Sejarah Biotek [PDF]

Citation preview

Aisyatur Robia/150341600791/PBIO/Offering A Resume Ke-2 Bioteknologi Perkembangan Bioteknologi dari Jaman Sebelum Masehi sampai dengan Jaman Modern 1. Sejarah Perkembangan Bioteknologi Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 yang mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakannya (Suwanto, 1998). Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa (Primose, 2003). Pemanfaatan mikroba untuk kepentingan manusia telah ada sejak zaman sebelum masehi. Hingga sekarang manusia telah mengalami tiga periode perkembangan bioteknologi, yaitu sebagai berikut. a. Periode bioteknologi tradisional (sebelum abad ke-15 M) Pada periode ini telah ada teknologi peternakan sapi perah dikembangkan di daerah Timur Tengah, Bangsa Mesir menggunakan yeast untuk membuat roti dan wine, ketika itu dengan aplikasi proses fermentasi, dihasilkan lebih dari 50 macam roti, masyarakat Cina membuat keju dan yoghurt dengan bakteri penghasil asam laktat (2500 SM). Pada 2000 SM masyarakat Mesir mempraktikkan pemuliaan hewan ternak, pada sapi dan angsa, untuk kebutuhan pangan bangsa Mesir, Bangsa Sumerian dan Babilonia membuat minuman bir dan keju hasil fermentasi menggunakan yeast. Pada 500 SM masyarakat Cina menggunakan bubur ekstrak kedelai yang sudah berjamur sebagai antibiotik untuk menyembuhkan borok. Pada 250 SM masyarakat Yunani mempraktikkan cara bercocok tanam dengan sistem rotasi untuk meningkatkan kesuburan tanah. Pada 100 SM masyarakat Cina menggunakan tepung tanaman bunga krisan sebagai insektisida. Pemanfaatan ganggang sebagai sumber makanan yang dilakukan oleh bangsa Aztek (1500 SM ). b. Periode bioteknologi ilmiah (abad ke-15 sampai ke-20 M) Periode ini ditandai dengan adanya beberapa peristiwa.  Tahun 1670 : usaha penambangan biji tembaga dengan bantuan mikroba di Rio Tinto, Spanyol.  Tahun 1686 : Penemuan mikrosop oleh Antony van Leeuwenhoek yang juga menjadi manusia pertama yang dapat melihat mikrob.  Tahun 1870 : Louis pasteur menemukan adanya mikrob dalam makanan dan minuman.  Tahun 1890 : alkohol dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar motor.  Tahun 1897 : penemuan enzim dari ekstrak ragi yang dapat mengubah gula menjadi alkohol oleh Eduard Buchner.  Tahun 1912 : pengelolahan limbah dengan menggunakan mikrob.



                        



Tahun 1915 : produksi aseton, butanol, dan gliserol dengan menggunakan bakteri. Tahun 1917 : Karl Ereky memperkenalkan istilah Bioteknologi Tahun 1928 : penemuan zat antibiotik penisilin oleh Alexander Fleming Tahun 1943 : Penisilin diproduksi dalam skala industri Tahun 1944 : Avery, MacLeod, McCarty mendemonstrasikan bahwa DNA adalah bahan genetik Tahun 1955 : Watson & Crick menentukan struktur DNA Tahun 1961 : Jurnal Biotechnology and Bioengineeringditetapkan Tahun 1961-1966 : Seluruh sandi genetik terungkapkan Tahun 1970 : Enzim restriksi endonuklease pertama kali diisolasi Tahun 1972 : Khorana dan kawan-kawan berhasil mensintesa secara kimiawi seluruh gen tRNA Tahun 1953 : penemuan struktur asam deoksiribo nukleat ( ADN ) oleh Crick dan Watson Tahun 1973 : Boyer dan Cohen memaparkan teknologi DNA rekombinan Tahun 1975 : Kohler dan Milstein menjabarkan produksi antibodi monoklonal Tahun 1976 : Perkembangan teknik-teknik untuk menentukan urutan DNA Tahun 1978 : Genetech menghasilkan insulin manusia dalam E.coli Tahun1980: US Supreme Court: Mikroba hasil manipulasi dapat dipatenkan Tahun 1981 : Untuk pertama kalinya automated DNA synthesizersdijual secara komersial Tahun 1981 : Untuk pertama kalinya kit diagnostik berdasar antibodi disetujui untuk dipakai di Amerika Serikat Tahun 1982 : Untuk pertama kalinya vaksin hewan hasil teknologi DNA rekombinan disetujui pemakaiannya di Eropa Tahun 1983 : Plasmid Ti hasil rekayasa genetik dipakai untuk transformasi tanaman Tahun 1988 : US Patent diberikan untuk mencit hasil rekayasa genetik sehingga rentan terhadap kanker (untuk penelitian tumor) Tahun 1988 : Metode Polymerase Chain Reaction dipubliikasi Tahun 1990 : USA: Telah disetujui percobaan Terapi gen sel somatik pada manusia Tahun 1994 : Produksi besar-besaran penisilin Tahun 1997 : Kloning hewan (domba Dolly) dari sel dewasa (sel kambing)



. c. Periode bioteknologi modern (abad ke-20 M sampai sekarang) Periode ini diawali dengan penemuan teknik rekayasa genetik pada tahun 1970-an. Era rekayasa genetik dimulai dengan penemuan enzim endonuklease restiksi oleh Dussoix dan Boyer. Dengan adanya enzim tersebut memungkinkan kita dapat memotong DNA pada posisi tertentu, mengisolasi gen dari kromosom suatu organisme, dan menyisipkan potongan DNA lain (teknik DNA rekombinan). Setelah penemuan enzim endonuklease restriksi, dilanjutkan dengan program bahan bakar alkohol dari brazil, teknologi hibridoma yang menghasilkan antibodi monoklonal (1976), serta diberikannya izin untuk memasarkan produk jamur yang dapat dikonsumsi manusia kepada Rank Hovis Mc. Dougall (1980).



Peran teknologi rekayasa genetik pada era ini semakin terasa dengan diizinkannya penggunaan insulin hasil percobaan rekayasa genetik untuk pengobatan penyakit diabetes di Amerika Serikat pada tahun 1982. Insulin buatan tersebut diproduksi oleh perusahaan Eli Lilly dan Company. Hingga saat ini penelitian dan penemuan yang berhubungan dengan rekayasa genetik terus dilakukan. Misalnya dihasilkan organisme transgenik penelitian genom makhluk hidup (Takayama, 2000).



Gambar 1. Gradien Bioteknologi (dimodifikasi dari Doyle dan Presley, 1996). Bioteknologi memiliki gradien perkembangan teknologi dimulai dari penerapan bioteknologi tradisional yang telah lama dan secara luas dimanfaatkan hingga teknik-teknik bioteknologi baru dan secara terus menerus berevolusi. Sebagai contoh, pemanfaatan biodecomposer. Biodecomposer dapat mempercepat proses pengomposan menjadi 2-3 minggu. Selain itu, sebagian mikroba bahan aktif biodecomposer yang masih tertinggal di dalam kompos juga berperan sebagai musuh alami penyakit jamur akar atau busuk pangkal batang. Aplikasi biofertilizer ke dalam tanah dapat meningkatkan aktivitas mikroba di dalam tanah, sehingga ketersediaan hara berlangsung optimum dan dosis pupuk konvensional dapat dikurangi tanmpa menimbulkan penurunan produksi tanaman dan tanah. Mikroba juga telah dimanfaatkan untuk mengendalikan hama dan penyakit tanaman. Aplikasi mikroba untuk biokontrol hama dan penyakit tanaman meliputi mikroba liar yang telah diseleksi maupun mikroba yang telah mengalami rekayasa genetika. Upaya untuk memperbaiki kondisi lingkungan yang terkena polusi herbisida tersebut telah dilakukan. Salah satu teknologi alternatif untuk tujuan tersebut adalah melalui bioremediasi. Bioremediasi didefinisikan sebagai proses penguraian limbah organik/anorganik polutan secara biologi dalam kondisi terkendali (Heru N, 2002). Berdasarkan hasil dari tiap penemuannya, biotegnologi dibedakan berdasarkan jenis warna. a. Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioeknologi di bidang medis. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin.



b. Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology) adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir/ragi. c. Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan. Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai “bioreaktor” untuk menghasilkan produk penting seperti ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen). 2. Macam produk dari perkembangan Bioteknologi Bioteknologi dapat digolongkan menjadi bioteknologi konvensional/tradisional dan modern. a. Bioteknologi konvensional Ciri-ciri bioteknologi konvensional; kurang steril, jumlah sedikit (terbatas), kualitas belum terjamin. Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan, seperti tempe, tape, oncom, dan kecap. Mikroorganism dapat mengubah bahan pangan. proses yang dibantu mikroorganisme, misalnya dengan fermentasi, hasilnya antara lain tempe, tape, kecap, dan sebagainya termasuk keju dan yoghurt. proses tersebut dianggap sebagai bioteknologi masalalu. ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim. Contoh: industri tempe, tape, anggur, yoghurt, dsb. b. Bioteknologi modern Ciri-ciri bioteknologi modern; steril, produksi dalam jumlah banyak (massal), kualitas standar dan terjamin. Selain itu, bioteknologi modern tidak terlepas dengan aplikasi metode-metode mutakhir bioteknologi (current methods of biotecnology) seperti: 1) Kultur jaringan merupakan suatu metode untuk memperbanyak jaringan/sel yang berasal atau yang didapat dari jaringan orisinal tumbuhan atau hewan setelah terlebih dahulu mengalami pemisahan (disagregasi) secara mekanis, atau kimiawi (enzimatis) secara in vitro (dalam tabung kaca). 2) Teknologi DNA rekombinan (recombinant DNA technology) adalah suatu metode untuk merekayasa genetik dengan cara menyisipkan (insert) gen yang dikehendaki ke dalam suatu organisme. Transgenik adalah suatu metode untuk. Rekayasa protein (protein engineering). 3) Hibridoma adalah suatu metode untuk menggabungkan dua macam sel eukariot dengan tujuan mendapatkan sel hibrid yang memiliki kemampuan kedua sel induknya. 4) Kloning adalah suatu metode untuk menghasilkan keturunan yang dikehendaki sama persis dengan induknya. 5) Polymerase chains reaction (PCR) merupakan metode yang sangat sensitif untuk mendeteksi dan menganalisis sekuen asam nukleat. RT-PCR untuk memperbanyak (amplifikasi) rantai RNA menjadi DNA; tissue/cells → extracted → RNA/mRNA → rT-PCR → copy DNA (cDNA).



6) Hibridisasi DNA adalah metode untuk menyeleksi sekuen DNA dengan menggunakan probes DNA untuk hibridisasi (pencangkokan) rantai DNA



3. Jenis Produk yang Dihasilkan dari Aplikasi Bioteknologi a. Aplikasi pada Bidang Pangan Bioteknologi memainkan peranan penting dalam bidang pangan yaitu dengan memproduksi makanan dengan bantuan mikroba (tempe,roti,keju,yoghurt,kecap,dll) , vitamin, dan enzim. b. Aplikasi pada bidang pertanian Adanya perbaikan sifat tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetik dengan bioteknologi melalui rekayasa genetika untuk memperoleh varietas unggul, produksi tinggi, tahan hama, patogen, dan herbisida. Dalam bidang pertanian telah dapat dibentuk tanaman dengan memanfaatkan mikroorganisme dalam fiksasi nitogen yang dapat membuat pupuknya sendiri sehingga dapat menguntungkan pada petani. Demikian pula terciptanya tanaman yang tahan terhadap tanah gersang. Mikroba yang direkayasa secara genetik dapat meningkatkan hasil panen pertanian. Demikian juga dalam cara lain, seperti meningkatkan kapasitas mengikat nitrogen dari bakteri Rhizobium. Keturunan bakteri yang telah disempurnakan atau diperbaiki dapat meningkatkan hasil panen kacang kedelai sampai 50%. Rekayasa genetik lain mencoba mengembangkan turunan dari bacteri Azetobacter yang melekat pada akar tumbuh bukan tumbuhan kacang-kacangan (seperti jagung) dan mengembangbiakan, membebaskan tumbuhan jagung dari ketergantungan pada kebutuhan pupuk amonia (pupuk buatan). Hama tanaman merupakan salah satu kendala besar dalam budidaya tanaman pertanian. Untuk mengatasinya, selama ini digunakan pestisida. Namun ternyata pestisida banyak menimbulkan berbagai dampak negatif, antara lain matinya organisme nontarget, keracunan bagi hewan dan manusia, serta pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, perlu dicari terobosan untuk mengatasi masalah, tersebut dengan cara yang lebih aman. Kita mengetahui bahwa mikroorganisme yang terdapat di alam sangat banyak, dan setiap jenis mikroorganisme tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda. Dari sekian banyak jenis mikroorganisme, ada suatu kelompok yang bersifat patogenik (dapat menyebabkan penyakit) pada hama tertentu, namun tidak menimbulkan penyakit bagi makhluk hidup lain. Contoh mikroorganisme tersebut adalah bakteri Bacillus thuringiensis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Bacillus thuringiensis mampu menghasilkan suatu protein yang bersifat toksik bagi serangga, terutama seranggga dari ordo Lepidoptera. Protein ini bersifat mudah larut dan aktif menjadi menjadi toksik, terutama setelah masuk ke dalam saluran pencemaan serangga. Bacillus thuringiensis mudah dikembangbiakkan dan dapat dimanfaatkan sebagai biopestisida pembasmi hama tanaman. Pemakaian biopestisida ini diharapkan dapat mengurangi dampak negatif yang timbul dari pemakaian pestisida kimia. Aplikasi bioteknologi untuk pertanian menawarkan berbagai keuntungan. Perbaikan sifat



tanaman dapat dilakukan dengan teknik modifikasi genetik dengan bioteknologi melalui rekayasa genetika. Keuntungan potensial bioteknologi pertanian antara lain: 1. potensi hasil panen yang lebih tinggi, 2. mengurangi penggunaan pupuk dan pestisida, 3. toleran terhadap cekaman lingkungan, 4. pemanfaatan lahan marjinal, 5. identifikasi dan eliminasi penyakit di dalam makanan ternak, 6. kualitas makanan dan gizi yang lebih baik, dan perbaikan defisiensi mikronutrien, 7. peningkatan kualitas bahan tanam melalui bioteknologi berdasarkan pada empat kategori peningkatan: peningkatan kualitas pangan, resistensi terhadap hama atau penyakit, toleransi terhadap stress lingkungan, dan manajemen budidaya. c. Aplikasi pada bidang peternakan dan perikanan Penerapan bioteknologi pada peternakan contohnya adalah hewan transgenik dan hormon bovin somatotropin. Hewan transgenik merupakan hewan yang diberi perlakuan rekayasa genetika. Pada hewan-hewan tersebut disisipkan gen-gen tertentu yang dibutuhkan manusia. Sebagai contoh adalah domba transgenik. DNA domba tersebut telah disisipi dengan gen manusia yang disebut dengan faktor VII (merupakan protein pembeku darah). Dengan adanya penyisipan tersebut domba mneghasilkan susu yang mengandung faktor VIII yang dapat dimurnikan untuk menolong penderita hemofilia. Rekayasa genetika pada hewan juga dapat membantu melestarikan spesies langka. Sebagai contoh sel telur zebra yang sudah dibuahi lalu ditanam pada kuda spesies lain. Spesies lain yang dipinjam rahimnya disebut Surrogate. Anak zebra akan lahir dari kuda Surrogate. Aplikasi bioteknologi dalam bidang peternakan menawarkan berbagai keuntungan antara lain: 1. Meningkatkan produksi peternakan. 2. Meningkatkan efisiensi dan kualitas pakan seperti manipulasi mikroba rumen. 3. Menghasilkan embrio yang banyak dalam satu kali siklus reproduksi. 4. Menciptakan jenis ternak unggul. Dalam bidang perikanan, kebutuhan adanya penerapan teknologi sangat dinantikan, mengingat adanya penangkapan ikan yang melebihi potensi lestari (over fishing), banyaknya terumbu karang yang rusak dan dengan adanya peningkatan konsumsi ikan. Penelitian bioteknologi dalam bidang perikanan, diutamakan pada tiga kelompok, yaitu akuakultur, pemanfaatan produksi alam, dan prosesing bahan makanan yang bernilai ekonomi tinggi. Pengembangan bioteknologi dibidang akuakultur meliputi seleksi, hibridasi, rekayasa kromosom, dan pendekatan biologi molekuler seperti transgenik sangat dibutuhkan untuk menyediakan benih dan induk ikan. Pada akuakultur, program peningkatan sistem kekebalan ikan telah dilakukan dengan menggunakan vaksin, imunostimulan, probiotik, dan bioremediasi. Vaksin dapat memacu produksi antibiotik spesifik dan hanya efektif untuk mencegah satu patogen tertentu. Imunostimulan merupakan teknik meningkatkan kekebalan yang non spesifik, misalnya lipopolysaccharide dan Bglucan yang telah diterapkan untuk ikan dan udang di Indonesia. Sedangkan probiotik diaplikasikan pada pakan atau dalam lingkungan perairan budidaya sebagai penyeimbang mikroba dalam pencernaan dan lingkungan perairan.



Pada tahun 1980 penelitian transgenik pada ikan telah dimulai dengan mengintroduksi gen tertentu kepada organisme hidup lainnya serta mengamati fungsinya secara in vitro. Dalam teknik ini, gen asing hasil isolasi diinjeksi secara makro ke dalam telur untuk memproduksi galur ikan yang mengandung gen asing tersebut. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan ikan transgenik, yaitu: 1) isolasi gen (clone DNA) yang akan diinjeksi pada telur, 2) identifikasi gen pada anak ikan yang telah mendapatkan injeksi gen asing tadi, dan 3) keragaman dari turunan ikan yang diinjeksi gen asing tersebut. d. Aplikasi pada bidang kesehatan dan pengobatan Aplikasi bioteknologi dalam bidang kesehatan dan pengobatan telah mandatangkan manfaat antara lain: 1) Para ilmuwan mengatakan mereka menemukan gen yang dapat digunakan untuk mengembangkan pil kontrasepsi baru bagi pria. Mereka mengubah kode genetika pada tikus untuk melihat apakah binatang ini menjadi mandul. Mereka kemudian meneliti mutasi yang menyebabkan kemandulan, yang membuka jalan ditemukannya Katnal1. (PLoS Genetics, 2012; 8) 2) Menurut para ilmuwan University of California – Irvine, persilangan antar nyamuk akan menghalangi terjadinya infeksi parasit malaria pada manusia. Penemuan ini merupakan pendekatan yang menarik untuk membantu mengatasi salah satu masalah yang paling mendesak di dunia kesehatan masyarakat yaitu penyakit malaria. 3) Memproduksi obat-obatan terhadap penyakit infeksi (antibiotik) seperti penisilin, streptomysin. Obat-obatan yang berbasis molekul biologis besar atau biasa disebut obat biologis, telah diproduksi di dalam sel binatang, yeast (ragi) dan bakteri melalui rekayasa genetika selama lebih dari dua dekade. Insulin merupakan salah satu produk obat biologis yang dibuat melalui bakteri Escherichia coli yang dimodifikasi secara genetik.



Teknologi yang dikembangkan oleh perusahaan biotek Protalix Biotherapeutics telah memungkinkan untuk memproduksi obat di dalam sel tanaman (Credit: PROTALIX BIOTHERAPEUTICS) Selain itu juga para ilmuwan melaporkan adanya cara baru yang lebih baik untuk mengobati penyakit, yaitu dengan menggunakan “minute capsules atau kapsul menit”. Kapsul menit tidak mengandung obat-obatan, tetapi berisi DNA dan “mesin” biologi lainnya yang akan membuat obat di dalam tubuh.



4) Memproduksi vaksin untuk pencegahan jenis penyakit tertentu sesuai dengan jenis vaksinnya seperti polio, cacar, hepatitis-B, TBC dsb. Selain pada manusia, vaksin juga digunakan untuk melindungi ternak (ayam, sapi, dsb) dari serangan berbagai penyakit menular. 5) Memproduksi zat kebal antibodi untuk diagnosis penyakit, penelitian dan terapi antibodi monoklonal. 6) Untuk terapi gen misalnya untuk terapi penyakit genetis (bawaan). 7) Untuk memproduksi hormone insulin untuk terapi penderita kencing manis. 8) Untuk terapi gen; Sel somatis (somatic gene therapy); sel darah atau otot, terapi penyakit genetis (bawaan). Sel embrional (Germ line gene therapy). 9) Untuk menumbuhkan cangkok tulang. Peneliti dari laboratorium The New York Stem Cell Foundation (NYSCF) menunjukkan bahwa sel punca (stem cell) embrio manusia dapat digunakan untuk menumbuhkan cangkok jaringan tulang.



Sebuah langkah signifikan dalam menggunakan sel induk pluripoten untuk memperbaiki dan mengganti jaringan tulang pada pasien (Foto: Marco Desscouleurs / Fotolia) e. Aplikasi pada bidang lingkungan Aplikasi bioteknologi dalam bidang lingkungan antara lain: 1. Untuk pengolahan limbah. Pengolahan air limbah dengan bioteknologi pengolahan limbah menjadi lebih terkontrol dan efektif. Pemrosesan air limbah oleh pabrik bertujuan untuk menghilangkan zat pencemar, baik pencemar biologis maupun kimiawi yang mungkin membahayakan manusia atau lingkungan. 2. Pelestarian plasma nutfah. Contohnya nanoflowers lebih efektif digunakan untuk mendeteksi polutan beracun dalam aliran limbah pabrik daripada teknik yang digunakan saat ini. Kelopak tersebut melakukan dua fungsi penting. Pertama, berfungsi menstabilkan protein sehingga terhindar dari kerusakan. Kedua, jika protein tersebut memiliki sifat katalitik (mempercepat suatu reaksi kimia), lalu nanoflower



membungkus protein tersebut, hal ini akan meningkatkan efektifitas katalis protein tersebut.



Nanoflowers (Jen Gu et al., 2012/Nature Nanotechnology) f. Aplikasi Pada Bidang Hukum Teknologi DNA menawarkan aplikasi bagi kepentingan forensik. Pada kriminalitas dengan kekerasan, darah atau jaringan lain dalam jumlah kecil dapat tertinggal di tempat kejadian perkara. Jika ada perkosaan, air mani dalam jumlah kecil dapat ditemukan dalam tubuh korban. Melalui pengujian sidik jari DNA (DNA finngerprint) dapat diidentifikasi pelaku dengan derajat kepastian yang tinggi karena urutan DNA setiap orang itu unik (kecuali untuk kembar identik). Sampel darah atau jaringan lain yang dibutuhkan dalam tes DNA sangat sedikit (kira-kira 1000 sel). DNA fingerprint merupakan satu langkah lebih maju dalam proses pengungkapan kejahatan di Indonesia. Keakuaratan hasil yang hampir mencapai 100% menjadikan metode DNA fingerprint selangkah lebih maju dibandingkan dengan proses biometri yang telah lama digunakan kepolisian untuk identifikasi. 3. Dampak perkembangan bioteknologi a. Dampak Positif Bioteknologi 1) Keanekaragaman hayati merupakan modal utama sumber gen untuk keperluan rekayasa genetik dalam perkembangan dan perkembangan industri bioteknologi. Baik donor maupun penerima (resipien) gen dapat terdiri atas virus, bakteri, jamur, lumut, tumbuhan, hewan, juga manusia. Pemilihan donor/resipien gen bergantung pada jenis produk yang dikehendaki dan nilai ekonomis suatu produk yang dapat dikembangkan menjadi komoditis bisnis (Yalow, 2000). 2) Meningkatnya sifat resistensi tanaman terhadap hama dan penyakit tanaman, misalnya tanaman transgenik kebal hama. 3) Meningkatnya produk-produk (baik kualitas maupun kuantitas) pertanian, perkebunan, peternakan maupun perikanan. Dengan temuan bibit unggul. Contohnya domba transgenik pertama di dunia diproduksi dengan teknik sederhana dengan menggunakan kloning buatan tangan, domba tersebut berhasil lahir di Xinjiang daerah Otonomi Uygur, Cina.



Domba Peng Peng yang dikloning dengan teknik Handmade Cloning (HMC) (Foto : Image courtesy of BGI Shenzhen) 4) Meningkatnya nilai tambah bahan makanan. Pengolahan bahan makanan tertentu, seperti air susu menjadi yoghurt, mentega, keju. Contohnya Ilmuwan menciptakan genetically modified (GM) atau rekayasa genetika pada sapi untuk menghasilkan susu berkualitas tinggi. Para peneliti juga meyakini bahwa susu yang dihasilkan sapi GM mengandung konsentrasi kalsium tingkat tinggi ketimbang susu sapi biasa.



5) Membantu proses pemurnian logam dari bijinya pada pertambangan logam (biohidrometalurgi). Contohnya seorang profesor di bidang seni elektronik dan intermedia, menemukan sebuah bakteri bernama Cupriavidus metallidurans yang bersifat toleran terhadap logam dan dapat tumbuh pada konsentrasi gold chloride/klorida emas (emas cair, suatu senyawa kimia beracun yang ditemukan di alam) yang tinggi. Kemampuan ini merupakan kunci untuk menciptakan 24 karat emas (Science Daily). Sebuah bioreaktor yang menggunakan bakteri untuk mengubah emas cair menjadi emas 24 karat. (Credit: Photo by G.L. Kohuth) Contoh lain, para peneliti di University of Leeds telah menggunakan jenis bakteri yang ’memakan’ besi untuk membuat medan magnet. Bakteri tersebut mencerna besi kemudian menciptakan menciptakan medan magnet kecil dalam dirinya sendiri.



Bakteri penghasil magnet dapat digunakan untuk membuat komputer di masa depan dengan kapasitas hard drive yang lebih besar dan koneksi yang lebih cepat cepat. (Foto: phys.org)



6) Membantu manusia mengatasi masalah-masalah pencemaran lingkungan. Seperti: bakteri pemakan plastik dan parafin, bakteri penghasil bahan plastik biodegradable. 7) Membantu manusia mengatasi masalah sumber daya energi. Misalnya: bioethanol, biogas. 8) Membantu dunia kedokteran dan medis mengatasi penyakit-penyakit tertentu. 9) Mengatasi masalah pelestarian species langka dan hampir punah. Dengan teknologi transplantasi nukleus, hewan / tumbuhan langka bisa dilestarikan. b. Dampak Negatif Bioteknologi Bioteknologi mengandung resiko akan dampak negatif. Timbulnya dampak yang merugikan terhadap keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya aliran gen ketanaman sekarabat atau kerabat dekat. Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan produk gen asing, seperti gen cry dari Bacillus thuringiensis maupun Bacillus sphaeericus dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh manusia. Perlu dicermati pula bahwa insersi (penyisipan) gen asing ke genom inang dapat menimbulkan interaksi antar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi (Shupnik, 2000). 1) Di bidang etika/ moral. Ada masyarakat yang menganggap bahwa menyisipkan gen suatu mahluk hidup ke mahluk hidup lain bertentangan dengan nilai budaya dan melanggar hukum alam. Misalnya kerusakan tatanan sosial masyarakat, ketika cloning pada manusia tidak terkendali. menimbulkan pertentangan berkepanjangan antara tokoh ilmuwan bioteknologi dengan tokoh-tokoh kemanusiaan dan agama. 2) Di bidang sosial ekonomi, menimbulkan kesenjangan antara negara/ perusahaan yang memanfaatkan bioteknologi dengan yang belum memanfaatkan bioteknologi. Persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi. Persaingan tersebut dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju. Misalnya, sangat terasa dalam produk pertanian transgenik yang sangat merugikan bagi agraris berkembang. Hak paten yang dimiliki produsen organisme transgenik juga semakin menambah dominasi negara maju (tersingkirnya berbagai plasma nutfah alami/lokal. Flora dan fauna lokal "terdesak" oleh kehadiran flora dan fauna transgenik). 3) Di bidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan produk gen asing seperti gen cry dari Bacillus thuringiensis maupun Bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi



alergi pada tubuh manusia, perlu di cermati pula bahwa insersi (penyisipan) gen asing ke genom inang dapat menimbulkan interaksi antar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi serta munculnya penyakitpenyakit baru dan kerentanan terhadap penyakit akibat pemanfaatan tanaman / hewan transgenik. Dampak terhadap kesehatan Produk-produk hasil rekayasa genetika memiliki resiko potensial sebagai berikut:  Gen sintetik dan produk gen baru yang berevolusi dapat menjadi racun dan atau imunogenik untuk manusia dan hewan.  Rekayasa genetik tidak terkontrol dan tidak pasti, genom bermutasi dan bergabung, adanya kelainan bentuk generasi karena racun atau imunogenik, yang disebabkan tidak stabilnya DNA rekayasa genetik.  Virus di dalam sekumpulan genom yang menyebabkan penyakit mungkin diaktifkan oleh rekayasa genetik.  Penyebaran gen tahan antibiotik pada patogen oleh transfer gen horizontal, membuat tidak menghilangkan infeksi.  Meningkatkan transfer gen horizontal dan rekombinasi, jalur utama penyebab penyakit.  DNA rekayasa genetik dibentuk untuk menyerang genom dan kekuatan sebagai promoter sintetik yang dapat mengakibatkan kanker dengan pengaktifan oncogen (materi dasar sel-sel kanker).  Tanaman rekayasa genetik tahan herbisida mengakumulasikan herbisida dan meningkatkan residu herbisida sehingga meracuni manusia dan binatang seperti pada tanaman. Pertanyaan 1. Mengapa Bioteknologi dalam bidak pertanian itu penting? Jawab: Bioteknologi penting dalam bidang pertanian karena dapat meningkatkan produksi pangan misalnya dengan menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi dan tanaman semusim sehingga dapat memenuhi kebutuhan pangan masyarakat, meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenik antara lain kapas, jagung, dll., mempercepat swasembada jagung. Jagung yang dihasilkan mempunyai kualitas yang lebih baik dan kebal terhadap hama. 2. Jika dilihat dari gradien bioteknologi semakin maju zaman teknik bioteknologi yang digunakan semakin bervariasi, mengapa semakin efisien bioteknologi biaya yang digunakan semakin tinggi? Jawab: Hal tersebut dikarenakan pada bioteknologi konvensional masih menggunakan teknik yang sederhana menggunakan mikroba secara langsung dan pruduksinya masih dalam sekala kecil. Sedangkan bioteknologi modern banyak menggunkan alat-alat yang canggih danmahal serta teknik yang digunakan sangat rumit, dan produksi sudah dalam sekala besar.



Daftar Pustaka Nurcahyo, Heru. 2002. Strategi Pengembangan Sumber Daya Manusia Berorientasi pada Penguasaan Bioteknologi. Cakrawala Pendidikan. Edisi Khusus Dies Mei , 2002. Primrose, S.B. 2003. Modern Biotechnology. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Shupnik, M.A. 2000. Introduction to Molecular Biology. In: Fauser, B.C.J.M., Rutherford, A.J., Strauss, III., J.F., and Van Steirteghem, A. (eds.) Molecular Biology in Reproductive Medicine. The Parthenon Publishing Group. Suwanto, A. 1998. Bioteknologi Molekuler: Mengoptimalkan Manfaat Keanekaan Hayati Melalui Teknologi DNA Rekombinan. Jurnal Hayati. 5 (1): 25-28. Takayama, K., Fukaya, T., Sasano, H., Funayama, Y., Suzuki, T., Takaya, R., Wada, Y., and Yajima, A. 2000. Immunohistochemical Study of Steroidogenesis and Cell Proliferation in Polycystic Ovarian Syndrome. Hum. Reprod. Vol. 11, No.7. pp.: 1387-92. Yalow, R.S. 2000. Radioimmunoassay of Hormones. In: Wilson, J.D., & Foster, D.W. (eds.) Williams Textbook of Endocrinology. 8th.ed. W.B. Saunders Company.