Menjelaskan arti, prinsip dasar, dan jenis-jenis bioteknologi STANDAR KOMPETENSI Memahami prinsip-prinsip dasar boteknologi serta implikasinya pada salingtemas KOMPETENSI DASAR Menjelaskan arti, prinsip dasar, dan jenis-jenis bioteknologi

Menjelaskan pengertian bioteknologi INDIKATOR Menjelaskan pengertian bioteknologi Menjelaskan ruang lingkup bioteknologi Menjelaskan rinsip-prinsip dasar bioteknologi. Membedakan bioteknologi konvensional dan modern. Membrikan contoh produk bioteknologi Menjelaskan proses rekayasa genetika. Membuat produk bioteknologi tradisional

PENGERTIAN Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempe-lajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

RUANG LINGKUP Perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada Biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti: Biokimia, Komputer, Biologi Molekular( Biologi sel), Mikrobiologi, Genetika, Kimia, Matematika, dan lain sebagainya.

Biokimia Merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari makhluk hidup dari aspek kimianya. Biokimia menganggap hidup adalah kimia, gejala hidup adalah gejala kimia, dan proses-proses hidup diselenggarakan atas dasar reaksi dan peristiwa kimia. Dengan biokimia maka ahli bioteknologi memperlakukan yang dapat dipadukan dan direkayasa

Mikrobiologi Merupakan cabang biologi yang mempelajari tentang mikroba atau jasad renik. Pengetahuan sifat-sifat dan struktur mikroba mendukung kemajuan bioteknologi. Misalnya, mikroba berupa bakteri dapat tumbuh pada kisaran suhu tertentu. Oleh karenanya, bakteri dapat digolongkan sebagai psikrofil yang tumbuh pada suhu 0°C hingga 30°C, mesofil yang tumbuh pada suhu 25°C hingga 40°C, dan termofil yang tumbuh pada suhu 50°C atau lebih. Pengetahuan mengenai bakteri ini dapat digunakan saat membuat yoghurt. Yoghurt dibuat dari susu yang difermentasi dengan menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus, pada suhu 40°C selama 2,5 jam sampai 3,5 jam.

Biologi sel Merupakan cabang biologi yang mempelajari sel. Pengetahuan mengenai sifat-sifat dan struktur sel akan mendukung aplikasi bioteknologi. Pengetahuan mengenai sifat protoplasma suatu sel yang dapat berfusi atau bergabung dengan protoplasma sel lain pada spesies yang sama, bermanfaat bagi aplikasi fusi sel di bidang pemuliaan tanaman

Genetika Merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat-sifat genetik makhluk hidup dari satu generasi ke generasi berikutnya. Pemahaman mengenai bentuk dan karakteristik materi pewaris sifat, yaitu DNA (gen) akan membantu percepatan kemajuan bioteknologi. Penemuan tanaman tomat yang tidak mudah rusak atau busuk, insulin manusia yang disintesis dari bakteri Escherichia coli, dan lainnya, merupakan penerapan ilmu genetika dalam bioteknologi

PRINSIP DASAR BIOTEKNOLOGI PENDAYAGUNAAN SECARA TEKNOLOGI DAN INDUSTRIAL MENGGUNAKAN AGEN BIOLOGI (EZIM, MIKROORGANISME, SEL HEWAN ATAU SEL TUMBUHAN) MELAKUKAN MANIPULASI ( MEREKAYASA) BAHAN HAYATI MENGHASILKAN PRODUK ATAU JASA

JENIS BIOTEKNOLOGI BIOTEKNOLOGI TRADISIONAL Biteknologi untuk menggasilkan produk dan jasa mikroorganisme yang digunakan (Jamur, Bakteri) diambil langsung dari alam, teknik yang digunakan adalah fermentasi. Contoh Biotek Tradisional : Pembuatan Tempe’ Pembuatan Mentega Pembuatan Keju dll

CIRI BIOTEKNOLOGI TRADISIONAL Mikroba yang digunakan berasal dari alam Belum spenuhnya steril Produksi sedikit Kwalitas belum terjamin Menggunakan froses permentasi

Bioteknologi modern merupakan teknologi yang diterapkan untuk menghasilkan produk dalam skala industri dengan menggunakan organisme, system, atau proses bioteknologi. Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan.

CIRI BIOTEKNOLOGI MODEREN Berdasarkan mikrobiologi dan rekayasa genetik Bersifat steril Diproduksi dalam jumlah banyak Kwalitas standar dan terjamin Menggunakan metode moderen seperti: Kultur jaringan Rekayasa genetik Teknologi rrekombinan Teknologi Transplantasi nukleus Teknologi Kloning Teknologi Hibridoma

TEKNIK YANG DIGUNAKAN DALAM BIOTEKNOLOGI TEKNIK FERMENTASI TEKNIK REKAYASA GENETIK TEKNIK PLASMID TEKNIK HIBRIDOMA TEKNIK KLONING TEKNIK KULTUR JARINGAN TEKNOLOGI BAYI TABUNG DAN LAIN - LAIN

FERMENTASI Proses perubahan molekul Organik menjadi zat lain (zat antara) dengan bantuan mikroorganisme tanpa menggunakan oksign bebas. Mikroba yang digunakan umumnya Jamur dan bakteri

REKAYASA GENETIK Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi: Isolasi gen Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik Mentransfer gen tersebut ke organisme baru Membentuk produk organisme transgenik.

TEKNIK PLASMID Teknik penyisipan gen organisme satu ke genom organisme lain, dengan tujuan untuk produksi suatu senyawa dalam skala besar dan cepat, untuk terapi medis, atau untuk mengatasi masalah lingkungan.

Isolasi dan Pemotongan DNA sel Sel Sumber TAHAP TEKNIK PLASMID Isolasi dan Pemotongan DNA sel Sel Sumber Isolasi dan Pemotongan DNA sel target Penyisipan DNA Memasukan DNA

DNA yang ingin disisipkan, diisolasi dan dipotong oleh enzim endonuklease restriksi, ditempat yang urutan nukleotidanya spesifik.

Subtype Contoh Situs Pengenalan Orthodox EcoRI G AATTC CTTAA G EcoRV GAT ATC CTA TAG Type IIE NaeI GCG CGC CGC GCG Type IIF NgoMIV G CCGGC CGGCC G

2. DNA yang akan digunakan sebagai inang, misalnya plasmid bakteri E 2. DNA yang akan digunakan sebagai inang, misalnya plasmid bakteri E. coli, diisolasi dan dipotong pula oleh enzim yang sama. Plasmid ini biasanya disebut sebagai vektor pengklon.

Plasmid dipotong dengan enzim Restriksi Plasmid yang diisolasi Fragmen DNA dipotong dengan enzim Restriksi DNA yang diisolasi

Fragmen DNA kemudian disisipkan ke dalam vektor dan disatukan oleh enzim endonuklease ligase.

4. Plasmid yang telah disisipi, dimasukkan kembali ke dalam bakteri, kemudian bakteri tersebut dikembangbiakan menjadi banyak, sehingga rekombinan pun ikut bertambah banyak, demikian pula hasil ekspresi gennya

TEKNIK HIBRIDOMA Proses penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik

Sel tubuh diambil dari puting susu domba A Sel telur diambil dari domba A ADN Yang diektraksi Sel telur yang di hilangkan DNA nya ADN dari donba A digabung ( Fusi) dengan sel telur domba B yang digilangkan DNA nya

Anak domba yang diklon dari domba A Sel hasil Fusi berkembang menjadi embrio dimasukkan dalam uterus Ibu angkat Ibu angkat Domba Anak domba yang diklon dari domba A

TEKNIK KLONING Pembentukan mahluk hidup yang secara genetik identik dengan induknya melalui pencangkokan /Transplantasi Nukleus

TEKNIK KULTUR JARINGAN Perbanyakan secara vegetatif dengan menumbuhkan jaringan atau sel tumbuhan dalam media buatan yang bersifat steril

KULTUR JARINGAN

KULTUR JARINGAN SYARAT JARINGAN UNTUK KULTUR JARINGAN Memiliki sipat totipotensi SYARAT MEDIA UNTUK KULTURJARINGAN Media mengandung nutrisi yang cocok dan dalam keadaan steril.2. menhandunh hormon KEUNTUNGAN TANAMAN HASIL KULTUR JARINGAN Menghasilkan tanaman dalam jumlah banyak dengan waktu singkat Dihasilkan tanaman dengan anakan seragam, panen dapat diatur

TANAMAN HASIL KULTUR JARINGAN Papaver somniferum Digitaslis sp Jasmanium sp Menta pepireta Chinchona ledgeriana Chrysanthemum sp Catharantus roseus Captis javanica Deris eliliptica Panax ginseng Tektona grandis Palaeonopsis sp Cocos nucifera

PEMBUATAN ANTIBODI MONOKLONAL Imunisasi Tikus Tikus disuntik dengan antigen agarterbentuk antibodi

Mengisolasi Sel Antibodi dari Limpa Tikus Sel Penghasil Antibodi diambil dari limpa tikus

Mengembangkan biakkan / Budidaya sel-sel myeloma( Kanker) Sel Kanker dikembangkan/ dikulturkan pada media

Menggabungkan (fusi) sel myeloma dengan sel antibodi Terbentuk sel Hybridoma Sel Antibodi di fusikan dengan Sel Kanker (myeloma)

Mengembangkan(mengkulturkan) sel hybridoma pada media Sel Hybridoma dikembangkan/ dikulturkan pada media

Pemisahan sel hybridoma yang menghasilkan antibodi Sel hybridoma yang menghasilkan antbodi dipisahkan

Kembangkan(kulturkan ) sel Hybridoma yang sesuai

Pemenenan Antibodi Monoklonal dan disimpan

Th di kemangkan Nama Prusahaan Nama Produk Kegunaan Type Novartis Acute Transplant Rejection 1998 Simulect® C Mylotarg™ Acute Myleoid Leukemia 2000 H Wyeth Schering /ILEX Oncology Campath® Chronic Lympho-cytic Leukemia 2001 H Abbott/CAT Humira™ Rheumatoid Arthritis 2002 PD Novartis/Genentech/Tanox Xolair® Asthma 2003 H Genentech/Xoma Raptiva™ Psoriasis 2003 H Corixa/GlaxoSmithKline Bexxar® Non-Hodgkin’s Lymphoma 2003 M BMS/ImClone Systems Erbitux ™ Colorectal Cancer 2004 C

Menidentifikasi sumber-sumber agen bioteknologi dan produk yang dihasilkan. Menjelaskan keuntungan dan kerugian diperolehnya produk bioteknologi. Menjelaskan dampak pemanfaatan hasil produk bioteknologi di berbagai bidang. Menunjukkan hasil produk bioteknologi konvensional Mengumpulkan informasi berbagai produk rekayasa genetika dan dampaknya

UNTUK MENGOLAH BAHAN MAKANAN AGEN BIOLOGIS UNTUK MENGOLAH BAHAN MAKANAN Agen Biologis Produk / jasa Saccharomyces cereviciae Aspergillus oryzae Mucor clamidosporus Endomycopsis fibuligera Rhyzopus oryzae Rhyzopus oligosporus Neurospora sitophila Laktobacillus bulgaris Streptococcu thermophillus Alkohol/Tape Tape tape Tempe Oncom Yoghurt

Agen Biologis Produk/ jasa Penecilium camemberti Penecilium roqueporti Laktobacillus laktis Laktobacillus bulgaris Streptococcus laktis Laktobacillus xylinum Aspergillus wenti Aspergillus soyae Saccharomyces raouxii Pediacoccus soyae Keju Mentega Nata decoco Kecap Tauco

AGEN BIOLOGIS UNTUK PERTANIAN Agen Biologis Produk/ jasa Basilus thurgiensis Trichoderma barziantum Trichoderma lignonum Periophora gigantea Baculovirus sp Pseodomonas( Bakteri Minus Es) Agrobacterium tumefacien+ Basilus turgiensis Rhyzobium legumenusum Bioinsectisida Membuat Bibit unggul

PENGHASIL PROTEIN SEL TUNGGAL Agen Biologis Methylophylus metilotropus Methylophylus methenica Methylococcus capsulatus Saccharomyces cerevisiae Candida utilis Candida tropicalis Candida lipolytica Chlorella pyienoidosa Spirullina maxima Scenedesmus ocutus Euglena sp Fusarium gramineaeum Trichoderma harzianum Paecilomyces varianti Agaricus bisporus Auricularia polytrica Lentinus edodes Volvariella volvaceae

AGEN BIOLOGIS UNTUK KESEHATAN Produk/ jasa Pinecilium crysogenum Cephalosporium sp Streptomyces griseus Streptomyces sp Streptomyces fradiae Streptomyces kanomycetus Antibiotik penisilin Antibiotik sefalosporin Streptomisin Spektinomisin Neomisin kanamisin

AGEN BIOLOGIS UNTUK PERTAMBANGAN Agen Biologis Produk/ jasa Thiobacillus ferooxidans Gallinella ferugenia Leptothrix ochracea Leptothrix discophharus Pemurni logam Fe,Au, Cu Oksidasi Mn 2+ menjadi Mn 3+ Mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe 3+ AGEN BIOLOGIS UNTUK PENGOLAH LIMBAH Agen Biologis Produk/ jasa Pseudomonas putida Cldosporium resinae Elxaligenes Aureobasiditum pullulans Basilus termophilus Clostridium butyrium Pengurai Limbah minyak Pengurai pelastik Pengurai plelastik Pengurai sianida Pengurai polisacharida

KEUNTUNGAN PRODUK BIOTEKNOLOGI Nilai gizi meningkat Makanan bersifat Organoleptik Sifat mahluk hidup lebih baik Ramah lingkungan Proses cepat dan biaya murah

KERUGIAN PRODUK BIOTEKNOLOGI Menyebabkan alergi Menimbulkan perubahan sifat yang tidak diinginkan Penurunan keanekaragaman plasmanutfah

DAMPAK POSITIF BIOTEKNOLOGI Peningkatan produksi pangan Peningkatan kesehatan Penyedia bahan bakar alternatif Menuragi pencemaran lingkungan

DAMPAK NEGATIF BIOTEKNOLOGI Di bidang Etika/ Moral Ada masyarakat yang menganggap bahwa menyisipkan gen suatu MH ke MH berten-tangan dengan nilai budaya dan melanggar hukum alam Di bidang sosial ekonomi Menimbulkan kesenjangan antara negara/ perusahaan yang memanfaatkan biotekno-logi dengan yang belum memanfaatkan bioteknologi (negara dunia ke tiga)

Dampak di bidang kesehatan Ada produk hasil rekayasa genetik yang disinyalir menimbulkan masalah serius, misalnya kematian akibat penggunaan insulin, sapi penghasil susu yang disuntik dengan Hormon BGH mengandung bahan kimia yang berbahaya, tomat Flavr Savr diketahui membawa gen resisten terhadap antibiotik.

Alergi. Gen asing yang disisipkan pada organisme yang menjadi maknan manusia dapat menyebabkan alergi terhadap individu tertentu, untuk menjegahnya perlu dilakukan pengujian dalam jangka panjang, dan memberikan label pada produk yang merupakan hasil dari rekayasa bioteknologi sehingga konsumen akan lebih waspada

Dampak terhadap lingkungan Pelepasan organisme transgenik ke alam dapat keseimbangan alam dan kelestarian organisme.

Hilangnya plasma Nutfah. Penggunaan ranaman dan hewan yang bersifat unggul dari hasil rekayasa genetik mengancam variasi dari mahluk hidup tersebut. Hal ini dapat diatasi dengan melakukan pemeliharaan hewan dan tumbuhan di suatu situs konservasi tertentu. Rusaknya ekosistem Penggunaan hasil rekayasa genetic dapat menyebabkan organisme tertentu dalam ekosistem mati, contoh penggunaan Bt mematikan hama dan larva kupu-kupu.

DAMPAK PEMANFAATAN HASIL PRODUK BIOTEK DIBERGAGAI BIDANG BIDANG PEMANFAATAN DAMPAK PEMANFAATAN PERTANIAN Peningkatan produksi Menurunnya hama Prnutunan keanekaragaman plasma nutfah KEDOKTERAN/KESEHATAN Harga obat lebih murah Timbunya alergi PERTAMBANGAN Pemurnian lohan lebih cepat dan biaya murah Pencemaran lingkungan dapat dihindari

PRODUK BIOTEK MODEREN KONVENSIONAL TEMPE TAHU KECAP TAPE PINISILIN DLL TANAMAN TRANSGENIK MIKROBA PEMBERANTAS-HAMA MIKROBA PEMURNI LOGAM MOKROBA PENGURAI PLASTIK MIKROBA PENGHASIL ANTIBIOTIK MONOKLONAL

HASIL PRODUK REKAYASA GENETIK PERTANIAN/PETERNAKAN Ubijalar Jagung Tomat Apel Padi Muria Bakteri Rhizobium Resisten terhadap hama, penyakit jamur, virus, nema toda dan perubahan metabolisma Toleran terhadp herbisida Pengendalian pematangan buah Reisten terhadap hama danpenyakit jamur Pendek, kompak, tdk mudah rebah usia pendek, produksi tinggi, umur pendek, tahan penyakit karat daun mampu bersimbiosis dengan banyak tumbuhan

Domba Dolly yangmampu memproduksi susu dalam jumlah besar Vaksin ternak untuk melawan penyakit diare pada ternak . Vaksin ternak untuk melawan penyakit kuku dan mulut Ternak unggul dalam penggunaan zat makanan untuk menghasilkan protein

HASIL PRODUKREKAYASA GENETIK KESEHATAN Produksi Insulin Oleh bakteri Produksi Antibiotik monoklonal Protein untuk pencangkokan gen

DAMPAK POSITIF REKAYASA GENETIK Dihasilkan tanaman dan hewan transgenik yang memiliki sipat unggul yaitu reproduksi cepat dan kwalitas hasil baik Dihasilkan produksi pertanian dan peternakan dengan jumlah berlimpah dan harga murah

DAMPAK NEGATIF REKAYASA GENETIK Timbul mutan yang merugikan( timbul cacat dan penyakit ) Tanaman transgenik menjadi pencetus kelainan dan penyakit

Mengubah bentuk makanan Meningkatkan nilai gizi Menguraikan limbah: Organik Minyak Plastik Memurnikan logam Memberantas hama Menghasilkan antibiotik