MATERI PERKULIAHAN BIOLOGI TERAPAN II oleh : Ir. Elfien H,MP BAB I MATERI PERKULIAHAN BIOLOGI TERAPAN II oleh : Ir.Elfien H,MP BAB I .pendahuluan

I. PENDAHULUAN APA ITU YANG DIMAKSUD DG BIOLOGI TERAPAN/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.

Cabang biologi yang merupakan kelompok ilmu campuran dan terapan antara lain ◘Biokimia mengkaji proses-proses kimia dan sistem kehidupan. ◘Biofisika mengkaji proses-proses fisika dalam sistem kehidupan. ◘Bioteknologi mengkaji teknologi yang memanfaatkan organisme. ◘Paleontologi mengkaji perkembangan sejarah kehidupan berdasarkan catatan fosil.

Hasil2 rekayasa genetika: Bidang pangan : alkohol- tempe- yogurt- nata de coco- keju- roti (pengembang)- kecap- cuka makan, dll Bidang kesehatan: penisilin- antibiotik- mikroba penghasil vitamin, contoh Pseudomonas sp. untuk membuat vitamin B12 Bidang industri :- industri asam-asam amino, contoh MSG- asam sitrat- enzim Bidang perftanian : Pembasmi hama tanaman : Bacillus thuringiensis untuk ulat hama dan sex-feromon Penanggulangan pencemaran lingkungan: Clostridium butyrium Penghasil biogas : methanobacterium Produksi protein : bakteri penghasil protein sel tunggal, misal Methylophylus methylotropus.

Bioteknologi cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dll) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dlm proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.

Gambar dari kiri ke kanan : - bakteri, struktur yeast, jamur yeast, mould

Bioteknologi sebenarnya gabungan dari beberapa ilmu antara lain: biokimia, mikrobiologi, biologi molekuler, genetika dan fisika. Adapun mahluk hidup yang berperan dalam bioteknologi meliputi hewan, tumbuhan, mikroorganisme dan juga manusia. Bioteknologi dengan memanfaatkan manusia misalnya bayi tabung.

Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme, seperti bakteri dan khamir (kapang) dengan alasan ; 1) pertumbuhannya cepat, walaupun dalam skala besar seperti industri; 2) sel-selnya mengandung protein yang tinggi; 3) dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya, misalnya dari limbah pertanian; 4) menghasilkan produk yang tidak toksik; 5) sebagai organisme hidup, reaksi biokimianya dikontrol oleh enzim yang berarti tidak memerlukan tambahan reaktan dari luar.

Bioteknologi secara sederhana sdh dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yg lalu. 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 di masa lalu dibuktikan al : dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin wlp masih dlm jmlh yg terbatas akibat proses fermentasi yg tidak sempurna. ◘Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada era sekarang, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dll. memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS.

Penelitian di bidang pengembangan sel induk 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 rekombinan DNA, 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 yg ekstrim.

◘pada pelestarian lingkungan hidup akibat polusi ◘pada pelestarian lingkungan hidup akibat polusi. 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.

Gambar kiri : polusi sampah plastik yg sulit hancur dapat diuraikan oleh bakteri Gambar kanan : polusi miyak yang tumpah di perairanj sungai/laut dapat diurakian oleh bakteri

Penjelasan tentang bakteri pengurai plastik Metode yang digunakan sangat sederhana, selama tiga bulan dia mengumpulkan tanah dari tempat pembuangan sampah di dekat rumahnya dan mengisolasinya dalam ruangan tertutup. Satu-satunya sumber "makanan" yang dia letakkan pada tanah tersebut adalah tas plastik bekas. Dengan cara seperti itu, hanya bakteri yang mampu menguraikan plastik lah yang dapat bertahan. Akhirnya dia berhasil mengisolasi dua mikroba keturunan genus Sphingomonas dan berkonsentrasi penuh untuk meneliti kedua bakteri itu. 

Dengan bantuan larutan cuka yang dia tambahkan pada campuran tanah-plastik itu, hanya dalam waktu tiga bulan lembaran tas plastik yang dia letakkan telah terurai sebanyak 43% !!! Sungguh hal yang menakjubkan! bahwa dalam waktu tiga bulan maka seluruh lembaran plastik tersebut akan terurai seluruhnya

Penjelasan tentang bakteri pengurai tumpahan miyak Pada th 2000, Dwi mulai menguji cobakan bakteri Bacillus Sp, untuk mengurai limbah minyak tersebut. Jenis bakteri ini yang kemudian dilabeli sebagai ICBB 7859. Berlokasi di Dumai, Bacillus Sp, ICBB 7859, sebagai bahan baku bioremediasi, ↓ disebar pada 1 hektare tanah tercemar, dengan kedalaman tanah setebal 20 sentimeter itu. Hasilnya, sebanyak 3.000-4.000 ton tanah yang semula ganas dan beracun menjadi jinak, stabil dan ramah lingkungan.

Namun dmk kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Contoh : teknologi kloning pd hewan dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

Garis waktu bioteknologi ◘8000 SM Pengumpulan benih u/ ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak. ◘6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dg bantuan ragi ◘4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat ◘Th.1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia ◘Th.1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.

◘Th.1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan ◘Th.1880 Mikroorganisme ditemukan ◘Th.1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan ◘Th.1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya. ◘Th.1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi

◘Th.1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen ◘Th.1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein ◘Th.1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar

◘Th. 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan ◘Th.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. ◘Th.1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver" ◘Th. 2000 Perampungan Human Genome Project

Sekian ….. semoga bermanfaat