Bioteknologi merupakan cabang ilmu biologi yang mengalami perkembangan pesat. Dalam mempelajari materi ini, maka diharapkan mampu menjelaskan arti, prinsip dasar, dan jenis-jenis bioteknologi; serta menjelaskan dan menganalisis peran bioteknologi serta implikasinya. A. Pengertian Bioteknologi Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, 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 lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Rekayasa genetika disebut juga Pencangkokan Gen atau DNA Rekombinan. Kemampuan untuk mencangkokkan bahan genetik dan membongkar kembali informasi keturunan memberikan hasil yang sangat nyata dan sangat bermanfaat bagi kesejahteraan hidup. Mekanisme rekayasa genetika adalah sebagai berikut.
Plasmid adalah kromosom kecil yang terdapat pada bakteri. Plasmid sering digunakan sebagai vektor untuk rekayasa genetika. Enzim-enzim yang digunakan dalam rekayasa genetika antara lain:
Baca juga : Struktur dan Fungsi Sel Baca juga: Rekayasa Hewan yang Pernah Dilakukan Sel tumbuhan dapat tumbuh pada kultur (media tumbuh) yang cukup mengandung nutrien. Prinsip dasar kultur jaringan sel adalah bahwa sel yang diisolasi akan mengembangkan potensi dasarnya. D. Produk-Produk Bioteknologi
E. Dampak Rekayasa Genetika
Penggunaan pencangkokan gen untuk mendapatkan senyawa-senyawa dosis kecil tetapi memperlihatkan pengaruh yang besar seperti hormon dan protein pengatur.
Baca juga: Aplikasi Teknologi Rekayasa Genetika
Rekayasa genetik merupakan cabang ilmu yang berhubungan dengan modifikasi langsung atau perubahan susunan genetik dari suatu organisme hidup untuk mengekspresikan sifat-sifat yang tidak alami namun diinginkan. Dalam memodifikasi genetika biasanya menggunakan DNA dan transformasi gen tertentu untuk menciptakan variasi gen yang baru. Kira-kira apa saja komponen dari rekayasa genetik ini? Prinsip dasar teknologi rekayasa genetik adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Ada beberapa komponen utama yang digunakan dalam teknik rekayasa genetika antara lain enzim, vektor kloning, dan sel inang yang kompeten. Enzim Dalam rekayasa genetika digunakan 2 jenis enzim yaitu enzim restriksi endonuklease dan ligase. Enzim restriksi endonuklease berfungsi untuk memutus ikatan gula fosfat DNA dan memotong nukleotida-nukleotida yang spesifik pada DNA. Oleh karena itu, enzim restriksi disebagai “gunting molekuler”. Sedangkan DNA ligase adalah enzim yang berfungsi untuk menyambungkan fragmen-fragmen DNA dengan cara membentuk ikatan diester antara dua nukleotida. Vektor Kloning Vektor kloning merupakan suatu komponen pembawa gen yang akan dimasukan ke dalam sel inang. Suatu ventor kloning harus memiliki bagian titik mula replikasi atau ORI (Origins of replication) yang menandai tempat dimulainya replikasi DNA, gen seleksi (selectable marker) yang membantu mengidentifikasi sel yang akan diubah dari sel aslinya, dan situs restriksi (restriction site) atau daerah kloning merupakan urutan DNA khas yang akan dikenali oleh enzim restriksi. (Baca juga: Rekayasa Genetik dan Contohnya) Suatu vektor kloning memiliki lebih dari satu situs restriksi. Beberapa situs restriksi untuk beberapa enzim endonuklease di dalam vektor disebut polylinker. Terdapat beberapa jenis vektor kloning yang telah diketahui yaitu plasmid, bakteriofaga, kosmid, vektor, YAC, virus hewan dan virus tumbuhan.
Sel Inang yang Kompeten Sel inang yang kompeten berfungsi untuk memperbanyak mokelul DNA rekombinan hasil rekayasa genetika. Beberapa sel inang yang dapat digunakan misalnya sel bakteri, ragi, sel tumbuhan dan hewan. Jenis bakteri yang paling sering digunakan adalah E-coli karena mudah tumbuh dan dikontrol, dapat menerima berbagai macam vektor, dan membelah dengan cepat. Selain itu, sel kompeten adalah sel yang mampu dan siap menerima DNA asing. Dimana, sel ini biasanya dibuat dengan menggunakan buffer CCMB80 yang mengandung garam kation divalent yaitu CaCl2. Garam ini berfungsi untuk mengubah muatan pada membrane sel sehingga sel bakteri menjadi tidak selektif terhadap molekul asing termasuk vektor plasmid. Selanjutnya ketika digunakan metode kejut panas (heat shock) dengan suhu kurang lebih 420C, maka DNA asing dapat masuk ke dalam sel inang.
Standar Kompetensi : 5. Memahami prinsip-prinsip dasar bioteknologi serta implikasinya pada Salingtemas.
Kompetensi Dasar: 5.2 Menjelaskan dan menganalisis peran bioteknologi serta implikasi hasil-hasil bioteknologi pada Salingtemas. I. Pilihan Ganda 1. Perhatikan beberapa produk berikut! 1) Yoghurt 2) Mentega 3) Mikoprotein 4) Nata de coco 5) Bovin somatotropin Produk-produk bioteknologi modern meliputi .... a. 1) dan 2) d. 3) dan 4) b. 1) dan 5) e. 3) dan 5) c. 2) dan 4) 2. Contoh hasil penerapan bioteknologi di bidang pangan yaitu .... a. vaksin b. antibiotik c. mikoprotein d. bovin somatotropin e. antibodi monoklonal 3. Produk bioteknologi yang dapat digunakan untuk mendeteksi adanya kehamilan yaitu .... a. antibiotik b. mikoprotein c. protein sel tunggal d. bovin somatotropin e. antibodi monoklonal 4. Mikroorganisme yang dapat digunakan sebagai bahan pembuatan protein sel tunggal yaitu .... a. Saccharomyces cerevisiae b. Agrobacterium tumefaciens c. Thiobacillus ferrooxidans d. Bacillus thuringiensis e. Beauveria bassiana 5. Agrobacterium tumefaciens dapat dijadikan sebagai vektor pada proses DNA rekombinan karena.... a. mempunyai plasmid Ti yang dapat bergabung dengan DNA tumbuhan b. mempunyai plasmid Ti yang dapat memotong kromosom tumbuhan c. mempunyai kromosom yang dapat ber¬gabung dengan plasmid Ti d. dapat menginfeksi kromosom tumbuhan sehingga terbentuk tumor e. dapat menghasilkan enzim ligase untuk memotong kromosom tumbuhan II. Isian 6. Produksi PST dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat limbah karena .... 7. Tanaman tembakau yang tahan terhadap serangan virus TMV dapat diperoleh dengan memanfaatkan bioteknologi melalui proses .... 8. Sapi Herman merupakan sapi transgenik yang telah disisipi gen manusia sehingga mampu rnenghasilkan susu yang mengandung .... 9. Implikasi bioteknologi dalam membantu me¬mecahkan masalah lingkungan dapat dilihat dari peran Thiobacillus ferrooxidans dalam .... 10. Pembudidayaan tanaman kapas transgenik yang mampu memproduksi delta endotoksin sebagai insektisida alami dapat menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan berupa... KUNCI JAWABAN 1. Jawaban : e Yoghurt, mentega, dan nata de coco merupakan produk-produk bioteknologi konvensional. Hal ini karena makhluk hidup yang digunakan untuk membuat produk-produk tersebut belum mengalami rekayasa genetika. 2. Jawaban : c Vaksin, antibiotik, dan antibodi monoklonal merupakan contoh hasil penerapan bioteknologi di bidang kedokteran. Bovin somatotropin merupakan contoh hasil penerapan bioteknologi di bidang peternakan. 3. Jawaban: e Antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gona¬dotropin dalam urino wanita hamil. Dengan demikian, antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi adanya kehamilan. Antibiotik di¬gunakan untuk menghambat pertumbuhan mikro¬organisme penyebab penyakit. Protein sel tunggal dan mikoprotein digunakan sebagai makanan cumber protein. Bovin somatotropin digunakan untuk meningkatkan produksi daging dan susu temak. 4. Jawaban: a Agrobacterium tumefaciens digunakan sebagai vektor pada proses DNA rekombinan. Thiobacillus ferrooxidans digunakan untuk memurnikan logam dari bijihnya. Bacillus thuringiensis dan Beauveria bassiana digunakan untuk mengendalikan hama serangga pada tanaman budidaya. 5. Jawaban: a Agrobacterium tumefaciens dapat dijadikan sebagai vektor pada proses DNA rekombinan karena mempunyai plasmid Ti (Tumor inducing) yang dapat bergabung dengan DNA tumbuhan. 6. Substrat yang digunakan dapat berupa limbah 7. DNA rekombinan 8. Laktoferin 9. memurnikan logam dari bijihnya 10. hilangnya plasma nutfah
Page 2 |