Contoh produk bioteknologi modern

CONTOH PRODUK BIOTEKNOLOGI MODERN

Bismillahirrahmanirrahiim

Selamat datang di situs IPA MTs

be smart with science

Penerapan bioteknologi tradisional, dirasakan belum mampu mencukupi kebutuhan pangan penduduk karena prosesnya membutuhkan waktu yang lama, sedangkan jumlah penduduk semakin meningkat tiap tahunnya. Oleh karena itu dibutuhkan teknik yang lebih cepat dalam usaha memperoleh pangan atau bibit unggul tanaman maupun hewan dengan hasil yang lebih besar.

Salah satu cara untuk membantu pemenuhan kebutuhan pangan tersebut adalah dengan penerapan dan pengembangan bioteknologi secara modern melalui rekayasa genetika. Pada rekayasa genetika dapat dilakukan dengan memodifikasi gen, menggabungkan DNA dari satu organisme ke organisme lain, dan mengklon atau menggandakan suatu organisme, sehingga dihasilkan organisme yang memiliki sifat-sifat unggul seperti produksi daging yang tinggi, produksi susu atau telur, tahan terhadap hama dan cuaca ekstrim dan lain-lain.

Apa saja produk-produk yang dihasilkan oleh bioteknologi modern? Artikel ini akan memberikan informasi mengenai produk-produk bioteknologi modern yang diharapkan dapat membantu memenuhi kebutuhan pangan, kesehatan dan lainnya.

Baca jugaPengertian bioteknologi konvensional dan modern serta perbedaannya

Tanaman Transgenik

Tanaman transgenik adalah tanaman yang diperoleh melalui rekayasa genetika. Rekayasa genetika pada tanaman dilakukan dengan memanipulasi susunan gennya baik melalui cara menambah gen atau menghilangkan susunan gen tertentu dari tanaman. Tujuan dari merekayasa genetik pada tanaman adalah agar tanaman dapat tahan terhadap serangan hama, membunuh hama tanaman, tahan terhadap herbisida dan insektisida, meningkatkan kemampuan produksi tanaman, meningkatkan nilai gizi tanaman dan lain-lain. Penggunaan tanaman transgenik dapat menurunkan biaya produksi dan meningkatkan panen sehingga diperoleh keuntungan yang lebih besar dibandingkan penanaman dengan menggunakan tanaman asli.

Bagian tanaman yang menjadi objek ideal dalam rekayasa genetika yaitu sel kalus karena sel kalus tersebut memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi batang, tunas, akar dan organ-organ tanaman lainnya. Sel kalus biasanya muncul pada bagian tanaman yang terluka.

Struktur sel kalus diselimuti oleh selulosa yang tebal pada dinding selnya dan itu akan menjadi pembatas atau penghambat DNA baru yang akan ditambahkan. Oleh karena itu, dinding sel tersebut dihancurkan dulu dengan memanfaatkan enzim selulase yang akan menguraikan selulosa sehingga didapatkan sel tanpa dinding sel yang disebut protoplas. Protoplas tersebut lalu digabungkan dengan protoplas tanaman lain sehingga dihasilkan tanaman yang memiliki sifat dari gabungan sifat kedua tanaman. Metode penggabungan dua protoplas dinamakan fusi protoplas. Fusi protoplas dapat dilhat pada tanaman brocoflower yang merupakan gabungan dari protoplas tanaman brokoli dan bunga kol.

Secara umum, metode rekayasa genetika pada tanaman dilakukan dengan 5 tahap, antara lain :

  1. Menyiapkan DNA yang ingin ditambahakan. Pada tahap ini susunan DNA yang hendak digabung seperti tahan serangan hama dari organisme lain dipotong dengan menggunakan enzim pemotong (restriksi).
  2. Menyiapkan vektor (perantara). Pada tahap ini, disiapkan perantara untuk potongan DNA. Perantara DNA dapat berupa plasmid Ti yang diambil dari bakteri Agrobacterium tumefaciens atau virus tertentu. Plasmid merupakan bakteri yang berbentuk sirkuler dan mampu melakukan duplikasi secara mandiri. Penggunaan plasmid dimaksudkan agar potongan DNA dapat tergabung secara alami dengan DNA lain.
  3. Menggabungkan atau merekombinasi. Pada tahap ini dilakukan penggabungan antara potongan DNA dan perantara (plasmid Ti) dengan bantuan enzim ligase sehingga diperoleh gabungan antara DNA baru dengan vektornya
  4. Memasukkan vektor yang mengandung DNA atau gen baru ke sel tanaman.
  5. Membudidayakan tanaman yang sudah dimasukkan DNA rekombinan.

Salah satu contoh tanaman transgenik adalah beras emas (golden rice). Beras emas atau Golden rice merupakan beras yang berwarna kuning-jingga. Warna kuning disebabkan kandungan beta karoten. Beta karoten merupakan provitamin A yang akan diubah dalam tubuh menjadi vitamin A. Tujuan penambahan gen pengkode beta karoten atau provitamin A ke dalam padi yaitu mengatasi defisiensi atau kekurangan vitamin A yang masih terjadi pada anak-anak di daerah asia dan afrika dimana beras yang diperoleh dari padi merupakan bahan pokok sebagian besar penduduknya. Gambar beras emas dapat dilihat di bawah ini

beras emas merupakan beras hasil rekayasa genetika
Tampilan beras biasa dan beras emas

Beras emas didapatkan dengan mengambil gen pengode provitamin A atau beta karoten yang berasal dari gen pada tanaman wortel, jagung atau yang lainnya kemudian menyisipkan gen tersebut ke dalam tanaman padi. Berikut contoh lain dari tanaman transgenik :

  • Tomat dengan penambahan gen yang dapat menghambat pematangan penulakan buah dan tahan terhadap serangan insektisida
  • Jagung dengan penambahan gen produksi tongkol, tahan serangan insektisida dan herbisida serta cuaca ekstrim
  • Kentang dengan penambahan gen yang tahan terhadap insektisida dan virus
  • Squash dan pepaya dengan penambahan gen tahan terhadap virus

Hewan Transgenik

Hewan transgenik adalah hewan yang dihasilkan dari bioteknologi modern dengan cara rekayasa genetika. Teknik yang dipakai yaitu teknik kloning. Kloning merupakan proses pembentukan individu baru yang identik secara genetik dengan induk aslinya. Jadi melalui teknik kloning akan mendapat copyan atau salinan individu yang sama dengan individu aslinya. Kloning dapat juga disebut reproduksi aseksual yang mana tidak terjadi fertilisasi atau pembuahan untuk memperoleh individu baru. Yah mirip-mirip reproduksi bakteri, jamur, virus dan tanaman.

Baca jugaMemahami Reproduksi dan Siklus Hidup Hewan - IPA MTs

Tujuan kloning pada hewan adalah menghasilkan individu baru yang seragam dengan induknya dan memperoleh hewan-hewan dengan sifat-sifat unggul seperti produksi susu yang tinggi pada sapi perah, produksi daging pada hewan pedaging, atau hewan yang tahan dengan penyakit hewan seperti mastitis.

Secara umum, teknik kloning dilakukan dengan cara mengambil sel somatis atau sel tubuh dari bagian-bagian hewan seperti ambing atau bagian lainnya kemudian dimasukkan ke dalam sel telur yang sudah dipisahkan inti selnya lalu sel telur yang sudah dimasukkan sel somatis tersebut dibudidayakan sampai menjadi individu baru. Contoh proses kloning dapat dilihat pada kloning domba di bawah ini :

proses kloning hewan transgenik
Proses kloning pada domba

Berdasarkan gambar proses kloning domba di atas dapat diketahui bahwa proses kloning dimulai dari pengambilan sel tubuh dari domba A kemudian DNA sel tubuh pisahkan. Selanjutnya dilakukan pengambilan sel telur dari domba lainnya atau domba B dan inti sel dari sel telur dihilangkan. Berikutnya DNA dari domba A dimasukkan ke dalam sel telur domba B dan ditanam ke dalam rahim induk betina pengganti sehingga terjadi proses pertumbuhan dan perkembangan embrio sampai dilahirkan domba yang identik dengan domba A.

Pada sapi perah yang dapat memproduksi susu, maka dibuat sapi perah agar mampu memproduksi hormon bovine somatotropin (bST) lebih banyak melalui rekayasa genetik. Hormon bovine somatotropin merupakan hormon yang mempengaruhi produksi susu pada sapi laktasi. Semakin banyak seekor sapi mampu memproduksi hormon bovine somatotropin semakin banyak pula produksi susunya. Oleh karena itu sapi perah transgenik yang dapat memproduksi hormon bovine somatotropin lebih banyak, akan meningkatkan produksi susunya. Susu yang dihasilkan oleh sapi perah transgenik juga dapat direkayasa agar lebih kaya protein dan rendah lemak.

Selain untuk produksi susu pada sapi perah, rekayasa genetik juga dilakukan pada sapi agar tahan terhadap penyakit seperti mastitis. Mastitis merupakan penyakit pembengkakan kelenjar susu yang disebabkan oleh infeksi bakteri Staphylococcus aureus. Pengembangan sapi transgenik yang tahan terhadap penyakit mastitis dilakukan dengan cara memasukkan gen pengode enzim Lysostaphin yang berasal dari bakteri Staphylococcus simulans. Penerapan rekayasa genetika juga dilakukan pada sapi yang menghasilkan daging yang berkualitas dan tumbuh dengan cepat.

Insulin Sintetis

Insulin adalah hormon yang berfungsi mengatur kadar gula darah. Hormon insulin diproduksi oleh kelenjar pankreas. Ketika gula darah meningkat setelah makan atau mengkonsumsi karbohidrat, maka pankreas akan mengeluarkan hormon insulin kemudian hormon insulin tersebut akan memberi sinyal kepada sel-sel tubuh untuk mengambil glukosa dalam darah untuk dijadikan energi, memberi sinyal kepada sel hati agar mengubah glukosa menjadi glikogen lalu disimpan dalam hati, dan memerintahkan sel-sel otot agar menyerap glukosa kemudian mengubahnya menjadi lemak.

Kekurangan hormon insulin dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan kompleks seperti penumpukan gula dalam darah yang dapat menyebabkan aliran darah terhambat, darah menjadi lebih kental, urin mengandung glukosa, dan yang paling dikenal adalah diabetes melitus. Penderita diabetes melitus biasa ditandai dengan sering buang air kecil, sering haus, dan lapar. Bila tidak ditangani dengan baik maka penyakit diabetes melitus dapat memicu penyakit jantung, stroke, gagal ginjal, dan kerusakan pada mata, serta luka yang semakin memburuk. Oleh karena itu, penderita diabetes meilitus tipe I perlu memperoleh tambahan hormon insulin agar gula darahnya terkontrol.

Ketersediaan hormon insulin dapat dipenuhi melalui bioteknologi sehingga menghasilkan insulin sintetis yang mirip seperti hormon insulin yang dihasilkan pankreas manusia. Proses pembuatan insulin sintetis seperti gambar di bawah ini:

proses pembuatan insulin sintetis dengan teknik DNA rekombinan
Proses pembuatan insulin sintetis

Fragmen DNA pengkode insulin diambil dari sel pankreas kemudian digabungkan dengan vektor (perantara), misalnya plasmid. DNA rekombinan tersebut dimasukkan ke dalam sel inang seperti bakteri e. coli yang membuat bakteri mengandung DNA rekombinan antara pengkode hormon insulin dan plasmid lalu bakteri e. coli dibudidayakan. Selanjutnya hormon insulin dimurnikan dan dikemas untuk diberikan kepada pasien.

Antibodi Monoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi yang khusus untuk menghancurkan satu jenis antigen. Antigen ini merupakan benda asing seperti zat atau mikroba seperti bakteri dan virus yang masuk ke dalam tubuh. Antibodi monoklonal dihasilkan oleh satu jenis limfosit B yang merupakan hasil kloning dari sel induk. Jadi antibodi monoklonal merupakan hasil dari rekayasa genetika dengan teknik kloning.

Antibodi monoklonal dihasilkan dari penggabungan antara sel limfosit B dari tikus atau kelinci dengan sel myeloma dari sel tumor. Pembentukan antibodi monoklonal dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

pembentukan antibodi monoklonal dengan rekayasa genetika
Proses pembentukan antibodi monoklonal

Berdasarkan gambar dapat diketahui bahwa tikus atau kelinci yang akan diambil sel limfosit B terlebih dahulu diimunisasi dengan antigen tertentu agar limfosit B tikus atau kelinci dapat mengenali antigen tersebut lalu membentuk antibodi. Setelah itu, sel limfosit B diambil dan digabungkan dengan sel tumor agar sel limfosit dapat terus membelah dan menghasilkan antibodi. Gabungan antara sel limfosit dan sel tumor akan membentuk sel hibridoma. Sel hibridoma tersebut dibudidayakan agar dapat dihasilkan antobodi dalam jumlah banyak. Selanjutnya dilakukan pemurnian atau pemisahan antibodi dari sel hibridoma dan dikemas.

Antibodi monoklonal dapat digunakan sebagai terapi artritis, penolakan saat transplantasi organ, terapi kanker sel darah putih (leukemia), kanker payudara dan lainnya.

Profil DNA

Profil DNA adalah informasi mengenai susunan DNA dari seseorang atau pola susunan DNA yang spesifik dari seseorang. Teknik yang digunakan untuk mengetahui profil DNA seseorang yaitu melalui DNA fingerprinting. DNA fingerprinting merupakan teknik yang dilakukan untuk mengetahui identitas seseorang berdasarkan profil pita DNA nya. Aspek yang digunakan dalam DNA fingerprinting yaitu adanya keseragaman dan variasi profil DNA pada suatu individu. DNA fingerprinting dilakukan dengan cara mencocokkan profil DNA seseorang. Perlu kamu ketahui bahwa susunan DNA tiap orang itu unik tetapi memiliki keseragaman dengan susunan DNA dalam keluarganya. Penggunaan teknik DNA fingerprinting memerlukan pengetahuan tentang biologi molekuler.

Informasi mengenai profil DNA seseorang berguna untuk memecahkan masalah hukum seperti mengetahui pelaku tindak kejahatan melalui sidik jari atau bagian tubuh seperti kulit, rambut atau darah yang ditinggalkan pelaku, menentukan hubungan keluarga dan mendiagnosa penyakit keturunan.

Baca jugaDampak penerapan bioteknologi

Penutup

Demikian penjelasan singkat mengenai contoh-contoh produk bioteknologi modern melalui teknik rekayasa genetik. Mudah-mudahan dapat menambah wawasan pembaca IPA MTs dan meningkatkan semangat untuk mempelajari lebih dalam lagi mengenai pengetahuan tentang sains. Kami berharap, kamu dapat membagikan artikel ini ke yang lain agar dapat bertambah pengetahuannya.

Bagikan artikel :

Translate