22 Desember 2010 by Encep Hendriadi
Pendahuluan
Bioteknologi
adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika
secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan
manusia.
Biokimia
mempelajari struktur kimiawi organisme. Rekayasa genetika adalah
aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme
ke organisme lain.
Ciri
utama bioteknologi:
1.
Adanya aBen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan
2. Adanya pendayagunsan secara teknologi dan industri
3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian
Gbr.
Kegunaan Bioteknologi untuk memenuhi kebutuhan manusia
Perkembangan
bioteknologi :
|
1.
|
Era
bioteknologi generasi pertama Þ
bioteknologi sederhana.
Penggunaan
mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan
dan tanaman serta pengawetan makanan.
Contoh:
pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.
|
|
2.
|
Era
bioteknologi generasi kedua.
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.
Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos
|
|
3.
|
Era
bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril.
Contoh:
produksi antibiotik dan hormon
|
|
4.
|
Era
bioteknologi generasi baru Þ
bioteknologi baru.
Contoh:
produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal
|
Bioteknologi
Dalam Produksi Pangan
1.
MAKANAN BAHAN SUSU
....Prinsipnya
adalah memfermentasi susu menghasilkan asam laktat.
|
1.
|
Keju
Mikroba: Propiabacterium (bakteri asam laktat) yang
juga berperan memberi rasa dan tekstur keju.
|
|
2.
|
Yoghurt
Mikroba: 1. Lactobacillusbulgaris Þ
pemberi rasa dan aroma
........... 2. Streptococcus
thermophilus Þ menambah
keasaman
|
|
3.
|
Mentega
Mikroba: Leuconostoc cremoris
|
Gbr.
Tahap-tahap dasar pembuatan minuman anggur merah
2.
MAKANAN NON SUSU
|
1.
|
Roti,
asinan, dan alkohol (bir, anggur "wine", rum), oleh
ragi
|
|
2.
|
Kecap,
oleh Aspergillus oryzae
|
|
3.
|
Nata
de Coco, oleh Acetobacter xilinum
Prinsipnya
adalah pemecahan amilum oleh mikroba menghasilkan gula,
yang kemudian difermentasi
|
|
4.
|
Cuka,
oleh Acetobacter aseti
Alkohol difermentasi dalam kondisi aerob
|
Bioteknologi
Dalam Industri
1.
|
Asam
Sitrat
mikroba
: Aspergillus niger
bahan : tetes gula dan sirup
Fs. Asam Sitrat : pemberi citarasa, pengemulsi susu, dan
antioksidan. Umumnya asam ini banyak terdapat pada jeruk.
|
|
2.
|
Vitamin
- B1 oleh Assbya gossipii
- B12 oleh Propionibacterium dan Pseudomonas
|
|
3.
|
Enzim
| a. |
Amilase
Þ digunakan dalam
produksi sirup, kanji, glukosa.
Glukosa isomerase : mengubah amilum menjadi fruktosa.
Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan
sukrosa.
mikroba:
Aspergillus niger
............Aspergillus
oryzae
............Bacillus
subtilis
|
| b.
|
Protease
- digunakan antara lain dalam produksi roti, bir
- protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging
dan ..campuran deterjen
untuk menghilangkan noda protein
mikroba:
Aspergillus oryzae
............Bacillus
subtilis
|
| c. |
Lipase
Antara lain dalam produksi susu dan keju Þ
untak meningkatkan cita rasa.
mikroba:
Aspergillus niger
........... Rhizopus
spp
|
| d. |
Asam
Amino
- asam glutamat Þ
bahan utama MSG (Monosodium Glutamat)
- Lisin Þ asam amino
esensial, dibutuhkan dalam jumlah besar
..oleh ternak.
Keduanya
oleh Corynobacterium glutamicum | |
Protein
Sel Tunggal
PROTEIN
SEL TUNGGAL (Single Cell Protein = SCP)
adalah
makanan berkadar protein tinggi, berasal dari mikroorganisme
Contoh:
1. Mikoprotein dari Fusarium
.............. Substrat: tepung gandum
dan ketan
............2.
Spirulina dan Chlorella
Kelebihan
SCP:
1.
Kadar protein lebih tinggi dari protein kedelai atau hewan
2. Pertumbuhan cepat
Gbr.
Diagram umum proses/tahapan produksi SCP
ekayasa
Genetika / ADN Rekombian
-
Vektor, berupa plasmid bakteri atau viral
ADN virus.
Gbr. Pembuatan plasmid dan mekanisme penyisipan gen
-
Bakteri,
berperan dalam perbanyakan plasmid melalui perbanyakan bakteri.
Gbr. Pemisahan DNA oleh enzim restriksi
- Enzim,
terdiri dari enzim RESTRIKSI (pemotong plasmid/ADN) dan enzim
LIGASE (penyambung ptongan-potongan ADN)
Gbr.
Proses produksi insulin manusia dengan rekayasa genetika
Bioteknologi
Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat
1.
|
Antibodi
Monoklonal
adalah
antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel
b sejenis. Antibodi ini dibuat
oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil
sel b Limpa dan sel mieloma)
yang dikultur.
Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi
adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan
kehamilan
|
|
2.
|
Terapi
Gen
adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan
menyisipkan gen normal
|
|
3.
|
Antibiotik
Dipelopori
oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium
notatum.
-
Penicillium chrysogenum Þ
memperbaiki penisilin yang sudah ada.
.......................................Dilakukan
dengan mutasi secara .......................................iradiasi
ultra violet dan sinar X.
- Cephalospurium
..................Þ
penisilin N.
- Cephalosporium ..................Þ
sefalospurin C.
- Streptomyces .....................Þ
streptomisin, untuk pengobatan TBC
|
|
4.
|
Interferon
Adalah
antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh
tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan
waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus),
karena itu dilakukan rekayasa genetika.
|
|
5.
|
Vaksin
Contoh:
Vaksin Hepatitis B dan malaria.
Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan
atau pemberian bahan kimia.
Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.
|
Gbr.
Tahapan sintesis vaksin yang direkayasa secara genetika
Bioteknologi
Penambangan / Biohidrometalurgi
Thichacillus
ferrooxidan berperan
memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat
logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga (Cu).
...................................................................aktivitas
Reaksi:
CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2 ———————————>
CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi
.................................................aktivitas
CuSO4
+ 2 Fe+ + H2SO4 + Energi ———————————>
2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+
Thiobacillus
ferrooxidan bersifat kemolitotrof
Bioteknologi
Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran 1.
|
Pencemaran
oleh minyak.
Strain-strain Pseudomorms Þ
mengkonsumsi hidrokarbon. Rekayasa genetik membentuk bakteri
super yang
meogandung empat jenis plasmid pembawa gen untuk konsumsi
hidrokarbon. |
|
2.
|
Limbah
organik dapat diuraikan oleh bakteri aerob atau anaerob.
|
Gbr.
Skema pengolahan air limbah
Dalam
membatasi pemakaian pestisida, dilakukan upaya pemberantasan hama
secara biologi antara lain penggunaan musuh alami dan menciptakan
tanaman resisten hama.
|
1.
|
Bacillus
thuringiensis Þ menghasilkan
bioinsektisida yang toksin terhadap larva serangga.
-Transplantasi gen penghasil toksin pada tanaman menghasilkan
..tanaman yang bersifat resisten hama serangga.
- Kristal (racun Bt) diolah menjadi bentuk yang dapat disemprotkan
..ke tanaman. Racun akan merusak
saluran pencernaan serangga.
|
|
2.
|
Baculovirus
sp.
Virus disemprotkan ke tanaman. Bila termakan, serangga
akan mati dengan sebelumnya, menyebarkan virus melalui perkawinan.
|
Skema
teknik kultur jaringan sederhana yang dilakukan
Bioteknologi
Dalam Perbanyakan Tanaman / Kultur Jaringan
Sifat
TOTIPOTENSIAL tanaman, dapat diterapkan untuk kultur jaringan.
Kultur jaringan (sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel)
untuk memperoleh individu baru.
Penemu
F.C. Steward menggunakan jaringan floem akar wortel.
Gambar
1
Skema teknik kultur jaringan sederhana yang dilakukan oleh Steward
terhadap tanaman wortel (Daucus carota)
MANFAAT / KEUNTUNGAN KULTUR JARINGAN
|
1.
|
Bibit
(hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yau~g
singkat |
|
2.
|
Sifat
identik dengan induk |
|
3.
|
Dapat
diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki |
|
4.
|
Metabolit
sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman
dewasa |
Pengembangan
Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara
1.
|
Tanaman
kebal terhadap penyakit, misalnya tembakau kebal terhadap
TMV.
Skema
rekayasa genetika untuk membuat tumbuhan kebal virus TMV
|
|
2.
|
Tanaman
mampu menambat N2.
|
Pemberian nitrogen dalam bentuk pupuk buatan secara berlebih
ternyata berdampak negatif yaitu:
|
1.
|
Meningkatkan
tekanan osmosis air tanah
|
|
2.
|
Meningkatkan
keasaman tanah Þ akibat lanjut
adalah defisiensi Ca, Mg dan K
|
|
3.
|
Terjadinya
eutrofikasi karena penumpukan NO3 di perairan, jalan keluarnya
adalah dilakukan rekayasa genetika
|
|
