Aplikasi: peserta didik dapat mengaplikasikan pengetahuan dan pemahaman tentang penerapan bioteknologi pangan bagi kehidupan manusia dan manfaat dan bioteknologi.

Bioteknologi

Pengertian bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang pemanfaatan mikroorganisme untuk menghasilkan barang atau jasa. Bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi konvensional dan modern.

A. BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk menghasilkan barang dan jasa melalui proses fermentasi.

Karakteristik bioteknologi konvensional adalah:

1. Jumlah produk yang dihasilkan sedikit

2. Prosesnya relatif belum steril sehingga kualitas hasilnya belum terjamin

3. Menerapkan teknologi sederhana

Penerapan bioteknologi konvensional adalah sebagai berikut.

1. Mikroorganisme untuk mengolah bahan makanan.

Contoh.

1. Tempe, bahan kedelai, mikroorganisme rhizopus oryzae.

2. Kecap, dari kedelai, mikroorganisme aspergillus wentii.

3. Yoghurt, bahan susu, mikroorganisme lactobacillus bulgaricus.

4. Yakult, bahan susu, mikroorganisme lactobacillus casei

5. Keju, bahan susu, mikroorganisme penicillium camemberti, streptokokus lactis.

6. Roti, bahan gandum, mikroorganisme saccharomyces cerevisiae.

7. Tape, bahan singkong, mikroorganisme saccharomyces cerevisiae.

8. Nata de Koko, bahan air kelapa, mikroorganisme acetobacter xylinum.

9. Oncom, bahan kacang tanah, mikroorganisme neurospora crassa.

10. Minuman anggur, bahan buah anggur, mikroorganisme saccharomyces ellipsoideus.

2. Bahan makanan dari mikroorganisme.

Contoh:

• Mikroprotein, yaitu produk makanan yang berasal dari benang-benang jamur fusarium graminearum.

• Protein sel tunggal (PST), yaitu senyawa protein yang berasal dari makhluk hidup bersel satu.

B. BIOTEKNOLOGI MODERN

Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang memanfaatkan biologi sel dan molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa. Pada bioteknologi modern memanfaatkan proses rekayasa genetika. 

Rekayasa genetika adalah teknik pencangkokan gen dari suatu makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang berbeda. Berikut ini adalah penerapan rekayasa genetika di berbagai bidang.

1. Bidang kedokteran

1. Antibodi monoklonal

2. Vaksin

3. Antibiotik

4. Pembuatan hormon

Antibodi monoklonal

Antibodi monoklonal dihasilkan melalui teknik hibridoma. Manfaat antibodi monoklonal adalah:

• Mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin pada wanita hamil

• Mengikat racun dan menonaktifkan

• Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.

Vaksin

Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit yang berasal dari mikroorganisme. Contoh vaksin adalah:

1. Vaksin BCG: mencegah penyakit

2. Vaksin DPT/DT: mencegah penyakit difteri, pertenis, dan tetanus.

3. Vaksin varicella: mencegah penyakit cacar air

4. Vaksin MMR: mencegah penyakit campak, gondok, dan rubella

Antibiotik

Antibiotik adalah zat yang berasal dari suatu organisme yang berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain. Berikut ini adalah nama antibiotik dan mikroorganisme yang membentuk.

1. Streptomycin, streptomyces griseus.

2. Polimiksin,  mikro organisme yang membentuk adalah bacillus polymyxa

3. Penisilin, mikroorganisme pembentuknya penicillium notatum. 

4. Griseofulvin: pembentuknya penicillium griseofulvum.

5. Sefalosporin: mikro telepon grupnya cephalosporium acremonium. 

Pembuatan hormon

Pembuatan hormon dilakukan dengan merekayasa DNA. Contoh hormon yaitu insulin, testosteron, dan kortison.

2. Bidang Pertanian

1. Dihasilkan tanaman yang dapat mengikat nitrogen

2. Dihasilkan tanaman tahan hama/transgenik

3. Ditemukan teknik menanam hidroponik

4. Ditemukan teknik menanam aeroponik.

Hidroponik adalah teknik menanam dengan media air. Keuntungan dari hidroponik adalah::

1. Tanaman yang dihasilkan berkualitas dan berkualitas tinggi

2. Tanaman dapat dibudidayakan di segala tempat

3. Tidak perlu lahan yang luas

4. Tanaman tidak rusak karena banjir, kekurangan air dan erosi

5. Pertumbuhan tanaman lebih cepat

6. Hemat biaya perawatan

Aeroponik adalah teknik menanam dengan cara akar tanaman yang ditanam menggantung di atas air.

C. REKAYASA GENETIKA

Rekayasa genetika dapat dilakukan pada reproduksi dengan beberapa teknik, yaitu:

• Teknologi reproduksi tumbuhan

• Teknologi reproduksi hewan

• Kloning

Teknologi reproduksi tumbuhan

Rekayasa reproduksi tumbuhan terdiri dari kultur jaringan, hidroponik, vertikultur, transgenik, dan hibridisasi.

a. Kultur jaringan

Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun tanda mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya. Sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbanyakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman dan media buatan yang dilakukan di tempat yang steril.

b. Hidroponik

Hidroponik merupakan teknik menanam dengan menggunakan larutan nutrisi dan mineral dalam air dan tanpa menggunakan tanah. Tanaman dapat ditumbuhkan secara langsung dalam medium seperti air yang berisi nutrisi, kerikil, arang,serbuk kayu, dan lain sebagainya. 

c. Vertikultur

Vertikultur merupakan teknik budidaya tanaman yang dibuat secara bertingkat (vertikal). 

Vertikultur dilakukan untuk meningkatkan jumlah tanaman yang ditanam pada lahan yang terbatas. Teknik budidaya ini merupakan salah satu cara penghijauan di daerah perkotaan dengan lahan terbatas.

d. Transgenik

Transgenik adalah proses pemindahan gen dari suatu organisme ke organisme lain tanaman misalnya tanaman tahan hama.

e. Hibridisasi

Hibridisasi adalah teknik persilangan antara individu yang berbeda yang memiliki sifat unggul. Hasil hibridisasi adalah makhluk hidup yang memiliki sifat perpaduan antara kedua induknya.

2. Teknologi reproduksi hewan

Teknologi reproduksi hewan terdiri dari inseminasi buatan, dan bayi tabung.

a. Inseminasi buatan

Inseminasi buatan disebut juga dengan kawin suntik yaitu memasukkan sperma hewan jantan ke dalam organ reproduksi betina dengan menggunakan alat tertentu.

Tujuan dilakukannya inseminasi buatan adalah:

• Meningkatkan kualitas keturunan

• Memudahkan pengaturan proses perkawinan

• Menghindari kelangkaan hewan jantan yang termasuk bibit unggul

• Meningkatkan tingkat reproduksi hewan

b. Bayi tabung

Metode ini dilakukan dengan melakukan fertilisasi di suatu tempat (tabung), baru setelah menjadi embrio dimasukkan ke dalam uterus induknya. 4 langkah dasar dari program bayi tabung adalah sebagai berikut.

1. Menggunakan obat untuk membuat folikel menjadi banyak di dalam ovarium agar sel telur yang diproduksi lebih banyak.

2. Memantau perkembangan folikel dengan ultrasonografi/usg untuk mengetahui perkembangan telur dan ovarium dan lapisan uterus. Setelah vanika dan lapisan uterus matang, baru hormon HCG diberikan kepada pemicu.

3. Setelah 36 jam dari pemberian pemicu, kondisi telur dipantau kembali dengan USG.

4. Spesimen sperma disiapkan dan dicuci terlebih dahulu. Setelah dicuci kemudian sperma ditempatkan dengan sel telur dan disimpan dalam inkubator selama 18 jam. Setelah 18 jam akan terlihat normal atau tidaknya fertilisasi dibawah mikroskop. Jika normal akan disimpan pada inkubator sampai embrio menjadi multiseluler. Tahap berikutnya adalah memindahkan embrio ke dalam uterus. Jumlah embrio yang dipindahkan dapat lebih dari satu.

c. Kloning

Teknik atau metode reproduksi secara aseksual yang menggunakan sel tubuh makhluk hidup. Clone atau keturunan yang dihasilkan memiliki kesamaan gen dengan induknya. Hewan pertama yang di kloning adalah domba Doni, lalu rusa Dewey dan kuda promotea. 

Itulah rangkuman atau ringkasan materi bioteknologi kelas 9 SMP.