Sains, Teknologi, Seni dan Budaya

Sains dan Teknologi

BIOTEKNOLOGI

GAMBARAN UMUM TENTANG BIOTEKNOLOGI
Sumber: http://bioteknologi-pertanian.blogspot.com/2009/12/bioteknologi.html

Bioteknologi adalah 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. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologisemata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, sepertibiokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia,matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi panganadalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, daninsulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat prosesfermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

Bioteknologi beberapa tahun belakangan ini terus-menerus telah diunggulkan sebagai teknologi mutakhir yang memiliki kemampuan hebatuntuk memberikan jawaban pada berbagai tanatangan yang dihadapi oleh umat manusia hari ini dan di masa depan yang dekat,mengenai produksi pangan, obat-obatan, berbagai proses industri dan sebagainya. Kemampuan bioteknologi yang canggih melakukan rekayasa genetic akan mampu menciptakan tanaman baru dari berbagai tanaman. Tanaman untuk menghasilkan bahan makanan manusia yang lebih unggul, yang lebih tinggi produksinya, yang lebih tahan terhadap serangan penyakit dan hama.

Demikian pula dengan ternak. Menciptakan sapi unggul bukan masalah apa-apa lagi. Bioteknologi telah sanggup mendapatkan turunan sapi unggul yang banyak, hingga dengan mempergunakan teknologi seperti “bayi tabung”. Hal yang sama dapat dilakukan pada kambing, domba, kuda dan sebagainya. Beberapa kemajuan lain dalam bioteknologi canggih sepeti ini diperhitungkan akan tercapai dengan waktu yang sangat singkat.

Bioteknolog sebagai teknologi sebenarnya bukanlah barang baru. Ia telah ada sejak beribu tahun yang silam, sejak manusia menganal cara membuat anggur, bir, keju ataupun ragi roti. Orang-orang mesir telah menggunakan bioteknologi untuk membuat bir dua ribu tahun sebelum kelahiran kristus. Prinsip dasar upaya upaya ini kebanyakan sama yaitu sebuah bahan dasar didedahkan(exposure) ke jasad renik tertentu yang akan mentransformasi bahan itu ( anggur, barley, susu atau gandum) menjadi produk yang diinginkan ( minuman anggur, bir, keju atau roti). Bioteknologi yang baru juga sering kali berdasarkan prinsip yang sama. Perbeaan pokok antara metode yang lama dan yang baru terletak pada sejauh mana proses-proses dalam bioteknologi itu dapat dipengaruhi dan dikendalikan. Dalam bioteknologi pertanian modern, hal itu dilakukan melalui dua cara yang menjadi tiang utama : teknik kultur jaringan dan rekombinan- DNA(r-DNA) , yang keduanya diciptakan dan dikembangkan dalam waktu akhir-akhir ini.

Teknik kultur jaringan memungkinkan kita mengisosali jaringan dan sel-sel tumbuhan untuk kemudian menanamnya di luar tubuh tumbuhan itu sendiri. Kultur jaringan sebesar satu sentimeter kubik dapat berisi sejuta sel yang kurang lebih sama, yang masing-masing dari sejuta itu dapat ditumbuhka menjadi sebatang pohon yang baru. Kultur jaringan member kita kemampuan yang besar untuk mempercepat pembibitan. Dengan menggunakan teknik tradisional yang menyilangkan berbagai varietas tumbuhan, dibutuhkan waktu yang lama untuk menghasilkan satu varietas yang baru. Dalam hal perkebunan yang lambat matangnya, seperti misalnya kelapa sawit waktu ini bahkan lebih lam lagi. Kultur jaringan telah mempersingat waktu yang dibutuhkan untuk mengembangkan varietas kelapa sawit dengan 30 kali lebih cepat. Kultur jaringan ini juga memungkinkan kita untuk menyaring plasma nutfah ketika massih di dalam selnya dalam sebuah cawan petri tanpa menunggu tanamannya tumbuh besar. Kemampuan ini membuka peluang bagi seleksi dan isolasi galur baru yang mempunyai sifat unggul. Dengan cara ini kultur jaringan mempengaruhi upaya pemuliaan tanaman bukan hanya mempengaruhi proses yang lebih cepat melainkan juga memperbaiki mutu tanaman secara kualitatif.

Bila kultur jaringan menjanjikan peluang yang sangat besar, dan dalam beberapa hal telah membuktikan nilai komersilnya bagi jangkauan yang sangat lebih luas. Rekomendinan- DNA memnugkinakan pembibitan mengisolasi gen yang mempunyai sifat tertentu dari sebuah sel, dan menyisipkannya ke dalam sel yang lain. Wahana yang digunakan untuk mengalihkan wahana yang digunakan untuk mengalihkan gen itu umumnya berupa jasad renik atau bagian dari jasad renik yang mampu menampugn gen asing yang ditumpangkan pada struktur mereka, kemudian mencangkoknya ke sandi genetik sel tumbuhan yang menjadi inang alamiah jasad renik itu. Pada prinsipnya teknik ini membuat pembibitan tanaman melangkahi rintangan biologi alamiah yang mencegah persilangan tanaman atau hewan yang telah mengalami rekayasa genetika tersebut dipasarkan. Walaupun demikina, dan tanaman pertama yang telah direkayasa secara bioteknologi diduga dapat dipasarkan.

Aspek lain bioteknologi adalah teknologi enzim. Teknologi ini memanfaatkan enzim untuk mengkatalisis proses hayati, sehingga menghasilkan produk yang diinginkan. Tanpa menggunakan keseluruhan jasad renik untuk membuat suatu produk, sekarang kita dapat membentuk ataupun mengisolasi enzim tertentu dan memerintahkannya melakukan pembuatan suatu bahan. Peluang penerapan enzim dalam produksi pangan dan bidang lainnya telah menciptakan industry yang sama sekali baru yang memproduksi enzim dalam skala komersial.

Teknologi lain yang berkaitan dengan ini adalah pengolahan fermentasi. Prinsip dasar prinsip ini bukanlah hal yang baru, tetapi teknologinya sekarang telah meningkat jauh sehingga bakteri atau enzim, misalnya dapat dipekerjakan dalam tangki fermentasi yang besar untuk menghasilkan senyawa yang dulu tak mungkin dibuat atau hanya bisa diekstraksi dar tumbuh-tumbuhan. Penggunaan terpadu teknologi yang beragam inilah yang menjadikan bioteknologi sangat ampuh dan nilai komersialnya tinggi. Dari kesemuanya itu, bioteknologi diduga memberikan dampak terbesar dalam bidang pertanian, baik melalui sector sarana pertanian (bibit, pupuk, pestisida) maupun melalui teknologi pasca panen ( yaitu pengolahan makanan). Penelitian-penelitian kini sedang dilaksanakan untuk menerapkan bioteknologi dalam bidang pertanian yang berbeda-beda. Usaha-usaha yang dilaukan untuk menyempurnakan teknik kultur jaringan. Selain mempercepat pemuliaan tanaman, didalam laaboratorium teknik ini juga dapat menghasilkan senyawa kimia berhargayang sebelumnya harus diekstraksi terlebih dahulu. Lebih jauh lagi, teknk ini dapat menghasilkan variasi genetic yang baru.

Pusat perhatian awal bioteknologi adalah kesehatan manusia dan hewan melalui modifikasi jasad renik untuk menghasilkan obat-obatan. Perhatian juga ditujukan untuk menerapkannya dalam industri pengolahan makanan, melalui teknologi enzim yang disempurnakan. Insulin misalnya, adalah produk bbioteknologi pertama yang dipasarkan. Sebelumnya insulin harus diekstraksi dari pancreas sapid dan babi, tetapi sekarang bakteri yang telah direkayasa secara genetika dapat menghasilkan insulin manusia. Contoh lain adalah produksi interferon dan hormone pertumbuhan. Kemungkinan berikutnya tidak mempunyai batas. Dalam bidang energy, jasad renik dapat digunakan untuk mengolah minyak bumi untuk menjadi bahan yang dapat dimakan. Atau, justru sebaliknya, tanaman pangan yang sekarang menghasilkan makanan dapat diubah menjadi energi. Tumpahan-tumpahan minyak di lautan dapat dikendalikan oleh bakteri kusus yang telah dimodifikasi dan jasad-jasad renik yang telah direkayasa secara gebetik akan memakan imbah-limbah industry.

Mengenal Rekayasa Reproduksi
Sumber: http://www.smallcrab.com/ Diakses tanggal 23 Januari 2010 jam 07:43 pagi WIB

Rekayasa reproduksi adalah suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan makhluk hidup dengan cara rekayasa tahapan-tahapan proses reproduksi yang berlangung secara alami.

Rekayasa reproduksi tidak hanya dilakukan pada tumbuhan dan hewan, tetapi manusia juga bisa dijadikan objek dalam teknologi. Ada beberapa teknik rekayasa reproduksi yang kita kenal, antara lain dengan cara kultur jaringan, kloning, hibridisasi, inseminasi buatan, dan bayi tabung.

1. Kultur jaringan

Pelaksanaan teknik kultur jaringan bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman. Tanaman yang dikultur biasanya 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 tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna. Teori totipotensi ini dikemukakan oleh G. Heberlandt tahun 1898. Dia adalah seorang ahli fisiologi yang berasal dari Jerman. Pada tahun 1969, F.C. Steward menguji ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil satu sel empulur wartel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi satu individu wortel. Pada tahun 1954, kultur jaringan dipopulerkan oleh Muer, Hildebrandt, dan Riker.

Kultur jaringan memerlukan pengetahuan dasar tentang kimia dan biologi. Pada teknik ini kamu hanya membutuhkan bagian tubuh dari tanaman. Misalnya batang hanya seluas beberapa millimeter persegi saja. Jaringan yang kamu ambil untuk dikultur disebut eksplan. Biasanya, yang dijadikan eksplan adalah jaringan muda yang masih mampu membelah diri. Misalnya ujung batang, ujung daun, dan ujung akar.

Kultur jaringan dapat dilakukan secara sederhana, yaitu:

a. Mensterilkan eksplan. Caranya adalah direndam dalam alkohol 70% atau kalsium hipoklorit 5% selama beberapa menit.

b. Gunakan botol atau tabung yang sudah disterilkan, isi dengan media. Masukkan potongan jaringan yang sudah disterilkan di atas media dalam botol. Media yang digunakan terdiri atas:

• Unsur-unsur atau garam mineral: Unsur makro: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg. Unsur mikro: Zn, Mn, Mo, So.
• Asam amino, vitamin, gula, hormon, dengan perbandingan tertentu.
• Media cair; bahan-bahan di atas dicampur akuades.
• Media padat; bahan-bahan di atas campur dengan agar-agar.

Media cair dan padat tersebut kemudian disterilkan dengan menggunakan mesin khusus yang disebut dengan autoklaf.

c. Simpan di tempat yang aman pada suhu kamar, tunggu untuk beberapa lama maka akan tumbuh kalus (gumpalan sel baru). Bisa juga selama pemeliharaan dilakukan pengocokan dengan mesin pengocok yang bergoyang 70 kali permenit. Pengocokan dilakukan selama 1,5 – 2 bulan.

Tujuan dari pengocokan adalah untuk merangsang sel-sel eksplan supaya giat bekerja dan memperlancar proses persiapan zat dan penyebaran makanan merata, serta menjamin pertukaran udara lebih cepat.

d. Kalus yang tumbuh bisa dipotong-potong untuk dipisahkan dan di tanam pada media lain.

e. Kalus tersebut akan tumbuh menjadi tanaman muda (plantlet), kemudian pindahkan ke pot. Jika tanaman tersebut sudah kuat, maka bisa dipindahkan ke media tanah atau lahan pertanian.

Kultur jaringan dapat disimpan dalam suhu rendah sebagai stok atau cadangan. Jika sewaktu-waktu diperlukan, maka jaringan ini dapat diambil dan ditanam. Contoh tanaman yang bisa menjadi objek kultur adalah pisang, mangga, tebu, dan anggrek.

Keuntungan dari kultur jaringan adalah:

• Dalam waktu singkat dapat menghasilkan bibit yang diperlukan dalam jumlah banyak.
• Sifat tanaman yang dikultur sesuai dengan sifat tanaman induk.
• Tanaman yang dihasilkan lebih cepat berproduksi.
• Tidak membutuhkan area tanam yang luas.
• Tidak perlu menunggu tanaman dewasa, kita sudah dapat membiakkannya.

2. Kloning

Kloning adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik. Kloning ditemukan pada tahun 1997 oleh Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi seekor domba tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil rekayasa ilmuan Skotlandia tersebut diberi nama Dolly.

Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut adalah sebagai berikut:

• Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina, dan mengambil kelenjar mamae dari domba betina lain.
• Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.
• Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki nukleus lagi.
• Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel telur).
• Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam uterus domba, kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.

Jadi, domba hasil kloning merupakan domba hasil perkembangbiakan secara vegetatif karena sel telur tidak dibuahi oleh sperma.

Kloning juga bisa dilakukan pada seekor katak. Nukleus yang berasal dari sebuah sel di dalam usus seekor kecebong ditransplantasikan ke dalam sel telur dari katak jenis lain yang nukleusnya telah dikeluarkan. Kemudian, telur ini akan berkembang menjadi zigot buatan dan akan berkembang lagi menjadi seekor katak dewasa.

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.

3. Makhluk hidup transgenik

Makhluk hidup transgenik sering disebut sebagai GMOs (Genetically Modified Organisms) yang merupakan hasil rekayasa genetika. Teknik ini mengubah faktor keturunan untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini dikenal dengan rekayasa genetika atau teknologi plasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan jalan menyisipkan gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang memiliki sifat tertentu sesuai dengan keinginan si pembuat.

Teknologi ini dapat dipelajari dari beberapa aplikasi yang telah dikembangkan oleh manusia, antara lain sebagai berikut:

a. 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.

b. Menciptakan bibit unggul

Rekayasa genetika untuk memperbaiki tumbuhan supaya menjadi lebih baik, yaitu:

• Pencakokan gen pembentuk pestisida pada tumbuhan sehingga mampu menghasilkan peptisida mematikan hama.
• Rekayasa tumbuhan yang mampu melakukan fiksasi nitrogen. Teknologi ini mampu membuat tanaman yang bisa memupuk dirinya sendiri.
• Rekayasa genetika yang mampu menciptakan tanaman yang mampu memproduksi zat anti koagulan.

4. 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 dan hewan. Contoh hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan anggrek.

5. 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 hewan jantan, tetapi hanya membutuhkan spermanya saja.

Inseminasi buatan dilakukan karena bibit pejantan unggul yang hendak dikawinkan dengan bibit betina lokal tidak memiliki waktu masa subur yang bersamaan. Bibit pejantan unggul dikawinkan dengan bibit betina lokal supaya dapat menghasilkan keturunan yang lebih baik.

Teknologi ini menggunakan metode penyimpanan sperma pada suhu rendah (-80° sampai -20°). Jadi, untuk mendapatkan bibit pejantan unggul untuk mengawini bibit betina lokal tidak perlu dengan membawa individunya tetapi cukup dengan membawa spermanya. Hal ini juga memudahkan proses pengiriman dari suatu negara ke negara lain.

6. Bayi tabung

Bayi tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang berlangsung di dalam tabung. Teknologi ini sebenarnya kelanjutan dari teknologi inseminasi buatan, hanya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar sedangkan inseminasi terjadi di dalam tubuh. Kedua-duanya sama-sama merupakan perkembangbiakan generatif.

Kita biasanya sering mendengar istilah bayi tabung bagi pasangan yang kesulitan untuk mendapatkan keturunan. Hal ini merupakan jalan pintas bagi mereka untuk segera mendapatkan keturunan.

Proses pembuatan bayi tabung adalah sebagai berikut:

• 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.
• Sel telur dipertemukan dengan sperma di bawah mikroskop dan diamati sehingga terjadi fertilisasi.
• Sel telur yang sudah dibuahi tersebut dikembalikan ke dalam tabung.
• Jika sel telur yang sudah dibuahi, disebut zigot, berkembang dengan baik dan menjadi embrio, maka embrio tersebut akan disuntikkan kembali ke dalam rahim induknya semula.

Dampak Rekayasa Reproduksi

Rekayasa teknologi tidak semuanya berdampak positif bagi kehidupan manusia maupun bagi makhluk hidup lain dan lingkungan. Teknologi yang diciptakan dengan tujuan untuk memakmurkan umat manusia bisa saja menghancurkan manusia itu sendiri jika tidak diikuti dengan keimanan dan ketaqwaan.

Dampak positif rekayasa reproduksi sebagai berikut:

• 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 sebagai berikut:

• Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis yang sama akan mudah terkena penyakit.

Comments on: "Sains dan Teknologi" (8)

  1. […] Sains dan Teknologi […]

  2. nice post
    jangan lupa kunjungi ini yaaaaaaa

  3. contoh proses persilangan dan iseminasi

  4. […] tanaman. Dalam menciptakan bibit unggul cara perkembangbiakaan yang sedang tren adalah bioteknologi, yang sering digunakan adalah kultur jaringan.  Isu  terhangat tentang bioteknologi adalah […]

  5. hebaat ya, perkembangan teeknologi sekarang…^^
    saya tertarik untuk mempelajarinya..

    henye09.student.ipb.ac.id

  6. arby ramdani fine said:

    terima kasih telah atas bantuan situs ini saya dapat menyelesaikan tugas.semoga sehat selalu !!!!!!!!

  7. terimakasih sangat membantu tugas saya…

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Awan Tag

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: