Selamat pagi semua!!!! Post Baru nih tentang "bioteknologi". Simak Yaaaa
Cekidotttt!!
Bioteknologi adalah cabang
ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan
jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni
lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi
adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses
produksi barang dan jasa.
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh
manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah
pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk
menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan
penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat
proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan
signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi
antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat,
terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya
berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk
memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat
disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para
penderita stroke ataupun penyakit lain yang
mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh
seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika,
kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan
produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih
jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun
tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai
pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat
toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari
berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh,
teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.
Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas
suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat
memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari
organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.
Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika
tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi
dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi,
antara lain:
- Jagung resisten hama serangga
- Kapas resisten hama serangga
- Pepaya resisten virus
- Enzim pemacu produksi susu pada sapi
- Padi mengandung vitamin A
- Pisang mengandung vaksin hepatitis
Jenis
Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu
yang beberapa diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:
Bir, salah satu produk bioteknologi putih konvensional.
- Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang medis. Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif, diagnosis, dan pengobatan. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal.
- Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology) adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan. Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir atau ragi, enzim-enzim dan organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.
- Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan. Di bidang pertanian, bioteknologi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai "bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen).
- Bioteknologi biru (blue biotechnology) disebut juga bioteknologi akuatik atau perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik. Salah satu contoh yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura). Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu singkat.
Rekayasa genetika adalah
prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum,
rekayasa genetika melakukan modifikasi pada mahluk hidup melalui transfer gen
dari suatu organisme ke organisme lain. Prosedur rekayasa genetika secara umum
meliputi:
- Isolasi gen
- Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik
- Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru
- Membentuk produk organisme transgenik
Prosedur pembentukan organisme transgenic ada
dua, yaitu:
- Melalui proses introduksi gen
- Melalui proses mutagenesis
Proses
introduksi gen
Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah:
- Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik
- Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan
- Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan
- Uji coba kultur tersebut di lapangan
Mutagenesis
Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan
mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada untuk diganti dengan basa
nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme tersebut, contoh:
semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama. Agen mutagenesis ini
biasanya dikenal dengan istilah mutagen. Beberapa contoh mutagen yang umum
dipakai adalah sinar gamma (mutagen fisika) dan etil metana sulfonat (mutagen
kimia).
Human Genome
Project
Human Genome Project adalah usaha
internasional yang dimulai pada tahun 1990 untuk mengidentifikasi semua gen
(genom) yang terdapat pada DNA dalam sel manusia dan memetakan lokasinya pada
tiap kromosom manusia yang berjumlah 24. Proyek ini memiliki potensi tak
terbatas untuk perkembangan di bidang pendekatan diagnostik untuk mendeteksi
penyakit dan pendekatan molekuler untuk menyembuhkan penyakit genetik manusia.
Aplikasi di
Bidang Medis
Aplikasi dari bioteknologi medis sudah berlangsung
lama, sebagai contoh 100 tahun lalu lintah umum digunakan untuk merawat
penyakit dengan cara membiarkan lintah menyedot darah pasien (bloodletting).
Hal ini dipercaya dapat menghilangkan darah yang sudah terjangkit penyakit.
Pada zaman sekarang, lintah ditemukan memiliki enzim pada kelenjar salivanya
yang dapat menghancurkan gumpalan darah yang bila tidak dihancurkan dapat menyebabkan
strok dan serangan jantung. Selain contoh tersebut, terdapat banyak aplikasi
bioteknologi di bidang medis sebagai berikut.
Sel Punca
Sel punca adalah jenis sel khusus dengan kemampuan
membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang
terspesialisasi. Aplikasi Terapeutik Sel Stem Embrionik pada Berbagai Penyakit
Degeneratif. Dalam Cermin Dunia Kedokteran, meskipun kebanyakan sel dalam tubuh
seperti jantung maupun hati telah terbentuk khusus untuk memenuhi fungsi tertentu,
stem cell selalu berada dalam keadaan tidak terdiferensiasi sampai ada sinyal
tertentu yang mengarahkannya berdiferensiasi menjadi sel jenis tertentu.
Kemampuannya untuk berproliferasi bersamaan dengan kemampuannya berdiferensiasi
menjadi jenis sel tertentu inilah yang membuatnya unik . Karakteristik biologis
dan diferensiasi stem cell fokus pada mesenchymal stem cell. Cermin Dunia
Kedokteran
Aplikasi dari sel punca diantaranya adalah pengobatan
infark jantung yaitu menggunakan sel punca yang berasal dari sumsum tulang
untuk mengganti sel-sel pembuluh yang rusak (neovaskularisasi). Aplikasi
terapeutik sel stem embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Selain itu,
sel punca diduga dapat digunakan untuk pengobatan diabetes tipe I dengan cara
mengganti sel pankreas yang sudah rusak dengan sel pankreas hasil diferensiasi
sel punca. Hal ini dilakukan untuk menghindari reaksi penolakan yang dapat
terjadi seperti pada transplantasi pankreas dari binatang. Sejauh ini percobaan
telah berhasil dilakukan pada mencit.
