Bioteknologi : Pengertian, Jenis, Manfaat dan Penerapannya

Pengertian

Bioteknologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol,antibiotik, asam organik) dalam proses produksi untuk menciptakan barang dan jasa yang dapat digunakan oleh manusia. Saat ini perkembangan bioteknologi tidak hanya berbasis pada biologi tetapi juga pada ilmu-ilmu murni dan terapan lainnya seperti biokimia, ilmu komputer, biologi molekuler, mikrobiologi, ilmu genetika, kimia, matematika, dan lain-lain.

Bioteknologi

Jenis Bioteknologi

Oleh karena itu bioteknologi dapat dibagi berdasarkan kompleksitasnya menjadi dua jenis, yaitu bioteknologi tradisional atau konvensional dan bioteknologi modern, penjelasannya sebagai berikut:

1. Bioteknologi Konvensional (Tradisional)

Bioteknologi konvensional atau tradisional adalah bioteknologi yang menggunakan bakteri, proses biokimia, serta proses genetik alami berupa mutasi atau rekombinasi gen. Prinsip bioteknologi ini telah dikenal umat manusia selama ribuan tahun.

Bioteknologi konvensional menggunakan prinsip atau metode pembuatan produk tradisional. Misalnya membuat lakban dengan cara menaburkan ragi pada permukaan akar singkong dan diamkan selama 3 hari.

Proses ini membutuhkan bantuan mikroorganisme seperti jamur Saccharomyces cerevisiae, jamur Aspergillus sp dan bakteri Acetobacter aceti. Akibatnya, mikroorganisme tersebut mengubah rasa singkong menjadi manis dan beraroma khas.

Manfaat dari bioteknologi tradisional adalah:

• Menambah kandungan gizi produk pangan berupa makanan dan minuman.
• Membantu proses peningkatan industri pertanian sebagai komoditas produksi dan industri perdagangan.
• Menambah jumlah lapangan pekerjaan dan meningkatkan pendapatan masyarakat.
• Mempromosikan produk industri dalam negeri.

Penerapan bioteknologi konvensional telah merambah beberapa bidang kehidupan manusia seperti pangan, pertanian, peternakan, serta kesehatan dan obat-obatan.

A. Pangan

Ada banyak manfaat ilmu bioteknologi konvensional di bidang pangan. Pasalnya, bidang ini menjadi titik awal pengenalan bioteknologi manusia sederhana pada zaman dahulu. Berikut adalah contoh produk bioteknologi di bidang pangan:

• Tempe, yang terbuat dari kacang kedelai menggunakan enzim protease dan fungi Rhizopus oligosporus sebagai agen hayatinya.
• Tauco, dibuat dari kacang kedelai dengan menggunakan enzim protease dan agen hayati Aspergillus oryzae.
• Kecap, terbuat dari kacang kedelai dengan menggunakan enzim protease dan agen hayati kedelai Aspergillus.
• Oncom, dibuat dari bungkin kacang menggunakan enzim protease dan probiotik Monilia sitophila.
• Yogurt, dibuat dari susu dengan menggunakan enzim laktase dan agen biologis dari bakteri Streptococcus thermophilus dan Streptococcus vulgaris.
• Keju, terbuat dari susu dengan enzim lipase dan agen biologi Lactobacillus.
• Mentega, yang terbuat dari susu memiliki enzim lipase, tetapi juga mengandung bakteri Lactobacillus lactis atau Streptococcus lactis.
• Beras ketan tape, terbuat dari beras ketan dan menggunakan agen hayati Saccharomyces cereviceae.
• Asinan, dibuat dari kubis dengan menggunakan enzim laktase dan bakteri Lactobacillus plantarum.
• Sirup gula, menggunakan enzim amilase dan bakteri Bacillus subtilis.
• Nata de coco, dibuat dari air kelapa dengan menggunakan enzim selulase dan bakteri Acetobacter xylinum.
• Es Krim, dibuat dari susu dengan menggunakan enzim laktase dan bakteri Saccharomyces Mushroomlis.

Selain makanan tersebut, bioteknologi konvensional juga banyak menciptakan produk berupa minuman. Salah satunya adalah teh kombucha yang merupakan produk larutan teh fermentasi dengan kultur mikroba. Penyeduhan teh ini menggunakan enzim tetes tebu sebagai limbah gula yang melimpah.

Teh Kombucha dikatakan efektif dalam mengobati stres saraf dan mental, pengerasan pembuluh darah, kelelahan kronis, mencegah penuaan kulit, gangguan usus, menurunkan kolesterol, mengobati kanker usus besar dan kedua kanker payudara. Ini karena kandungan asam dan vitamin yang berbeda.

B. Pertanian

Dalam bidang pertanian bioteknologi yang umum terlihat di masyarakat antara lain :

• Hidroponik adalah metode pertanian yang tidak menggunakan tanah sebagai media tanam.
• Tumbuhan Mustard alami mengalami seleksi manusia untuk menghasilkan brokoli, kembang kol, dan kubis.

C. Peternakan

Bioteknologi konvensional juga banyak diterapkan di bidang peternakan, contoh penerapannya adalah sebagai berikut.

• Domba Ankon, khususnya yang berkaki pendek dan bengkok karena proses mutasi alami.
• Sapi Jersey, khususnya sapi perah, mengandung lebih banyak krim setelah dimutasi oleh manusia.

D. Kesehatan

Dalam bidang kesehatan dunia, bioteknologi juga banyak diterapkan untuk menghasilkan obat-obatan seperti:

• Antibiotik adalah produk medis yang terbuat dari jamur dan bakteri.
• Vaksin adalah produk yang meningkatkan kekebalan tubuh dengan menggunakan mikroorganisme atau bagiannya yang telah dibunuh sebelum diracuni.

2. Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern mulai mengalami perkembangan yang signifikan setelah ditemukannya struktur DNA pada tahun 1950. Bioteknologi modern paling dikenal sebagai salah satu jenis bioteknologi yang berbasis rekayasa, rekayasa DNA atau manipulasi genetik dengan menggunakan biokimia dan mikrobiologi.

Rekayasa genetika atau genetic engineering adalah manipulasi gen secara langsung untuk tujuan praktis. Salah satu teknik rekayasa genetika adalah DNA rekombinan dimana gen tertentu dimasukkan ke dalam sel dengan teknik kloning yang disebut juga dengan kultur jaringan.

Seiring dengan perkembangannya, bioteknologi modern diterapkan di berbagai bidang kehidupan.

A. Teknologi Reproduksi

Teknologi reproduksi adalah cara reproduksi yang menggunakan alat dan proses tertentu. Cara ini dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan kualitas pribadi agar menjadi lebih baik sesuai dengan harapan manusia. Ada beberapa bentuk teknik reproduksi yang diterapkan, yaitu:

• Kultur jaringan, suatu cara memperbanyak jumlah tanaman dengan cara mengkulturkan jaringan tertentu sehingga berkembang menjadi individu yang memiliki ciri-ciri yang sama dengan induknya. Cara ini dapat menghasilkan benih berkualitas tinggi dalam waktu singkat, dalam jumlah banyak dan bebas penyakit.
• Inseminasi buatan, metode pembuahan yang dilakukan dengan menggunakan bantuan manusia. Metode inseminasi ini biasanya diterapkan pada ternak sapi dan kadang juga bagi manusia.
• Fertilisasi in Vitro atau bayi tabung, metode menghasilkan bayi melalui proses pembuahan yang tidak dilakukan di dalam tubuh. Metode ini sering dilakukan oleh pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan.
• Cloning atau pengklonan, metode menghasilkan keturunan yang sangat identik dengan induknya berdasarkan sifat aseksual. Pemuliaan, metode persilangan organisme dari keturunan yang berbeda.

B. Radiasi

Radiasi atau disebut juga penyinaran adalah suatu cara penggunaan gelombang elektromagnetik untuk mengawetkan makanan, menghambat pertumbuhan pucuk tanaman, mencegah pematangan buah, dan juga merupakan cara mutagenesis.

C. Hidroponik dan Aeroponik

Hidroponik adalah metode pertanian yang menggunakan air dan bahan berpori atau berpori. Sementara itu aeroponik merupakan suatu metode bertanam dengan cara membiarkan akar tanaman menggantung di udara sehingga akar tersebut tidak menempel pada media tanam apapun.

Berikut ini adalah beberapa kelebihan dari bercocok tanam dengan metode hidroponik serta aeroponik, antara lain:

• Pertumbuhan tanaman tidak bergantung pada musim dan tempat termasuk ketinggian lokasi dan luas tanah sebagai media tanam.
• Mutu hasil perkebunan seperti sayur dan buah lebih baik dibanding dengan proses tanam seperti biasa.
• Pupuk yang digunakan lebih hemat, karena jumlah yang diberikan harus diatur.
• Hama dan penyakit tanaman yang berasal dari tanah tidak akan menyerang tanaman.

D. Pengobatan

Bioteknologi modern juga banyak digunakan dalam bidang medis, khususnya untuk produksi obat-obatan. Berikut adalah beberapa produk bioteknologi di bidang kedokteran, khususnya:

• Interferon, obat yang diproduksi untuk meningkatkan kekebalan dan melawan infeksi. Biasanya diberikan pada penderita kanker dan hepatitis.
• Insulin, hormon buatan manusia yang digunakan untuk mengontrol gula darah. Hormon ini biasanya diberikan pada penderita diabetes.
• Vaksin, antigen yang digunakan untuk menciptakan kekebalan terhadap penyakit tertentu. Pemberian vaksin sering disebut dengan vaksinasi atau imunisasi.
• Penisilin, antibiotik yang digunakan sebagai obat untuk mengobati infeksi yang disebabkan oleh bakteri dan jamur.
• Hormon pertumbuhan, merupakan hormon yang diproduksi sebagai obat untuk mencegah stunting dan sebagai bahan dalam proses penyembuhan.
• Beta-endorphin, hormon buatan manusia yang berguna untuk menghilangkan rasa sakit. Hormon ini sering diberikan pada penderita gangguan jiwa seperti skizofrenia.
• Aktivator plasminogen, obat yang berguna untuk mencegah stroke dan juga melarutkan bekuan darah.
• Interleukin 2, suatu protein juga bermanfaat untuk mengaktifkan kembali sistem imun tubuh.
• Antibodi monoklonal buatan manusia digunakan untuk menyerang dan kemudian menghancurkan tumor dan sel kanker.
• Enzim, obat yang berguna untuk meningkatkan reaksi atau bertindak sebagai katalis biologis yang baik. Penggunaannya biasa digunakan untuk keperluan manusia dan bidang industri.

Contoh Penerapan Bioteknologi

Bioteknologi telah diterapkan di berbagai bidang atau sektor sesuai dengan misinya untuk membantu kehidupan manusia. Bentuk aplikasi atau penerapannya merambah ke beberapa bidang, mulai dari bidang pangan, pertanian, kesehatan, industri, air dan kehutanan

1. Bidang Pangan

Ada banyak aplikasi bioteknologi dalam industri makanan dan hampir semuanya telah disebutkan. Produk hasil rekayasa bioteknologi sering dikonsumsi dalam bentuk minuman dan makanan. Beberapa di antaranya adalah yogurt, sirup, roti, dan tempe.

2. Pertanian dan Kehutanan

Pemanfaatan bioteknologi di bidang pertanian dan kehutanan juga sangat beragam. Beberapa di antaranya kedelai yang tahan terhadap herbisida, tomat yang direkayasa secara genetik agar tahan, dan jagung yang tahan terhadap serangga. Sektor kehutanan memiliki metode kultur jaringan.

3. Bidang Kesehatan

Di bidang kesehatan, aplikasi bioteknologi kebanyakan melibatkan rekayasa genetika. Beberapa contoh bioteknologi di bidang ini antara lain produksi hormon insulin oleh bakteri, penggunaan sel punca, penemuan vaksin, dan juga penggunaan antibodi monoklonal.

4. Bidang Industri

Aplikasi industri bioteknologi termasuk penggunaan biomassa untuk mengubah energi dan berbagai produk. Secara umum, produk bioteknologi memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Contoh penerapannya adalah proses produksi gula, alkohol, enzim, dll.

5. Bidang Kelautan

Bahan aktif yang dihasilkan oleh organisme laut juga banyak digunakan untuk keperluan pengobatan, pertanian, industri dan lingkungan. Ada banyak produk kosmetik yang menggunakan bahan aktif dari organisme laut sebagai bahannya, serta proses restorasi laut.

Sumber : Berbagai sumber dan referensi yang relevan