THE HISTORY OF BIOTECHNOLOGY AND ITS APPLICATIONS

CHAPTER VIII

THE HISTORY OF BIOTECHNOLOGY AND ITS APPLICATIONS

(Fetty Nabila Annadawy, Mahanani Ilmi Ibrahim, Verina Ainur, Samik)

ABSTRACT

Biotechnology is a technological development which is developed to facilitate life and human well-being. Starting from the 21st century is already known as the age of biotechnology or molecular biology, and since then began to develop other technologies, many of the world's experts began to compete to create a new discovery. For example, in plants, biotechnology is useful for manipulating trees to bear fruit and ripen quickly, and withstand bad weather, some are manipulating watermelon without seeds and so on. Likewise in the case of health, there are some scientists who develop biotechnology in the health field as well. Cloning and artificial insemination are examples of health biotechnology. As millennials, it is fitting for us to do various things that can facilitate human life in many ways. Therefore, with high education and qualified knowledge, we can make various kinds of inventions in technology in terms of plants, animals or humans.

CONTENT

A.  The History of Biotechnology

The XXI century is a century of biotechnology and molecular biology, and in this century it is hoped that the application of biotechnology can help solve problems related to human well-being. Biotechnology is the study of the use or techniques of using living things or materials from living things to make products and services that will benefit human life. Around 1000 years ago, the ancestors no longer depended on game products, but they did a selection process to utilize the good qualities of plants or animals that could be processed. The traits include many fruitful plants, fast maturity, resistance to bad weather, etc. To get the desired results, they interbreed, results that do not bring good qualities will be abandoned, while those that contain good qualities will continue to be mated until they show very good qualities. However, this method still has some weaknesses, such as the results of the acquisition is very limited, requires a long time and can also take years. Mendel was one of the experts who concluded that organisms carry two units of heredity for each hereditary trait. Each body has a pair (two) of each type of chromosome. This theory is also consistent with the fact that each offspring is only derived from half of the parent's chromosomes through sex cells.

In the 1860s Friedrich Miescher managed to separate material from the cell's nucleus, and the results showed that this cell contained protein and nucleic acids. Nucleic acid initially didn't get much attention because it was too small and the structure was too simple. Furthermore, molecular biologists know that the low molecular weight of nucleic acids when the initial sample is analyzed is because the material is cut into pieces when separated. Nucleic acids are composed of one nucleotide. One nucleotide consists of four types of nitrogenous bases, phosphate groups and sugars (deoxyribose), so they are called DNA (Deoxyribose Nucleic Acid) and the four bases are Adenine (A), Guanine (G), Cytosine (S), Thymine (T). This strand of DNA is called a gene.

This discovery of DNA makes biotechnology highly developed, especially in developed countries. In mid 1974 a single clone antibody was discovered by George Kohler and Cecar Milstein of the Medical Research Council's Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, England. Initially they observed something that was a problem and had not been solved in immunology. Antibody is the body's protection against foreign objects including disease-causing organisms. Antibodies are also proteins that can recognize and bind to foreign objects or antigens. The antibodies produced are very typical for a type of antigen. The problem now is that the immune system can produce antibodies to various antigens. Genes control the production of antibodies. Kohler and Milstein had the idea to make a mileoma, which is to combine normal antibody-producing cells with cells from cancerous tumors. This idea produces hybrid cells which are then cultured into clones. All hybrids of the same clone will produce the same antibody molecules, therefore they are called single clone antibodies. This single antibody is very beneficial in the world of health, the United States Food Supervisory Agency (FDA) has used this antibody to diagnose new-style pregnancy tests, infectious diseases and cancer. This type of antibody can also be used to determine levels of a drug and hormone in the blood of patients who are receiving treatment.

 The development of biotechnology is also useful for treating diseases caused by genetic disorders, by inserting good genes into the spinal cord called gene transfer. This spinal cord is the formation of erythrocytes and platelets which is used for the immune system. The patient's spinal cord will be suctioned through the hip bones using a syringe, then the cells are stored in a laboratory cup and then manipulated. Furthermore cells that have been manipulated are injected again into the patient's spinal cord. The transfer method only inserts new genes into somatic cells. The gene cannot be passed on to children if it is not in the seeds that produce sperm and ovum.

B. Genetical Manipulation

Genetic engineering is done by combining genes that already exist in living things, so that the composition of genes changes. This engineering produces a living thing that produces the compound or product that we want. Genes are present in every part of the human body, there are genes for muscle fibers, genes for bones, genes for nerve cells and so on. Through this engineering humans began to create plants, microorganisms, new animals. And scientists have succeeded in revealing every genetic code that characterizes a nature of living things, they know how to insert the genes of one species into another species that is very different. Actually genetic engineering is not something new, because naturally there can be "mutations", but in this way the time required is very long and dependent on the environment. Whereas genetic engineering can happen quickly. The best known technique is Rdna (Recombinant DNA).

 

There are many scientists who do genetic engineering, one of which in 1971 was made recombinant DNA monkey DNA and bacteriophage DNA inserted in E.Coli bacteria. Then the mammal body is inserted again and the body of the mammal can express the e.coli gene. Drug spray pests began to be made naturally by manipulating microbes that later did not cause negative effects, for example environmental pollution. There is also genetic engineering in plants, for example in rice plants by crossing and selecting from wild plants which may look more like grass than rice. In this rice cultivation, in fact humans have carried out gene transactions from various wild relatives of rice plants so that we obtain plants with the traits we want. Or it could be in corn plants that have certain superior properties. For example, in the process of making Bt corn resistant to pests, biotechnology scientists utilize the soil bacterial gene Bacillus thuringiensis (Bt) which produces deadly poisons for certain pests. This Bt gene is inserted into the corn plant gene sequence. So that recipient plants (corn) also inherit toxic properties for pests. Caterpillars or Bt corn borer will die. Thanks to the presence of rDNA technology, various kinds of human diseases are easier to treat, and the costs are also cheaper to treat and prevent. In addition to the plants will also get plants with the properties we want.

CONCLUSION

Biotechnology is not a new thing, because actually since ancient times, ancestors or ancestors have started to find new things and they also do not depend on hunting products, but look for new innovations by starting to grow plants for their food. Since then, scientists have begun to develop biotechnology in various fields, ranging from the fields of health, agriculture, livestock and so on. Many methods are used, such as genetic engineering, which injects one gene from one species into another species, there is also artificial insemination. In this way humans become more facilitated, because with biotechnoogy they can get something they want, with desirable properties too.

Sources

Pratiwi, Rina Hidayati. 2010. Peranan Bioteknologi dalam Mengatasi Multikrisis. Vol 3 No 2.

Sasi. 2010 . Penerapan Bioteknologi Rekayasa Genetika Dibidang Medis Ditinjau dari Prespektif 

Filsafat Pancasila, HAM, dan Hukum Kesehatan di Indonesia.Vol. 17 No. 4

Tim FMIPA Unesa. 2012. Sains Dasar. Surabaya. Unesa University Press.

Wijayanto, Teguh. 2013. Prospek Penerapan Bioteknologi dalam Pemanfaatan dan Pengembangan Biodiversitas Padi Lokal Sulawesi Tenggara. Vol 3 No 1 : hal 41-47.

BAB VIII

SEJARAH BIOTEKNOLOGI DAN PERKEMBANGANNYA

(Fetty Nabila Annadawy, Mahanani Ilmi Ibrahim, Verina Ainur, Samik)

ABSTRAK

Bioteknologi merupakan suatu perkembangan teknologi yang dikembangkan untuk mempermudah kehidupan serta kesejahteraan manusia. Mulai dari abad ke 21 sudah dikenal dengan abad bioteknologi atau biologi molecular, dan sejak saat itu mulai dikembangkan teknologi-teknologi yang lain, banyak dari beberapa ahli di dunia mulai berlomba untuk menciptakan suatu penemuan baru. Contohnya saja pada tanaman, bioteknologi berguna untuk merekayasa pohon agar berbuah banyak dan cepat matang, serta tahan cuaca buruk, ada pula yang merekayasa buah semangka tanpa biji dan sebagainya. Begitu juga dalam hal kesehatan, ada beberapa ilmuwan yang mengembangkan bioteknologi ini dalam bidang kesehatan pula. Cloning dan  inseminasi buatan merupakan contoh dari bioteknologi dibidang kesehatan. Sebagai kaum milenial, sudah sepatutnya kita untuk melakukan berbagai hal yang dapat mempermudah kehidupan manusia dalam banyak hal. Maka dari itu, dengan pendidikan yang tinggi dan ilmu yang mumpuni, kita dapat membuat berbagai macam penemuan dibinagn teknologi dalam hal tanaman, hewan ataupun manusia.

ISI

A.    Sejarah Bioteknologi

Abad ke XXI merupakan abad bioteknologi dan biologi molecular, dan pada abad ini diharapkan penerapan bioteknologi dapat membantu memecahkan masalah yang berkaitan dengan kesejahteraan manusia. Bioteknologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang pemanfaatan atau teknik penggunaan makhluk hidup atau bahan dari makhluk hidup untuk membuat produk dan jasa yang nantinya bermanfaat bagi kehidupan manusia. Sekitar 1000 tahun yang lalu, para leluhur sudah tidak bergantung lagi pada hasil buruan, namun mereka telak melakukan seleksi untuk memanfaatkan sifat baik dari tumbuhan atau hewan yang dapat diolah. Sifat itu diantaranya tanaman yang berbuah banyak, cepat matang, tahan cuaca buruk dll. Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, mereka melakukan kawin silang, hasil yang tidak membawa sifat baik akan ditinggalkan, sedangkan yang mengandung sifat baik akan terus dikawin silangkan sampai menunjukkan sifat baik yang sangat menonjol. Namun, cara ini masih memiliki beberapa kelemahan, seperti hasil perolehannya sangat terbatas, membutuhkan waktu yang panjang dan bisa juga sampai bertahun-tahun. Mendel merupakan salah seorang ahli yang menyimpulkan bahwa organisme membawa dua unit hereditas bagi setiap sifat keturunan. Setiap tubuh memiliki sepasang (dua) tiap macam kromosom. Teori ini juga sesuai dengan fakta bahwa setiap keturunan hanya diturunkan setengah dari kromosom sang induk melalui sel kelamin.

Pada tahun 1860 an Friedrich Miescher berhasil memisahkan bahan dari inti sel tersebut, dan hasilnya menunjukkan bahwa sel ini mengandung protein dan asam nukleat. Asam nukleat awalnya tidak terlalu mendapat perhatian karena terlalu kecil dan strukturnya terlalu sederhana pula. Selanjutnya ahli biologi molecular mengetahui  bahwa rendah kecilnya berat molekul asam nukleat ketika sampel awal dianalisis itu karena bahan tersebut terpotong-potong ketika dipisahkan. Asam nukleat tersusun atas satu nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari atas empat macam basa nitrogen, gugus fosfat dan gula (deoksiribosa), sehingga disebut DNA (Deoxyribose Nucleic Acid) dan keempat basanya ialah Adenin(A), Guanin(G), Sitosin(S), Timin(T). Untaian dari DNA ini disebut sebagai gen.

Penemuan DNA ini menjadikan bioteknologi sangat berkembang terutama di Negara maju. Pada pertengahan 1974 ditemukan antibody klon tunggal oleh George Kohler dan Cecar Milstein dari Medical Research Council’s Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, Inggris. Awalnya mereka mengamati  sesuatu yang menjadi masalah dan belum terpecahkan dalam imunologi. Antibody merupakan pelindung tubuh terhadap benda asing termasuk organisme penyebab penyakit. Antibodi juga merupakan protein yang dapat mengenal dan berikatan dengan benda asing atau antigen. Antibody yang dihasilkan sangat khas bagi suatu jenis antigen. Masalahnya saat ini adalah, bahwa sistem imun dapat menghasilkan antibodi terhadap berbagai macam antigen. Gen mengendalikan produksi dari antibody. Kohler dan Milstein memiliki ide untuk membuat mileoma, yaitu menyatukan sel penghasil antibody normal dengan sel dari tumor yang mengkanker. Ide ini menghasilkan sel hybrid yang selanjutnya dikulturkan menjadi klon. Semua hybrid klon yang sama akan menghasilkan molekul antibody yang sama, oleh karena itu disebut antibody klon tunggal. Antibody tunggal ini sangat bermanfaat didunia kesehatan, Badan Pengawas Makanan Amerika Serikat ( FDA) telah menggunakan antibodi ini untuk diagnosa tes kehamilan gaya baru, penyakit infeksi dan kanker. Antibodi jenis ini juga dapat digunakan untuk menentukan kadar suatu obat  dan hormone dalam darah pasien yang sedang mendapat pengobatan.

Perkembangan bioteknologi ini pula bermanfaat untuk mengobati penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetis, dengan cara memasukkan gen yang baik kedalam sumsum tulang belakang yang disebut dengan transfer gen. Sumsum tulang belakang ini merupakan pembentuk eritrosit dan trombosit yang digunakna untuk sistem kekebalan tubuh. Sumsum tulang belakang penderita akan disedot melalui tulang pinggul dengan menggunakan jarum suntik, kemudian sel sel tersebut disimpan di cawan laboratorium lalu dimanipulasi. Selanjutnya sel yang sudah dimanipulasi disuntikkan lagi kedalam sumsum tulang belakang penderita. Metode transfer tersebut hanya memasukkan gen baru kedalam sel somatis saja. Gen tersebut tidak dapat diturunkan pada anak jika tidak berada pada benih yang menghasilkan sel sperma dan sel telur.

B.     Rekayasa Genetika

            Rekayasa genetika dilakukan dengan cara mengombinasi gen yang sudah ada dalam makhluk hidup, sehingga susunan gennya berubah. Rekayasa ini menghasilkan suatu makhluk hidup yamg menghasilkan senyawa atau produk yang kita inginkan. Gen terdapat pada setiap bagian dari tubuh manusia, ada gen untuk serat otot, gen untuk tulang, gen untuk sel saraf dan seterusnya. Melalui rekayasa ini manusia mulai menciptakan tanaman, mikroorganisme, hewan baru. Dan para ilmuwan telah berhasil mengungkapkan setiap kode genetis yang mencirikan suatu sifat makhluk hidup, mereka tahu bagaimana cara menyisipkan gen satu spesies ke spesies lain yang sangat berbeda. Sebenarnya rekayasa genetika ini bukanlah sesuatu yang baru, karena secara alami dapat terjadi “mutasi”, namun dengan  cara ini waktu yang dibutuhkan sangat lama dan bergantung pada lingkungan. Sedangkan dengan cara rekayasa genetika dapat terjadi secara cepat. Teknik yang paling dikenal adalah Rdna (DNA Rekombinan) .

 

Ada banyak ilmuwan yang melakukan rekayasa genetika, salah satunya pada tahun 1971 telah dibuat rekombinan DNA virus kera dan DNA bakteriofage yang disisipkan pada bakteri E.Coli. Kemudian disisipkan lagi ditubuh mamalia dan tubuh mamalia tersebut dapat mengespresikan gen e.coli tersebut. Obat semprot hama mulai dibuat secara alami dengan merekayasa mikroba yang nantinya tidak menimbulkan efek negative, contohnya pencemaran lingkungan. Ada pula rekayasa genetika pada tanaman, contohnya pada tanaman padi dengan cara menyilangkan dan menyeleksi dari tanaman liarnya yang mungkin lebih mirip rumput daripada padi. Dalam pembudidayaan padi ini, sebenarnya manusia telah melakukan transaksi gen dari berbagai macam kerabat liar tanaman padi sehingga kita memperoleh tanaman dengan sifat yang kita inginkan. Atau bisa juga pada tanaman jagung   yang memiliki sifat unggul tertentu. Misal, pada proses membuat jagung Bt tahan hama, ilmuwan bioteknologi memanfaatkan gen bakteri tanah Bacillus thuringiensis (Bt) yang menghasilkan racun yang mematikan bagi hama tertentu. Gen Bt ini disisipkan ke rangkaian gen tanaman jagung. Sehingga tanaman resipien (jagung) juga mewarisi sifat toksis bagi hama. Ulat atau hama penggerek jagung Bt akan mati.

            Berkat adanya teknologi rDNA, berbagai macam penyakit manusia menjadi lebih mudah untuk ditangani, dan lebih murah pula biaya yang dikeluarkan untuk mengobati dan mencegahnya.  Selain itu pada tanaman pula akan memperoleh tanaman dengan sifat yang kita inginkan.

KESIMPULAN

Bioteknologi bukan merupakan hal baru, karena sebenarnya sejak zaman dahulu, nenek  moyang atau para leluhur sudah mulai menemukan hal baru dan mereka juga sudah tidak bergantung pada hasil buruan, melainkan mencari inovasi baru dengan mulai menanam tanaman untuk makanan mereka. Sejak saat itu, para ilmuwan mulai mengembangkan bioteknologi di berbagai bidang, mulai dari bidang kesehatan, pertanian, ternak dan sebagainya. Banyak cara yang digunakan, seperti rekayasa genetika, yang menyuntikkan satu gen dari satu spesies ke spesies lain, ada pula inseminasi buatan. Dengan cara tersebut manusia menjadi lebih dimudahkan, karena dengan adanya bioteknoogi mereka bisa mendapatkan sesuatu yang mereka inginkan, dengan sifat yang diinginkan pula.

 Daftar Pustaka

Pratiwi, Rina Hidayati. 2010. Peranan Bioteknologi dalam Mengatasi Multikrisis. Vol 3 No 2.

Sasi. 2010 . Penerapan Bioteknologi Rekayasa Genetika Dibidang Medis Ditinjau dari Prespektif 

Filsafat Pancasila, HAM, dan Hukum Kesehatan di Indonesia.Vol. 17 No. 4

Tim FMIPA Unesa. 2012. Sains Dasar. Surabaya. Unesa University Press.

Wijayanto, Teguh. 2013. Prospek Penerapan Bioteknologi dalam Pemanfaatan dan Pengembangan Biodiversitas Padi Lokal Sulawesi Tenggara. Vol 3 No 1 : hal 41-47.