Bioteknologi dan Perkembangannya

     Bioteknologi merupakan penerapan dari prinsip-prinsip biologi, biokimia, dan rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan agensia jasad hidup dan komponen-komponennya dalam menghasilkan suatu produk. Pemanfaatan mahluk hidup atau bahan yang diperoleh dari mahluk hidup ini digunakan untuk menghasilkan suatu produk yang bermanfaat bagi manusia.

    Bioteknologi juga dapat dikatakan sebagai pemanfaatan mahluk hidup seperti virus, bakteri, khamir, fungi dan lain-lain, maupun produk dari mahluk hidup berupa enzim dan alkohol, dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. 

     Perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lainnya, seperti biokimia, biologi molekuler, kimia, genetika, matematika, komputer dan sebagainnya.

  Bioteknologi modern dikenal dengan bioteknologi molekuler, yang merupakan teknologi pemanfaatan agen hayati atau komponen-komponen yang telah mengalami rekayasa genetika untuk menghasilkan suatu barang dan jasa yang memenuhi kebutuhan manusia dan lingkungan.

  Secara umum bioteknologi dapat diklasifikasikan ke dalam bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern, pada bioteknologi konvensional ini penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia dan rekayasa masih dalam keadaan sederhana belum terarah pada rekayasa molekuler, misalnya peningkatan produksi etanol dengan penambahan mikroba tertentu. Dalam perkembangannya bioteknologi telah mengarah pada rekayasa yang lebih terarah dan juga dilakukan secara molekuler. Teknik manipulasi ini dapat dilakukan pada DNA secara invitro, dengan adanya hal tersebut dikenal istilah teknik rekombinan DNA, rekayasa genetika, mutasi terarah dan istilah bioteknologi lainnya.

     Perkembangan bioteknologi modern ini melahirkan istilah bioteknologi baru yaitu bioteknologi modern, yang berbeda secara substansial dengan bioteknologi konvensional.

A. Bioteknologi Konvensional

     

     Berdasarkan kondisi pelaksanaanya bioteknologi ini dibedakan pada kondisi yang non steril dan kondisi yang steril (membutuhkan area khusus) dan belum ditunjang berdasarkan ilmu-ilmu tertentu. Pada kondisi non steril proses bioteknologi masih dilakukan dalam kondisi belum menggunakan area khusus, umumnya masih menggunakan mikroorganisme secara langsung dan dilakukan dengan cara sederhana. Ciri khas bioteknologi masa ini yaitu teknologi dan prosedur kerjanya diciptakan dan lahir melalui proses coba-coba dan berdasarkan temuan yang tidak disengaja atau berdasarkan hasil pengamatan dan proses alami. 

    Pengembangannya belum berdasarkan teori atau ilmu yang sistematis. Produk yang dihasilkan masih belum murni. Contoh : Tape singkong atau tapai ketan (Saccharomyces cereviciae) Roti (Saccharomyces cereviciae), Tempe (Rhizopus oryzae), Oncom (Neurospora sitophyla), Yogurt (Lactobacillus bulgaricus), Mentega (Streptococcus lactis), Kecap (aspergillus oryzae), Nata De Coco (Acetobacter xylinium).

Tape salah satu produk dari biologi konvensional

    Sedangkan pada kondisi steril bioteknologi telah didominasi ilmu mikrobiologi, botani dan farmatologi. Bioteknologi pada kondisi steril ini telah dilakukan pendekatan keilmuan, penerapan quality control, standarisasi mutu, dan diakuinya hak paten produk yang dihasilkan.

       Bioteknologi kondisi steril dibagi menjadi beberapa era yaitu :

1. Era Pra Pasteur (sebelum 1865) : teknik fermentasi oleh mikroorganisme, contoh : minuman beralkohol.
2. Era Pasteur (1865-1940) : Perkembangan industri fermentasi pembuatan etanol, butanol dan asam organik, perlakuan air buangan.
3. Era Antibiotik (1940-1960) : Pembuatan penisilin yang mulai digunakan pada saat pendaratan tentara USA di Normandi selama perang dunia II, vaksin virus, teknologi kultur sel hewan.
4. Era Pasca Antibiotik (1960-!975) : Asam-asam amino, protein sel tunggal, enzim untuk detergen, biogas, dll.

B. Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern atau bioteknologi molekuler mengalami perkembangan yang sangat pesat, seiring dengan perkembangan teknik biologi molekuler. Bioteknologi molekuler ini tidak berdiri sendiri akan tetapi berhubungan berbagai dispilin ilmu seperti biologi sel, biokimia, genetika, mikrobiologi dan biologi molekuler.

     Bioteknologi pada umumnya menggunakan jasad renik atau bagiannya dan dilakukan pada skala besar untuk produksi senyawa yang memiliki nilai jual yang tinggi. Dalam perkembangannya bioteknologi mengalami perubahan yang nyata setelah teknologi DNA rekombinan berkembang. Penggabungan DNA rekombinan dengan bioteknologi molekuler.

Bioteknologi modern meliputi :

1. Teknologi Reproduksi

           a. Kultur Jaringan

              Kultur jaringan merupakan salah satu perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan cara perbanyakana tanaman dengan cara mengisolasi bagian taaman seperti daun, mata tunas serta menumbuhkan bagian-bagiannya didalam mediabuata secara aseptik yang banyak nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat diperbanyak dan menjadi tanaman yang sempurna.

       Kultur jaringan ini diadakan agar memepermudah pembibitan tanaman yang khususnya pada pada tanaman yang secara geratif dalam pembiakanya. Dengan kultur jaringan ini mempermudah dalam mengahsilkan suatu tanaman dan mencari anakan yang bisa sama dengan induknya Kultur jaringan juga mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang singkat, kesehatan dan mutu bibit lebih terjamin, kecepatan tumbuh bibit lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.

             b. Mutasi

                Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar munculnya variasi-variasi baru pada spesies.

Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasukkarsinogen), radiasi surya, radioaktif, sinar ultraviolet, sinar X, serta loncatan energi listrik seperti petir.

Individu yang memperlihatkan perubahan sifat (fenotipe) akibat mutasi disebut mutan. Dalam kajian genetik, mutan biasa dibandingkan dengan individu yang tidak mengalami perubahan sifat (individu tipe liar atau "wild type").

c. Inseminasi Buatan

    Penyatuan sel kelamin jantan dan betina dengan bantuan manusia

d. Bayi Tabung

  Dimana proses peleburanma dan sel telur di lakukan diluar dari pada ovari, dan dilakukan oleh bantuan tangan manusia. setelah sel telur dan sel sperma melebur barulah bakal tersebut di tanam kembali di rahim.

e. Pengklonaan

2. Radiasi

a.       Pengawetan makanan

b.       Menghambat pertunasan dan menunda pematangan buah

c.        Membuat mutan :

·         Membuat padi unggul : Padi Atomita I-IV, Kedelai Muria

·         Membuat serangga mandul

3.       Rekombinasi Gen

a.       Membuat insulin : Gen Pembentukan Insulin Dari Sel Pankreas Manusia dimasukan kedalam gen bakteri, sehingga bakteri mampu menghasilkan insulin manusia.

b.       Organisme transgenik : organisme yang mendapat pindahan gen dari organisme lain.

Contoh organisme transgenik Ikan menyala, dimana gen tersebut didapat dari gen ubur-ubur