Bioteknologi Modern: Pengertian & Penerapannya

Pengertian Bioteknologi Modern

        Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang memanfaatkan makhluk hidup atau mikroorganisme secara tidak langsung, dan umumnya berupa bagian-bagian tertentu  untuk menghasilkan produk dengan cara prinsip atau teknologi tertentu.

Karakteristik Bioteknologi Modern

• Memanfaatkan mikroorganisme secara tidak langsung dan umumnya berupa bagian tertentu aja.
• Memanfaatkan cara atau prinsip yang modern atau lebih canggih yaitu berupa rekayasa genetika atau modifikasi gen dan teknologi reproduksi. 
• Menggunakan alat dan bahan canggih dan modern.
• Memerlukan keahlian khusus dalam pembuatannya.
• Skala produksi umumnya besar dan dengan biaya yang relatif mahal.

Rekayasa DNA (Sumber: Pelajaran.co.id)

Prinsip Dasar dalam Proses Bioteknologi Modern

        Prinsip dasar bioteknologi modern meliputi Seleksi dan persilangan, Analisis Genetik, Rekombinasi DNA, Kultur Jaringan, Analisis DNA. Proses Bioteknologi modern tidak dapat terlepas dari aplikasi metode mutakhir yang telah ditemukan pada tahap bioteknologi kuno, klasik, dan modern seperti:

1. Kultur Jaringan. Konsep dasar dari kultur jaringan adalah totipotensi sel. Keuntungan teknik ini adalah sifat tanaman yang identik dengan induknya dan perbanyakan lebih cepat.
2. Analisis genetik. Analisis geneitk mempelajari sifat dan karakter gen yang diwariskan dari generasi ke generasi serta interaksi antara gen dengan lingkungannya untuk menghasilkan suatu fenotip.
3. Manipulasi organisme. Manipulasi mikroba, tanaman, atau hewan dan pemilihan individu yang diinginkan untuk perbaikan generasi yang baru.
4. Analisis DNA. Analisis DNA merupakan proses pengambilan DNA atau RNA dari organisme melalui tahapan isolasi DNA, polymerase chain reaction, elektroforesis, dan analisis hasil yang dibantu oleh software bioinformatika.
5. Teknologi DNA rekombinan. Teknologi DNA rekombinan merupakan metode untuk merekayasa genetik suatu organisme dengan mengintroduksikan gen yang interes ke dalam suatu organisme.
6. Polymerase Chain Reaction. PCR merupakan teknik amplifikais atau penggandaan gen target dengan menggunakan primer spesifik untuk inisiasi. PCR bekerja berdasarkan prinsip replikasi DNA.
7. Hibridoma. Hibridoma merupakan metode untuk menggabungkan dua jenis sel dengan tujuan mendapatkan hibrid yang memiliki kemampuan dari kedua sel sebelumnya.
8. Kloning. Kloning merupakan metode menghasilkan keturunan yang dikehendaki identik dengan sel induknya.
9. Hibridisasi DNA. Hibridisasi DNA merupakan metode untuk menyeleksi sekuen DNA dengan menggunakan probe DNA rantai tunggal untuk proses hibridisasi rantai ganda DNA.
10. Sekuensing DNA. Sekuensing DNA adalah proses pembacaan urutan basa nukleotida gen interes. 

Penerapan Bioteknologi Modern: Proses Pembuatan Vaksin

 https://www.youtube.com/watch?v=eHsqCIhm6S8

    

Bioteknologi Konvensional: Prinsip & Peranan Mikroorganisme di Dalamnya

Pengertian Bioteknologi 

        Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. 

        Bioteknologi berasal dari kata bio (hidup), teknos (teknologi), dan logos (ilmu) yang secara harafiah berarti ilmu yang menerapkan prinsip-pronsp biologi. Secara klasik atau konvensional, bioteknologi dapat didefinisikan sebagai teknologi yang memanfaatkan organisme atau bagian-bagiannya untuk mendapatkan barang atau jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia. 

        Perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. 

Contoh Bioteknologi Konvensional (Sumber: Lancang Kuning.com)

 

        Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietasvarietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan Bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dalam tahun 1981 Perhimpunan Bioteknologi Eropa mendefinisikan Bioteknologi sebagai penggunaan biokimia mikrobiologi dan rekayasa kimia secara terpadu dengan tujuan untuk mencapai penerapan teknologi dari kapasitas mikroba dan sel-sel jaringan yang dibiakkan.sesuai dengan definisi ini bioteknologi melibatkan mikrobiologi, biokimia/kimia, rekayasa genetika, biologi molekuler dan rekayasa proses dan teknik kimia untuk menghasilkan produk dan jasa. 

Bioteknologi Konvensional

        Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan  mikroorganisme, proses biokimia, dan proses genetik alami untuk memproduksi alkohol,  asam asetat, gula, atau bahan makanan, Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup  secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim.

Prinsip Dasar Bioteknologi Konvensional

Fermentasi

        Fermentasi adalah proses perubahan kimiawi, dari senyawa kompleks menjadi lebih sederhana dengan bantuan enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Aktivitas enzim yang berperan dalam proses fermetasi diantaranya enzim amilase, protease dan lipase. Enzim-enzim tersebut akan menghidrolisis polisakarida, protein dan lemak pada pangan  menjadi komponen-komponen sederhana seperti asam, alkohol, karbon dioksida, peptida, asam amino, asam lemak dan komponen-komponen lainnya. Adanya pemecahan komponen tersebut akan berpengaruh terhadap tekstur, aroma dan cita rasa makanan sehingga dihasilkan produk yang berbeda dengan produk awal.

 Ciri-Ciri Bioteknologi Konvensional

• Sasaran: makhluk hidup secara langsung.
• Landasan: tanpa prinsip ilmiahh.
• Dasar: ketrampilan turun- temurun.
• Hasil: tidak secara masal.
• Alat sederhana.
• Contoh: tempe, tape, oncom.

Kelebihan Bioteknologi Konvensional

• Biaya produksi murah.
• Teknologi menggunakan peralatan sederhana.
• Pengaruh jangka panjang sudah diketahi.

Kelamahan Bioteknologi Konvensional

• Perbaikan genetik tidak terarah.
• Memerlukan waktu relative lama.
• Belum ada pengkajian prinsif-prinsif ilmiah.
• Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya.
• Tidak mengatasi keitdaksesuaian genetik.
• Hanya diproduksi dalam skala kecil.
• Prosesnya relative belum steril sehingga kualitas hasilnya belum terjamin.

Contoh Bioteknologi Konvensional: Proses Pembuatan Tempe

https://www.youtube.com/watch?v=fDTnvw72zsQ 

 

 

 

      

      

Capung: Naga Terbang Penjaga Perairan dan Indikator Kualitas Air

        Capung menghabiskan sebagian besar hidupnya di dekat perairan, bahkan pada fase pra-dewasanya atau pada saat fase telur dan nimfa capung berada di dalam  air, oleh sebab itu capung dikenal sebagai salah satu bio-indicator kualitas air di  suatu wilayah, menurut IDS (2013) semakin baik kualita air di suatu perairan  iasanya beriringan dengan semakin banyaknya jenis dan jumlah capung di  daerah tersebut, hal ini dikarenakan nimfa capung yang diletakkan di dalam air  sangat sensitif terhadap pencemaran air. Capung biasanya dapat berkembang  biak dengan baik di wilayah perairan yang cukup tenang dan air yang jernih  dangan intensitas cahaya sedang.

Brachythemis Contaminata (Sumber: Dokumentasi Pribadi)

        Dengan peranannya sebagai bio-indicator bagi lingkungan yang sehat, capung  sebenarnya sedang dalam ancaman serius dikarenakan degradasi lingkungan  yang terjadi belakangan ini, banyak sekali daerah aliran sungai (DAS) yang mulai  buruk kondisinya, dikarenakan pencemaran lingkungan oleh limbah dan mulai hilangnya hutan penyerap air yang sebenarnya sangat penting bagi ketersedian  air bersih di daerah sekitar sungai. Menurut Kementrian Lingkungan Hidup dan  kehutanan (2019), tercatat indonesia memiliki 458 DAS di mana 108 DAS di antaranya dinyatakan kritis.

DAS Lusi Kab. Blora (Sumber: Dokumentasi Pribadi)