Home / Biologi / bioteknologi

Bioteknologi

  • 7 min read

Penulis : Maratudzzakiyah A Mahasiswi IPB Jurusan Biologi

Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi merupakan penerapan prinsip biologi, biokimia dan rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan makhluk hidup dan komponennya untuk menghasilkan barang/jasa.

Pengertian luas tersebut kemudian dipecah menjadi pengertian bioteknologi yang paling umum digunakan yakni bioteknologi konvensional dan modern, bioteknologi konvensional mengacu pada penggunaan konsep biologi untuk mengolah bahan/ menghasilkan barang tanpa terjadi rekayasa di tingkat genetika.

Konsep Bioteknologi

Konsep bioteknologi modern masih cukup rancu, beberapa mengacu pada konsep bioteknologi yang menggunakan manipulasi pada tingkat genetika dengan lebih tepat (Yuwono 2019). Terdapat pula pihak yang menyatakan bahwa bioteknologi modern adalah bioteknologi yang digunakan dalam bidang kesehatan, pertanian, dsb, namun definisi ini kurang tepat.

Konsep terakhir ini sering digunakan dalam buku teks dan buku pelajaran, walau hasilnya batasnya menjadi tidak jelas dengan bioteknologi konvensional, didalamnya terkadang masih terdapat teknologi kloning yang dikembangkan untuk menghasilkan anakan yang sama dengan induknya, sedangkan teknologi ini tidak melakukan manipulasi tingkat DNA, melainkan hanya mengolah sel dan inti sel saja. Akhirnya untuk menghindari kebingungan maka selanjutnya akan digunakan isitilah bioteknologi molekular, yang pengertiannya adalah bioteknologi yang melibatkan manipulasi ditingkat molekular.

Baca juga tulisan lain dari bacaboy:

Perkembangan bioteknologi

Manusia telah memanfaatkan alam untuk keperluannya sejak 10000 tahun yang lalu setelah manusia mulai bercocok tanam dan beternak. Enam ribu tahun lalu barulah dimulai penggunaan ragi untuk pengolahan makanan dan menghasilkan alkohol. Selanjutnya mikroba mulai digunakan untuk berbagai kepentingan.

Hal ini merupakan dasar dari bioteknologi, inilah dasar dari penggunaan proses biologis oleh manusia untuk kepentingannya. Setelah penemuan konsep genetika oleh Mendel, kita mulai memahami dunia gen sedikit demi sedikit, pemahaman ini kemudian digunakan dalam pengembangan bioteknologi.

Salah satu batu loncatan penting adalah penemuan oleh Fred Griffith di tahun 1928 bahwa dapat terjadi transformasi antara dua strain Pneumococcus, ia menemukan bahwa jika bakteri strain R (tidak patogenik) hidup dicampur dengan bakteri strain S (patogenik) mati lalu diinjeksikan pada tikus, maka tikus tersebut akan mati, ditemukan bakteri strain S dalam darah tikus tersebut. Griffith menyimpulkan bahwa terdapat transforming principle yang menyebabkan perubahan tersebut.

Tahun 1944 Avery, Macleod dan McCarty membuktikan bahwa transforming principle tersebut adalah asam nukleat tipe deoksiribose setelah melakukan seri percobaan pada ekstrak Pneumococcus. Penemuan ini memberikan manusia pemahaman bahwa asam nukleat deoksiribose adalah senyawa ini. Struktur tiga dimensi DNA lalu dibuat oleh Watson dan Crick di tahun 1953 berdasar citra difraksi X-ray Franklin dan Wilkins.

Gambar 1 Khamir saat pertama kali digambarkan oleh Leuwenhook dan khamir dibawah mikroskop modern

Selanjutnya Paul Berg berhasil menyambung DNA suatu virus dan diperoleh DNA rekombinan di awal tahun 1970. Setelah itu industri biotek mulai terbit dipimpin oleh Genentech, suatu industri farmatika yang didirikan pada tahun 1976 oleh Robert A. Swanson dan Herbert W. Boyer.

Teknologi rekombinan DNA kemudian mulai dikomersialisasi, perusahaan perusahaan awal mulai memproduksi substansi yang direkayasa secara genetis umumnya untuk kepentingan medis dan lingkungan. Rangkaian kejadian itulah yang kemudian mendorong majunya bioteknologi.

Terdapat banyak kejadian lain yang penting dalam perkembangan bioteknologi yang sayangnya tak dapat dijelaskan satu persatu.

Penerapan Bioteknologi

Berikut adalah contoh lain penerapan bioteknologi pada berbagai bidang

Bidang

Penerapan

Nama Organisme

Bidang pangan

Merubah kacang kedelai menjadi tempe

Rhizopus sp.

Pembuatan keju dan yogurt dari susu

Lactobacillus bulgaricus

Pertanian

Pengeditan gen pada padi untuk memberi ketahanan pada hama

Oryza sativa

Kultur jaringan untuk memperbanyak tumbuhan

Beragam

Peternakan

Inseminasi buatan pada hewan ternak

Beragam

Kloning

Beragam, contoh: Domba

Industri

Menghasilkan bioenergi dari beragam sumber

Beragam

Memisahkan bijih logam dari bebatuan

Thiobacillus ferrooxidans

Kesehatan

Produksi enzim, insulin, vitamin, dan sebagarinya untuk digunakan dalam bidang kesehatan

Beragam

Pemanfaatan sel punca

Beragam

Melacak sumber penyebaran virus atau penyakit yang menyebabkan pandemi

Beragam, contoh: pelacakan virus SARS dari luwak dengan menggunakan sekuensing.

DNA Rekombinan

Tulang punggung dari bioteknologi molekular adalah teknologi DNA rekombinan, esensi dari teknologi ini adalah penggabungan dari dua molekul DNA dari dua individu berbeda secara terarah dalam usaha mendapatkan individu dengan kualitas tertentu. Proses rekombinasi DNA sebenarnya dapat terjadi secara alami di alam saat indukan melakukan perkawinan karena adanya pindah silang, namun hasil yang didapatkan tidak akan tertebak.

Teknologi ini melibatkan langkah yang rumit namun dapat menghasilkan individu yang memiliki banyak sifat yang diinginkan tanpa melalui proses pemuliaan tanaman melalui pengawinan dan seleksi yang lama dan boros. Teknologi ini kemudian menghasilkan genetically modified organism.

Teknologi ini memungkinkan perkembangan pesat di bidang pertanian dan peternakan. Selain itu juga dibidang kesehatan dengan menyisipkan gen penghasil antibiotik dan hormon pada mikroba sehingga antibiotik dan hormon dapat diproduksi lebih cepat dan dapat mengurangi harga produksi.

Penggambaran proses modifikasi genetika bakteri
Gambar 2 Penggambaran proses modifikasi genetika bakteri

Kelemahan dan masa depan bioteknologi

Terdapat kelemahan dari bioteknologi, pengeditan genetika pada tanaman dapat menyebabkan resistansi pada insektisida dan pestisida. Organisme yang telah mengalami perubahan genetika juga bisa saja mengganggu keseimbangan ekosistem dan ada pula kemungkinan individu target memiliki imunitas yang menolak perubahan genetika, produksi protein/enzim yang merupakan alergen bagi manusia yang belum teridentifikasi.

Hal ini disebabkan rekayasa genetika adalah hal yang beresiko dan rentan menghasilkan produk yang tidak terduga. Organisme yang mengalami perubahan genetika haruslah melalui pengawasan kualitas yang menyeluruh agar tidak terjadi perubahan yang tidak diinginkan.

Rekayasa genetika harus dilakukan oleh orang yang sudah mumpuni dan memiliki pengalaman. Terlepas dari keamanan yang sebisa mungkin diperhatikan oleh pihak yang melakukan produksi, masih terdapat stigma buruk pada masyarakat, hal ini yang perlu dihindari, produk yang dari rekayasa genetika walaupun memiliki kemungkinan gagal, namun dengan sistem yang diterapkan, terdapat pengawasan ketat untuk menghindari pelepasan produk berbahaya pada masyarakat, sehingga kemungkinan terlepasnya produk beresiko sangatlah rendah.

Penolakan yang timbul dari masyarakat juga disebabkan oleh adanya pandangan moral yang kuat terhadap pelanggaran etika dan agama dalam melakukan perubahan pada individu di tingkat genetika. Pandangan moral ini bergantung pada tiap individu dan keyakinan masing-masing, sehingga sangat sulit diubah.

Kontroversi yang melekat ini tidak kemudian menjadikan bioteknologi sebagai cabang ilmu pengetahuan yang mati. Manfaat yang besar dan efektivitas yang didapatkan dari pemanfaatan biteknologi ini justru membuat bioteknologi memiliki masa depan yang cerah.

Bioteknologi yang diharapkan akan berkembang pesat dimasa depan seperti CRISPR yang umum digunakan dalam rekayasa genetika, penargetan mikrobiota usus untuk terapi, dan penggunaan teknologi komputasi untuk mencari pengobatan baru.

Contoh Soal Latihan

Apa pengertian bioteknologi?

Bioteknologi merupakan penerapan prinsip biologi, biokimia dan rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan makhluk hidup dan komponennya untuk menghasilkan barang/jasa.

Apa contoh bioteknologi konvensional dan modern?

Bioteknologi konvensional : Fermentasi tape dan roti, membuat tempe, yogurt, dan keju. Memanen metabolit alami dari mikroba seperti alkohol atau antibiotik.

Apa yang dimaksud dengan teknologi DNA rekombinan?

Teknologi yang penyisipan DNA dari individu satu ke individu lainnya dengan menggunakan suatu media agar tercapai tujuan akhir berupa produksi suatu bahan atau perbaikan kualitas bahan.

Daftar Pustaka

  • Renneberg R, Berkling V, Loroch V, Süßbier D. Biotechnology for Beginners, Second Edition. London(UK): Academic Press.
  • Sari DA, Hadiyanto. 2013. Proses produksi bioenergi berbasiskan bioteknologi. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 2(3): 108-113.
  • Sutarno. 2016. Rekayasa genetik dan perkembangan bioteknologi di bidang peternakan. Proceeding Biology Education Conference. 13(1):23-27.
  • Suwanto A. 1998. Bioteknologi molekular: mengoptimalkan manfaat keanekaan hayati melalui teknologi DNA rekombinan. Hayati. 5(1): 25-28.
  • The Editors of Encyclopaedia Britannica. 2020. Biotechnology. Retrieved from https://www.britannica.com/technology/biotechnology .
  • Tjandrawinata, Raymond R. 2016. Industri 4.0:Revolusi industri abad ini dan pengaruhya pada bidang kesehatan dan bioteknologi. Jurnal Medicinus. 29(1): 31-39
  • Yuwono T. 2019. Bioteknologi Pertanian. Yogyakarta(ID): UGM Press.

Baca juga :