SAINS: BIOTEKNOLOGI

BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi didefinisikan sebagai penggunaan ilmu biokimia, mikrobiologi dan rekayasa genetika secara terpadu dengan tujuan untuk mencapai penerapan teknologi dari kemampuan mikroorganisme dan sel-sel jaringan yang dibiakkan

A.       PENGEMBANGAN BIOTEKNOLOGI

Terdapat 4 langkah utama dalam pengembangan bioteknologi, yaitu bioteknologi produksi makanan dan tanaman, bioteknologi dengan kondisi non steril, bioteknologi dengan kondisi steril dan aplikasi hasil-hasil keilmuan baru dalam bioteknologi

1.      Bioteknologi Produksi Makanan dan Minuman

Berbagai jenis makanan dan minuman seperti tempe, tape, brem bali, anggur, cuka, yoghurt dan roti. Proses bioteknologi ini selalu dilakukan melalui fermentasi dengan bantuan mikroflora alami

Dalam bidang pertanian, telah dikembangkan tanaman yang mampu memanfaatkan mikroorganisme dalam fiksasi nitrogen

2.      Bioteknologi dengan Kondisi non Steril

Bioteknologi ini merupakan proses fermentasi dengan menggunakan metode fermentasi terbuka sehingga terjadi kontaminasi yaitu pertumbuhan mikroorganisme yang diinginkan. Hasil fermentasi nonsteril ini misalnya etanol, asam asetat, asam laktat, asam sitrat, butanol dan gliserol. Bioteknologi di nawah kondisi non steril ini juga digunakan dalam pengolahan air limbah dan pembuatan kompos padat dari sampah.

3.      Bioteknologi dengan Kondisi Steril

Bioteknologi ini merupakan proses fermentasi tanpa terjadi kontaminasi oleh mikroorganisme lain yang tidak diinginkan. Produk yang dihasilkan antara lain berbagai antibiotic misalnya penisilin, streptomisi, tetrasilin, vitamin B12, giberelin, kortison, asam amino dan enzim

4.      Aplikasi Hasil-hasil Keilmuan Baru dalam Bioteknologi

a.       Penelitian tentang enzim telah mengarah ke pengenalan proses-proses baru yang meliputi enzim-enzim yang dihentikan aktivitasnya.

b.      Hasil-hasil dari bidang biologi molekuler dan teknologi gen telah mengarah ke proses-proses dengan memanfaatkan mikroorganisme yang struktur gennya telah diubah.

c.       Hasil rekayasa bioteknologi telah mengarah ke pengembangan dan pemanfaatan proses fermentasi secara optimal.

B.     PRODUK-PRODUK BIOTEKNOLOGI

Beberapa contoh produk bioteknologi adalah sebagai berikut:

1.   Inteferon INF, adalah sitokin yang dibuat oleh sel-sel sistem kekebalan yang dapat mencegah terjadinya infeksi oleh virus. Interferon berfungsi untuk mengobati berbagai penyakit yang disebabkan oleh virus dan penyakit kanker tertentu.

2.   Antibodi Monoklanal, berfungsi untuk mendiagnosis jenis penyakit tertentu dan meningkatkan ketahanan tubuh terhadap kanker dan penyakit lainnya.

3.   Hormone insulin, diperlukan bagi penderita kencing manis atau diabetes mellitus

4.   Hormone tumbuh, berfungsi untuk meningkatkan produksi daging dan susu ternak.

5.   Pengenalan hasil rekayasa genetika, digunakan untuk pengobatan terhadap serangan jantung dan stroke

6.   Pengenalan anti biotic baru, merupakan hasil peleburan fusi sel

7.   Vaksin hepatitis, sebagai hasil rekayasa genetika

8.  Mikroba, untuk industry makanan, kimia dan pengolahan limbah serta membasmi hama tanaman pertanian dan mengestrak logam dari limbah pabrik.

C.    PEMANFAATAN MIKROORGANISME DALAM BIOTEKNOLOGI

Mikroorganisme telah banyak dimanfaatkan dalam bioteknologi. Beberapa produk bioteknologi yang dikembangkan dengan memanfaatkan mikroorganisme antara lain sebagai berikut:

1.      Protein

Untuk meningkatkan produksi atau kebutuhan protein, kini telah dikembangkan protein sel tunggal melalui jasa mikroorganisme.

Contoh protein sel tunggal:

a   Asthropira, Chlorella dan Scenedesmus, merupakan jenis-jenis alga yang dikembangkan sebagai sumber pangan dibeberapa negara, seperti Amerika, Meksiko dan Prancis

b.   Saccharomyces cerevisiae dan Candida utilis menghasilkan protein dengan kandungan asam nukleat tinggi. PST ini banyak digunakan untuk makanan ternak.

c.  Methylophillus methylotrophus, yang ditumbuhkan pada substrat methanol. PST ini digunakan untuk makanan ternak.

2.      Makanan

Beberapa mikroorganisme melalui proses fermentasi dapat mengubah makanan tetentu  menjadi bentuk makanan lain yang mengandung nilai gizi yang lebih tinggi seperti keju, mentega, roti, kecap, tempe dan yoghurt, 

3.      Industri

Beberapa produk industri yang memanfaatkan mikroorganisme antara lain asam amino, asam sitrat, enzim dan vitamin

a.       Industri Asam Amino

Asam amino merupakan produk indstri utama yang dihasilkan dari mikroorganisme, misalnya asam  glutamate digunakan untuk pembuatan monosodium glutamate atau MSG dengan bantuan bakteri Corynobacterium glutamicum

Lisin diproduksi oleh bakteri yang sama. Lisin merupakan asam amino yang tidak dapat disintesis oleh hewan tetapi diperlukan oleh hewan dalam jumlah besar. Bagi manusia hanya diperlukan dalam jumlah sedikit.

b.      Asam Sitrat

Asam sitrat adalah antioksidan dan penetralisir pH dalam makanan. Asam sitrat dihasilkan oleh jamur Aspergillus niger. Diperusahaan susu, asam sitrat digunakan untuk membuat emulsi. Asam sitrat juga dimanfaatkan dalam pembuatan detergen

c.       Enzim

Beberapa enzim yang penting dalam industry makanan adalah amylase, protease dan lipase. Amylase digunakan dalam produksi sirup dari tepung jagung, produksi lem dan dalam produksi glukosa dari tepung. Enzim amylase mengubah tepung menjadi fruktosa yaitu untuk pemanis makanan

d.      Vitamin

Beberapa vitamin dihasilkan oleh mikroorganisme

Contoh Vitamin B12 dihasilkan oleh Pseudomonas sp. Dan Propionibacterium sp. Riboflavin dihasilkan oleh jamur Ashbya gossypii

4.       Obat

a.      Kapang Cephalosporium menghasilkan jenis penisilin  yang disebut Penisilin N

b.    Antibiotik Sefalosporin C, merupakan antibiotic yang dapat membunuh bakteri yang telah kebal terhadap penisilin, khususnya bakteri Staphylococcus penyebab penyakit pneumonia

c. Bakteri Stretomyces griseus menghasilkan streptomisin yang mampu menjinakkan mikroorganisme yang kebal terhadap penisilin dan sefalosporin. Streptomisin digunakan dalam pengobatan penyakit TBC

d.     Interferon merupakan suatu senyawa antivirus yang dapat mengobati beberapa jenis kanker. Interferon dihasilkan melalui fusi gen.

Sumber: Saktiyono. Seribu Pena BIOLOGI untuk SMA/MA kelas XII