Daftar isi
Pengertian Bioteknologi
Bioteknologi berasal dari kata “Bio” yang berarti hidup, “Teknos” yang berarti teknologi, dan “Logos” yang berarti penerapan. Bioteknologi merupakan salah satu cabang ilmu biologi yang mempelajari pemanfaatan dan produk yang dihasilkan oleh makhluk hidup. Hasil dari proses produksi dapat dimanfaatkan oleh manusia.
Makhluk hidup dalam bioteknologi meliputi bakteri, virus, fungi, dan lain sebagainya. Sedangkan produk yang dihasilkan oleh makhluk hidup meliputi asam organik, antibiotik, alkohol, enzim, yoghurt, etanol, dan lain sebagainya.
Perkembangan bioteknologi bukan hanya berdasarkan pada biologi saja melainkan juga mendasari ilmu-ilmu murni lain seperti matematika, ilmu genetika, kimia, ilmu komputer, biokimia, biologi molekuler, mikrobiologi, dan lain sebagainya.
Maka dari itu, bioteknologi dapat diartikan sebagai ilmu terapan yang memadukan berbagai cabang ilmu pengetahuan dalam menghasilkan suatu barang maupun jasa. Penerapan bioteknologi dalam bidang kedokteran telah dibuktikan dengan produk vaksin, antibiotik dan insulin.
Seiring dengan kemajuan zaman, bioteknologi mengalami perkembangan yang cukup signifikan terutama di negara-negara maju yang ditandai dengan munculnya hasil dari rekayasa genetika, kultur jaringan, kloning, DNA rekombinan, seleksi sel punca, dan lain sebagainya.
Hasil dari perkembangan bioteknologi akan mendorong terciptanya teknologi yang dapat menghasilkan obat bagi penyakit kronis dan genetik yang tidak dapat disembuhkan seperti AIDS atau kanker.
Selain itu dalam bidang pengembangan sel punca, bioteknologi dapat memungkinkan untuk memperbaiki jaringan yang rusak agar tumbuh kembali pada penyakit stroke atau penyakit sejenis yang telah kehilangan jaringan.
Sementara di bidang pangan, bioteknologi dapat menghasilkan rekayasa genetika, kultur jaringan dan teknologi DNA rekombinan yang dimanfaatkan untuk menciptakan tanaman berkualitas dan unggul. Tanaman tersebut dapat mengandung banyak nutrisi daripada tanaman biasa dan tahan terhadap hama.
Implementasi bioteknologi juga dapat bermanfaat bagi perlindungan lingkungan dari pencemaran. Contohnya, minyak yang tumpah di laut akan dapat terurai oleh bakteri. Contoh lainnya, zat berbahaya atau racun yang tercemar di dalam sungai atau laut dapat terurai oleh bakteri jenis baru.
Sejarah Bioteknologi
Bioteknologi telah terimplementasi sejak ribuan tahun yang lalu, berikut sejarah dan perkembangan bioteknologi yang dapat dipahami dalam tiga periode.
1. Bioteknologi Tradisional (6000 SM)
Periode bioteknologi tradisional atau kuno terjadi sebelum tahun 1800 M, periode ini dimulai dengan memproduksi bir yang terbuat dari ragi Babilonia. Dalam proses produksi tersebut telah memanfaatkan penggunaan mikroorganisme atau fermentasi untuk mengawetkan makanan dan minuman.
Makanan dan minuman lain yang dikelola menggunakan teknik fermentasi selain produk bir yakni tempe, sake, oncom, kecap, dan roti. Istilah bioteknologi tidak dikenal oleh orang jaman dahulu meskipun mereka telah menerapkannya sejak lama karena terbatasnya ilmu yang dapat menjelaskannya.
2. Era Bioteknologi Ilmiah (1800 SM – pertengahan abad ke 19)
Era bioteknologi ilmiah atau bioteknologi klasik berkembang sejak tahun 1800 M hingga hampir pertengahan abad kedua puluh. Selama periode ini mulai bermunculan hasil observasi dan bukti-bukti ilmiah yang dapat membuka jalan bagi penemuan terbaru.
Pada era ini banyak orang yang mulai menyadari bahwa fermentasi tidak terjadi secara kebetulan. Hal tersebut mendorong sebuah penelitian dengan pendekatan ilmiah, oleh karena itu era ini dinamakan sebagai era bioteknologi ilmiah. Walter Hesse menemukan agar-agar setelah melihat jeli yang padat bahkan ketika dalam keadaan suhu panas sekalipun.
Selanjutnya, Alexander Fleming yang merupakan seorang dokter berkebangsaan Inggris pada tahun 1928 menemukan bahwa penisilin merupakan zat toksin antibakteri yang berasal dari jamur Penicillium Notatum yang dapat dimanfaatkan untuk obat penyakit menular akibat bakteri.
3. Era Bioteknologi Modern (setelah perang dunia II – sekarang)
Periode bioteknologi modern berkembang setelah berakhirnya perang dunia kedua. Kebutuhan manusia yang terus meningkat seiring dengan berjalannya waktu sehingga proses produksi makanan dan obat-obatan perlu dilalui dengan proses yang lebih efektif dan efisien.
Pada tahun 1953, Watson dan Crick menemukan model struktur DNA yang dikenal dengan model rantai ganda DNA yang mampu menjelaskan fenomena replikasi dan peran DNA dalam pewarisan sifat.
Pada tahun 1975, Kohler dan Milestein memperkenalkan prinsip hibridisasi sitoplasma dan menghasilkan antibodi monoklonal pertama yang merubah prosedur diagnostik.
Selanjutnya seorang ilmuwan Irlandia bernama Ian Wilmut berhasil mengkloning mamalia dengan menggunakan domba sebagai model untuk memasukan DNA asing ke sel inang lain, dan menamai domba tersebut dengan nama “Dolly”.
Prinsip Dasar Bioteknologi
Terdapat prinsip dasar yang dapat diterapkan dalam praktik bioteknologi, prinsip-prinsip tersebut antara lain.
1. Fermentasi
Fermentasi merupakan sebuah proses sederhana untuk mengubah suatu bahan menjadi bahan lain dengan teknik konvensional dan dalam prosesnya melibatkan mikroorganisme. Contoh hasil fermentasi yakni yogurt dengan bantuan mikroorganisme Lactic acid bacteria.
2. Seleksi dan Persilangan
Persilangan merupakan salah satu cara untuk memperbanyak genetik dan menggabungkan karakter untuk memperoleh populasi bari sebagai bahan seleksi dalam program rekayasa varietas unggul baru.
Proses ini dilakukan dengan cara memanipulasi DNA baik tanaman atau hewan agar menjadi mikroba, sehingga tanaman atau hewan tersebut memiliki kualitas yang lebih baik dibanding dengan bibit sebelum persilangan.
3. Kultur Jaringan
Kultur jaringan merupakan proses memperbanyak jaringan tanaman, jaringan hewan, dan jaringan sel-sel yang ada dalam laboratorium tanpa mendapat gangguan dan organisme lainnya. Contoh kultur jaringan ada pada jaringan anggrek dan pisang.
4. Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA merupakan proses transfer segmen DNA dan satu organisme ke DNA organisme lain. Contoh rekombinasi DNA adalah penyisipan gen manusia pada bakteri bacillus thuringiensis, hasilnya insulin dapat diproduksi melalui bakteri tersebut.
5. Analisis DNA
Analisa DNA adalah proses reaksi rantau polimerisasi sehingga dapat memproduksi segmen DNA. Prinsip ini dapat bermanfaat dalam bidang forensik untuk menentukan karakteristik DNA seseorang.
Contoh Penerapan Bioteknologi
Penerapan bioteknologi dalam berbagai bidang telah membantu kehidupan manusia, bahkan merambah hingga ke bidang pangan, pertanian, kesehatan, kehutanan, dan industri. Berikut contoh penerapan bioteknologi di beberapa bidang.
1. Bidang Pangan
Dalam bidang pangan hasil rekayasa bioteknologi yang sering dijumpai oleh masyarakat dalam kehidupan sehari-hari seperti tempe, sirup, roti, yogurt, dan lain sebagainya.
2. Pertanian dan Kehutanan
Dalam bidang pertanian dan kehutanan, hasil rekayasa bioteknologi dapat sangat beragam seperti kedelai yang tahan terhadap herbisida, kemudian tomat yang direkayasa secara genetik agar tahan, jagung yang tahan terhadap serangga, dan masih banyak lainnya.
3. Bidang Kesehatan
Dalam bidang kesehatan, bioteknologi diaplikasikan dengan melibatkan rekayasa genetika. Contoh hasil produksi rekayasa bioteknologi di bidang ini antara lain bakteri yang memproduksi hormon insulin, penggunaan sel punca, penemuan vaksin, serta penggunaan antibodi monoklonal.
4. Bidang Industri
Contoh penerapan bioteknologi di bidang industri yakni proses produksi gula, alkohol, enzim, dan lain-lain. Secara umum implementasi bioteknologi memanfaatkan biomassa untuk mengubah energi dan berbagai produk.
5. Bidang Kelautan
Pemanfaatan bioteknologi dalam bidang kelautan digunakan untuk keperluan pengobatan, lingkungan, industri, dan lain-lain. Contoh penerapan bioteknologi dalam bidang ini adalah restorasi laut dan produk kosmetik yang memakai bahan aktif dari organisme laut.