Peran Bioteknologi dan Rekayasa Genetika dalam Kehidupan Manusia

Yuk Belajar Lebih Dekat! 

Peran Bioteknologi  dan Rekayasa Genetika

dalam Kehidupan Manusia

Nur Fajri Ismia, Sholihatus Ulfa, Samik

ABSTRAK

Cabang ilmu bidang penerapan biosains dan teknologi yang mempelajari manfaat makhluk hidup (bakteri,fungsi,virus dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi  tradisional  dan  modern.  Bioteknologi tradisional  adalah  bioteknologi  yang  memanfaatkan mikrobia (organisme) untuk memodifikasi bahan dan dan  lingkungan  untuk  memperoleh  produk  optimal. Misalnya pembuatan tempe, tape, roti, pengomposan sampah.  Sedangkan bioteknologi  modern  dilakukan melalui   pemanfaatan   ketrampilan   manusia   dalam melakukan  manipulasi  makhluk  hidup  agar  dapat digunakan  untuk  menghasilkan  produk  sesuai  yang diinginkan    manusia.    Misalnya    melalui    teknik rekayasa   genetik.  

Rekayasa   genetik   merupakan teknik untuk menghasilkan molekul DNA yang berisi gen  baru  yang  diinginkan  atau  kombinasi  gen-gen baru    atau    dapat    dikatakan    sebagai    manipulasi organisme. Kemajuan-kemajuan    ilmu    pengetahundan teknologi yang telah ada baik di bidang fisika, kimia, matematika   dan   biologi   telah   memicu   majunya bioteknologi.  Selain  itu,  banyak  hal  yang  juga  ikut berperan    dalam    memicu    lahirnya    bioteknologi, diantaranya  adalah  karena  semakin  besar  tuntutan untuk mencapai target yang diinginkan dengan proses yang  lebih  cepat  dan  terobosan  yang  inovatif  yang bisa menguntungkan bagi umat manusia. Bioteknologi juga memiliki peran penting dalam ilmu pengetahuan    dewasa    ini,    bioteknologi    sendiri mengalami  berbagai  pembaruan  dari  bioteknologi yang  bersifat  tradisional  kearah  bioteknologi  yang modern.    Manfaat    bioteknologi    bagi    kehidupan manusia   dalam   meningkatkan   kesejahteraan   dan perbaikan     hidup     telah     terbukti mengikuti perkembangan zaman.

ISI

 

Peran Bioteknologi  

1.Bidang Medis

Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon.

a.    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 urine wanita hamil, mengikat racun dan menonaktifkannya mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.

b.   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.

c.    Pembuatan Antibiotika

Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu.

d.    Pembuatan Hormon

Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon - hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.

2 .Bidang  produksi Pangan

A. Pengolahan Bahan Makanan

·         Pengolahan Produk Susu

Susu dapat diolah menjadi bentuk - bentuk baru, seperti yoghurt, keju, dan mentega.

a.Yoghurt

Untuk membuat yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar lemak dibuang. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus.

b.Keju

Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsi memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat.

c.Mentega

Pembuatan mentega menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis dan Lectonostoceremoris. Bakteri - bakteri tersebut membentuk proses pengasaman. Selanjutnya, susu diberi cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan. Kemudian lemak mentega diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan.

·         Produk Makanan Non-Susu

a. Kecap

Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus oryzae dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus oryzae bersama - sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum. Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap.

b.Tempe

Tempe kadang - kadang dianggap sebagai bahan makanan masyarakat golongan menengah ke bawah, sehingga masyarakat merasa gengsi memasukkan tempe sebagai salah satu menu makanannya. Akan tetapi, setelah diketahui manfaatnya bagi kesehatan, tempe mulai banyak dicari dan digemari masyarakat dalam maupun luar negeri. Jenis tempe sebenarnya sangat beragam, bergantung pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai.

Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang. Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genus Rhizopus, yaitu Rhyzopus oligosporus, Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus arrhizus, dan Rhyzopus oryzae. Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping - keping biji kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe. Proses fermentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai sembilan kali lipat.

3. Bidang Pertanian

a.Penanaman Secara Hidroponik

Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media yang digunakan. Adapun metode yang digunakan dalam hidroponik, antara lain metode kultur air (menggunakan media air), metode kultur pasir (menggunakan media pasir), dan metode porus (menggunakan media kerikil, pecahan batu bata, dan lain-lain). Metode yang tergolong berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir.

Pada umumnya orang bertanam dengan menggunakan tanah. Namun, dalam hidroponik tidak lagi digunakan tanah, hanya dibutuhkan air yang ditambah nutrien sebagai sumber makanan bagi tanaman. Apakah cukup dengan air dan nutrien? Bahan dasar yang dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan CO2. Cahaya telah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO2 sudah cukup melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral dapat diberikan dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah sebenarnya bukanlah hal yang utama.

b. Penanaman Secara Aeroponik

Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe hidroponik (memberdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan hara tersebut.

Prinsip dari aeroponik adalah sebagai berikut. Helaian styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuran ditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler (pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar.

4. Dalam mengatasi masalah Bahan Bakar Masa Depan

Sudah diketahui bahwa bahan bakar minyak termasuk sumber daya yang tidak bisa diperbarui. Oleh karena itu, suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan bagi para ilmuwan untuk menemukan bahan bakar pengganti yang diproduksi melalui bioteknologi. Saat ini telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan gasahol (alkohol). Alternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. Pada fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan untuk bahan bakar.

Di negara Cina, dan India terdapat beberapa kelompok masyarakat yang hidup di desa yang telah menerapkan teknologi fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan baku teknologi fermenter tersebut adalah feses hewan, daun - daunan, kertas, dan lain - lain yang akan diuraikan oleh bakteri dalam fermenter. Sedangkan teknologi gasohol telah dikembangkan oleh negara Brazil sejak harga minyak meningkat sekitar tahun 1970. Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yang melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidak menimbulkan polusi.

5. Dalam Pengolahan Limbah

Kaleng, kertas bekas, dan sisa makanan, sisa aktivitas pertanian atau industri merupakan bahan yang biasanya sudah tak dikehendaki oleh manusia. Bahan - bahan tersebut dinamakan limbah atau sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam lingkungan. Oleh karena itu, harus ada upaya untuk menanganinya. Penanganan sampah dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya dengan ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di antara semua cara tersebut yang paling baik adalah dengan daur ulang.

Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan adalah proses pirolisis. Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan anorganik.

Bahan - bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat - zat makroorganik (dari hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan - hewan kecil disebut kompos.

Dalam pembuatan kompos, sangat diperlukan mikroorganisme. Jenis mikroorganisme yang diperlukan dalam pembuatan kompos bergantung pada bahan organik yang digunakan serta proses yang berlangsung (misalnya proses itu secara aerob atau anaerob).

Selama proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya selulosa, pembentukan asam organik terutama asam humat yang penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat sebagai pupuk. Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah, misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi yang menyebabkan minyak bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri Acinetobacter calcoaceticus. Dengan bioteknologi, pengolahan limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secara bioteknologi melibatkan kerja bakteri - bakteri aerob dan anaerob.

6.    Bidang Peternakaan

a.Transplantasi Nukleus (Kloning)Teknologi ini lebih dikenal dengan teknologi kloning yaitu teknologi yang digunakan untuk menghasilkan individu     duplikasi     (mirip     dengan     induknya). Teknologi   kloning   telah   berhasil   dilakukan   pada beberapa    jenis    hewan.    Salah    satunya    adalah pengkloningan  domba  yang  dikenal  dengan  domba Dolly. Melalui   kloning   hewan,   beberapa   organ manusia untuk keperluan transplantasi penyembuhan suatu penyakit berhasil dibentuk.

b.Inseminasi BuatanTeknik ini dikenal dengan nama kawin suntik, suatu teknik    untuk    memasukkan    sperma    yang    telah dicairkan  dan  diprosesterlebih  dahulu  yang  berasal dari  ternak  jantan  ke  dalam  saluran  alat  kelamin betina dengan menggunakan metode dan alat khusus.

c. Transfer EmbrioApabila  kawin  suntik  memfokuskan  pada  sperma jantan, maka transfer embrio tidak hanya potensi dari jantan  saja yang  dioptimalkan,  melainkan  potensi betina  berkualitas  unggul  juga  dapat  dimanfaatkan secara  optimal.  Teknik  TE  ini,  betina  unggul  tidak perlu  bunting  tetapi  hanya  berfungsi  menghasilkan embrio  yang  untuk  selanjutnya  bisa  ditransfer  pada induk titipan dengan kualitas yang tidak perlu bagus tetapi  memiliki  kemampuan  untuk  bunting.  Embrio yang didapat dapat langsung di transfer ke dalam sapi resipien   atau   dibekukan   untuk   disimpan   dan   di transfer pada waktu lain.

Peran Rekaya Genetika

 

1.Bidang Pertanian dan Peternakan

Teknik bioteknologi tanaman di bidang pertanian telah dimanfaatkan terutama untuk memberikan karakter atau sifat baru pada berbagai jenis tanaman. Teknologi rekayasa genetika tanaman memungkinkan pengintegrasian gen-gen yang berasal dari organisme lain untuk perbaikan sifat tanaman. Beberapa contoh aplikasi rekayasa genetika di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman transgenik yang memiliki sifat: 1) toleran terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida); 2) tahan terhadap hama dan penyakit tertentu; 3) mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi beta-karoten dan vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah, kentang dan pisang yang berkhasiat obat, dll.); 4) dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri); dan 5) dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan tanah dengan kandungan garam tinggi).

Pada dasarnya rekayasa genetika di bidang pertanian bertujuan untuk menciptakan ketahanan pangan suatu negara dengan cara meningkatkan produksi, kualitas, dan upaya penanganan pascapanen serta prosesing hasil pertanian. Peningkatkan produksi pangan melalui revolusi gen ini ternyata memperlihatkan hasil yang jauh melampaui produksi pangan yang dicapai dalam era revolusi hijau. Di samping itu, kualitas gizi serta daya simpan produk pertanian juga dapat ditingkatkan sehingga secara ekonomi memberikan keuntungan yang cukup nyata. Adapun dampak positif yang sebenarnya diharapkan akan menyertai penemuan produk pangan hasil rekayasa genetika adalah terciptanya keanekaragaman hayati yang lebih tinggi.

Di bidang peternakan hampir seluruh faktor produksi telah tersentuh oleh teknologi DNA rekombinan, misalnya penurunan morbiditas penyakit ternak serta perbaikan kualitas pakan dan bibit. Vaksin-vaksin untuk penyakit mulut dan kuku pada sapi, rabies pada anjing, blue tongue pada domba, white-diarrhea pada babi, dan fish-fibrosis pada ikan telah diproduksi menggunakan teknologi DNA rekombinan. Di samping itu, juga telah dihasilkan hormon pertumbuhan untuk sapi (recombinant bovine somatotropine atau rBST), babi (recombinant porcine somatotropine atau rPST), dan ayam (chicken growth hormone). Penemuan ternak transgenik yang paling menggegerkan dunia adalah ketika keberhasilan kloning domba Dolly diumumkan pada tanggal 23 Februari 1997.

2.Bidang Perkebunan, Kehutanan, dan Florikultur

Perkebunan kelapa sawit transgenik dengan minyak sawit yang kadar karotennya lebih tinggi saat ini mulai dirintis pengembangannya. Begitu pula, telah dikembangkan perkebunan karet transgenik dengan kadar protein lateks yang lebih tinggi dan perkebunan kapas transgenik yang mampu menghasilkan serat kapas berwarna yang lebih kuat dan jugaketahanan tanaman terhadap hama, dengan mengintroduksi gen Bt yang berhubungan dengan ketahanan serangga hama hasil isolasi bakteri tanah Bacillus thuringiensis yang dapat memproduksi protein kristal yang bekerja seperti insektisida (insecticidal crystal protein) yang dapat mematikan serangga hama (Macintosh et al., 1990).

Di bidang kehutanan telah dikembangkan tanaman jati transgenik, yang memiliki struktur kayu lebih baik. Selain itu Fasilitas Uji Terbatas Pusat Penelitian Bioteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) menghasilkan tanaman sengon (Albazia falcataria) transgenik pertama di dunia pada tahun 2010 lalu.Tanaman sengon transgenik yang mengandung genxyloglucanase terbukti tumbuh lebih cepat dan mengandung selulosa lebih tinggi daripada tanaman kontrol. Tanaman ini berpotensi tumbuh lebih cepat saat dipindah ke lapangan.

3.       Bidang Hukum dan Forensik

            Pada kriminalitas dengan kekerasan, darah atau jaringan lain dengan jumlah kecil dapat tertinggal di tempat kejadian perkara atau pada pakaian atau barang-barang lain milik korban atau penyerangnya. Jika ada perkosaan, air mani dalam jumlah kecil dapat ditemukan dari tubuh korban. Pengujian yang digunakan biasanya menggunakan antibodi untuk menguji protein permukaan sel yang spesifik. Namun pengujian ini membutuhkan jaringan yang agak segar dengan jumlah yang relatif banyak. Pengujian DNA dapat mengidentifikasi pelaku dengan derajat kepastian yang jauh lebih tinggi karena urutan DNA setiap orang itu unik. Analisis RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphims) dengan Southern blotting merupakan metode ampuh untuk pendeteksian kemiripan dan perbedaan sampel DNA dan hanya membutuhkan darah atau jaringan lain dalam jumlah yang sangat sedikit. Misalnya dalam kasus pembunuhan metode ini dapat digunakan untuk membandingkan sampel DNA dari tersangka, korban, dan sedikit darah yang dijumpai di TKP. Probe radioaktif menandai pita elektroforesis yang mengandung penanda RFLP tertentu. Biasanya saintis forensik menguji kira-kira lima penanda, dengan kata lain hanya beberapa bagian DNA yang diuji. Akan tetapi, rangkaian penanda dari suatu individu yang demikian sedikitpun sudah dapat memberikan sidik jari DNA atau pola pita spesifik yang berguna untuk forensik karena probabilitas bahwa dua orang akan memiliki rangkaian penanda RFLP yang tepat sama adalah kecil. Autoradiografi meniru jenis bukti yang disajikan kepada para juri dalam pengadilan percobaan pembunuhan.

            Seperti yang diungkapkan oleh analisis RFLP, DNA dari noda darah pada pakaian terdakwa sama persis dengan sidik jari DNA korban tetapi berbeda dari sidik jari terdakwa. Ini membuktikan bahwa darah dari pakaian terdakwa berasal dari korban bukan dari terdakwa sendiri.

4.      Lingkungan

Rekayasa genetika ternyata sangat berpotensi untuk diaplikasikan dalam upaya penyelamatan keanekaragaman hayati, bahkan dalam bioremidiasi lingkungan yang sudah terlanjur rusak. Dewasa ini berbagai strain bakteri yang dapat digunakan untuk membersihkan lingkungan dari bermacam-macam faktor pencemaran telah ditemukan dan diproduksi dalam skala industri. Keragaman metabolisme mikroba juga digunakan dalam menangani limbah dari sumber-sumber lain. Pabrik pengolahan air kotor mengandalkan kemampuan mikroba untuk mendegradasi berbagai senyawa organik menjadi bentuk nontoksik. Akan tetapi, peningkatan jumlah senyawa yang secara potensial berbahaya yang dilepas ke lingkungan tidak lagi bisa didegradasi oleh mikroba yang tersedia secara alamiah, hidrokarbon klorinasi merupakan contoh utamanya. Para ahli bioteknologi sedang mencoba merekayasa mikroba untuk mendegradasi senyawa-senyawa ini.

Kesimpulan

Peran bioteknologi dan Rekayasa Genetika memiliki peran penting seiring berkembangnya zaman yang kian melesat pesat kemajuan teknologi yang canggih. Berbagai bidang amulai dari pertanian, peternakan, perkebunan, medis, forensik, bahan pangan dan bahkan bahan bakar mengatasi masa depan yang mendorong dalam kehidupan manusia. Dari masing-masing bidang memiliki hasil dampak tersendiri baik positif maun negatif di kehidupan sehari-hari.

Daftar Pustaka

UNESA- TIM FMIPA. 2012. Sains Dasar.Jilid Dua. Surabaya: Universitas Negeri Surabaya

Rasyak,Rezki. 2012. Penerapan Rekayasa Genetika Dalam Kehidupan kita (Rekayasa genetika dalam kehidupan sehari-hari). http://rezkirasyak.blogspot.com/2012/10/penerapan-rekayasa-genetika-dalam.html. 2Maret 2019.

Eka,Tito. 2012 PERAN BIOTEKNOLOGI DALAM KEHIDUPAN MANUSIA. http://tito-eka.blogspot.com/2012/09/peran-bioteknologi-dalam-kehidupan.html. 3 Maret 2019.

Sutarno. 2016. REKAYASA GENETIK DAN PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG PETERNAKAN. Proceeding Biology Education Conference. Vol 13(1): 23.