BIOTEKNOLOGI

Tugas Kelompok 8

1.     Aprillya Mega Miru -02121170009

2.     Irna Parung Allo-0121170020

3.     Kelvin Mitchell Potalangi-02121170003

FAKULTAS PSIKOLOGI

UNIVERSITAS PELITA HARAPAN SURABAYA

2018

v  Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makluk hidup maupun produk dari makhluk hidup maupun produk dari makhluk hidup dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Ada juga pengertian yang mengatakan bahwa Bioteknologi adalah upaya untuk merekayasa.

v  Prinsip Ilmiah

Masukan        Proses        Keluaran

v  MH Berkembang Biak

v  MH mudah diperoleh

v  MH dikembangkan secara Aseksual ( Kloning )

v  Sifat MH bisa diubah – ubah

v  Dapat dihasilkan berbagai produk yang dobutukan

Untuk dapat menghasilkan produk yang berkualitas ( keluaran ), maka diperlukan bahan awal (masukan). Dari bahan awal hingga menjadi produk yang berkualitas, harus melewati serangkaian proses yang disertai prinsip – prinsip ilmiah.

v  Sejarah Bioteknologi

Hobbelink (1988) menyatakan bahwa bioteknologi sebagai suatu teknologi sebenarnya bukanlah hal baru.  Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19. Prinsip dasar upaya pembuatan makanan tersebut pada umumnya sama, yaitu sejumlah bahan dasar didedahkan (exposure) ke jasad renik tertentu yang akan mentransformasikan bahan dasar (anggur, barley, susu atau gandum) menjadi produk yang diinginkan. Selain pembuatan bir, bioteknologi juga diterapkan pada proses pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian dan pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal (Defri, 2008). Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi, misalnya teknologi yang berkaitan dengan rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, dan kloning. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.  Kini, bioteknologi modern dapat menghasilkan produk-produk yang bersumber dari sel (cellular product) dan dapat dilakukan melalui transformasi biologis (biotransformation). Terlebih lagi bioteknologi  modern dalam prosesnya dapat  dipengaruhi serta dikendalikan sepenuhnya oleh manusia sebagai pelakunya (Defri, 2008).

v  Manfaat Bioteknologi untuk memenuhi :

1.      Makanan

Dengan  pemanfaatan mikroba  dalam bidang pangan maka dapat dihasilkan produk makanan yang bergizi tinggi. Contohnya tempe,roti dan nata de coco.

2.      Bahan Industri

Bioteknologi industry bermanfaat untuk mengurangi penggunaan lahan yang biasanya digunakan untuk menanam bahan pangan, contoh lain dari bahan industry juga bisa digunakan  di lahan pertanian misalnya pupuk hayati untukdiaplikasikan ke tanaman pertanian sehingga produksi bahan pangan meningkat.

3.      Pencemaran

Peran bioteknologi dalam pelestarian lingkunagan, contohnya adalah produksi biogas dari limbah peternakan (kotoran ternak) yang dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat peternakan tersebut.

4.      Produk bahan ramah lingkungan

Peran bioteknologi dalam pelestarian lingkunagan, contohnya adalah produksi biogas dari limbah peternakan (kotoran ternak) yang dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat peternakan tersebut.

5.      Pemberantasan penyakit dengan aman

Limbah mengandung bakteri dari saluran pencernaan manusi yang mungkin membahayakan. Bakteri- bakteri tersebut harus dimusnakan untuk penyebaran penyakit saluran pencernaan.

6.      Memperoleh energy dengan aman

Proses pengelohan limbah cair mikroorganisme terutama bakteri dan protozoa, memainkan peran penting dalam pengelolahan limbah. Pengolahan limbah membersikan bahan- bahan buangan padat dan cair dari limbah sehingga air yang keluar dari tempat pengelolahan limbah aman untuk digunakan.

v  Ilmu Pendukung Bioteknologi

1.      Mikrobiologi

Mikrobiologi merupakan cabang ilmu biologi yang khusus mempelajari jasad – jasad renik,  secara singkat dapat diartikan bahwa mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang makhluk – makhluk hidup yang kecil- kecil.

2.      Genetika

Genetika merupakan ilmu yang mempelajari berbagai aspek yang menyangkut pewarisan sifat dan variasi sifat pada organism ,aupun suborganisme ( seperti virus dan prion).

3.      Biologi sel

Biologi Sel adalah ilmu yang dipelajari dalam biologi sel mencakup sifat – sifat fisiologis sel seperti struktur dan organel yang terdapat di dalam sel, lingkungan dan anraksi sel, daur hidup sel, pembelahan seldan fungsi sel, hingga kematian sel..

4.      Teknik Kimia

Adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari makhluk suborganisme, terutama virus.

5.      Enzimologi

Enzimologi adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis( senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia.

6.      Biokimia

Biokimia adalah ilmu yang mempelajari molekul dan reaksi kimia terkatalisis oleh enzim yang berlansung dalam semua oraganisme.

v  Perbedaan kultur pada Hewan dan Tumbuhan

·         Kultur pada Hewan
Kultur pada hewan yang dapat digunakan adalah dengan kultur sel, jaringan, dan organ. Kultur sel adalah teknik pemeliharaan sel di dalam kondisi in-vitro. Seperti halnya pada kultur organ, kultur bakal organ, maupun kultur jaringan, kultur sel juga mempertahankan karakteristik sel seperti saat sel tersebut berada di dalam kondisi in-vivo. Sel hewan diisolasi dari organ yang bersangkutan. Selanjutnya, sel diupayakan untuk terpisah satu dari yang lainnya. Sel hewan dipisahkan secara mekanis dan secara enzimatis. Sel-sel yang diperoleh sebagian dipelihara di dalam kultur suspensi, dan sebagian dipelihara di dalam kultur yang melekat. Selanjutnya kultur tersebut dipelihara di dalam medium yang dilengkapi dengan serum di dalam suhu yang sesuai dengan asalnya. Untuk sel mamalia suhu pemeliharaan adalah 37°C dan untuk sel aves suhu pemeliharaannya adalah 39°C.
Ukuran keberhasilan yang dapat digunakan dalam pembuatan kultur ini adalah tidak adanya kontaminasi pada kultur, kesehatan sel selama dipelihara di dalam kondisi in-vitro, dan keberhasilan sel memperbanyak diri. Menurut Listyorini (2001), cara pembuatan kultur sel hewan adalah sebagai berikut.

a. Menyiapkan peralatan kultur yang dipakai, mematikan hewan coba secara mekanis kemudian mengambil organ atau jaringan yang dikehendaki untuk dibuat kultur selnya, mencuci organ atau jaringan di dalam larutan garam seimbang kemudian memindahkan ke dalam wadah lain yang berisi larutan garam seimbang segar, Memindahan bahan yang akan dikultur ke dalam sterile bench, kemudian melakukan penyiapan sel untuk dikultur.

b. Penyiapan secara mekanis dilakukan dengan memotong organ atau jaringan, mencuci potongan tersebut menggunakan larutan garam seimbang, memindahkan potongan (ekplan) ke dalam wadah yang berisi larutan garam seimbang segar, menanam eksplan ke dalam cawan atau botol kultur dan menambahkan medium kultur yang telah ditambahkan dengan serum dan memelihara kultur di dalam inkubator CO2 dengan suhu yang sesuai. Fungsi larutan garam seimbang adalah untuk memberikan lingkungan fisiologis dan fisik yang baik bagi sel selama sel, jaringan atau organ dipersiapkan.

c. Penyiapan secara enzimatis dilakukan dengan memindahkan eksplan ke dalam labu erlenmeyer dengan adanya larutan tripsin 5% di dalam medium tanpa serum, mengaduk suspensi di atas magnetic stirrer dengan kecepatan sedang, setelah didapkan suspensi sel, barulah menambahkan medium yang mengandung serum kemudian melakukan sentrifuge dengan kecepatan 1500 rpm selama 5 menit. Kemudian membuang supernatan dan mengganti dengan medium segar yang mengandung serum. Untuk kultur yang melekat menanam sebagian sel ke dalam cawan atau botol kultur untuk kultur melekat dan menambahkan medium yang mengandung serum 10% dan memelihara kultur sel di dalam inkubator CO2 dengan suhu yang sesuai.
Kultur jaringan adalah teknik pemeliharaan jaringan di dalam kondisi in-itro. Seperti halnya pada kultur jaringan juga mempertahankan karakteristik sel seperti saat sel tersebut berada di dalam kondisi in-vivo. Keberhasilan kultur selain dapat dilihat dari tidak adanya kontaminasi pada kultur, kesehatan jaringan selama dipelihara di dalam kondisi in-vivo, dan berfungsinya jaringan yang dipelihara sebagaimana mestinya.
Kultur organ adalah teknik kultur jaringan yang dipakai untuk mempertahankan organ secara utuh dan mempertahankan struktur serta fungsi organ tersebut. Kultur organ terdiri atas dua macam teknik kultur, yaitu kultur organ dewasa dan kultur bakal organ. Kultur organ dewasa pada umumnya dipakai untuk mempertahankan kehidupan organ yang diambil dari tubuh baik yang masih sehat maupun kehidupan organ yang tidak mungkin dapat bertahan hidup. Kultur bakal organ memelihara jaringan-jaringan bakal organ untuk dikembangkan di dalam kondisi in-vitro. Indikator keberhasilan kultur organ hewan sama dengan kultur sel dan jaringan.

·         Kultur pada Tumbuhan
Kultur jaringan termasuk ke dalam jenis perkembangbiakan vegetatif (Anonim, 2009). Bagian tumbuhan yang akan dikultur (eksplan) dapat diperoleh dari dari semua bagian tumbuhan seperti pucuk, akar, meristem, bunga, bahkan serbuk sari.
Kultur jaringan lebih besar presentase keberhasilannya bila menggunakan jaringan meristem (Hendaryono, 1994). Jaringan meristem adalah jaringan muda yaitu jaringan yang terdiri atas sel-sel yang selalu membelah, dindingnya tipis, belum mengalami penebalan dari zat pektin, plasmanya penuh dan vakuolanya kecil-kecil. Kebanyakan jaringan meristem digunakan karena keadannya selalu membelah sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.  

v  MANFAAT REKAYASA GENETIKA

Perkembangan rekayasa genetika memberikan banyak manfaat bagi manusia dalam berbagai aspek kehidupan. Adapun manfaat rekayasa genetika jika ditinjau berdasarkan aspeknya, meliputi:

1.       Bidang Industri

Di bidang industri, prinsip rekayasa genetika dimanfaatkan dalam upaya pengkloningan bakteri untuk beberapa fungsi tertentu seperti melarutkan logam-logam langsung dari dalam bumi, menghasilkan bahan mentah kimia seperti etilen yang diperlukan untuk pembuatan plastik, menghasilkan bahan kimia yang digunakan sebagai pemanis pada pembuatan berbagai macam minuman, dan lain sebagainya.

2.      Bidang Farmasi

Dalam bidang farmasi, rekayasa genetika dimanfaatkan dalam usaha pembuatan protein yang sangat dibutuhkan untuk kesehatan. Protein ini merupakan gen hasil pengkloningan bakteri yang berperan dalam mengongtrol sintesis obat-obatan yang jika diproduksi secara alami akan membutuhkan biaya yang mahal.

3.       Bidang Kedokteran

Lahirnya rekayasa genetika memberikan banyak manfaat dalam perkembangan ilmu medis, diantaranya:

a.       Pembuatan Insulin

Insulin yang dulunya disintesis hewan mamalia sudah dapat dihasilkan dengan melakukan pengkloningan bakteri. Insulin yang dihasilkan ini pun jauh lebih baik dan lebih dapat diterima oleh tubuh manusia dibandigkan insulin yang disintesis dari hewan.

b.      Pembuatan Vaksin terhadap Virus AIDS

Mengingat AIDS merupakan virus yang berbahaya dan dapat menyerang sistem kekebalan tubuh, maka dalam upaya pencegahan penyakit tersebut peneliti membuat suatu vaksin memanfaatkan rekayasa genetika dalam upaya proteksi diri terhadap penularan virus AIDS.

c.       Terapi Gen

Rekayasa genetika juga dimanfaatkan dalam upaya terapi kelainan genetik dengan disisipkannya beberapa gen duplikat secara langsung ke dalam sel seseorang yang mengalami kelainan genetis.

4.      Bidang Pertanian

Di bidang pertanian, rekayasa genetika banyak dimanfaatkan dalam upaya penyisipan gen ke dalam sel sel tumbuhan sehingga memberikan banyak keuntungan seperti:

·         Menghasilkan tanaman yang mampu menangkap cahaya dengan lebih efektif untuk meningkatkan efisiensi fotosintesis.

·         Menghasilkan tanaman yang mampu menghasilkan pestisida sendiri.

·         Menggantikan pemakaian pupuk nitrogen yang mahal namun banyak digunakan dengan melakukan fiksasi nitrogen secara alamiah seperti pada tanaman padi. 

·         Dapat digunakan untuk menadapatkan tanaman baru yang lebih menguntungkan lewat pencangkokan gen, seperti pada golongan solanaceae.

5.      Bidang Peternakan

Serupa halnya dengan pemanfaatan rekayasa genetika di bidang pertanian, di bidang peternakan juga dilakukan penyisipan gen ke dalam sel-sel hewan tertentu dengan menerapkan prinsip rekayasa genetika. Hewan yang paling banyak digunakan ialah sapi. Rekayasa di bidang peternakan memberikan banyak manfaat, seperti:

·         Diperoleh vaksin yang dapat mencegah mencret ganas pada anak babi.

·         Diperoleh vaksin yang efektif terhadap penyakit kuku dan mulut, yang merupakan penyakit ganas dan menular pada sapi, domba, kambing, rusa dan babi.

·         Sedang dilakukan pengujian hormone pertumbuhan tertentu untuk sapi yang diharapkan dapat meningkatkan produksi susu.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa rekayasa genetika tidak selalu memberikan manfaat dalam penerapannya. Berbagai dampak merugikan juga dapat timbul yang akan sangat mempengaruhi kehidupan. Oleh sebab itu, penggunaan rekayasa genetika harus sangat bijak dalam upaya meminimalisir dampak negatif dari rekayasa genetika.

v  TRANSPLANTASI INTI
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat yang sesuai dengan inti yang di terimanya . sebagai contoh ,tansplantasi inti pernah di lakukan pada sel katak .inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel usus katak yang bersifat diploid,inti sel tersebut di masukan ke dalam ovum tanpa inti sehingga terbentuk terbentuk ovum dengan inti diploid .setelah diberi inti baru ,ovum membelah secara mitosis berkali – kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula . blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan d iambi intinya .kemudian inti-inti tersebut dimasukan ke dalam ovum tanpa inti .pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah yang banyak .dan masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama .

v  TEKNOLOGI PLASMID

Molekul DNA berbentuk sirkuler yang terdapat dalam sel bakteri atau ragi disebut plasmid. Plasmid ini merupakan molekul DNA nonkromosom yang dapat berpindah dari bakteri satu ke bakteri yang lain dan memiliki sifat pada keturunan bakteri sama dengan induknya.

·         Fungsi sel : peleburan dua sel baik dari spesie yang sama atau yang berbeda agar terbentuk sel bastar disebut hibridoma

·         Tahapan:

1. sel wadah Sel sumber gen (sel yang memiliki sifat yang diinginkan)

2.Fusigen (zat yang mempercepat terjadinya fusi sel)                       

v  FUSI SEL
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik secara species yang sama yaitu berbeda agar terbentuk sel bastar yang disebut hibridoma. Disebut hibridoma karena pada mulanya sel yang difusikan adalah sel tertentu dengan sel kanker. Secarta alami fusi sel terdapat pada fertilisasi dan juga pada saat dua sel melakukan konjugasi. 
a. Proses fusi sel
Pada proses fusi sel buatan (in vitro) diperlukan sel wadah, sel sumber gen, dan fusi gen.
1. Sel wadah adalah sel yang memiliki sifat membelah cepat, agar dapat menghasilkan hibridoma yang dapat dikultur dan membelah dengan cepat.
2. Sel sumber gen adalah sel-sel yang meiliki sifat yang diinginkan, misalnya mampu menghasilkan antibody. 
3. Fusi gen adalah zat-zat yang mempercepat terjadinya fusi sel. Yang tergolong fusi gen misalnya NaNo3, CsCl++, PH tinggi, PEG, medan listrik dan virus.

b. Manfaat fusi sel
1. Pemetaan kromosom
Ketika terbentuk hibridoma, terjadi penghancuran secara acak. Ribuan sel wadah difusikan dengan ribuan sel sumber gen, sehingga diperoleh ribuan hibridoma (sel C). Setiap hibridoma memiliki kerusakan yang berbeda sehingga memiliki kromosom yang berbeda pula. Dengan memetakan kromosom, para ahli dapat menunjukkan letak gen pada kromosom tertentu.

Sel bakteri dapat disisipi gen protein ayam atau kambing (memanen protein dalam waktu singkat dan jumlah besar)

Tumbuhan MIMBA dapat menghasilkan insektisida (tanaman bebas insekta/unggul)

Bakteri Rhizobium dapat menambat nitrogen dari udara (tanaman memupuk sendiri)

v  MASA DEPAN REKOMBINASI

·         Sel bakteri dapat disisipi gen protein ayam atau kambing (memanen protein dalam waktu singkat dan jumlah besar)

·         Tumbuhan MIMBA dapat menghasilkan insektisida (tanaman bebas insekta/unggul)

·         Bakteri Rhizobium dapat menambat nitrogen dari udara (tanaman memupuk sendiri)

v  Pengembangan Bioteknologi

·         Pertanian:

1.      Pembentukan tumbuhan tahan hama

2.      Pembuatan tumbuhan yang mampu menambat nitrogen

·         Kedokteran

1.      Pembuatan antibody monoclonal

2.      Terapi gen manusia

3.      Pembuatan vaksi dan produk obat-obatan

·         Peternakan

1.      Vaksin dan antibody untuk mengobati hewan

2.      Hormone pertumbuhan (BGH)

3.      Hewan transgenic

Industri Makanan – pemanfaatan mikroba

1.      Tempe à proses fermentasi

2.      Ragi à fermentasi ragi/yeast

·         Bahaya bioteknologi

1.      Senjata biologis

2.      Memunculkan organisme strain jahat

3.      Menganggu keseimbangan lingkungan

4.      Hukum dan nilai masyarakat

5.      Berpotensi menimbulkan penyakit pada manusia

6.      Berkurangnya tangkat keragaman makhluk hidup

v  Bioteknologi dan Lingkungan

-          Gas

-          Cacing tanah

-          Mikroorganisme pengolah limbah

v  Pencegahan dampak bioteknologi

1.      Peraturan rekombinasi DNA

2.      Pelarangan cloning

3.      UU Pembuatan senjata biologis

4.      Kondisi lab Aseptik

v  Apa itu Kloning?

·         Clone à potongan yang digunakan untuk memperbanyak tanaman

·         Kloning à perbanyakan individu dengan memanfaatkan sebagian kecil dari tubuh organisme untuk ditumbuhkembangkan menajdi individu baru tanpa melalui perkawinan atau peleburan sel kelamin

·         Tahap cloning

1.      Pengambilan intisel (nucleus) telur induk donor pertama

2.      Pengambilan intisel (nucleus) yelur induk donor yang kedua

3.      Fusi sel telur tak berhenti dengan nucleus dengan donor dari materi genetic

4.      Dengan kejut listrik inti sel masuk ke sel nucleus yang tidak berinti

5.      Perkembangan embrio

6.      Implantasi embrio ditanam dalam Rahim

7.      Kelahiran domba dolly

v  Implikasi Biotek Salingtemas

Produk organisme transgenic (org. yang telah disisipkan gen asing)

1.      Bakteri transgenic

-          Kekebalan tumbuhan terhadap hama

-          Menurunkan substansi minyak bumi penyebab pencemaran

-          Memisahkan sulfur dari batubara

2.      Tanaman transgenic

-          Tumbuhan yang resisten

-          Menghasilkan tanaman obat

3.      Hewan transgenic

-          Memperbesar ukuran tubuh

-          Membentuk hewan menjadi donor organ

-          Menghasilkan obat-obatan

-          Membuat cloning hewan.