Sifat Mikroorganisme dalam Bioteknologi

Pengertian Bioteknologi

Tahukah kamu apa yang dimaksud dengan bioteknologi? Bioteknologi berasal dari kata “bio” yang berarti makhluk hidup dan “teknologi” yang berarti cara untuk memproduksi barang dan jasa, dan secara bebas dapat didefinisikan secara bebas sebagai pemanfaatan organisme hidup untuk menghasilkan produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia.

 Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakan. Pada perkembangannya sampai pada tahun 1970, bioteknologi selalu berasosiasi dengan rekayasa biokimia (biochemical engineering). Dari paduan dua kata tersebut (bio dan teknologi) 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 analog mulekuler untuk menghasilkan produk dan jasa.

Sifat Bioteknologi
Sifat Bioteknologi

Bioteknologi sebenarnya sudah dikerjakan manusia sejak ratusan tahun yang lalu, karena manusia telah bertahun-tahun lamanya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur ragi untuk membuat makanan bermanfaat seperti tempe, roti, anggur, keju, dan yoghurt. Namun istilah bioteknologi baru berkembang setelah Pasteur menemukan proses fermentasi dalam pembuatan .

Artikel Lainnya : √  Struktur Sel Pyrrophyta

Perkembangan yang pesatdalam bidang biologi sel dan biologi molekuler sejak tahun 1960-an mendorong perkembangan bioteknologi secara cepat. Dewasa ini, manusia telah mampu memanipulasi, mengubah, dan/atau menambahkan sifat tertentu pada suatu organisme.


Sejarah Perkembangan Bioteknologi

Bioteknologi bukanlah merupakan ilmu yang baru dalam peradaban manusia. Bioteknologi telah dilakukan sejak zaman dahulu, antara lain untuk menghasilkan minuman beralkohol dan makanan yang difermentasikan. Bioteknologi mengalami perkembangan secara bertahap. Semenjak awal diterapkan, sampai tahun 1857 disebut “era bioteknologo non-mikrobal”. Disebut era bioteknologi non-mikrobal, karena pada saat itu belum diketahui bahwa makanan produk fermentasi merupakan hasil kerja mikroorganisme.

Artikel Lainnya : √  Organel Sel Sitoplasma

Bioteknologi dimensi baru (bioteknologi mikrobal) dimulai sejak 1857 setelah Louis Pasteur menemukan bahwa fermentasiyang terjadi dalam pembuatan anggur merupakan hasil kerja mikroorganisme. Makanan atau minuman yang diproduksi melalui proses fermentasi antara lain tempe, tape, sake (berasal dari Jepang), tuak, anggur, dan yoghurt (Kuswanti, 2008:114).

Pada tahun 1920 proses fermentasi yang ditimbulkan oleh mikroorganisme mulai digunakan untuk memproduksi zat-zat seperti aseton, butanol, etanol, dan gliserin. Fermentasi juga digunakan untuk memproduksi asam laktat, asam sitrat, dan asam asetat dengan menggunakan jasa bakteri.

Setelah perang dunia ke-2, dihasilkan produk bioteknologi lain misalnya penesilin dari jamur penecillium nonatum. Keberhasilan ini diikuti dengan penelitian kemapuan mikroorganisme lain yang menghasilkan antibiotic dan zat-zat lain seperti steroid, vitamin, enzim, asam amino, dan senyawa-senyawa protein tertentu

Perkembangan teknologi mutakhir yang dibarengi dengan perkembangan di bidang biokimia, biologi seluler, dan biologi molekuler melahirkan teknologi enzim dan rekayasa genetika yang akhirnya mengantarkan kita ke suatu era modern. Kini bioteknologi telah benar-benar digunakan untuk menjawab berbagai tantangan kehidupan manusia.

Artikel Lainnya : √  Klasifikasi Ascomycota


Perkembangan Bioteknologi

Catatan peristiwa dalam perkembangan bioteknologi, antara lain:

  1. Ragi untuk pembuatan anggur, sebelum 6000 SM.
  2. Ragi untuk pengembangan roti, sekitar 4000 SM.
  3. Mikroba untuk menmbang tembaga (Spanyol), sebelum 1670.
  4. Mikroba pertama dilihat Antonie Van Leewenhoek, 1880.
  5. Mikroba kontaminan pertama penggagal fermentasi ditemukan oleh Lois Pasteur, 1876.
  6. Enzim diekstrak dari ragi yang dapat membuat alcohol oleh Eduard Buchner, 1897.
  7. Bakteri penghasil aseton, butanol, gliserol, 1910.
  8. Struktur rantai DNA terungkap, 1928.
  9. Penemuan bakteri antibiotik baru (streptomycin, spalosporin, dll), 1953.
  10. Mikroba untuk menambang uranium di Kanada, 1950-an.
  11. DNA rokombinan ditemukan dan percobaan rekayasa genetika pertama berhasil, 1973.
  12. Hibridoma menghasilkan antibodi monoclonal, 1973.
  13. Insulin hasil rekayasa genetika diperbolehkan digunakan pada manusia, 1981.
  14. Interferon, hormone tumbuh, vaksin hepatitis, dihasilkan dari rekayasa, pertengahan 1980-an.
  15. Bahan mentah industry plastik dari mikroba, interferon untuk kanker, akhir 1980-an.
  16. Mikroba hasil rekayasa membantu mengekstrak minyak dari tanah, 1990.

Artikel Lainnya : Klasifikasi Deuteromycota


Jenis – Jenis Bioteknologi

Bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu:

  • Bioteknologi Konvensial

Bioteknologi konvensional adalah praktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana, tanpa adanya rekayasa genetika. Contoh produknya bir, wine, tuak, keju, sake (berasal dari Jepang), yoghurt, roti, keju, tempe, dan lain sebagainya.

  • Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern merupakan bioteknologiyang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. Penerapan bioteknologi modern juga 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).

Artikel Lainnya : √  Struktur Tubuh Ascomycota


Penerapan Bioteknologi

Dalam rangka memenuhi dan meningkatkan mutu kebutuhan hidup, manusia memanfaatkan biologi terapan yang digabungkan dengan teknologi modern sehingga tercipta ilmu baru yang dikenal dengan sebutan “Bioteknologi” dan terkadang ada yang menyebut “Biomasadepan”. Beberapa ahli dan badan internasional memberikan batasan bioteknologi sebagai :

  1. Kegiatan yang menitikberatkan pemanfaatan aktivitas biologi dalam lingkup teknologi proses dan produksi secara besar-besaran dalam industry yang dikaitkan dengan produksi masal.
  2. Pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dan kerekayasaan terhadap jasad, system, atau proses biologi untuk memproduksi benda hidup, benda mati, atau jasad bagi kepentingan manusia.

Dalam perkembangan lebih lanjut, lahirlah bioteknologi kedoktoran, bioteknologi farmasi, bioteknologi pertanian, bioteknologi peternakan dan sebagainya (Maskoeri, 2013:216)

Artikel Lainnya : √  Ciri & Struktur Pteridophyta


  • Bioteknologi Kedokteran

Dalam rekayasa genetika dapat diciptakan vaksin yang dapat menghasilkan zat immunoglobulium (zat kebal) terhadap beberapa penyakit. Misalnya hepatitis, kanker hati, lepra, dan sebagainya. Dapat pula dilakukan pengambilan informasi genetik yang ada pada manusia untuk “dicangkok” pada bakteri agar bakteri tersebut dapat mensintesa insulin.

Insulin adalah hormon yang dihasilkan oleh kelenjar pankreas yang berguna untuk menurunkan kadar gula dalam darah. Pada penderita diabetes, kelenjar pankreas ini kurang berfungsi sehingga kadar gula dalam darahnya tinggi. Dengan bantuan rekayasa gentika maka dapat diproduksi insulin dalam jumlah besar oleh bakteri, yang kemudian dapat diinjeksikan pada penderita diabetes (Harmoni, 1992:104).

Artikel Lainnya : √  Cara Kerja Dari Mikroskop

Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedoktoran, misalnya dalam pembuatan antibodi dan hormon (Anonim, 2013).

  1. Pembuatan Antibodi Monoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal antara lain:

  • Untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urin wanita hamil.
  • Mengikat racun dan menonaktifkannya.
  • Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain (Anonim, 2013).
  1. Pembuatan Vaksin

Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut (Anonim, 2013).

  1. Pembuatan Antibiotika

Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada disekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia ke-2 oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris (Anonim, 2013).

  1. Pembuatan Hormon

Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosterone (Anonim, 2013).


  • Bioteknologi Farmasi

Dalam memerangi penyakit-penyakit yang disebabkan oleh antigen atau bibit penyakit digunakanlah berbagai macam obat, yang pada zaman dahulu digunakan ramuan beberapa macam tumbuhan yang berupa sari atau ekstrak. Tetapi pada saat ini, sesuai dengan kemajuan teknologi dibuat zat sintesis dan pada saat mutakhir, melalui biologi molekular dan rekayasa genetika, tubuh dipacu untuk memproduksi obat-obatan sendiri.

Obat-obatan hasil bioteknologi tersebut antara lain humulin untuk diabetes, protopin yang merupakan hormone pertumbuhan untuk memperbaiki anak-anak yang mengalami kelatarbelakangan pertumbuhan, alfainterferon untuk pengobatan sejenis leukemia, dan sejenisnya (Maskoeri, 2013:218).

Artikel Lainnya : √  Struktur Tubuh Nemathelminthes


  • Bioteknologi Pertanian

Dalam rangka mencukupi pangan penduduk dunia yang bertumbuh terus, maka produksi pangan secara konvensional tidak dapat mengejarnya. Oleh karena itu, dicari jalan melalui bioteknologi pertanian yang antara lain.

  1. Penggunaan hormon pertumbuhan yang mengubah tumbuhan dari diploid menjadi poliploid sehingga dihasilkan produk yang “rekayasa”. Misalnya buah tomat dan cabe menjadi besar, dan lainnya.
  2. Kultur jaringan. Pada keadaan biasa, siklus pertumbuhan memerlukan waktu yang cukup panjang, tetapi melalui kultur jaringan siklus itu dapat diperpendek, misalnya bunga anggrek yang secara biasa dari biji sampai menjadi tumbuhan dewasa hingga berbunga memerlukan waktu yang cukup lama.
  3. Tetapi melalui kultur jaringan akan diperoleh tumbuhan baru dengan cepat dan segera dapat berbunga. Dalam mempercepat pembibitan tumbuhan, kultur jaringan lebih cepat tiga puluh kali lipat dari pada cara tradisional. Dengan demikian, dapat mengatasi kekurangan dan keterlambatan bibit dalam masa tanam dan juga meningkatkan kualitas panen. Dalam memperbanyak tumbuhan secara kloning (cloning) pada tumbuhan hias dan tumbuhan bernilai ekonomi tinggi dapat dilakukan secara besar-besaran dengan kultur jaringan. Misalnya pada kelapa sawit, kelapa kopyor, dan sebagainya.

  • Bioteknologi Peternakan

Seperti halnya tumbuhan, hewan ternak diperlukan juga dalam memenuhi kebutuhan pangan manusia. Dengan perkawinan silang, dapat dihasilkan hewan-hewan yang berkualitas lebih baik. Tetapi tampaknya juga tidak dapat mengejar kebutuhan manusia yang selalu meningkat. Oleh karena itu, para ahli peternakan juga memanfaatkan bioteknologipeternakan, yaitu

  • Untuk memproduksi obat dan vaksin serta hormon pertumbuhan ternak
  • Melibatkan hewan dapat tumbuh lebih cepat dan makannya lebih sedikit, atau menjadi ternak yang lebih unggul (maskoeri, 2013:221).

Artikel Lainnya : √  Struktur dan Fungsi Tubuh Porifera


Sifat – Sifat Mikroorganisme dalam Bioteknologi

Setiap makhluk hidup mempunyai sifat masing-masing yang berbeda, begitu juga dengan mikroorganisme. Sifat-sifat mikroorganisme dalam bioteknologi tersebut antara lain adalah sebagai berikut:

  1. Memiliki ukuran sangat kecil, sehingga populasi dalam jumlah yang sangat banyak dapat menempati ruang yang kecil.
  2. Reproduksinya cepat pada kondisi maksimum.
  3. Adanya plasmid yang memudahkan proses rekayasa genetik 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.

Artikel Lainnya : √  Peranan dan Reproduksi Chrysophyta


Dampak Negatif Penerapan Bioteknologi

Bioteknologi, terutama rakayasa genetika, pada awalnya diharapkan dapat menjelaskan berbagai macam persoalan dunia, seperti polusi, penyakit, pertanian, dan sebagainya. Akan tetapi, dalam kenyataannya juga menimbulkan dampak yang membawa kerugian (Wariyono, 2008:106).


  • Dampak Terhadap Lingkungan

Pelepasan organisme trangenik (berubah secara genetik) kea lam bebas dapat menimbulkan dampak berupa pencemaran biologi yang dapat lebih berbahaya daripada pencemaran kimia dan nuklir. Dengan keberadaan rekayasa genetika, perubahan genotype tidak tejadi secara alami sesuai dengan dinamika populasi. Melainkan menurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu. Perubahan drastis ini akan menimbulkan bahaya, bahkan kehancuran. “Menciptakan” makhluk hidup yang seragam bertentangan dengan prinsip di dalam biologi itu sendiri, yaitu keanekaragaman (Wariyono, 2008:106).


  • Dampak Terhadap Kesehatan

Produk rekayasa dibidang kesehatan dapat juga menimbulkan masalah serius. Contohnya adalah penggunaan insulin hasil rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris. Tomat Flayr Sayrt diketahui mengandung gen resisten terhadap antibiotik. Susu sapi yang disuntik dengan hormon BGH disinyalir mengandung bahan kimia baruyang punya potensi berbahaya bagi kesehatan manusia (Wariyono, 2008:106).


  • Dampak di Bidang Sosial Ekonomi

Beragam aplikasi rekayasa menunjukkan bahwa bioteknologi mengandung dampak ekonomi yang membawa pengaruh pada kehidupan masyarakat. Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil. Penggunaan hormon pertumbuhan sapi (boyine growth hormone = BGH) dapat meningkatkan produksi susu sapi sampai 20%, niscaya akan menggususr peternak kecil. Dengan demikian, bioteknologi dapat menimbulkan kesenjangan ekonomi (Wariyono, 2008:106).

Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, tembakau, cokelat, kopi, gula, kelapa, vanili, gingseng, dan opium akan dapat dihasilkan melalui modifikasi genetika tanaman lain, sehingga akan menyingkirkan tanaman aslinya. Dunia ketiga sebagai penghasil tanaman-tanaman tadi akan menderita kerugian besar (Wariyono, 2008:106).


  • Dampak Tehadap Etika

Menyisipkan gen makhluk hidup lain memiliki dampak etika yang serius. Menyisipkan gen makhluk hidup lain yang tidak berkerabat dianggap melanggar hokum alam dan sulit diterima masyarakat. Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan gen itu tidak etis. 90% menentang pemindahan gen manusia ke hewan. 75% menentang pemindahan gen hewan ke manusia (Wariyono, 2008:107).

Bahan pangan transgenik yang tidak berlabel juga membawa konsekuensi bagi penganut agama tertentu. Bagaimana hukumnya bagi penganut agama Islam, kalau gen babi dimasukkan ke dalam buah semangka? Penerapan hak paten pada makhluk hidup hasil rekayasa merupakan pemberian hak pribadi atas makhluk hidup. Hal itu bertentangan dengan banyak nilai-nilai budaya yang menghargai nilai intrinsik makhluk hidup.

Artikel Lainnya : √  Ciri Euglenophyta dan Struktur Selnya


Dampak Positif Bioteknologi

Beberapa dampak positif (akibat baik, hal-hal yang menguntungkan) dari perkembangan bioteknologi hingga saat ini, antara lain:

  1. meningkatkan sifat resistensi tanaman terhadap hama dan penyakit tanaman, misalnya tanaman transgenic kebal hama.
  2. Meningkatkan produk-produk (baik kualitas maupun kuantitas) pertanian, perkebunan, peternakan, maupun perikanan dengan temuan bibit unggul.
  3. Meningkatkan nilai tambah makanan. Pengolahan bahan makanan tertentu, seperti air susu menjadi yoghurt., mentega, dan keju.
  4. Membantu proses pemurnian logam dari bijihnya pada pertambangan logam (biohidrometalurgi).
  5. Membantu manusia mengatasi masalah-masalah pencemaran lingkungan, seperti: bakteri pemakan plastik dan paraffin, bakteri penghasil bahan plastik biodegradable.
  6. Membantu manusia mengatasi masalah sumber daya energy, misalnya bioethanol, dan biogas.
  7. Membantu dunia kedokteran dan medis mengatasi penyakit-penyakit tertentu, misalnya penyakit kelainan genetis dengan terapi gen, hormon insulin, antibiotik, antibodi monoklonal, dan vaksin.
  8. Mengatasi masalah pelestarian spesies langka dan hamper punah. Dengan teknologi transplantasi nucleus, hewan dan/atau tumbuhan langka bisa dilestarikan.

Ilmu – Ilmu yang Mendukung Bioteknologi

Ilmu-ilmu yang mendukung dalm perkembangan bioteknologi diantaranya adalah sebagai berikut:


  • Mikrobiologi

Mikrobiologi merupakan cabang ilmu biologi yang khusus mempelajari jasad-jasad renik. Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, yaitu micros yang berarti kecil, bios yang berarti hidup, dan logos yang berarti pengetahuan. Sehingga secara singkat dapat diartikan bahwa mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang makhluk-makhluk hidup yang kecil-kecil. Makhluk-makhluk hidup yang kecil tersebut disebut juga dengan mikroorganisme, mikrobia, mikroba, jasad renik, atau prostita.


  • Biokimia

Biokimia adalah kimia makhluk hidup. Biokimiawan mempelajari molekul dan reaksi kimia terkatalisis oleh enzim yang berlangsung dalam semua organisme. Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen selular, seperti protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat, dan biomolekul lainnya. Saat ini biokimia lebih terfokus secara khusus pada kimia reaksi termediasi enzim dan sifat-sifat protein.


  • Genetika

Genetika berasal dari bahasa Yunani, yaitu genno yang berarti melahirkan, merupakan cabang biologi yang penting saat ini. Ilmu ini mempelajari berbagai aspek yang menyangkut pewarisan sifat dan variasi sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Ada pula yang dengan singkat mengatakan, genetika adalah ilmu tentang gen. nama “genetika” diperkenalkan oleh William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906.


  • Biologi Sel

Biologi sel (juga disebut Sitologi, dari bahasa Yunani, Kytos atau wadah) adalah ilmu yang mempelajari sel. Hal yang dipelajari dalam biologi sel seperti struktur an organel yang terdapat di dalam sel, lingkungan dan antaraksi sel, daur hidup sel, pembelahan sel dan fungsi sel (filosofi), hingga kematian sel. Hal-hal tersebut dipelajari baik pada skala mikroskopik maupun skala molkular, dan biologi sel meneliti baik organisme bersel tunggal seperti bakteri maupun sel-sel terspesialisasi di dalam organisme multisel seperti manusia.


  • Enzimologi

Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hal-hal yang berkaitan dengan enzim ini dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri sebagai satu jurusan tersendiri, tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. Enzimologi terutama dipelajari dalam kedoktoran, ilmu pangan, teknologi pengolahan pangan, dan cabang-cabang ilmu pertanian.


  • Virologi

Virology ialah cabang biologi yang mempelajari makhluk suborganisme, terutama virus. Dalam perkembangannya, selain virus ditemukan pula viroid dan prion. Kedua kelompok ini saat ini juga masih menjadi bidang kajian virologi. Virologi memiliki posisi strategis dalam kehidupan dan banyak dipelajari karena bermanfaat bagi industry farmasi dan pestisida. Virologi juga menjadi perhatian pada bidang kedokteran, kedokteran hewan, peternakan, perikanan, dan pertanian karena kerugian yang ditimbulkan virus dapat bernilai besar secara ekonomi.

Demikian materi dari kami tentang Sifat Mikroorganisme dalam Bioteknologi secara lengkap dan jelas, jangan lupa di share ya sobat Murid.Co.iD semoga bermanfaat