KONSEP DASAR BIOTEKNOLOGI

A.  KONSEP DASAR BIOTEKNOLOGI

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

Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
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 varietas-varietas 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. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal. Contoh Produk Bioteknologi di bidang pangan.

B.  BIOTEKNOLOGI TRADISIONAL DAN MODERN

Secara umum, bioteknologi dapat dibedakan menjadi bioteknologi konvensional (tradisional) dan modern.

Ciri-ciri bioteknologi  konvensional adalah :

a.    Dilakukan tanpa dilandasi prinsip-prinsip ilmiah  

b.    Dilakukan hanya berdasarkan pengalaman yang diwariskan secara turun-temurun.

c.    Umumnya belum dapat diproduksi secara masal.

Kelebihan dan kelemahan bioteknologi  konvensional

Kelebihan	Kekurangan
·      Relatif Murah ·      Teknologi sederhana ·      Pengaruh jangka panjang umumnya sudah diketahui karena sistemnya sudah mapan	·      Perbaikan sifat genetik tidak terarah ·      Tidak dapat menatasi masalah ketidak sesuaian genetik ·      Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya ·      Memerlukan waktu lama untuk menghasilkan galur baru ·      Tidak dapat mengatasi kendala alam dalam mengatasi budidaya tanaman misal masalah hama.

Saat ini telah berkembang bioteknologi modern yang memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah untuk memperoleh barang atau jasa. Bioteknologi modern berkembang berkat bantuan ilmu-ilmu yang lain.

Adapun ciri-ciri bioteknologi modern adalah :

a.    Dilakukan menggunakan prinip-prinsip ilmiah

b.    Dilakukan tidak hanya berdasarkan prinsip turun menurun tetapi berdasarkan pengkajian yang mendalamn

c.    Dapat diproduksi secara masal

Kelebihan dan kelemahan bioteknologi Modern

Kelebihan

Kelemahan

·      Perbaikan sifat genetik dilakukan secara terarah ·      Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetik ·      Hasil dapat diperhitungkan ·      Dapat menghasilkan jasad baru dengan sifat baru yang tidak ada pada jasad alami ·      Dapat memperpendek jangka waktu pengembangan galur jasad / tanaman baru ·      Dapat meningkatkan kualitas dan mengatasi kendala alam dalam sistem budidaya tanaman

·      Relatif mahal ·      Memerlukan kecanggihan tekhnologi ·      Pengaruh jangka panjang belum diketahui

C.  PERANAN MICROORGANISME DALAM BIOTEKHNOLOGI

1.      Produksi Bahan Pangan.

a.       Pengolahan non susu

Kedelai difermentasi oleh Rizopus sp dan Zegosspora sp , menjadi tempe dan bila kedelai difermentasi oleh Aspergilus wentii menjadi kecap. Bungkil kacang difermentasi dengan Neurosspora sp. Menjadi oncom merah dan bila difermentasi dengan Rizopus sp menjadi oncom putih. Nata decoco dibuat dengan bahan air kelapa dengan memanfaatkan bakteri Acetobacter xylinium.

b.      Pengolahan hasil susu

-          Keju

Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, umumnya Laktobasilus bulgasaricus, Laktobasilus laktis serta Streptococcus.

-          Yoghurt

Untuk memperoleh yoghurt, mikroorganisme yang digunakan adalah bakteri asam laktat yaitu Laktobasilus bulgaricus (untuk produksi asam) dan Streptococcus termopilus untuk menambah cita rasa.

-          Mentega

Untuk pembuatan mentega, digunakan mikroorganisme Streptococcus laktis dan Leucoostoc cremonis yang membantu proses pengasaman.

c.       Protein Sel Tunggal

Yang digunakan jenis mikroorganisme dari ganggang hijau misal, chlorella, spirulina, dan skenedesmus, berfilamin dari khamir. Kelebihan budi daya PST : pertumbuhan cepat, media atau substrat berfariasi dan relative murah, tidak tergantung iklim dan musim, kandungan protein lebih tinggi darin pada kedelai maupun ragi, tidak mamerlukan tempat luas.

d.      Pembuatan alkohol dan asam cuka

Mikroorganisme diperlukan untuk membuat minuman beralcohol misalnya: Anggur, dibuat dari buah anggur yang mengandung kadar gula tinggi. Difermentasikan oleh mikroorganisme tanpa penambahan gula. Bir, dibuat dari biji padi-padian yang difermentasikan oleh ragi.

2.      Bidang kedokteran

a.       Pembuatan antibiotic

Mikroorganisme dapat menghasilkan senyawa yang mampu menghambat pertumbuhan oleh mikroorganisme lain yang disebut anti biotik. Anti biotik merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan pada fase stasioner.

Berikut ini tahapan pembuatan antibiotik :

1.      Mengembangkan mikroorganisme penghasil antibiotic

2.      Mikroorganisme dipindah dalam bejana fermentasi. Ditempat ini mikroorganisme dipacu dengan lingkungan yang cocok agar berkembang biak dengan cepat.

3.      Dari cairan biakan, anti biotic di ekstraksikan dan di murnikan.

b.      Pembuatan vaksin

Secara konfensional vaksin didapat dari mikroorganisme (bakteri atau virus) yang dilemahkan ataupun toksin yang dihasilkan mikroorganisme tersebut.

Prinsip rekayasa genetik dalam pembuatan vaksin :

1.      Mengisolasi gen dari mikroorganisme sel penyebab penyakit penghasil anti gen dan merangasang limposit untuk menhasilkan anti bodi.

2.      Menyisipkan gen-gen yang telah diisolasi tersebut ketubuh organisme yang kurang patogen.

3.      Mengkulturkan mikroorganisme hasil rekayasa sehingga menghasilkan antige dalam jumlah banyak.

4.      Mengekstraksi anti gen untuk selanjutnya digunakan sebagai faksin

3.      Bidang pengendalian hama dan parasit

Beberapa jenis mikroba telah digunakan untuk pengendalian hama baik melalui mekanisme anta gonis maupun kompetisi.

-          Bacillus thuringiensis sebagai bioinsektisida karena dapat menghasilkan protein Kristal yang bersifat toksin dinamakan racun Bt. Toksin dapat membunuh larva lepidoptira dan coleontera.

-          Jamur Trichoderma liknorum dapat mencegah kelayuan semai akibat toksin dan mengurangi gangguan organism pathogen dari dalam tanah.

-          Jamur Tricoderma barsianum untuk mencegah serangan sclerotium rolfsiim pada tanaman buncis.

-          Baculofirus sp jika termakan oleh serangga akan hidup dan berkembang biak dalam tubuh serangga.

4.      Dalam mengatasi masalah pencemaran.

a. pencemaran oleh minyak

1. Zantomonas campestris dapat mengumpulkan tumpahan minyak setelah sebelumnya minyak diberi gum X anthan untuk mengentalkan.

2. Pseudomonas mampu mengkonsumsi senyawa hidrokarbon tertentu yang terdapat dalam minyak bumi dan bensin.

b. pencemaran bahan plastic

Usaha untuk mengurai limbah plastic yaitu dengan cara memproduksi     plastic yang mudah terurai melalui bioteknologi.

D.  DAMPAK BIOTEKNOLOGI

1.         Dampak Negatif Bioteknologi

Bioteknologi seperti juga lain, mengandung resiko akan dampak negatif. Timbulnya dampak yang merugikan terhadap keanekaragaman hayati disebabkan oleh potensi terjadinya aliran gen kerabat dekat.

Dibidang kesehatan manusia terdapat kemungkinan produk gen asing, seperti, gen cry dari Bacillus thuringiensis maupun Bacillus sphaeericus, dapat menimbulkan reaksi alergi pada tubuh mausia, perlu di cermati pula bahwa insersi ( penyisipan ) gen asing ke genom inang dapat menimbulkan interaksi anatar gen asing dan inang produk bahan pertanian dan kimia yang menggunakan bioteknologi.

Dampak lain yang dapat ditimbulkan oleh bioteknologi adalah persaingan internasional dalam perdagangan dan pemasaran produk bioteknologi.

Persaingan tersebut dapat menimbulkan ketidakadilan bagi negara berkembang karena belum memiliki teknologi yang maju, Kesenjangan teknologi yang sangat jauh tersebut disebabkan karena bioteknologi modern sangat mahal sehingga sulit dikembangkan oleh negara berkembang.

Ketidakadilan, misalnya sangat terasa dalam produk pertanian transgenik yang sangat merugikan bagi agraris berkembang. Hak paten yang dimiliki produsen organisme transgenik juga semakin menambah dominasi negara maju.

2.         Dampak Positif Bioteknologi

Keanekaragaman hayati merupakan modal utama sumber gen untuk keperluan rekayasa genetik dalam perkembangan dan perkembangan industri bioteknologi.

Baik donor maupun penerima (resipien) gen dapat terdiri atas virus, bakteri, jamur, lumut, tumbuhan, hewan, juga manusia. Pemilihan donor / resipien gen bergantung pada jenis produk yang dikehendaki dan nilai ekonomis suatu produk yang dapat dikembangkan menjadi komoditis bisnis.

Oleh karena itu, kegiatan bioteknologi dengan menggunakan rekayasa genetik menjadi tidak terbatas dan membutuhkan suatu kajian sains baru yang mendasar dan sistematik yang berhubungan dengan kepentingan dan kebutuhan manusia.  Kegiatan tersebut disebut sebagai bioprespecting.

Perdebatan tentang positif untuk mengatasi dampak negatif yang dapat ditimbulkan bioteknologi, antara lain pada tahun 1992 telah disepakati konvensi keanekaragaman Hayati, (Convetion on Biological Diversity) yang mengikat secara hukum bagi negara-negara yang ikut mendatanginnya . Sebagai tindak lanjut penadatanganan kovensi tersebut, Indonesia telah meratifikasi Undang-Undang No. 5 Tahun 1994. perlu anda ketahui, Negara Amerika Serikat tidak ikut menadatangani konvensi tersebut. Di sepakati Pula Cartegena Protocol on Biosafety ( Protokol Cartegena tentang pengamanan hayati ). Protokol tersebut menyinggung tentang prosedur transpor produk bioteknologi antara negara untuk mencegah bahaya yang timbul akibat dampak negatif terhadap keanekaragaman hayati. Ekosistem, dan kesehatan manusia.

 Pengertian klon bioteknologi modern adalah pengadaan sel jasad renik, sel (jaringan), molekul bibit tanaman melalui setek yang banyak dilakukan pada tanaman perenial, antara lain kopi, teh, karet, dan mangga. Perbanyakan bibit dengan teknik kultur jaringan, kultur organ, dan embiogenesis somatik dapat pula diterapkan pada jaringan hewan dan manusia. Tidak seperti pada tumbuhan, kultur pada hewan dan manusia tidak dapat dikembangkan menjadi individu baru.

 Berikut ini beberapa implikasi bioteknologi bagi perkembangan sains dan teknologi serta perubahan lingkungan masyarakat.

a. Bioteknologi dikembangkan melalui pendekatan multidisipliner dalam wacana molekuler. Ilmu-ilmu dasar merupakan tonggak utama pengembangan bioteknologi maupun industri bioteknologi

b. Bioteknologi dengan pemanfaatan teknologi rekayasa genetik memberikan dimensi baru untuk menghasilkan produk yang tidak terbatas.

c. Bioteknologi pengelolahan limbah menghasilkan produk biogas, kompos, dan lumpur aktif.

d. Bioteknologi di bidang kedokteran dapat menghasilkan obat-obatan, antar lain vaksin , antibiotik, antibodi monoklat, dan intrferon

e. Bioteknologi dapat meningkatkan variasi dan hasil pertanian melalui kultur jaringan, fiksasi nitrogen pengendalian hama tanaman, dan pemberian hormon tumbuhan.

 f. Bioteknologi dapat menghasilkan bahan bakar dengan pengelolahan biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas)

g.  Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan makanan dan minuman, antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem, mentega, yoghurt, tempe, kecap, bir dan anggur.

E.    REKAYASA GENETIKA

1. Pengertian Rekayas genetika

Rekayasa genetika adalah teknik memanipulasi gen suatu organisme untuk mendapatkan produk baru. Cara-cara umum yang dipakai yaitu teknik ADN rekombinan dan teknik hibridoma.

A. Teknik ADN rekombinan

Teknik rekombinan dilakukan dengan mengganti atau menambah ADN rekombinan dari luar ke ADN asli dalam sel. Teknik ini disebut juga manipulasi genetika. Teknik/cara melaksanakan manipulasi gen sebagai berikut :

1. Penyisipan / penambahan gen-gen tertentu (misal potongan ADN) pada suatu organisme melalui vektor (misal plasmid bakteri). ADN merupakan bahan genetik yang menyimpan informasi genetik dari suatu organisme.

2. Bakteri yang telah mengandung gen titipan tersebut, selanjutnya dikendalikan oleh gen asing ini, artinya gen asing tetap melakukan fungsinya seperti pada sel awal.

3. Semua turunan bakteri ini tetap akan memiliki gen asing.

Pencangkokan gen menggunakan plasmid bakteri ini disebut Teknologiplasmid. Unsur penting dalam pelaksanaan rekayasa genetik yaitu, plasmid ,enzim dan transformasi.

1)   Plasmid

Plasmid adalah lingkaran kecil ADN bakteri atau eukariota bersel satu, yang dapat bereplikasi. Plasmid berfungsi sebagai pembawa (vektor) gen yang akan disisipkan Plasmid dipilih sebagai vektor karena alasan sebagai berikut :         .

-  susunan kimia sel bakteri telah dikuasai sejak lama.                              .

- kemampuan berkembang biak (membelah) bakteri sangat tinggi Plasmid sel bakteri memiliki kemampuan mereplikasi dan mudah disisipi gen lain. Setelah plasmid yang mengandung gen asing masuk kedalam sel bakteri akan mereplikasi seperti ketika berada dalam sel awal.

2)   Enzim

Untuk memotong ADN dan mengambil gen-gen tertentu diperlukan suatu enzim yang disebut Enzim restriksi atau enzim pembatas. Contohnya enzim endonuklease. Enzim ini berfungsi sebagai gunting biologi.

3)    Transformasi.

Transformasi adalah pemindahan sifat-sifat dari satu mikroba ke mikroba lainnya melalui bagian-bagian ADN tertentu dari mikroba pertama. Potongan ADN atau gen yang dikehendaki selanjutnya dicangkokkan (Transformasi) kedalam plasmid, caranya plas­mid dibuka dengan enzim restriksi kemudian potongan ADN ditempelkan kedalam plasmid. Caranya plasmid dibuka dengan enzim restriksi kemudian potongan ADN ditempelkan ke dalam plasmid yang telah terbuka. Penyambungan gen dengan plasmid memerlukan enzim khusus yaitu enzim ligase.

Gen asing akan mempengaruhi gen sel bakteri, akibatnya kultur bakteri akan mengikuti gen asing untuk berbuat atau memproduksi seperti apa yang diproduksi gen tersebut ketika dalam sel asal. Dengan demikian melalui teknik ADN rekombinan memberi kesempatan yang lebih besar untuk membentuk kombinasi baru yang tidak mungkin terjadi secara alamiah (pada kondisi normal).

    Salah satu contoh rekayasa genetik pada bakteri untuk proses produksi insulin.

1. Sel bakteri diambil plasmidnya.

2. Gen penghasil insulin dari sel hewan diambil dan disambungkan kedalam

     plasmid sehingga plasmid baru mengandung gen penghasil insulin.

3. Plasmid baru dimasukan kedalam bakteri

4.Bakteri-bakteri hasil pembelahan,mengandung plasmid yang sama dengan

   bakteri semula.Oleh karena itu bakteri hasil pembelahan juga mampu

   menghasilkan insulin (yang gennya terikat pada plasmid).

B. Teknik hibridoma                                                                         

Hibridoma adalah sel-sel yang dihasilkan dengan cara peleburan atau fusi dua tipe sel yang berbeda menjadi kesatuan tunggal yang mengandung gen- gen dari kedua sel yang digabungkan.

Salah satu teknik penggabungan yang umum digunakan yaitu elektrafusi atau fusi secara elektris. Teknik ini menggabungkan dua sel dalam suatu bidang elektris dengan frekuensi tinggi sehingga sel-sel terarik satu sama lain dan melebur (fusi). Dengan demikian sel hibridoma mengandung gen komplit yang berasal dari dua sel yang berbeda. Kemudian sel ini ditumbuhkan sehingga dihasilkan banyak sekali sel yang mengadung gen komplit dari dua sel asal.

Teknik hibridoma dikembangkan untuk beberapa kepentingan antara lain :

1.    Untuk memperoleh antibodi dalam skala besar, selanjutnya digunakan untuk tujuan pemeriksaan / diagnostik dan terapi / pengobatan. Misalnya, antibodi monoklonal.

2.    Untuk menyilangkan atau memotong sawar spesies secara genetik dalam sel eukariotik yang tidak dapat diselesaikan melalui peleburan gamet.

F.   PENERAPAN REKAYASA GENETIK

Rekayasa genetik dan teknologi hibridoma dapat menghasilkan protein untuk pengobatan dalam jumlah besar. Senyawa obat yang dibuat melalui rekayasa genetik dan teknologi hibridoma dinamakan obat produk bioteknologi atau senyawa biofarmasetik. Usaha pertama difokuskan pada protein yang memiliki nilai tinggi yang banyak digunakan pada pengobatan. Produk pertama yang  eredar di pasar adalah insulin manusia rekombinan pada tahun 1982 yang diproduksi di dalam sel E.coli dan dinamakan humulin.

Beberapa protein lain seperti interferon dan interleukin terdapat dalam tubuh dsalam jumlah sedikit dan sangat berpengaruh pada kesehatan tubuh.

Bioteknologi dapat memproduksi protein itu dengan ongkos rendah. Sintesis protein untuk keperluan vaksin terhaap parasit maupun infeksi lain juga mendapat perhatian besar. Pendekatan ini tidak hanya produksinya yang lebih murah, tetapi juga produknya lebih aman. Pada sintesis antibiotik baru dengan menggunakan gen dari beberapa mikroorganisme, produknya diharapkan lebih aktif, toksisitas rendah, dan lebih stabil.

Selain protein dan asam nukleat, senyawa karbohidrat mungkin akan ikut berperan pada pengobatan masa mendatang . pada saat ini beberapa karbohidrat digunakan untuk pengobatan. Contoh : glikosaminoglikan, heparin yang digunakan sebagai antikoagulan.

Adanya sejumlah produk bioteknologi yang saat ini dalam uji klinik dapat diharapkan beberapa tahun mendatang produk biofarma seti itu akan beredar di pasaran secepatnya , diantara produk itu adalah antibodi monoklonal untuk terapi. Benerapa produk seperti interferon yang yang telah beredar akan mendapat persetujuan untuk penggunaan yang lain. Hal ini berarti akan terjadi penggunaan lebih besar kombinasi biofarmasetik rekombinaan untuk terapi penyakit tertentu. Sejumlah vaksin rekombinaan akan muncul, dengan perhatian spesifik pada pengembangan vaksin AIDS.

a. Bidang Pertanian.

        Rekayasa genetik pada tanaman tingkat tinggi dengan teknologi DNA rekombian merupakan salah satu metode pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varian baru yang mempunyai sifat-sifat unggul. Prinsip-prinsip pemuliaan tanaman meliputi identifikasi dan seleksi sifat-sifat yang diinginkan dan menggabungkanya kedalam satu individu tanaman. Pemuliaan tanaman pada dasarnya merupakan usaha untuk melakukan manipulasi kromosom sebagai penentu semua sifat yang dimiliki oleh tanaman.

1). Tanaman yang dapat menambah Nitrogen (N) dari udara bebas.

Menggunakan bakteri Rhizobium yang hidup dalam akar tanaman Leguminoceae caranya, bakteri Rhizobium diinjeksikan kedalam tanaman yang diinginkan. Dalam bakteri Rhizobium tersebut telah ditransfer gen-gen tertentu dari bakteri lain yang menginveksi tanaman selain Leguminoceae. Hasilnya bakteri tersebut mampu menambat nitrogen setelah diinveksi ke dalam tanaman selain Leguminoceae.

2). Tanaman yang kebal terhadap penyakit mozaik daun.

Penyakit mozaik pada tanaman tembakau disebabkan oleh T M V (Tobacco Mozaic Virus) dengan teknik rekayasa genetika berhasil disebut tanaman tembakau yang kebal terhadap serangan TMV. Vektor yang digunakan adalah sel bakteri Agrobacterium tumefaciens. Dengan teknik ini dapat diciptakan tanaman-tanaman unggul dengan sifat yang dikehendaki. Tanaman hasil rekayasa genetika disebut Tanaman transgenik.

Tanaman transgenik sebenamya merupakan salah satu produk dari rekayasa genetika yang dilakukan terhadap tumbuhan. Tanaman transgenik menjadi penting karena yang dikembangkan tanaman budi daya yang mempunyai daya jual yang besar.

Teknik pembuatan tidak berbeda seperti pembuatan hormon. Sifat yang dimasukkan kedalam tanaman adalah tahan lama, tahan gulma mampu membentuk pro­tein tambahan tertentu dan lain-lain.

3). Tanaman Transgenik toleransi terhadap herbisida

Pada dasarnya ada 3 mekanisme toleransi terhadap herbisida yang dilakukan dengan pengembangan tanaman transgenik :

1.    Modifikasi sisi targer yang dipengaruhi oleh herbisida

2.    Produksi berlebih sisi target

3.    Inaktivasi  herbisida secara metabolik

Supaya tanaman kebal terhadap hama dibuat dengan cara, menyisipkan gen penghasil pro­tein yang bersifat toksik terhadap insekta, tetapi aman terhadap organisme lain. Contoh protein insektisida adalah Bacillus Thuringiensis. Serangga (khusus ordo Lepidoptera) yang memakan kristal protein beracun ini akan segera mati.

Cara pemanfaatan Bacillus thuringiensis untuk mencegah hama sebagai berikut : Bacillus thuringiensis dikulturkan dalam fermentor dalam jumlah besar. Hasil fermentasi yang berupa ICP (Insecticides cruystal protein ) ditampung dan dicampur dengan bahan yang lengket, kemudian campuran ini disemprotkan pada tumbuhan.

4). Tanaman transgenik yang resisten terhadap patogen

Pada dasarnya ada 4 mekanisme toleransi terhadap patogen yang dilakukan dengan pengembangan tanaman transgenik:

1.    Modifikasi dinding sel misalnya lignifikasi

2.    Induksi sintesis enzim yang terlibat dalam biosintesis fitoaleksin (metabolit sekunder yang toksik bagi bakteri dan fungi)

3.    Sintesis enzim hidrolitik misalnya chitinase yang dapat mendegradasi dinding sel patogen

4.    Sintesis inhibitor brmacam-macam proteinase

Salah satu strategi untuk mengatasi inflasi patogen adalah dengan melakukan modifikasi gen yang dapat mengkode chitinase. Gen chitinase yang alami dimodifikasi dengan cara mengganti promoternya dengan promoter konstitutif yang berasal dari gen CaMP 35 S yang ada pada Cauliflower mozaik virus.

Tanaman transgenik resisten terhadap virus

secara umum virus yang dapat dibedakan atas bahan generik yang dimilikinya yaitu ada yang genomnya berupa DNA dan RNA. Bahan genetik tersebut dilindungi oleh suatu molekul protein yang dikenal sebagai selubung protein atau coat protein.  Selubung protein tersebut dikode oleh gen yang ada pada genom virus itu sendiri. Salah satu pendekatan dalam pengembangan resistensi terhadap virus adalah dengan cara menyisipkan gen yang mengkode coat protein kedalam genom tanaman. Dengan cara ini maka tanaman akan mengekspresikan coat protein virus. Ekspresi coat protein dapat menginduksi resistensi terhadap virus sehingga dikenal sebagai coat protein - mediated resistence (CP-MR).

4). Pengklonaan.

Pengklonaan terhadap tumbuhan paling sederhana dapat dilihat menanam tanaman dengan menggunakan metoda stek. Misalnya ketela pohon. Metode stek memiliki informasigenetik yang sama dengan induknya. Pengklonaan pada dasamya merupakan usaha menghasilkan individu-individu yang seragam. Hal ini melalui stek, cangkok, kultur jaringan pada tanaman. Meskipun Pengklonaan umumnya pada tanaman, namun pada hewan tidak dapat diterapkan karena sel hewan dewasa telah kehilangan kemampuan totipotensinya (kemampuan untuk berdeferensiasi).

Tetapi telah dicoba pengklonaan pada domba yaitu menggunakan sel kelenjar susu. Domba Finn Dorset sebagai donor nukleus, dan sel domba Blackface yang dihilangkan nukleusnya dengan cara menghisap memakai mikropipet. Kemudian sel kelenjar susu domba Finn difusikan dengan sel telur domba blacface (yang tanpa nukleus). Hasil fusi ini berkembang menjadi embrio (dalam tabung percobaan) dan kemudian dipindahkan kerahim domba blackface. Kemudian embrio berkembang dan lahir dengan ciri-ciri fisik sama dengan domba Finn Dorset. Domba kloning ini dinamakan domba Dolly.

b.  Bidang Kedokteran

Penerapan rekayasa genetik pada bindang petemakan yaitu pembuatan hormon pemacu tumbuh Bovin Somatotropin Hormone (BSV). Hormon ini digunakan untuk memperbesar ujuran hewan ternak seperti ikan, kainbing, sapi, domba. Cara menggunakan honnon BSH disuntikan dengan injeksi mikro kedalam sel telur sebelum dibuahi.                                                              •   ;

1). Pembuatan antibodi monoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi yang sama jenisnya dan dihasilkan oleh sel-sel plasma yang merupakan turunan dari sel b (beta) yang sama. Sel b adalah sel-sel yangterdapat dalam limpa, darah, dan kelenjar getah bening yang berfungsi membuat antibodi secara alami.

Antibodi monoklonal dihasilkan oleh sel-sel hidridoma, yaitu sel hasil fusi dari dua sel yang berbeda, misalnya antara sel-sel b dari limpa dengan sel mieloma yaitu sejenis sel yang berbeda, misalnya antara sel-sel b dari limpa dengan sel mieloma yaitu sejenis sel kanker ganas dan membelah terus.

digunakan Antibodi monoklonal dapat untuk mendeteksi suatu penyakit, tes kehamilan dari mengobati kanker.

2). Terapi genetika

Terapi genetika adalah suatu pengobatan penyakit atau kelainan genetika dengan cara meyisipkan gen normal kepada gen penderita. Contoh : terapi genetika terhadap anak yang menderita immuno devisiensi. Penyakit ini disebabkan sel T limfosit tidak berfungsi karena tidak adanya hormon ADA (Adenosin Deaminasi). Melalui vektor virus salinan gen ADA dimasukkan ke dalam sel darah putih penderita. Hasilnya sel T limfosit pada anak dapat berfungsi dengan baik.

3). Vaksin

Vaksin dibuat dengan cara rekayasa genetika. Caranya ADN virus yang mengandung informasi pembuatan kulit protein (selubung ADN virus) diisolasi. Selanjutnya gen tersebut dimasukkan ke dalam bakteri. Bakteri tersebut dikulturkan utuk menghasilkan protein dalam jumlah besar dan digunakan untuk vaksin. Vaksin ini mempunyai kemampuan yang sama dengan virus yang telah dilemahkan.

4). Pengendalian Demam Berdarah dengan Baclhis thuringiensis

Bacillus thuringiensis menghasilkan kristal protein beracun yang disebut                            S-Endotoksin. Senyawa ini terbentuk ketika bakteri bersporulasi. Kristal protein ini bersifat toksin yang sangat kuat dan mampu mematikan larva serangga, termasuk nyamuk penyebar demam berdarah.

5). Memangkas Malaria secara genetika

Malaria disebabkan Plasmodium yang dibawa nyamuk Anopheles betina dalam tubuh nyamuk dicangkokkan gen dari serangga lain sehinggamemicu sistem kekebalan nyamuk. Dengan aktifnya sistem kekabalan nyamuk Plasmodium yang berada di dalam tubuh nyamuk hancur sebelum ditularkan keada manusia.

6). Usaha Pencangkokan gen pada penderita Thalassemia.

Thalassemia merupakan penyakit keturunan yang disebabkan oleh sebuah gen dominan Th yang terdapat pada autosom. Dilakukan pencangkokan gen pada dua orang penderita penyakit ini.

7). Bayi Tabung

Bayi tabung dihasilkan dari pembuahan antara sel spermadan sel telur (ovum) yang dilakukan di luar tubuh manusia. Dengan teknik laparoskopi, sel benih diambil dari suami dan sel telur dari isteri. Pembuahan antara dua sel ini dilakukan secara buatan. Lazimnya di dalam sebuah cawan petri. Karena pembuahan di luar tubuh ini dilakukan dalam cawan kaca, teknik ini disebutjuga fertilisasi in-vitro (dalam tabung). Hasil pembuahannya ditanamkam kembali kerahim isteri, sehingga isteri mengandung dan melahirkan anak sebagaimana biasa. Biasa teknik invitro ini dilakukan pada wanita yang rahim dan indung telur normal, namun kedua salurannya (tuba falofii) tersumbat akibat sesuatu hal. Hasil fertilisasi in-vitro dapat pula ditanamkan ke dalam rahim wanita lain, bila rahim isteri tidak memungkinkan untuk mengandung. Teknik ini umumnya dianggap melanggar etika sehingga sangat jarang dilakukan.

Aplikasi Bioteknologi

1. Bioteknologi dan Hak atas Kekayaan Intelektual (HaKI)

Kemajuan dan perkembangan bioteknologi yang mempunyai produk hasil menggerakkanadanyaHaKI (Intelectual Property Rights, TPR) untuk melindungi penemuan-penemuan baru baik produk maupun proses hanya digunakan dan dimanfaatkan oleh pakar penemu atau institusi yang membiayai penemuan tersebut. Dewasa ini gen / bagian gen, bahkan gen manusia telah dipatenkan. Perlindungan paten ini telah menjadi bagian dari kesepakatan intemasional (Convention on Biological Diversity dan World Trade Organitaliuju

2. Bioteknologi dan keamanan hayati (Biosafety)

Bioteknologi, seperti juga teknologi lain mengandung resiko akan dampak negatif, sudah cukup lama masalah potensi dampak negatif ini diperdebatkan baik  ditingkat nasional maupun internasional. Ditingkat intenasional telah diakui dan ditanda tangani  yang mengikat secara hukum yaitu konvensi Keanekaragaman hayati. Potensi dampak merugikan terhadap keanekaragan hayati disebabkan oleh adanya potensi terjadi transfer gen (horizontal and vertical gene flow) ke tanaman kerabat dekat. Selain itu pengklonan akan menyebabkan keanekaragaman gentika yang merugikan populasi terhadap kesehatan manusia, ada kemungkinan produk gen asing seperti gen cry dari Bacillus thuringien maupun Bacillus sphaerius untuk menimbulkan reaksi alergi pada tubuh manusia. Perlu dicennati pula, insersi atau penyisipan gen asing ke genom inang dapat menimbulkan interaksi gen asing dan gen-gen inang sehingga menghasilkanperubahan sifatyang tidak diinginkan.