BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bioteknologi ialah pemakaiyan biologi yang mengikut sertakan disiplin ilmu mikrobilogi, biokimia, genetika, dan biologi monokuler. Arti dari bioteknologi secara klasik atau konvensional ialah suatu teknologi yang memanfaatkan agen hayati atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan suatu barang dan jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sedangkan jika dilihat secara modern, bioteknologi ialah pemanfaatan
agen
hayati
atau
bagian-bagian
yang sudah
direkayasa secara in vitro untuk mrenghasilkan barang dan jasa pada skala industri. Bioteknologi dikembangkan untuk meningkatkan nilai bahan mentah dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme atau bagian-bagiannya misalnya bakteri dan kapang. Selain itu bioteknologi juga memanfaatkan sel tumbuhan atau sel hewan yang dibiakkan sebagai bahan dasar sebagai proses industri. Penerapan bioteknologi pada umumnya mencakup produksi sel atau biomassa dan perubahan atau ransformasi kimia yang diinginkan. Transformasi kimia itu lebih lanjut dapat dibagi menjadi dua sub bagian, yakni: a). Pembentukan suatu produk akhir yang siinginkan, contohnya enzim anti biotik, asam orgainik dan steroid. b). Penguraian bahan sisa produksi, contohnya buangan air limbah, destruksi buangan industri, atau tumpahan minyak. Dewasa ini, penerapan bioteknologi sangat penting diberbagai bidang, misalnya di bidang pengolahan bahan pangan, farmasi, kedokteran, pengolahan limbah dan pertambangan. Dari berbagai perkembangan produk, bagaimanakah awal sejarah terlahirnya bioteknologi dengan berbagai perkembangannya dari yang sederhana sampai modern.
1.2
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari makalah ini antaralain : 1.
Apakah pengertianbioteknologi?
2.
Bagaimana sejarah perkembangan bioteknologi dari dari sejak mesir kuno hingga sekarang?
3.
Apa saja gelombang perkembangan bioteknologi?
4.
Bagaimana perkembangan bioteknologi dalam ilmu di Indonesia?
5.
Apakah produk-produk perkembangan bioteknologi?
6.
Bagaimana peran perkembangan bioteknologi?
7.
Bagaimana dampak perkembangan bioteknologi?
1.3
Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan makalah ini agar dapat mengetahui : 1.
Pengertian Bioteknologi.
2.
Sejarah perkembangan Bioteknologi dari sejak Mesir Kuno hingga sekarang.
3.
Gelombang perkembangan Bioteknologi.
4.
Perkembangan Bioteknologi dalam ilmu di Indonesia.
5.
Produk-produk perkembangan Bioteknologi.
6.
Peran perkembangan Bioteknologi.
7.
Dampak perkembangan Bioteknologi.
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Bioteknologi
Kata bioteknologi pertama kali kenalkan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar denganmenggunakan bit gula sebagai sumber pakannya. Bioteknologi berasal dari kata: Bios: hidup; Teuchos: alat; Logos: ilmu; sehinggabioteknologi dapat diartikan sebagai cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhlukhidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (proteinbioaktif, enzim, vitamin, asam basa organik, alkohol, dan lain lain) dalam proses produksiuntuk menghasilkan barang dan jasa. Menurut EFB ( European
Federation
of
Biotechnology),
bioteknologi
sebagaiperpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan untuk meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analogmolekuler untuk menghasilkan barang dan jasa. Definisi EFB ini berlaku untuk keduabioteknologi 'tradisional atau tua' dan bioteknologi 'baru atau modern'. Bioteknologitradisional mengacu pada teknik konvensional yang telah digunakan selama berabad-abaduntuk menghasilkan bir, anggur, keju dan makanan lainnya sejak zaman Yunani dan Mesirkuno, sedangkan bioteknologi 'baru atau modern' mencakup semua metode modifikasigenetik oleh DNA rekombinan dan teknik fusi sel dengan perkembangan prosesbioteknologi modern dari bioteknologi 'tradisional'. Menurut But et al, (1982) bioteknologi merupakan penerapan asas-asas sains (ilmupengetahuan alam) dan rekayasa (teknologi) untuk pengolahan suatu bahan denganmelibatkan aktivitas jasad hidup untuk menghasilkan barang dan/atau jasa. SedangkanPrimrose
(1987),
bioteknologi
merupakan
eksploitasi
komersial
organisme hidup ataukomponennya seperti: sel, enzim dan senyawa organik lainnya.Organization
for
Economic
Co-operation
and
Development
(OECD) (1982),mendefinisikan bahwa bioteknologi merupakan penerapan prinsip prinsip ilmu pengetahuandan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan bahan
dengan bantuan agenbiologis untuk menghasilkan bahan dan jasa yang mendukung pertumbuhan ekonomi. Berdasarkan definisi dan pengertian di atas, maka bioteknologi secara holistic adalah suatu proses yang unsur-unsurnya sebagai berikut: 1.
Input yaitu bahan kasar (raw material ) yang akan diolah seperti; beras, anggur, susu,dan sebagainya.
2.
Proses yaitu mekanisme pengolahan yang meliputi; proses penguraian ataupenyusunan oleh agen hayati.
3.
Output yaitu produk baik berupa barang dan/atau jasa, seperti; alkohol, enzim,antibiotika, hormon, dan pengolahan limbah (Nurcahyo, 2011). Jadi, dapat disimpulkan bahwa bioteknologi merupakan ilmu yang mempelajari
tentang pemanfaatan mahluk hidup dengan teknologi sehingga menghasilkan produk berupa barang dan jasa yang dapat bermanfaat bagi kemaslahatan manusia.
2.2. Sejarah Perkembangan Bioteknologi
Dikutip dalam buku Dinata (2007 : 2-5) sejarah perkembangan Bioreknologi adalah Seorang futures Amerika, Alvin Toffler (1980), menuliskan prognosis yang sangat terkenal dalam buku "The Thrid Wave" (Geolombang ketiga). Prognosis itu berisi tentang empat teknologi yang sangat berperan dalam kebudayaan manusia di abad ke-20 dan 21. Keempat teknologi tersebut adalah mikroelektronik, teknologi alternatif, aeronautika, dan bioteknologi. Revolusi biologi, yang diawali dengan penemuan struktur heliks ganda (double helix) molekul DNA (asam deoksiribonukleat) oleh Watson dan Crick (1953), melejit pesat dipertengahan tahub 1970-an dengan berkembangnya rekayasa genetika. Perkembangan ini menjadikan bioteknologi bidang ilmiah antar disiplin yang member harapan untuk memecahkan problem yang dihadapi manusia,. Sebenarnya, penerapan proses-proses bioteknologi telah dikenal dan dibudidayakan oleh umat manusia selama berabad-abad. Dipenghujung abad ke-20, bioteknologi telah menjadi salah satu penopang kegiatan
industry,
terutama
di
Negara-negara
maju.
Sebaliknya,
upaya
pengembangan dan penerapan bioteknologi di Negara-negara berkembang masih menghadapi banyak masalah dan dilema. Hal ini karena penelitian dan penerapan
bioteknologi memerlukan modalyang cukup besar dan dukungan sumber daya manusia yang berkelayakan tinggi, seperti para pakan yang kompeten. Pengetahuan manusia tentang boiteknologi berawal dari pembuatan makanan dan minuman secara fermentasi. Seni pembuatan pangan dengan fermentasi telah dikenal oleh masyarakat Babilonia sejak 6000 tahun SM, jauh sebelum Louis Pasteur mencetuskan temuannya tentang peran mikroba atau jasad renik dalam fermentasi. Minuman khas arak Jepang (sake), bir, anggur, keju, yoghurt, dan beberapa pangan tradisional Indonesia (misalnya tempe, oncom, acar, dan peda) merupakan contoh hasil proses bioteknologi tradisional. Periode ini disebut tahap bioteknologi generasi pertama atau era pra-Pasteur. Tahap ini dicirikan oleh pemanfaatan atau pendayaagunaan mikroba (bakteri, kapang, dan khamir) untuk pengawetan dan/atau pembuatan makanan dan minuman. Sampai tahun 1940-an, penggunaan mikroba juga dikembangkan untuk produksi bahan kimia (misalnya, asteon butanol dan asam sitrat) dan biomassa. Tahap bioteknologi generasi kedua dimulai ketika ditemukan penisilin oleh Fleming (1928/1929) dan mulai dimanfaatkan dalam industry pada tahun 1944. Pada era ini dan sampai sekarang, kegiatan bioteknologi diwarnai oleh industri dan produksi antibiotic, vitamin, dan asam-asam organic dengan menggunakan proses fermentasi. Masa tersebut dikenal pula sebagai era antibiotik. Tahap bioteknologi generasi ketiga melejit pesat pada pertengahan tahu 1970an dengan dimanfaatkannya rekaya genetika untuk memanipulasi dan memperbaiki sifat organisme sebagai “agen” yang berperan penting dalam bioproses. Berbagai produk farmasi dan kedokteran yang bernilai tinggi seperti interferon, hormone, dan vaksin diproduksi dengan memanfaatkan teknik rekaya genetika. Teknologi hibridoma yang ditemukan oleh Kohler dan Milstein (1975) membuka era produksi antibody monoclonal (Anonim, 1990). Kekhususan tahap perkembangan ini menyebabkan masa ini dinamakan tahap bioteknologi baru. Perkembangan proses-proses bioteknologi tidak lepas dari peran enzim, yang merupakan suatu biokatalis. Pengkajian sifat dan kinetika reaksi enzimatik serta perkembangan peralatan analisis, seperti kristalografi sinar-x dan spektrofotometer massa yang dipotong oleh rekayasa genetika, telah memungkinkan pakar biokimia merekayasa struktur enzim sesuai dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa struktur
tiga dimensi enzim dikaji dalam rekayasa protein, yang saat ini merupakan corak perkembangan bioteknologi generasi keempat. a.
Produksi makanan dan minuman dengan bioteknologi
Kaum Samaria dan Babilonia sudah minum bir sejak 6000 SM. Orang Mesir membuat roti dengan ragi sejak 4000 SM. Anggur telah dikenal oleh penduduk Timur Tengah pada zaman perjanjian Lama. Produksi keju mempunyai sejarah yang kuna; begitupula dengan pengolahan jamur. Mikroorganisme dilihat untuk pertama kalinya pada abad ke-17 oleh Antonie van Leuweenhoek yang menemukan mikroskop sederhana. Kemampuan fermentasi yang dimiliki mikroorganisme diperlihatkan sekitar tahun 1857-1876 oleh Pasteur-Bapak Bioteknologi. b.
Proses bioteknolgi nonsteril
Proses bioteknologi pada mulanya dikembangkan dalam keadaan nonsteril. Etanol, asam asetat, butanol, dan aseton yang diproduksi pada akhir abad ke-19 melalui proses fermentasi mikroba terbuka, pengolahan air limbah, dan proses dekomposisi limbah padat diperkotaan merupakan peristiwa fermentasi nonsteril terbesar yang dilakukan diseluruh dunia. c.
Pengenalan sterilisasi pada proses bioteknologi
Pengenalan berbagai teknik rekayasa yang rumit pada tahu 1940-an dilakukan untuk
mengembangbiakkan
mikroorganisme
secara
masal
danmenyisihkan
mikroorganisme pencemar. Contoh-contohnya mencakup pembuatan antibiotic, asam amino, asam organik, enzim, steroid, polisakarida, dan vaksin. d.
Ilmu genetika dan teknologi DNA rekombinan
Penelitian untuk menemukan galur-galur organisme yang penting untuk industry telah lama dikerjakan. Teknik DNA rekombinan dan fusi protoplas memungkinkan pemrograman yang baru terhadap sifat-sifat biologi organisme.
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. Pemanfaatan mikroba untuk kepentingan manusia telah ada sejak zaman sebelum masehi. Hingga sekarang manusia telah mengalami tiga periode perkembangan bioteknologi, yaitu sebagai berikut (www.file-edu.tumblr.com: 2011) :
1.
Periode bioteknologi tradisional ( sebelum abad ke-15 M )
Dalam periode ini telah ada teknologi pembuatan minuman bir dan anggur menggunakan ragi (6000 SM), mengembangkan roti dengan ragi (4000 SM), dan pemanfaatan ganggang sebagai sumber makanan yang dilakukan oleh bangsa aztek (1500 SM ). 2.
Periode bioteknologi ilmiah ( abad ke-15 sampai ke-20 M)
Periode ini ditandai dengan adanya beberapa peristiwa berikut ini : 1)
Tahun 6000 SM :Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti dengan bantuan ragi.
2)
Tahun 4000 SM :Bangsa Tionghoa membuat yoghurt dan keju dengan bakteri asam laktat.
3)
Tahun 1500 : Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia.
4)
Tahun 1665 :Penemuan sel oleh Robert Hooke ( Inggris) melalui mikroskop.
5)
Tahun 1670:usaha penambangan biji tembaga dengan bantuan mikrob di Rio Tinto, Spanyol.
6)
Tahun 1686 :Penemuan mikrosop oleh Antony van Leeuwenhoek yang juga menjadi manusia pertama yang dapat melihat mikrob.
7)
Tahun 1800:Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tenta ng pengembangbiakan hewan.
8)
Tahun 1856 :Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan.
9)
Tahun 1865 :Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk keturunannya.
10) Tahun 1870: Louis pasteur menemukan adanya mikrob dalam makanan da n minuman. 11) Tahun 1880:Penemuan Mikroorganisme/ 12) Tahun 1890 : alkohol dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar motor. 13) Tahun 1897 : penemuan enzim dari ekstrak ragi yang dapat mengubah gula menjadi alkohol oleh Eduard Buchner. 14) Tahun 1910 :Bakteri penghasil aseton, butanol, gliserol. 15) Tahun 1912 : pengelolahan limbah dengan menggunakan mikrob. 16) Tahun 1915 : produksi aseton, butanol, dan gliserol dengan menggunakan bakteri.
17) Tahun 1919:Karl Ereky, Insinyur Hongaria, orang pertama menggunakan kata bioteknologi. 18) Tahun 1928 :Struktur rantai DNA terungkap. 19) Tahun 1953:Penemuan dbakteri antibiotika baru (streptomicin, spalosporin,dll), 20) Tahun 1950-an: Mikroba untuk menambang uranium di kanada. 21) Tahun 1970:Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk pemotongan gen gen. 22) Tahun 1973:DNA rokombinan ditemukan dan percobaan rekayasa genetika pertama berhasil. 23) Tahun 1973 :Hibridoma menghasilkan antibodi monoclonal 24) Tahun 1975:Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein 25) Tahun 1978 :Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar 26) Tahun 1981:Insulin hasil rekayasa genetika diperbolehkan digunakan pada manusia 27) Tahun 80-an Interferon, hormone tumbuh, vaksin hepatitis, dihasilkan dari rekayasa, pertengahan 28) Tahun akhir 80-an Bahan mentah industri plastic dari mikroba, interferon untuk kanker, 29) Tahun 1990 :Mikroba hasil rekayasa membantu mengesterak minyak dari tanah 30) Tahun 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver" 31) Tahun 2000 Perampungan Human Genome Project 32) Periode bioteknologi modern ( abad ke-20 M sampai sekarang)
Periode ini diawali dengan penemuan teknik rekayasa genetik pada tahun 1970-an. Era rekayasa genetik dimulai dengan penemuan enzim endonuklease restiksi oleh Dussoix dan Boyer. Dengan adanya enzim tersebut memungkinkan kita dapat memotong ADN pada posisi tertentu, mengisolasi gen dari kromosom suatu organisme, dan menyisipkan potongan ADN lain ( dikenal dengan teknik ADN rekombinan). Setelah penemuan enzim endonuklease restriksi, dilanjutkan dengan
program bahan bakar alkohol dari brazil, teknologi hibridoma yang menghasilkan antibodi monoklonal (1976), diberikannya izin untuk memasarkan produk jamur yang dapat dikonsumsi manusia kepada Rank Hovis Mc. Dougall (1980). Peran teknologi rekayasa genetik pada era ini semakin terasa dengan diizinkannya penggunaan insulin hasil percobaan rekayasa genetik untuk pengobatan penyakit diabetes di Amerika Serikat pada tahun 1982. insulin buatan tersebut diproduksi oleh perusahaan Eli Lilly dan Company. Hingga saat ini, penelitian dan penemuan yang berhubungan dengan rekayasa genetik terus dilakukan. Misalnya dihasilkan organisme transgenik penelitian genom makhluk hidup. Bioteknologi memiliki gradien perkembangan teknologi, yang dimulai dari penerapan bioteknologi tradisional yang telah lama dan secara luas dimanfaatkan, hingga teknik-teknik bioteknologi baru dan secara terus menerus berevolusi.
2.3.
Empat Gelombang Perkembangan Bioteknologi
Dalam perkembangannya, bioteknologi banyak didukung ilmu-ilmu yang berbasis molekuler seperti biologi molekuler, genetika molekuler, sel, jaringan dan biokimia. Dukungan yang tak kalah pentingnya yaitu dari sarana komputer yang memadai (canggih), karena bidang kajian bioteknologi adalah fenomena hayati pada tingkat molekuler yang memerlukanefisiensi serta akurasi perhitungan-perhitungan yang rumit. Perkembangan bioteknologi dapat dikelompokkan menjadi empat tahapan/ gelombang sebagai berikut: 1.
Gelombang pertama Tahap ini dikenal juga sebagai era pra-pasteur (sederhana) yang dicirikan oleh
pemanfaatan mikroba ( bakteri, kapang, khamir ) untuk pengawetan dan atau pembuatan makanan minuman melalui penggunaan mikroba secara tradisional. Minuman khas Jepang ( bir, anggur, keju,yoghurt), dan pangan tradisional dari Indonesia (tempe, oncom, kecap ) merupakan contoh hasil proses bioteknologis tradisional. Sampai tahun 1920-an, penggunaan mikroba juga dikembangkan untuk produksi bahan kimia (aseton, butanol, asam sitrat ) dan biomassa. Pada tahun 6000 SM orang-orang Babilonia telahberhasil membuat bir dengan fermentasi jasad renik. Peristiwa inimerupakan proses bioteknologi yang tertua. Tiga ribu tahun kemudian,
orang-orang Sumeriamampu mengembangkanpembuatan bir hingga memiliki berbagai
cita
rasa
(20
macam).
Hingga
saat
sekarang,bioteknologi
dapat
memberdayakan jenis-jenis minuman serta tanaman dalam varietas yang beragam. 2.
Gelombang kedua Bioteknologi generasi kedua ini dimulai ketika ditemukan penisilin oleh
Fleming (1929 ) dan permulaan pengusahaannya dalam bentuk industri pada tahun 1944. Bioteknologi ada era ini ( dan sampai sekarang ) yaitu proses bioteknologi yang berlangsungdalam keadaan tidak steril. Peristiwa ini merupakan bentuk fermentasi di tempat yangterbuka, sehingga dapat memungkinkan terkontaminasi oleh mikroorganisme lainnya.Fermentasi adalah suatu proses perombakan dari senyawa yang lebih kompleks menjadisenyawa yang lebih sederhana dengan bantuan mikroorganisme. Beberapa jenis produk yangdihasilkan oleh bioteknologi ini, antara lain etanol, asam asetat, asam sitrat, asam laktat, dangliserin. Sekarang proses pembuatan
kompos
atau
pengolahan
limbah
juga
merupakan
contoh jenis
bioteknologi fermentasi ini. Generasi kedua ini juga dikenal sebagai era antibiotika. 3.
Gelombang ketiga Bioteknologi generasi ketiga melejit secara pesat pada paruh tahun 1970-an
dengan diterapkannya rekayasa genetika untuk memanipulasi dan memperbaiki sifat organisme sebagai “agen” yang berperan penting dalam bioindustri. Proses bioteknologi ini berlangsung dalam kondisi steril. Bioteknologi jenis ini merupakan proses-prosesbiologis atau fermentasi di tempat yang tertutup sehingga menjaga jangan sampai adamikroorganisme luar yang mengontaminasi. Berbagai produk produk biologis atau farmasidan kedokteran yang bernilai tinggi seperti interferon, hormon, dan vaksin diproduksi berkatrekayasa genetik ini. Beberapa contoh produk hasil
bioteknologi
ini,
antara
lain
jenis
obat-obat
antibiotika
(pinisilin,
tetrasiklyn,streptomisiyn, kloromfenikol, dan vitamin B12, giberin, kortison atau steroid, asamamino terutama asam glutamat, dan berbagai enzim. Teknologi hibridoma yang ditemukan Kohler dan Milstein (1975) membuka era ini untuk produksi antibodi monoklonal. Kekhasan ini menyebabkan tahapan ini juga dinamai bioteknologi baru. 4.
Gelombang keempat/ bioteknologi pada era generasi baru.
Gelombang ini dicirikan dengan perekayasaan struktur enzim ( tiga dimensi ) yang dikaji dalam bidang protein engineering. Perkembangan proses bioteknologis tidak lepas dari peran enzim sebagai biokatalis.Pengkajian sifat dan kinetika reaksi enzimatik dan perkembangan peralatan analisis, sepertikristalografi sinar X dan spektrofotometer massa yang ditopang oleh rekayasa genetik telahmemunginkan ahli biokimia merekayasa enzim sesuai sifat yang diinginkan. Generasi kempatini juga dikenal sebagai era rekayasa enzim
protein. Adapun proses bioteknologi
yangditerapkan pada hasil keilmuan baru (bioteknologi baru).
Berbagai hasil keilmuan baru tentang penerapan bioteknologi sebagai berikut: 1)
Penelitian tentang enzim,
Penelitian tentang enzim, yang mempelajari tentang aktivitas sel-sel dan enzim yang diaturaktivitasnya. Salah satu contohnya adalah produksi insulin, interferon, dan antibodimonoklonal. 2)
Keilmuan tentang rekayasa genetika.
Rekayasa genetik merupakan usaha untuk mengubah atau memanipulasi bahan/materi
genetik
suatu
organisme
secara
invitro
melaluipenambahan,
penggantian, pengurangan, atau modifikasi gen sehingga diperoleh ciri-ciridengan kemampuan baru. Penambahan gen dilakukan dengan teknologi rekombinanDNA atau yang sering disebut kloning gen. Misalnya, membuat DNA rekombinan yangmemiliki program untuk membuat insulin. Insulin adalah protein yang bertugasmengontrol
metabolisme
gula
darah
dalam
tubuh
manusia,
dan
sebagainya.Teknologi ini memberikan kesempatan tak terbatas bagi terbentuknya kombinasi barudari gen, yang tentunya tidak akan terjadi secara alami pada kondisi normal. 3)
Teknik kultur jaringan.
Teknik pengembangbiakan secara vegetatif pada organisme makin canggih. Hal ini sejak ditemukannya teknik klon, yaitu produksi suatu organisme dari satu sel tunggal yang diambildari tubuh sel tumbuhan atau hewan. Sel tunggal ini merupakan somatik dan bukansel kelamin sehingga sel ini mengandung dua perangkat kromosom. Jadi, sel ini memilikisemua informasi genetik yang diperlukan untuk menghasilkan suatu individu yang lengkappada saat dirangsang untuk tumbuh.
Teknik peng-klon-an pada sel tumbuhandirasakan lebih mudah dibandingkan dengan sel hewan, karena sel tumbuhan memiliki sifat totipotensi, yaitu kemampuan untuk membentuk tubuh secara lengkap dengan akar, batang, dan daun.Totipotensi dikembangkan sebagai dasar dalam mengembangkan tumbuhan secara invitroatau kultur
jaringan,
yaitu
denganmenggunakan
mengembangbiakkan
sebagian
jaringan
pada
tumbuhan media
secara
tertentu.
vegetatif
Media
yang
dimaksudkan adalah media yang harus mengandung semua kebutuhan yang diperlukan seperti unsur makro, mikro,sumberkarbohidrat, zat pengatur tumbuh, vitamin, dan bahan organik lainnya. 4)
Teknik pengindraan secara molekuler
Kelengkapan rancang bangun, adalah suatu alat untuk menumbuhkan mikroba yang memungkinkan berlangsungnya suatu reaksi biologi. 5)
Teknik bayi tabung.
Dengan penemuan teknik laparoskopi, memungkinkan sel sperma suami dan sel telur istridifertilisasikan dalam cawan petri atau dalam tabung (invitro). Karena pembuahan terjadi diluar, maka teknik ini disebut dengan fertilisasi invitro (dalam tabung). Hasil pembuahantersebut, kemudian ditanamkan kembali ke dalam rahim istri, sehingga istridapat mengandung dan melahirkan anak sebagaimanabiasanya. Bayi yang diproses seperti tersebut dinamakan bayi tabung. Teknik ini pertamakalinya dikenalkan oleh Steptoe dan Edward dari Inggris pada tahun 1977. Teknik bayitabung ini biasanya dilakukan jika pasangan suami istri dinyatakan secara medis dalamkeadaan normal namun karena sesuatu hal sulit untuk terjadinya fertilisasi. Kesulitan tersebutbisa disebabkan tersumbatnya saluran tuba fallopii oleh sesuatu atau adanya antibodi selbenih suami. 6)
Teknologi Hibridoma
Teknologi hibridoma, adalah suatu cara untuk menyatukan dua sel dari jaringan-jaringanberbeda suatu organisme yang sama atau bahkan organisme yang berbeda, sehingga diperolehsatu sel tunggal (sel hibrid). Selanjutnya, sel hibrid dapat dikembangbiakkan,sehingga diperoleh bertriliun-triliun sel, yang masing-masing mengandung satu set genkomplit dari dua sel aslinya. Sebagai contoh, salah satu dari dua sel yang asli mungkin berupasel manusia. Sel tersebut khusus mensekresikan produk yang berguna sepertiantibodi atau hormon. Hormon atau antibodi
disekresikan dalam jumlah sangat sedikit,karena hasil produksi dikendalikan mekanisme pengaturan sel yang normal.Jika sel tersebut dilebur dengan sel kanker (sel yang tidak memiliki pengendalian normalterhadap pertumbuhan dan sintesis protein), maka produksi hormon atau antibodi secaradramatis meningkat. Peristiwa peleburan dua sel seperti tersebut, menghasilkan selhibrid dan dikenal sebagai hibridoma (hibrid = sel asli yang dicampur, oma = kanker). Tujuanteknik hibridoma adalah untuk menghasilkan antibodi dalam jumlah yang besar, sehinggadapat digunakan untuk diagnostik dan terapeutik. Selain itu, teknik ini merupakan jalan untuk menyilang atau memotong dalamspesies secara genetik pada sel eukariotik yang tidak dapat diselesaikan dengan carapeleburan gamet secara seksual.
2.4. Perkembangan Bioteknologi Dalam Ilmu Di Indonesia
Dikutip dalam blog Regita S. Nurfachri (2013 : 2) kurang lebih 15 tahun yaitu tahun 1985, pemerintah Indonesia telah menjadikan bioteknologi sebagai prioritas pengembangan iptek yang dilakukan oleh Kantor Menteri
Negara Riset dan
Teknologi (RISTEK) . Selanjutnya sejak tahun 1988, bioteknologi sudah masuk dalam REPELITA juga sebagai prioritas pembangunan khususnya bidangiptek. Perkembangan terbaru dari sisi kebijakan/aturan pemerintah yaitu pada tahun 2000 lalu, bioteknologi juga muncul sebagai bidang prioritas dalam Jakstra Ipteknas yang dilanjutkan dengan Renstra Ipteknas. Dalam implementasi/penerapan dari kebijakan itu, pada tahun 1990 mulai dipikirkan pembentukan SDM bioteknologi yaitu dengan pembentukan PAU atau Pusat Antar Universitas bidang bioteknologi di UGM bidang bioteknologi kedokteran, ITB bidang bioteknologi industri dan IPB bidang bioteknologi pertanian. Kerjasama antar lembaga pendidikan dan penelitian pemerintah juga mulai digesa dengan penunjukan pusat pengembangan atau center of excellence dengan tiga bidang utama yaitu bioteknologi pertanian dengan anggota PAU Bioteknologi IPB, Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI, bioteknologi kedokteran dengan anggota UI/Lembaga Biologi Molekul Eijkman dengan PAU Bioteknologi UGM dan bioteknologi industri dengan anggota PAU Bioteknologi ITB dan BPPT. PAU-PAU di universitas juga ditugaskan untuk mencetak SDM bioteknologi dengan pembentukan program studi pasca sarjana S-2 dan S-3 bioteknologi.
Riset tanpa dana, menjadi tak bermakna. Maka sejak tahun 1992 dana riset kompetitif terbesar di Indonesia yaitu RUT/Riset Unggulan Terpadu yang dikoordinasi oleh RISTEK dan diemban pelaksanaan administrasinya oleh LIPI, memasukkan bioteknologi sebagai salah satu program tersendiri yang dibiayai. Selain RUT ada pula skema dana kompetitif serupa yaitu RUTI/untuk tingkat internasional dan RUK/kemitraaan untuk kerjasama lembaga riset dengan swasta. Usaha-usaha antara pemerintah menggandeng swasta ini membuahkan hasil antara lain berdirinya Konsorsium Bioteknologi Indonesia/KBI dengan anggota lembaga pemerintah, penelitian, pendidikan dan swasta industri farmasi dan pangan khususnya. Selain beberapa lembaga yang telah disebut di atas, lembaga pemerintah yang aktif mengembangkan bioteknologi lainnya adalah departemen teknis yaitu Departemen Pertanian lewat Badan Penelitian dan Pengembangannya seperti Badan Litbang Bioteknologi Pertanian dan Sumber Daya Genetik Pertanian (Balitbiogen) yang berkantor di Bogor. Himpunan bioteknologi juga mulai bermunculan baik yang formal atau nonformal misalnya Perhimpunan Bioteknologi Pertanian Indonesia, Jaringan Peneliti Bioteknologi Indonesia, dsb. Tak kurang pula jurnal-jurnal baik yang spesifik maupun yang lebih luas seperti Indonesian Journal of Biotechnology yang berkantor di PAU Bioteknologi-UGM, sekarang berganti nama menjadi Pusat Studi Bioteknologi-UGM, dsb. Upaya terakhir pemerintah untuk mendorong kemajuan bioteknologi Indonesia adalah rencana pembentukan lokasi khusus di pulau Rempang, berdekatang dengan pulau
Batam,
sebagai
wilayah
khusus
pengembangan dan
komersialiasasi
bioteknologi farmasi dan pertanian.Usaha ini dikenal dengan istilah bio-island.
2.5. Produk-Produk Dari Perkembangan Bioteknologi
Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/tradisional dan modern (redbiologi.blogspot.co.id : 2010) : a.
Bioteknologi konvensional
Ciri-ciri bioteknologi konvensional; kurang steril, jumlah sedikit (terbatas), kualitas belum terjamin. Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau
bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap. Mikroorganism dapat mengubah bahan pangan.proses yang dibantu mikroorganisme, misalnya dengan fermentasi, hasilnya antara lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju dan yoghurt. proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masalalu. ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim. Contoh: industri tempe, tape, anggur, yoghurt, dsb.
b.
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 jarin gan/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 ) gen 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.
2.6. Peran Perkembangan Bioteknologi
Menurut
Isahi,
2010
berikut
ini
beberapa
peran
bioteknologi
bagi
perkembangan sains dan teknologi serta perubahan lingkungan masyarakat. 1.
Bioteknologi dikembangkan melalui pendekatan multidisipliner dalam wacana molekuler. Ilmu-ilmu dasar merupakan tonggak utama pengembangan bioteknologi maupun industri bioteknologi
2.
Bioteknologi dengan pemanfaatan teknologi rekayasa genetik memberikan dimensi baru untuk menghasilkan produk yang tidak terbatas.
3.
Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif.
4.
Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan interfer on.
2.7. Dampak Perkembangan Bioteknologi
Bioteknologi
dalam
artian
pemanfaatan
mikroorganisme
untuk
mengolah makanan dan minuman, telah dikenal sejak jaman dahulu sebelum masehi.Orang mesir kuno telah mengenal pemanfaatan mikroorgansime untuk membuat bir, anggur, vinegar, keju, tuak, yoghurt.Bioteknologi telah mengalami perkembangan sesuai jamannya untuk memproduksi; alkohol, penisilin, dan akhirnya antibodi monoklonal. Kemajuan yang sangat menggembirakan dalam bioteknologi adalah penerapan rekayasa genetika dengan menyisipkan gen-gen tertentu yang dikehendaki kedalam sel yang telah dikultur dengan tujuan untuk memproduksi insulin dan/atau beberapa hormon pertumbuhan dalam skala besar.Keanekaragaman hayati merupakan modal utama sumber gen untuk keperluan rekayasa genetik dalam perkembangan dan perkembangan industri bioteknologi. Baik donor maupun penerima (resipien) gen dapat terdiri atas virus, bakteri, jamur, lumut, tumbuhan, hewan, juga manusia. Pemilihan donor / resipien gen bergantung pada jenis produk yang dikehendaki dan nilai ekonomis suatu produk yang dapat dikembangkan menjadi komoditis bis nis. Demikian pula penggunaan antibodi monoklonal sangat meluas baik untuk penelitian maupun uji klinis termasuk diagnosis dan bahkan upaya mencapai target spesifik untuk pengobatan. Perencanaan strategis dalam Bioteknologi: kompetensi
menguasai bioteknologi dapat tercapai manakala pembinaan sumber daya manusia diorientasikan pada kompetensi meneliti dan menerapkan metode-metode mutakhir bioteknologi. Kemampuan menguasai dan mengaplikasikan metode-metode mutakhir bioteknologi seperti: kultur jaringan, rekayasa genetik, hibridoma, kloning, dan polymerase chains reaction (PCR) secara prospektif akan mampu menghasilkan produk-produk penemuan baru. Bioteknologi, seperti juga lain, mengandung resiko akan dampak negatif. Timbulnya dampak yang merugikan terhadap keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya aliran gen ketanaman sekarabat atau kerabat dekat. Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan produk gen asaing, seperti, gen cry dari Bacillus thuringiensis maupun Bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan ) gen asibg ke genom inag dapat menimbulkan interaksi anatar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi. Menurut Isahi,2010 dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi. Persaingan tersebut dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju.Dalam perkembangannya, bioteknologi telah mencapai tingkat rekayasa yang lebih terarah, sehingga hasilnya dapat dikendalikan.Dengan teknik yang dikenal sebagai teknik DNA rekombinan, atau secara popular dikenal sebagai rekayasa genetika.Para ilmuan dapat menyambung molekul-molekul DNA yang berbeda menjadi suatu molekul DNA rekombinan yang inti prosesnya adalah "kloning gena".
BAB III PENUTUP 3.1.
KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan yang telah dipaparkan, maka dapat disimpulkan bahwa: a.
Bioteknologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang pemanfaatan mahluk hidup dengan teknologi sehingga menghasilkan produk berupa barang dan jasa yang dapat bermanfaat bagi kemaslahatan manusia.
b.
Sejarah perkembangan Bioteknologi dari sejak Mesir Kuno hingga sekarang :
Periode bioteknologi tradisional ( sebelum abad ke-15 M ) Dalam periode ini telah ada teknologi pembuatan minuman bir dan anggur menggunakan ragi (6000 SM), mengembangkan roti dengan ragi (4000 SM), dan pemanfaatan ganggang sebagai sumber makanan yang dilakukan oleh bangsa aztek (1500 SM ).
c.
Periode bioteknologi ilmiah ( abad ke-15 sampai ke-20 M)
Gelombang perkembangan Bioteknologi ada 4 gelombang : 1) era pra-pasteur (sederhana), 2) era antibiotika, 3) era teknologi hibri doma, dan 4) era generasi baru.
d.
Perkembangan Bioteknologi dalam ilmu di Indonesia :kurang lebih 15 tahun yaitu tahun 1985, pemerintah Indonesia telah menjadikan bioteknologi sebagai prioritas pengembangan iptek yang dilakukan oleh Kantor Menteri Negara Riset dan Teknologi (RISTEK) . Selanjutnya sejak tahun 1988, bioteknologi sudah masuk dalam REPELITA juga sebagai prioritas pembangunan khususnya bidangiptek. Perkembangan terbaru dari sisi kebijakan/aturan pemerintah yaitu pada tahun 2000 lalu, bioteknologi juga muncul sebagai bidang prioritas dalam Jakstra Ipteknas yang dilanjutkan dengan Renstra Ipteknas.
e.
Produk-produk perkembangan Bioteknologi :konvesional dan modern.
f.
Peran perkembangan Bioteknologi :
Bioteknologi dikembangkan melalui pendekatan multidisipliner dalam wacana molekuler. Ilmu-ilmu dasar merupakan tonggak utama pengembangan bioteknologi maupun industri bioteknologi
Bioteknologi dengan pemanfaatan teknologi rekayasa genetik memberikan dimensi baru untuk menghasilkan produk yang tidak terbatas.
Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif.
Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan interferon.
g.
Dampak perkembangan Bioteknologi : Timbulnya dampak yang merugikan terhadap keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya aliran gen ketanaman sekarabat atau kerabat dekat. Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan
produk
gen
asaing,
seperti,
gen
cry
dari Bacillus
thuringiensis maupun Bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan ) gen asibg ke genom inag dapat menimbulkan interaksi anatar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi.dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi.
3.2. SARAN
Dengan penulisan makalah ini semoga dapat menambah pengetahuan bagi para pembaca khussusnya tentang sejarah perkembangan biologi dari era kuno sampai dengan sekarang secara umumnya atau mendunia atau lokal.
