1Informasi

A. Bioteknologi dalam Bidang Pangan
Berikut adalah contoh makanan dari aplikasi bioteknologi yang paling sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari:

1) Tempe
Bahan dasar : kedelai
Proses : fermentasi nonalkoholik
Mikroorganisme yang berperan :
– Rhizopus oligosporus = menyintesis enzim pemecah protein/protease
– Rhizopus oryzae = menyintesis enzim pemecah pati / amilase

2) Tapai Ketan
Bahan dasar : ketan
Proses : fermentasi alkoholik
Mikroorganisme yang berperan :
– Mucor clamydosporus & Endomycopsis fibuligera = membantu memecah pati menjadi gula
– Saccharomyces cerevisiae = mengubah fruktosa dan glukosa menjado alkohol dan CO2

3) Yoghurt atau Keju
Bahan dasar : susu
Proses : fermentasi
Mikroorganisme yang berperan :
– Lactobacillus bulgaricus & Streptoccocus thermophillus = memfermentasi laktosa menjadi asam laktat

4) Minuman Beralkohol
Contoh : anggur, sake, dan wine
Proses : fermentasi
Mikroorganisme yang berperan :
– Jamur Aspergillus = mengubah pati menjadi glukosa
– Jamur Saccharomyces = mengubah glukosa menjadi etanol
– Bakteri Acetobacter = mengubah etanol menjadi asam cuka
– Bakteri Methanobacterium = mengubah asam cuka menjadi metanol

5) Nata de coco
Bahan dasar : Air kelapa
Proses : fermentasi air kelapa
Mikroorganisme yang berperan :
– Acetobacter xylinum = mengubah gula menjadi serat/selulosa

6) Kecap
Bahan dasar : kedelai
Proses : fermentasi kedelai yang dihaluskan
Mikroorganisme yang berperan :
– Arpegillus wentii = mengubah protein menjadi bentuk protein terlarut, peptida, pepton dan asam-asam amino

7) Mentega
Bahan dasar : krim dengan kadar lemak 25%-45% yang diperoleh dari susu sapi
Proses : emulsifikasi, pendinginan dan kristalisasi emulsi, tempering, kneading, pengemasan
Mikroorganisme yang berperan :
– Streptoccocus lactis & Lectonostoceremoris = membantu proses pengasaman

B. Bioteknologi dalam Bidang Pertanian

1) Tanaman Antiserangga
Tanaman yang tahan terhadap serangan hama serangga dapat diperoleh melalui proses transplantasi gen.
Proses transplantasi gen pada tanaman :
– mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens.
– plasmid disisipi dengan gen delta endotoksin Bacillus thuringiensis.
– plasmid tersebut dimasukkan kembali pada bacteri Agrobacterium tumefaciens.
– plasmid akan memasukkan gen delta endotoksin ke kromoson sel tumbuhan.
– sel-sel tumbuhan yang mengandung gen tersebut ditumbuhkan dengan metode kultur jaringan.
Hasil : tanaman yang dihasilkan akan mampu memproduksi protein delta endotoksin sehingga serangga yang memakan tanaman tersebut akan mati keracunan.

2) Biofertilizer
Biofertilizer merupakan produk bioteknologi di bidang pertanian. Biofertilizer adalah mikrobia yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati.
Berikut adalah beberapa peran dari pemakaian pupuk hayati (biofertilizer) :
– penyediaan dan peningkatan ketersediaan hara
– pengontrol organisme pengganggu tanaman
– pengurai bahan organik dan pembentuk humus
– perombak persenyawaan agrokimia

3) Kultur Jaringan
Teknologi ini memanfaatkan sifat totipotensi, yaitu kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu utuh. Media yang digunakan untuk tumbuhnya akar adalah air atau pasir dan kerikil. Teknologi ini mampu menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan waktu singkat.
Berikut adalah beberapa keuntngan dari penggunaan teknik kultur jaringan :
– pengadaan bibit tidak tergantung musim
– dapat diperoleh sifat-sifat yang diinginkan
– kualitas makanan dan gizi lebih baik, perbaikan mikronutrien
– potensi hasil panen yang lebih tinggi
– menciptakan bibit unggul

4) Hidroponik dan Aeroponik
Hidroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tumbuhnya. Untuk memperoleh zat makanan atau unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman,dilarutkan campuran pupuk organik pada air yang digunakan. Adapun keuntungan dari teknik hidroponik ini adalah :
– tumbuhan bebas dari hama dan penyakit
– produksi tanaman lebih tinggi
– tidak membutuhkan lahan luas
– tidak bergantung pada alam
– pengerjaannya mudah dan pemakaian pupuk lebih efisien
Sedangkan teknik aeroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan media sama sekali. Akar tanaman di letakkan menggantung dalam suatu wadah yang dijaga kelembapannya dari air yang biasanya berasal dari pompa bertekanan sehingga timbul uap air. Zat makanan diperoleh melalui larutan nutrien yang disemprotkan ke bagian akar tanaman. Secara garis besar, teknik aeroponik juga memiliki keuntungan seperti teknik hidroponik, namun pada teknik aeroponik, akar yang menggantung akan lebih banyak menyerap oksigen sehingga meningkatkan metabolisme dan kecepatan pertumbuhan tanaman.

C. Bioteknologi dalam Bidang Pertambangan
Penggunaan bakteri kemolitotrof Thiobacillus ferrooxidans yang digunakan untuk pemisahan logam tembaga dari bijinya.

D. Bioteknologi Bidang Kesehatan

1) Antibiotik
Antibiotik merupakan zat kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme terutama bakteri dan jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri dan mikroorganisme lain.
Contoh mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan antibiotik :
– Penicillium notatum menghasilkan antibiotik penisilin
– Jamur Cephalosporium menghasilkan antibiotik sefalosporin yang digunakan untuk obat radang paru-paru
– Jamur Streptomyces menghasilkan antibiotik streptomisin yang digunakan sebagai obat TBC

2) Interferon
Interferon adalah zat kimia yang dihasilkan tubuh sebagai respons terhadap infeksi virus. Interferon berfungsi sebagai pelindung tubuh terhadap serangan penyakit. Interferon dapat digunakan melalui rekayasa genetika. Terdapat tiga kelas interferon yaitu, alfa, beta, dan gamma yang memiliki peran masing-masing :
– Interferon-α dihasilkan oleh leukosit dan berperan sebagai molekul anti-viral. Penggunaan interferon-α untuk perawatan penderita hepatitis B dan hepatitis C dapat menginduksi hipotiroidisme atau hipertiroidisme, tiroiditis maupun disfungsi kelenjar tiroid.IFN-α memiliki efek anti-proliferatif dan anti-fibrosis pada sel mesenkimal.
– Interferon-β dihasilkan oleh fibroblas dan dapat bekerja pada hampir semua sel di dalam tubuh manusia.
– Interferon-γ dihasilkan oleh limfosit sel T pembantu dan hanya bekerja pada sel-sel tertentu, seperti makrofag, sel endotelial, fibroblas, sel T sitotoksik, dan limfosit B.

3) Antibodi Monoklonal
Pembuatan antibodi monoklonal menggunakan sel tumor dan sel limpa mamalia. Sel tumor memiliki kemampuan untuk memperbanyak diri tanpa henti, sedangkan sel limpa sebagai antigen yang akan menghasilkan antibodi. Hasil penggabungan kedua sel tersebut dinamakan sel hibridoma. Hibridoma menjadi teknik tersendiri dalam pembuatan sel yang dihasilkan dari fusi (penggabungan) antara sel B limfosit dengan sel kanker (jenis mieloma NS-1). Sifat dari sel hibridoma ini adalah immortal (sel abadi karena mampu bertahan hidup, membelah dan memperbanyak diri dalam jumlah tak terbatas dalam media kultur).

4) Pembuatan Insulin
Pembuatan insulin dilakukan dengan rekayasa genetika. Berikut adalah tahapan pembuatan insulin :
– gen manusia penghasil insulin diisolasi dari kromosom
– plasmid dari bakteri dikeluarkan dari bakteri
– gen penghasil insulin disisipkan pada plasmid bakteri
– plasmid yang telah mengandung gen insulin manusia lalu dikultur bersama-sama sel bakteri Escherichia coli sehingga bakteri tersebut mengandung plasmid rekombinan.
– gen penghasil insulin manusia tersebut dapat mengarahkan sel E.coli untuk menghasilkan insulin.
Hasil : insulin yang dihasilkan dapat digunakan untuk membantu penyakit diabetes melitus.

5) Pembuatan vaksin
Pembuatan vaksin dilakukan dengan rekayasa genetika. Berikut adalah tahapan pembuatan vaksin :
– mengisolasi gen yang mengkode antigen dari mikrobia yang bersangkutan
– gen tersebut disisipkan pada plasmid yang sama, namun sudah dilemahkan
– mikrobia yang telah disisipi gen tersebut akan membentuk antigen murni
Hasil : jika antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi yang berfungsi melawan antigen yang masuk ke tubuh.

E. Bioteknologi dalam Bidang Lingkungan

1) Penanganan Pencemaran Lingkungan
Mikroorganisme untuk mengatasi pencemaran lingkungan antara lain :
– Pseudomonas putida, menguraikan minyak bumi pada kasus pencemaran air laut oleh pengeboran minyak lepas pantai maupun tumpahan minyak di laut.
– Bacillus subtilis, memisahkan logam berat yang ada dalam limbah industri
– Thiobacillus ferrooxidans, menangani limbah di pertambangan batu bara dengan teknik disulfurisasi batu bara.

2) Pembuatan Biogas
Biogas merupakan gas yang berasal dari hasil fermentasi senyawa organik oleh bakteri. Bahan-bahan organik seperti limbah dapur, kotoran hewan, dan sisa-sisa pertanian dapat dimanfaatkan untuk memproduksi biogas melalui proses fermentasi menggunakan mikroorganisme tertentu dalam keadaan anaerob.