Bioteknologi

Bioteknologiadalah 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.[1]Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari padabiologisemata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, sepertibiokimia,komputer,biologi molekular,mikrobiologi,genetika,kimia,matematika, dan lain sebagainya.[1]Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam prosesproduksi barang dan jasa.Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidangteknologi panganadalah pembuatanbir,roti, maupunkejuyang sudah dikenal sejak abad ke-19,pemuliaan tanamanuntuk menghasilkanvarietas-varietas baru di bidangpertanian, sertapemuliaan dan reproduksi hewan.[2]Di bidangmedis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuanvaksin,antibiotik, daninsulinwalaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat prosesfermentasiyang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuanbioreaktorolehLouis Pasteur.[1]Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan iniditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisalrekayasa genetika,kultur jaringan,DNA rekombinan, pengembangbiakansel induk,kloning, dan lain-lain.[3]Teknologi ini memungkinkankita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, sepertikankerataupunAIDS.[4]Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderitastrokeataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh sepertisediakala.[4]Di bidangpangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zatgiziyang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hamamaupun tekanan lingkungan.[5]Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai padapelestarianlingkungan hidupdaripolusi. Sebagai contoh, pada penguraianminyak bumiyang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.[2]Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembanganteknologinya. Sebagai contoh, teknologikloningdanrekayasa genetikaterhadap 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.[2]Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain[2]:*.Jagungresistenhama serangga*.Kapas resisten hama serangga*.Pepaya resistenvirus*.Enzim pemacu produksi susu pada sapi*.Padi mengandung vitamin A*.Pisang mengandung vaksin hepatitisGaris waktu bioteknologiPeragianmerupakan model aplikasi awal dari bioteknologi*.8000 SM Pengumpulanbenihuntuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsaBabilonia,Mesir, danRomawimelakukan praktikpengembangbiakan selektif(seleksi artifisal)untuk meningkatkan kualitasternak.*.6000 SM Pembuatanbir,fermentasianggur, membuatroti, membuat tempe dengan bantuanragi.*.4000 SM Bangsa Tionghoa membuatyogurtdankejudengan bakteriasam laktat.*.1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia.*.1665 Penemuan sel olehRobert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.[6]*.1800Nikolai I. Vavilovmenciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan.*.1880Mikroorganisme ditemukan.*.1856Gregor Mendelmengawali genetika tumbuhanrekombinan.[7]*.1865Gregor Mendelmenemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.[8]*.1919Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi.*.1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen.*.1975 Metode produksiantibodi monoklonaldikembangkan oleh Kohler dan Milstein.*.1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar.[9]*.1980Bioteknologi modern dicirikan olehteknologi DNA rekombinan. Modelprokariot-nya,E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia).*.1992FDA menyetujui makanan GM pertama dariCalgene: tomat "flavor saver" (Flavr Savr).*.2003PerampunganHuman Genome ProjectJenisBioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:[10]Bir, salah satu produk bioteknologi putih konvensional.*.Bioteknologi merah (red biotechnology)adalah cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang medis.[10]Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatanmanusia, mulai dari tahappreventif, 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.[10]*.Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology)adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri seperti pengembangandan produksi senyawa baru serta pembuatan sumberenergiterbarukan.[10]Dengan memanipulasi mikroorganisme sepertibakteridankhamiratauragi, enzim-enzim dan organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.[10]*.Bioteknologi hijau (green biotechnology)mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan.[10]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).[10]*.Bioteknologi biru (blue biotechnology)disebut juga bioteknologi akuatik atau perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik.[10]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 yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu singkat.[11][12]Rekayasa genetikaRekayasa genetikaadalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum, rekayasa genetika melakukan modifikasi pada mahluk hidup melalui transfer gen dari suatu organisme ke organisme lain. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi[2]:1.Isolasi gen2.Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik3.Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru4.Membentuk produk organisme transgenikProsedur pembentukan organismetransgenicada dua, yaitu:1.Melalui proses introduksi gen2.Melalui proses mutagenesisProses introduksi genBeberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah[2]:1.Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik2.Mentransf