-negara yang ikut mendatanginnya.

            Adapun dampak negatif  perkembangan bioteknologi antara lain yakni

1.  Penggunaan pupuk mengakibatkan kerusakan pada lingkungan karena pupuk yang digunakan mengandung bahan-bahan kimia yang dapat merusak lingkungan.

2.  Penggunaan peralatan modern membutuhkan keahlian khusus atau terdidik sehingga penggunaan alat ini terbatas.

3.  Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan produk gen asaing, seperti, gen cry dari bacillus thuringiensis maupun bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan ) gen asibg ke genom inang dapat menimbulkan interaksi antar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi.Dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi. Persaingan tersebut dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju, Kesenjangan teknologi yang sangat jauh tersebut disebabkan karena bioteknologi modern sangat mahal sehingga sulit dikembangkan oleh negara berkembang.

Dampak Penerapan Bioteknologi

Bioteknologi adalah prinsip-prinsip dari ilmu dan teknologi untuk memproses materi melalui agen biologi agar dapat meningkatkan nilai tambah. Ternyata bioteknologi masih mempunyai dampak-dampak dalm penerapannya. 

Bioteknologi, terutama rekayasa genetika, pada awalnya diharapkna dapat menjelaskan berbagai macam persoalan dunia seperi polusi, penyakit, pertanian dsb. tetapi. dalam kenyataannya juga menimbulkan dampak negatif. berikut dampak-dampak yang diakibatkan akan adanya bioteknologi.

1. Dampak Terhadap Lingkungan

       Pelepasan organisme transgenik (berubah secara genetik) ke alam bebas dapat menimbulkan dampak berupa pencemaran biologi yang dapat lebih berbahaya daripada pencemaran kimia dan nuklir.

       Dengan keberadaan rekayasa genetika ini perubahan genotype tidak terjadi secara alami sesuai dengan dinamika populasi, melainkan menurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu. Perubahnan drastis akan menimbulkan bahaya, bahkan kehancuran. "Menciptakan" makhluk hidup yang seragam bertentangan dengan prinsip di dalam biologi sendiri, yaitu keanekaragaman.

2. Dampak Terhadap Kesehatan

    Produk rekayasa genetika di bidang kesehatan dapat menimbulkan masalah serius. Contohnya adalah pengguanaan insulin hasil rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris. Tomat Flavr Savr diketahui mengandung gen resisten terhadap antibiotik. Susu sapi yang disuntik dengan hormon BGH disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi bahaya bagi kesehatan manusia.

3. Dampak dibidang Sosial Ekonomi

       Beragam aplikasi rekayasa menunjukkan bahwa bioteknologi mengandung dampak ekonomi yang membawa pengaruh kepada kehidupan masyarakat. Produk Bioteknologi dapat merugikan petani kecil. Penggunaan hormon pertumbuhan sapi (bovine growth hormone : BGH) dapat meningkatkan produksi susu sapi sampai 20% niscaya akan menggusur peternak kecil. dengan demikian, Bioteknologi dapat menimbulkan kesenjangan ekonomi. Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, tembakau, coklat, kopi, gula, kelapa, vanili, ginseng dan opium akan dapat duhasilkan melalui modifikasi genetika tanaman lain, sehingga akan menyingkirkan tanaman aslinya. Duniaketiga sebagai penghasil tanaman-tanaman tadi akan menderita kerugian besar.

4. Dampak Terhadap Etika

    Menyisipkan gen makhluk hidup lain memiliki dampak etika yang serius. Menyisipkan gen makhluk hidup lain yang tidak berkerabat dianggap melanggar hukum alam dan sulit diterima masyarakat. Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan gen itu tidak etis, 90% menentang pemindahan gen manusia ke hewan, 75% menentang pemindahan gen hewan ke hewan lain. Bahan pangan transgenik yang tidak berlabel juga membawa konsekuensi bagi penganut agama tertentu. Bagaimana hukumnya bagi penganut agama islam, kalau gen babi disisipkan kedalam buah semangka? Penerapan hak paten pada makhluk hidup hasil rekayasa merupakan pemberian hak pribadi atas makhluk hidup. Hal itu bertentangan dengan banyaknya nila-nilai budaya yang menghargai nilai instrinsik makhluk hidup.