Perkembangan Teknologi Bidang Bioteknologi

Bioteknologi merupakan teknologi yang memanfaatkan agen hayati atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan barang dan jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia. Definisi seperti ini merupakan definisi bioteknologi klasik (konvensional). Bioteknologi modern memanfaatkan agen hayati atau bagian-bagian yang telah direkayasa secara in vitro dalam menghasilkan barang dan jasa dalam skala industri.

Pemanfaatan bioteknologi berkembang mulai dari biomedis hingga daur ulang logam dari batuan mineral berkualitas rendah. Bioteknologi modern telah melibatkan jasad hidup. Khususnya mikroba yang telah di rekayasa mengalami perubahan genetik secara in vitro dan hibrid somatik untuk meningkatkan aktivitasnya. Dalam bioteknologi modern, hampir semua proses teknologi memungkinkan pertumbuhan mikroba yang terlibat dalam proses dapat mencapai optimum dan produk semaksimal mungkin.

Bioteknologi dikembangkan untuk meningkatkan nilai bahan mentah dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme atau bagian-bagiannya, misal bakteri dan kapang. Selain itu, bioteknologi juga memanfaatkan sel tumbuhan dan sel hewan yang dibiakkan sebagai konstituen bernagai proses industri. Penerapan bioteknologi pada umumnya mencakup produksi sel atau biomassa dan perubahan (transformasi) kimia yang diinginkan. Transformasi kimia tersebut kemudian dapat dibagi menjadi dua sub bagian, yaitu:

a. Pembentukan suatu produk akhir yang diinginkan, contoh: enzim, antibiotik, asam organik, dan steroid.

b. Penguraian suatu bahan baku yang diberikan, contohnya: buangan air limbah, destruksi, buangan industri, atau tumpahan minyak

·         Perkembangan Bioteknologi

Perkembangan bioteknologi berlangsung sangat pesat dengan adanya perkembangan biologi molekuler yang menggunakan teknik-teknik canggih untuk menciptakan terobosan baru dalam rangka peningkatan efisiensi dan ekonomi industri bioteknologi. Teknik-teknik yang digunakan dalam bioteknologi antara lain: kultur jaringan melalui protoplasma, rekayasa genetika yang meliputi manipulasi DNA rekombinan, teknik penginderaan secara molekuler dan kelengkapan rancang bangun suatu alat untuk menumbuhkan mikroba yang memungkinkan berlangsungnya suatu reaksi biologi.

·         Peran Bioteknologi

Bioteknologi berperan sangat besar dalam kehidupan manusia. Orang Sumeria dan Babilonia telah menikmati bir sejak 6000 tahun sebelum masehi. Orang Mesir telah membuat adonan kue asam sejak 4000 tahun sebelum masehi. Bukti bahwa organisme sanggup melakukan fermentasi didapat dari studi awal L. Pasteur (1857-1876), sehingga Pasteur disebut bapak bioteknologi. Pada masa kini, bioteknologi bukan hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah meluas dalam berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanggulangan populasi, penciptaan sumber energi, penemuan bahan medis maupun farmasi, dan lain-lain. Berikut adalah contoh peran bioteknologi dalam beberapa bidang kehidupan manusia. Bayi Tabung

Banyak pasangan suami istri yang tidak dapat memperoleh keturunan, karena spermatozoa dan ovum tidak dapat bertemu karena hal-hal tertentu. Untuk mengatasinya, spermatozoa dan ovum dapat dipertemukan di dalam tabung (in vitro=di dalam tabung). Caranya, ovum istri dan spermatozoa suami diambil. Untuk memperoleh ovum dalam jumlah banyak, si istri disuntik dengan hormon agar menghasilkan beberapa ovum. Ovum dan spermatozoa simasukkan ke dalam cawan petri berisi medium yang sesuai dengan suhu tubuh. Maka terjadilah fertilisasi in vitro membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi embrio. Embrio yang baik dipelihara dan yang jelek disisihkan. Embrio yang memenuhi syarat dimasukkan ke dalam rahim agar berkembang menjadi janin di dalam rahim (in vivo=di dalam tubuh). Bayi yang lahir dengan cara demikian disebut bayi tabung. Bayi tabung yang pertama bernama Lousie Brown, dilahirkan di Inggris tanggal 25 Juli 1978. Teknik ini umumnya melanggar etika sehingga jarang digunakan. Rekayasa Genetika

Sifat makhluk hidup tersimpan dalam gen. Gen adalah penentu sifat yang ada di kromosom. Jika gen diubah, maka sifat makhluk hidup itu juga ikut berubah. Karena itu, para ilmuwan berusaha untuk merubah-rubah gen makhluk hidup agar memperoleh organisme baru dengan sifat yang dikehendaki. Kegiatan memanipulasi gen untuk mendapatkan produk baru dengan mengubah-ubah gen makhluk hidup disebut Rekayasa Genetika.

·         BIOTEKNOLOGI  DALAM  BERBAGAI  BIDANG

            Bioteknologi adalah suatu teknik modern untuk mengubah bahan mentah melalui transformasi biologi sehingga menjadi produk yang berguna.  Supriatna (1992 ) memberi batasan tentang arti bioteknologi secara lebih lengkap, yakni: pemanfaatan prinsip–prinsip ilmiah dan kerekayasaan terhadap organisme, sistem atau proses biologis untuk menghasilkan dan atau meningkatkan potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia.

Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian

 

            Rifai (2001) mengatakan, penggunaan bioteknologi untuk menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi dan tanaman semusim sangat berguna untuk pemenuhan kebutuhan pangan rakyat Indonesia.  Karenanya, pengembangan bioteknologi diberbagai bidang perlu mendapat perhatian serius.  Satu fakta yang tidak dapat dipungkiri akibat ketertinggalan negara kita mengembangkan bioteknologi adalah dimanfaatkannya plasma nutfah negara kita oleh negara lain.  Durian bangkok dan mangga berwarna keunguan dari Australia adalah sebagian kecil contohnya.

Bioteknologi seperti transgenik dalam bidang pertanian pada dasarnya  telah mulai dikembangkan, namun penolakan-penolakan dari berbagai pihak menyebabkan teknologi ini tidak pesat perkembangannya.Tanaman-tanaman pertanian yang telah berhasil meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenik antara lain kapas, jagung, dan lain-lain.

Pro dan kontra penggunaan tanaman transgenik ramai dibicarakan diberbagai media massa.   Salah satu contohnya adalah kapas transgenik.  Pihak yang pro, terutama para petinggi dan wakil petani yang tahu betul hasil uji coba di lapangan memandang kapas transgenik sebagai mimpi yang dapat membuat kenyataan, sedangkan Pihak yang kontra, sangat ekstrim mengungkapkan berbagai bahaya hipotetik tanaman transgenik (Tajudin, 2001).

Selain kapas, Setyarini (2000) memaparkan tentang kontroversi penggunaan tanaman jagung yang telah direkayasa  secara genetik untuk pakan unggas.  Kekhawatiran yang muncul adalah produk akhir unggas Indonesia akan mengandung genetically modified organism ( GMO ).  Masalah lain yang menjadi kekhawatiran berbagai pihak adalah potensinya dalam mengganggu keseimbangan lingkungan antara lain serbuk sari jagung dialam bebas dapat  mengawini gulma-gulma liar, sehingga menghasilkan gulma unggul yang sulit dibasmi. Sebaliknya, kelompok masyarakat  yang pro mengatakan bahwa dengan jagung transgenik selain akan mempercepat swa sembada jagung, manfaat lain adalah jagung yang dihasilkan mempunyai kualitas yang hebat, kebal terhadap serangan hama sehingga petani tidak perlu menyemprot pestisida.

            Bagaimana cara kita menyikapinya?, satu-satunya jalan adalah dengan melakukan beberapa tahapan pengujian, studi kelayakan, serta sistem pengawasan yang ketat oleh instansi yang berwenang.  Disini, pihak peneliti memegang peranan penting dalam mengungkap dan membuktikan atau menyanggah berbagai kekhawatiran yang timbul. 

Bioteknologi dalam Bidang Peternakan dan Perikanan

 

            Penggunaan bioteknologi guna meningkatkan produksi peternakan  meliputi : 1) teknologi produksi, seperti inseminasi buatan, embrio transfer, kriopreservasi embrio, fertilisasi in vitro, sexing sperma maupun embrio, cloning dan spliting. 2) rekayasa genetika, seperti  genome maps, masker asisted selection, transgenik, identifikasi genetik, konservasi molekuler, 3) peningkatan efisiensi dan kualitas pakan, seperti manipulasi mikroba rumen, dan 4) bioteknologi yang berkaitan dengan bidang veteriner  (Gordon, 1994; Niemann dan Kues, 2000).

            Teknologi reproduksi yang telah banyak dikembangkan adalah a) transfer embrio berupa teknik Multiple Ovulation and Embrio Transfer (MOET).  Teknik ini telah diaplikasikan secara luas di Eropa, Jepang, Amerika dan Australia dalam dua dasawarsa terakhir untuk menghasilkan anak (embrio) yang banyak dalam satu kali siklus reproduksi.   b) cloning  telah dimulai sejak 1980an pada domba. Saat ini pembelahan embrio secara fisik (spliting) mampu menghasilkan kembar identik pada domba, sapi, babi dan kuda.  c) produksi embrio secara in vitro; teknologi In vitro Maturation (IVM), In Vitro Fertilisation (IVF), In Vitro Culture (IVC), telah berkembang dengan pesat.  Kelinci, mencit, manusia, sapi, babi dan  domba  telah berhasil dilahirkan melalui fertilisasi in vitro (Hafes, 1993).

Di Indonesia, transfer embrio mulai dilakukan pada tahun 1987.  Dengan  teknik ini seekor sapi betina, mampu menghasilkan 20-30 ekor anak sapi (pedet) pertahun. Penelitian terakhir membuktikan bahwa, menciptakan jenis ternak unggul sudah bukan masalah lagi. Dengan teknologi transgenik, yakni dengan jalan mengisolasi gen unggul, memanipulasi, dan kemudian memindahkan gen tersebut dari satu organisme ke organisme lain, maka ternak unggul yang  diinginkan dapat diperoleh.  Babi transgenik, di Princeton Amerika Serikat kini sudah berhasil memproduksi hemoglobin manusia sebanyak 10 – 15 % dari total hemoglobin manusia, bahkan laporan terakhir mencatat adanya peningkatan persentasi hemoglobin manusia yang dapat dihasilkan oleh babi transgenik ini.

            Dalam bidang perikanan, kebutuhan adanya penerapan  teknologi sangat  dinantikan, mengingat adanya penangkapan ikan yang  melebihi potensi lestari (over fishing), banyaknya terumbu karang yang rusak dan dengan adanya peningkatan konsumsi ikan.  Menteri Kelautan dan Perikanan, Sarwono  mengakui adanya kebutuhan penerapan teknologi, tetapi ia juga mengakui adanya ketakutan pada dampak penerapan teknologi tinggi.

Penelitian bioteknologi dalam bidang perikanan, di utamakan pada tiga kelompok, yaitu:  akuakultur, pemanfaatan produksi alam, dan prosesing bahan makanan yang bernilai ekonomi tinggi. Pengembangan bioteknologi dibidang akuakultur meliputi seleksi, hibridasi, rekayasa kromosom, dan pendekatan biologi molekuler seperti transgenik sangat dibutuhkan untuk menyediakan benih dan induk ikan.

Pada akuakultur, program peningkatan sistem kekebalan ikan telah dilakukan dengan menggunakan vaksin, imunostimulan, probiotik, dan  bioremediasi. Vaksin dapat memacu produksi antibiotik specifik dan hanya efektif untuk mencegah  satu patogen tertentu. Imunostimulan merupakan teknik meningkatkan kekebalan yang non specifik, misalnya lipopolysaccharide dan  B-glucan  yang telah diterapkan untuk ikan dan udang di Indonesia.  Probiotik  diaplikasikan pada pakan atau dalam lingkungan perairan budidaya sebagai penyeimbang  mikroba dalam pencernaan dan lingkungan perairan .

Pada tahun 1980  penelitian transgenik pada ikan telah dimulai dengan mengintroduksi gen tertentu kepada   organisme hidup lainnya serta mengamati fungsinya secara in vitro.  Dalam teknik ini, gen asing hasil isolasi di injeksi secara makro ke dalam telur untuk memproduksi galur ikan yang mengandung gen asing tersebut.  Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan ikan transgenik, yaitu: 1) isolasi gen (clone DNA) yang akan diinjeksi pada telur, 2) Identifikasi gen pada anak ikan yang  telah mendapatkan injeksi gen asing tadi,  dan 3) keragaman dari turunan ikan yang diinjeksi gen asing tersebut.

Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan dan Pengobatan

            Suatu terobosan baru telah dilakukan di Colorado AS.  Pasangan Jack dan Lisa  melakukan program bayi tabung bukan semata-mata untuk mendapatkan turunan, tetapi karena perlu donor bagi putrinya Molly yang berusia 6 tahun dan menderita penyakit fanconi anemia (Gatra, 2000).  Fanconi anemia adalah suatu penyakit yang disebabkan oleh tidak berfungsinya sumsum tulang belakang sebagai penghasil darah. Jika dibiarkan akan menyebabkan penyakit leukemia. Satu-satunya pengobatan adalah melakukan pencakokkan sumsum tulang dari saudara sekandung, tetapi  masalahnya, Molly adalah anak tunggal. Teknologi bayi tabung  diterapkan untuk mendapatkan anak yang bebas dari penyakit fanconi anemia. Melalui teknik “Pra Implantasi genetik diagnosis” dapat dideteksi embrio-embrio yang membawa gen fanconi. Dari 15 embrio yang dihasilkan, ternyata hanya 1 embrio yang terbebas dari gen fanconi. Embrio ini kemudian ditransfer ke rahim Lisa dan 14 embrio lainnya dimusnahkan. Bayi tabung  ini lahir 29 Agustus 2000 yang lalu, dan beberapa jam setelah lahir, diambil sampel darah dari umbilical  cord (pembuluh darah yang menghubungkan bayi dengan placenta) untuk ditransfer ke darah Molly. Sel-sel dalam darah tersebut diharapkan akan merangsang sumsum tulang belakang Molly untuk memproduksi darah

Contoh penggunaan rekayasa genetika adalah pembuatan insulin. Gen penghasil insulin manusi dipotong dari DNA manusia dengan enzim. Gen tersebut lalu disambungkan pada plasmid bakteri E. coli. hasil sambungan plasmid dan gen insulin lalu dimasukkan ke dalam

bakteri E. coli. Bakteri tersebut dipelihara di dalam medium khusus sehingga berkembang biak dengan cepat dan dapat memproduksi insulin manusia. Insulin yang dihasilkan ditampung untuk dijual pada penderita kencing manis (Diabetes Melitus). Tanaman Transgenik

Tanaman trasngenik sebenarnya merupakan salah-satu produk dari rekayasa genetika yang dilakukan terhadap tumbuhan. Tanaman ini menjadi penting karena dewasa ini sebagian besar produk yang dikembangkan oleh industri bioteknologi lebih banyak kepada tanaman budidaya yang memiliki nilai jual besar. Teknik pembuatan tanaman transgenik tidak jauh berbeda dengan pembuatan insulin. Sifat yang biasanya dimasukkan ke dalam tanaman adalah anti hama, anti gulma, mampu memproduksi protein tertentu, dan lain sebagainya.

·         IMPLIKASI  BIOTEKNOLOGI  BAGI  KESEJAHTERAAN   MANUSIA

            Penggunaan bioteknologi, sebagaimana ilmu pengetahuan lainnya kadang-kadang bersifat embigu, yakni disatu sisi dapat bermanfaat untuk meningkatkan kesejahteraan hidup manusia, tetapi disisi lain dapat dimanipulasi untuk tujuan destruktif. Teknik rekayasa genetik misalnya, menjanjikan kepada kita antara lain dapat menghilangkan berbagai jenis penyakit keturunan melalui “penggantian” gen. Pada kondisi yang sama pembelokan tehnik ini bisa saja terjadi akibat munculnya godaan, sehingga manusia melalui percobaannya dapat menciptakan manusia super atau bahkan menciptakan monster maupun penjahat demi mencapai tujuannya.

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah dampak bioteknologi terhadap kesehatan dan kesejahteraan manusia. Hewan–hewan yang telah mengalami modifikasi secara genetik belum tentu langsung dapat dikonsumsi oleh manusia karena efek samping resiko genetik atau adanya residu antibiotik pada daging yang akan termakan oleh manusia akibat pengobatan jangka panjang, demikian pendapat sebagian orang.  Namun, sebagian lainnya mengatakan bahwa dengan bioteknologi, produk makanan menjadi lebih sehat, contohnya daging dapat diproduksi kandungan lemak dan kolesterol yang rendah atau jenis susu yang lebih mudah  dicerna.

Sumber : http://civicsedu.blogspot.com/2012/06/peranan-dan-perkembangan-teknologi.html