BIOTEKNOLOGI Oleh An Nisa Febrianti

1. BIOTEKNOLOGI Oleh An Nisa Febrianti

3. Pendahuluan Pengertian Bioteknologi Ilmu –Ilmu Bioteknologi Jenis- Jenis Bioteknologi Aspek Bioteknologi Manfaat Bioteknologi

4. Pernahkah kamu melihat cara pembuatan kecap? Pernahkah pula kamu membayangkan bagaimana petani bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai tempat menanam tanaman? Tentu kalian pernah mendengar atau membaca tentang tanaman atau makanan hasil rekayasa genetika.Tempe, tapai, kecap, vaksin, tanaman dan makanan hasil rekayasa genetika merupakan hasil dari bioteknologi.

5. 2. Pengertian Bioteknologi • Bioteknologi berasal dari istilah latin yaitu bio (hidup), teknos (teknologi = penerapan), dan logos (ilmu), yang secara harfiah berarti ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip biologi. • Bioteknologi didefinisikan sebagai proses-proses biologi oleh organisme yang dimanfaatkan oleh dan untuk kepentingan manusia. Bioteknologi bukan teknologi yang mampu menghidupkan benda-benda mati atau menciptakan makhluk hidup.

6. 3. Ilmu-ilmu Bioteknologi • Mikrobiologi • Biologi Sel • Genetika • Biokimia

7. Mikrobiologi Mikrobiologi merupakan ilmu yang mempelajari mikroorganisme. Contoh pemanfaatan dalam bidang industri yaitu pembuatan yoghurt dengan menggunakan bakteri Lactobacillus. Bukan hanya itu, hasil pemanfaatan dengan menggunakan mikroorganisme yaitu pada pembuatan tempe, kecap, oncom, tapai ketan , dll.

9. Biologi Sel Biologi sel (juga disebut sitologi, dari bahasa Yunani kytos, "wadah") adalah ilmu yang mempelajari sel. Hal yang dipelajari dalam biologi sel mencakup sifat-sifat fisiologis sel seperti struktur dan organel yang terdapat di dalam sel, lingkungan dan antaraksi sel, daur hidup sel,pembelahan sel dan fungsi sel (fisiologi), hingga kematian sel.

10. Pada sel tumbuhan mempunyai kemampuan untuk tumbuh menjadi tanaman yang sempurna bila diletakkan dalam lingkungan yag sesuai. Kemampuan semacam ini dinamakan totipotensi. Totipotensi dikembangkan sebagai dasar dalam pengembangan tumbuhan secara in vitro atau kultur jaringan. Contohnya pada tanaman anggrek, tembakau, karet, dan coklat.

11. Genetika • Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat-sifat genetik makhluk hidup dari satu generasi ke generasi berikutnya. • Genetika berusaha menjelaskan:• material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),• bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan• bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik)

12. Insulin manusia yang diproduksi oleh bakteri E. coli

13. Biokimia Biokimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari makhluk hidup dari aspek kimia. Para ahli bioteknologi memperlakukan makhluk hidup sebagai bahan kimia yang dapat dipadukan dan direkayasa.

14. 4. Jenis-jenis Bioteknologi

15. Tradisional Teknologi ini melibatkan pembuatan suatu produk yang umum dihasilkan oleh mikroorganisme. Pada proses bioteknologi ini, manusia hanya memodifikasi prosesnya, dan mikroorganisme nya, sehingga dalam suatu industri dapat diperoleh produk dalam jumlah besar. Bioteknologi ini memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan.

16. Aplikasi bioteknologi tradisional • Bidang Pangan • Kecap • Tapai ketan • Tempe • Bidang Pertanian • Hidroponik • Aeroponik • Bidang Peternakan • Bidang Kesehatan dan Pengobatan

17. Kecap Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus oryzae dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus oryzae bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum. Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap.

18. Tapai Ketan Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan enzim yang dapat mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan alkohol. Masyarakat kita membuat tape tersebut berdasarkan pengalaman.

19. Tempe Tempe merupakan makanan yang mengandung nilai gizi yang sangat baik. Karena memiliki manfaat yang banyak untuk tubuh kita. Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang

20. Hidroponik Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media yang digunakan.

21. Adapun metode yang digunakan ialah : • metode kultur air (menggunakan media air) • metode kultur pasir (menggunakan media pasir) • metode porus (menggunakan media kerikil, pecahan batu bata, dan lain-lain) Metode yang tergolong berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir.

22. Aeroponik Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe hidroponik (memberdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan hara tersebut.

23. Peternakan Bioteknologi tradisional di bidang peternakan , misalnya pada domba ankon yang merupakan domba berkaki pendek dan bengkok , sebagai hasil mutasi alami dan sapi Jersey yang diseleksi oleh manusia agar menghasilkan susu dengan kandungan krim lebih banyak .

24. Kesehatan dan Pengobatan Beberapa contoh bioteknologi tradisional di bidang pengobatan , misalnya antibiotic penisilin yang digunakan untuk pengobatan , diisolasi dari bakteri dan jamur , dan vaksin yang merupakan mikroorganisme yang toksinnya telah dimatikan bermanfaat untuk meningkatkan imunitas.

25. Modern • Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang memanfaatkan biologi sel dan biologi molekuler untuk membuat produk yang bermanfaat bagi kehidupan dan kesejahteraan manusia. • Bioteknologi modern didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA dilakukan dengan memodifikasi gen-gen spesifik dan memindahkannya pada organisme yang berbeda seperti bakteri, hewan, dan tumbuhan.

26. Aplikasi Bioteknologi Modern • Rekayasa Genetika • Bidang Peternakan • Bidang Kedokteran • Pengolahan Limbah • Bahan Bakar Masa Depan

27. Rekayasa Genetika Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup

28. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifatsifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.

29. Bidang Peternakan contoh pada bidang peternakan berupa hormon pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai 20%.

30. Bidang Kedokteran Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon.

31. antibiotik vaksin

32. Pengolahan Limbah Kaleng, kertas bekas, dan sisa makanan, sisa aktivitas pertanian atau industri merupakan bahan yang biasanya sudah tak dikehendaki oleh manusia. Bahan-bahan tersebut dinamakan limbah atau sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam lingkungan. Oleh karena itu, harus ada upaya untuk menanganinya. Penanganan sampah dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya dengan ditimbun, dibakar, atau didaur ulang.

33. Bahan Bakar Masa Depan Kamu sudah mengetahui bahwa bahan bakar minyak termasuk sumber daya yang tidak bisa diperbarui. Oleh karena itu, suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan bagi para ilmuwan untuk menemukan bahan bakar pengganti yang diproduksi melalui bioteknologi.

34. 5. Aspek-aspek Bioteknologi • Mikroorganisme • Penghasil makanan dan minuman • Penghasil obat • Pembasmi hama tanaman • Pengolah limbah • Pemisah logam dari bijih logam • Kultur Jaringan • Rekayasa Genetik

35. Mikroorganisme Bioteknologi tradisional maupun modern telah menggunakan mikroorganisme sebagai bagian suatu proses untuk menghasilkan produk dan jasa. Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri, khamir, dan kapang.

36. Penghasil makanan dan minuman Bioteknologi dengan menggunakan mikroorganisme dapat menghasilkan makanan dan minuman karena dapat tumbuh dengan cepat, mengandung protein yang cukup tinggi dan dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya misalnya dari limbah dapat menghasilkan produk yang tidak toksik dan reaksi biokimianya dapat dikontrol oleh enzim organisme itu sendiri.

37. Mikroorganisme dapat menjadi bahan pangan ataupun mengubah bahan pangan menjadi bentuk lain. Proses pembuatan pangan yang dibantu oleh mikroorganisme misalnya melalui fermentasi, seperti keju, yoghurt, dan berbagai makanan lain termasuk kecap dan tempe.

38. Fermentasi adalah bentuk pengawetan makanan secara modern. Umumnya bahan makanan yang akan diawetkan akan mengalami proses pengubahan karbohidrat menjadi alkohol. Proses tersebut dipengaruhi oleh enzim yang dibuat oleh sel-sel ragi. Umumnya bahan makanan yang diawetkan ditaburi dengan ragi, kemudian disimpan dalam keadaan lembab tanpa sinar matahari.

39. Penghasil Obat Mikroorganisme dapat membantu bidang pengobatan. Mikroorganisme tersebut misalnya digunakan untuk membuat antibiotik dan vaksin. • Antibiotik Antibiotik sebagai substansi yang bahkan di dalam konsentrasi rendah dapat menghambat pertumbuhan dan reproduksi bakteri dan fungi. Ada 4 kelompok antibiotik, yaitu : • Penisilin • Sefalosporin • Tetrasiklin • ertiromisin

40. Penisilin Penicillin meliputi natural Penicillin, Penicillin G dan Penicillin V, merupakan antibiotik bakterisidal yang menghambat sintesis dinding sel dan digunakan untuk penyakit-penyakit seperti sifilis, listeria, atau alergi bakteri gram positif/Staphilococcus/Streptococcus. Namun karena Penicillin merupakan jenis antibiotik pertama sehingga paling lama digunakan telah membawa dampak resistansi bakteri terhadap antibiotik ini.

41. Sefalosporin sefalosporin dihasilkan oleh jamur Chepalosporium yang ditemukan pada tahun 1948. sefalosporin aktif untuk bakteri yang memiliki karakter dengan kisaran yang kurang lebih sama dengan penisilin. Sefalosporin terbaru sangat efektif untuk melawan bakteri yang resisten terhadap penisilin.

42. Tetrasiklin Tetracycline merupakan antibiotik bakteriostatis yang berikatan dengan subunit ribosomal 16S-30S dan mencegah pengikatan aminoasil-tRNA dari situs A pada ribosom, sehingga dengan demikian akan menghambat translasi protein. Namun antibiotik jenis ini memiliki efek samping yaitu menyebabkan gigi menjadi berwarna dan dampaknya terhadap ginjal dan hati.

43. Eritromisin Eritromisin memiliki kisaran yang sama dengan penisilin. Eritromisin bermanfaat untuk melawan bakteri yang resisten terhadap penisilin atau dapat digunakan untuk pasien yang alergi terhadap penisilin.

44. Vaksin Vaksin adalah bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme alami atau "liar". Vaksin dapat berupa galur virus atau bakteri yang telah dilemahkan sehingga tidak menimbulkan penyakit. Vaksin dapat juga berupa organisme mati atau hasil-hasil pemurniannya (protein, peptida, partikel serupa virus, dsb).

45. Pembasmi Hama Tanaman Tumbuhan tidak selamanya bisa hidup tanpa gangguan. Kadang tumbuhan mengalami gangguan oleh binatang atau organisme kecil (virus, bakteri, atau jamur). Hewan dapat disebut hama karena mereka mengganggu tumbuhan dengan memakannya. Belalang, kumbang, ulat, wereng, tikus, walang sangit merupakan beberapa contoh binatang yang sering menjadi hama tanaman.

46. Untuk membasmi hama dan penyakit, sering kali manusia menggunakan obat – obatan anti hama. Pestisida yang digunakan untuk membasmi serangga disebut insektisida. Adapun pestisida yang digunakan untuk membasmi jamur disebut fungsida. Karena pestisida dapat menimbulkan kekebalan pada hama dan penyakit. Oleh karena itu pengguna obat – obatan anti hama dan penyakit hendaknya diusahakan seminimal dan sebijak mungkin.

47. Pengolah Limbah Teknik Pengolahan air limbah banyak ragamnya. Salah satu dari teknik Air limbah adalah proses lumpur aktif dengan aerasi oksigen murni. Pengolahan ini termasuk pengolahan biologi, karena menggunakan bantuan mikroorganisme pada proses pengolahannya. Mikroorganisme sendiri selain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga menjadikan material yang terurai tadi sebagai tempat berkembang biaknya.

48. Pemisah Logam dari Bijih Logam Beberapa mikroorganisme memperlihatkan kemampuan mengoksidasi/mereduksi logam-logam seperti besi (Fe), merkuri (Hg), tembaga (Cu), timbal (Pb), dan seng (Zn). Mikroorganisme demikian dapat dimanfaatkan untuk pemisahan logam dari sumbernya (batuan alam). Untuk proses mendapatkan logam (tembaga, uranium, sumber mineral penghasil emas, atau konsentrat mineral) biasanya digunakan bakteri yang bersifat asidofilik (menyukai kadar asam tinggi), dan mikroba pengoksidasi sulfur dan besi yang bersifat kemoliototrofik (mendapat energi dari senyawa kimia batuan).

49. Kultur Jaringan Kultur jaringan telah banyak diterapkan dalam bidang pertanian dan perkebunan dalam skala besar untuk mendapatkan bibit unggul dalam waktu yang singkat. Kultur jaringan dilakukan di dalam laboratorium dengan cara menumbuhkan sel atau jaringan tumbuhan/hewan di dalam medium buatan. Teknik ini mudah diterapkan pada tumbuhan dibandingan dengan hewan. Hal tersebut dikarenakan sel tumbuhan memiliki sifat totipotensi yang tinggi dibandingan dengan sel hewan.

50. Mekanisme kultur jaringan