Selasa, 11 Mei 2010

Bioteknologi

BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi didefinisikan sebagai manipulasi dan rekayasa genetika terhadap sistem atau proses biologi berdasarkan prinsip-prinsip ilmiah dengan bantuan agen biologi. Prinsip ilmiah yang dipakai dalam bioteknologi berdasarkan pada berbagai disiplin ilmu, terutama mikrobiologi, biokimia, genetika, rekayasa biokimia dan kimia. Yang dimaksud agen biologi adalah katalisator-katalisator biologi untuk menekan pada mikroorganisme berenzim, sel hewan dan sel tumbuhan.
Supriatna (1992 ) memberi batasan tentang arti bioteknologi secara lebih lengkap, yakni: pemanfaatan prinsip–prinsip ilmiah dan kerekayasaan terhadap organisme, sistem atau proses biologis untuk menghasilkan dan atau meningkatkan potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia.
Bioteknologi juga dikatakan sebagai penggunaan ilmu biokimia, mikrobiologi dan rekayasa genetika secara terpadu dengan tujuan untuk mencapai penerapan teknologi dari kemampuan mikroorganisme dan sel-sel jaringan yang dibiakan. Dalam pengertian sekarang, secara umum bioteknologi diartikan sebagai teknologi yang bermanfaat bagi makhluk hidup atau bagian-bagiannya untuk menghasilkan barang dan jasa untuk kesejahteraan manusia dan lingkungannya. Saat sekarang ini bioteknologi telah merambah berbagai bidang, dan dianggap sebagai suatu terobosan untuk memecahkan beberapa persoalan sehari-hari. Bidang kajian bioteknologi memiliki ruang lingkup yang luas, mulai dari yang sederhana, misal pembuatan tempe sampai dengan bioteknologi yang sangat rumit, misalnya kloning hewan. Sebagian besar teknik yang diterapkan dalam bioteknologi cenderung lebih ekonomis, lebih sedikit dalam pemakaian energi dan lebih aman bila dibandingkan dengan proses tradisonal sekarang. Di samping itu, sebagian besar proses bioteknologi menghasilkan residu yang dapat diurai secara biologis serta tidak mengandung racun.
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.
Garis waktu bioteknologi
• 8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.
• 6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi
• 4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat
• 1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia
• 1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.
• 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan
• 1880 Mikroorganisme ditemukan
• 1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan
• 1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.
• 1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi
• 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen
• 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein
• 1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar
• 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia)
• 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver"
• 2000 Perampungan Human Genome Project




TINJAUAN FILOSOFIS BIOTEKNOLOGI
Oleh:
W.Marlene Nalley
P11600005/BRP
E-mail: mmesang@yahoo.com

I. PENDAHULUAN
Selama kurang lebih empat dasawarsa terakhir, kita melihat begitu pesat perkembangan bioteknologi di berbagai bidang. Pesatnya perkembangan bioteknologi ini sejalan dengan tingkat kebutuhan manusia dimuka bumi. Hal ini dapat dipahami mengingat bioteknologi menjanjikan suatu revolusi pada hampir semua aspek kehidupan manusia, mulai dari bidang pertanian, peternakan dan perikanan hingga kesehatan dan pengobatan.
Produk-produk bioteknologi selalu menimbulkan keterkejutan, keheranan dan akhirnya memunculkan kekaguman kepada kita, karena tidak pernah membayangkan sebelumnya produk-produk tersebut dapat dibuat oleh manusia. Di bidang Pertanian, bioteknologi mampu menciptakan jenis tanaman yang mempunyai sifat unggul (produksi tinggi, tahan hama dan penyakit), lebih sensasional lagi bahwa tanaman tersebut dapat menghasilkan pupuk sendiri. Di bidang peternakan dan perikanan, teknologi transgenik merupakan salah satu alternatif upaya peningkatan produksi untuk memenuhi kebutuhan protein hewani masyarakat. Di bidang kesehatan dan pengobatan, bioteknologi telah mampu menyelesaikan masalah infertilitas.
Kiranya sudah tidak dapat terbendung lagi derasnya arus bioteknologi memasuki milenium ke tiga, yang semakin hari keberadaanya semakin kokoh. Menurut beberapa informasi, sangat banyak manfaat bioteknologi ini bagi kehidupan manusia dalam meningkatkan kesejahteraan dan perbaikan hidupnya, antara lain untuk memerangi kelaparan (Tanaman transgenik, kultur jaringan) , mengatasi kelangkaan sumber daya energi (bahan bakar baru), mengurangi pencemaran lingkungan (Bioremediasi) dan masih banyak lagi.
Menghadapi pesatnya kemajuan bioteknologi ini, apa yang sebenarnya harus dilakukan dalam mengantisipasinya, terutama dampak negatif yang mungkin ditimbulkan. Pengkajian mendalam melalui dasar-dasar pengetahuan, penalaran, logika, moral, agama, serta kriteria kebenarannya, tentu akan sangat membantu menuntun kita pada tujuan pengembangn IPTEK yang sebenarnya.
Selaras dengan kemajuan peradaban, bioteknologi dapat dijadikan tolak ukur perkembangan otak manusia yang luar biasa saat ini. Sehingga sangatlah mungkin muncul pertanyaan, apakah benar semakin cerdas otak manusia makin pandai manusia menemukan kebenaran, makin baikkah perbuatan manusia? maka, penguasaan manusia terhadap teknologi hendaklah menuntut perkembangan moral manusia itu juga. Tanpa landasan moral maka manusia yang sudah beranjak menjadi ilmuan akan mudah sekali tergelincir dalam melakukan prostitusi intelektual (Suriasumantri, 1999).

II. BIOTEKNOLOGI DALAM BERBAGAI BIDANG
Bioteknologi adalah suatu teknik modern untuk mengubah bahan mentah melalui transformasi biologi sehingga menjadi produk yang berguna. Supriatna (1992 ) memberi batasan tentang arti bioteknologi secara lebih lengkap, yakni: pemanfaatan prinsip–prinsip ilmiah dan kerekayasaan terhadap organisme, sistem atau proses biologis untuk menghasilkan dan atau meningkatkan potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia.
Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian
Rifai (2001) mengatakan, penggunaan bioteknologi untuk menciptakan kultivar unggul seperti tanaman padi dan tanaman semusim sangat berguna untuk pemenuhan kebutuhan pangan rakyat Indonesia. Karenanya, pengembangan bioteknologi diberbagai bidang perlu mendapat perhatian serius. Satu fakta yang tidak dapat dipungkiri akibat ketertinggalan negara kita mengembangkan bioteknologi adalah dimanfaatkannya plasma nutfah negara kita oleh negara lain. Durian bangkok dan mangga berwarna keunguan dari Australia adalah sebagian kecil contohnya.
Bioteknologi seperti transgenik dalam bidang pertanian pada dasarnya telah mulai dikembangkan, namun penolakan-penolakan dari berbagai pihak menyebabkan teknologi ini tidak pesat perkembangannya. Tanaman-tanaman pertanian yang telah berhasil meningkatkan produksi dan kualitas melalui transgenik antara lain kapas, jagung, dan lain-lain.
Pro dan kontra penggunaan tanaman transgenik ramai dibicarakan diberbagai media massa. Salah satu contohnya adalah kapas transgenik. Pihak yang pro, terutama para petinggi dan wakil petani yang tahu betul hasil uji coba di lapangan memandang kapas transgenik sebagai mimpi yang dapat membuat kenyataan, sedangkan Pihak yang kontra, sangat ekstrim mengungkapkan berbagai bahaya hipotetik tanaman transgenik (Tajudin, 2001).
Selain kapas, Setyarini (2000) memaparkan tentang kontroversi penggunaan tanaman jagung yang telah direkayasa secara genetik untuk pakan unggas. Kekhawatiran yang muncul adalah produk akhir unggas Indonesia akan mengandung genetically modified organism ( GMO ). Masalah lain yang menjadi kekhawatiran berbagai pihak adalah potensinya dalam mengganggu keseimbangan lingkungan antara lain serbuk sari jagung dialam bebas dapat mengawini gulma-gulma liar, sehingga menghasilkan gulma unggul yang sulit dibasmi. Sebaliknya, kelompok masyarakat yang pro mengatakan bahwa dengan jagung transgenik selain akan mempercepat swa sembada jagung, manfaat lain adalah jagung yang dihasilkan mempunyai kualitas yang hebat, kebal terhadap serangan hama sehingga petani tidak perlu menyemprot pestisida.
Bagaimana cara kita menyikapinya?, satu-satunya jalan adalah dengan melakukan beberapa tahapan pengujian, studi kelayakan, serta sistem pengawasan yang ketat oleh instansi yang berwenang. Disini, pihak peneliti memegang peranan penting dalam mengungkap dan membuktikan atau menyanggah berbagai kekhawatiran yang timbul.
Bioteknologi dalam Bidang Peternakan dan Perikanan
Penggunaan bioteknologi guna meningkatkan produksi peternakan meliputi : 1) teknologi produksi, seperti inseminasi buatan, embrio transfer, kriopreservasi embrio, fertilisasi in vitro, sexing sperma maupun embrio, cloning dan spliting. 2) rekayasa genetika, seperti genome maps, masker asisted selection, transgenik, identifikasi genetik, konservasi molekuler, 3) peningkatan efisiensi dan kualitas pakan, seperti manipulasi mikroba rumen, dan 4) bioteknologi yang berkaitan dengan bidang veteriner (Gordon, 1994; Niemann dan Kues, 2000).
Teknologi reproduksi yang telah banyak dikembangkan adalah a) transfer embrio berupa teknik Multiple Ovulation and Embrio Transfer (MOET). Teknik ini telah diaplikasikan secara luas di Eropa, Jepang, Amerika dan Australia dalam dua dasawarsa terakhir untuk menghasilkan anak (embrio) yang banyak dalam satu kali siklus reproduksi. b) cloning telah dimulai sejak 1980an pada domba. Saat ini pembelahan embrio secara fisik (spliting) mampu menghasilkan kembar identik pada domba, sapi, babi dan kuda. c) produksi embrio secara in vitro; teknologi In vitro Maturation (IVM), In Vitro Fertilisation (IVF), In Vitro Culture (IVC), telah berkembang dengan pesat. Kelinci, mencit, manusia, sapi, babi dan domba telah berhasil dilahirkan melalui fertilisasi in vitro (Hafes, 1993).
Di Indonesia, transfer embrio mulai dilakukan pada tahun 1987. Dengan teknik ini seekor sapi betina, mampu menghasilkan 20-30 ekor anak sapi (pedet) pertahun. Penelitian terakhir membuktikan bahwa, menciptakan jenis ternak unggul sudah bukan masalah lagi. Dengan teknologi transgenik, yakni dengan jalan mengisolasi gen unggul, memanipulasi, dan kemudian memindahkan gen tersebut dari satu organisme ke organisme lain, maka ternak unggul yang diinginkan dapat diperoleh. Babi transgenik, di Princeton Amerika Serikat kini sudah berhasil memproduksi hemoglobin manusia sebanyak 10 – 15 % dari total hemoglobin manusia, bahkan laporan terakhir mencatat adanya peningkatan persentasi hemoglobin manusia yang dapat dihasilkan oleh babi transgenik ini.
Dalam bidang perikanan, kebutuhan adanya penerapan teknologi sangat dinantikan, mengingat adanya penangkapan ikan yang melebihi potensi lestari (over fishing), banyaknya terumbu karang yang rusak dan dengan adanya peningkatan konsumsi ikan. Menteri Kelautan dan Perikanan, Sarwono mengakui adanya kebutuhan penerapan teknologi, tetapi ia juga mengakui adanya ketakutan pada dampak penerapan teknologi tinggi.
Penelitian bioteknologi dalam bidang perikanan, di utamakan pada tiga kelompok, yaitu: akuakultur, pemanfaatan produksi alam, dan prosesing bahan makanan yang bernilai ekonomi tinggi. Pengembangan bioteknologi dibidang akuakultur meliputi seleksi, hibridasi, rekayasa kromosom, dan pendekatan biologi molekuler seperti transgenik sangat dibutuhkan untuk menyediakan benih dan induk ikan.
Pada akuakultur, program peningkatan sistem kekebalan ikan telah dilakukan dengan menggunakan vaksin, imunostimulan, probiotik, dan bioremediasi. Vaksin dapat memacu produksi antibiotik specifik dan hanya efektif untuk mencegah satu patogen tertentu. Imunostimulan merupakan teknik meningkatkan kekebalan yang non specifik, misalnya lipopolysaccharide dan B-glucan yang telah diterapkan untuk ikan dan udang di Indonesia. Probiotik diaplikasikan pada pakan atau dalam lingkungan perairan budidaya sebagai penyeimbang mikroba dalam pencernaan dan lingkungan perairan .
Pada tahun 1980 penelitian transgenik pada ikan telah dimulai dengan mengintroduksi gen tertentu kepada organisme hidup lainnya serta mengamati fungsinya secara in vitro. Dalam teknik ini, gen asing hasil isolasi di injeksi secara makro ke dalam telur untuk memproduksi galur ikan yang mengandung gen asing tersebut. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan ikan transgenik, yaitu: 1) isolasi gen (clone DNA) yang akan diinjeksi pada telur, 2) Identifikasi gen pada anak ikan yang telah mendapatkan injeksi gen asing tadi, dan 3) keragaman dari turunan ikan yang diinjeksi gen asing tersebut.
Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan dan Pengobatan
Suatu terobosan baru telah dilakukan di Colorado AS. Pasangan Jack dan Lisa melakukan program bayi tabung bukan semata-mata untuk mendapatkan turunan, tetapi karena perlu donor bagi putrinya Molly yang berusia 6 tahun dan menderita penyakit fanconi anemia (Gatra, 2000). Fanconi anemia adalah suatu penyakit yang disebabkan oleh tidak berfungsinya sumsum tulang belakang sebagai penghasil darah. Jika dibiarkan akan menyebabkan penyakit leukemia. Satu-satunya pengobatan adalah melakukan pencakokkan sumsum tulang dari saudara sekandung, tetapi masalahnya, Molly adalah anak tunggal. Teknologi bayi tabung diterapkan untuk mendapatkan anak yang bebas dari penyakit fanconi anemia. Melalui teknik “Pra Implantasi genetik diagnosis” dapat dideteksi embrio-embrio yang membawa gen fanconi. Dari 15 embrio yang dihasilkan, ternyata hanya 1 embrio yang terbebas dari gen fanconi. Embrio ini kemudian ditransfer ke rahim Lisa dan 14 embrio lainnya dimusnahkan. Bayi tabung ini lahir 29 Agustus 2000 yang lalu, dan beberapa jam setelah lahir, diambil sampel darah dari umbilical cord (pembuluh darah yang menghubungkan bayi dengan placenta) untuk ditransfer ke darah Molly. Sel-sel dalam darah tersebut diharapkan akan merangsang sumsum tulang belakang Molly untuk memproduksi darah.
III. PERANAN MANUSIA DALAM PENGEMBANGAN BIOTEKNOLOGI

Hobbelink (1988) menyatakan bahwa bioteknologi sebagai suatu teknologi sebenarnya bukan barang baru. Ia telah ada sejak beribu tahun yang silam, sejak manusia mengenal cara membuat anggur, bir, keju ataupun ragi roti. Orang-orang Mesir kuno telah menggunakan bioteknologi untuk membuat bir pada 2000 tahun sebelum kelahiran Kristus. Prinsip dasar upaya ini umumnya sama yaitu sejumlah bahan dasar didedahkan (exposure) ke jasad renik tertentu yang akan mentransformasikan bahan dasar itu (anggur, barley, susu atau gandum) ke produk yang diinginkan, yakni : minuman anggur, bir, keju dan roti. Kini, bioteknologi modern dapat menghasilkan produk-produk yang bersumber dari sel (cellular product) dan dapat dilakukan melalui transformasi biologis (biotransformation). Terlebih lagi bioteknologi modern dalam prosesnya dapat dipengaruhi serta dikendalikan sepenuhnya oleh manusia sebagai pelakunya.
Peran manusia seiring dengan kemajuan bioteknologi kiranya tak dapat disangkal lagi. Sebagai pelaku, manusia dituntut mempunyai kerangka berfikir sistematis serta mempunyai wawasan luas terhadap ilmunya, mampu melihat hakikat ilmu dalam konstelasi pengetahuan yang lain, dapat mengkaitkan ilmu dengan moral, ilmu dengan agama, serta harus yakin bahwa ilmu yang dipunyai membawa kebahagian kepada diri dan lingkungannya (Suriasumantri, 1999).
Suatu peringatan bahwa dibidang tertentu sering dijumpai pandangan-pandangan ilmuwan yang keliru, seorang ahli memadang rendah bidang ilmu lainnya. kondisi ini tentu tidak dapat dibenarkan karena akan mengancam kemajuan ilmu. Dalam era bioteknologi pandangan terhadap semua bidang ilmu adalah sederajad, karena sesungguhnya bioteknologi adalah multidisiplin ilmu. Tidak ada bioteknolog yang bekerja sendiri. Bioteknologi merupakan kumpulan dari berbagai bidang keahlian, yakni: biokimia, mikrobiologi, biologi molekuler dan seluler, genetika, embriologi, immunologi, biologi reproduksi dan ahli komputer. Semua orang yang menguasai bidang-bidang ilmu tersebut harus dapat bekerja dalam satu tim. Dengan demikian, aktivitas bioteknologi dapat dilakukan untuk memberi nilai tambah bagi industri yang telah memanfaatkan bioteknologi.

IV. IMPLIKASI BIOTEKNOLOGI BAGI KESEJAHTERAAN MANUSIA

Penggunaan bioteknologi, sebagaimana ilmu pengetahuan lainnya kadang-kadang bersifat embigu, yakni disatu sisi dapat bermanfaat untuk meningkatkan kesejahteraan hidup manusia, tetapi disisi lain dapat dimanipulasi untuk tujuan destruktif. Teknik rekayasa genetik misalnya, menjanjikan kepada kita antara lain dapat menghilangkan berbagai jenis penyakit keturunan melalui “penggantian” gen. Pada kondisi yang sama pembelokan tehnik ini bisa saja terjadi akibat munculnya godaan, sehingga manusia melalui percobaannya dapat menciptakan manusia super atau bahkan menciptakan monster maupun penjahat demi mencapai tujuannya.
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah dampak bioteknologi terhadap kesehatan dan kesejahteraan manusia. Hewan–hewan yang telah mengalami modifikasi secara genetik belum tentu langsung dapat dikonsumsi oleh manusia karena efek samping resiko genetik atau adanya residu antibiotik pada daging yang akan termakan oleh manusia akibat pengobatan jangka panjang, demikian pendapat sebagian orang. Namun, sebagian lainnya mengatakan bahwa dengan bioteknologi, produk makanan menjadi lebih sehat, contohnya daging dapat diproduksi kandungan lemak dan kolesterol yang rendah atau jenis susu yang lebih mudah dicerna.
V. ETIKA BIOTEKNOLOGI
Seperti diketahui, kemampuan berfikir dan bernalar membuat manusia menemukan berbagai pengetahuan baru. Pengetahuan itu kemudian digunakan untuk mendapatkan manfaat yang sebesar-besarnya dari lingkungan alam yang tersedia. Akan tetapi, sering pula teknologi yang kita hasilkan itu menimbulkan pengaruh sampingan yang menimbulkan kemudaratan (Nasution, 1999).
Keraf dan Dua (2001), menyebutkan bahwa dampak ilmu pengetahuan terhadap cara berpikir manusia dewasa ini sungguh dahsyat. Rasionalitas ilmu pengetahuan itu tidak hanya mengubah cara pandang tradisional kita, tetapi juga theologi yang terlalu theosentris. Ilmu pengetahuan secara umum membantu manusia untuk memecahkan masalahnya, sehingga falsafah Tuhan Allahnya deisme (pandangan yang menegaskan bahwa hanya Tuhan yang dapat memecahkan problem manusia) berangsur-angsur hilang.
Selanjutnya dikatakan bahwa manfaat ilmu pengetahuan dan teknologi akan memperbesar kekuasaan kita atas alam dan masyarakat dan atas diri kita sendiri, sehingga akan muncul lagi bahaya dari teknologi yaitu semakin meningkatnya ilmu pengetahuan, teknologi dan bioteknologi justru akan melayani nafsu terhadap kekuasaan atau keinginan irrasional untuk mendominasi.
Untuk mengurangi bahaya yang mungkin timbul akibat teknologi maupun bioteknologi maka sebagai manusia yang ber Tuhan, camkanlah apa yang ditulis Nasution (1999) yaitu setiap kali seorang ilmuwan akan mengadakan penelitian ia harus sadar akan kedudukannya sebagai manusia di bumi ini. Ia harus sadar bahwa ilmu pengetahuan yang dapat dikuasainya hanyalah sebagian kecil saja dari Al’Ilm, ilmu yang dikuasai oleh Tuhan Yang Maha Kuasa, dan bahwa ia hanya pesuruh-Nya di bumi ini yang diminta untuk menjaga keseimbangan antar mahluk yang ada di bumi ini.
Dalam mengembangkan bioteknologi, etika bioteknologi harus mendapat perhatian yang utama. Bagaimanapun juga, perkembangan dalam bioteknologi tidak terlepas dari tanggung jawab manusia sebagai perilaku sekaligus makhluk etis. Maka refleksi etis terhadap apa yang sedang dilakukan manusia menjadi sangat diperlukan. Manusia hendaknya dapat merefleksikan prinsip–prinsipnya sendiri dalam seluruh aktivitasnya, termasuk dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Bioetika, merupakan tuntutan etis yang berciri menampung segala pemikiran dan aliran tentang kehidupan, yang bersumber pada kala, budi, filsafat, agama, tradisi tanpa harus terikat dengan agama tertentu.
Bioteknologi memberikan harapan bagi kesejahteraan umat manusia, mulai dari proses–proses bio yang paling sederhana sampai kepada tingkat yang paling canggih. Karenanya, manusia yang menggelutinya ditantang untuk memanfaatkan peluang–peluang itu demi kesejahteraannya. Tetapi, bagaimanapun canggihnya teknologi sudah barang tentu dapat memunculkan dampak dalam penerapannya. Maka dengan mengacu pada pengalaman–pengalaman penerapan teknologi pendahulunya, dapatlah digunakan bioteknologi ini secara proporsional dengan memasukkan norma–norma etik secara moral. Etika diperlukan untuk menentukan arah perkembangan bioteknologi, serta penerapannya secara teknis, sehingga tujuan yang menyimpang dan destruktif bagi kemanusiaan dapat dihindarkan. Yang penting pula perlu diterapkan aturan resmi pemerintah dalam pelaksanaan dan penerapan bioteknologi, sehingga ada mekanisme pengawasan yang intensif terhadap bahaya potensial yang mungkin timbul akibat kemajuan bioteknologi.

1. Peranan berbagai ilmu untuk mendukung bioteknolologi
Penerapan aplikasi bioteknologi suatu organisme dalam teknologi yang bermanfaat bagi manusia dan produksi. Penggunaan organisme tersebut secara terarah, terkontrol yang merupakan aplikasi terpadu secara biokimia, mikrobiologi dan teknologi kimia. Manfaat bagi manusia antara lain di bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan dan manfaat lainnya. Penggunaan biokimia, mikrobiologi dan rekayasa kimia secara terpadu mempunyai tujuan untuk mencapai penerapan teknologi dari kemampuan mikroba dan sel kultur jaringan. Jadi bidang-bidang ilmu yang harus dipelajari dalam bioteknologi adalah biologi sel, biokimia, fisiologi, mikrobiologi, genetika dan rekayasa genetika.
2. Peran manfaat bioteknologi di masa depan
Untuk memenuhi berbagai kebutuhan pokok manusia, teknologi di bidang biologi tampak semakin menjadi tumpuan. Ini tampak terutama dalam dasawarsa terakhir ini, di mana teknologi nyaris merambah semua aspek kehidupan. Secara internasional, bioteknologi terbukti telah diaplikasikan secara sukses di bidang kedokteran, pertanian, peternakan dan buhkan di bidang persenjataan militer. Teknologi inseminasi buatan perlu dukungan penelitian ke arah sexing sperma, sebab untuk sapi perah lebih diharapkan akan lahir betina, sedang untuk sapi potong yang diambil dagingnya diharapkan akan lahir jantan. Seterusnya ke embrio transfer dengan ini ternak unggul dapat diperbanyak dalam jumlah tak terbatas. Di dalam pengembangan embrio transfer perlu peningkatan metode pemindahan embrio dan penentuan jenis kelamin embrio yang dikehendaki. Untuk peningkatan kualitas limbah pertanian telah dilakukan manipulsi mikroba rumen dengan memanfaatkan gen selulosa dalam mikroba untuk menghasilkan enzim selulosa pemecah selulosa menjadi gula dan lignin. Di samping juga dicoba berbagai jenis jamur. Mengenai kebutuhan konsentrat yang terus meningkat, maka ditempuh aplikasi bioteknologi di antaranya penggunaan pemacu tumbuh, juga melakukan metode konvensional antara lain penyimpanan jagung dalam gudang yang besar, diversifikasi bahan, substitusi jagung, tepung kedelai dan tepung ikan dengan bahan lainnya.

B. Peran Mikrobiologi dalam Masalah Pangan
Kehidupan mikroorganisme sangat luas, seperti di air, tanah, udara, tubuh hewan, tubuh manusia, tubuh tumbuhan dan lain-lain, sehingga dikatakan habitatnya kosmopolit. Karena sifat kosmopolit ini dapat mengakibatkan bahan makanan mudah rusak bila bercampur berbagai bacteri. Bahan pangan selain merupakan sumber gizi bagi manusia, juga merupakan sumber gizi makanan bagi perkembangan mikroorganisme. Pertumbuhan mikroorganisme selain yang merusak bahan makanan, ada pula yang bersifat menguntungkan melalui fermentasi. Fermentasi adalah suatu proses perombakan dari senyawa yang lebih kompleks menjadi lebih sederhana dengan bantuan mikroorganisme.
Mikroorganisme yang paling banyak berperan dalam proses fermentrasi maupun pembusukan bahan makanan adalah bacteri dan jamur. Dalam beberapa hal pertumbuhan mikroorganisme pada bahan pangan yang menguntungkan sangat diharapkan seperti untuk perbaikan mutu gizi, perbaikan daya cerna atau citra rasa.
- Kue Mikroba
Pada tahun 1521 Bernel Dioz Castilo telah mengenal bahwa penduduk Mexico talah mengkomsumsi kue dengan aroma seperti keju yang dibuat dari suatu lendir. Lendir ini adalah Spirulina maxima, ialah ganggang yang hidup di danau Texcoco. Penduduk Kanembu di Chad Afrika mengkonsumsi mikroba Spiruline platensis.

- SCP (Single cell Protein)
Istilah protein sel tunggal atau single cell protein (SCP) mengacu pda sel mikroorganisme yang dikeringkan seperti ganggang, kapang, bakteri, yang ditumbuhkan dalam sistem biakan berskala besar dan terutama digunakan sebagai sumber protein dalam pangan. Namun demikian di dalam sel mikroba terdapat juga karbohidrat, lemak, vitamin, mineral dan lain-lain. Protein mikroba ini diharapkan dapat menggantikan protein dari hewan maupun tumbuhan yang diperlukan semakin banyak sehingga dapat mengurangi penggunaan bahan pangan dari kedelai, daging, ikan dan sebagainya.
Produk-produk protein sel tunggal telah banyak dijual, walaupun harganya masih cukup mahal, misalnya sun chlorella, spirulina dan lain-lain. Produk protein sel tunggal pertama kali telah dibuat pada masa Perang Dunia I, ketika di Jerman orang memanfaatkan khamir roti Saccharomyces cereviciae ditumbuhkan pada melase sebagai sumber karbon dan energi, serta garam amonium sebagai sumber nitrogen, dan hasilnya dikonsumsikan sebagai pengganti protein. Pada Perang Dunia II menggunakan spesies candida. Di Inggris khamir digunakan diet selama bertahun-tahun dan kelebihan produk dijual untuk makanan ternak.
Rank Houvis Mc Dougall membuat SCP yaitu mikroprotein untuk konsumsi manusia menggunakan Fusarium.

Mikroorganisme Bahan dasar Produk/hasil
Acetobacter xylinum
Monascus purpureus
Agaricus bisporus
Lentinus edodes
Volvariella volvacea
Ragi
Saccharomyces cerevisea
Endomyopsis sp.
Aspergillus wentii
Rhizopus oligosporus
Rhizopus oryzae
Mucor sp
Neurospora sitophila
Penicillium sp.
Thiobacillus sp.
Aspergillus niger
Jamur, bakteri, Actinomycetes
Bakteri, jamur, protozoa
Leuconostoc citrovarum
Saccharomyces kefir
Lactobacillus casei
Aspergillus oryzae Air kelapa
Nasi merah
Jerami, serbuk kayu, kertas bekas.
idem
idem
Beras ketan, singkong
idem
idem
Kedelai
idem
idem
idem
Ampas kacang tanah
Susu
Bijih logam mutu rendah
Gula, tebu, molase
Bahan organik campuran
Komponen limbah
Susu
Susu
Susu
Kedelai Nata de coco
Angkak
Produksi jamur
Produksi jamur
Produksi jamur
Fermentasi
Fermetasi
Fermentasi
Kecap
Tempe
Tempe
Tempe
Oncom
Keju
Pencucian logam
Asam organik
Pengkomposan
Perlakuan limbah
Mentega
Kefir
Yakult
Tauco

C. Mikroorganisme Penghasil Obat
Mikroorganisme tertentu memiliki kemampuan menghasilkan suatu produk untuk menyembuhkan penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme lain atau penyakit karena gangguan fisiologis. Dua produk yang erat kaitannya dengan dengan mikroorganisme adalah vaksin dan antibiotik. Penemuan vaksin cacar pertama kali ditemukan oleh Edward Jenner (1796) sehingga mendorong para ahli biologi lain untuk meneliti vaksin maupun antibiotik melalui bioteknologi. Penemuan vaksin diawali ketika Jenner melihat seorang pemerah susu sapi yang jari tangannya teredapat bekas luka ketika menderita cacar, padalah pada waktu itu sedang terjadi wabah cacar. Demikian juga seseorang yang telah sembuh dari penyakit cacar, dengan meninggalkan bekas-bekas luka ternyata kebal terhadap penyakit cacar. Dengan sifat kekebalan cacar tersebut Jenner mulai malakukan percobaan untuk mendapatkan vaksin dadar dari serum darah tersebut. Sekarang kita tahu bahwa penyakit cacar disebabkan oleh virus Variola, dan penyakit cacar sapi disebabkan oleh virus yang serupa walaupun berbeda. Dimasukannya virus cacar sapi yang telah dilemahkan ke dalam tubuh pasien, akan merangsang tubuh untuk membentuk antibodi yang efektif untuk melawan suatu infeksi lanjutan dari virus cacar yang serupa. Cara yang dilakukan dengan memasukan mikroorganisme yang dilemahkan ke dalam tubuh manusia untuk memberikan kekabalan terhadap mikroorganisme berbahaya disebut vaksinasi.
Jenis vaksin Penyakit yang disembuhkan
Vaksin hepatitis B
Vaksin BCG
Vaksin rabies
Vaksin DPT
Vaksin polio Hepatitis B
BCG (Baccillus Calmette Guirin)
Anjing gila
Dipteri, pertusis, tetanus
Polio melimylitis

Salah satu kelemahan vaksin-vaksin yang dibuat dengan cara seperti di atas ternyata menimbulkan rasa sakit setelah diberi sintikan vaksin tersebut, misalnya demam. Dewasa ini dengan bioteknologi mulai dibuat vaksin yang tidak menyebabkan rasa sakit jika disuntikan ke tubuh orang sehat. Pembuatan vaksin ini adalah sebagai berikut. Bacteri atau virus penyebab penyakit pada umumnya memiliki permukaan protein yang khusus. Dengan penyisipan gen dihasilkan copy salinan dari permukaan tersebut. Salinan permukaan protein tersebut kemudian digunakan untuk memvaksin. Contoh vaksin aman telah dihasilkan hepatitis B, Chlamyda dan malaria. Antibiotik pertama kali ditemukan oleh Louis Pasteur dari jamur Penisillium sp. Alexander Flemming (Inggris, 1928) menemukan koloni jamur Penicillium notatum yang dapat menghambat pertumbuhan bacteri Staphulococcus aureus dan sekitanya. Bacteri yang resisten terhadap penisilin dapat dibunuh dengan sefalospurin C dari jamur jenis Cephalospurium yang ditemukan oleh Prentis tahun 1984. Antibiotik adalah bahan-bahan bersumber hayati berkadar rendah yang mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme, sehingga dalam perkembangannya dapat digunakan untuk mengobati suatu penyakit. Mikroorganisme yang mampu membuat zat antibiotik tertama adalah fungi (jamur) Actinomycetes, Aspergillus dan beberapa jenis bacteri. Sampai sekarang ini ditemukan lebih dari 2000 karakter antibiotik. Dengan adanya perkembngan bioteknologi, sekarang mulai dikembangkan jenis-jenis mikroorganisme tertentu yang telah diubah susunan genetiknya sehingga mampu menghasilkan antibiotik dalam jumlah lebih besar dalam waktu yang singkat.
Jenis mikroorganisme Antibiotik yang diproduksi

Penicillium notatum
Penicillium chrysogenum
Cephalosporium (fungsi)
Streptomyces gruceus
Streptomyces venecuelae

Streptomyces aureofaciens
Sterpomyces fradial
Sterptomyces rimosus
Penisilin
Penisilin
Sefalosporium
Streptomisin
Kloromisetin atau kloromfemikol
Teraksiklin
Neuromisin
Teramisin

Antibiotik lain berasal dari mikrooganisme berfilamen (Sterptomyces griseus) di namakan stertomisin. Streptomisin dapat menjinakan mikroorganisme yang telah tahan terhadap penisilin dan sefalosporin.
Streptomisin terutama digunakan dalam pengobatan tuberkulosis. Selain pembentukan antibiotika yang dimodifikasi seperti di atas, fusi/peleburan sel dapat pula memprodusir antibiotika baru dengan cara mengaktifkan gen yang semula tidak aktif. Fusi sel membentuk sel hibrid atau rekombinan yang mengandung substansi genetik dari dua sel atau lebih. Sel yang akan berfusi mungkin dari spesies yang berlainan sama sekali. Tujuan teknik ini ialah untuk memperoleh senyawa genetik yang baru, yaitu kombinasi yang mungkin jarang sekali ditemukan di alam. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa rekayasa genetika dapat digunakan untuk membentuk antibiotika yang termodifikasi. Salah satu produk pertama dari teknologi ini adalah interferon, yaitu sekelompok senyawa anti virus yang mempunyai nilai (manfaat) dalam mengobati beberapa bentuk kanker. Sebelum rekayasa genetik, sel-sel manusia merupakan satu-satunya sumber interferon khas manusia. Tidak hanya sel-sel manusia yang secara relatif sulit untuk dikembangbiakkan, tetapi interferon yang mereka hasilkan juga diliputi oleh protein yang tidak diinginkan. Memisahkan interferon dari bahan kimia adalah sangat mahal, dan tidak mungkin untuk memperoleh kemurnian yang memadai. Sekarang bakteri yang direkayasa secara genetik dan mengandung gen interferon mengeluarkan sejumlah besar obat-obatan ke dalam medium kultur yang mudah dikembangbiakkan dan dimurnikan. Sebelum rekayasa genetik, masing-masing senyawa dalam daftar berikut tidak dapat diperoleh atau dihasilkan dari hewan mamalia (atau sel-sel mamalia yang dikembangbiakkan di laboratorium) dalam jumlah yang sangat sedikit. Sekarang senyawa-senyawa tersebut diproduksi oleh mikroba-mikroba yang direkayasa secara genetik (walaupun banyak di antaranya yang masih dalam tingkat eksperimental).
Tabel senyawa yang diproduksi oleh mikroba yang direkayasa

No N a m a F u n g s i
1


2


3
4
5

6

7

8
9



10
Interferon


Interleukin 2 (dulu di kenal sebagai faktor pertumbuhan T-sel.
Insulin
Hormon pertumbuhan
Aktivator plasminogen

Faktor nekrosis tumor

Eritropoietik

Beta endorfins
Enzim



Vaksin protein Melawan infeksi yang disebabkan oleh virus, meningkatkan sistem kekebalan ; mungkin efektif untuk melawan melanoma (kanker kulit) dan beberapa bentuk leukimia ; dapat membantu menyembuhkan reumatik tulang.


Mengaktifkan sistem kekebalan dan karena itu dapat membantu mengobati kanker dan kerusakan atau gangguan sistem kekebalan.
Mengontrol gejala-gejala sakit gula atau diabetes melitus.
Melawan kekredilan akibat ketidaknormalan kelenjar putiari (kelenjar endokrin di bawah otak) ; juga meningkatkan penyembuhan.
Melarutkan pembekuan darah, mengurangi kemungkinan “stroke” dan serangan jantung.
Menyerang dan membunuh tumor (penyembuhan kanker).
Memacu produksi sel darah merah dan dengan demikian dapat digunakan untuk melawan anemia.
Mengurangi rasa sakit (nyeri). Merupakan morfin alami dalam tubuh.
Melakukan berbagai macam pelayanan, dari menggerakan atau memacu reaksi-reaksi kimia untk industri sampai ke penambahan enzim-enzim makanan (diet) manusia.
Memacu kekebalan tubuh terhadap satu atau dua antigen patogen tanpa resiko yang berkaitan dengan vaksin konvensional.


D. Mikroorganisme untuk Membasmi Hama Tanaman
Dalam bidang pertanian telah dapat dibentuk tanaman dengan memanfaatkan mikroorganisme dalam fiksasi nitogen yang dapat membuat pupuknya sendiri sehingga dapat menguntungkan pada petani. Demikian pula terciptanya tanaman yang tahan terhadap tanah gersang. Mikroba yang di rekayasa secara genetik dapat meningkatkan hasil panen pertanian, demikian juga dalam cara lain, seperti meningkatkan kapasitas mengikat nitrogen dari bacteri Rhizobium. Keturunan bacteri yang telah disempurnakan atau diperbaiki dapat meningkatkan hasil panen kacang kedelai sampai 50%. Rekayasa genetik lain sedang mencoba mengembangkan turunan dari bacteri Azotobacter yang melekat pada akar tumbuh bukan tumbuhan kacang-kacangan (seperti jagung) dan mengembangbiakan, membebaskan tumbuhan jagung dari ketergantungan pada kebutuhan pupuk amonia (pupuk buatan).
Hama tanaman merupakan salah satu kendala besar dalam budidaya tanaman pertanian. Untuk mengatasinya, selama ini digunakan pestisida. Namun ternyata pestisida banyak menimbulkan berbagai dampak negatif, antara lain matinya organigme nontarget, keracunan bagi hewan dan manusia, serta pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, perlu dicari terobosan untuk mengatasi masalah, tersebut dengan cara yang lebih aman. Kita mengetahui bahwa mikroorganisme yang terdapat di alam sangat banyak, dan setiap jenis mikroorganisme tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda. Dari sekian banyak jenis mikroorganisme, ada suatu kelompok yang bersifat patogenik (dapat menyebabkan penyakit) pada hama tertentu, namun tidak menimbulkan penyakit bagi makhluk hidup lain. Contoh mikroorganisme tersebut adalah bakteri Bacillus thuringiensis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Bacillus thuringiensis mampu menghasilkan suatu protein yang bersifat toksik bagi serangga, terutama seranggga dari ordo Lepidoptera. Protein ini bersifat mudah larut dan aktif menjadi menjadi toksik, terutama setelah masuk ke dalam saluran pencemaan serangga. Bacillus thuringiensis mudah dikembangbiakkan, dan dapat dimafaatkan sebagai biopestisida pembasmi hama tanaman. Pemakaian biopestisida ini diharapkan dapat mengurangi dampak negatif yang timbul dari pemakaian pestisida kimia. Dengan berkembangnya bioteknologi, sekarang dapat diperoleh cara yang lebih efektif lagi untuk membasmi hama. Pada saat ini sudah dikembangkan tanaman transgenik yang resisten terhadap hama. Tanaman transgenik diperoleh dengan cara rekayasa genetika. Gen yang mengkode pembentukan protein toksin yang dimiliki oleh B. thuringiensis dapat diperbanyak dan disisipkan ke dalam sel beberapa tanaman budidaya. Dengan cara ini, diharapkan tanaman tersebut mampu menghasilkan protein yang bersifat toksis terhadap serangga sehingga pestisida tidak diperlukan lagi.

E. Mikroorganisme untuk Penyelesaian Masalah Pencemaran
Dalam perkembangan bioteknologi manusia mulai mengembangkan penggunaan mikroorganisme untuk membantu melindungi lingkungan dari kerusakan atau ganguan lingkungan yang serius, seperti kerusakan lingkungan yang diakibatkan dari penyemprotan areal pertanian dengan menggunakan pestisida. Rekayasa genetika diharapkan dapat menghasilkan mikroba yang mampu membersihkan lingkungan yang semakin tercemar oleh limbah beracun. Misalnya terhadap polutan dan limbah beracun. Banyak polutan beracun seperti senyawa-senyawa sintesis yang baru, dimana mikroorganisme tidak mampu menghancurkan bahan-bahan kimia ini. Akibatnya senyawa-senyawa tersebut mengumpul sampai ke tingkat yang membahayakan di lingkungan. Perekayasa genetika berusaha mempercepat evolusi di laboratotium untuk mengembangkan bakteri yang dengan cepat dapat menurunkan beberapa bentuk senyawa beracun. Yang telah diusahakan dan dikembangkan adalah keturunan bakteri yang menyerang minyak tanah (suatu tumpahan minyak dapat menjadi makanan besar bagi bakteri ini). Sebagai biofilter, beberapa mikroorganisme mampu mengikat partikel atau zat tertentu yang menyebabkan pencemaran. Bahan-bahan yang diserap ini kemudian akan diuraikan oleh mikroorganisme tersebut menjadi bahan-bahan yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Jadi dalam penanganan limbah dengan menggunakan mikroorganisme biofilter, limbah tersebut akan disaring oleh mikroorganisme jenis ini dengan cara mengikat zat atau partikel limbah, baru kemudian diuraikan. Contoh mikroorganismenya adalah Spirulina maxima yang mampu mengikat karbondioksida dari perairan.
Mikroorganisme juga dapat berperan dalam penanganan masalah pencemaran dengan cara memecah ikatan kimia bahan pencemar. Setelah ikatan kimia dipecah, bahan tersebut dapat diuraikan secara alamiah menjadi bahan yang tidak berbahaya lagi, atau dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme yang lain. Contoh mikroorganisme ini adalah jamur Chaetomium cellulolyticus yang mampu memecah ikatan kimia selulosa. Mikroorganisme yang lain dapat secara langsung berfungsi sebagai pengurai atau dekomposer limbah. Jadi bahan-bahan pencemar langsung diuraikan sehingga menjadi bagian yang tidak berbahaya lagi. Contohnya adalah Candida lypitica yang mampu menguraikan limbah minyak bumi.

F. Mikroorganisme untuk Memisahkan Logam dari Bijinya
Banyak mikroba memiliki pilihan makanan yang aneh, tetapi tidak ada yang sedemikian aneh seperti organisme berbentuk batang ini. Bacteri tersebut tidak memperolah energi dari sinar matahari (biasanya, bakteri ini hidup di tempat yang benar-benar gelap), juga tidak dari bahan organik di sekelilingnya. Sebaliknya, Thiobacillus ferro oxidans memperoleh energi dari senyawa anorganik, seperti besi sulfida dan menggunakan energi ini untuk membangun bahan yang diperlukannya untuk hidup dari karbondioksida dan nitrogen di lingkungannya. Dalam proses ini bakteri juga membuat asam sulfurat dan besi sulfat yang menjelaskannya mengapa Thiobacillus ferro oxidans dapat digunakan di dalam operasi pertambangan.
Asam sulfurat dan besi sufat yang dihasilkannya menyerang batuan di sekelilingnya dan melepaskan (melarutkan) logam mineral, Contohnya, aktivitas mikroba ini akan mengubah tembaga, sulfida yang tidak larut menjadi tembaga sulfat yang larut. Pada saat air mangalir melalui batuan tembaga sulfat akan terbawa dan lambat laun terkumpul sebagai kolam berwarna biru cemerlang. Dengan cara ini tembaga yang tersebar pada ribuan ton batuan logam berkualitas rendah akan dikonsentrasikan di dalam kolam mineral tersebut. Logam akan diperoleh kembali dengan mengalirkan larutan tembaga sulfat melalui potongan besi. Lambat laun, lapisan tembaga akan tertimbun di atas besi dan ini dapat dipisahkan (dikeruk). Uranium dilepaskan dari bijihnya dengan proses yang sama. Kira-kira 14 persen dari tembaga yang diproduksi di Amerika Serikat bergantung kepada bioteknologi ini. Sekarang mikroba pencuci terutama dipergunakan pada bahan limbah dari pertambangan dan proses ekstraksi konvensional yang meninggalkan residu logam dalam jumlah cukup banyak pada batuan yang terbuang tersebut. Timbunan yang tingginya sampai 370 m (12100 kaki) dan beratnya 4 miliar ton, terbentuk dari bahan limbah ini.
Air disiramkan ke puncak timbunan ini dan pada saat mengalir ke bawah, air tersebut akan membawa senyawa logam terlarut yang dibentuk oleh kerja bakteri. Dari namanya Thiobacillus ferro oxidans berarti bahwa bakteri tiadak pertu ditambahkan ke dalam timbunan ini. Daerah tempat timbunan biasanya tertutup oleh tanah liat atau aspal sehingga cairan yang kaya akan logam terkumpul pada kolam di bagian kaki timbunan dan tidak akan meresap ke dalarn tanah. Dengan menggunakan mikroba, para penambang masih berhadapan dengan tingginya biaya dalam membawa bilih logam ke permukaan. Tetapi pengalaman yang diperoleh di pertambangan uranium Stanrock di Kanada memperlihatkan bahwa biaya tidak selalu diperlukan. Pertambangan ini dibuka pada tahun 1958, dan bekerja dengan prinsip-prinsip konvensional. Pada tahun 1962 ditemukan bahwa kolam cairan yang telah terkumpul di bawah tanah mengandung kira-kira 13.000 kg (29.000 lb) uranium oksida yang telah terlepas dari batuan. Tidak lama kemudian pertambangan konvensional ini dihentikan dan bacteri dibiarkan mengerjakan hampir semua pekerjaan tersebut, dan air disiramkan ke atas batuan untuk membantu proses pencucian alamiah. Penambangan larutan di bawah tanah ini telah mengurangi sampai seperempat biaya pada saat ini. Teknik serupa hampir pasti akan dipergunakan pada pertambangan lain terutarna tambang dengan bijih berkuaIitas rendah. Proses semi industri telah memperlihatkah harapan bahwa mikroba pencuci dalam memperoleh kobalt, timah dan nikel dan logarn benlai lainnya, seperti kadmium, galium, air raksa dan antimon, merupakan target masa depan.

G. Sifat Totipotensi untuk Kultur Jaringan
Kultur jaringan adalah suatu cara memperbanyak tanaman dari sel atau jaringan tanaman dewasa sehingga diperoleh individu baru yang sempurna. Dasar dari kultur jaringan adalah suatu sifat yang dimiliki tumbuhan yang disebut totipotensi. Sifat totipotensi adalah kemampuan sel yang apabila diletakkan dalam lingkungan yang sesuai dapat tumbuh menjadi individu baru yang sempurna. Untuk itu diperlukan medium yang tepat untuk pertumbuhan sel, yaitu medium yang mengandung nutrisi dan hormon tumbuh. Selain kondisi steril, kedua hal tersebut adalah kunci pokok bagi keberhasilan kultur jaringan. Totipotensi pertama kali dikemukakan oleh G. Haberlandt, seorang ahli fisiologi Jerman.
Kemudian oleh F.C. Steward berhasil dibuktikan totipotensi dari satu sel wortel yang dikultur pada medium tertentu dan menghasilkan tanaman wortel yang utuh dan lengkap. Penggunaan kultur jaringan mempunyai berbagai keuntungan antara lain :
- Diperoleh propagasi klonal, artinya didapatkan turunan secara genetik yang identik dengan induknya atau seragam dalam jumlah besar.
- Dapat digunakan sebagai pemuliaan tanaman, seperti seleksi, kultur anther atau polen, kultur protoplas, dan fusi protoplas.
- Diperoleh tumbuhan yang bebas dari virus, karena digunakan eksplan yang benar-benar bebas virus.
- Metabolisme sekunder, yaitu sifat totipotensi tidak terbatas pada struktur, tetapi menyangkut kemampuan mensintesis bahan kimia alami.
- Untuk pelestarian plasma nutfah.


H. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika merupakan tindakan untuk memanfaatkan gen atau DNA dari suatu orgnisme untuk keperluan manusia. Hal ini dapat dilakukan antara lain dengan persilangan, radiasi. Pencangkokan atau transplantasi gen atau kultur jaringan. Dalam pencangkokan gen biasa menggunakan bakteri atau virus.

1. Transfer gen (transplantasi gen)
Transfer gen dikenal pula pencangkokan gen. Dengan memanfaatkan teknologi mutakhir, para ahli telah berhasil menemukan kedudukan gen di dalam kromosom. Bahkan dengan perantaran mikroorganisme bersel satu mereka mampu memindahkan gen dari suatu species ke kromosom lainnya. Penerapan teknik ini banyak memberikan manfaat yang dapat digunakan untuk menyembuhkan penyakit yang diturunkan untuk menghasilkan berbagai macam tanaman panen yang lebih. Pada organisme tingkat tinggi, seperti tanaman dan hewan, gen yang dicangkok terlebih dahulu harus disambung ke dalam alat mengangkut, yaitu vektor seperti virus dan plasmid. Suatu vektor harus mampu memasuki suatu sel yang selanjutnya menjadi bagian dari genom sel sehingga mentaati kontrol sel secara normal pada transkripsi dan replikasi DNA. Tentu saja sangat penting bahwa setiap gen tambahan di mana vektor bisa membawa masuk ke dalam sel harus tidak berbahaya bagi sel. Pada masa sekarang, secara rutin gen-gen dicangkokan ke dalam sel-sel di kultur laboratorium.
Manfaat dari pencangkokan gen tidak dapat diragukan lagi dalam bidang pertanian, terutama untuk memperoleh gen-gen tanaman yang dapat bertahan dan melawan sebagian besar penyakit atau hama dan tumbuhan pembunuh (rumput liar). Para peneliti tanaman pangan telah bekerja keras untuk mentransplantasikan gen-gen pengikat nitrogen dan menghasilkan tumbuhan polongan yang mampu mengikat nitrogen sendiri tanpa bersimbiosis dengan bacteri pengikat nitrogen.
Dengan demikian tumbuhan hasil rekayasa genetika tersebut Dapat tumbuh baik pada lahan yang miskin akan nitrogen. Bila kita mencangkokan gen-gen yang relevan ke dalam tanaman pangan lain dan mengaturnya dengan bacteri tersebut, maka kita tidak perlu menggunakan pupuk nitrogen. Dalam tahun 1987, percobaan pertama terhadap tanaman yang mengandung gen-gen pestisida dilakukan dengan menggunakan tanaman tembakau. Gen-gen pestisida berasal dari bacteri Bacillus thuringiensis. Bacteri ini menghasilkan suatu toksin yang membunuh larva hewan ngengat, tetapi tidak berbahaya (beracun) terhadap insekta lain, mamalia atau burung.

2. Transplantasi nukleus pada hewan
Transplantasi nukleus dilakukan dengan dipindahkannya sebuah telur dan diganti dengan nukleus dari suatau sel yang berdiferensiasi. Bila nukleus dari sebuah sel di dalam usus seekor berudu (kecebong) dicangkokan ke dalam sebuah telur katak, maka zigot artifisial begitu terbentuk berkembang secara normal menjadi seekor katak dewasa secara seksual. Transplantasi nukleus memasukan semua gen dari nukleus yang ditransplantasikan ke dalam setiap sel yang menghasilkan embrio, termasuk “germ cells”, yaitu sel-sel yang menumbuhkan telur dan sperma. Gen-gen yang ditransplantasikan ini akan diteruskan pada generasi selanjutnya.

I. Bioteknologi dalam Bidang Kedokteran
Berkembangnya bioteknologi juga bermanfaat dalam bidang kedokteran, di antaranya dihasilkan insulin dari rekayasa genetika. Insulin sangat penting terutama bagi penderita penyakit diabetes melitus atau kencing manis yang sudah parah. Dari manfaat yang diperoleh, dapat di katakan bioteknologi membuka cakrawala baru dalam dunia medis. Aplikasi bioteknologi modern dalam dunia medis, misal dalam pembuatan antibodi, terapi penyakit genetika, pembuatan antibiotik dan penemuan vaksin baru.
1. Pembuatan antibodi
Benda asing yang masuk ke dalam tubuh kita disebut antigen, sementara itu tubuh kita akan beraksi terhadap masuknya benda asing tersebut dengan cara membentuk antibodi untuk pertahanan diri. Berbagai antigen yang terdapat dalam tubuh kita akan merangsang timbulnya antibodi yang bermacam-macam pula, disebut antibodi pioliklonal. Bioteknologi dapat digunakan untuk mengatasi kekurangan pembuatan antibodi poliklonal, artinya dimungkinkan diperoleh suatu antibodi yang spesifik, lebih murni dan dapat diproduksi dalam jumlah lebih besar. Antibodi yang spesifik ini dinamakan antibodi monoklonal. George Kohler dan Cesar Milstein tahun 1975 berhasil membuat antibodi murni yang dihasilkan oleh sekelompok sel yang identik, yaitu dengan menggabungkan dua tipe sel (sel yang mampu menghasilkan antibodi dan sel kanker/ sel meiloma) dari tubuh mencit. Dari penggabungan sel-sel tersebut dapat diperoleh sesuatu sel yang mampu terus-menerus membelah dan tumbuh, yang akan menghasilkan sel hibridoma (bastar) yang membawa sifat dri kedua sel asal. Sifat gabungan yang dihasilkan adalah sel antibodi dan mampu menghasilkan antibodi dan mampu hidup dalam jangka waktu lama. Dengan cara ini dapat dihasilkan antibodi yang spesifik dalam jumlah yang besar.
2. Terapi genetika
Biasanya penderita penyakit genetik akan kehilangan salah satu komponen gen dalam tubuhnya, sehingga mengakibatkan produk gen akan mengalami gangguan. Contoh penyakit genetik dan bersifat menurun yang tidak dapat diobati di antaranya thalasemmia, buta warna, hemofilia dan lain-lain. Dengan kemajuan bioteknologi beberapa penyakit keturunan ini dapat dicari pemecahan penyembuhannya. Sel penderita dimasukan DNA dari gen yang diinginkan untuk terapi, selanjutnya sel ini akan dibiarkan dalam medium kultur jaringan. Setelah diperoleh jumlah sel yang cukup, sel dimasukan lagi ke dalam tubuh penderita. Diharapkan kekurangan komponen gen dapat di atasi setelah ke dalam tubuh dimasukan sel yang membawa gen yang diperlukan.
Bioteknologi dalam Akuakultur
Bioteknologi dalam dua dekade terakhir telah berperan besar dalam sebagian besar disiplin ilmu contohnya ilmu kedokteran, farmasi dan pertanian. Dengan perkembangan teknologi di setiap bidang (termasuk akuakultur), peluang penelitian dengan menggunakan teknik-teknik terbaru pun muncul dan hal ini membangkitkan pula industri bioteknologi dewasa ini.
Beberapa “platform” bioteknologi yang telah diaplikasikan pada bidang akuakultur akan dijelaskan dibawah ini.
A. Teknologi ekspresi protein
Produksi protein rekombinan sedang hangat dalam bidang bioteknologi. Ada berbagai metoda yang dapat dipilih sebagai sistem ekspresi antara lain pendekatan bakterial, yeast (ragi), sel insekta maupun transgenik. Banyak produk sebagai contoh hormon, gonadotropin dan enzym telah digunakan dalam akuakultur. Ekspresi antigen untuk pengembangan vaksin mewakili pula kegiatan dalam bidang ini.
B. Mikrosatelit, RFLP, Analisis QTL
Teknologi “sidik jari” DNA dan pemetaan DNA semakin mempermudah perkembangan ilmu dalam akuakultur. Teknologi tersebut digunakan untuk identifikasi stok, seleksi dalam kegiatan breeding, dan mengidentifikasi gen yang penting dalam akuakultur seperti pertumbuhan dan resistensi terhadap penyakit. Pemetaan dan karakterisasi gen semakin dipermudah dengan adanya teknologi QTL (Quantitative Trait Loci).
C. Vaksin DNA
Kegiatan ini melibatkan pengunaan DNA untuk mengekspresikan antigen dalam inang sebagai bagian dari proses vaksinasi. Teknologi ini telah diterapkan dalam skala penelitian pada rainbow trout dan hasilnya sangat bagus. Ketika di uji tantang dengan virus IHNV, hampir 100% ikan dengan perlakuan teknologi ini selamat dan perlakuan kontrol 85-90% mengalami kematian.
D. Chip DNA

Teknologi baru ini mampu menganalisa ekspresi ribuan gen dalam satu microchip. Teknologi ini berkembang pesat dan telah diaplikasikan untuk ekspresi gen, pemetaan, penemuan gen, diagnosa genetik. Dalam akuakultur sudah ada beberapa grup riset yang menggunakan teknologi ini untuk meneliti ekspresi gen pada ikan.
E. Proteomics
Proteomics adalah bidang baru dalam biology modern. Proteomic adalah ilmu yang mempelajari sifat protein (tingkat ekspresi, interaksi, modifikasi setelah translasi dan lainnya) dalam skala besar untuk memperoleh pandangan jelas dan terintegrasi sebagai contoh untuk mengetahui proses yang menyebabkan penyakit, meneliti proses-proses dalam sel, networking pada skala protein. Teknologi ini adalah kombinasi dari elektroforesis “2D” polyacrilamide gel dengan spektrometer. Ditunjang oleh teknologi komputer untuk mengolah data dan bioinformatika, teknologi ini menjadi metoda yang cepat dan sensitif untuk mengetahui karakterisasi protein. Kesimpulannya teknologi ini bisa mengidentifikasi protein yang dapat berperan untuk penemuan obat, theurapeutics dan lainnya.
F. Teknologi Transgenik
Teknologi transgenik telah digunakan sejak 1980 dan sekarang berkembang memproduksi makhluk hidup dengan fenotip yang diinginkan. Teknologi ini pun berguna di bidang kedokteran sebagai bioreaktor untuk membuat protein therapeutic. Saat ini teknologi memungkinkan untuk mengintroduksi gen yang diinginkan pada binatang maupun tumbuhan. Dalam bidang akuakultur teknologi ini berguna untuk meningkatkan laju pertumbuhan ikan; mengatur kematangan gonad, diferensiasi sex dan sterilitas; meningkatkan resistensi terhadap pathogen; mengadaptasi ikan terhadap lingkungan baru (freeze resistance!); merubah karakteristik biokimia dari daging ikan sehingga menciptakan rasa daging yang diinginkan; mengubah jalur metabolisme sehingga terjadi efisiensi pakan.

Bioteknologi genetik dalam akuakultur
Genetika

Ditulis oleh Adi Sucipto
Selasa, 16 Juni 2009 12:19
Fokus bioteknologi genetic dalam akuakultur adalah meningkatkan laju pertumbuhan, tanpa mengabaikan peningkatan ketahanan terhadap penyakit dan toleransi terhadap kondisi lingkungan. Saat ini, telah banyak sumbangsih perkembangan bioteknologi dalam akuakultur yang dapat diaplikasikan dan dimanfaatkan oleh masyarakat pembudidaya.

Penangkaran selektif atau yang dikenal dengan selective breeding, merupakan contoh bioteknologi yang telah sangat lama diterapkan. Karenanya, teknik ini dikenal pula dengan istilah a traditional animal breeding. Namun demikian, apakah se-tradisional itu?
Selanjutnya... [Bioteknologi genetik dalam akuakultur]
Kalau istilah tradional ini dimaknai sebagai sesuatu yang sederhana, maka saya sendiri tidaklah menanggapinya demikian. Hal ini karena, justru teknik inilah yang hingga kini masih tetap diterapkan; baik sebagai awal pelaksanaan sebuah breeding program, maupun sebagai tahap lanjutan dari bioteknologi-bioteknologi lain yang muncul belakangan. Mas, merupakan contoh ikan yang paling awal dikembangkan dengan teknik ini --ribuan tahun yang lalu— dan kemudian menyusul ikan dari golongan catfish, trout dan tilapia. Sebagai hasilnya, program-program penangkaran selektif telah mampu meningkatkan pertumbuhan ikan sebesar 5-20% per generasi pada Atlantic salmon, catfish dan tilapia. Bagaimana dengan di Indonesia? Banyak jenis ikan potensial yang dapat dikembangkan dengan teknik ini; mas, nila, lele, adalah contoh yang saat ini sedang menerapkan konsep ini. Agar hasilnya sesuai dengan harapan, maka penentuan genetic gain, trait, kelengkapan sarana-prasarana, tenaga pelaksana, dana dan jejaring kerja (termasuk penyusunan breeding program); saya pikir adalah suatu hal yang tidaklah nisbi. Dan pelaksanaanya pun seyogyanya dimulai saat ini dan terus konsisten. Sebab kalau tidak, maka ketergantungan terhadap produk luar pasti tidak terelakkan.

Manipulasi set kromosom atau chromosome-set manipulation merupakan teknik yang dapat digunakan untuk memproduksi ikan triploid. Ikan hasil modifikasi set kromosom ini memiliki banyak manfaat untuk tujuan produksi. Walaupun tidak berlaku untuk semua spesies ikan, namun ikan triploid telah diyakini mampu melakukan efisiensi energi pada beberapa ikan budidaya. Dari tinjauan perkembangan gonosom, beberapa produk perikanan yang triploid bahkan mengalami steril hingga mendekati 100%.

Dalam akuakultur, suatu jenis kelamin seringkali lebih dikehendaki dibandingkan dengan jenis kelamin yang lain. Sebagai contoh, betina sturgeon dapat dimanfaatkan untuk memproduksi caviar, nila jantan lebih cepat tumbuh dibandingkan dengan betina dan betina trout dan salmon secara umum tumbuh lebih cepat dibandingkan jantan. Adanya realita sexual dimorphism ini tentu saja karunia Allah yang dapat ditindak lanjuti dengan kegiatan manipulasi pada tahap perkembangan gamet dan embrio. Manipulasi yang saya maksudkan adalah dengan teknik denaturasi DNA dalam gamet melalui manipulasi set kromosom atau dengan teknik sex reversal yang kemudian diikuti dengan penangkaran/breeding. Penerapan teknik hormonal ini mampu mengubah phenotype kelamin (fisik) pada beberapa spesies akuatik. Sebagai contoh, jantan nila dapat diarahkan menjadi betina secara fisik melalui penggunaan estrogen. Maka ”lahirlah” ikan nila yang secara genetik jantan, namun secara fisik adalah betina. Dan ikan ini dapat dipijahkan dengan betina normal untuk menghasilkan populasi all-male yang tumbuh lebih cepat dan sangat memungkinkan untuk terhindar dari pemijahan ’liar’ (seperti yang sering terjadi pada populasi campuran. Bahkan jika telah memiliki populasi jantan yang memiliki dua kromosom jantan (misalnya YY), maka populasi ini dapat dimanfaatkan untuk memproduksi generasi all-male tanpa menggunakan hormon lagi. Dan saya pikir, populasi inilah yang sangat dibutuhkan oleh para pembudidaya di tanah air (walaupun tentu saja masih sangat perlu kajian lebih lanjut; terutama karena seringkali, para pembudidaya di negeri ini masih kurang taat azas dan suka bikin aturan main sendiri). Lebih detail tentang masalah ini pada ikan nila, telah saya bahas dalam tulisan tentang breeding program produksi nila jantan.

Hibridisasi adalah contoh teknologi genetic yang sederhana. Meningkatnya pemahaman bahwa sinyal lingkungan seperti panjang siang (bagi negara dengan empat musim), suhu atau arus air dapat memainkan peran dalam reproduksi ikan, maka semakin terasa penting untuk melakukan breeding program. Anda pasti masih ingat bahwa Bangkok adalah sebuah kota di Thailand. Namun bagaimana dengan jambu, nila, pepaya atau patin bangkok? Ini masalah opini... Boleh jadi, bahwa tidak semua dari empat komoditas yang saya sebutkan ini dihasilkan di Bangkok. Boleh jadi komoditas itu dihasilkan di kota lainnya kan? Lalu bagaimana dengan produk perikanan Indonesia? Tidak ada ke-khasan di tanah ini. Negeri yang sebenarnya memiliki 13 jenis patin local; jauh lebih banyak dibandingkan Thailand yang hanya punya 3 jenis atau Malaysia yang punya 10 jenis. Negeri ini kaya, namun seperti belum siap untuk mengelola semua potensi yang dimilikinya. Maka jadilah kita sebuah negeri yang penuh potensi, sehingga tak ayal bahwa yang memanfaatkannya adalah negara lain. Anda pasti sepaham, bahwa air yang tenang pasti mengandung energi potensial; maka energi potensial itu dapat menjelma menjadi energi mekanik kalau ia dimanfaatkan... Ia bergerak..., dan negeri ini pun harus bergerak!

Seiring dengan perjalanan sang waktu, maka rekayasa genetic pun berkembang. Kita kemudian mengenal istilah GMO (genetically modified organism), istilah yang lebih dekat dengan sinonim gene transfer (misalnya, produksi ikan transgenik). Teknologi ini berkembang dengan cepat, banyak negara telah ambil bagian untuk melakukan dan mengembangkan teknologi ini. Bagi Indonesia? Indonesia pun tidak luput dari andil ini. Beberapa peneliti telah dengan tekun mendalaminya. Namun demikian, perkembangan ilmu ini patut pula jika diimbangi dengan aturan main atau bagaimana bentuk regulasinya. Saya cuma ingin menuliskan beberapa kata, sebagai penutup “GMO: how to regulate it wisely?”
















DAFTAR PUSTAKA
Christiansen, S. B; Sand¿e, P. 2000. Bioethics: Limits to the Interference with life. Animal Reproduction science 60 – 61, p. 15 – 29.
Gordon, I. 1994. Laboratorium Production of cattle Embryos Biotechnology in Agriculture Series CAB International.
Hafes, E.S.E. 1993. Reproduction in Farm Animals. Six th edition. Lea dan Febiger Philadelphia.
Hobbelink, H. 1988. Bioteknologi dan Pertanian Dunia ketiga, Harapan Baru Janji Palsu? Diterjemahkan oleh Bambang Suryobroto. Yayasan Obor Indonesia. Jakarta.
Kelana, A. dan I.A.Atmanto. 2000. Diselamatkan bayi tabung dalam Topik Kesehatan Majalah Gatra, 14 Oktober.
Nasoetion, A. H. 1998. Pengantar Ke Filsafat Sains. Litera Antar Nusa. Bogor .
Niemann, H. dan W.A.Kues. 2000. Transgenic livestock: premises and promises. Animal Rep. Sci., 60-61:277-293.
Sarwono Kusuma Atmaja. 2001. Saatnya Kuasai Teknologi Perikanan Budidaya dalam Topik IPTEK Suara Pembaruan, 26 Februari.
Setyarini, A. 2000. Majalah Peternakan dan Kesehatan Hewan. Infovet edisi 074.
Supriatna, I. 1992. Bioteknologi Reproduksi Ternak. Disampaikan pada penataran Dosen PTS. Bogor, 28 Juli–10 Agustus 1991 .
Suriasumantri dan Jujum, S. 1999. Filsafat Ilmu Sebuah Pengantar Populer. Penerbit Pustaka Sinar Harapan. Jakarta.
Rifai, M. A. 2001. Bioteknologi Mendukung Keanekaragaman Hayati dalam Suara Pembaruan, 9 Maret.
Tajudin. K. N. 2001. Menyoalkan Tanaman Transgenik dalam Suara Pembaruan, 26 Februari.
Wilmut, I; Young, L; DeSousa, P; King, T. 2000. New Opportunities in Animal breeding and production-an introduction remar




The role of aquatic biotechnology in aquaculture. Choy L. Hew dan Garth L. Fletcher. Aquaculture 197 (Issues 1 – 4).

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar