Teknologi Reproduksi dan Bioteknologi

Teknologi Reproduksi dan Bioteknologi

1. Rekayasa reproduksi :

a)     Kultur Jaringan

b)    Kloning

c)     Makhluk hidup transgenik

d)    Hibridisasi

e)     Inseminasi

f)     Bayi Tabung

2. Bioteknologi

                 a. Bioteknologi Konvensional

                 b. Bioteknologi Modern

1.a. Kultur Jaringan :

¡  Bertujuan memperbanyak  jumlah tanaman dengan memanfaatkan sifat  totipotensi (kemampuan  setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna) yang dimiliki oleh sel tumbuhan

¡  Misalnya : pisang, mangga, tebu dan anggrek

Cara melakukan Kultur Jaringan

ü  Tentukan Eksplan (jaringan yang akan dikultur)

ü  Rendam eksplan dalam alkohol 70 % atau Calsium hipoklorit beberapa menit

ü  Masukkan eksplan kedalam botol atau tabung yang sudah disterilkan ke dalam media yang berisi :

   1). Garam-garam Mineral

      2). Asam Amino, vitamin, gula, hormon

   3). Media cair (aquadest), padat : agar-agar

ü  Simpan ditempat aman pada suhu kamar, sampai tumbuh kalus

ü  Kalus yang tumbuh dipotong-potong untuk ditanam pada media lain

ü  Kalus akan tumbuh menjadi tanaman muda (plantlet)

Keuntungan Kultur Jaringan

Ø  Menghasilkan bibit  banyak dalam waktu singkat

Ø  Sifat tanaman kultur sesuai dengan tanaman induk

Ø  Tanaman yang dihasilkan lebih cepat berproduksi

Ø  Hemat tempat/area

Ø  Tidak perlu menunggu tanaman dewasa untuk membiakkannya

b. Kloning

Penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik.

LANGKAH KLONING

1. Pengambilan kelenjar mamae (puting susu) seekor    domba disebut sel somatis (sel tubuh)
2. Dari domba betina lain diambil sebuah ovum (sel telur) lalu dihilangkan inti selnya.
3. Proses fusi (penyatuan) 2 sel dengan memberikan kejutan listrik yang mengakibatkan ‘terbukanya’

    membran sel telur sehingga kedua sel bisa menyatu.
4. Diperoleh sebuah sel telur yang berisi inti sel somatis. Hasil fusi sel memperlihatkan sifat yang mirip

   dengan zigot dan akan mulai melakukan proses pembelahan.

Langkah terakhir, ‘zigot’ ditanamkan pada rahim induk domba betina, sehingga sang domba tersebut hamil. Anak domba yang lahir itulah yang dinamakan Dolly dan memiliki sifat yang sangat sangat mirip dengan domba donor sel puting susu tersebut.

c. Makhluk  hidup Transgenik

¡  Makhluk hidup transgenik sering disebut sebagai GMOs (Genetically Modified Organisms) yang merupakan

hasil rekayasa genetika. Teknik GMOs  ini mengubah faktor keturunan untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini

dikenal dengan rekayasa genetika atau teknologi plasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan jalan menyisipkan

gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang memiliki sifat tertentu sesuai dengan keinginan si

pembuat.

Pengembangan teknik Transgenik antara lain :

1.     Produksi Insulin

Caranya dengan menyambungkan gen pengontrol pembuatan insulin manusia ke dalam DNA bakteri. Dari

hasil penyambungan ini akan terbentuk bakteri baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia.

2.     Menciptakan bibit unggul

a.     Pencakokan gen pembentuk pestisida pada tumbuhan yang mampu menghasilkan peptisida mematikan hama.

b.    Teknologi ini mampu membuat tanaman yang bisa memupuk dirinya sendiri.

c.     Rekayasa genetika yang mampu menciptakan tanaman yang mampu memproduksi zat anti koagulan

d. Hibridisasi

Hibridisasi merupakan suatu perkawinan silang antara berbagai jenis spesies pada setiap tanaman. Yang mempunyai tujuan untuk memperoleh organisme dengan sifat-sifat yang diinginkan dan dapat bervariasi jenisnya. 

Contoh : Tanaman berbatang tinggi dominan (TT) di silangkan dengan tanaman berbatang rendah (tt ),

e. Inseminasi

Inseminasi Buatan (IB) atau kawin suntik adalah suatu cara atau teknik untuk memasukkan mani (spermatozoa atau semen) yang telah dicairkan dan telah diproses terlebih dahulu yang berasal dari ternak jantan ke dalam saluran alat kelamin betina dengan menggunakan metode dan alat khusus yang disebut ‘insemination gun‘

Tujuan Inseminasi Buatan

a) Memperbaiki mutu genetika ternak;

b) Tidak mengharuskan pejantan unggul untuk dibawa ketempat yang dibutuhkan sehingga mengurangi biaya

c) Mengoptimalkan penggunaan bibit pejantan unggul secara lebih luas dalam jangka waktu yang lebih lama;

d) Meningkatkan angka kelahiran dengan cepat dan teratur;

e) Mencegah penularan / penyebaran penyakit kelamin.

f. Bayi tabung

Bayi tabung atau pembuahan in vitro (bahasa Inggris: in vitro fertilisation) adalah sebuah teknik pembuahan dimana sel telur (ovum) dibuahi di luar tubuh wanita. Bayi tabung adalah salah satu metode untuk mengatasi masalah kesuburan ketika metode lainnya tidak berhasil.

 2.    BIOTEKNOLOGI

Ø  Bioteknologi asal kata “Bio” dan “teknologi”

: pemanfaatan organisme hidup untuk menghasilkan   produk dan jasa yang

  bermanfaat bagi manusia.

Ø  Bioteknologi dikerjakan menggunakan mikroorganisme  (bakteri & jamur ragi) untuk membuat makanan bermanfaat seperti tempe, roti, anggur, keju, dan yoghurt.

Istilah bioteknologi baru berkembang setelah Pasteur menemukan proses fermentasi dalam pembuatan anggur.

Ø  Di bidang pertanian menggunakan mikroorganisme untuk mengendalikan hama serangga & menambah kesuburan tanah.  

PERBANDINGAN BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERN

Karakteristik	Konvensional	Modern
Teknik	Fermentasi	DNA Rekombinan
Keterlibatan manusia	Tidak mengubah sifat (proses) pada agen biologi	Mengubah sifat (proses) pada agen biologi
Contoh hasil	Tape, tempe, kecap, asam cuka, yoghurt, alkohol	Insulin dari bakteri. Tomat yg tahan hama

BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

 Bioteknologi konvensional: bioteknologi yang mengandalkan jasa mikroba untuk menghasilkan produk yang dibutuhkan manusia melalui proses fermentasi (proses peragian).

    - tidak melakukan manipulasi organismenya atau rekayasa - menciptakan kondisi dan bahan makanan yang

      cocok bagi mikroba untuk berkembang secara optimal.

Contoh:  tepung    →→→      glukosa →→→→ alkohol

                              Aspergillus,              Saccharomyces.

Hasil : Asam cuka/ metanol

Contoh: tape. Memelihara jamur ragi tape (mikroba pembuat tape) pada ketela pohon atau nasi ketan yang dijadikan substrat bagi jamur ragi.

Pemeraman ketela pohon atau nasi ketan yang telah ditaburi ragi sebagai upaya untuk menciptakan kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan jamur ragi.

BIOTEKNOLOGI  MODERN

Bioteknologi modern (khususnya rekayasa genetika) : mengubah sifat organisme sehingga memiliki kemampuan seperti yang diinginkan.

Contoh: bakteri menghasilkan insulin

                 - untuk merekombinasi DNA. 

                 - DNA dipotong kemudian disambung dengan DNA  baru yang membawa sifat unggul. 

                   DNA baru hasil penggabungan inilah yang disebut DNA rekombinan

Penerapan Bioteknologi Sehari-hari

Nata de coco (sari kelapa atau kolang-kaling dari air kelapa) →bakteri Acetobacter xylinum

tape dan anggur →Saccharomyces cerevisiae.

Keju → bakteri Propionibacterium shermanii .

pembuatan kecap. → Aspergillus oryzae atau Aspergillus soyae  bersama Saccharomyces rouxii  atau Pediococcus soyae atau Torulopsis sp.

fermentasikan biji-bijian, kedelai, dan garam menjadi tauco. → Aspergillus wentii 

tempe. → Rhizopus oryzae, R. oligosporus, R. stolonifer, R. chlamydosporus dimanfaatkan  untuk fermentasikan kedelai yang sudah dikupas kulitnya

Makanan lain yang dibuat menggunakan mikroorganisme melalui proses fermentasi adalah oncom (Neurospora), tape (Aspergillus oryzae,  Saccharomyces, Rhizopus sp., Hansenula sp., dan Torulopsis, sp.); roti, kue, anggur, dan bir,  (Saccharomyces),  serta keju, mentega, yoghurt (Streptococcus lactis)

Produk Bioteknologi Modern

• Bakteri yang mampu menambang tembaga
• Bakteri yang mampu membersihkan lingkungan yang tercemar,
• Bakteri yang mampu mengubah bahan pencemar menjadi bahan lain yang tidak berbahaya,
• Jagung yang memiliki kadar protein tinggi, 
• Jeruk yang tahan penyakit busuk akar, 
• Tomat  (favr savr) yang tahan lama.
• Kapas yang tahan hama.
• Beras dengan kandungan vitamin A tinggi.
• Bunga anggrek yang dapat berpendar. 

• Produk Bioteknologi Modern	Manfaat
  Insulin Manusia	Mengobati Kencing manis
  Inferon	Mencegah Virus
  Hormon Pertumbuhan	Mengobati Kekerdilan
  Protein Hepatitis-B	Vaksin melawan Hepatitis B
  Urokinase	Menghilangkan bekuan darah
  Gen Beta Globulin	Mengobati thalasemia
  Antibodi Monoklonal	Diagnosis penyakit menurun (Misal: Sick cell anemiae)
  Erythropetin	Mengobati anemia dan  merangsang pembentukan sel  darah baru

  
  
  PENYAKIT                    GEN  YANG DISISIPKAN
  ======================================
  Hemofili                        Faktor VIII
  Kanker Otak                  Interleukin-2
  Kanker Paru-Paru          Antisense Ras
  AIDS                            Selubung Protein HIV
  Kanker Indung Telur       Thymidin kinase
  
  
  Dampak Penerapan Bioteknologi Bidang Sosial Ekonomi
  ¡  Produk bioteknologi dapat merugikan petani kecil.
  ¡  Penggunaan hormon pertumbuhan sapi  (bovine growth hormone/BGH)  dapat meningkatkan produksi susu sapi
  ¡ Bila tidak diatur penggunaannya hal ini  akan menggusur peternak kecil. Bioteknologi dapat menimbulkan kesenjangan ekonomi.
  ¡  Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, jeruk, tembakau, coklat, kopi, gula, kelapa, vanili, 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.
  ¡  Dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi, jeruk, tembakau, coklat, kopi, gula, kelapa, vanili, 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 Etika/Moral
  ¡  Menyisipkan gen makhluk hidup  kepada makhluk hidup lain memiliki dampak etika yang serius.
  ¡  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.
  Dampak di Bidang  Kesehatan
  ¡  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.
  ¡  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 pemberian hak pribadi atas organisme. Hal ini bertentangan dengan banyak nilai-nilai budaya yang menghargai nilai intrinsik makhluk hidup. 
• sampai 20%.
•