MAKALAH UMUM BIOTEKNOLOGI

A.  Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi berasal dari bahasa latin, yaitu bio (hidup), tehnos (teknologi=penerapan) dan logos (ilmu) yang berarti ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip biologi. Jadi, sebenarnya bioteknologi bukan suatu disiplin ilmu, melainkan suatu ilmu terapan. Menurut Sardjoko (1991), bioteknologi adalah proses-proses biologi oleh mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Bioteknologi bisa diartikan suatu pemanfaatan makhluk hidup atau rekayasa organisme sistem atau proses biologis untuk menghasilkan suatu produk yang bermanfaat bagi manusia yang menghasilkan suatu barang, atau dapat dikatakan pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dengan menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan produk bagi kepentingan manusia.

Istilah bioteknologi merupakan teknologi yang menggunakan bahan hayati atau sejenisnya guna menghasilkan barang atau jasa dalam skala industri sebagai sarana pemenuhan kebutuhan manusia. Definisi tersebut merupakan definisi dari bioteknologi secara tradisional atau konvensional.

Adapun definisi bioteknologi modern menyatakan bahwa istilah bioteknologi merupakan teknologi yang menggunakan bahan hayati yang telah direkayasa secara invitro guna menghasilkan barang atau jasa dalam skala industri sebagai sarana pemenuhan kebutuhan manusia.

Berdasarkan dua pengertian bioteknologi tersebut, maka bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia. Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme. Adapun rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain. Ciri-ciri utama bioteknologi sebagai berikut.

a. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan, atau hewan.

b. Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri.

c. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian.

Berbagai kebutuhan manusia telah terpenuhi dengan adanya bioteknologi tersebut, di antaranya penyediaan berbagai jenis makanan, seperti tempe, brem, keju, roti, kecap, dan berbagai jenis minuman, seperti anggur, sake, bir, yogurt, dan vitamin. Selain dalam bidang pangan tersebut, bioteknologi juga diterapkan dalam bidang kesehatan (misalnya untuk menghasilkan obatobatan), di bidang pertanian (misalnya untuk menghasilkan pupuk, untuk mendapatkan bibit tanaman yang bervarietas unggul dan tahan hama), dan di bidang yang lainnya.

Menurut Perhimpunan Bioteknologi Eropa, bioteknologi diartikan sebagai penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa kimia secara terpadu dengan tujuan untuk penerapan teknologi dari kapasitas mikroba dan sel-sel jaringan yang dibiakkan. Dalam penerapan yang lain, bioteknologi saat sekarang biasa untuk rekayasa genetik. Rekayasa genetic merupakan usaha mengubah atau memanipulasi bahan atau materi genetik organisme secara invitro dengan menambah, mengganti, mengurangi, atau memodifikasi gen sehingga didapatkan organisme dengan ciri kemampuan yang baru.

Gen-gen yang digunakan untuk rekayasa genetik dapat berasal dari organisme sejenis atau organisme yang berbeda jenis tanpa mengenal batas spesies. Rekayasa genetic dilakukan dengan cara yang disebut teknik rekombinan DNA. Teknik ini dilakukan di laboratorium dengan menggunakan peralatan yang canggih.

B.  Jenis-Jenis Bioteknologi

Apabila kita kaji bersama, sebenarnya bioteknologi sudah diterapkan sejak dahulu, misalnya adanya minuman sejenis bir dan anggur. Minuman ini merupakan minuman yang berasal dari proses fermentasi (peragian) dari penggunaan jasad hidup seperti bakteri dan jamur. Penggunaan bakteri dan jamur ini dimanfaatkan dengan kemampuan metabolismenya untuk mensintesis suatu produk tertentu yang bermanfaat bagi manusia.

Bioteknologi tradisional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroba, proses biokimia dan proses genetik secara alami, misalnya mutasi dan rekombinasi genetik. Tahukah Anda bahwa aplikasi bioteknologi tradisional mencakup berbagai aspek kehidupan manusia, yaitu aspek pangan, peternakan, pertanian, kesehatan dan pertambangan.

1.   Pangan

Berikut ini contoh dari bioteknologi tradisional di bidang pangan, antara lain sebagai berikut.

a.    Tempe, bahan dasar dari kedelai, merupakan hasil fermentasi dari jamur Rhizopus.

b.    Tape, bahan dasarnya singkong atau beras ketan, merupakan hasil fermentasi dari Saccharomyces cereviceae.

c.    Kecap, bahan dasarnya kacang kedelai hasil, fermentasi dari jamur Aspergillus.

2.  Peternakan

Pada bidang peternakan misalnya:

a.    hasil mutasi alam yang menghasilkan domba ankon, yaitu domba yang berkaki pendek dan bengkok;

b.    sapi Jersey yang dapat menghasilkan susu dan kandungan krim yang lebih bagus.

3.  Pertanian

Beberapa contoh bioteknologi tradisional di bidang pertanian adalah:

a.   Tanaman Hidroponik dan Aeroponik

Semakin sempitnya lahan pertanian, mendorong akal pikiran manusia untuk mendapatkan cara bercocok tanam yang tidak memerlukan tanah sebagai medianya. Cara bercocok tanam ini dinamakan hidroponik. Pada mulanya teknik hidroponik diperkenalkan oleh W.E. Gericke dari Universitas California Amerika pada tahun 1929 yang berhasil menggunakan media air sebagai pengganti tanah untuk bercocok tanam. Selain air sebagai media tanam, dapat juga digunakan genting, pasir, kerikil, kertas dan lain-lain, yang disiram dengan larutan nutrien yang diperlukan tanaman. Bagaimana hasil pengamatan Anda setelah melihat penanaman hidroponik? Makanan atau nutrisi tumbuhan hidroponik diperoleh dari zat anorganik yang dialirkan melalui pipa air. Tanaman dapat juga ditempatkan di atas bak penampung nutrisi sehingga akar tanaman dapat menyerap nutrisi dari bak. Jadi, akar akan selalu terendam cairan nutrisi.

Keuntungan apa saja yang diperoleh dari penanaman secara hidroponik?

1)    Sistem hidroponik lebih praktis dan produktif karena memanfaatkan ruangan yang sempit (bukan kebun) atau untuk menyiasati daerah atau tempat yang tidak dapat ditanami. Cara menanam dengan sistem ini dapat dilakukan di mana pun dan akan diperoleh tanaman yang sebanyak- banyaknya, serta tidak bergantung pada musim karena dikelola secara khusus.

2)   Penggunaan pupuk lebih efektif dan berdaya guna, yaitu dapat dilakukan secara tepat dan tidak boros karena pada bercocok tanam di lahan pertanian biasa, tanah sering merembeskan sebagian dari pupuk yang diberikan ke tempat lain menjauhi tanaman sehingga perhitungan pemberian pupuk bisa meleset.

3)   Bebas dari serangan hama dan penyakit yang berasal dari tanah, termasuk gulma di dalam tanah.

4)   Mutu buah dan tanaman yang dihasilkan lebih baik.

Bagaimana cara pelaksanaan sistem dengan hidroponik?

1)    Penanaman teknik hidroponik dapat dilakukan di dalam pot-pot dengan media pasir, bata merah yang dihaluskan dan steril atau arang sekam

2)   Bibit tanaman diambil dari tempat pembibitan di kebun biasa, tanah yang melekat pada tanaman tersebut dibuang dengan hati-hati agar tidak sampai merusak dan melukai akar-akarnya. Kemudian akar tersebut dicuci dengan air pada suatu bak sampai benar-benar bersih.

3)   Bibit tersebut siap ditanam di dalam pot hidroponik yang telah disiapkan dengan ditimbuni pasir atau kerikil-kerikil kecil sampai setinggi pangkal akar tanaman tersebut. Pasir atau kerikil tersebut perlu dijaga kelembabannya terus-menerus dengan jalan disemprot dengan air biasa. Sebaiknya jangan diberi pupuk terdahulu agar keadaan akar menjadi segar kembali karena untuk menjaga akar yang terluka.

4)   Penyemprotan dilakukan terus-menerus dengan air biasa agar tetap lembap selama 2-3 minggu.

5)   Selanjutnya tanaman disiram dengan larutan yang mengandung pupuk, penyiraman dengan air biasa tetap dilakukan untu menjaga kelembapan pasir atau kerikil dan kira-kira seminggu sekali perlu ditambahkan larutan mineral yang mengandung pupuk anorganik.

6)   Tempat penanaman dapat digunakan pot hidroponik atau dalam bentuk kantong-kantong plastik. Sistem pengairannya dapat menggunakan pipa plastik atau pipa pralon berlubang yang dipasang di atas deretan tanaman. Dapat juga langsung disiramkan pada tanaman dalam pot hidroponik dengan periode waktu tertentu

7)   Untuk menjaga kesterilan kebun hidroponik dari serangan hama atau penyakit dari luar, sebaiknya ditutup dengan plastik dibentuk seperti rumah kaca.

Cara bercocok tanaman aeroponik sama seperti sistem hidroponik, perbedaannya di dalam aeroponik tanaman tidak diberi media untuk tumbuhnya akar, melainkan dibiarkan terbuka, menggantung pada suatu tempat yang dijaga kelembapannya. Akar dan tubuh tanaman disemprot dengan larutan pupuk yang mengandung nutrisi. Tanaman mengisap nutrisi melalui tubuh dan akar. Tumbuhan lebih banyak bernapas melalui akar, jika akar tidak masuk dalam media dan dibiarkan terbuka maka pengambilan oksigen menjadi lebih lancar. Akibatnya, metabolisme tumbuhan lebih cepat dan hal ini akan mempercepat pertumbuhannya. Melalui aeroponik ini air dan pupuk dapat dihemat.

b.    tanaman jenis mustard alami yang diteliti yang dapat menghasilkan tanaman, kubis, kembang kol, dan lain sebagainya.

c.    Biofeltilizer, tanaman kedelai dan plong-polongan dapat menghasilkan pupuk nitrogen sendiri melalui proses fiksasi nitrogen. Proses ini melibatkan bakteri Rhyzobium leguminosarum yang bersimbiosis pada akar tanaman. Dkisini bakteri menangkap nitrogen dari atmosfer lalu secara biokimia mengubahnya menjadi nitrogen yangh larut dalam air. Nitrogen dalam bentuk ini sangat esensial bagi tanaman untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas hasil panen.

d.    Tanaman yang bersifat seragam dan berjumlah banyak hasil teknik kultur jaringan. teknologi ini memamfaatkan sifat totipotensi,yaitu kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu utuh. Teknologi ini mampu menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan waktu singkat. 

4.  Kesehatan

Di bidang kesehatan, misalnya:

a.    Antibiotik, merupakan hasil isolasi dari bakteri dan jamur yang dapat dimanfaatkan    untuk pengobatan. Antibiotic merupakan zat kimia yang dihasilkan drai jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri atau mikroorganisme lain.

5.  Pertambangan

          Bakteri Thiobaccilus ferooxidans  digunakan untuk melepaskan tembaga dari bijihnya. Mikroorganisme ini juga dapat digunakan untuk mengekstrak mineral dan bijih yang berkadar rendah.

          Bioteknologi modern merupakan penerapan prinsip bioteknologi yang berdasarkan pada prinsip-prinsip ilmiah. Bioteknologi modern melibatkan mnipulasi terhadap susunan gen dalam kromosom organism, oleh karena itu bioteknologi modern juga dikenal dengan istilah rekayasa genetika. Dalam rekayasa genetika terdapat tiga prinsip dasar sebagai berikut :

a.   DNA Rekombinan

Teknologi rekombinan DNA ini dapat dilakukan melalui beberapa tahapan sebagai berikut.

1)   Pelacakan DNA target dari organisme donor untuk diekstraksi. Selanjutnya, DNA target dipotong secara enzimatik dan diligasi (digabungkan) ke DNA yang lain (vektor kloning) untuk membentuk DNA rekombinan (DNA insert contruct).

2)   Vektor dengan insert ini, kemudian dipindahkan dan dipelihara di dalam sel inang. Pemasukan DNA ke sel inang/bakteri dikenal dengan istilah transformasi.

3)   Sel-sel inang yang dapat mengalami transformasi kemudian dipisahkan dan diisolasi dari sel-sel yang tidak mengalami transformasi, serta ditumbuhkan.

4)   Jika diperlukan, DNA rekombinan (DNA) tersebut dapat dimanipulasi untuk meyakinkan bahwa produk protein yang dikodekan oleh DNA klon diproduksi oleh sel inang.

Pembentukan DNA rekombinan, dimulai dari pemotongan dengan enzim-enzim endonuklease restriksi (endonuklease = enzim yang memotong/mencerna DNA, restriksi memotong untai DNA pada posisi/urutan basa N spesifik) sampai dengan digabungkan dan terbentuk DNA rekombinan. Enzim-enzim tersebut ditemukan di dalam bakteri dan secara normal digunakan untuk melindungi dirinya sendiri dari infeksi virus. Enzim tersebut akan memotong DNA bervirus menjadi potongan-potongan yang tidak membahayakan tanpa melakukan perusakan pada DNA bakterinya sendiri.

b.  Fusi Protoplasma

     Fusi protoplasma adalah penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Prinsip ini dapat dilakukan pada sel tumbuhan maupun sel hewan. Fusi protoplasma pada tumbuhan diawali dengan menyiapkan protoplasma. Tahap selanjutnya, mengisolasi prtoplasma sel yang telah dipersiapkan. Protoplasma diisolasi dengan cara menghilangkan dinding selnya. Setelah itu, protoplasma diuji viabilitasnya (aktifitas hidup) dengan melihat aktivitas organelnya. Fusi protoplasma dilakukan dalam suatu medan listrik. Setelah sel-sel mengalami fusi, protoplasma hasil fusi tersebut diseleksi. Protoplasma yang terseleksi kemudian dibiakkan.

c.   Kultur Jaringan

     Teknik pengembangbiakan secara vegetatif pada organisme makin canggih. Hal ini sejak ditemukannya teknik klon, yaitu produksi suatu organisme dari satu sel tunggal yang diambil dari tubuh sel tumbuhan atau hewan. Sel tunggal ini merupakan somatik dan bukan sel kelamin sehingga sel ini mengandung dua perangkat kromosom. Jadi, sel ini memiliki semua informasi genetik yang diperlukan untuk menghasilkan suatu individu yang lengkap pada saat dirangsang untuk tumbuh. Teknik peng-klon-an pada sel tumbuhan dirasakan lebih mudah dibandingkan dengan sel hewan, karena sel tumbuhan memiliki sifat yang lebih sederhana. Sel tumbuhan juga memiliki sifat totipotensi, yaitu kemampuan untuk membentuk tubuh secara lengkap dengan akar, batang, dan daun.

     Totipotensi pertama kali dikenalkan oleh G. Haberlandt seorang ahli fisiologi Jerman. Selanjutnya, diperkuat oleh F.C. Steward yang berhasil membuktikan totipotensi dari satu sel wortel yang dikultur pada medium tertentu dan kemudian menghasilkan tanaman wortel yang utuh dan lengkap.

Totipotensi dikembangkan sebagai dasar dalam mengembangkan tumbuhan secara invitro atau kultur jaringan, yaitu mengembangbiakkan tumbuhan secara vegetatif dengan menggunakan sebagian jaringan pada media tertentu. Media yang dimaksudkan adalah media yang harus mengandung semua kebutuhan yang diperlukan seperti unsur makro, mikro, sumber karbohidrat, zat pengatur tumbuh, vitamin, dan bahan organik lainnya. Beberapa keuntungan dari penggunaan kultur jaringan sebagai berikut.

1)    Propagasi klonal, yaitu didapatkannya turunan secara genetik yang identik dengan induknya atau seragam dalam jumlah yang besar.

2)   Dapat dipergunakan sebagai pemuliaan tanaman, seperti seleksi, kultur anther atau polen, kultur protoplas, dan fusi protoplas.

3)   Dapat diperoleh tumbuhan yang bebas dari virus, karena menggunakan eksplan yang benar-benar bebas virus.

4)   Metabolisme sekunder, yaitu sifat totipotensi yang tidak terbatas pada struktur, tetapi menyangkut kemampuan mensintesis bahan kimia alami.

5)   Dipergunakan untuk pelestarian plasma nutfah.

Seperti halnya bioteknologi tradisional, bioteknologi modern juga mencakup berbagai aspek kehidupan, yaitu aspek pangan, peternakan, pertanian, dan kesehatan.

1.   Pangan

Beberapa contoh hasil bioteknologi modern adalah sebagai berikut.

a.    Fusi sel tumbuhan sering disebut dengan fusi protoplasma karena dalam fusi sel antar tumbuhan ini dinding sel tumbuhan yang tersusun atas selulosa harus dihancurkan oleh enzim terlebih dahulu, maka tinggallah protoplasma untuk difusikan. Misalnya, tanaman tomato, yaitu tanaman baru yang berbuah tomat dan berumbi kentang.

·         Kentang hasil mutasi genetik yang mempunyai kadar pati dapat mengikat 20% lebih tinggi daripada biasa

·         Tomat hasil dari manipulasi genetik sehingga tidak cepat matang, tahan lama, dan tidak cepat membusuk.

b.    Sebagai sumber protein, organisme penghasil PST mempunyai beberapa keunggulan. Keunggulan tersebut terletak pada kemampuan perkembangbiakan yang cepat dan relative mudah, serta mempunyai konversi protein yang tinggi disbanding sumber protein yang lain. PST mempunyai kadar protein lebih tinggi bila dibandingkan kadar protein kedelai. Keunggulan lainnya yaitu substrat yang digunakan sebagai medium tumbuh mikrobia penghasil PST ini dapat memanfaatkan limbah. Beberapa contoh mikrobia yang dapat digunakan sebagai PST yaitu Saccharomyces cerevisiae dan Candida utilis. Mikrobia ini dapat dibiakkan dalam skala besar (industri). Protein yang dihasilkan oleh mikrobia ini mengandung asam nukleat tinggi, namun tubuh manusia kurang memiliki enzim untuk memetabolismenya. Hal ini cenderung menimbulkan reaksi yang merugikan pada saluran pencernaan manusia. PST dari mikrobia ini (S. cerevisiae dan C. utilis) sering digunakan sebagai suplemen makanan ternak. Mikrobia lain yang digunakan sebagai sumber PST yaitu Spirulina. Spirulina termasuk Cyanobacteria (ganggang biru) yang dapat berfotosintesis sehingga sangat menguntungkan sebagai sumber makanan. Spirulina telah digunakan selama berabad-abad dalam bentuk kering oleh bangsa Aztec di Meksiko.

2.  Peternakan

Beberapa contoh bioteknologi modern bidang peternakan.

a.    Ternak unggul  hasil dari manipulasi sehingga menghasilkan daging dan susu yang unggul pula.

Para peternak biasa memasukkan biosuplemen ke dalam pakan ternak. Probiotik merupakan mikrobia yang dapat meningkatkan kesehatan ternak dan mempermudah penyerapan dalam saluran pencernaan ternak. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) telah mempu memproduksi biosuplemen probiotik yang diberi nama PSc. PSc telah diujikan terhadap sapi potong dan sapi perah di Jawa Barat dan Jawa Tengah. Hasil pengujian menunjukkan adanya kenaikan produksi daging sapi potong dan produksi susu pada sapi perah.

b.    Transfer inti  pada hewan yang berhasil dilakukan contohnya pengklonaan Domba Dolly. Pada domba dolly inti sel tubuh diambil dari jaringan kelenjar susu domba bermuka putih. Ovum diambil dari domba betina bermuka hitam yang telah dirusak intinya sehingga menjadi ovum tak berinti. Inti sel tubuh domba muka putih dimasukkan kedalam ovum domba muka hitam. Setelah dipelihara dalam wadah hingga mencapai fase blastula, kemudian dimasukkan kedalam uterus domba muka hitam. Maka domba muka hitam mengandung embrio domba muka putih. Domba dolly tidak lahir karena persatuan sperma dan ovum kedua orangtuanya. Ia lahir karena transplantasi inti dari domba muka putih kedalam ovum domba muka hitam yang sama-sama betina. Jadi, di dalam tubuh domba dolly tersimpan materi genetic yang idenik dengan materi genetic domba muka putih. Dolly adalah hasil cloning domba muka putih. Dolly disebut hasil reproduksi transeksual.

3.  Pertanian

Beberapa contoh hasil dari bioteknologi modern di bidang pertanian adalah sebagai berikut.

a.    Kapas setelah gennya dimanipulasi dapat resisten terhadap serangan penyakit gen tertentu

Rekayasa genetika dalam bidang tanaman dilakukan dengan mentransfer gen asing ke dalam tanaman. Hasil rekayasa genetika pada tanaman seperti ini disebut tanaman transgenik. Pernahkah kamu berpikir bahwa sepotong jagung dan sebuah tomat dapat menyembuhkan penyakit? Atau hanya dengan memakan pisang kita dapat melindungi diri dari hepatitis?

Prodi gene Inc. of College station, Texas menjadi perusahaan pertama yang berhasil memodifikasi tanaman untuk menghasilkan protein tertentu yang berfungsi sebagai obat. Protein tersebut adalah trypsin, insulin, dan obat penting lainnya yang akan dimasukkan ke dalam jagung. Mereka juga mengujinya pada kentang, tomat dan wortel untuk menghasilkan vaksin hepatitis B. Para peneliti juga memodifikasi tomat, bayam, dan melon untuk menghasilkan vaksin rabies. Kedelai transgenik muncul menjadi obat untuk herpes. Sebuah tim ilmuwan dari Purdue University dan Departemen Pertanian AS (USDA) telah mengembangkan tomat yang tiga setengah kali lebih banyak mengandung lycopene dan antioksidan untuk melawan kanker. Kemajuan ini sangat penting dan dalam kenyataan jumlah tanaman transgenik yang diproduksi setiap tahun semakin meningkat.

b.    tanaman anti serangga, tanaman yang tahan terhadap serangan hama serangga dapat diperoleh melalui proses transplantasi gen. Caranya dengan mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens. Selanjutnya, plasmid disisipi sdengan gen delta endotoksin Bacillus thuringensis. Plasmid akan memasukkan gen delta endotoksin ke dalam kromosom sel tumbuhan. Sel-sel tumbuhan yang sudah mengandung gen delta kemudian ditumbuhkan dengan metode kultur jaringan. Tanaman yang dihasilkan akan mampu memproduksi protein delta endotoksin sehingga serangga yang memakan tanaman tersebut akan mati akibat keracunan.

4.  Kesehatan

Beberapa contoh hasil dari bioteknologi modern di bidang kesehatan adalah:

a.    Selain digunakan untuk memproduksi hormon maupun enzim, teknologi DNA rekombinan juga digunakan untuk membuat vaksin. Pada aplikasi ini, secara garis besar beberapa mikroorganisme digunakan untuk menghambat kemampuan mikroorganisme pathogen (penyebab penyakit).

Mikrobia menjadi suatu bibit penyakit dalam tubuh apabila mikrobia tersebut menghasilkan senyawa toksik bagi tubuh manusia. Selain itu, bagian-bagian tubuh mikrobia seperti flagel dan membran sel juga dapat menimbulkan penyakit. Hal ini karena bagian-bagian tersebut kemungkinan terdiri dari protein asing bagi tubuh. Senyawa dan protein asing ini disebut antigen.

Gen yang mengkode senyawa penyebab penyakit (antigen) diisolasi dari mikrobia yang bersangkutan. Kemudian gen ini disisipkan pada plasmid mikrobia yang sama, tetapi telah dilemahkan (tidak berbahaya). Mikrobia ini menjadi tidak berbahaya karena telah dihilangkan bagian yang menimbulkan penyakit, missal lapisan lendirnya. Mikrobia yang telah disisipi gen ini akan membentuk antigen murni. Bila antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan manusia akan membuat senyawa khas yang disebut antibodi. Munculnya antibodi ini akan mempertahankan tubuh dari pengaruh senyawa asing (antigen) yang masuk dalam tubuh.

Indonesia juga memanfaatkan bioteknologi untuk membuat vaksin flu burung. Baru-baru ini para ahli dari Fakultas Kedokteran Hewan IPB bekerja sama dengan Shigeta Pharmaceutical, sebuah perusahaan farmasi dari Jepang telah berhasil menemukan vaksin untuk penyakit yang meresahkan masyarakat ini. Vaksin ini diberi nama Bird CLOSE 5.1. Vaksin ini diperoleh melalui rekayasa genetika dari virus penyebab flu burung H5N1 yang dikawinkan dengan virus influenza Puerto Rico yang dapat tumbuh dengan pesat. Virus yang dijadikan sampel dalam pembuatan vaksin ini yaitu virus H5N1 yang ditemukan di daerah Legok, Tangerang, Banten. Zat-zat berbahaya dari virus ini dihilangkan kemudian virus ini dikembangbiakkan dengan cepat. Virus yang sudah tidak berbahaya inilah yang digunakan sebagai vaksin.

b.    Teknologi pembuatan antibodi monoclonal diperkenalkan oleh Kohler dan Milstein pada tahun 1975. Mereka dapat menunjukkan bahwa sel limfosit penghasil antibodi dapat difusikan dengan sel myeloma (kanker). Teknologi ini menggunakan prinsip fusi protoplasma. Fusi ini menghasilkan sel-sel yang dapat menghasilkan antibodi sekaligus dapat memperbanyak diri secara terus-menerus seperti pada sel-sel kanker. Sel-sel ini menghasilkan antibodi monoclonal.

Secara sederhana pembuatan antibodi monoclonal sebagai berikut. Kelinci atau tikus terlebih dahulu diinjeksi dengan antigen kemudian limfanya (tempat pembuatan sel darah putih) diambil. Sel-sel limfa ini kemudian difusikan dengan sel mieloma (sel kanker) melalui elektrofusi. Elektrofusi adalah fusi secara elektris dengan frekuensi tinggi yang menyebabkan sel-sel tertarik satu sama lain dan akhirnya bergabung (fusi). Sel-sel yang melakukan fusi kemudian diseleksi untuk mengidentifikasi sel gabungan tersebut. Sel-sel ini kemudian diinjeksikan ke tubuh hewan. Sel-sel gabungan ini akan membentuk antibodi dalam tubuh hewan.

Sel gabungan ini dapat dibiakkan ke dalam suatu kultur sehingga menghasilkan antibodi dalam jumlah besar. Antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil. Dengan demikian, cara ini dapat untuk mendeteksi adanya kehamilan.

c.    Pembuatan insulin. Pembuatan insuliun secara rekayasa genetika, mula-mula gen manusia penghasil insulin diisolasi dari kromosom. Plsmid dari bakteri dikeluarkan dari bakteri. Gen penghasil insulin disisipkan pada plasmid bakteri. Plasmid yang telah mengandung gen insulin manusia lalu dikultur bersama-sama sel bakteri Escherecia coli sehingga bakteri tersebut megandung plasmid rekombinan. Gen penghasil insulin manusia tersebut dapat mengarahkan sel E. coli untuk mengahsilkan insulin. Insulin yang diperoleh dapat digunakan untuk mengobati penyakit diabetes.

d.    Interferon merupakan sel-sel tubuh yang mampu menghasilkan senyawa kimia yang dapat membunuh virus. Produksi interferon dilakukan melalui  rekayasa genetika.

e.    Bayi tabung

Teknologi mutakhir lain dalam bidang reproduksi adalah pembuatan bayi tabung. Sudah tidak asing lagi bukan? Apakah sebenarnya bayi tabung? Apakah bayi yang dibuat di dalam tabung? Ternyata bukan. Istilah bayi tabung sebetulnya digunakan karena proses pembuahan tidak terjadi sebagaimana “lazimnya”, yaitu di dalam tubuh ibu, melainkan terjadi di luar tubuh. Pembuahan tersebut tepatnya terjadi di dalam sebuah tabung yang telah dipersiapkan sedemikian rupa di laboratorium. Dengan kata lain, bertemunya sperma dan sel telur tidak terjadi secara alamiah, tetapi dengan campur tangan ahli (dokter). Tabung tersebut dibuat sedemikian rupa, baik suhu dan situasinya, hingga menyerupai pembuahan di dalam rahim. Prosedur ini disebut “fertilisasi in vitro”. Mula-mula dengan alat bantu khusus, sel telur wanita yang baru saja mengalami ovulasi, diambil. Proses selanjutnya adalah melakukan pembuatan dengan spermatozoa yang sudah disiapkan untuk kemudian diimasukkan ke dalam tabung yang suasananya sama persis dengan rahim. Setelah terjadi pembuahan, hasil pembuahan tersebut dipelihara kurang lebih 3 hari di dalam tabung (diinkubasi). Kemudian dimasukkan ke dalam rahim sang ibu hingga melahirkan. Di Indonesia, sejak lahirnya bayi tabung pertama yang lahir di Makmal Terpadu Imunoendrokrinologi FKUI dan RSAB Harapan Kita pada tahun 1988 program ini segera banyak diminati oleh pasangan suami istri yang sudah rindu mendapatkan keturunan. Banyak faktor yang menyebabkan tidak terjadi kehamilan antara lain: ada infeksi dan penyumbatan pada saluran reproduksi, gangguan kontraksi uterus, tidak terjadi ovulasi, kelainan letak uterus maupun bentuk uterus. Adapun kelemahan-kelemahan pria yang tidak mampu membuat kehamilan, antara lain: impotensi, kualitas sperma dan jumlah sperma kurang, serta adanya infeksi pada saluran reproduksi. Tonggak sejarah bayi tabung sebenarnya adalah sejak dilahirkannya, Louis Brown di Inggris pada tahun 1978. Sepuluh tahun kemudian tepatnya tanggal 2 Mei 1988 lahir Nugroho Karyanto di RSAB Harapan Kita Jakarta.

5.  Lingkungan

a.    Penanganan pencemaran lingkungan

Mikroorganisme untuk mengatasi pencemaran lingkungan, yaitu:

1)    Pseudomonas putida  dapat mencerna minyak bumi pada kasus pencemaran air laut oleh pengeboran minyak lepas pantai

2)   Bacillus subtilis  dapat mengimobilisasi logam berat pada limbah industry yang banyak mengandung logam berat.

b.    Pembuatan biogas

Biogas merupakan gas yang berasal dari hasil fermentasi senyawa organic oleh bakteri. Bahan-bahan organic seperti limbah dapur, kotoran hewan, dan sisa-sisa pertanian dapat dimanfaatkan untuk produksi biogas melalui proses fermentasi menggunakan mikroorganisme tertentu dalam keadaan aerob.

C.    Dampak Bioteknologi

1.     Dampak Positif

a.    Bioteknologi dapat mengatasi kekurangan bahan makanan (misal protein dan vitamin). Dengan bioteknologi bahan makanan diproduksi secara lebih cepat tanpa memerlukan ruangan luas (misal memproduksi sel tunggal)

b.    Membantu mengatasi masalah kesehatan dengan menyediakan obat-obatan, antibody, interferon, hormone insulin, dan produk lain untuk memberantas penyakit secara lebih murah.

c.    Menyediakan berbagai senyawa organic seperti, alcohol, asam asetat, gula, bahan makanan, protein, lemak, dan vitamin.

d.    Menyediakan energy , misalnya biogas.

e.    Memperbaiki lingkungan (misal bakteri pencerna limbah)

f.     Mengatasi kesulitan memperoleh keturunan (misal dengan bayi tabung)

g.    Memperoleh bibit yang identik dalam jumlah besar dan dalam waktu yang lebih singkat (misal memproduksi kultur jaringan, hidroponik dan aeroponik)

2.    Dampak negative

a.    Tidak semua masyarakat menerima bioteknologi, karena mereka menganggapnya melawan kodrat alam. Padahal sebenarnya, para ahli hanya mencontoh peristiwa yang terjadi di alam. Misalnya, penggabungan gen terjadi pada peristiwa fertilisasi yaitu penggabungan gen yang dibawa oleh sel sperma dengan gen dari sel telur. Bioteknologi yang menimbulkan kontraversi contohnya bayi tabung, pengklonaan manusia, dan transplantasi organ.

b.    Belum adanya hukum yang dapat mengikuti perkembangan bioteknologi misalnya hukum tentang nenek yang mengandung cucunya, hukum tentang pengklonaan manusia, maupun transplantasi organ.

c.    Ada kekhawatiran keterampilan merekayasa gen dimanfaatkan untuk kejahatan misalnya mengklona manusia untuk kegiatan kejahatan, mengubah gen bakteri agar menjadi ganas untuk senjata biologis.

d.    Munculnya organism transgenic yang belum diketahui dampaknya. Organism transgenic dikhwatirkan justru akan dapat mempengaruhi keseimbangan alam, sulit dikendalikan atau dapat membahayakan keselamatan manusia.