Halaman
Bab 5
Bioteknologi
109
Bioteknologi
BAB 5
A. Peranan Bioteknologi untuk
Mendukung Kelangsungan
Hidup Manusia
B. Penerapan Bioteknologi Sehari-
hari
Sumber: www.bbc.co. uk.
110
IPA SMP
Kelas IX
Peta Konsep
Kelangsungan hidup Makhluk Hidup
Peta Konsep Bioteknologi
bioteknologi modern
ditun
j
an
g
oleh
misalnya
teknolo
g
i
melalui
misalnya
bioteknologi
dibedakan
bioteknologi konvensional
kultur jaringan
rekayasa genetika
tempe
kecap
keju
mikroprotein
manusia
produksi
Bab 5
Bioteknologi
111
Bisakah kamu hidup tanpa teknologi? Mungkin tidak akan bisa. Perhatikan aktivitasmu
sehari-hari selalu menggunakan hasil-hasil teknologi. Kamu nonton TV, pergi sekolah dengan
kendaraan bermotor, berkomuniasi dengan telepon, bekerja dengan komputer, dan
sebagainya. Semuanya yang telah dicontohkan tersebut adalah produk teknologi. Demikian
juga yang berkaitan dengan sandang, papan, pangan dan pengobatan juga menerapkan
teknologi. sebagai contoh, mungkin kamu pernah melihat semangka tanpa biji, mendengar
tentang kloning domba atau anjing. Itu semua adalah hasil penerapan teknologi pada
organisme untuk menghasilkan produk yang bermanfaat, dan dikenal dengan Bioteknologi.
Apa itu bioteknologi akan kamu pelajari pada bab ini. Sebelum itu ikutilah kegiatan
penyelidikan untuk mencermati bioteknologi sederhana.
Mengenal organisme yang berperan dalam fermentasi
Alat dan Bahan
•
ragi roti (yeast)
•
mikroskop
•
air
•
gula pasir
Prosedur
1. Siapkan dua buah gelas kecil, masing masing isilah dengan air. Ke dalam salah satu
gelas tersebut isikan sesendok kecil gula pasir .
2. Ke dalam dua gelas tersebut masukkan seperempat sendok kecil ragi roti.
3. Diamkan kira-kira 15 menit, kemudian amatilah di bawah mikroskop, gambarlah hasil
pengamatanmu.
4. Diamkan larutan ragi selama 45 menit, dan amatilah lagi. Perhatikan bentuk sel-sel ragi
setelah 45 menit.
Analisis
1. Adakah perbedaan antara sel ragi yang ditumbuhkan dalam air dibandingkan dengan
air gula?
2. Menurutmu apakah sel ragi termasuk makhluk hidup? Apakah sel gai memiliki ciri
hidup? Beri alasan!
Bioteknologi
Sifat Zat
Kegiatan Penyelidikan
BAB
5
112
IPA SMP
Kelas IX
Pengertian Bioteknologi
Tahukah kamu apa yang dimaksud dengan
bioteknologi? Bioteknologi berasal dari kata “Bio” dan
“teknologi”, dan secara bebas dapat kamu definisikan
sebagai
pemanfaatan organisme hidup untuk menghasilkan produk
dan jasa yang bermanfaat bagi manusia.
Setelah kamu membaca definisi di atas, kamu mungkin
akan bertanya, apakah petani yang membajak sawah dengan
menggunakan kerbau juga termasuk bioteknologi?
Diskusikan dengan teman-temanmu.
Bioteknologi sebenarnya sudah dikerjakan manusia
sejak ratusan tahun yang lalu, karena manusia telah
bertahun-tahun lamanya menggunakan mikroorganisme
seperti bakteri dan jamur ragi untuk membuat makanan
bermanfaat seperti tempe, roti, anggur, keju, dan yoghurt.
Namun istilah bioteknologi baru berkembang setelah Pas-
teur menemukan proses
fermentasi
dalam pembuatan
anggur.
Di bidang pertanian kita juga sudah menggunakan
mikroorganime sejak abad ke-19 untuk mengendalikan
hama serangga dan menambah kesuburan tanah.
Mikroorganisme juga sudah digunakan secara luas di
dalam mengolah limbah industri dalam dasawarsa ini.
Dalam bidang kesehatan dan kedokteran, manusia telah
dapat memproduksi vaksin tertentu dengan bantuan virus.
Perkembangan yang pesat dalam bidang biologi sel dan
biologi molekuler sejak tahun 1960-an mendorong
perkembangan bioteknologi secara cepat. Dewasa ini
manusia telah mampu memanipulasi, mengubah, dan/atau
menambahkan sifat tertentu pada suatu organisme.
Pengubahan itu dilakukan pada tempat yang sangat
penting dan mendasar yaitu pada tingkat DNA (
Deoksyribo
Nucleic Acid
= Asam Deoksiribo Nukleat), yaitu suatu rantai
kimia yang terdapat di dalam inti sel yang mengontrol
Peranan Bioteknologi untuk
Mendukung Kelangsungan
Hidup Manusia
A
Kata-kata IPA
Fermentasi
Bioteknologi
DNA
DNA rekombinan
Rekayasa Genetika
Fermentasi
Makanan fermentatif
Terapi genetik
Bab 5
Bioteknologi
113
seluruh aktivitas sel, termasuk sifat suatu organisme. Atas
dasar itu maka definisi bioteknologi sekarang adalah:
Pemanfaatan dan/atau perekayasaan proses biologi dari suatu agen
biologi untuk menghasilkan produk dan jasa yang bermanfaat bagi
manusisa.
Definisi bioteknologi yang terakhir ini lebih dikenal
sebagai bioteknologi modern, karena di dalamnya terdapat
perekayaan proses, termasuk rekayasa genetika. Sementara
itu definisi yang pertama mengacu kepada bioteknologi
konvensional (tradisional), dimana manusia hanya
menggunakan proses yang terjadi dalam organisme, tanpa
melakukan manipulasi, seperti dalam pembuatan tape atau
tempe. Perbedaan yang mendasar antara bioteknologi
konvensional dengan bioteknologi modern dapat dipelajari
dari
Tabel 5.1
berikut.
Sejarah Singkat Bioteknologi
Bioteknologi bukanlah merupakan ilmu baru dalam
peradaban manusia. Bioteknologi telah dilakukan sejak
zaman prasejarah, antara lain untuk menghasilkan minuman
beralkohol dan makanan yang difermentasikan.
Bioteknologi mengalami perkembangan secara
bertahap, sebagaimana ditunjukkan dalam
Tabel 5.2.
Semenjak awal diterapkan, sampai dengan tahun 1857
disebut
era bioteknologi non-mikrobial.
Disebut
bioteknologi era non-mikrobial karena pada saat itu belum
diketahui bahwa makanan produk fermentasi merupakan
Tabel 5.1 Perbandingan Bioteknologi Konvensional dan Modern
Bioteknologi
Karakteristik
Konvensional
Modern
Tenik
yg digunakan
Fermentasi
DNA rekombinan
Kertelibatan
Tidak mengubah
Mengubah sifat
manusia
sifat (proses)
(proses)
pada agen
pada agen biologi
biologi (organisme)
y
ang digunakan
yang digunakan
Contoh hasil
Tape, tempe,
Insulin dari bakteri,
alkohol, asam
Tomat tahan lama
cuka, yoghurt
(tomat Favr Savr)
114
IPA SMP
Kelas IX
Tabel 5.2 Sejarah singkat perkembangan
Bioteknologi
Peristiwa
Kapan
Ragi untuk pembuatan
< 6000 SM
anggur
Ragi untuk mengembang-
±
4000 SM
kan roti
Tembaga ditambang dengan
< 1670
mikroba di Spanyol
Mikroba pertama kali dilihat
1680
oleh Leewenhoek
Mikroba perusak fermentasi
1876
ditemukan Louis Pasteur
Enzim diekstrak dari ragi dapat
membuat alkohol ditemukan
1897
Eduard Buchner
Penemuan bakteri penghasil
±
1910
aseton, butanol, gliserol
Struktur rantai ganda ADN
1953
terungkap
Penemuan bakteri antibiotik baru
1953
(streptomisin, sefalosporin, dll)
Mikroba digunakan
menambang
1960-an
uranium di Kanada
Ditemukan ADN rekombinan dan
percobaan rekayasa genetik
1973
pertama berhasil
Hibridoma menghasilkan
1973
antibodi monoklonal
Bahan mentah industri plastik
80-an
dari mikroba, interferon untuk kanker
Mikroba hasil rekayasa membantu
mengekstrak minyak dari tanah.
Mikroba secara luas digunakan
untuk mengekstrak logam, produksi
hidrogen dari bakteri,
Antibodi m
ono-
1990-
an
klonal digunakan untuk menuntun
obat anti kanker, membuat tanaman
yang memupuk sendiri dan tanaman
yang mampu menolak serangan
hama sendiri, lewat rekayasa
genetika.
hasil kerja mikroorganisme. Bioteknologi dimensi baru
(
bioteknologi mikrobial)
dimulai sejak 1857 setelah
Louis Pasteur menemukan bahwa fermentasi yang terjadi
dalam pembuatan anggur
merupakan hasil kerja
mikroorganisme. Makanan atau
minuman yang diproduksi melalui
proses fermentasi antara lain tempe,
tape, sake (di Jepang), tuak, anggur,
dan yoghurt.
Pada tahun 1920 proses
fermentasi yang ditimbulkan oleh
mikroorganisme mulai diguna-kan
untuk memproduksi zat-zat seperti
aseton, butanol, etanol, dan gliserin.
Fermentasi juga digunakan untuk
memproduksi asam laktat, asam
sitrat, dan asam asetat dengan meng-
gunakan jasa bakteri. Setelah perang
dunia II dihasilkan produk bio-
teknologi lain misalnya penisilin dari
jamur
Penicillium notatum
.
Keberhasilan ini diikuti dengan
penelitian kemampuan mikroorga-
nisme lain menghasilkan antibiotik
dan zat-zat lain seperti vitamin, ste-
roid, enzim, asam amino, dan
senyawa-senyawa protein tertentu.
Perkembangan teknologi muta-
khir yang dibarengi dengan per-
kembangan di bidang biokimia,
biologi seluler, dan biologi
molekuler melahirkan teknologi
enzim dan rekayasa genetika yang
akhirnya mengantarkan kita ke suatu
era
bioteknologi modern.
Kini
bioteknologi telah benar-benar
digunakan untuk menjawab berbagai
tantangan kehidupan manusia.
Bab 5
Bioteknologi
115
Bioteknologi Konvensional
Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang
mengandalkan jasa mikroba untuk menghasilkan produk
yang dibutuhkan manusia melalui proses fermentasi (proses
peragian). Di dalam pemanfaatan mikroba ini, manusia
tidak melakukan manipulasi atau rekayasa proses. Manusia
hanya menciptakan kondisi dan bahan makanan yang cocok
bagi mikroba untuk berkembang secara optimal.
Contoh rangkaian proses yang digunakan dalam
bioteknologi konvensional dapat dilihat pada
Gambar 5.1
Proses terjadi berurutan, dari tepung menjadi glukosa oleh
jamur
Aspergillus
, selanjutnya glukosa diubah menjadi
alkohol oleh jamur
Saccharomyces
. Rangkaian proses ini telah
lama digunak
TEPUNG
Jamur:
Aspergillus
GLUKOSA
Jamur
: Saccharomyces
ALKOHOL
Bakteri
: Acetobacter
ASAM CUKA
Bakteri:
Methanobacterium
METANA (BIOGAS)
Gambar 5.1
Bagan jalur mikrobia untuk menghasilkan metana (biogas)
Contoh lain yang lebih populer dapat kamu lihat ketika
seseorang membuat tape. Pembuat tape sebenarnya hanya
memelihara jamur ragi tape (mikroba pembuat tape) pada
ketela pohon atau nasi ketan yang dijadikan substrat bagi
jamur ragi. Pemeraman ketela pohon atau nasi ketan yang
telah ditaburi ragi sebagai upaya untuk menciptakan
kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan jamur ragi, karena
jamur ragi menyukai tempat yang gelap dan hangat.
116
IPA SMP
Kelas IX
Bioteknologi Modern (Rekayasa
Genetika)
Berbeda dengan bioteknologi konvensional,
bioteknologi modern (khususnya rekayasa genetika)
berusaha mengubah sifat organisme sehingga memiliki
kemampuan seperti yang diinginkan. Sebagai contoh
misalnya, bakteri pada masa dahulu tidak mampu
menghasilkan insulin yang diperlukan oleh manusia, pada
saat sekarang orang sudah berhasil menambah sifat baru
kepada bakteri tersebut, sehingga mampu menghasilkan
insulin.
Bioteknologi modern juga digunakan untuk
merekombinasi DNA. DNA dipotong kemudian disambung
dengan DNA baru yang membawa sifat
unggul
. DNA baru
hasil penggabungan inilah yang disebut DNA rekombinan.
Bagaimana DNA rekombinan itu dibuat? Perhatikan
Gambar 5.2
gen untuk
tahan
antibiotik
plasmid
DNA asing
fragmen yang diinginkan
ujung yang
disisip
DNA
rekombinan
sel bakteri
kromosom
bakteri
cloning
clon
bakteri dielihara pada
cawan mengandung antiiotik
hanya bakteri yang mengandung DNA
recombinan yang bisa tumbuh
Kultur
Pemurnian DNA
Sumber: www.accessexcellence.org
Gambar 5.2
Urut-urutan pembuatan DNA rekombinan.
Bab 5
Bioteknologi
117
Tahap-tahap dalam membentuk DNA
rekombinan.
1. Mula-mula orang mencari DNA unggul, misalnya
diambil dari makhluk hidup lain atau membuatnya.
Orang pada saat sekarang sudah berhasil membuat
DNA ini.
2. Menyiapkan wahana (vektor), yaitu alat untuk
memasukkan DNA itu ke dalam makhluk hidup yang
akan diubah sifatnya. Wahana biasanya berupa virus
atau plasmid dari bakteri. Plasmid adalah DNA yang
bentuknya melingkar, terdapat di luar DNA inti bakteri.
DNA plasmid mampu keluar masuk sel dan bisa
bergabung dengan kromosom sel organisme lain. DNA
plasmid yang telah bergabung ini dapat pula lepas
kembali.
3. Memasukkan DNA rekombinan ke dalam sel
4. Kloning (perbanyakan) DNA rekombinan. DNA yang
sudah dimasukkan ke dalam sel, diperlakukan
sedemikian rupa sehingga bakteri yang dimasuki DNA
itu menggandakan DNA tersebut di dalam selnya.
5. Memelihara sel agar menghasilkan produk yang
diinginkan, sesuai dengan sifat yang dibawa oleh DNA
yang disisipkan
Makhluk hidup yang telah disisipi sifat (DNA) baru
biasanya akan memiliki sifat baru itu. Makhluk hidup yang
demikian itu disebut
makhluk hidup
transgenik (GMO=
Genetic Manipulating Organism).
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan bioteknologi!
2. Bedakan antara bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern!
3. Berilah contoh produk-produk yang dihasilkan melalui bioteknologi
konvensional.
4. Apa yang dimaksud dengan makhluk hidup transgenis?
5. Apa yang dimaksud dengan rekayasa genetika?
Intisari Subbab
118
IPA SMP
Kelas IX
Sebagaimana uraian sebelumnya, banyak produk bahan
makanan yang proses pembuatannya memanfaat-kan kerja
mikroba, misalnya tempe.
Nata de coco
(sari kelapa atau
kolang-kaling dari air kelapa) juga produk bioteknologi
konvensional yang pembuatannya dibantu bakteri
Acetobacter xylinum
.
Nata de coco
ini berupa massa kenyal
berwarna putih yang terbentuk dari serabut hemiselulosa
yang terbentuk padapermukaan medium cair tempat hidup
bakteri
Acetobacter xylinum.
Contoh lain adalah tape dan anggur yang dibuat dengan
memanfaatkan
Saccharomyces cerevisiae
. Keju juga
merupakan produk bioteknologi konvensional yang
memanfaatkan bakteri
Propionibacterium shermanii
(
Gambar
5.3)
.
Penerapan Bioteknologi
Sehari-hari
Kata-kata IPA
Transgenik
Mikoprotein
Sumber:www.jalankenangan.net
Gambar 5.3
Keju merupakan hasil olahan susu yang
memanfaatkan kerja bakteri
Propionibacterium shermanii
B
Bab 5
Bioteknologi
119
a. Menggunakan mikroorganisme untuk
mengubah bahan pangan
1)
Aspergillus oryzae
atau
Aspergillus soyae
bersama
Saccharomyces rouxii
atau
Pediococcus soyae
atau
Torulopsis sp
digunakan dalam pembuatan kecap.
Mikroorganisme tersebut mengubah campuran
kedelai dan padi-padian menjadi kecap (Indonesia),
Shoyu (Jepang), Chiang-yu (Cina) , dan soy-sauce
(Eropa).
2)
Aspergillus wentii
digunakan untuk memfermentasi-
kan biji-bijian, kedelai, dan garam menjadi tauco.
3)
Rhizopus oryzae, R. oligosporus, R. stolonifer, R.
chlamydosporus
dimanfaatkan oleh orang untuk
memfermentasikan kedelai yang sudah dikupas
kulitnya. Miselium jamur tersebut akan mengikat
keping-keping biji kedelai membentuk produk yang
disebut tempe
.
4) Makanan lain yang dibuat menggunakan jasa
mikroorganisme melalui proses fermentasi adalah
oncom
(Neurospora),
tape
(Aspergillus oryzae,
Saccharomyces, Rhizopus sp., Hansenula sp., dan
Torulopsis, sp.);
roti, kue, anggur, dan bir,
(Saccharomyces),
serta keju, mentega, yoghurt
(Streptococcus lactis)
b. Mikroorganisme yang menjadi bahan pangan
Seperti sudah dijelaskan bahwa mikroorganisme
tidak hanya dapat mengubah bahan pangan, tapi justru
dapat menjadi bahan pangan itu sendiri.
Pembuatan Yoghurt yang memanfaatkan
Lactobacillus
sp
dapat kamu ikuti pada
Lab Mini 5.1.
Penerapan
bioteknologi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:
1) Protein Sel Tunggal (PST). Istilah protein sel tunggal
digunakan untuk menyatakan protein
mikroorganisme untuk membedakan dengan
protein yang berasal dari hewan dan tumbuhan. PST
mengacu kepada sel mikroorganisme yang
dikeringkan seperti bakteri, alga dan jamur yang
sebelumnya ditumbuhkan di dalam sistem biakan
yang berskala besar. Meskipun mikroorganisme
ini ditumbuhkan untuk menghasilkan protein,
tetapi juga mengandung karbohidrat, lemak,
vitamin, mineral, dan senyawa nitrogen bukan
Lab Mini 5.1
Membuat Yoghurt
Prosedur
1. Ambillah segelas susu,
dan masaklah pada
suhu 90 derajat celsius,
dan biarkan mendidih
sampai kurang lebih 1
jam.
2. Angkat dari atas api dan
dinginkan sampai suam-
suam kuku.
3. Tambahkan ke dalam
susu itu bibit yoghurt
(dapat digunakan yo-
ghurt yang sudah jadi)
satu atau dua sendok
makan penuh.
4. Tunggu selama 2 atau 3
hari sampai terbentuk
padatan di bagian atas
air susu tersebut. Itulah
yoghurt yang bisa
diminum.
120
IPA SMP
Kelas IX
2) Mikoprotein. Mikoprotein merupakan produk
makanan yang berasal dari miselium jamur
(tubuh jamur). Pada pembuatan mikoprotein
ini, digunakan jasa jamur
Fusarium graminearum.
Mikoprotein dihasilkan melalui fermentasi
menggunakan glukosa sebagai bahan baku dan
zat hara lain serta gas amoniak dan garam
amoniak.
Tahukah kamu bahwa
sebagian dari makanan
ringan (
snack
) yang
digemari anak-anak dibuat
dari mikoprotein? Diban-
dingkan dengan protein
hewan, produksi mikopro-
tein memiliki beberapa
keuntungan, misalnya pro-
ses pembuatannya cepat.
Sebagai contoh 1 kg pakan
untuk sapi menghasilkan 14
gram protein dalam 68 gram
daging. Jamur
Fusarium
graminearum
, menghasil-
kan 136 gram protein di
dalam 1080 gram massa
sel basah yang terbuat dari
1 kg karbohidrat ditambah
dengan nitrogen anorganik.
Bagaimana memanfaatkan jasa
mikrobia untuk menguji kualitas bahan
makanan?
Kegiatan 5.1
Kegiatan 5.1
Kegiatan 5.1
Kegiatan 5.1
Kegiatan 5.1
Apa yang kamu perlukan
- larutan metilin biru
- air susu sapi
- pipet tetes
- gelas ukur
- tabung reaksi dan raknya
- termometer
Apa yang harus kamu lakukan
1. Siapkan tabung reaksi yang bersih/teril,
isilah dengan 10 ml contoh air susu yang
akan diuji kualitasnya.
2. Teteskan ke dalam tabung tersebut 1 ml
metilin biru, goyangkan sehingga
tercampur merata.
3. Peram/simpanlah di tempat yang
bersuhu hangat (37 o C)
4. Amati setelah 1 jam, 2 jam, dan 3 jam.
protein seperti asam nukleat. Produksi PST
pertama yang memberikan harapan berasal dari
Jerman, diperoleh dengan jalan menumbuhkan
Saccharomyces cerevisae
di dalam medium molase
(limbah pabrik gula) dan garam amonium. Hasil
proses ini dikonsumsi oleh manusia sebagai
pengganti protein. Limbah pabrik bubur kayu
berupa sulfit juga telah digunakan sebagai bahan
baku dengan memanfaatkan khamir
Candida
utilia
untuk menghasilkan protein bagi manusia
dan hewan.
Bab 5
Bioteknologi
121
Berpikir kritis
Bila di dalam air susu terdapat bakteri,
bakteri ini akan meragi (memfer-
mentasikan) gula susu (laktosa) dan
mereduksi warna metilin biru yang ada di
dalam air susu tersebut sehingga warna
susu menjadi luntur.
Produk Bioteknologi Modern
Produk bioteknologi modern antara lain berupa
makhluk hidup transgenik, yaitu makhluk hidup yang telah
diubah sifatnya sehingga memiliki keunggulan tertentu.
Contoh makhluk transgenik adalah bakteri yang mampu
menambang tembaga, bakteri yang mampu
membersihkan lingkungan yang tercemar,
bakteri yang mampu mengubah bahan
pencemar menjadi bahan lain yang tidak
berbahaya, jagung yang memiliki kadar pro-
tein tinggi, dan jeruk yang tahan penyakit
busuk akar (
Gambar 5.4
), tomat (Favr Savr)
yang tahan lama, kapas yang tahan hama,
kentang dengan kandungan vitamin A
tinggi, dan sebagainya.
Gambar 5.4
Tanaman jeruk transgenik memiliki daya
tahan terhadap penyakit busuk akar
Sumber: www.ditlin.hortikultura.go.id
Manakah air susu yang mengandung
banyak bakteri, yang warnanya cepat
luntur ataukah lama lunturnya?
Bandingkan hasilmu dengan kelompok
lain, Manakah air susu yang berkualitas
baik?
Gunakan pedoman berikut untuk menarik
kesimpulan:
Warna luntur setelah
Kualitas air Susu
8 jam
baik sekali
6 - 8 jam
baik
2 - 6 jam
cukup
kurang dari 2 jam
b
uruk
122
IPA SMP
Kelas IX
Bioteknologi modern banyak pula digunakan untuk
menyem-buhkan penyakit menurun. Penyembuhan
penyakit menurun ini dilakukan dengan jalan menyisipkan
gen yang kurang pada penderita. Proses ini disebut
terapi
genetik
.
Tabel 5.4
menunjukkan contoh-contoh penyakit
menurun dan gen yang disisipkan untuk penyembuhannya.
Kopi super juga sedang diusahakan oleh perusahaan
Escagenetics, Amerika Serikat. Oleh perusahaan ini kopi
diubah susunan genetiknya sehingga berubah rasa,
kandungan kafein, serta meningkat proporsi bahan
padatnya yang dapat diekstraksi guna pembuatan kopi
in-
stant
yang mudah larut. Perusahaan lain, Sungene sedang
mengembangkan bunga matahari yang memiliki asam oleat
Berikut ini makhluk hidup transgenik yang mampu
menghasilkan produk-produk bermanfaat bagi manusia.
Insulin manusia
Mengobati kencing manis
Inferon
Mencegah
infeksi virus
Hormon Pertumbuhan
Mengobati kekerdilan
Protein Hepatitis-B
Vaksin melawan Hepatitis B
Urokinase
Menghilangkan bekuan darah
Gen beta-globulin
Mengobati thalasemia
Antibodi monoklonal
Diagnosis penyakit menurun
(misalnya
sick cell anemiae,
Gambar 7-8)
Erythropoetin
Mengobati anemia, dan
merangsang pembentukan
sel darahan baru
Tabel 5.3 Produk Bioteknologi Modern
Produk
Manfaat
Tabel 5.4 Penyakit Menurun dan Gen Terapinya
Penyakit
Gen yang disisipkan
Hemofili
Faktor VIII
Kanker otak
Interleukin-2
Kanker paru-paru
Antisense ras
AIDS
Selubung protein HIV
Kanker indung telur
Thymidin kina
se
Bab 5
Bioteknologi
123
Hormon pertumbuhan sapi juga sering digunakan
untuk meningkatkan produksi air susu pada sapi. Sapi-sapi
yang diberi hormon ini dapat meningkat produksi air
susunya sampai 20%.
Pada saat sekarang orang masih melakukan
pemupukan pada lahan pertaniannya, karena padi yang
ditanam menghabiskan unsur-unsur hara di dalam tanah.
Di masa depan dengan bioteknologi modern,
dimungkinkan orang menggabung gen tanaman polongan
dengan gen padi, sehingga diharapkan dapat diperoleh
padi yang dapat memupuk sendiri karena mampu mengikat
bakteri yang dapat mengambil nitrogen dari udara.
Perhatikan
Gambar 5.5
Hasil lain dari rekayasa genetika adalah Tomat Flavr
Savr. Tomat ini merupakan makanan hasil modifikasi
genetik pertama yang dipasarkan ke konsumen. Ke dalam
tomat ini dimasukkan gen ikan mas, yang dapat mengubah
kebiasaan alami tomat untuk melunak ketika masak,
sehingga tomat akan cukup keras selama transportasi dan
penjualan.
Pada saat ini yang sedang menanti persetujuan dan
sedang menanti ijin komersial adalah (1) kapas, tembakau,
kentang, dan kedelai yang tahan herbisida; (2) kapas,
tembakau, apel yang tahan hama, (3) jeruk, semangka,
jagung, ketimun, pepaya, kentang yang anti virus.
Gambar 5.5
Padi perlu dipupuk dan disiangi, di
masa depan orang akan membuat
padi transgenik yang mampu
memupuk sendiri
Sumber: www.geocities.com
Kultur Jaringan
Kultur jaringan (
Gambar 5.6
) merupakan
teknik untuk memperoleh bibit tanaman dengan
cara menumbuhkan sebagian jaringan tumbuhan
dalam media khusus. Teknik ini bertujuan
memperoleh bibit tanaman baru yang lebih baik,
lebih cepat, dan lebih banyak dalam waktu yang
tidak terlalu lama. Melalui cara ini perbanyakan
tanaman dilakukan secara vegetatif.
Teori yang melandasi teknik ini adalah teori
totipotensi
,
yang artinya setiap sel tumbuhan memiliki kemampuan
untuk tumbuh menjadi individu bila ditempatkan pada
lingkungan yang sesuai. Dengan demikian individu-individu
Gambar 5.6
Tanaman yang ditumbuhkan dalam botol
kultur jaringan
Sumber: www.tfkhdyt. blogspot. com
berkadar tinggi yang diduga mampu mencegah penyakit
jantung.
124
IPA SMP
Kelas IX
Teknik kultur jaringan diterapkan dengan cara
mengambil sedikit jaringan dari daun, pucuk, atau ujung
akar tanaman yang sebelumnya telah disucihamakan.
Selanjutnya potongan jaringan tersebut ditanam pada botol-
botol steril yang telah diisi dengan media tanam. Dalam
media tersebut terkandung unsur hara yang sudah ditakar
dan hormon pertumbuhan yang sesuai. Setelah beberapa
lama, dari potongan jaringan tersebut akan tumbuh tunas
baru atau kalus. Kalus selanjutnya akan berkembang jadi
tunas yang dapat menghasilkan akar dan selanjutnya
tumbuh menjadi individu baru, yang disebut
plantlet
.
Setelah
plantlet
dalam botol tersebut cukup besar dapat
dipindah ke media tanah seperti pada umumnya. Proses
menanam dengan teknik kultur jaringan dapat kamu amati
melalui skema pada
Gambar 5.7.
yang dihasilkan akan mempunyai sifat yang sama persis
dengan induknya.
Gambar 5.7
Skema menanam tanaman dengan teknik kultur jaringan.
Sumber:www.tfkhdyt.blogspot.com
Komposisi media diubah agar tumbuh
Tanaman induk yang diambil jaringan
Kumpulan sel yang disebut kalus.
Media yang mengandung mineral,
Dipindah ke tanah.
Bab 5
Bioteknologi
125
Dampak Penerapan Bioteknologi
Bioteknologi semula diharapkan dapat membantu
memecahkan berbagai persoalan dunia yang dihadapi oleh
umat manusia, seperti kekurangan pangan, penyakit,
hambatan-hambatan di dalam melakukan aktivitas manusia
sendiri seperti pertambagan dan lain sebagainya.
Banyak contoh-contoh masalah umat manusia dapat
diatasi melalui bioteknologi ini; namun perlu juga disadari
bahwa dampaknya juga tidak sedikit. Dampak penerapan
bioteknologi terdapat pada berbagai aspek kehidupan
seperti etika/moral, lingkungan hidup, sosial ekonomi, dan
kesehatan.
Dampak di Bidang Sosial Ekonomi
Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil.
Penggunaan hormon pertumbuhan sapi (
bovine growth hor-
mone
/BGH) dapat meningkatkan produksi susu sapi
sampai 20%. Bila tidak diatur penggunaannya hal ini akan
menggusur peternak kecil. Bioteknologi dapat menim-
bulkan kesenjangan ekonomi.
Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, jeruk,
tembakau, coklat, kopi, gula, kelapa, vanili, ginseng dan
opium akan dapat dihasilkan melalui modifikasi genetika
tanaman lain. Keadaan ini akan menyingkirkan tanaman
aslinya. Dunia ketiga sebagai penghasil tanaman-tanaman
tadi akan menderita kerugian besar.
Pelepasan makhluk transgenik ke alam bebas dapat
menimbulkan dampak berupa pencemaran
biologi yang bisa lebih berbahaya daripada
pencemaran kimia dan nuklir. Dengan
keberadaan rekayasa genetika, perubahan
genotip tidak dirancang secara alami sesuai
dengan kebutuhan dinamika popu-lasi,
melainkan menurut kebutuhan pelaku
bioteknologi itu. Bila tidak dilakukan secara
bijaksana, perubahan drastis ini berpeluang
menimbulkan bahaya yang besar.
Tulislah di dalam Jurnal IPA-mu,
kemungkinan dampak apa yang
muncul kalau bioteknologi
konvensional seperti pembuatan
tempe dan tape dilakukan
secara besar-besaran?
126
IPA SMP
Kelas IX
Dampak di Bidang Etika/Moral
Menyisipkan gen makhluk hidup kepada makhluk
hidup lain memiliki dampak etika yang serius. Menyisip-
kan gen makhluk hidup lain yang tidak berkerabat
dianggap sebagai pelanggaran terhadap hukum alam dan
sulit diterima masyarakat. Mayoritas orang Amerika
berpendapat bahwa pemindahan gen itu tidak etis, 90%
menentang pemindahan gen manusia ke hewan, dan 75%
menentang pemindahan gen hewan ke hewan lain.
Dampak di Bidang Kesehatan
Produk rekayasa di bidang kesehatan ini memang
sudah ada yang menimbulkan masalah yang serius.
Contohnya adalah penggunaan insulin hasil rekayasa telah
menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris . Tomat Flavr
Savr diketahui mengandung gen resisten terhadap
antibiotik. Susu sapi yang disuntik dengan hormon BGH
disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya
potensi berbahaya bagi kesehatan manusia. Bahan pangan
transgenik yang tidak berlabel juga membawa konsekuensi
bagi penganut agama tertentu. Bagaimana hukumnya bagi
penganut agama Islam, kalau gen babi disisipkan ke dalam
buah semangka? Penerapan hak paten pada organisme hasil
rekayasa merupakan pemberian hak pribadi atas organisme.
Hal ini bertentangan dengan banyak nilai-nilai budaya yang
menghargai nilai intrinsik makhluk hidup.
Intisari Subbab
Jawablah dengan singkat dan jelas! Tulislah jawabanmu di buku
Jurnal-mu
1. Semangka tertentu menurut kabar telah disisipkan gen babi. Coba kamu jelaskan
kemungkinan dampaknya secara moral dan ekonomi?
2. Kalau Amerika serikat berhasil membuat coklat dari alang-alang, mengapa hal itu dapat
merugikan Indonesia?
3. Jelaskan dampak bioteknologi modern bagi lingkungan hidup?
4. Bagaimana para pakar membuat organisme yang tidak mampu menghasilkan produk
menjadi mampu pada bioteknologi modern?
5. Sebutkan beberapa produk bioteknologi modern!
Bab 5
Bioteknologi
127
Rangkuman
A. Penerapan Biteknologi untuk Mendukung Kelangsungan Hidup Manusia
1. Bioteknologi sebenarnya bukanlah ilmu baru, karena bioteknologi konvensional
sudah ada sejak manusia ada. Teknik fermentasi telah digunakan oleh manusia sejak
dahulu kala untuk membuat berbagai ragam makanan fermentatif seperti tempe,
tape, oncom, tahu, legen, terasi, susu masam, dan sebagainya.
2. Sejalan dengan berkembangnya teknologi dan ilmu pengetahuan terutama biologi
sel dan biologi molekuler, orang melakukan intervensi untuk mengubah beberapa
sifat makhluk hidup sesuai dengan keinginannya. Perubahan itu dilakukan dengan
menyisipkan atau mengganti DNA (pembawa sifat) makhluk hidup itu dengan
potongan DNA lain yang “unggul”.
B. Penerapan Bioteknologi Sehari-hari
1. Dari hasil proses ini telah diperoleh banyak makhluk hidup transgenik yang memiliki
sifat unggul. Keunggulan itu misalnya: ada tanaman yang sangat tinggi nilai gizinya,
ada tanaman yang tahan hama, karena mampu menghasilkan zat yang dapat
membunuh hama, ada bakteri yang dapat menghasilkan enzim,. Di samping itu
terdapat banyak penyakit menurun yang kemungkinan besar dapat disembuhkan
dengan menyisipkan gen-gen tertentu ke dalam selnya.
2. Kemajuan yang diperoleh di dalam bidang bioteknologi ini terutama rekayasa
genetika telah membawa angin segar bagi peningkatan kesejahteraan dan harapan
hidup manusia. Tapi dibalik terdapat banyak dampak yang negatif di berbagai bidang
kehidupan seperti etika, moral, lingkungan, sosial ekonomi, dan sebagainya.
3. Kemajuan yang diperoleh di dalam bidang bioteknologi ini terutama rekayasa
genetika telah membawa angin segar bagi peningkatan kesejahteraan dan harapan
hidup manusia. Tapi dibalik terdapat banyak dampak yang negatif di berbagai bidang
kehidupan seperti etika, moral, lingkungan, sosial ekonomi, dan sebagainya.
Evaluasi
Reviu Perbendaharaan Kata
a. kloning
b. bioteknologi konvensinal
c. bioteknologi modern
d. totipotensi
e. kultur jaringan
f. fermentasi
g. transgenik
i.
mikoprotein
j. bioteknologi
Pasangkan Kata-kata Kunci IPA berikut (tidak
semua kata kunci digunakan) dengan pernyataan
di bawahnya.
1. Produk makanan yang berasal dari
miselium jamur (tubuh jamur) bertambah
banyaknya individu suatu spesies untuk
mempertahan-kan jenisnya.
2. Pembentukan sel-sel secara invitro yang
memiliki sifat sama dan identik dengan
induk
3. Pemanfaatan organisme hidup untuk
menghasilkan produk dan jasa yang
bermanfaat bagi manusia.
128
IPA SMP
Kelas IX
4. Bioteknologi yang mengandalkan jasa
mikroba untuk menghasilkan produk
yang dibutuhan manusia melalui proses
fermentasi.
5. Rekayasa genetika berusaha mengu-bah
sifat organisme sehingga memiliki
kemampuan seperti yang diinginkan.
6. Makhluk hidup yang telah disisipi sifat
(DNA) baru biasanya akan memiliki sifat
baru itu.
7. Setiap sel tumbuhan memiliki
kemampuan untuk tumbuh menjadi
individu bila ditempatkan pada
lingkungan yang sesuai
8. Teknik untuk memperoleh bibit tanaman
dengan cara menumbuhkan sebagian
jaringan tumbuhan dalam media khusus
Pengecekan Konsep
Pilihlah kalimat atau kata berikut untuk
melengkapi kalimat.
1. Proses reproduksi vegetatis yang
bertujuan menghasilkan makhluk
hidup yang secara genetik sama di
sebut __________
a. fertilisasi
b. perkembangbiakan seksual
c. kloning
d. mutasi
2. Contoh dari bioteknologi konvensi-onal
adalah _________
a. fermentsi
b. kloning
c. individu transgenik
d. planlet
3. Planlet adalah individu baru dan kecil
hasil dari teknik perbanyak tumbuhan
yang dikenal dengan ________
a. fermentasi
b. kultur jaringan
c. klon
d
rekayasa genetika
4. Setiap sel tumbuhan memiliki
kemampuan untuk berkembang menjadi
individu baru jika ditumbuhkan dalam
media yang sesuai. Sifat tersebut dikenal
dengan istilah _______
a. totipotensi
b. genetik
c. fenotif
d. genotif
5. Penyembuhan penyakit menurun
dengan jalan menyisipkan gen yang
kurang pada penderita. Proses ini
disebut ____
a. terapi genetik
b
terapi alternatif
c. rekayasa genetika
d. terapi medis
6.
Aspergillus oryzae
atau A
spergillus soyae
bersama
Saccharomyces rouxii
atau
Pediococcus soyae
digunakan dalam
pembuatan ________
a. kecap
b. tape
c. tempe
d. tauco
7
.
Rhizopus oryzae, R. oligosporus, R. stolonifer,
R. chlamydosporus
dimanfaatkan oleh or-
ang untuk membuat _______
a. kecap
b. tape
c. tempe
d. tauco
8. Produk bioteknologi modern yang
disebut insulin digunakan untuk
pengobatan terhadap penyakit
_________
a. thalasemia
b. diabetes
c. hepatitis
d. anemia
Bab 5
Bioteknologi
129
Pemahaman Konsep
Jawablah pertanyaan berikut di dalam buku
IPA-mu
1. Analisislah apa yang menyebabkan
bioteknologi berkembang seperti
dewasa ini?
2. Apa keuntungan dari proses pembuatan
bibit tanaman melalui kultur jaringan.
3. Pikirkan apa yang akan timbul pada
tatanan masyarakat kita andaikata
bioteknologi berhasil mengkloning
manusia dengan sifat-sifat yang
dikehendaki?
1. (a) Ambillah sepotong tempe yang masih
segar. Ambillah benang-benang
halusnya, dan amatilah di bawah
mikroskop. Gambarlah hasil
pengamatanmu.
Pengembangan Keterampilan
(b) Keesokan harinya lakukan penga-
matan yang sama pada tempe
tersebut. Catat hasil pengamatanmu,
dan bandingkan dengan pengamatan
pertama.
(c) Lakukan lagi kegiatan yang sama
pada hari ke tiga dan keempat.
(d) Perubahan apa yang tampak pada
jamur yang tampak pada tempe.
Buatlah gambar untuk menunjukkan
perbedaannya.
2. Carilah dan tulislah ringkasan dari
koran yang berceritera tentang kloning.
3. Buatlah suatu tulisan tentang hasil
bioteknologi yang diterapkan dalam
kehidupanmu sehari hari. Carilah
sumber informasi dari bacaan ataupun
dari internet.