MAKALAH BIOTEKNOLOGI PERTANIAN TENTANG PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL , MODEREN DAN APLIKASINYA

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

1.       2.      http://d-josseal.blogspot.com

3.      http://yonorio601.blogspot.com