PENGANTAR BIOTEKNOLOGI

Tujuan dibuatnya blog ini sebagai salah satu tugas Matakuliah Bioteknologi yang diampu oleh Anggita Rachmi Hafsari, M.Si

Disusun oleh :

Kelompok 5

Iqbal Safe’i	1157020041
Neng Fitri Agistina	1157020054
Rizqi Ilhami	1157020066
Syifa Afiyati	1157020072
Titin Prihatini	1157020074
Umul Amanah	1157020076

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG

Suatu peristiwa besar dalam tonggak sejarah kehidupan umat manusia didorong oleh adanya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Peningkatan peradaban dan kesadaran pada bidang pertanian dan bekerja menggunakan  logam membawa umat manusia keluar dari zaman batu. Dalam kurun waktu 20 tahun terakhir ini, bioteknologi telah mengalami perkembangan sangat pesat. Sejalan dengan tingkat kebutuhan umat manusia dimuka bumi. Di beberapa negara maju, seperti AS, Cina, dan Jepang, bioteknologi mendapatkan perhatian serius dan dikembangkan secara intensif dengan harapan dapat memberi solusi untuk mengatasi berbagai permasalahan yang dihadapi umat manusia pada saat ini maupun yang akan datang terutama yang menyangkut; kebutuhan pangan, obat-obatan, penelitian, yang pada gilirannya semuanya bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan dan kualitas hidup manusia.

Pengertian Bioteknologi

          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 merupakan technoscience aplikasi langsung ilmu pengetahuan untuk memenuhi kebutuhan manusia. Saat ini ada dua bidang technoscience yang berkembang yaitu teknologi informasi dan bioteknologi. Teknologi informasi digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia dibidang informasi, sedangkan bioteknologi pada awalnya untuk memenuhi kebutuhan pangan. Namun saat ini terjadi perubahan pesat dibidang bioteknologi sampai ke bidang farmasi dan kedokteran serta beberapa bidang lain.

           Pada dasarnya bioteknologi adalah ilmu yang memanfaatkan mahkluk hidup (mikroorganisme, hewan dan tumbuhan) atau bagian mahkluk hidup untuk membuat produk atau menyederhanakan proses. Bioteknologi juga dapat di artikan sebagai ilmu yang digunakan untuk memindahkan gen manusia ke sel bakteri, agar bakteri mampu memproduksi protein manusia bagi penderita defisiensi protein contohnya insulin untuk pasien diabetes. Bioteknologi juga mempunyai arti yaitu ilmu yang digunakan untuk kloning hewan, menentukan identitas korban, produksi bahan bioaktif yang terdapat dalam deterjen, membuat ribuan tanaman mini dalam botol, pembuatan obat-obatan AIDS dan Kanker.

          Untuk mengantisipasi agar perbedaan panafsiran tentang pengertian bioteknologi tidak semakin tajam. Bull (1982) melalui OECD (organization for Economic Coorperation and Development) menjelaskan Bioteknologi sebagai upaya penerapan prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen biologi dalam menyediakan barang dan jasa. Kemudian Shiva (1994) menyatakan Bioteknologi sebagai teknologi pemanfaatan organisme yang bertujuan untuk menghasilkan bahan atau jasa. Dapat bahwa Bioteknologi adalah pemanfaatan makhluk hidup untuk menghasilkan produk barang dan jasa yang berguna bagi manusia. Menurut Smith, JE. (2009), bioteknologi memiliki beberapa defenisi sebagai berikut:

1. Sebuah kata benda yang mewakili aplikasi biologi, sistem organisme atau proses untuk industry manufaktur dan jasa. 
2. Penggabungan ilmubiokimia, mikrobiologi dan rekayasa terpadu dalam rangka meningkatkan aplikasi teknologi (industri) dari mikroorganisme, kultur jaringan sel-sel dan bagian-bagiannya.
3. Sebuah teknologi menggunakan fenomena biologis untuk menyalin dan membuat berbagai jenis zat atau senyawa yang berguna.
4. Penerapan prinsip-prinsip ilmiah dan rekayasa untuk pengolahan bahan oleh agen biologi untuk menyediakan barang dan jasa
5. Ilmu tentang proses produksi berdasarkan aktifitas mikroorganisme dan komponen aktifnya dan proses produksi yang melibatkan penggunaan sel dan jaringan dari organisme yang lebih tinggi. 
6. Tidak lebih dari nama yang diberikan untuk sebuah set teknik dan proses-prosesnya.
7. Penggunaan organisme hidup dan komponen-komponennya dalam bidang pertanian, pangan, dan proses industri lainnya.
8. Penguaraian dan penggunaan pengetahuan biologi dan kimia. 
9. Aplikasi pengetahuan dan pemahaman kita tentang biologi untuk memenuhi kebutuhan praktis.

        Bioteknologi merupakan penerapan asas-asas sains (ilmu pengetahuan alam) dan rekayasa (teknologi) untuk pengolahan suatu bahan dengan melibatkan aktivitas jasad hidup untuk menghasilkan barang dan atau jasa. Sedangkan Primrose (1987), bioteknologi merupakan eksploitasi komersial organisme hidup atau komponennya seperti: sel, enzim dan senyawa organik lainnya.

Sejarah Bioteknologi

         Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, dalam 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 di 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 kini, 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 penyakitpenyakit 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 di 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.

Perkembangan Bioteknologi

            Beberapa penelitian telah lama dilakukan oleh para ahli. Menurut catatan diketahui bahwa pada tahun 1665, Penemuan sel oleh Robert Hooke di Inggris melalui mikroskop.[6]  lalu dilanjutkan oleh Nikolai I. Vavilov, tahun 1800 menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembang biakan hewan. Kemudian Bary pada tahun 1880 menemukan Mikroorganisme. Baru di tahun 1856, Gregor Mendel seorang biarawan mengawali genetika tumbuhan rekombinan. Berkat ketekunan meneliti kedelai maka pada tahun 1865, Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.

           Kemudian pada tahun 1919, Karl Ereky, insinyur Hongaria, orang yang pertama menggunakan kata bioteknologi. Setelah itu tahun 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen.. Dilanjutkan di tahun 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein. Diikuti tahun 1978 oleh para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar. Pada tahun 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia). Setelah itu pada tahun 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver". Akhirnya terciptalah di tahun 2000 Perampungan Human Genome Project. Menurut perkembangannya Bioteknologi dibedakan menjadi 2 generasi, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern.

 Jenis-jenis Bioteknologi 
a. Bioteknologi Konvensional

         Bioteknologi Konvensional adalah bioteknologi yang memanfaatkan organisme secara langsung untuk menghasilkan produk barang dan jasa yang bermanfaat bagi manusia melalui proses fermentasi. Fermentasi adalah suatu proses metabolisme yang melibatkan mikroba dan substrat tertentu sehingga dapat dihasilkan makanan, minuman dan biogas.

         Dalam bioteknologi konvensional, biasanya dilakukan secara sederhana, tidak diproduksi dalam jumlah besar, dan tidak menggunakan prinsip-prinsip ilmiah. Selain itu, bioteknologi konvensional biasanya hanya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur dan diproduksi dalam jumlah kecil.  Dalam bidang pangan bioteknologi konvensional digunakandalm pembuatan tempe (dengan bantuan Rhizopus oryzae), kecap (dengan bantuan Aspergiluis wentii), yoghurt (dengan bantuan Lactobacillus bulgaricus & Steptococcus thermophillus), nata de coco (dengan bantuan Acetobacter xylinum), bir (dengan bantuan Saccharomyces cerevisae), oncom (dengan bantuan Monila sitophyla). Dalam bidang pertanian digunakan sebagai tempat bercocok tanam dengan media selain tanah (air, batu, kerikil dll) yang disebut dengan hidroponik. Keuntungannya adalah tidak memerlukan lahan yang luas, menghemat biaya, pertumbuhan tanaman lebih cepat, bebas hama dan pestisida. Selain itu dapat dimanfaatkan sebagai tanaman jenis mustard alami yang diteliti yang dapat menghasilkan tanaman, kubis, kembang kol, dan lain sebagainya.

      Tidak hanya itu dalam bidang pertanian juga dimanfaatkan utuk memilih sifat suatu makhluk sesuai dengan sifat unggul yang sesuai diinginkan manusia. Misalnya untuk tanaman pangan maka yang dipilih adalah yang berproduksi tinggi, enak rasanya, dan tahan penyakit.  Dalam bidang kesehatan adalah penemuan antibiotika. Antibiotika diperoleh dari hasil isolasi zat yang dihasilkan oleh bakteri dan jamur yang dapat dimanfaatkan untuk pengobatan. Penggunaan mikroorganisme dilakukan secara langsung dan sederhana. Dengan cara tersebut kemungkinan akan dihasilkan zat-zat atau senyawa penting bagi manusia. Tidak hanya itu pembuatan vaksin pun menggunakan prinsip bioteknologi. Mikroorganisme yang toksinnya dimatikan dan dapat bermanfaat untuk meningkatkan imunitas.

       Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia. Pembuatan insulin yang masih sederhana dan dalam jumlah terbatas dahulu sudah dapat dibuat oleh bioteknologi konvensional. Insulin pertama kali diproduksi dari kelenjar babi atau sapi secara tradisional. Tetapi dampak negatif dari Pemberian Insulin secara tradisional dalam jangka waktu yang lama memberikan efek sampng berupa gangguan pada mata dan ginjal. Sehingga Insulin akhirnya berkembang ke teknologi modern dengan menggunakan suplementasi dari kelenjar pankreas manusia. Dalam bidang industri digunakan sebagai bioremediasi. Bioremediasi adalah suatu proses pengelolaan limbah yang mengandung zat-zat yang berbahaya (logam berat) menjadi limbah yang kurang berbahaya. Bioremediasi ini juga melibatkan mikroba tertentu, diantaranya Xanthomonas campestris dan Pseudomonas foetida. Caranya dengan melepaskan langsung bakteri tersebut ke limbah pabrik yang tercemar.

       Penggunaan bioteknologi secara konvensional (tradisional) hanya menghasilkan produksi barang dan jasa dalam jumlah yang masih sedikit (terbatas) karena alat yang digunakan masih sangat sederhana dan belum berkembangnya ilmu pengetahuan waktu itu. Bioteknologi konvensional yang nyata adalah: Pembuatan tempe, tapai singkong, bir (alkohol) dan bahan pangan lainnya yang memanfaatkan organismenya secara langsung. Sedangkan dibidang pertanian, kesehatan (kedokteran) serta dibidang lainnya masih belum terlihat dan belum terlalu dominan waktu itu. 
b. Bioteknologi Modern

     Semakin berkembangnya bioteknologi dari jaman ke jaman semakin banyaknya penemuan-penemuan unik lainnya di dunia ini. Bioteknologi modern, biasanya dilakukan dengan peralatan canggih, diproduksi dalam jumlah besar, dan menggunakan prinsip-prinsip ilmiah. Dalam bioteknologi modern selain menggunakan mikroorganisme juga dapat menggunakan bagian-bagian tubuh mikroorganisme seperti tumbuhan dan hewan.

        Bioteknologi Modern adalah bioteknologi yang memanfaatkan biologi sel dan biologi molekuler untuk menghasilkan produk barang dan jasa yang bermanfaat bagi manusia, dapat dilihat sebagai berikut. Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan mahluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencakokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat mahluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap mahluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat mahluk hidup secara turun temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan dengan beberapa cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid dan rekomendasi DNA.

        Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat yang sesuai dengan inti yang di terimanya. Sebagai contoh, tansplantasi inti pernah di lakukan pada sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel usus katak yang bersifat diploid, inti sel tersebut di masukan ke dalam ovum tanpa inti sehingga terbentuk terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya.

        Kemudian inti-inti tersebut dimasukan ke dalam ovum tanpa inti. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah yang banyak. Dan masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama. Fusi sel adalah peleburan 2 sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda agar terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel di awali oleh pelebaran membrane dua sel lalu diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburn inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel antara lain untuk pemetaan kromosom, lalu membuat antibodi monoklonal dan membentuk spesies baru. Dan di dalam fusi sel diperlukan adanya.

Cabang Bioteknologi

        Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu seperti diantaranya diasosiasikan dengan beberapa jenis warna, yaitu :

1. Bioteknologi 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.
2. Bioteknologi pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energy terbarukan. Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir/ragi, enzim-enzim juga organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian 17 (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkatkan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.
3. Bioteknologi 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).
4. 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 lainnya. Contoh yang lain adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu yang singkat.

 REFERENSI

Chirikjian, J.G. 1995. Plant Biotechnology; Animal Cell Culture,  Imunobiotechnology. London:          Jones and Bartlett Publisher.

Clark, D.P., Pazdernik, N.J. 2009. Biotechnology; Applying the Genetic Revolution.           China :    Elsevier.

Merck. 2010. What is Biotechnology??. Biotechnology Institute.

Peter, P. 1993. Biotechnology; A Guide to Genetic Enginering. WmCBrown : AS.

Scott, M. 2010. Timeline. http://www.strangescience.net/timeline.htm. Diakses pada          29 September 2017.

Smith, J.E. 2004. Biotechnology; Studies in Biology, 4th ed. Cambridge : Inggris. Smith, J. E. 2009. Biotechnology. Fifth Edition. UK: Cambridge University Press.