kompetensi 10
indikator 38 : menjelaskan prinsip dasar bioteknologi
Bioteknologi dibagi menjadi 2 jenis
- Bioteknologi Konvensional
- Bioteknologi Modern
Bioteknologi Konvensional
- Teknik dan peralatan yang digunakan sederhana
- Memanfaatkan mikroorganisme secara utuh
- Proses biokimia dan proses genetik terjadi secara alami
- Sebatas melakukan manipulasi pada lingkungan dan media tumbuh, tidak sampai tahap rekayasa genetika
- Apabila berlangsung rekayasa genetika, maka rekayasa tersebut bersifat sederhana dan perubahannya tidak tepat sasaran
- Contoh: fermentasi makanan dan pembuatan biogas
Bioteknologi Modern
- Menggunakan teknologi canggih dan memanfaatkan ilmu-ilmu seperti Mikrobiologi, Biokimia, Biologi Sel, Genetika, dan Biologi Molekuler
- Melakukan manipulasi terhadap susunan gen dalam kromosom organisme yang digunakan, atau disebut rekayasa genetika, agar dapat menghasilkan organisme dengan sifat yang diinginkan.
- Hasil lebih terarah, biasanya merupakan produksi berskala industri
- Contoh: pembuatan insulin dan vaksin
Prinsip Dasar Rekayasa Genetika
DNA Rekombinan
Menggunakan virus atau bakteri sebagai perantara, dengan tahapan sebagai berikut:
DNA Rekombinan
Menggunakan virus atau bakteri sebagai perantara, dengan tahapan sebagai berikut:
- Mengisolasi DNA
- Transplantasi gen / DNA
- Memasukkan DNA ke dalam sel hidup
Fusi Protoplasma
Penggabungan dua sel dari jaringan sama atau dua sel dari organisme berbeda dalam suatu medan listrik, sehingga menghasilkan hibrida sel yang diharapkan dapat beregenerasi membentuk organisme baru dengan sifat yang baru.
Tahapan fusi protoplasma pada tumbuhan:
Penggabungan dua sel dari jaringan sama atau dua sel dari organisme berbeda dalam suatu medan listrik, sehingga menghasilkan hibrida sel yang diharapkan dapat beregenerasi membentuk organisme baru dengan sifat yang baru.
Tahapan fusi protoplasma pada tumbuhan:
- Menyiapkan protoplasma
- Mengisolasi protoplasma dengan menghilangkan dinding selnya
- Menguji aktivitas hidup (viabilitas) protoplasma dengan melihat aktivitas organelnya
- Melakukan fusi protoplasma dalam suatu medan listrik
- Protoplasma hasil fusi diseleksi
- Protoplasma yang terseleksi akan dibiakkan lebih lanjut
Kultur Jaringan
Kultur jaringan didasari oleh teori totipotensi yang mengatakan bahwa setiap sel tumbuhan memiliki kemampuan untuk tumbuh menjadi individu baru jika ditempatkan pada lingkungan yang sesuai
Kultur jaringan didasari oleh teori totipotensi yang mengatakan bahwa setiap sel tumbuhan memiliki kemampuan untuk tumbuh menjadi individu baru jika ditempatkan pada lingkungan yang sesuai
indikator 39 : menjelaskan contoh aplikasi bioteknologi konvensional/modern
|
|
APLIKASI BIOTEKNOLOGI KONVESIONAL/MODERN
Bioteknologi dalam Bidang Pangan
Tempe
memiliki bahan dasar kedelai yang mengalami proses fermentasi non alkoholik dengan menggunakan organisme Rhizopus oligosporus (berperan menyintesis enzim pemecah protein/protease dan Rhizopus oryzae (menyintesis enzim pemecah pati/amilase).
Tempe
memiliki bahan dasar kedelai yang mengalami proses fermentasi non alkoholik dengan menggunakan organisme Rhizopus oligosporus (berperan menyintesis enzim pemecah protein/protease dan Rhizopus oryzae (menyintesis enzim pemecah pati/amilase).
Tapai Ketan
Berasal dari ketan yang mengalami proses fermentasi alkoholik dengan menggunakan mikroorganisme bernama Mucor clamydosporus dan Endomycopsis fibuligera untuk membantu memecahkan pati menjadi gula. Lalu ada Saccharomyces cerevisiae, berperan dalam mengubah fruktosa dan glukosa menjadi alkohol dan CO2.
Berasal dari ketan yang mengalami proses fermentasi alkoholik dengan menggunakan mikroorganisme bernama Mucor clamydosporus dan Endomycopsis fibuligera untuk membantu memecahkan pati menjadi gula. Lalu ada Saccharomyces cerevisiae, berperan dalam mengubah fruktosa dan glukosa menjadi alkohol dan CO2.
Yoghurt atau Keju
Berbahan dasar susu yang mengalami proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme berupa campuran dari Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus, yang berperan dalam memfermentasikan laktosa menjadi asam laktat serta menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi Lactobacillus bulgaricus.
Berbahan dasar susu yang mengalami proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme berupa campuran dari Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus, yang berperan dalam memfermentasikan laktosa menjadi asam laktat serta menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi Lactobacillus bulgaricus.
Minuman Beralkohol
Berasal dari hasil fermentasi mikroorganisme dalam pembentukan alkohol dari glukosa, contoh hasilnya adalah bir, sake, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Mikroorganisme yang digunakan adalah Jamur Aspergillus yang berperan mengubah pati menjadi glukosa., Bakteri Acetobacter yang berperan dalam mengubah etanol menjadi asam cuka, dan Baketri Methanobacterium yang berperan mengubah asam cuka menjadi metanol.
Berasal dari hasil fermentasi mikroorganisme dalam pembentukan alkohol dari glukosa, contoh hasilnya adalah bir, sake, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Mikroorganisme yang digunakan adalah Jamur Aspergillus yang berperan mengubah pati menjadi glukosa., Bakteri Acetobacter yang berperan dalam mengubah etanol menjadi asam cuka, dan Baketri Methanobacterium yang berperan mengubah asam cuka menjadi metanol.
Bioteknologi dalam Bidang Pertanian
Tanaman Antiserangga
Tanaman ini didapatkan melalui proses transplantasi gen. Caranya adalah mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens. Lalu plasmid disipi dengan gen delta endotoksin Bacillus thuringiensis. Plasmid tersebut kemudian dimasukan kembali ke A.tumefaciens. Plasmid akan memasukan gen delta endotoksin ke kromosom sel tumbuhan dan melalui kromosom ini, gen anti serangga ini akan terbawa oleh keturunan tumbuhan melalui kromosom. Tanaman ini akan dapat menciptakan protein delta endotoksin yang mampu membunuh serangga.
Tanaman Antiserangga
Tanaman ini didapatkan melalui proses transplantasi gen. Caranya adalah mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens. Lalu plasmid disipi dengan gen delta endotoksin Bacillus thuringiensis. Plasmid tersebut kemudian dimasukan kembali ke A.tumefaciens. Plasmid akan memasukan gen delta endotoksin ke kromosom sel tumbuhan dan melalui kromosom ini, gen anti serangga ini akan terbawa oleh keturunan tumbuhan melalui kromosom. Tanaman ini akan dapat menciptakan protein delta endotoksin yang mampu membunuh serangga.
Bio fertilizer
Produk yang berasal dari mikroba yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati.
Produk yang berasal dari mikroba yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati.
Tanaman bersifat seragam dan berjumlah banyak hasil teknik kultur sel jaringan
Memanfaatkan sifat totipotensi, yaitu kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu yang utuh. Teknologi ini mampu menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan waktu singkat.
Memanfaatkan sifat totipotensi, yaitu kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu yang utuh. Teknologi ini mampu menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan waktu singkat.
Bioteknologi dalam Bidang pertambangan
Menggunakan bakteri Thiobacillus ferooxidans untuk pemisahan logam tembaga dari bijihnya.
Teknologi dalam bidang kesehatan
Antibiotik
Didapatkan dari mikroorganisme yang dapat membunuh bakteri atau mikroorganisme tertentu dan biasanya didapatkan dari bakteri atau jamur.
Interferon
Zat yang dihasilkan tubuh karena respon serangan virus. Interferon ini dapat dihasilkan secara rekayasa genetika.
Antibodi Monoklonal
Terjadi dengan menggabungkan sel tumor dengan sel limpa dari mamalia. Sel tumor akan menurunkan sifat untuk membelah tiada hentinya sedangkan sel limpa akan menurunkan sifat pembuatan antibodi. Campuran keduanya disbut hibridoma, monoklonal karena berasal dari satu sel saja yaitu hibridoma.
Menggunakan bakteri Thiobacillus ferooxidans untuk pemisahan logam tembaga dari bijihnya.
Teknologi dalam bidang kesehatan
Antibiotik
Didapatkan dari mikroorganisme yang dapat membunuh bakteri atau mikroorganisme tertentu dan biasanya didapatkan dari bakteri atau jamur.
Interferon
Zat yang dihasilkan tubuh karena respon serangan virus. Interferon ini dapat dihasilkan secara rekayasa genetika.
Antibodi Monoklonal
Terjadi dengan menggabungkan sel tumor dengan sel limpa dari mamalia. Sel tumor akan menurunkan sifat untuk membelah tiada hentinya sedangkan sel limpa akan menurunkan sifat pembuatan antibodi. Campuran keduanya disbut hibridoma, monoklonal karena berasal dari satu sel saja yaitu hibridoma.
Pembuatan Insulin
- Pada proses pembuatan insulin ini, langkah pertama adalah mengisolasiplasmid dari E. coli. Plasmid adalah salah satu bahan genetik bakteri yang berupa untaian DNA berbentuk lingkaran kecil. Selain plasmid, bakteri juga memiliki kromosom. Keunikan plasmid ini adalah: ia bisa keluar-masuk ‘tubuh’ bakteri, dan bahkan sering dipertukarkan antar bakteri.
- Pada langkah kedua ini plasmid yang telah diisolir dipotong pada segmen tertentu menggunakan enzim restriksi endonuklease. Sementara itu DNA yang di isolasi dari sel pankreas dipotong pada suatu segmen untuk mengambil segmen pengkode insulin. Pemotongan dilakukan dengan enzim yang sama.
- DNA kode insulin tersebut disambungkan pada plasmid menggunakan bantuan enzim DNA ligase. Hasilnya adalah kombinasi DNA kode insulin dengan plasmid bakteri yang disebut DNA rekombinan.
- DNA rekombinan yang terbentuk disisipkan kembali ke sel bakteri.
- Bila bakteri E. coli berbiak, maka akan dihasilkan koloni bakteri yang memiliki DNA rekombinan.
Bioteknologi dalam Bidang Lingkungan
Penanganan Pencemaran Lingkungan
Mikroorganisme untuk mengatasi pencemaran lingkungan.
Gas hasil fermentasi senyawa organik oleh bakteri. Dihasilkan dalam keadaan anaerob dan didapatkan dari hasil fermentasi kotoran hewan, dan limbah organik lainnya.
Penanganan Pencemaran Lingkungan
Mikroorganisme untuk mengatasi pencemaran lingkungan.
- Pseudomonas putida manguraikan minyak bumi
- Bacillus subtilis dapat memisahkan logam berat yang ada dalam limbah industri
- Thiobacillus ferooxidans untuk limbah pertambangan limbah batu bara dengan mendesulfrinasikan batubara.
Gas hasil fermentasi senyawa organik oleh bakteri. Dihasilkan dalam keadaan anaerob dan didapatkan dari hasil fermentasi kotoran hewan, dan limbah organik lainnya.
indikator 40 : menjelaskan dampak bioteknologi bagi masyarakat & lingkungan
Dampak dari Aplikasi Bioteknologi bagi Masyarakat & Lingkungan
A. Dampak bioteknologi terhadap etika moral dan agama
- Dampak bioteknologi terhadap etika moral dan agama ialah teknologi bayi tabung, kloning pada manusia dan pemindahan gen manusia pada hewan atau sebaliknya.
B. Dampak bioteknologi terhadap kesehatan
- Gen-gen hasil dari hasil rekayasa genetik yang akan dimasukkan kedalam tubuh manusia masih dikhawatirkan dapat mempengarui gen lain sehingga dapat menimbulkan alergi, keracunan, atau gangguan lainnya. Sementara itu, banyak individu mutan hasil rekayasa genetika yang menderita kelainan, baik fisik maupun psikis.
C. Dampak bioteknologi terhadap lingkungan
Dampak bioteknologi terhadap lingkungan yaitu :
- Menyebabkan polusi biologi GEO (Genetic Enginering Organisme ) dari hasil rekayasa genetika yang lepas dari laboratorium ke lingkungan bebas
- Memengaruhi proses seleksi alam, menurunnya keanekaragaman hayati pada berbagai tingkatan, dan berkurangnya plasmanutfah.
- Munculnya tumbuhan dan hewan transgenik.