Pengertian bioteknologi konvensional dan modern serta perbedaannya

BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERN SERTA PERBEDAANNYA

Bismillahirrahmanirrahiim

Selamat datang di situs IPA MTs

Pangan merupakan segala sesuatu yang berasal dari tumbuhan, hewan dan air yang sudah diolah dan atau belum diolah dengan tujuan dijadikan sebagai makanan. Berarti pangan akan menyediakan makanan bagi manusia.

Makanan dibutuhkan tubuh untuk diolah menjadi energi, dimana energi tersebut akan digunakan untuk aktivitas dan pemeliharaan sel-sel tubuh. Pengolahan makanan dalam tubuh manusia dikerjakan oleh organ-organ pencernaan makanan dengan mekanisme pencernaan tertentu.

Baca juga : Mengenal sistem organ pencernaan makanan utama dan tambahan pada manusia beserta fungsinya 

Seiring bertambahnya jumlah manusia, maka kebutuhan akan pangan juga akan semakin bertambah sehingga dibutuhkan suatu teknologi agar dapat meningkatkan produk-produk pangan supaya kebutuhan pangan dapat terpenuhi. Salah satu teknologi pangan yang dapat dilakukan yaitu dengan menggunakan mahluk hidup dan dikenal dengan bioteknologi.

Ada dua jenis bioteknologi yang saat ini digunakan dalam memenuhi kebutuhan pangan, yaitu bioteknologi pangan konvensional dan bioteknologi pangan modern.

Artikel sekarang akan membahas tentang bioteknologi yang mana pembahasannya meliputi pengertian bioteknologi, penjelasan dasar bioteknologi konvensional dan modern serta perbedaan mendasar dari kedua jenis bioteknologi tersebut.

Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi berasal dari gabungan dua kata yaitu bio dan teknologi. Bio adalah mahluk hidup dan teknologi merupakan metode ilmiah untuk mencapai tujuan praktis atau ilmu pengetahuan terapan. Teknologi juga dapat didefinisikan sebagai keseluruhan sarana untuk menyediakan barang-barang yang diperlukan untuk kelangsungan dan kenyamanan hidup manusia. Jika difinisi bio dan teknologi digabungkan maka didapat pengertian bioteknologi yaitu penggunaan mahluk hidup melalui metode ilmiah untuk mencapai suatu tujuan yang dimanfaatkan untuk kelangsungan dan kenyamanan hidup manusia. Bila yang hasilkan berupa pangan maka dinamakan bioteknologi pangan.

Tujuan dari bioteknologi adalah menghasilkan produk dengan menggunakan mahluk hidup atau bagian mahluk hidup seperti mikroorganisme, jaringan atau gen hewan dan tumbuhan. Agar bioteknologi berhasil, maka dibutuhkan pengetahuan dan ilmu seperti biokimia, mikrobiologi, genetika dan lain-lain. Bioteknologi pangan ditujukan untuk menghasilkan pangan guna mencukupi kebutuhan pangan manusia.

Baca juga : Mekanisme pencernaan makanan secara mekanik, kimiawi dan biologis serta alurnya

Manfaat bioteknologi pangan antara lain : menghasilkan pangan baru atau bahan pangan, menghasilkan pangan dengan kandungan gizi yang lebih lengkap dari bahan mentahnya dan meningkatkan nilai ekonomis atau daya jual dari makanan atau minuman.

Perkembangan bioteknologi sudah dimulai sejak tahun 1857 setelah Louis Pasteur menemukan hasil fermentasi yang dilakukan oleh mikroorganisme. Pada tahun 1920, proses fermentasi dengan melibatkan mikroorganisme mulai digunakan untuk membuat larutan kimia yang lebih kompleks seperti alkohol.

Semakin berkembangnya ilmu pengetahuan di bidang genetik, jaringan dan lainnya, maka manusia melakukan rekayasa genetika dan memanfaatkan jaringan tubuh agar diperoleh hewan dan tumbuhan agar dapat dijadikan bahan pangan untuk mencukupi kebutuhan pangan manusia.

Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk dan jasa. Bioteknologi konvensional sudah dilakukan oleh manusia sejak 6000 SM, manusia memanfaatkan mikroorganisme untuk membuat minuman beralkohol dengan bahan anggur yang diperas kemudian disimpan dalam jangka waktu tertentu sehingga air perasan anggur akan mengalami fermentasi karena aktivitas mikroorganisme sehingga terbentuklah alkohol di dalam perasan anggur. Selain minuman beralkohol, manusia juga memanfaatkan mikroorganisme untuk membuat roti, tempe, keju dan mengawetkan susu.

Mikroorganisme yang dipakai pada bioteknologi konvensional berupa bakteri dan jamur. Bakteri dan jamur tersebut akan menghasilkan enzim-enzim lalu terjadi metabolisme sehingga mengubah zat organik menjadi zat organik lainnya seperti mengubah karbohidrat menjadi alkohol dan karbondioksida atau protein menjadi asam amino organik. Mikroorganisme tersebut bekerja pada kondisi anaerob. Anaerob merupakan kondisi yang tidak membutuhkan oksigen, tetapi mikroorganisme tetap dapat hidup.

Berikut contoh mikroorganisme yang digunakan pada bioteknologi konvensional :

• Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermiphilus yang akan mengubah laktosa menjadi asam laktat
• Saccharomyces cerevisiae yang mengubah glukosa (C₆H₁₂O₆) menjadi alkohol (C₂H₅OH)
• Acetobacter acetii yang mengubah yang mengubah alkohol (C₂H₅OH) menjadi asam cuka (CH₃COOH)
• Aspergillus sp mengubah amilum menjadi glukosa

Proses yang terjadi pada bioteknologi konvensional adalah fermentasi. Fermentasi merupakan penguraian metabolik senyawa organik oleh mikroorganisme sehingga dihasilkan energi yang umumnya terjadi secara anaerobik dan dengan pembebasan gas.

Pada fermentasi terjadi pengubahan senyawa kimia kompleks menjadi senyawa kimia sederhana dan mikroorganisme yang digunakan bukan mikroorganisme patogen atau tidak berbahaya bagi manusia. Reaksi umum dari fermentasi adalah sebagai berikut :

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2ATP

Berdasarkan persamaan reaksi fermentasi diatas dapat diketahui bahwa bakteri melakukan fermentasi bertujuan untuk mendapatkan energi dalam bentuk ATP dimana energi tersebut digunakan oleh bakteri untuk melangsungkan hidupnya. Adapun alkohol dan karbondiosida merupakan hasil sampingan dari aktivitas fermentasi yang dilakukan oleh bakteri. Jadi tujuan fermentasi oleh bakteri adalah agar bakteri dapat tetap hidup dan berkembang.

Tujuan utama dari fermentasi pada bioteknologi konvensional adalah mengawetkan makanan. Perubahan karbohidrat menjadi senyawa organik dapat menjadikan makanan tahan lama.

Selain itu, fermentasi dapat juga membuat makanan memiliki rasa, bau, warna dan tekstur yang berbeda dengan makanan asalnya. Fermentasi juga dapat menambah kandungan gizi makanan tersebut. Oleh karena itu, makanan melalui fermentasi dapat menambah nilai jual makanan tersebut sehingga memiliki nilai ekonomis yang tinggi.

Pada budidaya hewan dan tumbuhan, bioteknologi konvensional dilakukan dengan pemuliaan hewan dan tumbuhan. Pemuliaan hewan dan tumbuhan merupakan usaha memperoleh hewan dan tumbuhan yang memiliki sifat-sifat unggul seperti produksi tinggi, tahan terhadap penyakit dan lain-lain. 

Baca juga : Memahami Pemuliaan Tumbuhan dan Hewan Beserta Contohnya - IPA MTs.

Bioteknologi Modern

Seiring meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan akan pangan juga semakin meningkat. Pemenuhan kebutuhan pangan tersebut, selain menggunakan bioteknologi konvensional, juga menggunakan bioteknologi modern.

Bioteknologi modern adalah bioteknologi yang menerapkan prinsip rekayasa gen atau DNA yang disebut dengan rekeyasa genetika. Rekayasa genetika merupakan kegiatan manipulasi gen untuk mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA baru.

Manipulasi materi genetik dilakukan dengan menambah atau menghilangkan gen-gen tertentu. Jadi pada rekayasa genetika, susunan gen dalam kromosom yang diubah karena gen tersebut berisi informasi genetik yang akan mempengaruhi sifat dari mahluk. 

Baca juga : Materi Genetik Kromosom dan Gen - IPA MTs.

Melalui teknik rekayasa genetika, para ahli bidang bioteknologi dapat menyusun pola gen tertentu sehingga menghasilkan organisme dengan sifat-sifat yang disesuaikan dengan kebutuhan. Teknik ini juga dikenal dengan istilah DNA rekombinan.

Pada DNA rekombinan, terjadi proses penggabungan DNA dari satu organisme ke organisme lain. Organisme hasil rekayasa genetika disebut organisme transgenik. Organisme transgenik digunakan untuk keperluan penelitian, medis dan pertanian juga peternakan.

Bagaimana teknik rekayasa genetika dilakukan? Perhatikan gambar contoh rekayasa genetika pada tumbuhan dengan bantuan bakteri Agrobacterium tumefaciens berikut :

Tahapan rekayasa genetika pada tumbuhan

Berdasarkan gambar, rekayasa genetika dilakukan dengan beberapa tahap yaitu :

1. menyiapkan fragmen DNA yang akan disisipkan ke DNA tumbuhan.
2. menyipakan vektor (perantara) baik plasmid atau menggunakan virus
3. potongan DNA yang akan disisipkan digabung (rekombinasi) dengan vektor
4. DNA gabungan atau rekombinan akan disisipkan ke dalam sel-sel tanamanan
5. tanaman tumbuh menjadi tanaman dengan sifat baru sesuai dengan DNA yang disisipkan

Selain melalui rekayasa genetika, bioteknologi modern dilakukan dengan cara kultur jaringan.

Kultur jaringan diterapkan pada bidang pertanian untuk membudidayakan tumbuhan secara singkat dalam jumlah yang banyak dengan sifat sama dengan induknya. Pelaksanaan kultur jaringan didasarkan pada teori sel, bahwa sel tumbuhan memiliki kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel tumbuhan dari bagian-bagian tumbuhan yang diletakkan pada lingkungan yang sesuai kemudian akan tumbuh menjadi tumbuhan sempurna.Teknik kultur jaringan dilakukan dengan mengambil jaringan meristem agar mempunyai keberhasilan yang lebih besar.

Baca juga : Teknologi Reproduksi pada Tumbuhan dan Hewan - IPA MTs.

Ciri dari bioteknologi modern antara lain : menggunakan teknologi yang lebih canggih dan modern, menggunakan prinsip rekayasa genetika, biaya relatif lebih mahal dan menghasilkan sifat yang baru pada organisme. Adapun manfaat dari bioteknologi modern yaitu menghasilkan bibit unggul, menghasilkan produk-produk kesehatan, memberantas hama secara biologis dan mengatasi masalah genetik dan lingkungan.

Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern

Berdasarkan penjelasan bioteknologi konvensional dan modern di atas, dapat diketahui perbedaan antar keduanya. Berikut perbedaan-perbedaan antara bioteknologi konvensional dan modern:

• Teknik atau cara. Teknik atau cara pada bioteknologi konvnesional masih sederhana, hanya menaburkan ragi ke makanan dan minuman lalu disimpan di dalam wadah yang rapat. Sedangkan pada bioteknologi modern dilakukan dengan cara yang rumit dan membutuhkan pengetahuan di bidang mikrobiologi, genetika dan sel.
• Proses. Proses yang terjadi pada bioteknologi sederhana adalah proses fermentasi. Sedangkan pada bioteknologi modern prosesnya dimulai dari pengambilan DNA lalu rekombinan DNA.
• Alat. Bioteknologi konvensional hanya membutuhkan alat-alat yang masih sederhana sedangakan bioteknologi modern membutuhkan alat yang canggih dan modern.
• Waktu. Bioteknologi konvensional membutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan bioteknologi modern.

Itulah perbedaan mendasar dari bioteknologi konvensional dan modern. Walaupun ada perbedaan, tetapi masing-masing diperlukan untuk memenuhi kebutuhan manusia seperti pangan, kesehatan, penelitian, pertanian, peternakan dan lain-lain.

Penutup

Berdasarkan uraian di atas dapat diketahui bahwa manusia sudah lama menggunakan bakteri atau jamur bersel tunggal untuk mengolah bahan makanan untuk memperoleh makanan baru yang memiliki cita rasa dan nilai gizi yang lebih baik dari bahan makanan yang digunakan. Teknik yang digunakan dikenal dengan fermentasi. Oleh karena itu, teknik fermentasi disebut dengan bioteknologi konvensional atau bioteknologi tradisional.

Kemudian seiring berkembangnya ilmu pengetahuan di bidang mikrobiologi, genetika dan lainnya, ilmuwan mengembangkan teknik rekayasa genetika. Teknik rekayasa genetika menggunakan seluruh bagian mikroorganisme atau fragmen DNA nya saja untuk mengembangkan hewan dan tumbuhan baru yang disebut hewan dan tumbuhan transgenik. Teknik rekayasa genetika dikenal dengan bioteknologi modern.

Jadi perbedaan yang mendasar antara bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern adalah teknik yang digunakan. Bioteknologi konvensional menggunakan teknik fermentasi, sedangkan bioteknologi modern menggunakan rekayasa genetika.

Demikan penjelasan mengenai bioteknologi konvensional dan modern beserta perbedaannya, mudah-mudahan dapat menambah pengetahuan dan informasi kepada pembaca IPA MTs. Silahkan baca artikel-artikel mengenai sains lainnya di situs IPA MTs.

Bila artikel-artikel di IPA MTs ini dirasakan bermanfaat, silahkan bagikan artikel-artikel ini ke media sosial atau teman, agar mereka memperoleh manfaat dari artikel-artikel IPA MTs yang kamu bagikan.

Bagikan artikel :