Docstoc

biotechnology

Document Sample
biotechnology Powered By Docstoc
					BIOTECHNOLOGY




           By:
   NUR HIDAYATI S.Pd
  SMPN 1 PROBOLINGGO
Pengertian Bioteknologi :
Pemanfaatan dan/atau perekayasaan proses biologi
dari suatu agen biologi untuk menghasilkan produk
dan jasa yang bermanfaat bagi manusisa.

Bioteknologi memanfaatkan bakteri, ragi, kapang,
alga, sel tumbuhan, atau jaringan hewan.

Penerapan bioteknologi memadukan berbagai disiplin
ilmu, seperti mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi
molekuler, kimia, rekayasa proses, dan teknik kimia.

Penerapan bioteknologi, contohnya teknik
rekombinasi gen, kultur jaringan, hidroponik, radiasi,
dan inseminasi buatan.
Perbedaan bioteknologi konvensional
dan modern
   Bioteknologi              Bioteknologi modern
   konvensional
1. Teknik yang di         1. Teknik yang
   gunakan fermentasi        digunakan DNA
2. Tidak mengubah            rekombinan
   sifat (proses) pada    2. Mengubah sifat
   agen biologi              (proses) pada agen
   (organisme) yang          biologi yang
   digunakan                 dihasilkan
3. Contoh: tape, tempe,   3. Contoh: insulin dari
   alkohol, asam cuka,       bakteri, Tomat tahan
   yoghurt                   lama
Conventional Biotechnology

  TEPUNG
               Yeast: Aspergillus

   GLUCOSE
               Yeast: Saccharomyces
   ALCOHOL
                Bacteria: Acetobacter
   ASAM CUKA
                 Bacteria: Methanobacterium
   METHANE (BIOGAS)
Produk-produk Makanan Hasil
Bioteknologi dan Organisme yang
Digunakan
NO.   Produk         Bahan makanan   Mikroorganisme


1.    Tempe          …………………         …………………
2.    Kecap          …………………         …………………
3.    Keju           …………………         …………………
4.    Yoghurt        …………………         …………………
5.    Roti           …………………         …………………
6.    Oncom          …………………         …………………
7.    Tape           …………………         …………………
8.    Nata de coco   …………………         …………………
9.    Bir            …………………         …………………
10.   Brem           …………………         …………………
11.   Mentega        …………………         …………………
Produk-produk modern bioteknologi
untuk pengobatan
No.   Nama produk   Kegunaan

1.    Interferon    Melawan infeksi,
                    meningkatkan
2.    Insulin       sistem kekebalan
                    Mengontrol kadar gula darah
3.    Vaksin        (diabetes mellitus).
4.    Penicillin    Meningkatkan kekebalan
                    tubuh
                    Antibiotika, melawan infeksi
5.    Hormon        oleh
      pertumbuhan
                    bakteri atau jamur
                    Melawan kekedilan, untuk
                    penyembuhan
Produk-produk modern bioteknologi
untuk pengobatan
No.   Nama produk     Kegunaan

6.    Beta endorfin   Mengurangi rasa sakit
7.    Activator       Melarutkan darah
      plasminogen     beku,mencegah stroke
8.    Inferleukun 2   Mengaktifkan sistem
9.    Antibodi        kekebalan
      monoklonal      Menyerang dan membunuh
                      sel
10.
      Enzim           tumor atau kanker
                      Meningkatkan reaksi
                      /biokatalisator baik untuk
                      keperluan manusia maupun
                      industri
Yoghurt
 susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya
 sebagian besar lemak dibuang. Mikroorganisme
 yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu
 Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus
 thermophillus. Kedua bakteri tersebut
ditambahkan pada susu dengan jumlah yang
 seimbang, selanjutnya disimpan selama ± 5 jam
 pada temperatur 45oC. Selama penyimpanan
 tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat
 dari kegiatan bakteri asam laktat. Selanjutnya
 susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa.
Keju
Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan
  susu dengan suhu 90oC atau dipasteurisasi,
  kemudian didinginkan sampai 30oC. Selanjutnya
  bakteri asam laktat dicampurkan. Akibat dari
  kegiatan bakteri tersebut pH menurun dan susu
  terpisah menjadi cairan whey dan dadih padat,
  kemudian ditambahkan enzim renin dari lambung
  sapi muda untuk mengumpulkan dadih. Enzim
  renin dewasa ini telah digantikan dengan enzim
  buatan, yaitu klimosin.
Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada
  temperatur 32oC – 420oC dan ditambah garam,
  kemudian ditekan untuk membuang air dan
  disimpan agar matang.
Mentega
Menggunakan mikroorganismeStreptococcus
lactis dan Lectonostoceremoris.
  Bakteri-bakteri tersebut membentuk proses
  pengasaman. Selanjutnya, susu diberi cita
  rasa tertentu dan lemak mentega
  dipisahkan. Kemudian lemak mentega
  diaduk untuk menghasilkan mentega yang
  siap dimakan
Kecap
Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus
 oryzae dibiakkan pada kulit gandum
 terlebih dahulu. Jamur Aspergillus oryzae
  bersama-sama dengan bakteri asam laktat
 yang tumbuh pada kedelai yang telah
 dimasak menghancurkan campuran
 gandum.
 Setelah proses fermentasi karbohidrat
 berlangsung cukup lama akhirnya akan
 dihasilkan produk kecap.
Tempe
Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan
  dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi
  merupakan kumpulan spora mikroorganisme,
  dalam hal ini kapang. Dalam proses pembuatan
  tempe paling sedikit diperlukan empat jenis
  kapang dari genus Rhizopus, yaitu Rhyzopus
  oligosporus, Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus
  arrhizus, dan Rhyzopus oryzae. Miselium dari
  kapang tersebut akan
  mengikat keping-keping biji kedelai dan
  memfermentasikannya menjadi produk tempe.
Tape

Tape dibuat dari bahan dasar ketela
 pohon dengan menggunakan sel-sel
 ragi. Ragi menghasilkan enzim yang
 dapat mengubah zat tepung menjadi
 produk yang berupa gula dan
 alkohol. Jamur yang digunakan
 adalah Aspergillus oryzae,
Produksi insulin
Caranya adalah dengan menyambungkan
gen pengontrol pembuatan insulin manusia
ke dalam DNA bakteri. Kemudian dari hasil
   penyambungan tersebut akan terbentuk
   bakteri baru yang mampu menghasilkan
hormon insulin manusia. Bakteri ini dipelihara
di laboratorium untuk menghasilkan insulin.
   Insulin yang dihasilkan bisa untuk
   mengobati penyakit kencing manis.
Kultur jaringan
 Pelaksanaan teknik kultur jaringan bertujuan
  untuk memperbanyak jumlah tanaman.
  Tanaman yang dikulturbiasanya adalah bibit
  unggul. Dengan teknik ini, kita bisa
  mendapatkan keturunan bibit unggul dalam
  jumlah yang banyak dan memiliki sifat yang
  sama dengan induknya.
Kultur jaringan sebenarnya memanfaatkan sifat
  totipotensi yang dimiliki oleh sel tumbuhan.
  Totipotensi yaitu kemampuan setiap sel
  tumbuhanuntuk menjadi individu yang
  sempurna
Rekayasa genetika
suatu cara memanipulasikan gen untuk
  menghasilkan makhluk hidup baru dengan
  sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika
  disebut juga pencangkokan gen atau
  Rekombinasi gen
  Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan
  melalui banyak cara, misalnya melalui
  transplantasi inti, fusi sel, teknologi
  plasmid, dan rekombinasi DNA.
Transplantasi inti
pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan
  individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang
  diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel
  katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus
  katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke
  dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti
  diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara
  mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang
  berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya
  dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya.
  Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa
  inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid
  dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan
  berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis
  kelamin yang sama.
Fusi sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies
  yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel
  bastar atau hibridoma. Fusisel diawali oleh
  pelebaran membran dua sel serta diikuti
  olehpeleburan sitoplasma (plasmogami) dan
  peleburan inti sel (kariogami).
  Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan
  kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan
  membentuk spesies baru. Didalam fusi sel
  diperlukan adanya:
  a) sel sumber gen (sumber sifat ideal);
  b) sel wadah (sel yang mampu membelah cepat);
  c) fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).
Teknologi plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di
   dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya.
   Sifat-sifat plasmid, antaralain:
a) merupakan molekul DNA yang mengandung gen
   tertentu;
b) dapat beraplikasi diri;
c) dapat berpindah ke sel bakteri lain;
d) sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan
   plasmid induk.
Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan
   sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel
   target.
Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA adalah proses
  penggabungan DNA-DNA dari sumber
  yang berbeda. Tujuannya adalah untuk
  menyambungkan gen yang ada di
  dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi
  DNA disebut juga rekombinasi gen.
   Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena
  alasan-alasan sebagai berikut.
1) Struktur DNA setiap spesies makhluk
  hidup sama.
2) DNA dapat disambungkan
Kloning
Kloning adalah penggunaan sel somatik
  makhluk hidup multiseluler untuk membuat
  satu atau lebih individu dengan materi
  genetik yang sama atau identik.
Kloning akan berhasil apabila nukleus
  ditransplantasikan ke dalam sel yang akan
  menghasilkan embrio (sel telur) termasuk
  sel germa. Sel germa adalah sel yang
  menumbuhkan telur dari sperma.
Cara kloning domba Dolly yang dilakukan
oleh Dr. Ian Willmut adalah sebagai berikut

a. Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba
    betina,dan mengambil kelenjar mamae dari domba betina
    lain.
b. Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.
c. Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang
   tidak memiliki nukleus lagi.
d. Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula
  (domba donor sel telur).
e. Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan
    ke dalam uterus domba, kemudian domba tersebut akan
   hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.
Hibridisasi
Hibridisasi adalah persilangan antara
  varietas dalam spesies yang sama yang
  memiliki sifat unggul.
Hasil dari hibridisasi adalah hibrid yang
  memiliki sifat perpaduan dari kedua
  induknya. Teknik ini dapat dilakukan pada
  tumbuhan danhewan.
Contoh hibrid tumbuhan yang telah
  dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi,
  tebu, dan anggrek.
Inseminasi buatan

Inseminasi buatan adalah pembuahan
  atau fertilisasi yang terjadi pada sel
  telur dengan sperma yang disuntikkan
  pada kelamin betina. Jadi, fertilisasi
  ini tidak membutuhkan jantan, tetapi
  hanya membutuhkan spermanya
  saja.
Bayi tabung
a. Sel telur yang mengalami ovulasi pada induk atau
   wanita diambil dengan suatu alat dan disimpan di
   dalam tabung yang berisi medium seperti kondisi yang
   ada pada rahim wanita hamil.
b. Sel telur dipertemukan dengan sperma di bawah
   mikroskop dan diamati sehingga terjadi fertilisasi.
c. Sel telur yang sudah dibuahi tersebut dikembalikan ke
   dalam tabung.
d. Jika sel telur yang sudah dibuahi disebut zigot. Zigot
   berkembang dengan baik dan menjadi embrio, maka
   embrio tersebut akan disuntikkan kembali ke dalam
   rahim induknya semula.
Penanaman secara hidroponik

 Metode yang digunakan dalam
 hidroponik, antara lain metode kultur
 air (menggunakan media air), metode
 kultur pasir (menggunakan media
 pasir), dan metode porus
 (menggunakan media kerikil, pecahan
 batu bata, dan lain-lain). Metode yang
 tergolong berhasil dan mudah
 diterapkan adalah metode pasir
Penanaman secara aeroponik

 Aeroponik merupakan tipe hidroponik
 (memberdayakan air), karena air
 yang berisi larutan unsur hara
 disemburkan dalam bentuk kabut
 hingga mengenai akar tanaman. Akar
 tanaman yang ditanam menggantung
 akan menyerap larutan hara tersebut.
Pembuatan antibodi monoklonal
   Antibodi monoklonal adalah antibodi yang
   diperoleh dari suatu sumber tunggal.
   Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:
a) untuk mendeteksi kandungan hormon
   korionik gonadotropin dalam urine wanita
   hamil;
b) mengikat racun dan menonaktifkannya;
c) mencegah penolakan tubuh terhadap hasil
   transplantasi jaringan lain.
Pembuatan vaksin

 Vaksin digunakan untuk mencegah
 serangan penyakit terhadap tubuh
 yang berasal dari mikroorganisme.
 Vaksin didapat dari virus dan bakteri
 yang telah dilemahkan atau racun
 yang diambil dari mikroorganisme
 tersebut.
Pembuatan antibiotika

 Antibiotika adalah suatu zat yang
 dihasilkan oleh organismtertentu dan
 berfungsi untuk menghambat
 pertumbuhan organisme lain yang
 ada di sekitarnya. Antibiotika dapat
 diperoleh dari jamur atau bakteri yang
 diproses dengan cara tertentu.
Pembuatan hormon

 Dengan rekayasa DNA, dewasa ini
 telah digunakan mikroorganisme
 untuk memproduksi hormon. Hormon-
 hormon yang telah diproduksi,
 misalnya insulin, hormon
 pertumbuhan, kortison,dan
 testosteron.
Pembuatan tumbuhan yang mampu
mengikat nitrogen
 Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari
 protein DNA dan RNA. Pada tumbuhan polong-
 polongan sering ditemukan nodul pada akarnya.
 Di dalam nodul tersebut terdapat bakteri
 Rhizobium yang dapat mengikat nitrogen bebas
 dari udara, sehingga tumbuhan polong-polongan
 dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri.

 Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba
 mengembangkan agar bakteri Rhizobium dapat
 hidup di dalam akar selain tumbuhan polong-
 polongan. Di samping, itu juga berupaya
 meningkatkan kemampuan bakteri dalam
 mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi gen.
Pembuatan tumbuhan tahan hama

 Tanaman yang tahan hama dapat dibuat melalui
  rekayasa
 genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel.
  Contohnya, untuk mendapatkan tanaman kentang
  yang kebal penyakit maka diperluka gen yang
  menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut,
  kemudian disisipkan pada sel tanaman kentang.
  Sel tanaman kentang tersebut, kemudian
  ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang
  tahan penyakit. Selanjutnya tanaman kentang
  tersebut dapat diperbanyak dan disebarluaskan.
Bioteknologi bidang peternakan

  Dengan bioteknologi dapat dikembangkan
 produk-produk peternakan. Produk
 tersebut, misalnya berupa hormon
 pertumbuhan yang dapat merangsang
 pertumbuhan hewan ternak. Dengan
 rekayasa genetika dapat diciptakan
 hormon pertumbuhan hewan buatan atau
 BST (Bovin Somatotropin Hormon).
 Hormon tersebut direkayasa dari bakteri
 yang, jika diinfeksikan pada hewan dapat
 mendorong pertumbuhan dan menaikkan
 produksi susu sampai 20%.
Bioteknologi bahan bakar masa
depan
Alternatif bahan bakar masa depan untuk
  menggantikan minyak, antara lain adalah
  biogas dan gasohol.
Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam
  fermentasi limbah kotoran makhluk hidup.
  Pada fase anaerob akan dihasilkan gas
  metana yang dibakar dan digunakan untuk
  bahan bakar.
Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang
  terhadap gula tebu yangmelimpah.
  Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui
  dan tidak menimbulkan polusi.
Bioteknologi pengolahan limbah
Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah
   dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan
   cara ini sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misal:
   metana) dan bahan anorganik.
  Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai
   bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah
   rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi
   tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat
   makroorganik (dari hewan, tumbuhan, manusia ataupun
   gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan
   mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan-
   hewan kecil disebut kompos
Bioteknologi pengolahan limbah

  Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan
 limbah, misalnya menguraikan minyak, air limbah,
 dan plastik. Cara lain dalam mengatasi polusi
 minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi
 yang menyebabkan minyak bercampur dengan air
 sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu
 zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut
 emulsan, diproduksi oleh bakteri Acinetobacter
 calcoaceticus. Dengan bioteknologi, pengolahan
 limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan
 limbah secara bioteknologi melibatkan kerja
 bakteri-bakteri aerob dan anaerob.
Dampak positif rekayasa reproduksi

☯ Menciptakan bibit unggul.
☯ Meningkatkan gizi masyarakat.
☯ Melestarikan plasma nutfah.
☯ Meningkatkan kualitas dan kuantitas
 produksi sesuai dengan keinginan
 manusia.
☯ Membantu pasangan yang kesulitan
 mendapatkan anak dengan jalan
 pintas yaitu bayi tabung.
Dampak negatif rekayasa reproduksi :

☯ Pada perbanyakan keturunan dengan kultur
 jaringan yang memiliki materi genetis yang sama
 akan mudah terkena penyakit.
☯ Merugikan petani dan peternak lokal yang
 mengandalkan reproduksi secara alami.
☯ Dikhawatirkan adanya penyalahgunaan teknologi
 reproduksi untuk kepentingan pribadi yang
 merugikan orang lain. Misalnya misi sebuah
 negara yang hendak menguasai dunia dengan
 menciptakan prajurit tangguh dengan teknik
 pengkloningan.
☯ Mengganggu proses seleksi alam.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:16
posted:1/14/2013
language:Malay
pages:39