MATERI PERKULIAHAN BIOLOGI TERAPAN II oleh : Ir.Elfien H,MP BAB I .pendahuluan

1
MATERI PERKULIAHAN BIOLOGI TERAPAN IIoleh
Ir.Elfien H,MPBAB I .pendahuluan
2
I. PENDAHULUAN

• APA ITU YANG DIMAKSUD DG BIOLOGI
  TERAPAN/BIOTEKNOLOGI ?
• 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.

3
Cabang biologi yang merupakan kelompok ilmu
campuran dan terapan antara lain?Biokimia
mengkaji proses-proses kimia dan sistem
kehidupan.?Biofisika mengkaji proses-proses
fisika dalam sistem kehidupan.?Bioteknologi
mengkaji teknologi yang memanfaatkan
organisme.?Paleontologi mengkaji perkembangan
sejarah kehidupan berdasarkan catatan fosil.
4
Hasil2 rekayasa genetikaBidang pangan
alkohol- tempe- yogurt- nata de coco- keju- roti
(pengembang)- kecap- cuka makan, dllBidang
kesehatan penisilin- antibiotik- mikroba
penghasil vitamin, contoh Pseudomonas sp. untuk
membuat vitamin B12Bidang industri - industri
asam-asam amino, contoh MSG- asam sitrat-
enzimBidang perftanian Pembasmi hama tanaman
Bacillus thuringiensis untuk ulat hama dan
sex-feromonPenanggulangan pencemaran lingkungan
Clostridium butyriumPenghasil biogas
methanobacteriumProduksi protein bakteri
penghasil protein sel tunggal, misal
Methylophylus methylotropus.
5
Bioteknologi cabang ilmu yang mempelajari
pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus,
dll) maupun produk dari makhluk hidup (enzim,
alkohol) dlm proses produksi untuk
menghasilkan barang dan jasa.
6

• Gambar dari kiri ke kanan - bakteri, struktur
  yeast, jamur yeast, mould

7
Bioteknologi sebenarnya gabungan dari beberapa
ilmu antara lain biokimia, mikrobiologi,
biologi molekuler, genetika dan fisika. Adapun
mahluk hidup yang berperan dalam bioteknologi
meliputi hewan, tumbuhan, mikroorganisme dan juga
manusia. Bioteknologi dengan memanfaatkan manusia
misalnya bayi tabung.
8
Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme,
seperti bakteri dan khamir (kapang) dengan alasan
1) pertumbuhannya cepat, walaupun dalam skala
besar seperti industri2) sel-selnya mengandung
protein yang tinggi3) dapat menggunakan
produk-produk sisa sebagai substratnya, misalnya
dari limbah pertanian4) menghasilkan produk
yang tidak toksik5) sebagai organisme hidup,
reaksi biokimianya dikontrol oleh enzim yang
berarti tidak memerlukan tambahan reaktan dari
luar.
9
Bioteknologi secara sederhana sdh dikenal oleh
manusia sejak ribuan tahun yg lalu. 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.
10
?Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa
lalu dibuktikan al dengan penemuan vaksin,
antibiotik, dan insulin wlp masih dlm jmlh yg
terbatas akibat proses fermentasi yg tidak
sempurna. ?Perubahan signifikan terjadi setelah
penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan
alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat
dilakukan secara massal.
11
Pada era sekarang, 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, dll.
memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan
penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang
belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun
AIDS.
12
Penelitian di bidang pengembangan sel induk
memungkinkan para penderita stroke ataupun
penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau
kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh
seperti sediakala
13
?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 yg ekstrim.
14
?pada pelestarian lingkungan hidup akibat
polusi. 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.
15

• Gambar kiri polusi sampah plastik yg sulit
  hancur dapat diuraikan oleh bakteri
• Gambar kanan polusi miyak yang tumpah di
  perairanj sungai/laut dapat diurakian oleh bakteri

16
Penjelasan tentang bakteri pengurai plastik

• Metode yang digunakan sangat sederhana, selama
  tiga bulan dia mengumpulkan tanah dari tempat
  pembuangan sampah di dekat rumahnya dan
  mengisolasinya dalam ruangan tertutup.
  Satu-satunya sumber "makanan" yang dia letakkan
  pada tanah tersebut adalah tas plastik bekas.
  Dengan cara seperti itu, hanya bakteri yang mampu
  menguraikan plastik lah yang dapat
  bertahan.Akhirnya dia berhasil mengisolasi dua
  mikroba keturunan genus Sphingomonas dan
  berkonsentrasi penuh untuk meneliti kedua bakteri
  itu. 

17
Dengan bantuan larutan cuka yang dia tambahkan
pada campuran tanah-plastik itu, hanya dalam
waktu tiga bulan lembaran tas plastik yang dia
letakkan telah terurai sebanyak 43 !!!Sungguh
hal yang menakjubkan! bahwa dalam waktu tiga
bulan maka seluruh lembaran plastik tersebut akan
terurai seluruhnya
18
Penjelasan tentang bakteri pengurai tumpahan miyak

• Pada th 2000, Dwi mulai menguji cobakan bakteri
  Bacillus Sp, untuk mengurai limbah minyak
  tersebut. Jenis bakteri ini yang kemudian
  dilabeli sebagai ICBB 7859. Berlokasi di Dumai,
  Bacillus Sp, ICBB 7859, sebagai bahan baku
  bioremediasi,
• ?
• disebar pada 1 hektare tanah tercemar, dengan
  kedalaman tanah setebal 20 sentimeter itu.
  Hasilnya, sebanyak 3.000-4.000 ton tanah yang
  semula ganas dan beracun menjadi jinak, stabil
  dan ramah lingkungan.

19
Namun dmk kemajuan di bidang bioteknologi tak
lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi
perkembangan teknologinya.Contoh teknologi
kloning pd hewan dan rekayasa genetika terhadap
tanaman pangan mendapat kecaman dari
bermacam-macam golongan.
20
Garis waktu bioteknologi

• ?8000 SM Pengumpulan benih u/ 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 dg bantuan
  ragi?4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan
  keju dengan bakteri asam laktat?Th.1500
  Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia?Th.1665
  Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui
  mikroskop.

21
?Th.1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan
penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan
hewan?Th.1880 Mikroorganisme ditemukan?Th.1856
Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan
rekombinan?Th.1865 Gregor Mendel menemukan
hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke
turunannya.?Th.1919 Karl Ereky, insinyur
Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi
22
?Th.1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim
pembatas yang digunakan untuk memotong gen
gen?Th.1975 Metode produksi antibodi monoklonal
dikembangkan oleh Kohler dan Milstein?Th.1978
Para peneliti di AS berhasil membuat insulin
dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada
usus besar
23
?Th.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.?Th.1992 FDA
menyetujui makanan GM pertama dari Calgene tomat
"flavor saver"?Th. 2000 Perampungan Human
Genome Project
24
Sekian ..semoga bermanfaat