BIOTEKNOLOGI

Berikut adalah pendapat beberapa ahli tentang istilah bioteknologi:

1.     Bull Etaf (1982): Bioteknologi  adalah suatu penerapan asas-asas sains dan rekayasa untuk pengolahan suatu bahan, dengan melibatkan aktivitas jasad atau mikrobia hidup untuk menghasilkan barang dan jasa.

2.     Smith (1981): Bioteknologi adalah suatu upaya pemanfaatan organisme untuk usaha industry dan manufaktur.

3.     Tri Wibowo (2001): Bioteknologi adalah suatu penerapan teknik-teknik biologi, biokimia, dan rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan agensia jasad hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasa.

4.     Primrose (1987): Bioteknologi adalah eksplitasi komersial organisme hidup atau komponennya (missal: enzim)

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

Bioteknologi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern.

a.     Bioteknologi Konvensional

Adalah bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme (mikrobia) dalam proses biokimiawi dan proses genetic alami (mutasi). Masih menerapkan teknik-teknik yang terbatas, masih menggunakan mikroorganisme seadanya, belum sepenuhnya steril (bebas dari mikrobia yang tidak diinginkan), jumlah produknya relative sedikit, dan kualitasnya belum terjamin.

b.    Bioteknologi Modern

Dalam bioteknologi ini, teknik dan peralatan yang digunakan sudah canggih. Biasanya, di dalam bioteknologi modern, gen makhluk hidup dapat direkayasa. Contoh dari bioteknologi modern diantaranya adalah bibit tanaman yg seragam, antibodi monoklonal, bayi tabung, dan pembuatan hormon insulin. Dilakukan berdasarkan mikrobiologi dan biokimia, juga manipulasi atau rekayasa genetika (DNA). Ciri-cirinya adalah steril. produksi dalam jumlah lebih banyak, kualitasnya standar dan terjamin, sudah memanfaatkan metode-metode mutakhir bioteknologi, antara lain:

1.    Kultur Jaringan

Adalah suatu teknik untuk mengisolasi bagian-bagian tanaman (sel, jaringan, atau organ seperti akar, batang, daun, dan pucuk), kemudian menumbuhkan bagian tersebut secara aseptis (teknik untuk mendapatkan kondisi suci hama) di dalam atau di atas medium budidaya sehingga membuat bagian-bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri dan menjadi tanaman yang lengkap kembali.

Rangkaian kerja teknik kultur jaringan meliputi:

a)    Persiapan

Pertama, menyiapkan eksplan (bagian dari tanaman) yang digunakan sebagai bahan untuk memulai suatu kultur.

Kedua, mensterilisasikan eksplan tersebut dengan proses sterilisasi.

Medium yang digunakan dalam kultur jaringan harus mengandung garam-garam anorganik (makro dan mikro), zat-zat organic (zat pengatur tumbuh), substansi organic yang kompleks (air kelapa dan ekstrak buah-buahan), bahan pemadat medium (agar-agar), pH tertentu, dan bahan tambahan (arang aktif).

b)   Inokulasi

Tahapan penanaman eksplan yang sudah steril ke dalam atau di atas medium buatan pada botol kultur.

c)    Pemeliharaan

Meletakkan atau menyimpan botol-botol kultur pada ruang pemeliharaan (ruang incubator). Kultur harus diamati secara rutin. Ruang incubator juga harus dalam keadaan yang bersih dan dilengkapi dengan pengatur suhu ruangan serta sumber cahaya (lampu) untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan eksplan.

d)   Aklimatisasi

Menyesuaikan tanaman agar mampu beradaptasi dengan lingkungan yang baru. Caranya adalah sebelum dipindahkan ke lingkungan luar, harus dahulu ditumbuhkan dalam suatu ruangan khusus (green house) dengan faktor kelembaban, cahaya, dan suhu yang sesuai dengan lingkungan luar.

            Keuntungan dari kultur jaringan adalah:

-       Menghasilkan tanaman bebas virus.

-       Menghasilkan tanaman persis dengan induknya (sehingga dapat melestarikan sifat tanaman induk).

-       Menghasilkan hybrid baru melalui persilangan somatic (melalui fusi atau penggabungan protoplas).

-       Menghasilkan tanaman haploid (melalui kultur mikrospora) untuk pemuliaan tanaman.

-       Untuk menyelamatkan embrio.

-       Hanya memerlukan tempat yang relative sempit.

2.    Rekayasa Genetika

Teknik ini dapat dilakukan melalui:

a.     Teknologi DNA Rekombinan (Rekayasa Genetika)

Adalah suatu metode manipulasi gen dengan menyisipkan gen yang dikehendaki ke dalam suatu organisme.

 Pertama, memerlukan perantara vector berupa plasmid bakteri.

Kedua, ini akan menyebabkan sel yang ditransformasi dalam dikenali oleh sel yang tidak ditransformasi.

Ketiga, segmen DNA atau gen yang disisipkan akan berkembang di dalam sel individu penerima dan tidak akan mengalami perubahan fungsi, atau tetap berfungsi sebagaimana pada sel yang diambil gennya.

b.    Transplantasi Nukleus

Pertama kali dilakukan oleh Robert Briggs dan Thomas King, lalu diikuti oleh John Gurdon. Mereka semua menghancurkan nucleus dari sel telur katak menggunakan radiasi sinar UV dan menggantinya dengan nucleus dari sel usus embrio katak (berudu) yang sedang berkembang. Hasilnya, kalau nucleus berasal dari sel usu embrio muda yang belum terdiferensiasi, maka sel telur penerima dapat berkembang menjadi berudu. Tetapi ini tidak akan terjadi kalau nucleus diambil dari sel usus berudu yang telah terdiferensiasi.

Kesimpulannya, transplantasi atau pemindahan nucleus dari satu sel ke sel yang main dapat menghasilkan individu yang baru.

c.     Kloning

Adalah suatu metode untuk menghasilkan keturunan atau individu yang identic secara genetic dengan induknya.

Pada 1997, ada penelitian cloning domba yang berhasil, yang dilakukan dengan cara-cara berikut:

a)    Mengambil sel telur dari satu domba dan menghilangkan nukleusnya.

b)   Sel telur tanpa nucleus digabungkan dengan sel kelenjar susu (ambing) dari domba lain menggunakan aliran arus listrik.

c)    Setelah 6 hari ditumbuhkan dalam kultur, terbentuk embrio dan ditanam di dalam uterus domba lainnya (domba ke-3 yang mirip dengan pendonor sel telur).

d)   Domba tersebut kemudian melahirkan anak yang identic dengan domba pendonor sel ambing.

d) Teknolofi Hibridoma

Suatu metode penggabungan dua macam sel dari organisme yang sama atau berbeda untuk mendapatkan sel hybrid yang mempunyai kombinasi kedua sifat tersebut. Proses penggabungan sel menggunakan tenaga listrik, yang disebut elektrofusi. Teknologi ini menghasilkan antibody minoklonal, yaitu antibody murni yang tidak tercemar oleh kuman atau protein lain.

Terdapat berbagai macam penerapan bioteknologi yang sudah dikembangan di zaman yang modern ini. Akibat adanya perkembangan teknologi, pemanfaatan teknologi-teknologi tersebut juga semakin diterapkan pada aplikasi bioteknologi. Terdapat beberapa dari aplikasi bioteknologi yang dapat kita ketahui sekarang ini. Diataranya adalah :

o   Proses pembuatan Insulin :

1)   Mengidentifikasi dan mengisolasi gen penghasil insulin dari sel pancreas manusia

2)   Melepaskan salinan gen penghasil insulin tersebut dengan cara memotong kromosom secara khusus menggunakan enzim retrikasi.

3)   Mengekstrak plasmid dari sel bakteri, kemudian membuka plasmid dari sel bakteri dengan menngunakan enzim retrikasi lain.

4)   Memasang gen penghasil insulin kedalam cincin plasmid.

5) Memasukkan plasmid recombinan kedalam bakteri E.coli.Di dalam sel bakteri ini plasmid        mengadakan replikasi

6)   Mengultur bakteri E.coli yang akan berkembang biak dengan cepat menghasilkkan klonklon bakteri yang mengandung plasmid recombinan penghasil insulin

o   Proses Pembuatan Vaksin

1)   Penyiapan media (sel vero) dan amplifikasi/kultur sel (pembiakan dengan mikrokarier). Dalam setiap tahapan untuk melepas sel dari mikrokarier digunakan tripsin. Pencucian sel vero terhadap tripsin dilakukan pada tiap tahap (netralisasi/removal).

2)   Inokulasi virus.

3)   Panen Virus.

4)   Ultrafiltrasi (konsentrat virus) dan Pemurnian (Ion exchange, ultra filtrasi, gel filtration, ion exchange).

5)   Inaktivasi dan final bulk.

o   Antibodi Monoklonal : Antibodi monoklonal ini dapat dihasilkan dengan teknik hibridoma. Sel hibridoma merupakan fusi sel dan sel. Pembuatan sel hibridoma terdiri dari tiga tahap utama yaitu imunisasi, fusi, dan kloning. Imunisasi dapat dilakukan dengan imunisasi konvensional, imunisasi sekali suntik intralimpa, maupun imunisasi in vitro. Fusi sel ini menghasilkan sel hibrid yang mampu menghasilkan antibodi seperti pada sel limpa dan dapat terus menerus dibiakan seperti sel myeloma. Frekuensi terjadinya fusi sel ini relatif rendah sehingga sel induk yang tidak mengalami fusi dihilangkan agar sel hasil fusi dapat tumbuh.

o   Kloning

1)   Mempersiapkan sel stem

2)   Dari sel stem diambil inti sel yang mengandung informasi genetik, kemudian dipisahkan dari sel.

3)   Mempersiapkan sel telur yang kemudian intinya dipisahkan.

4)   Inti sel dari sel stem diimplantasikan ke sel telur.

5)   Sel telur dipicu supaya terjadi pembelahan dan pertumbuhan. Setelah membelah pada hari kedua, jadilah sel embrio.

6)   Sel embrio yang terus membelah mulai memisahkan diri dan siap diimplantasikan ke dalam rahim.

7)   Embrio tumbuh di dalam Rahim dan menjadi bayi dengan kode genetic yang persis sama dengan sel stem donor.

Proses cloning ini menghasilkan individu baru yang memiliki sifat genetic yang identik/sama.

Sumber: Aryulina, Diah dkk. "BIOLOGI - Jilid 3" ESIS, 2006.