Bioteknologi Reproduksi

Bioteknologi adalah penggunaan Agen Biologi (biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika) secara terpadu, untuk menghasilkan barang/jasa atau lainnya untuk memenuhi kebutuhan manusia.

A.   PRODUK-PRODUK BIOTEKNOLOGI

1.       Bioteknologi konvensioonal

Biteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan barang/jasa, misalnya jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan metabolisme sehingga diperoleh produk yang diinginkan.

Tabel produk-produk bioteknologi konvensional

Produk	Enzim	Bahan	Mikroorganisme
Tempe	Protease	Kedelai	Rhizopus oligosporus
Tauco	Protease	Kedelai	Aspergilus oryzae
Kecap	Protease	Kedelai	Aspergilus soyae
Oncom	Protease	Bungkil kacang	Monillia sitophila
Yoghurt	Laktase	Susu	Streptococcus thermophilus
Yoghurt	Laktase	Susu	Lactobacillus vulgaris
Keju	Lipase	Susu	Lactobacillus vulgaris
Keju	Lipase	Susu	Lactobacillus lactis
Mentega	Lipase	Susu	Streptococcus lactis
Asinan	Laktase	Kubis	Lactobacillum plantarum

Bioteknologi konvensional mempunyai beberapa manfaat, yaitu :

a.   Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman.

b.  Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat     diciptakan makanan baru yaitu Nata de coco.

c.   Dapat membuat makanan yang tahan lama, misalnya asinan.

d.  Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena bioteknologi sederhana tidak banyakk membutuhkan biaya sehingga masyarakat kecil bisa melakukannya dan menjual hasilnya untuk keperluan hidup sehari-hari.

2.       Bioteknologi modern

Bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa genetika untukmenghasilkan barang dan jasa, seperti DNA rekombinan (pemutusan, penyisipan dan penyambungan DNA), GMOs, kloning, dan fusi sel.

Tabel produk-prodk bioteknologi modern untuk pengobatan dan terapi.

No.	Nama produk	Kegunaan
1.	Interferon	Melawan infeksi, meningkatkan sistem kekebalan.
2.	Insulin	Mengontrol kadar gula darah (diabetes mellitus).
3.	Vaksin	Meningkatkan kekebalan tubuh.
4.	Hormon pertumbuhan	Melawan kekerdilan, untuk penyembuhan.
5.	Betaendorfin	Mengurangi rasa sakit.
6.	Activator plasminogen	Melarutkan darh beku, mencegah stroke.
7.	Inferleukin 2	Mengaktifkan sistem kekebalan dan kanker otak.

1. Radiasi
Adalah penyinaran dengan menggunakan gelombang elektromagnetik untuk memperoleh bibit unggul dengan sifat unggul yang menetap.Radiasi dapat digunakan untuk :
a.    Makanan, menghambat pertunasan umbi dan menunda pematangan buah.
b.    Membuat mutan dengan menggunakan sinar gamma, dimanfaatkan untuk membuat bibit unggul, seperti: padi atomita I, II, III dan IV dan kedelai muria
c.    Mengendalikan jumlah serangga, caranya: serangga jantan di radiasi, menjadi jantan mandul, dilepas ke alam, terjadi perkawinan, telur tak menetas, jumlah sedikit.

2. Hidroponik dan Aeroponik
Hidroponik adalah teknik bercocok tanam dengan menggunakan media air atau pasir / krikil tanpa menggunakan tanah. Nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman dialirkan melalui pipa air. Tanaman dapat juga ditempatkkan diatas bak penampung nutrien dimana akar tanaman dapat menyerap nutrien dari bak nutrien. Jadi, akar tanaman selalu terendam cairan nutrien.
Aeroponik adalah teknik bercocok tanam dengan akar menggantung di udara tanpa menempel pada media apapun. Nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman diberikan dengan menyemprotkan air yang sudah bercampur nutrien ke akar yang menggantung, yang biasanya dilakukan secara otomatis menggunakan alat semprot yang sudah dilengkapi timer.
Keunggulan bercocok tanam secara hidroponik / aeroponik :
a.    Terhindar dari serangan hama dan penyakit yang berasal dari tanah
b.    Hemat pupuk karena pemberiannya diatur sesuai kebutuhan
c.    Mutu sayuran atau buah yang dihasilkan lebih baik dari pada menggunakan media tanah.
d.    Tidak tergantung pada tempat dan musim, seperti luas tanah dan ketinggian tempat

3. Membuat Buah Tanpa Biji
Membuat buah tanpa biji yaitu dengan menyilangkan dua tananam sejenis yang berbeda ploidi (berbeda jumlah sel kromosom),   merangsang dengan bahan kimia kolkisin, asam sulfamilamid dan antibiotik streptomisin.

4. Pupuk Biologi

Pupuk biologi yaitu menggunakan mikroorganisme pengikat zat lemas (N2), seperti Rhizobium, Anabaena. Memanfaatkan mikoriza, simbiosis jamur dan akar tumbuhan biji.

5. Pengendalian Hama Hayati

a.    Menggunakan hewan pemangsa (predator), misal: burung hantu untuk memakan tikus.
b.    Menggunakan jamur, bakteri, virus yang merupakan parasit.

6. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat – sifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
a.    Transplantasi Inti
Transplantasi inti adalah 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.
b.    Fusi Sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang samamaupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:
-    Sel sumber gen (sumber sifat ideal);
-    Sel wadah (sel yang mampu membelah cepat);
-    Fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).
c.    Teknologi Plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antara lain:
-    Merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu;
-    Dapat beraplikasi diri;
-    Dapat berpindah ke sel bakteri lain;
-    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.
d.     Rekombinasi Gen
Rekombinasi Gen adalah penggabungan gen (DNA) yang berasal dari organisme yang berbeda sehingga terbentuk gen (DNA) rekombinasi. Teknologi rekombinasi dapat dimanfaatkan untuk insilun dan oranisme transgenik.
-    Membuat insulin. Insulin digunakan untuk mengobati penyakit diabetes. Untuk mendapatkan insulin yang sama dengan insulin manusia, gen pembentuk insulin dari sel pankreas manusia dimasukkan ke dalam bakteri (Eschericiacoli) sehingga bakteri mampu menghasilkan insulin manusia.
-    Organisme transgenik, yaitu organisme yang mendapat pindahan gen dari organisme lain sehingga menjadi organisme baru yang sifatnya lebih baik.

7. Bidang Kedokteran
Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon.
a.    Pembuatan Antibodi Monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:
-    Untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;
-    Mengikat racun dan menonaktifkannya;
-    Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.
b.    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.
c.    Pembuatan Antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.
d.    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.

B.   TEKNIK REKAYASA REPRODUKSI

Rekayasa reproduksi adalah suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan manusia dengan cara rekayasa tahapan-tahapan reproduksi yang berlangsung secara alami. Rekayasa reproduksi tidak hanya dilakukan pada hewan dan tumbuhan, tetapi manusia juga bisa dijadikan objek dalam teknologi. Ada beberapa tektik rekayasa reproduksi yang kita kenal, antara lain :

1.    Kultur jaringan

Kultur jaringan (sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel) untuk memperoleh individu baru.

Manfaat atau keuntungan kultur jaringan adalah sebagai berikut.

a. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yang singkat.

b.   Sifat identik dengan induk.

c.   Dapat diiperoleh sifat-sifat yang dikehendaki.

d. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa.

2.    Kloning

Kloning adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik. Kloning ditemukan pada tahun 1997 oleh Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi seekor domba tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil rekayasa tersebut diberi nama Dolly.

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 sel 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. Kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.
    Jadi, domba hasil klong merupakan domba hasil perkembangbiakan secara vegetatif karena sel telur tidak dibuahi sel sperma.

3.    Makhluk hidup transgenik

Makhluk hidup transgenik sering disebut sebagai GMOs (Genetically Modified Organisms) yang merupaka hasil rekayasa genetika. Teknik ini mengubah faktor keturunan untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini dikenal dengan rekayasa genetika atau teknologi plasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan menyisipkan jalan gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang mempunyai sifat tertentu sesuai dengan keinginan si pembuat.

Teknologi ini dapat kamu pelajari dari beberapa aplikasi yang telah dikembangkan oleh manusia, antara lain sebagai berikut.

a.   Produksi insulin

Caraya adalah dengan menyambungkan gen pengontrol pembuatan insulin manusia ke dalam DNA bakteri. Kemudian dari hasil penyambungan tersebu akan terbentuk bakteri baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Bakteri ini dipelihara di laboratorium untuk menghasilkan insulin. Insulin yang dihasilkan dapat digunakan untuk pengobatan kencing manis.

b.   Menciptakan bibit unggul

Rekayasa genetika untuk memperbaiki tumbuhan supaya menjadi lebih baik, yaitu :

1) Pencangkokan gen pembentuk pestisida pada tumbuhan sehingga mampu menghasilkan pestisida yang mematikan hama.

2) Rekayasa tuumbuhan yang mampu melakukan fiksasi nitrogen. Teknologi ini mampu membuat tanaman yang bisa memupuk dirinya sendiri.

3) Rekayasa genetika yang mampu menciptakan tanaman yang mampu meproduksi zat anti koagulan.

4.    Hibridisasi

Hibridissi 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 dan hewan. Contoh hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan anggrek.

5.    Inseminasi buatan

Inseminasi buatan adalah pembuahan atau fertilisasi yang terjadi pada sel telur dan sperma yang disuntikkan pada kelamin betina. Jadi, fertilisasi ini tidak membutuhkan jantan, tetapi hanya membutuhkan spermanya saja. Teknoligi ini menggunakan metode penyimpanan sperma pada suhu rendah (-80℃ sampai -20℃ ).

Jadi, untuk mendapatkan bibit pejantan unggul untuk mengawini bibit betina lokal tidak perlu membawa individunya tetapi cukup dengan membawa spermanya. Hal ini juga memudahkan proses pengiriman dari suatu negara ke negara lain.

6.    Bayi tabung

Bayi tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang berlangsung di dalam tabung. Teknologi ini sebenarnya kelanjutan dari teknologi inseminasi buatan, hanya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar tubuh, sedangkan inseminasi terjdi di dalam tubuh. Keduanya sama-sama merupakan perkembangbiakan generatif. 

Sumber: http://adindayuniarr.blogspot.com/2013/09/bioteknologi-dan-teknik-rekayasa_3396.html , http://deliarmahardikacandra.blogspot.com/2012/02/bioteknologi-modern.html