Diberdayakan oleh Blogger.
RSS

... Bioteknologi

(Diktat Bioteknologi, Dr. drh. Heru Nurcahyo, M.Kes)

Perkembangan Bioteknologi

1. Bioteknologi konvensional
Ciri-ciri bioteknologi konvensional; kurang steril, jumlah sedikit (terbatas), kualitas belum terjamin. Contoh: industri tempe, tape, anggur, yoghurt, dsb.

2. Bioteknologi modern
Ciri-ciri bioteknologi modern; steril, produksi dalam jumlah banyak (massal), kualitas standar dan terjamin. Selain itu, bioteknologi modern tidak terlepas dengan aplikasi metode-metode mutakhir bioteknologi (current methods of biotecnology) seperti:
1) Kultur jaringan merupakan suatu metode untuk memperbanyak jaringan/sel yang berasal atau yang didapat dari jaringan orisinal tumbuhan atau hewan setelah terlebih dahulu mengalami pemisahan (disagregasi) secara mekanis, atau kimiawi (enzimatis) secara in vitro (dalam tabung kaca).
2) Teknologi DNA rekombinan (recombinant DNA technology) adalah suatu metode untuk merekayasa genetik dengan cara menyisipkan (insert) gena yang dikehendaki ke dalam suatu organisme. Transgenik adalah suatu metode untuk. Rekayasa protein (protein engineering).
3) Hibridoma adalah suatu metode untuk menggabungkan dua macam sel eukariot dengan tujuan  mendapatkan sel hibrid yang memiliki kemampuan kedua sel induknya.
4) Kloning adalah suatu metode untuk menghasilkan keturunan yang dikehendaki sama persis dengan induknya.
5) Polymerase chains reaction (PCR) merupakan metode yang sangat sensitif untuk mendeteksi dan menganalisis sekuen asam nukleat. RT-PCR untuk memperbanyak (amplifikasi) rantai RNA menjadi DNA; tissue/cells
extracted RNA/mRNA rT-PCR copy DNA (cDNA).
6) Hibridisasi DNA adalah metode untuk menyeleksi sekuen DNA dengan menggunakan probes DNA untuk hibridisasi (pencangkokan) rantai DNA.

Aplikasi Bioteknologi
1. Aplikasi pada bidang pertanian:
Aplikasi bioteknologi untuk pertanian menawarkan berbagai keuntungan. Perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetic dengan bioteknologi melalui rekayasa genetika. Aplikasi bioteknologi dalam bidang pertanian melalui teknologi perbaikan sifat tanaman dengan teknik rekayasa genetika.
Keuntungan bioteknologi pertanian antara lain:
1.     Meningkatkan produksi pangan misalnya dengan menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi tahan wereng, kapas tahan hama sehingga dapat meningkatkan hasil panen.
2.     Ternak yang dapat memproduksi asam amino tertentu.
3.      Pengolahan makanan; tempe, tape, oncom, kecap.
4.      Pengolahan minuman; anggur, bir, yoghurt, tuak, brem, dsb.
Sehingga akan:
1.      Meningkatkan produksi pangan misalnya dengan menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi dan tanaman semusim sehingga dapat memenuhi kebutuhan pangan masyarakat.
2.     Meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenic antara lain kapas, jagung, dll.
3.     Mempercepat swasembada jagung dengan jagung yang dihasilkan mempunyai kualitas yang lebih baik dan kebal terhadap hama

2. Aplikasi pada bidang peternakan:
Aplikasi bioteknologi dalam bidang peternakan menawarkan berbagai keuntungan antara lain:
1.      Meningkatkan produksi peternakan
2.      Meningkatkan efisiensi dan kualitas pakan seperti manipulasi mikroba rumen
3.      Menghasilkan embrio yang banyak dalam satu kali siklus reproduksi
4.      Ternak yang dapat memproduksi asam amino tertentu
5.      Menciptakan jenis ternak unggul

3. Aplikasi pada bidang perikanan:
Aplikasi bioteknologi dalam bidang periakanan menawarkan berbagai keuntungan antara lain:
1.      Menyediakan benih dan induk ikan
2.      Meningkatkan system kekbalan ikan dengan menggunkana vaksin, imunostimulan, probiotik dan bioremediasi.
3.      Aplikasi probiotik pada pakan atau dalam lingkungan perairan budidaya sebagai penyeimbang mikroba dalam pencernaan dan lingkungan perairan.

4. Aplikasi pada bidang kesehatan dan pengobatan:
Aplikasi bioteknologi dalam bidang kesehatan dan pengobatan telah mandatangkan manfaat antara lain:
1.      Memproduksi obat-obatan terhadap penyakit infeksi (antibiotik) seperti; penisilin, streptomysin.
2.      Memproduksi vaksin untuk pencegahan jenis penyakit tertentu sesuai dengan jenis vaksinnya seperti; polio, cacar, hepatitis-B, TBC dsb. Selain pada manusia, vaksin juga digunakan untuk melindungi ternak (ayam, sapi dsb) dari serangan berbagai penyakit menular.
3.      Memproduksi zat kebal antibody untuk diagnosis penyakit, penelitian dan terapi. Antibodi monoclonal.
4.      Untuk terapi gen misalnya untuk terapi penyakit genetis (bawaan).
5.      Untuk memproduksi hormon; Insulin untuk terapi penderita kencing manis.
6.      Untuk terapi gen; Sel somatis (somatic gene therapy); sel darah atau otot, terapi penyakit genetis (bawaan). Sel embrional (Germ line gene therapy);

5. Aplikasi pada bidang lingkungan
Aplikasi bioteknologi dalam bidang lingkungan adalah untuk penanganan dan pemanfaatan material sampah organik yang volumenya cenderung bertambah dengan pesat. Pemanfaatan sampah berdampak dapat mengeliminasi sumber polusi terutama pencemaran air, dan dengan penerapan proses biotek dapat mengubah limbah menjadi produk-produk yang bermanfaat. Beberapa limbah yang dapat digunakan untuk substrat fermentasi:
  1. Molase, sebagai produk sampingan (limbah) industri gula masih mengandung kadar gula 50 %. Molase digunakan secara luas sebagai bahan baku fermentasi dan untuk produksi antibiotik, asam organic, dan khamir untuk pembuatan roti, bumbu masak (MSG) atau diberikan langsung untuk makanan ternak.
  2. Whey sebagai produk sampingan (limbah) industri keju digunakan sebagai substrat fermentasi. 
  3.  Batang padi (damen) untuk produksi jamur merang.
  4. Bagase (ampas tebu) banyak mengandung ligno selulose
  5. Peran biotek dalam pemanfaatan bahan sampah organik:
  6. Mengubah kualitas makanan limbah agar sesuai untuk konsumsi manusia.
  7. 6.      Memberi makan bahan sampah secara langsung atau setelah pemrosesan ke unggas, babi, ikan, atau ternak lainnya yang dapat mencerna secara langsung.
  8. Limbah yang banyak mengandung selulose diberikan pada sapi atau ruminansia.
  9. Produksi biogas methane dan poduk fermentasi lain jika tidak dapat diberikan ternak.


Skema
Klasifikasi
Kingdom
Organisme
Linnaeus
(1753)
Plantae
Animalia
Bakteri, fungi, alga, tanaman
Protozoa dan hewan
Haeckel
(1865)
Plantae
Animalia
Protista
Alga multiseluler dan tanaman
Hewan
Mikroorganisme (bakteri, protozoa, alga, kapang dan khamir)
Whittaker
(1969)
Plantae
Animalia
Protista
Fungi
Monera
Alga multiseluler dan tanaman
Hewan
Protozoa dan alga bersel tunggal
Kapang dan khamir
Semua bakteri (prokariot)
Whose
(1977)
Archaeobacteria
Eubacteria
Eucaryotes
Bakteri yang menghasilkan gas metan, memerlukan garam dan suhu tinggi
Semua bakteri lain, termasuk bakteri penyebab penyakit, bakteri tanah dan air, bakteri fotosintetik
Protozoa, alga, fungi, tanaman dan hewan

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Bioteknologi

Istilah bioteknologi untuk pertama kalinya dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakannya (Suwanto, 1998). Beragam batasan dan pengertian dikemukakan oleh berbagai lembaga untuk menjelaskan tentang Bioteknologi.

Beberapa diantaranya akan diulas singkat sebagai berikut:
1. Menurut Bull et al. (1982), bioteknologi merupakan penerapan asas-asas sains (ilmu pengetahuan alam) dan rekayasa (teknologi) untuk pengolahan suatu bahan dengan melibatkan aktivitas jasad hidup untuk menghasilkan barang dan/atau jasa.
2. Bioteknologi merupakan penerapan prinsip-prinsip ilmu pengetahuan dan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan bahan dengan bantuan agen biologis untuk menghasilkan bahan dan jasa (OECD,1982).
3. Bioteknologi adalah teknik pendayagunaan organisme hidup atau bagian organisme untuk membuat atau memodifikasi suatu produk dan meningkatkan/memperbaiki sifat tanaman atau hewan atau mengembangkan
mikroorganisme untuk penggunaan khusus (OTA-US, 1982).
4. Menurut Primrose (1987), secara lebih sederhana bioteknologi merupakan eksploitasi komersial organisme hidup atau komponennya seperti; enzim.
5. Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa.
6. Atau secara tegas dinyatakan, Bioteknologi merupakan penggunaan terpadu biokimia, mikrobiologi, dan ilmu-ilmu keteknikan dengan bantuan mikroba, bagian-bagian mikroba atau sel dan jaringan organisme yang lebih tinggi dalam penerapannya secara teknologis dan industri (EFB., 1983)





Berdasarkan terminologinya, maka bioteknologi dapat diartikan sebagai berikut:
1. “Bio” memiliki pengertian agen hayati (living things) yang meliputi; organisme (bakteri, jamur (ragi), kapang), jaringan/sel (kultur sel tumbuhan atau hewan), dan/atau komponen sub-selulernya (enzim).
2. “Tekno” memiliki pengertian teknik atau rekayasa (engineering) yaitu segala sesuatu yang berkaitan dengan rancang-bangun, misalnya untuk rancang bangun suatu bioreaktor. Cakupan teknik disini sangat luas antara lain; teknik industridan kimia.
3. “Logi” memiliki pengertian ilmu pengetahuan alam (sains) yang mencakup; biologi, kimia, fisika, matematika dsb. Ditinjau dari sudut pandang biologi (biosains), maka bioteknologi merupakan penerapan (applied); biologi molekuler, mikrobiologi, biokimia, dan genetika. Dengan demikian, bioteknologi merupakan penerapan berbagai bidang (disiplin) ilmu (interdisipliner). Oleh karena itu, tidak ada seorangpun yang dapat menguasai seluruh aspek bioteknologi.


Berdasarkan definisi dan pengertian di atas, maka bioteknologi tidak lain adalah suatu proses yang unsur-unsurnya sebagai berikut:
1. Input yaitu bahan kasar (raw material) yang akan diolah seperti; beras, anggur, susu dsb.
2. Proses yaitu mekanisme pengolahan yang meliputi; proses penguraian atau penyusunan oleh agen hayati.
3. Output yaitu produk baik berupa barang dan/atau jasa, seperti; alkohol, enzim, antibiotika, hormon, pengolahan limbah.
bersambung....

Sumber: Diktat Biioteknologi, Dr. drh. Heru Nurcahyo, M.Kes

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Fungsi Hormon Tumbuhan



Hormon
Lokasi Hormon dalam Tumbuhan
Fungsi Utama
Auksin (AA)
Embrio biji, meristem tunas apikal dan daun-daun muda
Merangsang pemanjangan batang; pertumbuhan, diferensiasi, percabangan akar; perkembangan buah; dormansi apikal; fototropisme dan gravitropisme
Sitokinin
Disintesis dalam akar dan diangkut ke organ lain
Mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar; merangsang pembelahan dan pertumbuhan sel; merangsang perkecambahan; menunda senesens
Giberelin (GA3)
Meristem tunas apikal dan akar, daun muda, embrio
Mempercepat perkecambahan biji dan kuncup tunas, pemanjangan batang, dan pertumbuhan daun; merangsang perbungaan dan perkembangan buah; mempengaruhi pertumbuhan  dan diferensiasi akar
Asam absisat
Daun, batang, akar, buah hijau
Menghambat pertumbuhan; menutup stomata selama kekurangan air; menghambat pemutusan dormansi




Sumber: Campbell Jilid 2, 2003

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Bumi Purbakala dan Asal Mula Kehidupan


PENGANTAR SEJARAH KEHIDUPAN
Kehidupan di Bumi bermula antara 3,5 dan 4 milyar tahun silam. Bumi terbentuk 4,5 milyar tahun silam. Bukti-bukti kehidupan yang tertua tersedia adalah isotop karbon yang berasal dari sel yang ditemukan dalam batuan berumur 3,8 milyar tahun. Fosil tertua berumur 3,5 milyar tahun. Selama hampir 4 milyar tahun sejarah kehidupan di Bumi ini, sejarah geologis dan biologis berhubungan erat satu sama lain.
EVOLUSI KIMIA PRABIOTIK DAN ASAL MULA KEHIDUPAN
Sel pertama mungkin berasal dari evolusi kimiawi pada Bumi yang masih muda. Salah satu hipotesis mengenai asal mula kehidupan didasarkan pada evolusi kimiawi protobion, yaitu droplet molekuler yang dihasilkan secara abiotik dengan karakteristik kimiawi yang jelas berbeda.
Sintesis abiotik monomer organik merupakan suatu hipotesis yang dapat diuji. Percobaan laboratorium yang dilakukan dengan kondisi yang menyerupai lingkungan Bumi primitif telah menghasilkan molekul organik yang beragam dari precursor anorganik.
Simulasi kondisi Bumi primitive di laboratorium telah menghasilkan polimer organik. Molekul organik kecil akan mengalami polimerisasi saat molekul-molekul itu dipekatkan pada pasir, batu, atau tanak liat panas.
Protobion dapat terbentuk dengan penggabungan sendiri. Molekul organik yang disintesis di laboratorium telah secara spontan bersatu menjadi berbagai ragam droplet-koaservat, mikrosfer, dan liposom- dengan beberapa ciri yang berkaitan dengan kehidupan.
Kemungkinan RNA merupakan bahan genetik yang pertama. Gen pertama yang kemungkinan telah dihasilkan secara abiotik adalah RNA, yang urutan basanya berfungsi sebagai cetakan untuk penyusunan asam amino dalam suatu bentuk primitive replikasi sendiri. Saat informasi genetik tergabung ke dalam ruangan-ruangan yang terbungkus dalam membrane, protobion tersebut tentunya akan mendapatkan heritabilitas dan kemampuan untuk berkembang sebagai suatu unit.
Asal mula informasi herediter membuat evolusi Darwinian menjadi mungkin. Transisi dari suatu dunia RNA ke dunia DNA, prasyarat untuk evolusi Darwinian yang sesungguhnya, kemungkinan dimulai dengan RNA yang berfungsi sebagai cetakan tempat nukleotida DNA disusun.
Perdebatan mengenai asal mula kehidupan sangat banyak. Para peneliti terus berdebat mengenai cara dan tempat kehidupan berasal. Tiga pandangan alternative menggali sintesis abiotik molekul organik pada Bumi versus melalui meteorit, gen RNA versus molekul yang lebih sederhana yang bereplikasi sendiri, dan asal mula kehidupan dalam suatu air dangkal versus lubang di laut dalam.
GARIS KETURUNAN UTAMA KEHIDUPAN
Penyusunan keanekaragaman kehidupan menjadi taksa tertinggi merupakan suatu pekerjaan yang sedang berlangsung. Sistem lima kingdom tradisional mengklasifikasikan organisme sebagai Monera, Protista, Plantae, Fungi dan Animalia.

Sumber: Campbell, Reece-Mitchell. 2003. Biologi Jilid 2.  Jakarta: Erlangga.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS