Cara kerja bioteknologi modern

Semua organisme terdiri dari sel-sel yang diprogram oleh materi genetik dasar yang sama, yang disebut DNA (asam deoksiribonukleat). Setiap unit DNA terdiri dari kombinasi nukleotida berikut – adenin (A), guanin (G), timin (T), dan sitosin (D) – serta gula dan fosfat. Nukleotida ini pasangan menjadi helai yang memutar bersama-sama ke dalam struktur spiral sebut “heliks ganda.” Heliks ganda ini disebut DNA. Segmen DNA memberitahu sel-sel individual bagaimana untuk menghasilkan protein spesifik. Segmen tersebut adalah gen. Ini adalah ada atau tidak adanya protein tertentu yang memberikan suatu organisme sifat atau karakteristik. Lebih dari 10.000 gen yang berbeda ditemukan di sebagian besar spesies tanaman dan hewan. Ini set total gen untuk suatu organisme diatur dalam kromosom dalam inti sel. Proses dimana organisme multiseluler berkembang dari satu sel melalui tahap embrio menjadi dewasa pada akhirnya dikendalikan oleh informasi genetik dari sel, serta interaksi gen dan produk gen dengan faktor lingkungan.

Ketika sel-sel bereproduksi, untai DNA double helix yang terpisah. Karena nukleotida A selalu berpasangan dengan T dan G selalu berpasangan dengan C, masing-masing untai DNA berfungsi sebagai cetak biru yang tepat untuk protein tertentu. Kecuali untuk mutasi atau kesalahan dalam proses replikasi, sebuah sel tunggal dilengkapi dengan informasi untuk mereplikasi menjadi jutaan sel yang identik. Karena semua organisme terdiri dari jenis yang sama dari bahan genetik (nukleotida A, T, G, dan C), bioteknologi menggunakan enzim untuk memotong dan menghapus segmen DNA dari satu organisme dan bergabung kembali dengan DNA dalam organisme lain. Ini disebut teknologi DNA rekombinan (rDNA), dan itu adalah salah satu alat dasar bioteknologi modern . teknologi rDNA adalah manipulasi laboratorium DNA di mana DNA, atau fragmen DNA dari sumber yang berbeda, dipotong dan digabungkan dengan menggunakan enzim. DNA rekombinan ini kemudian dimasukkan ke dalam organisme hidup. teknologi rDNA biasanya digunakan secara sinonim dengan rekayasa genetika. teknologi rDNA memungkinkan peneliti untuk memindahkan informasi genetik antara organisme yang tidak terkait untuk menghasilkan produk atau karakteristik yang diinginkan atau untuk menghilangkan karakteristik yang tidak diinginkan.

Rekayasa genetika adalah teknik menghilangkan, mengubah atau menambahkan gen untuk molekul DNA dalam rangka untuk mengubah informasi yang dikandungnya. Dengan mengubah informasi ini, rekayasa genetika mengubah jenis atau jumlah protein organisme yang mampu menghasilkan. Rekayasa genetika digunakan dalam produksi obat-obatan, terapi gen manusia, dan pengembangan ditingkatkan tanaman . Sebagai contoh, sebuah “perlindungan serangga” gen (Bt) telah dimasukkan ke dalam beberapa tanaman – jagung, kapas, dan kentang – untuk memberikan petani alat-alat baru untuk pengelolaan hama terpadu. Jagung Bt tahan terhadap penggerek jagung Eropa. Resistensi yang melekat ini dengan demikian mengurangi penggunaan pestisida petani untuk mengendalikan penggerek jagung Eropa, dan pada gilirannya memerlukan bahan kimia lebih sedikit dan berpotensi memberikan lebih tinggi menghasilkan Bioteknologi Pertanian.

Meskipun perbaikan genetik utama telah dibuat dalam tanaman, kemajuan dalam program pembiakan konvensional telah lambat. Bahkan, sebagian besar tanaman yang ditanam di AS menghasilkan kurang dari potensi genetik mereka. Kekurangan ini disebabkan oleh ketidakmampuan tanaman untuk mentolerir atau beradaptasi dengan tekanan lingkungan, hama, dan penyakit.

Para ilmuwan memiliki kemampuan untuk memasukkan gen yang memberikan pertahanan biologis terhadap penyakit dan serangga, sehingga mengurangi kebutuhan untuk pestisida kimia, dan mereka akan segera dapat menyampaikan sifat-sifat genetik yang memungkinkan tanaman untuk lebih menahan kondisi yang keras, seperti kekeringan . Laboratorium Internasional untuk Tropical Bioteknologi Pertanian (ILTAB) sedang mengembangkan teknik transformasi dan aplikasi untuk mengontrol penyakit yang disebabkan oleh virus tanaman pada tanaman tropis seperti beras, singkong dan tomat. Pada tahun 1995, ILTAB melaporkan transfer pertama melalui bioteknologi gen resistensi dari spesies liar beras ke berbagai padi rentan panen. Gen yang ditransfer menyatakan resistensi terhadap Xanthomonas oryzae, bakteri yang dapat merusak tanaman melalui penyakit. Gen tahan dipindahkan ke varietas padi rentan yang dibudidayakan di lebih dari 24 juta hektar di seluruh dunia .

Manfaat juga dapat dilihat dalam lingkungan, di mana tanaman biotek yang tahan serangga mengurangi kebutuhan untuk penggunaan pestisida kimia. Tanaman yang tahan serangga memungkinkan untuk mengurangi paparan dari residu bahan kimia, sambil memberikan petani dengan kontrol sepanjang musim. Juga dengan mengurangi kebutuhan untuk pengendalian hama, dampak dan sumber daya yang dihabiskan untuk tanah kurang, sehingga melestarikan humus .

Kemajuan besar juga telah dilakukan melalui pembiakan konvensional dan seleksi ternak, tetapi keuntungan yang signifikan masih dapat dibuat dengan menggunakan bioteknologi . Penggunaan bioteknologi dalam produksi ternak meliputi pengembangan vaksin untuk melindungi hewan dari penyakit, produksi beberapa anak sapi dari satu embrio (kloning), peningkatan laju pertumbuhan hewan, dan deteksi penyakit secara cepat .

Bioteknologi modern telah menawarkan kesempatan untuk menghasilkan lebih banyak gizi dan lebih baik dalam mencicipi makanan, hasil panen yang lebih tinggi dan tanaman yang secara alami terlindungi dari penyakit dan serangga. Bioteknologi modern memungkinkan untuk transfer hanya satu atau beberapa gen yang diinginkan, sehingga memungkinkan para ilmuwan untuk mengembangkan tanaman dengan sifat-sifat menguntungkan tertentu dan mengurangi sifat-sifat yang tidak diinginkan .

Bioteknologi tradisional seperti penyerbukan silang jagung menghasilkan banyak, perubahan non-selektif. Modifikasi genetik telah menghasilkan buah-buahan yang dapat matang dengan rasa yang lebih baik. Tomat dan produk yang mengandung peningkatan kadar nutrisi tertentu, seperti vitamin C, vitamin E, dan beta karoten atau, dan membantu melindungi terhadap risiko penyakit kronis, seperti beberapa jenis kanker dan penyakit jantung.  Demikian pula memperkenalkan gen yang meningkatkan kadar zat besi yang tersedia pada beras tiga kali lipat adalah obat yang potensial untuk defisiensi zat besi.

Pada tahun 1992, Monsanto Company berhasil menyisipkan gen dari bakteri ke kentang Russet Burbank. Gen ini meningkatkan kadar pati kentang. Kadar pati tinggi mengurangi penyerapan minyak selama penggorengan, sehingga menurunkan biaya pengolahan kentang goreng dan keripik dan mengurangi kandungan lemak dalam produk jadi. Produk ini masih menunggu perkembangan akhir dan persetujuan.

Bioteknologi modern menawarkan teknik yang efektif untuk mengatasi masalah keamanan pangan. metode Biotechnical dapat digunakan untuk mengurangi waktu yang diperlukan untuk mendeteksi patogen bawaan makanan, racun, dan kontaminan kimia, serta untuk meningkatkan sensitivitas deteksi. Enzim, antibodi, dan mikroorganisme diproduksi menggunakan teknik rDNA yang digunakan untuk memantau produksi pangan dan pengolahan sistem untuk pengendalian kualitas .

Bioteknologi dapat memampatkan kerangka waktu yang diperlukan untuk menerjemahkan penemuan mendasar ke dalam aplikasi. Hal ini dilakukan dengan mengontrol gen mana yang diubah dalam cara yang terorganisir. Sebagai contoh, urutan gen yang dikenal dari tanaman jagung dapat diubah untuk meningkatkan hasil, meningkatkan toleransi kekeringan, dan menghasilkan resistensi serangga (Bt) dalam satu generasi. Teknik pembiakan konvensional akan memakan waktu beberapa tahun. Teknik pemuliaan konvensional akan mengharuskan sebuah ladang jagung tumbuh dan masing-masing sifat dipilih dari batang individu jagung.  Dengan peningkatan teknologi dan pengetahuan tentang organisme pertanian, proses, dan ekosistem, peluang akan muncul untuk menghasilkan produk pertanian baru dan lebih baik dengan cara yang ramah lingkungan.

Singkatnya, bioteknologi modern menawarkan kesempatan untuk meningkatkan kualitas produk, kandungan gizi, dan manfaat ekonomi. Susunan genetik tanaman dan hewan dapat dimodifikasi oleh salah penyisipan gen baru yang berguna atau penghapusan yang tidak diinginkan. Bioteknologi adalah mengubah cara tumbuhan dan hewan tumbuh, meningkatkan nilai mereka kepada petani, pengolah, dan konsumen.

Penerapan bioteknologi

1. Kultur Jaringan

Kultur jaringan adalah contoh penerapan bioteknologi modern yang dilakukan untuk menghasilkan bibit tanaman melalui isolasi jaringan tanaman tertentu dalam media in vitro. Kultur jaringan merupakan solusi masalah perbanyakan tanaman dalam usaha budidaya pertanian.

Dengan kultur jaringan, kita bisa memperoleh bibit tanaman seragam dalam jumlah banyak tanpa terbatas oleh kondisi iklim dan cuaca. Beberapa tanaman yang sering dibiakan menggunakan teknik kultur jaringan misalnya pisang, tebu, anggrek, dan beberapa tanaman hias lainnya.

2. Bayi Tabung

Bayi tabung adalah penerapan bioteknologi modern yang membantu banyak pasangan suami istri dengan masalah kesuburan. Pasangan yang tidak dapat memperoleh keturunan karena adanya faktor pembatas fisik bisa menerapkan teknik ini sebagai solusi terbaik.

Teknik pembuahan yang dirintis oleh R.G Edwards dan P.C Steptoe pada tahun 1977 ini dilakukan dengan pengendalian ovulasi wanita secara hormonal, pengambilan sel telur, dan pembuahan oleh sperma dalam suatu media cair. Pembuahan yang terjadi dalam teknik bayi tabung dilakukan di luar tubuh wanita.

3. Kloning

Kloning adalah teknik bioteknologi modern yang dilakukan untuk menghasilkan individu baru yang identik secara genetik. Melalui kloning, kita dapat menghasilkan salinan berkas dari DNA, gen, sel, jaringan, atau organisme tertentu. Contoh penerapan teknik ini misalnya dapat kita temukan pada kloning domba dolly. Domba dolly dihasilkan dari transfer inti sel autosom (diploid) ke dalam ovum (haploid) yang telah diambil inti telurnya.

4. Tanaman Unggul

Melalui bioteknologi modern, manusia juga telah berhasil memodifikasi sifat tanaman sehingga memiliki ketahanan tertentu terhadap kondisi tertentu, seperti hama, penyakit, atau kekeringan. Teknik yang dilakukan dalam menghasilkan tanaman bersifat unggul adalah dengan melakukan penyisipan gen-gen tertentu secara transfer genetik.

5. Hewan Transgenik

Transfer genetik yang dilakukan untuk menghasilkan individu dengan sifat unggul juga dapat diterapkan di bidang peternakan. Hewan-hewan transgenik yang diperoleh dari teknik ini memiliki kemampuan-kemampuan yang lebih baik baik dalam ketahanannya terhadap hama penyakit, mampu menghasilkan susu dan daging yang lebih banyak dan berkualitas, serta sifat-sifat unggul lainnya.

6. Inseminasi Buatan

Inseminasi buatan atau kawin suntik adalah teknik yang dilakukan untuk mempercepat proses perkembangbiakan pada hewan-hewan tertentu. Teknik ini dilakukan dengan memasukan sperma dari induk jantan ke dalam sel telur betina menggunakan insemination gun. Adapun hewan yang lazimnya digunakan sebagai indukan adalah hewan memamah biak seperti kambing, sapi, kuda, dan lain sebagainya.

Melalui teknik inseminasi buatan, kita dapat memperoleh banyak keuntungan seperti mutu genetik ternak lebih baik, penggunaan bibit pejantan dapat oprimal, angka kelahiran ternak baru meningkat, serta dapat mencegah penularan penyakit kelamin tertentu.

7. Hormon BST

Rekayasa genetik yang merupakan cabang bioteknologi telah mendorong para ilmuan untuk berhasil menemukan hormon BST(Bovine Somatotrophin). Hormon ini adalah hormon yang mampu mengoptimalkan pertumbuhan dan produktivitas susu pada hewan mamalia. Melalui penggunaan hormon ini, sapi dapat menghasilkan 20% susu lebih banyak dari keadaan normal.

Penggunaan hormon BST legal dan sudah disetujui di Amerika, akan tetapi di Eropa hal tersebut dilarang karena dianggap dapat meningkatkan kemungkinan munculnya penyakit masitis hingga 70% pada hewan yang disuntik hormon ini.

8. Vaksin

Vaksin merupakan produk bioteknologi modern yang berupa bahan antigenik penangkal masuknya suatu penyakit ke dalam tubuh kita. Pemberian vaksin membuat kekebalan aktif tubuh terhadap serangan penyakit (terutama yang disebabkan virus dan bakteri) akan semakin meningkat. Beberapa vaksin yang sudah akrab di tubuh kita misalnya vaksin folio, campak, hepatitis, dan vaksin malaria.

9. Antibiotik Jenis Baru

Bioteknologi modern juga berperan penting dalam dunia farmasi dan kesehatan. Melalui penerapannya, para ilmuan dapat memproduksi antibiotik-antibiotik baru melalui rekayasa genetik galur mikroorganisme. Antibiotik adalah obat yang kita gunakan untuk mengatasi masalah kesehatan pada tubuh yang diakibatkan inveksi bakteri, jamur, atau virus.

10. Hormon Insulin

Hormon insulin berperan penting dalam mengendalikan penyerapan karbohidrat atau glukosa di dalam tubuh kita. Orang-orang yang terserang diabetes umumnya memiliki masalah produksi hormon insulin di dalam tubuhnya. Tubuh mereka tidak mampu menghasilkan hormon insulin sendiri sehingga diperlukan teknologi plasmid yang dapat mengisolasi gen penghasil insulin dari sel pancreasnya.

Ciri-ciri bioteknologi

Ciri-ciri bioteknologi modern adalah:

a) Mulai berkembang sejak ditemukan DNA.

b) Organisme atau mikroorganisme digunakan untuk memperbaiki serta meningkatkan kinerja genetik suatu organisme yang bermanfaat bagi manusia.

c) Peralatan yang digunakan sudah modern.

d) Pemanfaatan mikroorganisme ditambah dengan teknologi modern.

Ciri-ciri bioteknologi tradisional adalah:

Ciri khas pada bioteknologi konvensional yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum ada penggunaan enzim. Bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme tanpa mengubah genetiknya, mudah dilakukan, dan tidak membutuhkan biaya yang tinggi disebut bioteknologi konvensional. Bioteknologi merupakan pemanfaatan makhluk hidup untuk menghasilkan produk dan jasa untuk kepentingan manusia.

Dampak negatif bioteknologi

 Dampak negatif bioteknologi

Akan tetapi bioteknologi-pun memiliki sisi negatifnya, dampak negatif ini membahayakan terutama bagi orang yang kurang paham terhadap lingkungan. Terdapat peraturan ataupun etika-etika yang perlu dilakukan dalam mengembangkan produk bioteknologi. Berikut secara umum dampak negatif dari bioteknologi, diantaranya:

a. Rusaknya ekosistem

Dapat menurunkan jumlah spesies tanaman yang ada di alam akibat adanya teknologi rekayasa genetik yang berlebihan.

b. Hilangnya beberapa jenis hewan dan tumbuhan tertentu

Jika berlebihan melakukan rekayasa teknologi genetika, maka hewan dan tumbuhan dengan kualitas kurang baik atau kualitas alaminya akan mengalami kepunahan.

c. Dapat menyebabkan alergi

Tidak semua orang cocok dengan Gen asing yang dimasukkan kedalam tubuhnya. Jadi harus berhati-hati saat akan mengkonsumsi produk yang dihasilkan oleh bioteknologi.

d. Terjadinya pencemaran biologis

Hal seperti ini terjadi akibat tidak terkendalinya penyebaran organisme transgenerik.

Dampak positif bioteknologi

1. Mempermudah pengolahan –  Bioteknologi termasuk ilmu dalam bidang teknologi pangan yaitu dapat digunakan untuk mempermudah pembuatan keju, roti, bir dan lain lain. cara ini ternyata sudah dilakukaan sejak abad 19 . Dalam bidang pangan jika menggunakan teknologi rekayasa genetik  maka, kultur jaringan dan DNA rekombian dapat menghasilkan sebuah tanaman pangan dengan karakter dan produksi hasil panen yang luarbiasa. panen akan melimpah karena didalam tumbuhan tersebut mengandung zat zat nutrisi yang lebih banyak . segala nutrisi tersebut adalah hasil dari rekayasa genetik. 

2. Dapat mempercepat hasil yang melimpah – Bioteknologi dapat digunakan untuk pembudidayaan tumbuhan pangan yang dapat memproduksi hasil yang terbaru yaitu hasil yang dengan kualitas unggul yang melimpah daripada tumbuhan tumbuhan yang tidak mendapatkan sentuhan boiteknologi.

3. Bioteknologi dapat membantu dalam dunia kesehatan atau medis – Pada jaman dulu teknik bioteknologi dapat dibuktikan dengan adanya penemuan vaksin, zat insulin dan antibiotik yang kala itu baru dihasilkan dengan bentuk dan proses pembuatan yang saangat sederhana  yaitu dengan jalan feermentasi yang belumsemourna. setelah disentuh dengan kecanggihan bioteknologi oleh sang ilmuwan genius Louis pasteur yang mempromosikann dan sebagai pelopor tentnag pengembangan obat anti biotoik dan vaksin secara besar besaran, kini hasilnya obat obataan tersebut dapat menyembuhkan beberapa penyakit dengan cepat seperti penyakit kanker.

4. Dapat membantu kemajuan teknologi pengobatan – Tehknologi bioteknologi dijaman sekarang dapat dijumpai lewat adanya  proses rekayasa genetika, kultur jaringan tubuh, DNA rekombinan, pengembangan sel induk kloning dan lain lain.

5. Berguna untuk penyembuhan kanker dan AIDS – Bioteknologi saat ini sudah mamapu diolah sedemikian rupa untuk proses penyembuhan  kanker dan AIDS dan dapat menyembuhkan penyakit stroke dengan cepat. pada sel kanker yang belum menyebar keseluruh jaringan tubuh, bioteknologi dapat mengikat dan menghambat pertumbuhan sel kanker agar tidak mudah untuk masuk pada aliran darah.

6. Bermanfaat bagi pelesratian lingkungan hidup – Bioteknologi mempunyai penerapan penerapan yang mudah dan cepat menghasilkan,  yang dapat dijumpai lewat adanya pelestarian lingkungan hidup dari polusi misalnya penguraian minyak bumi yang tumpah dilautan oleh bakteri , penguraian zat zat beracun di daerah sungai dan penggunaan bakteri tertentu pada laut. tetapi kondisi inin tidak akan selamanya karena hanya bersifat sementara. bioteknologi memiliki dampak buruk pada alam jika digunakan sercara terus menerus dengan kadar yang berlebihan.

Manfaat bioteknologi

Bioteknologi memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia, apa lagi saat ini bioteknologi semakin berkembang. Alat-alat untuk membantu perkembangan bioteknologi-pun semakin banyak salah satu contohnya yaitu mikroskop yang digunakan untuk melihat organisme-organisme kecil yang tidak kasat mata. Manfaat dari bioteknologi misalnya:

a. Dapat menghasilkan obat

Bioteknologi dapat menghasilkan obat yang lebih murah dan efektif misalnya seperti pembuatan hormon insulin yang berasal dari gen bakteri E. Coli.

b. Menghasilkan antibiotik

Dapat menghasilkan antibiotik untuk membunuh berbagai penyakit yang berbahaya. Pada saat ini sudah banyak sekali antibiotik yang terdapat di apotik-apotik yang harganya murah dan efektif untuk pengobatan.

c. Dapat mengurangi pencemaran lingkungan

Bioteknologi juga dapat membantu mengurangi pencemaran, misalnya ada beberapa bakteri yang dapat membantu daur ulang untuk menghancurkan sampah-sampah organik dan juga membersihkan tumpahan minyak yang tercecer di laut.

d. Dapat meningkatkan hasil produksi pertanian dari tanaman transgenik

Tanaman transgenik memiliki daya tahan yang cukup baik terhadap berbagai kondisi lingkungan ekstrim dan tidak mudah terserang hama.

Penerapan bioteknologi modern

A. Rekayasa genetika

Yang dimaksud dengan rekayasa genetika adalah suatu cara memanipulasikan Gen untuk menghasilkan makhluk hidup yang baru dengan sifat-sifat yang di inginkan. Rekayasa genetika biasanya disebut dengan sebutan rekombinasi DNA / pencangkokan Gen. Pada rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat-sifat yang dimiliki makhluk hidup, karena DNA dari setiap makhluk hidup memiliki struktur yang sama, hal inilah mengapa DNA bisa direkombinasikan. Lalu DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel yang dapat dilakukan melalui berbagai macam cara misalnya dengan cara transplantasi inti, teknologi plasmid, rekombinasi DNA dan fusi sel. Tapi hanya para ahli saja yang dapat melakukannya.

b. Pembuatan Antibiotik

Antibiotik merupakan suatu zat yang dihasilkan dari organisme-organisme tertentu dan memiliki fungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang terdapat di sekitarnya. Antibiotik dapat diperoleh dari mikroorganisme yang telah di proses menggunakan cara-cara tertentu.

c. Dalam pembuatan Vaksin

Vaksin dapat digunakan untuk mencegah tubuh dari serangan virus atau mikroorganisme yang berbahaya.

d. Pembuatan hormon

Dengan rekayasa DNA, yang telah menggunakan mikroorganisme untuk menproduksi hormon. Adapun hormon yang telah berhasil di produksi misalnya seperti hormon pertumbuhan, insulin, kortison dan tertosteron.

d. Bioteknologi bidang peternakan

Bioteknologipun dapat berguna untuk mengembangkan berbagai produk pada peternakan. Misalnya seperti hormon untuk pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat terciptanya hormon buatan untuk pertumbuhan hewan atau disebut  Bovin Somatotropin Hormon. Hormon tersebut dibuat dari bakteri/mikroorganisme yang telah di rekayasa. 

e. Bioteknologi bahan bakar masa depan

Alternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak misalnya biogas dan gasohol. Biogas terbuat dari fase anearob dalam fermentasi limbah makhluk hidup, sedangkan pada anarob akan dihasilkan gas metana yang bisa digunakan untuk bahan bakar.

Biogas dapat menjadi energi alternatif untuk pengganti minyak bumi, biogas dihasilkan melalui fermentasi kotoran ternak dan bahan-bahan organik lainnya. Melalui proses fermentasi ini, maka bahan-bahan tersebut diubah menjadi gas metana yang dapat berfungsi sebagai energi mirip seperti gas LPG, tapi lebih ramah lingkungan dan cukup aman. 

f. Bioteknologi pengolahan limbah

Bahan-bahan yang dibuang dan sudah tidak terpakai disebut dengan limbah/sampah. Biasanya limbah dihasilkan dari aktivitas, rumah tangga, pertanian dan perindustrian. Saat ini keberadaan sampah sangat mengancam lingkungan hidup, jadi harus ada upaya-upaya untuk menanganinya. Cara menanganinya misalnya dengan cara dibakar atau di daur ulang. Tapi yang lebih aman yaitu dengan cara di daur ulang, dan salah satu contoh daur ulang sampah yang telah diuji misalnya seperti Pirolisis. Pirolisis yaitu proses dekomposisi dari bahan-bahan sampah dengan menggunakan suhu yang tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan menggunakan cara ini sampah atau limbah dapat diubah menjadi arang, gas metana dan bahan organik lainnya. Hasil bahan-bahan tersebut dapat digunakan sebagai bahan bakar. Keunggulan bahan bakar yang dihasilkan dari proses ini yaitu rendahnya kandungan sulfur, jadi dapat mengurangi tingkat pencemaran.

Sedangkan kompos merupakan hasil perubahan dari zat-zat makroorganik misalnya dari hewan dan tumbuhan. Diubah secara biologis dan kimiawi dengan menggunakan bantuan mikroorganisme. Pada pembuatan kompos memerlukan mikroorganisme. Jenis mikroorganisme tersebut tergantung kepada bahan-bahan organik yang digunakan serta proses yang berlangsung, misalnya seperti proses aerob/anaerob.

Penggolongan Bioteknologi

Bioteknologi dapat digolongkan menjadi 2 :

1. bioteknologi konvensional/ tradisional dan
2. bioteknologi modern.

A.    Bioteknologi konvensional/ tradisional

Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula, atau bahan makanan, Mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim

Contoh pengolahan bahan makanan :  pembuatan tempe, tape, Asinan Sayuran,Roti, oncom, dan kecap. termasuk mentega, keju dan yoghurt.

1. Tempe

Untuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, berupa kapang. Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genus Rhizopus, yaitu Rhyzopus oligosporus, Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus arrhizus, dan Rhyzopus oryzae. Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping biji kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe.

2. tape

Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan enzim yang dapat mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan alkohol. Jamur yang digunakan adalah Saccharomyces cereviceae.

3. Pembuatan Asinan Sayuran

Asinan sayuran merupakan sayuran yang diawetkan dengan jalan fermentasi asam.Bakteri yang digunakan adalah Lactobacillus sp., Streptococcus sp., dan Pediococcus. Mikroorganisme tersebut mengubah zat gula yang terdapat dalam sayuran menjadi asam laktat. Asam laktat yang terbentuk dapat membatasi pertumbuhan mikroorganisme lain dan memberikan rasa khas pada sayuran yang difermentasi atau sering dikenal dengan nama ‘acar’.

4. Pembuatan Roti

Proses fermentas pada pembuatan rotii ini dengan bantuan dari yeast atau khamir yaitu sejenis jamur. Yeast yang ditambahkan pada adonan tepung akan menjadikan proses fermentasi, yaitu akan menghasilkan gas karbon dioksida dan alkohol. Gas karbon dioksida tersebut dapat berguna untuk mengembangkan roti, sedangkan alkohol dibiarkan menguap. Selanjutnya, akan terlihat jika adonan tersebut dioven akan tampak lebih mengembang dan ukurannya membesar, hal ini dikarenakan gas akan mengembang jika temperatur tinggi.

5. kecap

Dalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus wentii dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus wentii bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum. Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap.

6. Mentega dan keju

Proses pembuatan keju diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90oC atau dipasteurisasi, kemudian didinginkan sampai 30oC. Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan. Akibat dari kegiatan bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah menjadi cairan whey dan dadih padat, kemudian ditambahkan enzim renin dari lambung sapi muda untuk mengumpulkan dadih. Enzim renin dewasa ini telah digantikan dengan enzim buatan, yaitu klimosin. Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperatur 32oC – 420oC dan ditambah garam, kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang. Menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis bakteri-bakteri tersebut membentuk proses pengasaman. Selanjutnya, susu diberi cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan. Kemudian lemak mentega diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan

7. Yoghurt

Susu dipasteurisasi terlebih dahulu, selanjutnya sebagian besar lemak dibuang. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang, selanjutnya disimpan selama ± 5 jam pada temperatur 45oC. Selama penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam laktat. Selanjutnya susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa

Pada bidang bioteknologi konvensional, sebagian besar didominasi oleh produk makanan. Daftar berikut merupakan campuran berbagai jenis mikroorganisme jamur dan bakteri. Kolom bahan yang kosong itu berarti saya belum memperoleh informasi. Kalau ada masukan boleh kasih komentar di sini.

8. Nata de Coco
Nata de coco berasal dari bahasa Spanyol yang berarti krim kelapa.Proses pembuatan nata de coco dibantu oleh sejenis bakteri bernama Acetobacter xylinum.

B. Bioteknologi modern

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli teknlogi mulai mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip ilmiah melalui penelitian dan berupaya menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Bioteknologi tidak hanya di manfaatkan dalam industri makanan, tetapi telah mencakup berbagai bidang seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi dan lainnya. Dengan adanya penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa yang akan datang.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.

Jenis-jenis bioteknologi

Jenis

Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:

• Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang medis.Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif, diagnosis, dan pengobatan. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal.

• Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology) adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan.Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir atau ragi, enzim-enzim dan organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.
• Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan.Di bidang pertanian, bioteknologi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai "bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen).
• Bioteknologi biru (blue biotechnology) disebut juga bioteknologi akuatik atau perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik. Salah satu contoh yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura). Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu singkat
  .

Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi

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 bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada 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 pada masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. 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:

• Jagung resisten hama serangga
• Kapas resisten hama serangga
• Pepaya resisten virus
• Enzim pemacu produksi susu pada sapi
• Padi mengandung vitamin A
• Pisang mengandung vaksin hepatitis