Pengertian Biotekhnologi

Pengertian

Bioteknologi adalah penggunaan biosains dan teknologi untuk menghasilkan barang dan jasa .Biosains merupakan ilmu yang mendasari bioteknologi itu.

Bidang – bidang dalam biosains yang mendasari bioteknologi:

·         Mikrobiologi

·         Fisiologi

·         Biokimia

·         Biologi molekuler

·         Genetika molekuler

Bidang – bidang dalam bioteknologi antara lain :

§  Teknologi fermentasi

§  Teknik kultur jaringan

§  Rekayasa genetika

§  Antibody monoclonal

§  Teknologi pengolahan limbah

§  Teknologi pemurnian logam, dll

 Sejarah perkembangan bioteknologi dapat dibagi menjadi ;

1.      Bioteknologi makanan dan minuman tradisional

Teknologi pembuatan minuman seperti  bir sudah ada sejak tahun 6000 SM  yang dilakukan oleh seorang somaria & dan babilon dan teknologi pembuatan makanan menggunakan ragi oleh seorang mesir seatan jak tahun 600 SM .

2.      Bioteknologi pada kondisi tidak steril

Akhir abad 19 teknologi pada industry fermentasi yang masih terbuka ( tidak steril),teknologi tersebut sudah dapat menghasilkan bahan kimia seprti etanol, asam esatat,aseton ,dll.

3.      Bioteknologi pada kondisi steril

Pada tahun 1940-an telah dimulai teknologi fermentasi yang rumit dengan menggunakan bioreactor yang dapat memungkinkan pengaturan proses lebih baik.Teknologi tersebut berlangsung lebih efisien.Bahan yang telah dihasilkan antara lain antibiotic ,asam amino,enzim ,vaksin dll.

4.      Bioteknologi baru harapan mendatang

Sekarang kemajuan bioteknologi menyebabkan peningkatan efisiensi produksi dan ekonomis yang memberikan harapan pada bidang :

ü  Rekayasa genetika

ü  Kultur jaringan

ü  Imobilisasi enzim

ü  Pembuatan antibody monoclonal

ü  Penginderaan dengan  bantuan molekul biologi

ü  Penggunaan computer pada reactor dalam proses fermentasi

ü  Dll.

Rekayasa genetika

Rekayasa genetika yang di kenal dengan teknik rekombinan DNA adalah merupakan teknik penyusunan kembali ke molekul DNA dengan cara enzimatik yang memiliki ciri pada susunan DNA rekombinan paling sedikit ada 2 penggaran [fragmen] ADN  yang berbeda.

Dalam rekayasa genetika melibatkan hal-hal sebagai berikut ;

A.    DNA target / yang disisipkan

Adalah DNA yang akan disisipkan pada DNA pembawa (fektor).DNA ini akan kita manfaatkan hasil sintesisnya,misalnya DNA yang diambil dari sel beta pancreas yang akan diproduksi sintesisnya berupa hormone insulin digunakanuntuk pengobatan kencing manis .

B.     Vector

Adalah DNA yang membawa ADN target yang berfungsi seperti kendaraan . Vektor tersebut antara lain plasmid,kosmid,dll

C.     Enzim restriksi

Adalah enzim yang memotong/ menggunting molekul DNA. Enzim ini memotong pada tempat tertentu pada DNA ,ujung potongannya dapat berupa ujung lengket (sticky end) atau ujung tumpul (blunt end),tergantung macam enzim restriksinya.

D.    Enzim ligase

E.     Adalah enzim yang berfungsi menyambungkan molekul DNA biasanya yang disambung adalah molekul DNA yang disisipkan dengan molekul ADN vector .

F.      Sel inang /host

Adalah sel tempat ADN dapat tumbuh dan berkembang sehingga ADN yang disisipkan mensintesis produknya.

Tahapan cara dalam rekayasa genetika

Ø  Pemotongan DNA

DNA target yang akan disisipkan dan DNA vector dipotong dengan enzim restriksi tertentu sesuai kebutuhan sehingga dihasilkan didapatkan DNA vector yang terbuka dan potongan DNA target .

Biasanya dipotong dengan enzim restriksi yang sama sehingga mudah disambungkan.

Ø  Annealing

DNA target dan DNA vector dicampurkan dan ditambahkan  enzim ligase sehingga DNA target dapat menyisipkan/tersambung pada DNA vector.

Ø  Seleksi

Untuk mengetahui DNA target sudah menyisip pada DNA vector diseleksi dengan cara tertentu sehingga benar terjadi DNA rekombinan .

Ø  Transformasi

DNA rekombinan ditransformasikan kedalam sel inang/sel host sehingga diharapkan DNA target berekspresi dan produksinya dapat dipanen .

Teknologi fermentasi

Fermentasi adalah proses pengolahan bahan baku dengan menggunakan mikroorganisme sehingga dihasilkan produk berupa makanan ,minuman,obat-obatan ,dll.

Proses teknologi fermentasi tersebut dapat digambarkan seperti diagram berikut

Penjelasan diagram diatas ;

o   Pengolahan bahan baku

Bahan baku yang akan difermentasikan diolah lebih dahulu sehingga menjadi substrat misalnya dengan cara menghaluskannya jika dalam bentuk padat atau mengatur pH,penambahan air,pengaturan senyawa makro-mikro.

o   Sterilisasi

Bahan substrat disterilkan lebih dahulu agar tidak terganggu oleh mikroorganisme lain yang dapat mengganggu proses.

o   Proses fermentasi

Proses fermentasi biasanya dilakukan dalam suatu tabung tertutup yang dapat diatur pengocokannya ,pengudaraannya,suhu optimumnya,dll yang disebut bioreactor,awal fermentasi ke dalam bioreactor ditambahkan ragi/mikroorganisme yang dibutuhkan .

o   Pemisahan hasil

Pada tahap ini jika proses fermentasi sudah selesai maka dipisahkan antara produk dan residu ,dengan cara filtrasi atu cara lainnya.

o   Pengolahan hasil

Produk yang dihasilkan dapat diolah lebih lanjut ,misalnya dengan menambahkan aroma atau warna sehingga dapat lebih menarik.

o   Produk akhir

Hasil akhir dari suatu produk telah dapat dipasarkan dengan control kualitas .

Beberapa contoh fermentasi pada substrat padat

Contoh	Substrat	Mikroorganisme yang terlibat
kecap	Kacang kedele	Aspergillus wentti
Produksi jamur	Jerami,rabuk	Agaricus bisporus Valvariella volvaceae(jamur merang) Lentinus edodes
tempe	Kacang kedele	Rhizopus sp
Oncom	Kacang tanah	Neurospora sitophila
Keju	Dadih susu	Penicillium requafortii
Enzim-enzim	Sekam gandum	Aspergillus niger
Pencucian logam	Bijih logam mutu rengah	Thiobacillus sp
Asam-asam organic	Gula ,tebu ,molase	Aspergillus niger
Pengomposan	Bahan organic campuran	Jamur,bakteri,dll
Pengolohan limbah	Komponen limbah	Jamur ,bakteri, protozoa

Produk fermentasi menurut sector  industry

No	Sector	Produk
1	Kimia	Etanol,aseton,butanol,asam sitrat,enzim,wangi-wangian,polisakarida,antibiotic,pemanfaatan logam,dll
2	Farmasi	Bahan untuk diagnose ,enzim antibody monoclonal,vaksin,dll
3	energi	Etanol(gasohol),metan (bio gas)biomassa
4	Pangan	Produk susu ;yoghurt,produk ikan & daging ,minuman (alcohol)ragi roti,bahan aditif(penambah)seprti pewarna,cita rasa,kecap,tempe,jamur,asam amino,vitamin,sirop,fruktosa,dll

Teknologi hibrimoda

Teknologi hibridoma adalah teknik penggabungan 2 jaringan yang bertebeda untuk menghasilkan suatu produk tertentu seprti hormon ,antibody,dll.Pada teknologi ini misalnya dilebur antara sel kanker dengan sel penghasil antibody.penggunaan sel kanker karena sel ini sangat aktif membelah sehingga jika terjadi peleburan atau fusi dengan sel lain diharapkan sel hybrid tersebut dapat dikembangbiakan untuk membentuk bertriliun-triliun sel sehingga didapatkan produk yang diinginkan .

Contoh hasil teknologi hidridoma

Zat yang dihasilkan	fungsinya
o   Hormone pertumbuhan	o   Untuk mengobati kekerdilan
o   Antibody monoclonal	o   Diagnose penyakit
	o   Test kehamilan
	o   Pengobatan kanker, dll

Teknologi pemisahan logam menggunakan mikroba seperti bakteri Thiobacillus ferrooxidans.Bijih besi yang berkualitas kurang baik dapat dipisahkan antara besi dan bijihnya dengan menggunakan bakteri tersebut . Bakteri tersebut mendapatkan energy untuk dirinya dengan cara mengoksidasi zat organic seperti besi. Contoh peluluhan tembaga dengan bakteri  Thiobacillus ferrooxidans.

No	Fungsi
1	Bakteri peluluh (Thiobacillus ferrooxidans) yang terdapat didalam larutan Fe2(SO4)3 dituangkan pada serbuk batu yang mengandung (CuSO3)yang tidak larut diubah menjadi CuSO4 sehingga larutan menjadi endapan CuSO4 dan larutan FeSO4
2	Endapan CuSO4 dipisahkan dari FeSO4
3 4	Larutan FeSO4 digunakan kembali untuk dimasukan dalam kolam okidasi yang mengandung bakteri (Thiobacillus ferrooxidans) sehingga larutan tersebut menjadi larutan Fe2(SO4)3 yang kemudian dapat digunakan lagi untuk meluluhkan bijih tembaga lainnya. Endapan CuSO4 mengendap sebagai Cu sehingga produk tersebut dapat di gunakan .

Teknologi kultur jaringan tumbuhan

Teknologi kultur jaringan adalah suatu cara untuk mengisolasi bagian tanaman seperti protoplasma sel,jaringan atau organ serta menumbuhkan dalam kondisi aseptic.

 Tujuan dari teknik kultur jaringan tumbuhn antara lain ;

v  Untuk perbanyakaan mikro

v  Untuk mendapatkan tanaman yang  haploid atau diploid yang homozigot dengan cara mengkultur polen .

v  Mendapatkan tanaman yang hybrid somatic dari fusi protoplasma sel

v  Mendapatkan variasi tanaman yang dikehendaki dri variasi sel.

v  Mendapatkan tanaman yang kromosomnya triploid 3n

Macam-macam kultur jaringan

      Kultur organ

      Kultur kalus

      Kultur suspense

      Kultur protoplasma

      Kultur sel haploid , dll.

Sumber :

      Wikipedia

      The Gau’ 2010 ; Definisi Biotekhnologi. http://muhsakirmsg.blogspot.com