PENGERTIAN dan DASAR PENGEMBANGAN BIOTEKNOLOGI ~ MATERI DAN SOAL IPA UNTUK SMA

PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
Sudah sering kita mendengar istilah bioteknologi. Tetapi apa sebenarnya yang dimaksud dengan bioteknologi? Bioteknologi adalah cabang biologi yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur, virus dan lain-lain) ataupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol, antibiotik, asam organik) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa yang dapat digunakan oleh manusia. Proses bioteknologi pada umumnya mencakup pengubahan suatu bahan baku olek aktivitas suatu organisme untuk menghasilkan suatu produk akhir yang diinginkan. Bioteknologi sering diperkenalkan sebagai cabang biologi yang termuda. Namun sesungguhnya bioteknologi secara sederhana telah ada sejak ribuan tahun yang lalu ketika orang mulai membuat keju, roti, bir dan minuman anggur.

Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan, antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik dan insulin, meskipun dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan yang signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat tersebut, produksi antibiotik ataupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Di negara kita banyak dijumpai produk-produk makanan tradisional memiliki ciri semua hasil akhir dan produktifitasnya adalah sebagai proses alamiah, sesuai dengan kemampuan dasar yang dimiliki oleh tiap mikroorganisme yang berperan. Jika diukur dengan parameter industri, terutama dari segi biaya dan kerugian, bioteknologi tradisionalmemiliki banyak hal yang kurang menguntungkan. Untuk mencapai kelayakan dari segi industri, banyak dilakukan manipulasi genetik terhadap mkoorganisme yang terlibat, misalnya dengan teknik rekayasa genetika. Hal itu banyak diterapkan dalam industri antibiotik, asam amino, dan alkohol yang merupakan contoh bioteknologi modern. Bioteknologi modern lahir pada dekade 1960-an, yang ditandai dengan perkembangan biomolekuler. Peran struktur molekuler dalam perubahan kimiawi yang terjadi selama proses-proses biologis, merupakan dasar teknologi modern. Saat ini banyak aspek biologi yang ikut menyusun bioteknologi. Aspek-aspek tersebut meliputi fermentasi oleh mikroba dan mikrobiologi secara umum, enzimologi, genetika dan manipulasi/rekayasa bahan-bahan herediter, immunologi serta biologi tumbuhan. Dalam bioteknologi modern telah dikembangkan teknik rekayasa genetika dengan cara rekombinasi DNA, berkaitan dengan proses industri sebagai titik tumpu utama. Proses-proses bioteknologi saat ini meliputi proses fermentasi (yoghurt, keju, bir, anggur, cuka, roti, kecap dan bahan bakar biologis), pembentukan antibiotik untuk kepentingan komersial, pembentukan protein sel tunggal (mikroprotein), pembentukan enzim-enzim, serta pengolahan limbah.

DASAR-DASAR PENGEMBANGAN BIOTEKNOLOGI
Perkembangan bioteknologi didukung oleh ilmu biokimia, biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika dan fisika.

Pada gambar diatas jelas terlihat bagaimana keterlibatan dan peran langsung ilmu-ilmu murni dalam pengembangan bioteknologi. Fungsi ilmu murni dalam pengenbangan bioteknologi adalah sebagai syarat untuk melakukan inovasi teknologi melalui penguasaan fenomena baru pada tingkat seluler dan mlekuler.
Peran berbagai ilmu tersebut tidak dapat dipisahkan satu sama lain karena setiap cabang ilmu tersebut memiliki keterkaitan yang sangat erat antara satu dan yang lainnya. Ilmu genetika (ilmu yang mempelajari pewarisan sifat), contohnya, tidak dapat dipungkiri peranannya dalam pengenbangan bioteknologi. Sejak lama telah diketahui bahwa kromosom memiliki peran hayati yang berkaitan dengan sifat-sifat spesifik organisme yang diturunkan ke genarasi berikutnya. Sudah lama pula diketahui bahwa suatu senyawa sebagai bahan informasi genetik, yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) terdapat dalam kromosom. Kendati demikiann hanya setelah rumus bangun kimia DNA ditemukan oleh Watson dan Crick pada tahun1953, implikasi penemuan rumus bangun kimia tersebut menjadi sangat potensial dalam pengembangan bioteknologi. Karena materi dasar pembawa sifat telah diketahui, ahli bioteknologi berusahamendapatkan sifat-sifat yang diinginkan dari suatu organisme dengan menggunakan cara menngubah substansi dasar tadi sehingga lahirlah teknologi rekayasa genetika.

Peran biokimia juga tidak kecil didalam pengembangan bioteknologi. Ilmu ini membahas kimiawi semua molekul biologi (biomolecules). Hampir semua bahan dan produk bioteknologi adalah berupa biomolekul, antara lain karbohidrat, lemak, protein, antibiotik, peptida, asam organik, asam amino dan asam nukleat. Dengan demikian pengetahuan tentang karakteristik biomolekul tersebut sangatlah diperlukan untuk penanganan selama proses produksi sampai dengan pemanenan dan pemurnian produk.
Dalam biokimia dikaji pula proses-proses metabolisme biomolekul baik berupa biosintesis (anabolisme) maupun penguraian (katabolisme). Reaksi-reaksi yang terjadi pada bioteknologi juga bersifat demikian. Dengan mengetahui jalur-jalur metabolisme suatu biomolekul, kita dapat mengarahkan dan mengatur proses-proses tersebut untuk menghasilkan produk optimal sesuai dengan keinginan kita. Hal itulah yang mendasari diciptakannya reaktor biologis (bioreaktor) atau fermentor, yaitu suatu alat untuk memproduksi berbagai bahan biologi.
Peran ilmu mikrobiologi juga juga tidak kalah pentingnya. Ilmu ini mengkaji biologi mikroorganisme dari struktur seluler, fisiologis, genetik sampai aplikasi dalam kehidupan. Mikroorganisme meskipun ukurannya sangat kecil, merupakan agensia terbesar yang digunakan untuk menghasilkan produk-produk bioteknologi. Mikroorganisme telah lama digunakan untuk memproduksi berbagai produk penting seperti antibiotik, vitamin, asam organik, asam amino, enzim dan minuman. Mikroorganisme juga merupakan agen bioremediasi, biofertilizer dan bioleaching.
Banyak kenggulan yang dimiliki mikroorganisme sebagai agen bioteknologi, di antaranya adalah pertumbuhannya cepat dan mudah dikendalikan, panen lebih cepat, mudah dimutasikan dan lebih murah. Mikroorganisme juga dapat direkayasa genetiknya untuk membawa gen-gen yang berasal ari manusia, hewan dan tumbuhan atau sebaliknya, untuk menghasilkan produk-produk yang diinginkan.
Tidak ada seorangpun yang dapat memiliki keahlian sekaligus dalam berbagai bidang ilmu. Peran ahli mikrobilogi, biokimia, genetika, biologi molekuler, rekayasa kimia, dan bidang-bidang lain diperlukan secara bersama-sama untuk mengembangkan bioteknologi.

MATERI YANG BERKAITAN :