BIOTEKNOLOGI

BAB I

PENDAHULUAN

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri,fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.  Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi,  genetika,  kimia,  matematika dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidangpertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan.Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup daripolusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh,  teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.

Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain:

a.    Jagung resisten hama serangga

b.    Kapas resisten hama serangga

c.    Pepaya resisten virus

d.     Enzim pemacu produksi susu pada sapi

e.     Padi mengandung vitamin A

f.     Pisang mengandung vaksin hepatitis

BAB II

ISI

Bioteknologi memiliki manfaat yang cukup besar di bidang kesehatan antara lain dengan ditemukannya antibiotic dan vaksin.

Antibiotik penisilin yang dihasilkan oleh jamur Penicillium notatum telah ditemukan oleh Alexander Fleming pada tahun 1929. Adapun pada tahun 1939 oleh Rene Dubois mengisolasi dua antibiotic gramisidin dan tirosidin modern yang pertama dan tergolong luas penggunaannya. Penisilin dihasilkan selama pertumbuhan dan metabolism cendawan tertentu, yaitu Penicillium notatum danPenicillium Chrysogenum. Senyawa antibiotic yang dihasilkan jamur ini sangat efektif terhadap bekteri gram positif, khususnya pneumokokus dan beberapa stafilokokus. Beberapa bakteri gram negative,spiroketa yang merupakanpenyebab sifilis.

Setelah antibiotic penisilin ditemukan, banyak penyakit yang disebabkan oleh infeksi kuman yang dapat disembuhkan.Namun, beberapa jenis bakteri lain menghasilkan enzim yang dapat menghambat kerja penisilin sehingga tahan terhadap penisilin.Akibatnya, beberapa penyakit yang disebabkan oleh bakteri tersebut tidak dapat sembuh. Kerena itu, para ahli berusaha menemukan obat lain pembasmi bakteri yang kebal terhadap penisilin. Jenis antibiotic lain yang dihasilkan oleh jamur/cendawan, antara lain : sefalosporin dan streptomisin.

Sefalosporin merupakan sekelompok antibiotic yang dihasilkan oleh suatu spesies cendawan laut,Cephalosporium Acremonium. Antibiotik ini aktif tehadap banyak bakteri gram positif dan negative serta tidak dapat dirusak oleh penisilinase. Yaitu enzim yang terdapat dalam bakteri yang mampu merusak penisilin.

Streptomisin dihasilkan oleh Streptomyces Griseus, yaitu bakteri tanah yang diisolasikan oleh Walksman dan teman-temannya. Antibiotikini efektif terhadap banyak bakteri gram positif dan gram negative yang pathogen dan Mycobacterium Tuberculosis. Oleh karena itu, Streptomisin menjadi antibiotic untama untuk penderita TBC seebagai KOMOTERAPI. Akan tetapi, beberapa bakteri dapat dengan cepat menjadi resistan dan meningkat toksisitasnya jika penggunaan antibiotic berlangsung dalam waktu lama. Meskipun demikian, streptomisin tetap dianggap sebagai obat utama dalam penggobatan tuberculosis.

Bioteknologi di bidang kesehatan dewasa ini difokuskan untuk penemuan obat-obatan dalam hal-hal seperti tersebut di bawah ini :

1.    Memerangi penyakit jantung dan saluran darah, kanker dan kencing manis.

2.    Mendapatkan antibiotika yang lebih baik dan lebih murah untuk melawan penyebaran mikroorganisme menular yang telah menjadi resisten terhadap antibiotika konvensional.

3.    Menemukan vaksin untuk melawan virus (hepatitis, influenza, rabies) dan penyakit malaria serta penyakit tidur.

4.    Dapat melakukan uji diagnosis yang cepat dan tepat untuk membantu dokter dalam menentukan diagnosis berbagai penyakit.

5.    Penyempurnaan metode pencangkokan organ yang sesuai agar tidak terjadi proses penolakan.

6.    Penyempurnaan teknik perbaikan kimia tubuh untuk menyembuhkan penyakit keturunan, misalnya hemofili.

Sebelum rekayasa genetika dikembangkan untuk memerangi diabetes dilakukan ekstraksi insulin dari pankreas babi atau lembu. Hal ini akan memakan banyak sekali biaya dan insulin yang dihasilkan dapat mengakibatkan hipersensitivitas maupun resistensi. Setelah teknik rekayasa genetika dikembangkan, maka sekarang telah dapat dibuat insulin manusia oleh bakteri. Ini dilakukan dengan jalan menyematkan gen pengkode pembentukan insulin manusia pada bakteri.

Untuk membuat insulin, mula-mula membuat rancangan urutan ADN yang mengode asam amino insulin yang telah diketahui. Kemudian diikuti dengan sintesis kimiawi gen rantai A dan gen rantai B insulin, tetapi pembuatannya dilakukan secara terpisah. Masing-masing mengandung kodon metionin pada ujung 5’ (yang tentunya menjadi ujung amino protein yang ditranslasikan) dan menghentikan urutan pada ujung 3’. Masing-masing gen disisipkan ke dalam gen β-galaktosidase plasmid. Kemudian dimasukkan ke dalam E. coli. E. colidibiakkan dalam medium yang mengandung galaktosa sebagai sumber C dan sumber energi dan bukan glukosa. Sebab itu bakteri akan mensintesis β-galaktosidase. Bersamaan dengan ini disintesis pula rantai A dan rantai B insulin, yang dilekatkan oleh sisa metionin. Setelah pelarutan bakteri, maka perlakuan dengan sianogen bromida akan memecah protein pada metionin. Dengan demikian rantai insulin akan terpisah dari β-galaktosidase. Rantai-rantai dimurnikan dan digabungkan, maka terjadilah insulin asli manusia.

Saat ini sedang dikembangkan pendekatan sintetik lain, gen untuk molekul pemula insulin atau proinsulin disintesis dan disisipkan ke dalam E. coli. Proinsulin yang dihasilkan dimurnikan. Proinsulin dicerna dengan enzim tripsin dan karboksipeptidase, maka terjadilah insulin manusia .

Penerapan bioteknologi konvensional dan modern di bidang kesehatan telah membawa kemajuan yang pesat. Beberapa contoh penerapan bioteknologi modern di bidang kesehatan antara lain sebagai berikut.

1.      Pembuatan Hormon Insulin

Pembuatan hormon insulin dilakukan dengan rekayasa genetika. Melalui rakayasa genetika, manusia berhasil menyisipi bakteri Escherichia coli dengan gen pembentuk insulin pada manusia. Gen penghasil insulin manusia tersebut dapat mengarahkan sel E.coli untuk menghasilkan insulin. Dengan demikian bakteri ini mampu membentuk insulin yang mirip dengan insulin manusia. Insulin yang diperoleh dapat digunakan untuk mengobati penderita diabetes. Insulin yang dibentuk bakteri ini terbukti lebih baik daripada insulin hewani dan tidak menimbulkan dampak negatif pada tubuh manusia.

2.      Antibodi Monoklonal

Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh sistem kekebalan tubuh yang berfungsi melawan dan melindungi tubuh dari infeksi bakteri. Melalui rekayasa genetika, manusia dapat membentuk antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal yaitu antibodi yang diperoleh dari penggabungan sel penghasil antibodi dengan sel yang terkena penyakit. Pada teknologi antibodi monoklonal digunakan sel-sel tumor dan sel-sel limpa manusia. Sel-sel tumor dapat memperbanyak diri tanpa henti, sedangkan sel limpa sebagai antigen yang menghasilkan antibodi. Hasil penggabungan kedua sel tersebut dinamakan sel hibridoma. Sel hibridoma dapat memproduksi antibodi secara kontinyu. Antibodi yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengobati penyakit kanker atau tumor. Antibodi ini akan menyerang sel-sel kanker tanpa merusak sel-sel yang sehat.

3.      Interferon

Interferon merupakan sel-sel tubuh yang mampu menghasilkan senyawa kimia. Senyawa kimia tersebut dapat membunuh virus. Interferon berguna untuk melawan infeksi dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Produksi interferon dilakukan melalui rekayasa genetika.

4.      Pembuatan Vaksin

Pembuatan vaksin dilakukan melalui rekayasa genetika. Vaksin dibuat dengan mengisolasi gen yang mengkode antigen dari mikrobia yang bersangkutan. Gen tersebut disisipkan pada plasmid yang sama tetapi telah dilemahkan. Mikrobia yang telah disisipi gen tersebut akan membentuk antigen murni. Jika antigen ini disuntikkan pada tubuh manusia, sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi yang berfungsi melawan antigen yang masuk ke dalam tubuh.
Selain bioteknologi modern, ada juga produk bioteknologi konvensional di bidang kesehatan yaitu antibiotik.

Antibiotik merupakan zat kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme terutama bakteri dan jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri atau mikroorganisme yang lain. Dengan demikian, antibiotik digunakan untuk melawan infeksi bakteri atau jamur. Selain itu, ada juga vaksin yang dibuat dengan menerapkan bioteknologi konvensional. Pembuatan vaksin jenis ini tidak melalui rekayasa genetika. Vaksin ini berasal dari mikroorganisme yang telah dilemahkan. Vaksin dimasukkan ke dalam tubuh manusia dengan suntikan atau oral. Dengan demikian, sistem kekebalan tubuh manusia aktif melawan mikroorganisme tersebut.

KESIMPULAN

Berdasarkan makalah ini dan literature yang didapatkan maka dapat kami menarik sebuah garis-garis besar tentang peranan bioteknologi dalam kehidupan manusia sebagai berikut.

1.    Bioteknologi dapat diartikan sebagai pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dan teknologi dengan  menggunakan makhluk hidup sebagai alat bantu untuk menghasilkan produk atau jasa guna kepentingan manusia. Bioteknologi bukanlah suatu disiplin ilmu melainkan penerapan ilmu (suatu teknik dalam biologi).

2.    Pemanfaatan bioteknologi meliputi bioteknologi dalam kesehatan, pertanian, peternakan dan pangan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, http://majidsyahreza89.wordpress.com/2012/01/16/bioteknologi-dalam-bidang-kesehatan/. Bioteknologi dalam bidang kesehatan. Diakses pada hari kamis, tanggal 28 Maret 2013.

Anonim, http://efinawawi-anastasia.blogspot.com/2011/12/peranan-bioteknologi-dalam-kehidupan.html. peranan bioteknologi dalam kehidupan manusia. Diakses pada hari kamis, tanggal 28 Maret 2013.

Anonim, http://blogku--inspirasiku.blogspot.com/2012/06/makalah-bioteknologi.html. Makalah Bioteknologi. Diakses pada hari kamis, tanggal 28 Maret 2013.

Anonim, http://biosejati.wordpress.com/2012/04/02/penerapan-bioteknologi-di-bidang-kesehatan/. Penerapan bioteknologi dalam bidang kesehatan. Diakses pada hari kamis tanggal 28 maret 2013