BIOTEKNOLOGIUpaya untuk merekayasa organisme atau komponen organisme untuk menghasilkan produk yang berguna bagi manusia Alasan Digunakannya Makhluk Hidup dalam Bioteknologi1. Dapat/mudah berkembang-biak 2. Dapat dikloning sehingga sifatnya tetap konstan 3. Sifatnya dapat diubah sesuai keinginan manusia 4. Dapat menghasilkan berbagai produk barang atau jasa Sejarah Perkembangan BioteknologiNo Tahun Penemuan

1 Seb. Masehi Pemanfaatan ragi utk membuat anggur, tapai, sake dan bir

2 1500 Penggunaan mikroba utk menghasilkan aseton & butanol

3 1926 Antibiotik (Alexander Fleming)

4 1953 Struktur double helix DNA (Watson & Crick), Mekanisme perpindahan informasi genetik

5 1962 Enzim Endonuklease Restriksi

6 1972 Plasmid sbg vektor

7 1976 Pemetaan gen manusia

8 2000 Rekombinasi DNA di laboratorium

Mikroorganisme & Produk Makanan FermentasiNo Produk/ Makanan Mikroorganisme

Produk dari Perusahaan Susu

1 Keju Swiss Propionibacterium skermamanisi

2 Keju masak Keju biru Streptococcus spPenicilium requeforti, Leuconostoc

3 Krim asam Streptococcus lactis,Lactobacillus lactis

4 Kefir Streptococcus lactis, L. bulgaricus, Cand.

5 Kumiss L. bulgaricus, L. leichmannii, Candida

6 Yogurt Streptococcus thermophilus, L. bulgaricus

7 Taette Streptococcus lactis var. taette

Mikroorganisme & Produk Makanan FermentasiNo Produk/ Makanan Mikroorganisme

Produk Tanaman Bukan Minuman

1 Biji cokelat Candida crusei, Geotrichum sp

2 Biji kopi Erwinia dissolvens, Saccharomyces sp

3 Kimchi Acetobacter sp

4 Miso Aspergillus oryzae, Saccharomyces rouxii

5 Olive Leuconostoc mesenteroides, L. plantarum

6 Poi Acetobacter sp

7 Sauerkraut L. mesenteroides, Lactobacillus plantarum

8 Tauco/kecap Aspergillus oryzae, A. soyae, S. rouxii Aspergillus wentii.

9 Tempe Rhizopus oligosporus, R. oryzae

Contoh Kegunaaan Bioteknologi KlasikNOPRODUKPERANAN ORGANISME

1Keju Jamur/bakteri membuat dadih masak, tahan lama

2YogurtHasil sampingan fermentasi bakteri pd skim milk

3Fermentasi Khamir/yeast mengubah gula menjadi alkohol (anggur, bir, sake, tapai, cuka, dsb)

4Kecap Jamur memfermentasikan kacang kedelai

5Suplemen Makanan Mikroba penghasil PST, vitamin, asam amino dan peningkat cita rasa makanan

6Obat-obatan Mikroba penghasil antibiotika, siklosporin, dsb

7Bahan CelupPigmen yg diekstrak dari tumbuhan & lumut

8Pertamba ngan emas/logamBakteri Thiobacillus ferooxidans memurnikan bijih emas, tembaga & logam lainnya

9Pengeras/ pengentalBahan kimia (alginat) dari Alga Merah mengental-kan/mengeraskan agar-agar, kultur bakteri, dsb

10Bahan bakarChlorella mengubah sampah menjadi minyak

KULTUR SEL / JARINGANSel / jaringan yang ditumbuhkan dalam media tertentu untuk menghasilkan produk atau individu baruHal yang mendasari adalah adanya totipotensi, yaitu kemampuan sel/jaringan untuk tumbuh dan menghasilkan individu baru. Totipotensi sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan Medium kultur:Padat, berupa agar-agar yang mengandung nutrisi/mineral/garam organik, vitamin, hormon pertumbuhan, & suplemen organik. Kultur Jaringan Tumbuhan:Bagian tumb yg diambil disebut eksplan.Eksplan dapat berupa: biji, meristem, embrio, sel, polen, protoplas, endosperm & tunas .

EksplanKalusTunasAkarPlantletTahapan Kultur Jaringan Tumbuhan

Kultur Hewan Kultur hewan umumnya dilakukan dlm tahap embrio (morula/blastula), yang dilakukan di dalam tabung (in vitro). Embrio kemudian ditanam di dlm uterus hewan betina hingga didapat individu baru (in vivo).Kultur sel hewan tidak dpt menghasilkan individu baru karena totipotensi sel hewan rendah, tapi bisa menghasilkan selapis sel/jaringan yg bisa dikloning.

REKAYASA GENETIKAUpaya memanipulasi sifat makhluk hidup utk menghasilkan makhluk hidup dengan sifat yg diinginkan.Misalnya dg menggabungkan dua DNA dari spesies yg berbeda yg disebut Rekombinasi DNA yang menghasilkan DNA Rekombinan.Rekombinasi secara alami : pindah silang, transduksi, transformasi.Penyambungan DNA secara buatan dilakukan secara in vitro, dg enzim pemotong (endonuklease restriksi) dan enzim penyam-bung (ligase).Metode mendapatkan gen: memotong gen secara langsung, metode transkripsi balik dg enzim reverse transkriptase, & metode sintesis gen secara in vitro.Sel target yg sering digunakan : E. coli Alasan Rekombinasi : struktur DNA sama, DNA dpt disambung-sambung, Gen dpt berekspresi di dalam semua sel organisme, ditemukan enzim pemotong & penyambung DNA.

REKAYASA GENETIKA (lanjutan)Plasmid ialah molekul DNA sirkuler yg ada dlm sel ragi/bakteri, yg dpt dimanfaatkan sbg vektor utk memasukkan gen ke dlm sel targetFusi Sel yaitu peleburan dua sel yg berbeda yg membentuk sel bastar yg disebut Hibridoma. Diawali peleburan membran, kemudian peleburan sitoplasma (plasmogami) & peleburan inti (kariogami). Fusi bermanfaat utk pemetaan kromosom, pembuatan antibodi monoklonal & pembentukan spesies baru.Bagaimana proses rekombinasi berlangsung ? Lihat gambar di samping !

BIOTEKNOLOGI PERTANIAN1. Tumbuhan yg Tahan Hama, misal dg rekombinasi gen dan kultur sel. Penyisipan gen dibantu oleh vektor/pembawa, misalnya plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens.2. Tumbuhan yg Mampu Menambat Nitrogen, dg memasukkan bakteri penambat nitrogen yg sudah disisipi gen NiF ke dalam akar tanaman budidaya.

BIOTEKNOLOGI KEDOKTERAN1. Pembuatan Antibodi Monoklonal 2. Terapi Gen Manusia 3. Pembuatan Vaksin dan Obat-obatan

Kloning Terapi pada Manusia

BIOTEKNOLOGI PETERNAKAN PEMULIAAN HEWAN (Bibit Unggul untuk Produksi) PENGEMBANGAN PENGOBATAN (Vaksin, Enzim, Hormon, Antibodi) PENINGKATAN KUALITAS REPRODUKSI HEWAN KONSERVASI HEWAN YG TERANCAM PUNAH DATA BASE PLASMA NUTFAH INDONESIA

BAHAYA BIOTEKNOLOGI & PENCEGAHANNYABahaya :1. Pembuatan Senjata Biologis 2. Munculnya Organisme Strain Jahat 3. Gangguan Keseimbangan Lingkungan 4. Masalah Hukum & Nilai-nilai Masyarakat Pencegahan 1. Ijin/Rekomendasi sebelum Rekombinasi DNA2. Pelarangan Kloning Manusia 3. Pelarangan Pembuatan Senjata Biologis 4. Regulasi Prosedur Kerja Laboratorium, Pengolahan Limbah, dsb