Bioteknologi - Pengertian, Sejarah, Dan Penerepannya Di Banyak Sekali Bidang Kehidupan

Pengertian bioteknologi sering tumpang tindih dengan biotek. Walaupun kedua istilah ini sangat bersahabat kaitannya, namun ada perbedaan dalam pengertiannya. Sampai ketika ini, ilmu bioteknologi masih digunakan dan sangatlah besar peranannya mengenai kemajuan teknologi. Ini bisa kita lihat dengan maraknya tugas bioteknologi dalam banyak sekali bidang pangan, kesehatan, pertanian, dan sebagainya.

Apa itu bioteknologi?

Bioteknologi sanggup diartikan sebagai teknologi yang menyangkut jasad makhluk hidup, atau teknologi yang memakai makhluk hidup (pada umumnya berupa mikroba) untuk menghasilkan produk yang bermanfaat untuk kepentingan manusia.

Telah ditekankan di awal bahwa bioteknologi berbeda dengan biotek. Biotek sendiri mempunyai arti pemanfaatan sistim biologi untuk menghasilkan barang atau jasa untuk kepentingan manusia.

Dari dua pengertian tersebut, terlihat bahwa cakupan biotek lebih luas dibandingkan bioteknologi, alasannya ialah biotek memanfaatkan sistim biologi, sedangkan bioteknologi pada umumnya memakai mikroba saja.

Sejarah dan Perkembangan Bioteknologi

Bioteknologi dalam produksi pangan, sudah dikenal semenjak 5000 tahun SM. Berbagai spesies tumbuhan dan binatang telah disilangkan untuk menerima variasi genetis yang banyak. Keturunan hasil persilangan, diseleksi dan dikawinkan lagi untuk menghasilkan lebih banyak lagi gen yang berkualitas. Metode ini masih digunakan hingga kini untuk meningkatkan produksi pangan.

Salah satu jenis materi kuliner yang telah dibudidaya oleh insan ialah jagung. Jagung yang ada hingga ketika ini, merupakan salah satu keajaiban eksperimen agrikultural zaman purba dengan memakai bioteknologi.

Pada tahun 1960, spesialis agrikultural dari Amerika, Norman Borlaug mempelopori sebuah proyek memakai hibridasi serta melaksanakan seleksi perkawinan silang pada padi dan gandum, sekaligus ia mendapatkan hadiah Nobel Perdamaian tahun 1970. Era bioteknologi modern, dimulai tahun 1953 ketika mahir biokimia dari Amerika, James Watson dan mahir biofisika dari Inggris, Francis Crick menemukan model DNA double helix.

Penemuan ini diikuti oleh mahir mikrobiologi dari Swiss, Werner Arber pada tahun 1960, ia berhasil menemukan enzym restriksi yang ada di bakteri. Enzym ini memotong untaian pita DNA makhluk hidup pada titik yang tepat.

Disamping itu, pada tahun 1973, mahir genetika, Stanley Cohen dan mahir biokimia, Herbert Boyer memindahkan gen khusus dari suatu basil dan memasukannya ke basil lain memakai enzym restriksi. Kejadian inilah yang menandai awal mula teknologi rekombinasi DNA, yang disebut dengan rekayasa genetika.

Prestasi Bioteknologi

Awal mula prestasi bioteknologi ini dimulai dari tahun 1977, dimana gen-gen dari organsime lain dipindahkan ke dalam bakteri. Dilanjutkan dengan transfer gen insan pertama kedalam basil Escherichia Coli.

Selain itu, terdapat beberapa prestasi modern, yaitu :

• Organisme Transgenic (Transfer gen dari suatu organisme ke organisme yang lain).
• Antibody Monoclonal (Obat untuk mengatasi substansi asing yang masuk ke dalam tubuh).
• Kloning
• Kultur Stelsel (Penumbuhan gen yang seragam dari tumbuhan atau hewan.

Penerapan Bioteknologi di banyak sekali bidang kehidupan

Penerapan bioteknologi harus didukung oleh banyak sekali cabang atau disiplin ilmu pengetahuan. Cabang biologi menyerupai genetika, mikrobiologi, reproduksi, dan ekologi berkaitan bersahabat dengan perkembangan bioteknologi. Sedangkan ilmu kimia, elektronika, mekanika, dan fisika menjadi faktor pendukung bagi berkembangnya bioteknologi.

Bioteknologi tumbuh menjadi ilmu yang kajiannya bersifat multidisipliner, artinya dikaji dengan banyak sekali cabang ilmu pengetahuan. 

A. Penerapan bioteknologi di bidang lingkungan

Pada persoalan pengelolaan sampah, sebagai pola bioteknologi digunakan untuk menghasilkan material yang sanggup di daur ulang secara biologis (biodegradable). Salah satu materi tersebut berasal dari asam laktat yang dihasilkan basil selama fermentasi batang-batang jagung yang terbuang.

Kemudian molekul-molekul asam laktat bergabung secara kimia membentuk plastik yang sanggup terurai dan ramah lingkungan. Bioteknologi ini memerlukan disiplin ilmu biologi dan ilmu kimia yang tinggi. Penyebarluasan produk plastik dari materi batang jagung ini diharapkan bisa bernilai hemat yang berkelanjutan di masa depan.

B. Penerapan bioteknologi dalam bidang pertambangan

Bioteknologi juga telah diterapkan dalam industri pertambangan. Contoh yaitu secara alami tembaga ditemukan berikatan dengan unsur lain dalam bentuk mineral chalcopyrite. Sementara itu, basil Thiobacillus ferrooxidans sanggup memakai molekul-molekul tembaga yang ditemukan dalam mineral chalcopyrite (kakopirit), untuk membentuk senyawa copper sulfat (CuSO4), yang selanjutnya sanggup diberi perlakuan secara kimia untuk mendapatkan tembaga murni.

Proses industri mikrobiologi ini gres digunakan dengan nilai bijih yang rendah, hanya menerima sekitar 10% dari produksi di Amerika. Prosentase ini akan naik jikalau cadangan industri tambang konvensional sudah kehabisan bahan. Cara ini juga telah dikembangkan untuk memakai basil dalam menambang mineral seng, timah, dan logam-logam lainnya.

C. Penerapan bioteknologi dalam bidang pertanian dan perkebunan

• Kultur Jaringan

Menggunakan teknik kultur jaringan sangat membantu dalam bidang pebibit unggul untuk pertanian dan perkebunan. Teknik ini sangat menguntungkan alasannya ialah sanggup menghasilkan bibit unggul dalam jumlah yang banyak, waktu yang relatif singkat, dan kualitas yang baik.

• Teknik bertanam lahan terbatas

Teknik bertanam hidroponik atau bertanam dengan media tanpa tanah merupakan salah satu biotek yang baik untuk meningkatkan produksi pangan. Teknik ini cocok dikembangkan di kawasan perkotaan yang lahan pertaniannya semakin sempit. Namun, lahan pertanian yang sempit tetap sanggup menghasilkan dengan derma teknologi ini. Sistem dari cara hidroponik ini sangat bervariasi, contohnya Drip, NFT dan Aeroponik.

• Pembuatan bibit unggul dengan rekayasa genetika

Menciptakan bibit unggul dari binatang dan tumbuhan untuk meningkatkan hasil produktifitas, kini sudah banyak dilakukan. DNA dari jenis tumbuhan dirubah strukturnya dilaboratorium melalui proses radiasi nuklir. Tanaman menyerupai jagung, gandum, tomat, padi, dan semangka yang sudah direkayasa diharapkan bisa lebih tahan penyakit, tahan kekeringan, buahnya tahan lama, tidak berbiji, tidak gampang membusuk, dan hasil panennya lebih banyak. Salah satu perusahaan yang berjulukan BATAN juga sudah memproduksi bibit padi unggul yang berjulukan Atomita dan banyak sekali varietas kedelai unggul guna meningkatkan produktivitas pangan.

D. Penerapan bioteknologi dalam bidang pertanian dan peternakan

• Imunisasi Hewan Ternak

Imunisasi ialah perjuangan untuk mereproduksi secara masal, sehingga sanggup dihasilkan anak binatang ternak yang unggul secara serempak. Usaha ini juga sanggup dilakukan pada binatang menyerupai unggas, kambing, domba, biri-biri, kuda, dan sapi. Teknologi yang satu ini merupakan perkembangan dari sistem perkawinan silang secara tradisional. 

• Organisme Transgenik

Organisme transgenik ialah binatang atau tumbuhan yang susunan gennya telah diberi pemanis (ditransfusi) berupa gen dari binatang atau tumbuhan lain untuk tujuan peningkatan kualitas dan produksi. 

Contoh : produksi pada sapi perah telah berhasil ditingkatkan dengan menyisipkan gen penghasil susu, sehingga susu yang dihasilkan semakin banyak dan meningkat kualitasnya.

E. Penerapan bioteknologi dalam bidang pengolahan makanan.

• Pembuatan tempe dengan memanfaatkan jamur tempe (Rhizopus sp)

Makanan berbahan dasar biji kedelai yang betprotein tinggi merupakan hasil dari proses fermentasi, contohnya dilakukan pada proses pembuatan tempe harus dilakukan dalam kondisi lingkungan yang anaerob.

Cara pembuatannya adalah biji kedelai yang sudah dibersihkan, direbus terlebih dahulu sebelum diberi jamur tempe. Setelah waktunya cukup, jamur tempe akan tumbuh dan mengubah struktur serta tekstur biji kedelai. Perubahan ini disertai dengan perubahan kandungan zat kimia di dalam biji kedelai. Kandungan zat gizi dalam tempe sangat baik untuk memenuhi kebutuhan protein nabati bagi badan manusia.

• Pembuatan tape dengan memanfaatkan jamur tape (Sacharomyces Cerevisae)

Selain tempe, tape juga merupakan hasil dari proses fermentasi. Bahan tape yang akan difermentasi ialah materi yang banyak mengandung karbohidrat. Biasanya tape dibentuk dari ubi ketela pohon tapi ada juga yang berbahan beras ketan. Pada proses fermentasi, tape akan menghasilkan zat gula alasannya ialah mikroba telah mengurai senyawa karbohidrat yang kompleks menjadi senyawa gula yang sederhana. Sehingga rasa dari tape akan menjadi manis.

• Pembuatan kecap dengan memanfaatkan jamur kecap (Aspergillus Wenti)

Bahan dasar dari kecap kedelai ialah gula, kedelai hitam, air, dan garam. Proses fermentasi kecap ialah memanfaatkan acara dari jamur aspergillus wenti. Pembuatan kecap dianggap bisa meningkatkan nilai gizi dari bahan-bahan asalnya serta simpel dalam penggunaannya. Di zaman kini ini kecap sudah diproduksi dalam bentuk kemasan yang gampang dalam penyimpanannya. Rasanya yang cantik dan penuh cita rasa, menciptakan kecap menjadi salah satu komponen penting dari banyaknya jenis kuliner ibu-ibu rumah tangga. 

• Pembuatan roti dengan memanfaatkan jamur roti (yeast)

Yeast atau ragi ialah jamur yang digunakan untuk menciptakan roti yang biasanya dari jenis sacharomyces. 

Terigu yang banyak mengandung karbohidrat merupakan media tumbuh yang baik untuk jamur Saccaromyces. Jamur ini melaksanakan respirasi secara anaerob tanpa memerlukan oksigen dan pada proses ini, dihasilkanlah gas karbondioksida. Karbondioksida inilah yang bersama-sama ialah hasil sampingan dari proses pernafasan (respirasi) jamur roti. Kemudian gas CO2 ini digunakan untuk proses pengembangan roti. Aktivitas pernafasan anaerob jamur ini mengakibatkan materi roti mengembang dan memperlembut teksturnya. 

• Pembuatan keju memakai basil Streptococus Thermophillus

Jika basil ini hidup dalam susu, maka terjadi perubahan zat kimia di dalamnya, juga kandungan gula susu akan menjelma asam susu. Keju yang dimanfaatkan ialah endapannya, sementara cuilan yang cair hasil proses fermentasi. Keju dalam bentuk padat lebih simpel dan infinit dalam penyimpanan, serta bisa mempertahankan cita rasanya. 

• Pembuatan yoghurt memakai derma basil asam susu

Yoghurt merupakan salah satu olahan susu dengan memakai derma basil yang mengubah gula susu menjadi asam laktat. Rasa yoghurt sendiri sedikit asam dan biasanya dijadikan minuman kemasan yang siap dikonsumsi. Menurut penelitian para ahli, mengkonsumsi yoghurt secara teratur sanggup membantu proses pencernaan kuliner pada manusia.

F. Penerapan bioteknologi dalam bidang kesehatan.

• Pembuatan alkohol memakai derma jamur Sacharomyces Cerevisae\

Bila proses dari fermentasi tape dilanjutkan, maka gula yang merupakan hasil penguraian karbohidrat akan merubah lagi struktur kimianya menjadi alkohol. Alkohol ialah hasil senyawa kimia karbon yang gampang terbakar. Bila alkohol ini masuk kedalam badan sanggup mengakibatkan rasa mabuk, atau termasuk zat yang sanggup mempengaruhi kerja system saraf. 

Alkohol sanggup digunakan sebagai antiseptic, sterilisasi alat-alat kesehatan dan banyak sekali fungsi dalam bidang kedokteran. Pada masyarakat dan budaya tertentu, banyak jenis minuman yang mengandung alkohol. Secara medis, mengkonsumsi alkohol akan berakibat jelek bagi kesehatan jantung dan paru-paru alasannya ialah alkohol termasuk dalam zat adiktif yang berbahaya. 

• Pembuatan zat antibiotik

Zat antibiotik dihasilkan dari mikroba jamur atau basil yang berkhasiat untuk menghambat pertumbuhan bakteri. Alexander Fleming ialah orang yang pertama kali mengisolasi perihal antibiotik dari jamur Penicillium, yang kemudian dikenal dengan sebutan penicilin. Sekarang sudah banyak jenis antibiotik banyak sekali macam penyakit, terutama penyakit nanah basil dan jamur. 

Penicilin dan Ampisilin merupakan antibiotik yang dihasilkan oleh jamur, sedangkan Basitrosin, Entrosin, dan Tetrasiklin ialah antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri. 

• Pembuatan antibodi monoklonal

Antibodi monoklonal ialah penggabungan dari tipe-tipe sel yang berbeda untuk memproduksi obat yang bermanfaat untuk menyerang organisme asing yang masuk ke dalam tubuh. Hormon dan enzim yang diharapkan badan sanggup diproduksi memakai jenis basil tertentu. Contohnya insulin kini sudah sanggup dibentuk memakai derma bakteri. Gen yang memproduksi insulin dimasukan dalam basil dan akan memproduksi  insulin. Selain itu, protein sel tunggal (PST) ialah jenis protein yang juga dihasilkan melalui kerja bakteri. 

• Organisme transgenik

Pada tahun 1986 diproduksi faktor VIII yang pertama. Faktor VIII ialah faktor yang mengatur penggumpalan protein darah. Faktor ini tidak diproduksi oleh badan yang menderita hemofilia, atau jikalau diproduksipun telah sangat berkurang aktivitasnya. Kondisi ini mengakibatkan penderita hemofilia sangat beresiko mengalami maut alasannya ialah pendarahan sehabis menerima luka kecil. 

Dalam mekanisme bioteknologi ini, gen insan yang mengatur penggumpalan darah dan menyalurkannya ke sel hamster (sejenis tikus) yang ditumbuhkan melalui kultur jaringan. Sel hamster tersebut kemudian memproduksi faktor VIII untuk digunakan oleh penderita hemofilia. Faktor VIII telah diproduksi secara komersial pada tahun 1992.

Latihan Soal

1. Apakah yang dimaksud dengab kajian bioteknologi bersifat multidisipliner?
2. Sebutkan pola penerapan bioteknologi dalam bidang kesehatan!
3. Apa yang dimaksud dengan organisme transgenik? Berilah contohnya!
4. Sebutkan pola penerapan rekayasa genetika dalam bidang pertanian!
5. Apakah yang dimaksud dengan antibodi monoklonal?