Produk-produk Hasil Rekayasa Genetika

Conventional BiotechnologyTEPUNGGLUCOSE ALCOHOL METHANE (BIOGAS) ASAM CUKAYeast: AspergillusYeast: SaccharomycesBacteria: AcetobacterBacteria: Methanobacterium

Produk-produk Makanan Hasil Bioteknologi dan Organisme yang Digunakan

NO.ProdukBahan makananMikroorganisme1. 2.3.4.5.6.7.8.9.10. 11.TempeKecapKejuYoghurtRotiOncomTapeNata de cocoBirBremMentega

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.

KejuProses 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.

MentegaMenggunakan mikroorganismeStreptococcuslactis dan Leuconosto ceremoris. 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

KecapDalam pembuatan kecap, jamur, Aspergillus oryzae dibiakkan pada kulit gandum terlebih dahulu. Jamur Aspergillus oryzae 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.

TempeUntuk membuat tempe, selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini 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.

TapeTape 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 Aspergillus oryzae,

Produk-produk modern bioteknologi untuk pengobatan

No.Nama produkKegunaan1.

2.

3.4.

5.

Interferon

Insulin

VaksinPenicillin

Hormon pertumbuhanMelawan infeksi, meningkatkansistem kekebalanMengontrol kadar gula darah (diabetes mellitus).Meningkatkan kekebalan tubuhAntibiotika, melawan infeksi olehbakteri atau jamurMelawan kekedilan, untuk penyembuhan

Produk-produk modern bioteknologi untuk pengobatan

No.Nama produkKegunaan6.7.

8. 9.

10.Beta endorfinActivator plasminogen

Inferleukun 2Antibodi monoklonal

EnzimMengurangi rasa sakitMelarutkan darah beku,mencegah strokeMengaktifkan sistem kekebalanMenyerang dan membunuh seltumor atau kankerMeningkatkan reaksi /biokatalisator baik untuk keperluan manusia maupun industri

Kultur jaringan Pelaksanaan teknik kultur jaringan bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman. Tanaman yang dikulturbiasanya adalah bibit unggul. Dengan teknik ini, kita bisa mendapatkan keturunan bibit unggul dalam jumlah yang banyak dan memiliki sifat yang sama dengan induknya.Kultur jaringan sebenarnya memanfaatkan sifat totipotensi yang dimiliki oleh sel tumbuhan. Totipotensi yaitu kemampuan setiap sel tumbuhanuntuk menjadi individu yang sempurna

KULTUR JARINGAN

KULTUR JARINGAN

ALAT-ALAT UNTUK KULTUR JARINGANAUTOKLAFSHAKER/ MEJA PENGGOJOK

Rekayasa genetikasuatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau Rekombinasi gen Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.

Transplantasi inti Pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak.Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.

Fusi selFusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusisel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti olehpeleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami).

Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru.

Didalam fusi sel diperlukan adanya: a) sel sumber gen (sumber sifat ideal); b) sel wadah (sel yang mampu membelah cepat); c) fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).

Teknologi plasmidPlasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antaralain:a) merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu;b) dapat beraplikasi diri;c) dapat berpindah ke sel bakteri lain;d) sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.

Rekombinasi DNARekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menyambungkan gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA disebut juga rekombinasi gen.

Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena alasan-alasan sebagai berikut.1) Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama.2) DNA dapat disambungkan

Tanaman Transgenik Yang Telah Dikomersialkan

NoTujuan Rekayasa GenetikaContoh Tanaman1Menghambat pematangan dan pelunakan buahTomat2Tahan terhadap serangan insektisidaTomat,kentang,jagung3Tahan terhadap serangan ulatKapas4Tahan terhadap serangan insektisida dan virusKentang5Tahan terhadap virusSquash,pepaya.6Tahan terhadap insekta dan herbisidaJagung, padi, kapas dancanola7Toleran terhadap herbisidaKedelai, canola, jagung,bit gula8Perbaikan komposisi dan nilai giziCanola,kedelaidan padi

Organisme transgenikOrganisme trasgenik adalah organisme telah mengalami rekayasa genetik secara in vitro, dimana rekombinasi genetik yang terjadi tidak bisa secara alami tanpa campur tangan manusia. Penambahan atau modifikasi gen dilakukan dengan menabahkan unsur genetik dari spesies yang sama atau spesies lain, termasuk yang jauh hubungan kekerabatannya..

GMO (Genetically Modified Organisms)GMO ( Genetically Modified Organisms ). Dalam arti khusus adalah teknologi rekombinan DNA (rDNA), karena teknologi tersebut melibatkan suatu transfer materi genatik.. Produk atau organisme baru hasil teknologi rDNA disebut transgenik yang berarti terjadi penyisipan satu atau lebih gen dari organisme yang berbeda ke kromasom lain, baik secara buatan maupun almiahKeunggulan bibit hasil rekayasa genetika tersebut sebahagian besar ditunjukkan untuk mengurangi kebutuhan pestisida kimia, tahan terhadap hama tumbuhan dan tanaman memiliki daya tahan terhadap penyakit yang disebabkan oleh virus dan kapang.

Industri Pangan dan Produk GMO.Aplikasai teknologi rekayasa genetika dalam industri pangan dapat digolongkan ke lima katagori;

Modifikasi dari struktur atau peningkatan produksi dari prpduk-produk biologis yang termasuk langka melalui cara kloning gen yang dianggap relevan yang terdapat di dalam bakteri.

Melakukan perubahan kemampuan mikroorganisme yang terpilih untuk meningkatkan atau memperbaiki dalam penggunaannya dalam industri , seperti pengembangan suatu bakteri yang bertanggungjawab terhadap tekstur maupun cita rasa makanan.

Merekayasa mjkroorganisme agar mampu menghasilkan berbagai jenis food additives yang banyak gunanya dalam proses pengolahan pangan.

Merekayasa mikroorganisme sehingga menjadi yang lebih sensitif dalam mendeteksi senyawa mutagenik dalam makanan.

Mengembangkan cara deteksi mikroba yang sangat spesifik berdasarkan teknologi hibridisasi DNA

Produk GMO untuk industri pangan dengan contoh dan penggunanan dalam peoses pengolahan.

ProdukContohPenggunaanAsam aminoSisteinFood enrichmentAsam glutamatFlafor, food enrighmentLisinF ood enrichmentMetioninFood enrighmentBiopolimerPoliamilosaBiodegradable warpping meat Xanthan gumFood texturizerEnzim / ProteinAmilaseFlour supplement, mashing agent, Baby foodsBromelinMeat tenderizerGlucose isomeraseMemp high fructuse, corn syrupLipaseMemp. flaforMonellinMemp. pemanisProteaseMeat tenderizer, chill-proofing beer. Cheese flaforTraumatinMemp. pemanis

ProdukContohPenggunaanMjkroorganismeYeast / khamirProses brewing,baking , wineLactobacillus, StreptococciFer. Susu dan daging.

KloningKloning adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik.Kloning akan berhasil apabila nukleus ditransplantasikan ke dalam sel yang akan menghasilkan embrio (sel telur) termasuk sel germa. Sel germa adalah sel yang menumbuhkan telur dari sperma.

Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut adalah sebagai berikut

a. Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina,dan mengambil kelenjar mamae dari domba betina lain.b. Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.c. Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki nukleus lagi.d. Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel telur).e. Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam uterus domba, kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.

HibridisasiHibridisasi adalah persilangan antara varietas dalam spesies yang sama yang memiliki sifat unggul. Hasil dari hibridisasi adalah hibrid yang memiliki sifat perpaduan dari kedua induknya. Teknik ini dapat dilakukan pada tumbuhan danhewan. Contoh hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan anggrek.

Pembuatan antibodi monoklonal Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:a) untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;b) mengikat racun dan menonaktifkannya;c) mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.

Pembuatan vaksin Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.

Pembuatan antibiotika Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organismtertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu.

Pembuatan hormon Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison,dan testosteron.

Produksi insulinCaranya adalah dengan menyambungkangen pengontrol pembuatan insulin manusiake dalam DNA bakteri. Kemudian dari hasil penyambungan tersebut akan terbentuk bakteri baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Bakteri ini dipelihara di laboratorium untuk menghasilkan insulin. Insulin yang dihasilkan bisa untuk mengobati penyakit kencing manis.

Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari protein DNA dan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan sering ditemukan nodul pada akarnya. Di dalam nodul tersebut terdapat bakteri Rhizobium yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhan polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri.

Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan agar bakteri Rhizobium dapat hidup di dalam akar selain tumbuhan polong-polongan. Di samping, itu juga berupaya meningkatkan kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi gen.

Pembuatan tumbuhan tahan hamaTanaman yang tahan hama dapat dibuat melalui rekayasa genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel. Contohnya, untuk mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperluka gen yang menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian disisipkan pada sel tanaman kentang. Sel tanaman kentang tersebut, kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang tahan penyakit.Selanjutnya tanaman kentang tersebut dapat diperbanyak dan disebarluaskan.

ORGANISME HASIL REKAYASA GENETIK

Bioteknologi bidang peternakan Dengan bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk peternakan. Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai 20%.

Bioteknologi bahan bakar masa depanAlternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. Pada fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan untuk bahan bakar.Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yangmelimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidak menimbulkan polusi.

Bioteknologi pengolahan limbahProses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan anorganik. Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos

Bioteknologi pengolahan limbah Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah, misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi yang menyebabkan minyak bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri Acinetobacter calcoaceticus. Dengan bioteknologi, pengolahan limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secara bioteknologi melibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob.

Dampak positif rekayasa reproduksi Menciptakan bibit unggul. Meningkatkan gizi masyarakat. Melestarikan plasma nutfah. Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi sesuai dengan keinginan manusia. Membantu pasangan yang kesulitan mendapatkan anak dengan jalan pintas yaitu bayi tabung.

Dampak negatif rekayasa reproduksi : Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis yang sama akan mudah terkena penyakit. Merugikan petani dan peternak lokal yang mengandalkan reproduksi secara alami. Dikhawatirkan adanya penyalahgunaan teknologi reproduksi untuk kepentingan pribadi yang merugikan orang lain. Misalnya misi sebuah negara yang hendak menguasai dunia dengan menciptakan prajurit tangguh dengan teknik pengkloningan. Mengganggu proses seleksi alam.

Dampak Penerapan Bioteknologi lainnyaDampak di Bidang Sosial EkonomiDampak ekonomi yang tampak adalah paten hasil rekayasa, swastanisasi dan konsentrasi bioteknologi pada kelompok tertentu, memberikan pengaruh yang amat luas pada masyarakat.Dampak paten terlihat dengan diberikan paten pada kapas tahan hama hasil rekayasa oleh Amerika Serikat kepada perusahaan ternetu. Keadaan ini memaksa petani tradisional untuk tidak mengdakan bibit sendiri, para peneliti harus mendapatkan ijin terlebih dahulu sebelum melakukan penelitian menggunakan bibit-bibit hasil rekayasa itu.Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil. Penggunaan hormon pertumbuhan sapi (bovine growth harmone (BGH) dapat meningkatkan produksi susu sapi sampai 20% niscanya akan menggusur peternakan kecil. Bioteknologi dapat menimbulkan kesenjangan ekonomi.Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, tembakau, coklat, kopi, gula, kelapa, vanilli, ginseng dan opium akan dapat dihasilkan melalui modifikasi genetika tanaman lain. Keadaan ini akan menyingkirkan tanaman aslinya, dunia ketiga sebagai penghasil tanaman-tanaman tadi akan menderita kerugian besar.

Dampak di Bidang LingkunganPelepasan makhluk transgenik ke alam bebas dapat menimbulkan dampak berupa pencernaan biologi yang bisa lebih berbahaya daripada pencernaan kimia dan nuklir.Dengan keberadaan rekayasa genetika, perubahan genotip tidak dirancang secara alami sesuai dengan kebutuhan dinamika populasi melainkan menurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu. Perubahan drastis ini akan menimbulkan peluang bahaya.

Dampak di Bidang KesehatanProduk rekayasa di bidang kesehatan ini memang sudah ada yang menimbulkan masalah yang serius. Contohnya adalah :penggunaan insulin hasil rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris. Tomat Flavr Savr diketahui mengandung gen resisten terhadap antibiotik. Susu sapi yang disuntik dengan hormon BGH disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi berbahaya bagi kesehatan manusia.

Dampak di Bidang Etika dan MoralMenyisipkan gen makhluk hidup kepada makhluk hidup lain memiliki dampak etika yang seriius. Menyisipkan gen makhluk hidup lain yang tidak berkerabat dianggap sebagai pelanggaran terhadap hukum alam dan sulit diterima masyarakat. Mayoritas orang Amerika berpendapat bahwa pemindahan gen itu tidak etis, 90% menentang pemindahan gen manusia ke hewan, dan 75% menentang pemindahan gen hewan ke hewan lain.Bahan pangan transgenik yang tidak berlabel juga membawa konsekuensi bagi penganut agama tertentu. Bagaimana hukumnya bagi penganut agama Islam, kalau gen babi disisipkan ke dalam buah semangka? Penerapan hak paten pada organisme hasil rekayasa merupakan hak pribadi atas organisme.

Contoh jenis pangan : Buah segar kupas/potong (Kategori Pangan 04.1.1.3) Contoh Produk : Buah potong (terkemas) Komposisi : Apel potong, papaya potong, jambu biji potong Hasil Analisis : Apel = Apel PRG 30% Pepaya = Pepaya PRG 30%

Contoh jenis pangan : Kecap Manis (Kategori Pangan 12.9.2.3), Sari Kedelai (Kategori Pangan 06.8.1), Biskuit (Kategori Pangan 07.1.3) Contoh produk 1 : Kecap Manis Hasil Analisis : Sari Kedelai = PRG 10%

Contoh produk 2 : Biskuit Komposisi : Tepung terigu, tepung jagung, tepung kedelai, gula, margarine dan BTP Hasil Analisis : Tepung jagung = jagung PRG 4%, tepung kedelai = kedelai PRG 4%

*