BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam bidang bioteknologi dan rekayasa genetika, Kita sangatlah jauh tertinggal.

Padahal ini merupakan bidang unggulan yang bisa mengubah secara eksponensial

pendapatan Negara melalui jalur pendapatan hasil pertanian, peternakan, esehatan dan

sebagainya, sehingga sangat logis kalau Indonesia perlu terus megembangkan

bioteknologi untuk memanfaatkan kekayaannya sendiri itu, supaya tidak ketinggalan

dengan Negara-negara lain. Negara-negara dengan areal kecil, seperti Israel, Jepang,

Thailand, dan Singapura, sudah sangat jauh mengembangkan bidang ini.

Selain itu, Negara-negara maju, sepertio Inggris, Amerika, Jerman, Australia, dan

Jepang telah lama mengadakan riset terpadu di bidang bioteknologi dan rekayasa

enetika, bahkan mereka sudah menjual produk-produk baru dengan hak paten dari hasil

biotek dan rekayasa genetika (terutama dalam kedokteran dan farmasi), seperti antibody,

obat-obatan, hormone-hormone, enzim-enzim, bahan kosmetika, bakteri-bakteri,

cloning, bayi tabung dan sebagainya. Rekayasa genetika (genetic engeneering) ini

kebanyakan berasal dari plasma nutfah-plasma nutfah yang ada di dunia ini. Indonesia

merupakan Negara ke dua terkaya plasma nutfahnya setelah Brasil, Sebagai contoh

kalau kita ambil satu gram tanah sawah atau kita ambil beberapa mili liter air laut dan

danau, akan kita temuakan banyak jenis bakteri atau jamur yang sangat bermanfaat

terutama dalam bidang kedokteran dan farmasi, yaitu bias menghasilakan enzim dan

bioaktiv tertentu. Selain itu ada contoh, dari hasil screening pada sample tanah sawah

pertanian dengan tanaman pokok padi, beberapa strain bacteria penghasil enzimphytase

dan phosphatase, di antaranya marga Bacillus, Klebsiella, Enterobacter, Pantoea, dan

bakteri-bakteri baru yang sama sekali belum dikenal secara taksonomi. Enzim phytase

merupakan komoditaas yang sangat bagus karena merupakan salah satu anggota dari

kelompok enzim phosphatase yang mampu menghidrolisis senyawa phytat.

Berdasarkan uraian di atas, saya mencoba membuat makalah tentang perkembangan

bioteknologi dalam rekayasa generika dan produk-produknya dalam bidang kedokteran

dan farmasi. Bioteknologi yang semakin meningkat merupakan potensi

untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Akan tetapi, perlu disadari bahwadengan

1

adanya bioteknologi yang semakin berkembang belum menjamin peningkatan

kesejahteraan masyarakat suatu negara, karena masih banyak masyarakat yang tingkat

ekonominya rendah sehingga penggunan bioteknologi yang kurang merata. Bergerak dari

hal-hal tersebut di atas maka kesempatan ini saya menyusun karya tulis ilmiah dengan

judul bioteknologi.

1.2 Tujuan

Tujuan pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:

1.Untuk mengetahui perkembangan bioteknologi trutama dalam bidang rekayasa

genetika dan produk-produknya dalam bidang kedokteran dan farmasi.

2.Untuk mengetahui manfaat dari produk-produk rekayasa genetika dalam kedokteran

dan farmasi.

3.Untuk memenuhi tugas pembuatan makalah, dalam rangka penyempurnaan perolehan

nilai Mata Kuliah farmasi.

1.3 Rumusan Masalah

1. Apa pengertian dan bagaimanakah sejarah perkembangan bioteknologi?

2. Apa saja dan bagaimanakah mekanisme pembuatan bioteknologi dalam bidang

kedokteran dan farmasi?

1.4. Metode Penulisan

Karya tulis ini dibuat dengan menggunakan metode pustaka dan metode pengamatan.

1.5. Kegunaan Karya Tulis Ilmiah

Hasil karya tulis ilmiah ini diharapkan dapat berguna bagi sekolah khususnya dalam

proses belajar mengajar serta berguna bagi masyarakat umum. Karya tulis ini juga dapat

mengembangkan bioteknologi dengan baik dan benar.

1.6. Sistematika Penulisan

Karya tulis ini tersusun dalam 4 bab, Bab I memuat pendahuluan yang berisi latar

belakang permasalahan, tujuan penulisan, metode penulisan. Bab II landasan teori yang

akan dibahas. Bab III menguraikan pembahasan. Bab IV berisi kesimpulan dan saran.

2

BAB IILANDASAN TEORI

2.1 Teori – teori yang akan disajikan

-Pemanfaatan Bioteknologi-Bioteknologi memudahkan kita mencari penghasilan

-Kelebihan bahan makanan hasil fermentasi, dibandingkan makanan biasayaitu

muda dicerna, dapat dimanipulasi menjadi berbagai jenis makanan

2.2 Landasan Pembahasan Makalah

Dengan adanya bioteknologi, kita dapat memanfaatkan keahlian khususuntuk

menghasilkan produk dan jasa atau jasa organisme untuk mengelola bahan baku

menjadi bahan yang berguna / bermanfaat misalnya dalamfermentasi pembuatan,

tempe, tahu, tape dll.

3

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Pengertian dan Sejarah Perkembangan Bioteknologi

Bioteknologi adalah teknologi pemanfaatan mikroba atau produk mikroba yang

bertujuan menghasilkan bahan atau jasa tertentu. Secara istilah bioteknologi terdiri dari

bio (hidup), teknos (penerapan) dan logos (ilmu), dapat didefinisikan ilmu yang

menerapkan prinsip-prinsip biologi. Bioteknologi merupakan usaha terpadu dari

berbagai disiplin ilmu seperti biokimia, mikrobiologi, teknik kimia, dan genetika, yang

kemudian mengkristal menjadi suatu disiplin ilmu baru.

Bioteknologi sudah dimulai ribuan tahun yang lalu dan terus berkembang sampai saat

ini. Bila dicermati secara historis, bioteknologi sudah digunakan sejak ribuan tahun yang

lalu pada proses fermentasi makanan dan minuman. Sebagai contoh sejak 8000 SM

sudah dilakukan praktek penyilangan selektif untuk meningkatkan kualitas ternak. 6000

SM bioteknologi digunakan dalam proses produksi bir. Pada 4000 SM  proses fermentasi

juga digunakan dalam pembuatan keju, yoghurt,  cuka dan anggur. Pada tahun 1953

ditemukan struktur DNA oleh Watson dan Crick yang menjadi dasar perkembangan

bioteknologi modern.  Era 1975 - sampai saat ini merupakan era bioteknologi modern

yang ditandai dengan rekayasa genetika.

Bioteknologi tradisional dan bioteknologi modern dibedakan berdasarkan teknologi

yang digunakannya. Perkembangan bioteknologi dimulai dari penerapan bioteknologi

tradisional berupa fermentasi mikroba dengan teknik fermentasi non steril untuk

produksi berbagai jenis makanan, contohnya tempe, tape, dan kecap. Biodekomposer

dimanfaatkan untuk mendekomposisi limbah dan kotoran, biofertiliser (pupuk hayati)

menggunakan mikroba telah dimanfaatkan dalam bidang pertanian. Kontrol Biologi

berupa penggunaan pestisida hayati seperti bakteri, fungi atau predator serangga untuk

melindungi tanaman dari hama.

Teknologi kultur jaringan memainkan peran penting untuk perbanyakan secara cepat.

Teknologi fusi sel (hibridoma) digunakan dalam produksi antibodi monoklonal.

Penemuan enzim restriksi memberi jalan berkembangnya teknologi DNA rekombinan.

4

Teknologi DNA rekombinan (rekayasa genetika) pada awalnya dilakukan pada mikroba,

kemudian berkembang pada rekayasa genetika tanaman dan hewan. Rekayasa genetika

telah membuka jalan lahirnya bioteknologi modern.

Rekayasa genetika adalah memodifikasi gen-gen spesifik untuk tujuan tertentu dan

memindahkannya diantara organisme yang berbeda seperti bakteri, tumbuhan dan

hewan. Dengan rekayasa genetika para ahli menyisipkan gen dengan sifat yang

diinginkan ke dalam molekul DNA sehingga dihasilkan DNA rekombinan. DNA hasil

rekayasa tersebut kemudian dimasukkan kembali ke dalam sel sehingga dapat

mengekspresikan gennya, untuk menghasilkan produk yang diinginkan.

3.2. Bioteknologi Dalam Bidang Kedokteran dan Farmasi

Konsep Rekayasa Gentika Dalam Kedokteran dan Farmasi Bioteknologi adalah

teknologi yang tergantung sepenuhnya terhadap sumber daya genetic dari berbagai

makhluk hidup dari jasad renik atau mikroba sampai organisme sempurna, seperti

manusia atau mahluk lainnya yang sempurna. “Next Greet Entrepreneural Wave”

demikian ramalan majalah bisnis Amerika, The Red Herring (The Business of

Technology) beberapa tahun yang lalu. Era bioteknologi mulai berkembang tahun 1970-

an, yang di mulai dari pemanfaatan bioteknologi untuk industri farmasi dan kedokteran

Bioteknologi merupakan gabungan dari sekian banyak tekhnologi yang terus

berkembang pesat di dunia, pilihan tekhnologi yang mempunyai kemampuan sama untuk

merevolusi kehidupan manusia, membentuk industry raksasa dan menciptakan

gelombang ekonomi baru. Sebelum rekayasa genetika (genetica engeneering) ditemukan

ada suatu teknologi bioteknologi konvensional atau breeding tradisional yang hanya

mampu melakukan penyilangan antar organisme sejenisnya, yaitu yang memiliki genetic

yang sama Dalam melakukan tugas itu, para breeder tradisional dengan sengaja atau

tidak sengaja sebetulnya telah menstransfer bukan hanya satu atau dua gen saja tetapi

beberapa puluh ribu gen. Hal itu merupakan perbandingan yang sangat kontras, bila

disbanding dengan teknologi rekayasa genetika atau rDNA yang mampu mentrasper

secara lebih cermat, yaitu hanya dengan beberapa gen terpilih, yang ditransfer antar

spesies sama sampai antar spesies yang sangat berbeda. Hasil organisme yang telah

mengalami rekayasa genetika, yang dilakukan melalui pemindahan atau transfer sebuah

atau lebih gen antara species yang sama atau yang berbeda itu, disebut transgenic.

5

Macam-macam bioteknologi dalam bidang kedokteran dan farmasi :

A. Terapi Gen untuk Pengobatan Penyakit

Perkembangan baru dalam bioteknologi kedokteran antara lain adalah upaya

pengobatan dengan menggunakan terapi gen. Bioteknologi bidang farmasi telah

mengembangkan berbagai produk seperti antibodi monoklonal, hormon insulin,

interferon dan vaksin. Terapi gen digunakan untuk mengobati penyakit yang

disebabkan oleh kelainan genetik. Terapi gen dilakukan dengan memasukkan gen

normal ke dalam sel pasien, dengan tujuan agar gen yang rusak digantikan oleh gen

normal.  Gen normal diselipkan melalui vektor virus (retrovirus atau adenovirus).

Vektor virus menginfeksi sel-sel sumsum tulang yang telah diambil dari pasien.

Kemudian vektor virus memasukkan gen normal ke dalam inti sel, sehingga sel akan

membuat protein sesuai dengan perintah gen normal.

     Pada tahun 1991, W. French Anderson dan Michael Blaese telah berhasil

melakukan pengobatan terapi sumsum tulang pada anak usia 4 tahun yang mengalami

penyakit Imuno defisiensi. Penyakit genetik yang jarang terjadi, disebabkan karena

kekurangan enzim adenosin deaminase. Sel-sel T dan B limfosit dalam sistem

kekebalan tubuh tidak berfungsi karena kekurangan enzim ini.

B. Produkse antibiotik oleh mikroorganisme

Antibiotik merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh mikroorganisme.

Penisilin dihasilkan oleh jamur Penicillium notatum. Penisilin merupakan antibiotik

pertama yang ditemukan oleh Alexander Fleming tahun 1928, dan kemudian

dikembangkan oleh Harold Florey pada tahun 1938. Penisilin telah diproduksi dan

dipasarkan pada tahun 1944.

     Antibiotik sepalosporin C dihasilkan oleh jamur Cephalosporium. Sepalosporin C

merupakan antibiotik menguntungkan yang dapat membunuh bakteri yang tahan

terhadap penisilin. Antibiotik Streptomisin dihasilkan oleh jamur Streptomyces

griseus yang dapat membunuh bakteri patogen yang tahan terhadap penisilin atau

sepalosporin. Streptomisin telah digunakan untuk mengobati penyakit tuberkulosis. 

6

     Antibiotik tidak secara langsung dikode oleh gen, tetapi dibuat di dalam sel dengan

reaksi katalis enzim. Enzim disusun berdasarkan instruksi gen spesifik. Dengan

teknologi fusi sel akan terjadi kombinasi gen dan sintesis enzim-enzim baru, sehingga

mikroba dapat menghasilkan antibiotik baru. Saat ini telah banyak dihasilkan

bermacam-macam antibiotik untuk kemoterapi kanker, anti bakteri, anti amuba,

pengawet makanan, dan anti fungi seperti yang tercantum dalam tabel berikut ini.

Tabel 3.1. Beberapa Antibiotik yang Penting Secara Ekonomi.

 Antibiotik  Mikroorganisme Penghasil   Fungsi

 Aklasinomisin A  Streptomyces antibioticus  Anti Tumor

 Aktinomisin D  Streptomyces antibioticus  Anti Tumor

 Basitrasin  Bacillus sp  Anti Bakteri

 Bleomisin  Streptomyces verticillium  Anti Kanker

 Daurubisin  Streptomyces peucetius  Anti Protozoa

 Fumagilin  Aspergillus sp  Pembunuh Amuba

 Grisovulvin  Penicillium sp  Anti Fungi

 Kloramfenikol  Cephalosporium sp  Anti Bakteri

 Mitomisin C  Streptomyces lavendulae  Anti Tumor

 Mitramisin  Streptomyces argillaceus  Anti Tumor

 Nata  Streptomyces  Pengawet Makanan

 Nisin  Streptomyces  Pengawet Makanan

 Penisilin G  Penicillium sp  Anti Bakteri

 Rifomisin  Nocordia sp  Anti TBC

 Sepalosporium  Acremonium sp  Anti Bakteri

 Streptomisin  Streptomyces sp  Anti Bakteri

 Tetrasiklin  Streptomyces sp  Anti Bakteri

7

C. Teknologi Fusi Sel untuk Produksi Antibodi Monoklonal

  Cesar Milstein dan George Kohler, dua ahli IPA Cambridge yang pertama

menghasilkan antibodi monoklonal di laboratorium pada tahun 1975 dan menerima

hadiah Nobel pada tahun 1984. Mereka berhasil mengembangkan sel-sel ß limfosit

penghasil antibodi, dengan menggabungkannya dengan sel-sel tumor sehingga dapat

bertahan hidup di luar tubuh makhluk hidup.

     Antibodi monoklonal diproduksi dengan mengembangkan sel-sel ß limfosit yang

hanya mensekresikan satu jenis antibodi. Antigen yang spesifik disuntikkan ke dalam

limpa tikus secara invitro menghasilkan sel-sel ß limfosit. Dengan teknik fusi sel-sel ß

limfosit digabungkan dengan dengan sel-sel tumor (sel myeloma) menghasilkan sel

hibridoma. Fusi sel dapat diperbanyak dengan menggunakan polietilen glikol (PEG),

senyawa kimia yang berfungsi untuk membuka membran sel sehingga mempermudah

proses fusi sel. Sel hibridoma ditanam pada medium selektif, sehingga berkembang

biak. Setelah 10-30 hari sel hibridoma dipisahkan dari campuran dan dibiakkan dalam

tabung fermentasi. Antibodi monoklonal yang dihasilkan harus dipisahkan dan

dimurnikan.

     Penggunaan antibodi monoklonal telah dilakukan secara luas pada bidang

kesehatan. Antibodi monoklonal yang spesifik digabungkan dengan perangkat kit

untuk tujuan diagnostik, contohnya menyalurkan obat-obatan ke bagian yang sakit,

untuk mendeteksi penyakit secara cepat, untuk mendeteksi kehamilan dan

pengobatan  penyakit kanker.

8

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Perkembangan baru dalam bioteknologi kedokteran antara lain adalah upaya untuk

mengobati penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetik menggunakan terapi gen.

Terapi gen dilakukan dengan memasukkan gen normal melalui vektor virus ke dalam

sel pasien, sehingga sel akan membuat protein sesuai dengan perintah gen normal.

Terapi gen telah berhasil dilakukan melalui terapi sumsum tulang pada pasien yang

menderita Imuno defisisensi. Antibodi monoklonal di produksi dengan teknologi fusi

sel. Sel-sel ß limfosit difusikan dengan dengan sel-sel tumor menghasilkan sel

hibridoma. Sel hibridoma dibiakkan tabung fermentasi. Antibodi monoklonal yang

dihasilkan sel hibridoma kemudian dipisahkan dan dimurnikan. Penggunaan antibodi

monoklonal telah dilakukan secara luas pada bidang kesehatan untuk tujuan diagnostik

seperti deteksi penyakit secara cepat, deteksi kehamilan dan pengobatan  penyakit

kanker. Bioteknologi bidang farmasi mengembangkan berbagai produk senyawa obat

dengan rekayasa genetika. Rekayasa genetika menggunakan plasmid E. coli telah

digunakan untuk memproduksi obat seperti : hormon insulin, interferon dan vaksin.

4.1 Saran

Kita sebagai generasi penerus seharusnya bisa lebih mengembangkan lagi teknolog-

teknologi baru seperti contoh dalam bidang kesehatan, sehingga semua masalah-

masalah kesehatan yang ada dapat diatasi. Selain itu, pengembangan teknologi itu juga

untuk mengejar ketertinggalan Negara kita dari Negara maju dan Negara berkembang

yang lainnya. Sebaiknya para pemuda dinekali ilmu pengetahuan yang cukup supayacepat

diterapkan dalam setiap langkah kehidupannya masing-masing.Kita harus menyambut

bioteknologi dengan baik sehingga pemanfaatannya dapat kita rasakan dengan sendirinya.

9

DAFTAR PUSTAKA

Amien Muhammad, Pegangan Umum Bioteknologi 3. Jakarta: Departemen

Pendidikan dan Kebudayaan, 1985.

Maggy Themawidjaja, Bioteknologi, Jakarta: Erlangga, 1990

Antonius Suwanto, dkk. (2008). Modul Bioteknologi Universitas Terbuka. Edisi 2. Jakarta : 

Universitas Terbuka.

Bio.(2004). Biotechnology. Tersedia : http // www.bio.org.  ( 5 April 2009).

Campbell, N., Reece, J., and Mitchell, L. (2002). Biologi. Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta :

Erlangga.

Nurkanti,  (2010). Bioteknologi praktis. Edisi kedua. Bandung : tidak diterbitkan.

Smith, J.E. (2004). Biotechnology : Studies in Biology. 4th-ed. Cambridge     University

Press 

Sumastri. (2007). Bioteknologi untuk Guru SMA. Modul P4TK IPA. Bandung :     tidak

diterbitkan.

10