MAKALAH
BIOTEKNOLOGI PERTANIAN
TENTANG
PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL ,
MODEREN DAN APLIKASINYA
PERTEMUAN 1
 |
Disusun
oleh :
S U N A R D I N
NIREM :
05.1.4.12.0393
KEMENTERIAN
PERTANIAN
BADAN
PENYULUHAN DAN SUMBER DAYA MANUSIA PERTANIAN
SEKOLAH
TINGGI PENYULUHAN PERTANIAN ( STPP ) MAGELANG JURUSAN PENYULUHAN PERTANIAN DI YOGYAKARTA
2015
BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Sejalan dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan
teknologi ilmu pengetahuan,dan energi sebagai sumber kehidupan utama, diikuti
semakin langkanya sumber energi alami, sehingga mendorong manusia untuk dapat
menciptakan sumber energi yang dapat terbarukan, dari mahluk hidup
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari
pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur,, dan lain-lain) maupun
produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk
menghasilkan barang dan jasa.
Pada akhir tahun 1970-an, bioteknologi mulai
dikenal sebagai salah satu revolusi teknologi yang sangat menjanjikan.
Pentingnya bioteknologi secara strategis dan potensinya untuk kontribusi dalam
bidang pertanian, pangan, kesehatan, sumber daya alam dan lingkungan mulai
menjadi kenyataan
penggunaan bioteknologi belum dapat dirasakan oleh
semua lapisan masyarakat. namun demikian, banyaknya penggunaan hasil-hasil
bioteknologi belum diimbangi dengan pengetahuan masyarakat tentang pengertian
dari bioteknologi. Jadi masyarakat hanya memanfaatkan hasil-hasil dari
bioteknologi tanpa mengetahui secara pasti apa itu bioteknologi.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, masalah-masalah yang ingin saya
jelaskan dan sampaikan adalah :
1. Apa yang dimaksud dengan bioteknologi?
2. Ada berapa jeniskah bioteknologi itu ?
3. Apa perbedaan dari masing-masing jenis bioteknologi itu?
4. Apa peranan mikroorganisme dalam bioteknologi ?
5. Dampak apa saja yang ditimbulkan dari penerapan bioteknologi ?
C. Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah :
1. Mengetahui apa itu bioteknologi.
2. Mengetahui jenis-jenis bioteknologi.
3. Mengetahui perbedaan dari jenis-jenis bioteknologi yang ada.
4. Mengetahui peranan mikrorganisme dalam bioteknologi.
5. Mengetahui dampak dari penerapan bioteknologi.
BAB II
PEMBAHASAN BIOTEKNOLOGI
A. Pengertian
Bioteknologi
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. Sedangkan bioteknologi itu sendiri berasal
dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang
berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa.
Bioteknologi dapat diartikan sebagai
penerapan teknik-teknik yang sesuai untuk mendayagunakan organisme
(sel, jaringan makhluk hidup) dalam rangka memperoleh hasil yang diinginkan.
Bioteknologi dapat dikatakan juga sebagai penggunaan atau pengubahan sel-sel
atau senyawa/molekul biologi untuk aplikasi khusus.
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk
hidup (bakteri, fungi,, dan lain-lain) maupun
produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk
menghasilkan barang dan jasa.
B.
Jenis - Jenis Bioteknologi
Bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu :
1.
Bioteknologi Konvensional/sederhana
Bioteknologi konvensional adalah paraktik bioteknologi yang
dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana, dan belum adanya rekayasa
genetika. Contoh produknya bir, wine, tuak, sake, yoghurt, roti, keju, tempe
dll
2. Bioteknologi Modern
Bioteknologi modern merupakan bioteknologi
yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA/atau dikenal juga denagn
sebutan rekayasa genetika, Penerapan bioteknologi modern mencakup berbagai
aspek kehidupan, misalnya ternak unggul hasil manipulasi genetik (peternakan),
buah tomat hasil manipulasi genetik yang tahan lama (pangan), tanaman
jagung dan kapas yang resisten terhadap serangan penyakit tertentu (pertanian),
hormone insulin yang dihasilkan oleh E. coli (kedokteran dan
farmasi).
Bioteknologi modern sudah
memanfaatkan metode-metode mutakhir, yaitu :
a.
Kultur Jaringan Tumbuhan
Dalam kultur jaringan,
tanaman yang akan dikulturkan sebaiknya berupa jaringan muda yang sedang
tumbuh, misalnya akar, daun muda, dan tunas contoh pada tanaman pisang,nenas
dan jamur. Bagian tanaman yang akan dikulturkan atau dikembangkan disebut
sebagai eksplan.
Olehnya kultur jaringan
didevnisikan sebagai teknik menumbuh kembangkan bagian tanaman, baik berupa
sel, jaringan, atau organ dalam kondisi aseptik secara
invitro. Kultur jaringan ini dapat
dilakukan karena adanya sifat totipotensi, yaitu kemampuan setiap sel tanaman
untuk tumbuh menjadi individu baru bila berada dalam lingkungan yang sesuai.
Tanaman dengan teknik kultur
jaringan dapat diperoleh dengan empat tahap sebagai berikut.
o Tahap inisiasi adalah tahap penanaman eksplan ke dalam media.
Media yang digunakan adalah media cair yang terdiri dari zat nutrisi dan zat
pengatur tumbuh.
o Tahap multiplikasi (perbanyakan kultur), eksplan akan tumbuh
menjadi jaringan seperti kalus berwarna putih disebut protocorm like body
(PLB).
o Tahap menghasilkan plantlet, PLB berkembang menjadi tanaman kecil
yang disebut plantlet.
o Tahap aklimatiasi, plantlet dipisah-pisahkan dan dikultur dalam
media padat. Setelah plantlet tumbuh menjadi tanaman yang sempurna, maka
tanaman tersebut dipindah ke polybag.
Kultur jaringan akan
berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang diperlukan terpenuhi.
Syarat-syarat tersebut antara lain, yaitu :
o Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukan kalus.
o Penggunaan medium yang cocok.
o Keadaan aseptik.
o Pengaturan udara yang baik.
Manfaat dan Kelemahan Kultur
Jaringan
Dengan
melakukan kultur jaringan tumbuhan dapat diperoleh manfaat.
o Mendapat bibik banyak dalam waktu singkat yang identik dengan
induknya.
o Bibit terhindar dari hama dan penyakit.
o Menghasilkan varietas baru seperti yang dikehendaki.
o Mendapat hasil metabolisme tumbuhan (metabolit sekunder), misalnya
karet, resin, tanpa areal tanaman yang luas dan tidak perlu menunggu tumbuhan
dewasa.
o Melestarikan tanaman-tanaman yang hampir punah.
kelemahan-kelemahan kultur jaringan
o Diperlukan biaya yang relatif tinggi.
o Hanya mampu dilakukan oleh orang-orang tertentu saja, karena
memiliki keahlian khusus.
o Bibit hasil kultur jaringan memerlukan proses aklimatiasi, karena
terbiasa dalam kondisi lembap dan aseptik.
b.
Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika adalah suatu proses perubahan gen-gen dalam
tubuh makhluk hidup. Rekayasa genetika dilakukan dengan cara mengisolasi dan
mengidentifikasi serta memperbanyak gen yang dikehendaki.
Berbagai teknik rekayasa
genetika berkembang dimungkinkan karena ditemukannya :
o Enzim restriksi endonuklease yang dapat memotong benang DNA.
o Enzim ligase yang dapat menyambung kembali benang DNA.
o Plasmid yang dapat digunakan sbagai wahana memindahkan
potongan benang DNA tertentu ke dalam sel mikroorganisme.
Teknik rekayasa genetika
dapat dilakukan melalui :
o Rekombinasi DNA
Adalah proses penyambung 2 DNA dari organisme yang berbeda. Hasil
penggabungan DNA dari individu yang tidak sama inj disebut dengan DNA
rekombinan. Gen dari satu individu yang disisipi atau digabungkan pada gen
individu yang lain disebut transgen, individunya disebut transgenik.
Rekombinasi DNA dapat terjadi secara alami dan buatan. Secara alami dapat
terjadi dengan cara :
o Pindah
silang, yaitu tukar menukar kromatid pada kromosom homolog sehingga DNA
terputus dan tersambungkan secara silang.
o Transduksi,yaitu
bersambungnya DNA bakteri yang satu dengan bakteri yang lain dengan prantara
o Tranformasi,
yaitu pemindahan sifat-sifat dari satu mikroba ke mikroba lainnya melalui
bagian-bagian DNA tertentu dari mikroba pertama.
o Rekombinasi
DNA secara buatan dilakukan dengan penyambungan DNA secara in vitro.
Alasan dilakukan rekombinasi DNA ini adalah :
o Strutur
DNA semua spesies sama.
o DNA
dapat disambung-sambungkan.
o Ditemukan
enzim pemotong dan penyambung.
o Gen
dapat terekspresi di sel apapun.
Teknologi rekombinasi DNA memerlukan suatu
prantara atau vektor untuk memasukkan gen ke dalam sel target berupa plasmid
bakteri, sehingga merupakan bentuk teknologi plasmid. Plasmid adalah lingkaran kecil
DNA bakteri atau eukariota bersel satu yang dapat bereplikasi.
c.
Teknik Hibridoma/Fungsi Sel
Teknik hibridoma adalah penggabungan 2 sel dari organisme berbeda
ataupun sama (fusi sel) sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel hybrid
(hibridoma) yang memiliki kombinasi sifat dari kedua sel tersebut. Proses
penggabungan sel menggunakan tenaga listrik, sehingga prosesnya disebut
elektrofusi.
Hal-hal yang diperlukan dalam teknik hibridoma, yaitu :
o Sel
umber gen adalah sel-sel yang memiliki sifat yang diinginkan.
o Sel
wadah adalah sel yang mampu membelah dengan cepat (misalnya sel mieloma).
o Fungsi
gen adalahza-zat yang mempercepat fusi sel (misalnya NaNO3).
Teknik hibridoma dapat
dimanfaatkan untuk pembuatan produk penting, misalnya antibodi monoclonal, pembentukan
spesies baru, dan pemetaan kromosom.
d.
Kloning
Kloning berasal dari bahasa inggris clonning yang berarti suatu
usaha untuk menciptakan duplikat suatu organisme melalui proses aseksual.
Tujuan utama kloning adalah untuk mengisolasi gen yang diinginkan dari seluruh
gen yang ada (kromoson) pada organisme donor. Untuk mencapai tujuan tersebut,
kloning dapat dilakukan dengan kloning embrio dan transfer inti. Kloning embrio
dilakukan dengan fertilisasi in vitro, misalnya kloning pada sapi yang secara
genetik identik untuk memproduksi hewan ternak. Sedangkan kloning dengan
transfer inti yaitu pemindahan inti sel yang satu ke sel lain sehingga
diperoleh individu baru yang memiliki sifat baru sesuai inti yang diterimanya.
C.
Sifat-Sifat dan peranan mikroorganisme dalam
Bioteknologi
Sifat-sifat mikroorganisme :
1.
Memiliki ukuran sangat kecil, sehingga
populasi dalam jumlah yang sangat banyak
dapat menempati ruan yang kecil.
2.
Reproduksinya cepat pada kondisi maksimum.
3.
Adanya plasmid yang memudahkan proses rekayasa
genetika dengan penyisipan gen lain ke cincin plasmid mikroorganisme tersebut.
4.
Mampu melakukan metabolisme dalam kondisi
anaerob dengan menggunakan enzim-enzim yang disekresikannya.
5.
Memiliki sifat tetap dan tidak berubah-ubah.
Peranan mikroorganisme dalam bioteknologi :
1.
Dalam Bidang Pangan
Bioteknologi dalam produksi
bahan pangan menggunakan mikroorganisme untuk mengubahbahan pangan menjadi
bentuk lain melalui proses fermentasi.Fermentasi adalan proses merombak suatu
senyawa organik menjadi zat organik yang lebih sederhana dengan bantuan
mikroorganisme.Fermentasi bahan makanan dilakukan untuk meningkatkan nilai
bahan makanan menjadi produk yang diinginkan.Selain itu mikroorganisme juga
berperan dalam penciptaan makanan baru dari biomassa sel yang disebut protein
sel tunggal.
2.
Dalam Bidang Pertanian dan
Perkebunan
Tanaman transgenic adalah
rekayasa genetika dapat dilakukan pada berbagai jenis tanaman untuk
menghasilkan tanaman dengan sifat yang dikehendaki manusia. Tanaman transgenik
yaitu tanaman yang telah disisipi gen bakteri.
Berikut ini contoh tanaman transgenik Tanaman
Kebal Hama dan Penyakit TMV ( Tobacco Mozaic) dan Tanaman yang mampu
mengikat Nitrogen
3.
Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman.
Mikroorganisme dapat digunakan untuk pengendalian hama dan
penyakit secara biologi yang disebut dengan biopeptisida mikroba. Beberapa
mikroba yang dapat dipakai sebagai pestisida adalah diantaranya Bacillus Thuringiensis membantu mengatasi larva ngengat dan kupu-
kupu perusak, Bacillus populiae untuk mengatasi kumbang jepang dengan
menularkan “penyakit susu” serta Baculovirus merupakan kelompok yang dikembangkan sebagai bioinsektisida untuk memberantas
serangga penggerek jagung, kumbang kentang, serta kutu dan kumbang daun.
4.
Dalam Bidang Peternakan
a.
Hewan Transgenik.
Hewan transgenik adalah hewan
yang telah disisipi gen-gen tertentu yang dibutuhkan manusia.
b.
Hormon BGH ( Bovine Growth Hormone) atau BST (
Bovine Somattotropin)
5.
Dalam Bidang Kedokteran dan
Farmasi
a.
Insulin
b.
Antibodi Monoklonal
c.
Vaksin
d.
Antibiotik
e.
Interferon
f.
Terapi Genetik
6.
Dalam Bidang Lingkungan
a.
Pengelolaan Limbah
b.
Pengelolaan Sampah
c.
Pengelolaan Limbah Minyak
7.
Dalam bidang pertambangan (biometalurgi)
Di bidang pertambangan
berkembang bioteknologi untuk memisahkan logam dari bijihnya yaitu dengan pemanfaatan
bakteri Thiobacillus ferroxidans.
D. Dampak Positif dan Dampak
Negatif Bioteknologi
1.
Dampak Positif Bioteknologi
Dampak positif dari
bioteknologi adalah dihasilkannya produk-produk yang bermanfaat bagi
peningkatan kesejahtraan manusia. Misalnya Bioteknologi pengelolahan
limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif. Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan,
antar lain vaksin antibiotik, antibodi monoklat, dan interferon. Bioteknologi
dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian melalui kultur jaringan, fiksasi
nitrogen pengendalian hama tanaman, dan pemberian hormon tumbuhan. Bioteknologi
dapat menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan biommasa menjadi etanol
(cair) dan metana (gas). Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan
makanan dan minuman, antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem, mentega,
yoghurt, tempe, kecap, bir dan anggur
b. Dampak negatif bioteknologi
Dampak negatif bioteknologi Menimbulkan
penyakit pada manusia
Gen-gen yang mengkode untuk pembentukan
antibiotic dapat saja mengalami kecelakaan di dalam tubuh bakteri sehingga
menyebabkan penyakit pada manusia. Menimbulkan reaksi alergi, timbulnya alergi
yang disebabkan karena mengkomsumsi produk transgenic. Mengancam kelestarian
alam
a. Jagung hasil rekayasa genetik dapat membunuh ulat yang tidak
berbahaya.
b. Rekayasa genetika dapat menghasilkan gluma-gluma super.
c. Tanaman rekayasa genetika dapat membahayakan burung yang
memakannya.
d. Menyebabkan kepunahan sebagian plasma nuftah asli karena yang
dikembangkan sekarang hanya produk rekayasa genetika saja.
Berpotensi digunakan sebagai
alat perang beberapa orang mungkin dengan sengaja menciptakan kombinasi gen-gen
baru untuk kepentingan perang (semacam senjata kimia dan senjata biologi).
BAB III
KESIMPULAN
Dari pemaparan diatas disimpulkan bahwa,
Bioteknologi adalah usaha terpadu dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan,
seperti Biokimia, Mikrobiologi, Sitologi Genetika, , dan Biologi Molekuler untuk
mengolah bahan baku dengan bantuan mikroorganisme, sel, atau komponen
selulernya yang diproleh dari tumbuhan atau hewan sehingga menghasilkan barang
dan jasa.
Bioteknologi juga dapat dibedakan menjadi dua
jenis,yaitu bioteknologi konvensional (tradisional) dan bioteknologi modern. Peranan mikroorganisme dalam bioteknologi, yaitu dalam bidang
pertanian bidang pangan,perkebunan, bidang peternakan, bidang kedokteran
farmasi,bidang lingkungan (bioremediasi),dan dalam bidang pertambangan
(biometalurgi).
PENUTUP
Demikian makalah
sederhana ini, semoga bermanfaat buat saya pribadi dan semua pembaca, banyak
kekurangan dan kelemahannya, dikerenakan terbatasnya pengetahuan penyusun dan
kurangnya rujukan atau referensi yang digunakan. Sekian dan terima kasih
DAFTAR PUSTAKA
