BIOTEKNOLOGI

BIOTEKNOLOGI 

Artikel Oleh : Martua H.Saragih 

 

I. Pengertian Bioteknologi 

Bioteknologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari teknologi pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi (kapang dan khamir), virus, dan lain-lain) maupun turunan produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol, PST (protein Sel Tunggal), biosurfaktan, biopigmen, biokatalis, bioenergi). Definisi lain menerangkan bahwa Bioteknologi adalah metode atau proses yang melibatkan makhluk hidup atau organisme hidup untuk menghasilkan produk baru sehingga dapat bermanfaat bagi kesejahteraan manusia. Atau dapat dikatakan juga, bioteknologi merupakan suatu cabang ilmu yang mempelajari cara memanfaatkan organisme hidup dalam melakukan proses produksi untuk menghasilkan barang maupun jasa yang bermanfaat bagi manusia. Bioteknologi berasal dari dua kata yaitu Bio dan Teknologi. Kata Bio berarti kehidupan sedangkan kata Teknologi memiliki makna sebagai suatu metode ilmiah yang digunakan untuk mencapai tujuan secara praktis. Pada zaman kini, Bioteknologi tidak hanya didukung oleh keilmuan biologi saja, tetapi juga dari berbagai macam ilmu terapan, seperti biokimia, biologi molekuler, genetika, mikrobiologi, komputer dan lain-lain. Sehingga bioteknologi Dapat di definisikan sebagai ilmu terapan yang menggabungkan berbagai macam cabang ilmu dalam memproses barang atau jasa yang bisa bermanfaat bagi manusia dengan menggunakan bantuan makhluk hidup. Adapun ciri-ciri utama dari bioteknologi adalah adanya 1) jasad biologi/renik seperti mikroorganisme, tumbuhan maupun hewan, dan 2) teknologi yang dapat diaplikasikan secara industri, baik dengan menggunakan proses ekstraksi maupun pemurnian (Nadia, L.,dkk.). Istilah bioteknologi untuk pertama kalinya dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakannya (Suwanto, 1998). Beragam batasan dan pengertian dikemukakan oleh berbagai lembaga untuk menjelaskan tentang Bioteknologi. Beberapa diantaranya akan diulas singkat sebagai berikut: 

1. Menurut Bull et al. (1982), bioteknologi merupakan penerapan asas-asas sains (ilmu pengetahuan alam) dan rekayasa (teknologi) untuk pengolahan suatu bahan dengan melibatkan aktivitas jasad hidup untuk menghasilkan barang dan/atau jasa. 

2. Bioteknologi merupakan penerapan prinsip-prinsip ilmu pengetahuan dan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan bahan dengan bantuan agen biologis untuk menghasilkan bahan dan jasa . 

3. Bioteknologi adalah teknik pendayagunaan organisme hidup atau bagian organisme untuk membuat atau memodifikasi suatu produk dan meningkatkan/memperbaiki sifat tanaman atau hewan atau mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus. 

4. Menurut Primrose (1987), secara lebih sederhana bioteknologi merupakan eksploitasi komersial organisme hidup atau komponennya seperti; enzim. 

5. Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa. 

6. Atau secara tegas dinyatakan, Bioteknologi merupakan penggunaan terpadu biokimia, mikrobiologi, dan ilmu-ilmu keteknikan dengan bantuan mikroba, bagian-bagian mikroba atau sel dan jaringan organisme yang lebih tinggi dalam penerapannya secara teknologis dan industri.      

II. Peran Bioteknologi Dalam Perkembangannya 

Semakin pesatnya kemajuan dan perkembangan bioteknologi tidak dapat lepas dari kemajuan dan dukungan ilmu-ilmu dasar seperti: mikrobiologi, biokimia, biologi molekuler, dan genetika. Kompetensi menguasai bioteknologi tersebut dapat tercapai jika pembentukan dan arah pembinaan sumber daya manusia diorientasikan pada kompetensi meneliti dan menerapkan metode-metode mutakhir bioteknologi. Kemampuan menguasai dan mengaplikasikan metode-metode mutakhir bioteknologi (current methods of biotecnology) seperti: kultur jaringan, rekayasa genetik, hibridoma, kloning, dan polymerase chains reaction (PCR) secara prospektif telah mampu menghasilkan produk-produk penemuan baru (Adrianto, H, dkk., 2021). Produk-produk yang dihasilkan dari pemanfaatan aplikasi bioteknologi : 

1. Aplikasi pada bidang pertanian: Aplikasi bioteknologi untuk pertanian menawarkan berbagai keuntungan. Perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetic dengan bioteknologi melalui rekayasa genetika. Aplikasi bioteknologi dalam bidang pertanian melalui teknologi perbaikan sifat tanaman dengan Teknik rekayasa genetika. Keuntungan bioteknologi pertanian antara lain: • Meningkatkan produksi pangan misalnya dengan menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi tahan wereng, kapas tahan hama sehingga dapat meningkatkan hasil panen. • Potensi hasil panen yang lebih tinggi, • Mengurangi penggunaan pupuk dan pestisida, • Toleran terhadap cekaman lingkungan, • Pemanfaatan lahan marjinal, • Kualitas makanan dan gizi yang lebih baik, dan perbaikan defisiensi mikronutrien. Sehingga akan: Meningkatkan produksi pangan misalnya dengan menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi dan tanaman semusim sehingga dapat memenuhi kebutuhan pangan masyarakat. Meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenic antara lain kapas, jagung, dll. Mempercepat swasembada jagung dengan jagung yang dihasilkan mempunyai kualitas yang lebih baik dan kebal terhadap hama 

2. Aplikasi pada bidang peternakan: Aplikasi bioteknologi dalam bidang peternakan menawarkan berbagai keuntungan antara lain: • Meningkatkan produksi peternakan • Meningkatkan efisiensi dan kualitas pakan seperti manipulasi mikroba rumen • Menghasilkan embrio yang banyak dalam satu kali siklus reproduksi • Ternak yang dapat memproduksi asam amino tertentu • Menciptakan jenis ternak unggul 

3. Aplikasi pada bidang perikanan: Aplikasi bioteknologi dalam bidang perikanan menawarkan berbagai keuntungan antara lain: a. Menyediakan benih dan induk ikan b. Meningkatkan system kekbalan ikan dengan menggunkana vaksin, imunostimulan, probiotik dan bioremediasi. Aplikasi probiotik pada pakan atau dalam lingkungan perairan budidaya sebagai penyeimbang mikroba dalam pencernaan dan lingkungan perairan. 

4. Aplikasi pada bidang kesehatan dan pengobatan: Aplikasi bioteknologi dalam bidang kesehatan dan pengobatan telah mandatangkan manfaat antara lain: 1) Memproduksi obat-obatan terhadap penyakit infeksi (antibiotik) seperti; penisilin, streptomysin. 2) Memproduksi vaksin untuk pencegahan jenis penyakit tertentu sesuai dengan jenis vaksinnya seperti; polio, cacar, hepatitis-B, TBC dsb. Selain pada manusia, vaksin juga digunakan untuk melindungi ternak (ayam, sapi dsb) dari serangan berbagai penyakit menular. 3) Memproduksi zat kebal antibody untuk diagnosis penyakit, penelitian dan terapi. Antibodi monoclonal. 4) Untuk terapi gen misalnya untuk terapi penyakit genetis (bawaan). 5) Untuk memproduksi hormon; Insulin untuk terapi penderita kencing manis. 6) Untuk terapi gen; Sel somatis (somatic gene therapy); sel darah atau otot, terapi penyakit genetis (bawaan). Sel embrional (Germ line gene therapy) 

5. Aplikasi pada bidang lingkungan Aplikasi bioteknologi dalam bidang lingkungan adalah untuk penanganan dan pemanfaatan material sampah organik yang volumenya cenderung bertambah dengan pesat. Pemanfaatan sampah berdampak dapat mengeliminasi sumber polusi terutama pencemaran air, dan dengan penerapan proses biotek dapat mengubah limbah menjadi produk-produk yang bermanfaat. Beberapa limbah yang dapat digunakan untuk substrat fermentasi: • Molase, sebagai produk sampingan (limbah) industri gula masih mengandung kadar gula 50 %. Molase digunakan secara luas sebagai bahan baku fermentasi dan untuk produksi antibiotik, asam organic, dan khamir untuk pembuatan roti, bumbu masak (MSG) atau diberikan langsung untuk makanan ternak. • Whey sebagai produk sampingan (limbah) industri keju digunakan sebagai substrat fermentasi. • Batang padi (damen) untuk produksi jamur merang. • Bagase (ampas tebu) banyak mengandung ligno selulose. Peran biotek dalam pemanfaatan bahan sampah organik:  Mengubah kualitas makanan limbah agar sesuai untuk konsumsi manusia.  Memberi makan bahan sampah secara langsung atau setelah pemrosesan ke unggas, babi, ikan, atau ternak lainnya yang dapat mencerna secara langsung.  Limbah yang banyak mengandung selulose diberikan pada sapi atau ruminansia.  Produksi biogas methane dan poduk fermentasi lain jika tidak dapat diberikan ternak. 

III. Kelompok Bioteknologi

1. Bioteknologi konvensional Ciri-ciri bioteknologi konvensional; kurang steril, jumlah sedikit (terbatas), kualitas belum terjamin. Contoh: industri tempe, tape, anggur, yoghurt, dsb. 

2. Bioteknologi modern Ciri-ciri bioteknologi modern; steril, produksi dalam jumlah banyak (massal), kualitas standar dan terjamin. Selain itu, bioteknologi modern tidak terlepas dengan aplikasi metode-metode mutakhir bioteknologi (current methods of biotecnology) seperti: 1) Kultur jaringan merupakan suatu metode untuk memperbanyak jaringan/sel yang berasal atau yang didapat dari jaringan orisinal tumbuhan atau hewan setelah terlebih dahulu mengalami pemisahan (disagregasi) secara mekanis, atau kimiawi (enzimatis) secara in vitro (dalam tabung kaca). 2) Teknologi DNA rekombinan (recombinant DNA technology) adalah suatu metode untuk merekayasa genetik dengan cara menyisipkan (insert) gen yang dikehendaki ke dalam suatu organisme. Transgenik adalah suatu metode untuk. Rekayasa protein (protein engineering). 3) Hibridoma adalah suatu metode untuk menggabungkan dua macam sel eukariot dengan tujuan mendapatkan sel hibrid yang memiliki kemampuan kedua sel induknya. 4) Kloning adalah suatu metode untuk menghasilkan keturunan yang dikehendaki sama persis dengan induknya. 5) Polymerase chains reaction (PCR) merupakan metode yang sangat sensitif untuk mendeteksi dan menganalisis sekuen asam nukleat. RT-PCR untuk memperbanyak (amplifikasi) rantai RNA menjadi DNA; tissue/cells → extracted → RNA/mRNA → rT-PCR → copy DNA (cDNA). 6) Hibridisasi DNA adalah metode untuk menyeleksi sekuen DNA dengan menggunakan probes DNA untuk hibridisasi (pencangkokan) rantai DNA. Pita ganda.     

Acuan/ Daftar Pustaka : 

1. Nadia, L., & Sartika, D. Definisi, Prinsip Dasar, dan Perkembangan Bioteknologi Pangan. 

2. Adrianto, H., Ulinniam, U., Purwanti, E. W., Yusal, M. S., Widyastuti, D. A., Sutrisno, E., ... & Chrisnawati, L. (2021). BIOTEKNOLOGI. Bandung : Penerbit Widina Bhakti Persada. ISBN: 978-623-6092-53-8