Pengantar Biologi

   A.    PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Dalam kurun waktu 20 tahun terakhir ini, bioteknologi telah mengalami perkembangan sangat pesat. Di beberapa negara maju, bioteknologi mendapatkan perhatian serius dan dikembangkan secara intensif dengan harapan dapat memberi solusi untuk mengatasi berbagai permasalahan yang dihadapi manusia pada saat ini maupun yang akan datang. Masalah-masalah tersebut menyangkut kebutuhan pangan, obat-obatan, penelitian, yang pada gilirannya semuanya bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan hidup umat manusia.

Berikut ini terdapat beberapa pendapat mengenai definisi dari bioteknologi, diantaranya:

1.      Menurut Bull et al. (1982), bioteknologi merupakan penerapan asas-asas sains (ilmu pengetahuan alam) dan rekayasa (teknologi) untuk pengolahan suatu bahan dengan melibatkan aktivitas jasad hidup untuk menghasilkan barang dan/atau jasa.

2.      Bioteknologi merupakan penerapan prinsip-prinsip ilmu pengetahuan dan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan bahan dengan bantuan agen biologis untuk menghasilkan bahan dan jasa (OECD,1982).

3.      Bioteknologi adalah teknik pendayagunaan organisme hidup atau bagian organisme untuk membuat atau memodifikasi suatu produk dan meningkatkan/memperbaiki sifat tanaman atau hewan atau mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus (OTA-US, 1982).

4.      Menurut Primrose (1987), secara lebih sederhana bioteknologi merupakan eksploitasi komersial organisme hidup atau komponennya seperti; enzim. Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa.

5.      Atau secara tegas dinyatakan, Bioteknologi merupakan penggunaan terpadu biokimia, mikrobiologi, dan ilmu-ilmu keteknikan dengan bantuan mikroba, bagian-bagian mikroba atau sel dan jaringan organisme yang lebih tinggi dalam penerapannya secara teknologis dan industri (EFB., 1983)

Menurut Aryulina (2004), berdasarkan terminologinya, maka bioteknologi dapat diartikan sebagai berikut:

·         “Bio” memiliki pengertian ‘agen hayati’ (living things) yang meliputi; organisme (bakteri, jamur (ragi), kapang), jaringan/sel (kultur sel tumbuhan atau hewan), dan/atau komponen sub-selulernya (enzim).

·          “Tekno” memiliki pengertian ‘teknik atau rekayasa’ (engineering) yaitu segala sesuatu yang berkaitan dengan rancang-bangun, misalnya untuk rancang bangun suatu bioreaktor. Cakupan teknik disini sangat luas antara lain; teknik industri dan kimia.

·         “Logi” di sini memiliki pengertian ‘ilmu pengetahuan alam’ (sains) yang mencakup; biologi, kimia, fisika, matematika dsb.

Ditinjau dari sudut pandang biologi (biosains), maka bioteknologi merupakan penerapan (applied) beberapa cabang ilmu (interdisipliner), yaitu biologi molekuler, mikrobiologi, biokimia, dan genetika.

Berdasarkan definisi tersebut, dapat dilihat bahwa bioteknologi memiliki tiga unsur penting, yaitu:

1.      Input, berupa bahan yang akan digunakan, misalnya beras, anggur, susu, dan sebagainya.

2.      Proses, merupakan mekanisme pengolahan yang terjadi, misalnya proses penguraian atau penyusunan oleh agen hayati.

3.      Output, merupakan hasil yang diperoleh dari proses atau biasa disebut produk berupa barang atau jasa, misalnya enzim, alkohol, antibiotik, hormon, dan sebagainya.

Bioteknologi terbagi menjadi dua macam, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Bioteknologi konvensional merupakan suatu proses bioteknologi yang mengandalkan jasa mikroba untuk menghasilkan produk yang dibutuhkan manusia melalui proses fermentasi. Bioteknologi konvensional tidak melakukan manipulasi organisme atau rekayasa, tetapi menciptakan kondisi dan bahan makanan yang cocok bagi mikroba untuk berkembang secara optimal. Sedangkan bioteknologi modern merupakan penerapan bioteknologi dengan menggunakan alat dan cara kerja yang canggih serta dilakukan dalam keadaan bersih dan steril, kualitas produk lebih baik, dan kuantitas hasil produk yang dibuat lebih banyak. Konsep pembuatan bioteknologi modern lebih menekankan bagaimana cara memanipulasi materi genetik mikroorganisme untuk menghasilkan clone yang lebih unggul. Perkembangan bioteknologi sangat dipengaruhi oleh ilmu-ilmu dasar, salah satunya seperti perkembangan mikrobiologi, genetika dan biokimia (Nugroho dan Dwi, 2017).

Manfaat bioteknologi modern yaitu:

1.      Menghasilkan bibit tanaman dengan sifat unggul.

2.      Meningkatkan produksi bahan pangan.

3.      Mengolah sampah menjadi bahan bermanfaat.

4.      Menghasilkan produk kesehatan (vaksin, antibody, monoclonal, dll).

Menurut Artama (2007), Kemajuan yang sangat menggembirakan dalam bioteknologi adalah penerapan rekayasa genetika dengan menyisipkan gen-gen tertentu yang dikehendaki kedalam sel yang telah dikultur dengan tujuan untuk memproduksi insulin atau beberapa hormon pertumbuhan dalam skala besar. Demikian pula penggunaan antibodi monoklonal sangat meluas baik untuk penelitian maupun uji klinis termasuk diagnosis dan bahkan upaya mencapai target spesifik untuk pengobatan. Perencanaan strategis dalam Bioteknologi: kompetensi menguasai bioteknologi dapat tercapai manakala pembinaan sumber daya manusia diorientasikan pada kompetensi meneliti dan menerapkan metode-metode mutakhir bioteknologi.

Kemampuan menguasai dan mengaplikasikan metode-metode mutakhir bioteknologi seperti: kultur jaringan, rekayasa genetik, hibridoma, kloning, dan polymerase chains reaction (PCR) secara prospektif akan mampu menghasilkan produk-produk penemuan baru (Pezzeto, 2007).

   B.     SEJARAH BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu melalui metode fermentasi. Produk yang dihasilkan masih sangat sederhana dengan hanya memanfaatkan mikroorganisme dan produknya dalam menghasilkan barang dan jasa untuk memenuhi segala kebutuhannya. Orang Mesir Kuno telah mengenal pemanfaatan mikroorganisme untuk membuat bir, anggur, vinegar, keju, tuak, yoghurt, dan sebagainya. Bioteknologi telah mengalami perkembangan sesuai jamannya untuk memproduksi alkohol, penisilin, dan akhirnya menghasilkan teknologi antibody monoclonal.

Beberapa periode berkembangnya bioteknologi dapat dibagi atas 5 zaman, yaitu:

1.      Zaman Pra-Pasteur (sebelum 1865), perbaikan teknik fermentasi oleh mikroorganisme, misalnya minuman beralkohol.

2.      Zaman Pasteur (1865-1940), pengembangan industri fermentasi pembuatan etanol, butanol, dan asam organik (asam sitrat dan asam asetat), serta pengolahan limbah secara aerob.

3.      Zaman Antibiotika (1940-1960), pembuatan penisilin yang mulai digunakan pada saat pendaratan tentara Amerika di Normandy selama perang dunia kedua, vaksin virus (vaksin anti NCD, vaksin anti polio), teknologi kultur sel hewan, teknologi fermentasi media cair, dan transformasi steroid.

4.      Zaman Pasca-Antibiotika (1960-1975), asam-asam amino (asam glutamat, lisin), eludasi struktur DNA, enzim untuk deterjen, protein sel tunggal, biogas, dan teknologi rekombinan DNA.

5.      Era Bioteknologi Modern (1975-sampai saat ini), rekayasa genetika, zat antibodi monoklonal, hormon insulin, hormon pertumbuhan ikan tuna, dan lain-lain.

Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky pada tahun 1919 dalam sebuah buku yang diterbitkannya di Berlin yang berjudul “Biotechnologie der Fleisch-, Fett- und Milcherzeugung im landwirtschaftlichen Grossbetriebe” (Bioteknologi Produksi Daging, Lemak dan Susu di Pertanian Skala Besar) di mana dia menjelaskan sebuah teknologi yang berdasar pada konversi bahan baku menjadi produk yang lebih bermanfaat. Dia membangun rumah jagal untuk seribu babi dan juga peternakan penggemukan dengan ruang untuk 50.000 babi, mengumpulkan lebih dari 100.000 ekor babi setahun. Perusahaan itu sangat besar, menjadi salah satu operasi daging dan lemak terbesar dan paling menguntungkan di dunia. Ereky mengembangkan lebih lanjut tema yang akan diulangi sampai abad ke-20: bioteknologi dapat memberikan solusi untuk krisis masyarakat, seperti kekurangan makanan dan energi. Bagi Ereky, istilah "biotechnologie" menunjukkan proses dimana bahan baku dapat ditingkatkan secara biologis menjadi produk yang berguna secara sosial.

Aplikasi bioteknologi sesungguhnya telah berlangsung cukup lama, dalam peradapan manusia; seperti upaya produksi antibiotik, fermentasi, alkohol, pangan, dan teknologi pengolahan limbah yang kesemuanya dapat dikelompokan ke dalam biteknologi konvensional. Tetapi bioteknologi baru berkembang pada kurun abad ke-20 ini karena secara implisit yang dimaksud bioteknologi adalah biteknologi modern yang mencakup rekayasa genetik, dengan teknik cloning gene yang berkembang berdasar penemuan struktur dan fungsi DNA oleh Watson dan Creck (Shupnik, 2000).

   C.     PRINSIP DAN BATASAN BIOTEKNOLOGI

Prinsip dasar bioteknologi adalah adanya agen biologis (mikroba, enzim, sel hewan, sel tumbuhan), pendayagunaan teknologi untuk memanipulasi DNA, sehingga diperoleh produk berupa barang atau jasa. Batasan yang diberikan oleh para ahli terkait bioteknologi terdiri atas tiga bagian pokok, yaitu berkaitan dengan katalis biologis (enzim) yang terbaik untuk fungsi tertentu atau proses (agen biologis mikroba; enzim, sel tanaman, sel hewan), bagian kedua menciptakan (dengan konstruksi dan operasi teknis), dan bagian ketiga (pengolahan downstream) berkaitan dengan pemisahan dan pemurnian produk esensial atau produk dari proses fermentasi (produk dan jasa yang diperoleh).

Apapun batasan yang diberikan oleh para ahli yang pasti dalam proses bioteknologi terkandung tiga hal pokok :

1.      Agen biologis (mikroba, enzim, sel tanaman, sel hewan).

2.      Pendayagunaan secara teknologis dan industrial.

3.      Produk dan jasa yang diperoleh.

Dahulu bioteknologi dianalogikan dengan industri mikrobiologi (industri yang berbasis pada peran agen-agen mikrobia). Tetapi perkembangan selanjutnya, tanaman dan hewan juga dieksploitasi secara komersial seperti; hortikultura dan agrikultura. Dengan demikian, cakupan bioteknologi sangatlah luas meliputi semua teknik untuk menghasilkan barang dan jasa dengan memanfaatkan sistem biologi.

DAFTAR PUSTAKA

Artama, W.T. (2007). Teknik Hibridoma untuk Porduksi Antibodi Monoklonal. Yogyakarta: UGM.

Aryulina, (2004). Modern Biotechnology. Oxford: Blackwell Scientific Publications.

Boenisch, T. (2000). Staining Methods. Dalam: Nais S.J., (ed.): Immunochemical Staining Methods. USA: Dako Corps.

Pezzuto, John M. 2007. Biotechnology and Pharmacy . New York : Chapman and Hall.

Shupnik, M.A. (2009). Introduction to Molecular Biology. In: Fauser, B.C.J.M., Rutherford, A.J., Strauss, III., J.F., and Van Steirteghem, A. (eds.) Molecular Biology in            Reproductive Medicine. The Parthenon Publishing Group.

Soejono, S.K. (2001). Pengaruh Curcumin dan Pentagamavunon-0 (PGV0) terhadap         Steroidogenesis yang Dihasilkan oleh Kultur Sel Granulosa Berbagai Ukuran Folikel.        Mediagama. 3(3): 1-11.

Nugroho Deni Endik dan Dwi Anggorowati Rahayu. 2017. Pengantar Bioteknologi. Yogyakarta: CV Budi Utama.
Sumber Gambar : https://goo.gl/images/tCEMep
Theme Song By TWICE(트와이스) - TT