BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Membahas tentang IPA (Ilmu Pengetahuan Alam) memang merupakan sesuatu yang mengasyikan sekaligus kadang-kadang juga tidak mengenakan. Itu karena bahasan IPA yang sangat luas menyangkut segala sesuatu yang ada di jagat raya ini baik yang sudah diketahui maupun yang baru dalam tahap prediksiprediksi para ahli. Ketika membahas suatu yang baru ditemukan atau yang masih dalam taraf ”pengetahuan” saja, IPA bisa jadi tema perbincangan yang apik dan seru. Tetapi kalau sudah berbicara tentang sesuatu yang lebih mendetail dari pengetahuan tersebut, kadang-kadang berbincang-bincang tentang IPA menjadi hal yang membosankan terutama jika membahas rumus-rumus yang rumit. Hal yang sangat berbeda ketika kami mencoba membahas tentang bioteknologi. Banyak hal yang menarik yang saya dapatkan dalam masalah ini. Salah satunya adalah berbagai temuan-temuan jenis pangan maupun non pangan yang dihasilkan dari proses-proses bioteknologi itu sendiri. Varian-varian yang dihasilkan tidak hanya memiliki kualitas yang lebih baik, tetapi juga membuat kuantitas menjadi meningkat. Itulah sebabnya kami sebagai penulis mencoba membahas mengenai apa itu bioteknologi dan bagaimana proses kerjanya serta apa hasi yang dihasilkan dari bioteknologi itu. B. Rumusan Masalah Dari latar belakang di atas dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. Apa yang dimaksud dengan bioteknologi? 2. Bagaimana sejarah perkembangan bioteknologi?
1
3. Bagaimana penerapan bioteknologi dalam kehidupan? 4. Apa dampak negatif yang ditimbulkan dari proses bioteknologi pangan ini?
C. Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan dari makalah ini yaitu: 1. Untuk mengetahui pengertian bioteknologi. 2. Untuk menjelaskan bagaimana sejarah perkembangan bioteknologi. 3. Untuk mengetahui apa saja manfaat dari Bioteknologi 4. Untuk mengetahui dampak negatif yang ditimbulkan dari proses bioteknologi pangan.
2
BAB II PEMBAHASAN II.1. Pengertian Bioteknologi Bioteknologi adalah suatu penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, dan rekayasa dalam mengolah suatu bahan dengan memanfaatkan organisme hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasa yang bermanfaat bagi manusia. Secara definitif dapat dikatakan bahwa bioteknologi adalah usaha pemanfaatan proses-proses biologi dalam tingkatan seluler atau molekuler baik dari hewan, tumbuhan, maupun mikroorganisme untuk memproduksi berbagai barang atau memanfaatkannya untuk jasa tertentu. Jadi, dalam proses bioteknologi sel-sel hidup digunakan untuk mengubah bahan mentah menjadi bahan yang berguna atau memanfaatkan jasanya untuk menangani masalah pencemaran lingkungan. II.2. Sejarah Perkembangan Bioteknologi Bioteknologi sudah dimulai ribuan tahun yang lalu, sebelum tahun 1865 orang-orang telah menggunakan ragi untuk membuat roti dan anggur melalui proses fermentasi. Setelah tahun 1865 orang telah melakukan pengembangan industri fermentasi yaitu pembuatan etanol, butano, asam cuka, asam laktat, dan asam organik lainnya, serta pengolahan air limbah dengan menggunakan mikroorganisme. Pada tahun 1885, seorang ahli Botani bernama Roux berhasil melakukan kultur jaringan sel (cell tissue culture). Berdasarkan percobaan Roux ini, para ahli mulai memanipulasi sel tumbuhan secara invitro.
3
Pada tahun 1940-1960 telah dikembangkan pembuatan antibiotik penisilin, vaksin virus, dan teknologi kultur sel hewan. Pada tahun 1953 penentuan struktur DNA oleh Watson dan Crick, protein sel tunggal, enzim untuk menguraikan deterjen, metanol sebagai biogas, dan teknologi DNA rekombinan. Era bioteknologi moderen (1975 sampai saat ini), perkembangan rekayasa genetika yaitu pembuatan antibodi monoklonal, interferon, interleukin, pembuatan vaksin hepatitis B, hormon insulin, hormon pertumbuhan pada manusia, sapi, ikan tuna, kloning domba, terapan gen, tumbuhan dan hewan transgenik. Hormon insulin dipaparkan pada tahun 1978. Sejak keberhasilan Borton dan kawannya memasukkan gen bakteri ke dalam tanaman tembakau, maka terbukalah kemungkinan perbaikan tanaman dengan DNA rekombinan. Hal ini didasari oleh kemampuan bakteri tanah Agrobacterium tumefaciens untuk memindahkan sebagian DNAnya ke bagian tanaman secara alami, sehingga terbukalah perbaikan tanaman dengan DNA rekombinan ini. II.3. Terapan Bioteknologi dalam kehidupan Bidang Pangan / Makanan Bioteknologi memainkan peranan penting dalam bidang pangan yaitu dengan memproduksi makanan dengan bantuan mikroba (tempe, roti, keju, yoghurt, kecap, dan lain-lain).
4
Berikut tabel penerapan bioteknologi pada bidang pangan : NO.
PRODUK
BAHAN MENTAH
MIKROORGANISME
1.
Keju / Yoghurt
Susu kental
Streptococcus sp. dan Lactobacillus sp.
2.
3.
Protein Sel Tunggal
Molase dan garam
Saccharomyces cerevisae
(PST)
amonium
Tempe
Kedelai
Rhizopus , Aspergillus
Kecap
Kedelai
Saccharomyces sp.
Tape
Singkong
Acetobacterxylinum
Anggur
Buah Anggur
Saccharomyces cereviceae
Nata De Coco
Air Kelapa
-
Roti
Beras
-
Proses fermentasi oleh mikroba menggunakan fermentor
5
Bidang Kesehatan / Kedokteran Bioteknologi juga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal , pembuatan vaksin , terapi gen dan pembuatan antibiotik. Proses penambahan DNA asing pada bakteri merupakan prospek untuk memproduksi hormon atau obat-obatan di dunia kedokteran. Contohnya pada produksi hormon insulin , hormon pertumbuhan dan zat antivirus yang disebut interferon. Orang yang menderita diabetes melitus membutuhkan suplai insulin dari luar tubuh. Dengan menggunakan teknik DNA rekombinan , insulin dapat dipanen dari bakteri. Beberapa penyakit menurun atau kelainan genetik dapat disembuhkan dengan cara menyisipkan gen yang kurang pada penderita , cara ini dikenal dengan istilah terapi gen. Berikut penerapan bioteknologi pada bidang kesehatan : JENIS MIKROORGANISME
PRODUK ASAM AMINO
VITAMIN
Corynebacterium glutamicum
Treonin dan lisin
-
Brevibacterium sp.
Glutamat
-
Micriciccus glutamicus
Lisin
-
Pseudomonas sp.
-
Vitamin B12
Propinionic bacterium
-
Vitamin B12
Ashbya gossypii
-
Riboflamin
Streptomyces oliveus
-
Kobalamin
6
Bidang Pertanian Adanya perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetik dengan bioteknologi untuk memperoleh varietas unggul , produksi tinggi , tahan hama , patogen , dan herbisida. Perkembangan Biologi Molekuler memberikan sumbangan yang besar terhadap kemajuan ilmu pemuliaan ilmu tanaman (plant breeding). Suatu hal yang tidak dapat dipungkiri bahwa perbaikan genetis melalui pemuliaan tanaman konvensional telah memberikan konstribusi yang sangat besar dalam penyediaan pangan dunia. Dalam
bidang
pertanian
telah
dapat
dibentuk
tanaman
dengan
memanfaatkan mikroorganisme dalam fiksasi nitogen yang dapat membuat pupuknya sendiri sehingga dapat menguntungkan para petani. Demikian pula terciptanya tanaman yang tahan terhadap tanah gersang. Mikroba yang di rekayasa secara genetik dapat meningkatkan hasil panen pertanian , demikian juga dalam cara lain , seperti meningkatkan kapasitas mengikat nitrogen dati bakteri Rhizobium. Keturunan bakteri yang telah disempurnakan atau diperbaiki dapat meningkatkan hasil panen kacang kedelai sampai 50%. Rekayasa genetik lain sedang mencoba mangembangkan turunan dari bakteri Azotobacter yang melekat pada akar tumbuh bukan tumbuhan kacangkacangan (seperti jagung) dan mengembangbiakkan , membebaskan tumbuhan jagung dari ketergantungan pada kebutuhan pupuk amonia (pupuk buatan).
7
Hama tanaman merupakan salah satu kendala besar dalam budidaya tanaman pertanian. Untuk mengatasinya , selama ini digunakan pestisida. Namun ternyata pestisida banyak menimbulkan berbagai dampak negatif , antara lain matinya organisme nontarget , keracunan bagi hewan dan manusia ,serta pencemaran lingkungan. Oleh karena itu , perlu dicari terobosan untuk mengatasi masalah tersebut dengan cara yang lebig aman. Kita mengetahui bahwa mikroorganisme yang terdapat di alam sangat banyak , dan setiap jenis mikroorganisme tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda. Dari sekian banyak jenis mikroorganisme , ada suatu kelompok yang bersifat patogenik (dapat menyebabkan penyakit) pada hama tertentu , namun
tidak menimbulkan
penyakit bagi makhluk hidup lain. Contoh mikroorganisme tersebut adalah bakteri Bacillus thuringiensis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Bacillus thuringiensis mampu menghasilkan suatu protein yang bersifat toksik bagi serangga , terutama serangga dari ordo Lepidoptera. Protein ini bersifat mudah larut dan aktif menjadi toksik , terutama setelah masuk ke dalam saluran pencemaran serangga. Bacillus thuringiensis mudah dikembangbiakkan , dan dapat dimanfaatkan sebagai biopestisida pembasmi hama tanaman. Pemakaian biopestisida ini diharapkan dapat mengurangi dampak negatif yang timbul dari pemakaian pedtisida kimia. Dengan berkembangnya bioteknologi , sekarang dapat diperoleh cara yang lebih efektif lagi untuk membasmi hama. Pada saat ini sudah dikembangkan tanaman transgenik yang resisten terhadap hama. Tanaman transgenik diperoleh dengan cara rekayasa genetika. Gen yang mengkode pembentukkan
8
protein toksin yang dimiliki oleh B. Thuringiensis dapat diperbanyak dan disisipkan kedalam sel beberapa tanaman budidaya. Dengan cara ini , diharapkan tanaman tersebut mampu menghasilkan protein bersifat toksis terhadap serangga sehingga pestisida tidak diperlukan lagi. Bidang Perlindungan Alam Bioteknologi lingkungan dan pertambangan melibatkan agen biologi yang berupa tumbuhan dan mikroorganisme dengan pengembangan teknologi bioremidasi dan rekayasa genetika. Tujuannya untuk menghasilkan tumbuhan mikroorganisme
transgenik
yang
mampu
mengatasi
sumber-sumber
pencemaran lingkungan. Pencemaran lingkungan merupakan salah satu isu global yang mafrak dibicarakan. Tingginya tingkat pencemaran akan berdampak serius terhadap kelangsungan hidup umat manusia. Di bidang lingkungan , bioteknologi berperan dalam : -
Menghasilkan energi berupa bahan bakar yang ramah lingkungan.
-
Pengolahan berbagai macam limbah. Kaleng , kertas bekas , dan sisa makanan , sisa aktivitas pertanian atau
industri merupakan bahan yang berasal dari alam. Penanganan sampah dapat dilakukan dengan cara , misalnya dengan ditimbun , dibakar , mendaur ulang agar sampah tidak menumpuk dan agar alam terlihat lebih nyaman jika tidak adanya tumpukan sampah-sampah. Tetapi diantara semua cara tersebut yang paling baik asalah mendaur ulang sampah-sampah tersebut.
9
Inseminasi Buatan Inseminasi buatan adalah proses bantuan repeoduksi si mana sperma disuntikkan dengan kateter kedalam vagina atau rahim pada saat calon ibu mengalami ovulasi. Proses inseminasi buatan ini berlangsung singkat dan terasa seperti pemeriksaan papsmear. Dalam dua minggu , keberadaan janin sudah bisa di cek dengan tes kehamilan. Bila gagal , prosesnya bisa diulang beberapa kali sampai berhasil. Umumnya bila setelah 3-6 siklus tidak juga berhasil , dokter akan merekomendasikan metode bantuan reproduksi lainnya. Untuk meningkatkan peluang keberhasilan seperti halnya proses bayi tabung. Calon ibu yang akan menjalani insemnia buatan dirangsang kesuburannya dengan hormon dan obat-obatan lainnya. Insemnia buatan bisa membantu kehamilan bila : -
Istri memiliki alergi sperma
-
Suami memiliki jumlah sperma sedikit atau kurang gesit
-
Sebab-sebab lain yang tidak dapat diketahui
Bayi Tabung (In Vitro) Secara umum , bayi tabung adalah proses pembuahan yang tidak secara alami , yaitu dengan pengambilan sel sperma sang suami dan sel telur sang istri yang kemudian diletakkan pada cawan pembuatan yang merupakan salah satu teknologi modern. Sedangkan pengertian secara biologi yaitu proses
10
pembuahan sperma dengan ovum , dipertemukan diluar kandungan pasa satu tabung yang dirancang secara khusus. Pada dasarnya pembuahan yang alami terjadi dalam rahim melalui cara yang alami , sesuai dengan fitrah Allah untuk manusia. Akan tetapi pembuahan alami sulit terwujud , misalnya dikarenakan rusaknya atau tertutupnya saluran indung telur yang membawa sel telur ke rahim , serta tidak dapat diatasi dengan membukanya atau mengobatinya. Atau karena sel sperma suami lemah atau tidak mampu menjangkau rahim isteri untuk bertemu dengan sel telur. Resiko program bayi tabung adalah : -
Terjadi stimulasi indung telur yang berlebihan sehingga terjadi penumpukan cairan di rongga perut.
-
Kehamilan kembar lebih dari dua akan meningkat akibat banyaknya embrio yang dimasukkan ke rahim.
-
Terjadinya pendarahan dan infeksi akibat pengambilan sel telur dengan jarum.
-
Mengalami keguguran dan kehamilan diluar kandungan.
-
Biaya yang dikeluarkan.
-
Kelelahan fisik.
-
Emosi dalam menyikapi harapan dan kenyataan yang terjadi selama mengikuti program bayi tabung tersebut.
11
Kloning Secara harfiah , kata “klon” (Yunani:klon,klonos) berarti cabang atau ranting muda. Kloning berarti proses pembuatan dua atau lebih individu yang identik secara genetik. Secara mendetail , dapat dibedakan menjadi 2 jenis kloning. Jenis pertama adalah plipatgandaan hidup sejak awal pembagian sel tunggal menjadi kembar dengan bentuk identik. Jenis kedua adalah produksi hewan dari sel tubuh hewan lain. Secara etis , tak ada masalah dalam kloning pada tumbuhan. Praktek kloning ini sudah lazim dan lama dilakukan. Kloning manusia pada hakikatnya meleehkan
manusia
sendiri
dan
berakibat
buruk.
Kloning
manusia
memiskinkan manusia sebab manusia itu hanya berasal dari satu gen. Kloning membuktikan gen manusia terbatas. Arti kloning dalam bioteknologi modern ialah penggandaan fragmen DNA, sel jasad renik, plasmid atau penggandaan sel/jaringan (hewan, tanaman, tumbuhan, termasuk manusia). Dengan demikian kloning juga berarti cara yang banyak menarik perhatian secara aseksual. Pengklonan gen yang banyak menarik perhatian adalah dalam bidang reproduksi binatang tingkat tinggi, adalah domba Dolly yang dikloning pada 5 Juli 1996 di Rolin Institut, Eindenberg, Skotlandia oleh Ian Wilmut dan kawan-kawan. Domba Dolly diklon pada seekor domba jenis Finn Dorset yang diberi nama Dolly, yang diklon dengan cara menggunakan sel telur yang intinya diganti dengan sel kelenjar susu ibunya.
12
Kloning domba Dolly menjadi pembicaraan ramai karena kelahirannya tanpa melalui proses pembuahan. Walaupun domba Dolly sebagai simbol kesuksesan
dibidang
teknologi
reproduksi
namun
terdapat
beberapa
kekurangan, oleh karenanya dengan cara yang sama walaupun dapat dilakukan pada manusia tetapi harus dipikirkan secara lebih mendalam dalam berbagai aspek. Pengklonan sistem reproduksi pada manusia pertama kali disampaikan pada sekitar April 2002 oleh ahli dari Italia yaitu dr.Severino Antinoro.
Proses pengklonan pada domba Dolly
13
Gambar Proses Kloning Rekayasa Genetika Rekayasa genetika adalah teknik yang dilakukan manusia mentransfer gen yang dianggap menguntungkan dari satu organisme kepada susunan gen dari organisme lain. Prinsip dasar rekayasa genetika adalah penyisipan gen baru ke dalam organisme tertentu biasanya bakteri, sehingga sifat gen awal dapat dipindahkan ke organisme lain dalam arti akan memberikan kemampuan yang baru pada organisme tersebut. Langkah-langkah yang dilakukan dalam rekayasa genetika adalah : -
Mengidentifikasi gen dan mengisolasi gen.
-
Membuat DNA salinan dati ARN Duta.
-
Pemasangan DNA pada cincin plasmid.
-
Penyisipan DNA rekombinan kedalam tubuh.
-
Membuat klon bakteri.
14
-
Pemanenan produk.
Manfaat rekayasa genetika : -
Meningkatnya derajat kesehatan manusia.
-
Tersedianya bahan makanan yang lebih melimpah.
-
Tersedianya sumber energi yang terbaharui.
-
proses industri yang lebih murah.
-
Berkurangnya polusi.
1. Pembuatan Insulin manusia oleh bakteri
15
2. Pembuatan Antibody Monoklonal
Kultur Jaringan Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun , mata tunas , serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat mamperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utaman dalam teknik kultur jaringan adalah perbanyakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril. Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak tanaman , khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif. Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai keunggulan
16
antara lain : mempunyai sifat yang identik dengan induknya , dapat diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat yang luas , mempu menghasilkan bibit dengan jumlah yang besar , dll. Keunggulan pemanfaatan kultur jaringan adalah : -
Pengadaan bibit tidak tergantung musim
-
Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak
-
Dengan waktu relatif cepat
-
Bibit yang dihasilakn seragam
-
Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah
-
Dalam proses pembibitan bebas dari hama , penyakit , dan deraan lingkungan lainnya.
Contoh tanaman yang sudah lazim diperbanyak secara kultur jaringan adalah tanaman anggrek.
17
Gambar Kultur Jaringan
II.4. Dampak Bioteknologi Dampak terhadap kesehatan Produk produk asli rekayasa genetka memiliki resiko potensial sebagai berikut : -
Virus didalam sekumpulan genom yang menyebabkan penyakit ungkin diaktifkan oleh rekayasa enetik.
-
Meningkatkan transfer gen hrizontal dan rekombinasi , jalur utama penyebab penyakit.
18
-
Penyebaran gen tahan antibiotik pada patogen oleh transfer gen jorizontal , membuat tidak menghilangkan infeksi.
-
DNA rekayasa genetik dibentuk untuk menyerang genom dan kekuatan sebagai promoter sinetik yang dapat mengakibatkan kanker dengan pengaktifan oncogen (materi dasar sel-sel kanker).
-
Tanaman rekayasa genetik tahan herbisida mengakumulasikan herbisida dan meningkatkan residu herbisida sehingga meracuni manusia dan binatang seperti pada tanaman.
Dampak terhadap lingkungan Lebih dari cukup kerusakan yang ditimbulkannya terdokumentasikan dalam laporan International Specialty Products. Diantaranya : o
Tidak ada perluasan lahan.
o
Tidak ada pengurangan penggunaan pestisida.
o
Tanaman rekayasa genetik merusak kehidupan liar.
o
Area hutan yang luas hilang menjadi kedelai rekayasa genetik di Amerika Latin.
o
Pangan dan pakan rekayasa genetik berkaitan dengan adanya kematian dan penyakit dilapangan dan didalam tes laboratorium.
19
Dampak terhadap etika dan moral Berikut ini beberapa contoh mengenai masalah ini : -
Pasangan suami istri menunda kehamilan.
-
Meminta sperma orang lain di bank sperma untuk difertilisasi di dalam rahim wanita.
-
Seorang nenek melahirkan cucunya dari embrio cucu yang dibekukan dalam tabung pembeku karena ibunya tidak mampu hamil karena penyakit tertentu.
Dampak terhadap ekonomi Beberapa dampak yang ditimbulkan selama kegiatan bioteknologi dilakukan antara lain : -
Pemerintah Amerika Serikat melarang cloning manusia apapun alasannya.
-
Undang-Undang yang melarang pembuatan senjata biologis yang berlaku untuk semua negara di dunia.
-
Pengawasan dan pemberian sertifikasi produk-produk berlabel bioteknologi tidak menyebabkan gangguan pada kesehatan menusia.
-
Penerapan bioteknologi herus tetap berdasarkan nilai-nilai moral dan etika.
20
BAB III PENUTUP III.1. Kesimpulan 1. Bioteknologi adalah Penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, dan rekayasa dalam mengolah suatu bahan dengan memanfaatkan organisme hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasa yang bermanfaat bagi manusia 2. Penerapan
bioteknologi
dalam
kehidupan
yaitu
dalam
bidang
pangan/makanan, kesehatan/kedokteran, pertanian, bidang perlindungan alam, inseminasi buatan, bayi tabung (in vitro), dan kultur jaringan. 3. Dampak bioteknologi dalam berbagai bidang kehidupan yaitu, dampak terhadap kesehatan, terhadap lingkungan, terhadap etika dan moral, dan terhadap ekonomi. III.2. Saran 1. Agar seluruh mayarakat di bumi ini dapat menjaga dan melestarikan apa yang ada pada bumi ini dengan memanfaatkan seluruh isi bumi ini sehingga mayarakat dapat maju serta dapat mengelolah bumi ini dengan baik. 2. Agar SDM yang ada dapat dimanfaatkan oleh pemerintah sehingga kualitas SDM saat ini dapat meninggkat bukan malah menurun sehingga bumi ini semakin maju.
21
DAFTAR PUSTAKA Usman, Hanapi dkk . 2013 . Buku Ajar Wawasan Ipteks (Menggunakan Pendekatan Learning) . Makassar: Lembaga Kajian & Penulisan Sejarah Budaya Sul-Sel. http://blogonmania.blogspot.com.GUDANG-MAKALAH-Bioteknologi.html. Diakses pada hari Sabtu, 2 November 2013 pukul 22.10 WITA mipa_-_pb_slide_kuliah_1-_pengenalan_bioteknologi.pdf. Diakses pada hari Sabtu, 2 November 2013 pukul 22.26 WITA
22
