Pengantar Bioteknologi: Dampak Bioteknologi

Credit by Foodinsight.org/facts

Dampak Positif dan Negatif dari Bioteknologi 

Bidang bioteknologi banyak digunakan oleh masyarakat karena memiliki banyak kegunaan yaitu salah satunya sebagai teknik untuk produksi pangan dengan cepat dan mudah. Selain itu bioteknologi sendiri memiliki beberapa dampak positif dan negatif dari hasil penggunaanya. Dampak positif dari bidang bioteknologi menurut Hobbelink (1988), sebagai berikut:

1)      Bidang Pangan: Bioteknologi memainkan peranan penting dalam bidang pangan yaitu dengan memproduksi makanan dengan bantuan mikroba (tempe, roti, keju, yoghurt, kecap, dll), vitamin, dan enzim.

2)      Bidang Kesehatan: Bioteknologi juga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, pembuatan vaksin, terapi gen dan pembuatan antibiotik. Proses penambahann DNA asing pada bakteri merupaka prospek untuk memproduksi hormon atau obat-obatan di dunia kedokteran. contohnya pada produksi hormon insulin, hormon pertumbuhan dan zat antivirus yang disebut interferon. Orang yang  menderita diabetes melitus membutuhkan suplai insulin dari luar tubuh. Dengan menggunakan teknik DNA rekombinan, insulin dapat dipanen dari bakteri.

3)      Bidang Lingkungan: Bioteknologi dapat digunakan untuk perbaikan lingkungan misalnya dalam hal mengurangi pencemaran dengan adanya teknik pengolahan limbah dan dengan memanipulasi mikroorganisme.

4)      Bidang Pertanian: 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.

5)      Bidang Peternakan: Peningkatan produksi ternak ,meningkatkan efisiensi dan kualitas pakan seperti manipulasi mikroba rumen, menghasilkan embrio yang banyak dalam satu kali siklus reproduksi, menciptakan jenis ternak unggul, dan dapat memproduksi asam amino tetentu. Hewan ternak diberi perlakuan dengan produk-produk yang dihasilkan dari metode DNA rekombinan. Produk ini mencakup vaksin-vaksin baru atau yang didesain ulang, antibodi dan hormon-hormon pertumbuhan. Misalnya, beberapa sapi perah disuntik dengan hormon pertumbuhan sapi (BGH, bovine growth hormone) yang dibuat oleh E.coli untuk menaikkan produksi susu (vaksin ini dapat meningkatkan hingga 10%). BGH juga meningkatkan perolehan bobot dalam daging ternak. Sejauh ini telah lulus dari semua uji keamanan dan BGH sekarang digunakan secara meluas dalam kelompok pabrik susu.

Adapun hewan transgenik, organisme yang mengandung gen dari spesies lain,termasuk ternak penghasil daging dan susu, serta beberapa spesies ikan yang yang dipelihara secara komersial, dihasilkan dengan menyuntikkan DNA asing ke dalam nukleus sel telur atau embrio muda. 

6)      Bidang Hukum: Dengan teknologi DNA, menawarkan aplikasi bagi kepentingan forensik. Pada kriminalitas dengan kekerasan, darah  atau jaringan lain dalam jumlah kecil dapat tertinggal di tempat kejadian perkara. Jika ada perkosaan, air mani dalam jumlah kecil dapat ditemukan dalam tubuh korban. Melalui pengujian sidik jari DNA (DNA finngerprint), dapat diidentifikasi pelaku dengan derajat kepastian yang  tinggi karena urutan DNA setiap orang itu unik (kecuali untuk kembar identik). Sampel darah atau jaringan lain yang dibutuhkan dalam tes DNA sangat sedikit (kira-kira 1000 sel). 

DNA fingerprint merupakan satu langkah lebih maju dalam proses pengungkapan kejahatan di Indonesia. Keakuaratan hasil yang hampir mencapai 100% menjadikan metode DNA fingerprint selangkah lebih maju dibandingkan dengan proses biometri yang telah lama digunakan kepolisian untuk identifikasi.

Bidang bioteknologi selain memiliki banyak keuntungan juga memiliki kerugian atau dampak negatif dari penggunaannya. Beberapa dampak negatif akibat timbulnya bioteknologi menurut Yuwono (2008), sebagai berikut:

1)      Dampak terhadap kesehatan: Produk-produk hasil rekayasa genetika memiliki resiko potensial sebagai berikut:

a.       Gen sintetik dan produk gen baru yang berevolusi dapat menjadi racun dan atau imunogenik untuk manusia dan hewan. 

b.      Rekayasa genetik tidak terkontrol dan tidak pasti, genom bermutasi dan bergabung, adanya kelainan bentuk generasi karena racun atau imunogenik, yang disebabkan tidak stabilnya DNA rekayasa genetik.

c.       Virus di dalam sekumpulan genom yang menyebabkan penyakit mungkin diaktifkan oleh rekayasa genetik.

d.      Penyebaran gen tahan antibiotik pada patogen oleh transfer gen horizontal, membuat tidak menghilangkan infeksi.

e.       Meningkatkan transfer gen horizontal dan rekombinasi, jalur utama penyebab penyakit.

f.        DNA rekayasa genetik dibentuk untuk menyerang genom dan kekuatan sebagai promoter sintetik yang dapat mengakibatkan kanker dengan pengaktifan oncogen (materi dasar sel-sel kanker).

g.      Tanaman rekayasa genetik tahan herbisida mengakumulasikan herbisida dan meningkatkan residu herbisida sehingga meracuni manusia dan binatang seperti pada tanaman.

2)      Dampak terhadap lingkungan: Saat ini, umat manusia mampu memasukkan gen ke dalam organisme lain dan membentuk "makhluk hidup baru" yang belum pernah ada. Pengklonan, transplantasi inti, dan rekombinasi DNA dapat memunculkan sifat baru yang belum pernah ada sebelumnya.  Pelepasan organisme-organisme transgenik ke alam telah menimbulkan dampak berupa pencemaran biologis di lingkungan kita. Setelah 30 tahun Organisme Hasil Rekayasa Genetik (OHRG) atau Genetically Modified Organism (GMO), lebih dari cukup kerusakan yang ditimbulkannya terdokumentasikan dalam laporan International Specialty Products. Di antaranya: 

a.       Tidak ada perluasan lahan, sebaliknya lahan kedelai rekayasa genetik menurun sampai 20 persen dibandingkan dengan kedelai non-rekayasa genetik. Bahkan kapas Bt di India gagal sampai 100 persen.

b.      Tidak ada pengurangan pengunaan pestisida, sebaliknya penggunaan pestisida tanaman rekayasa genetik meningkat 50 juta pound dari 1996 sampai 2003 di Amerika Serikat.

c.       Tanaman rekayasa genetik merusak hidupan liar, sebagaimana hasil evaluasi pertanian Kerajaan Inggris.

d.      Bt tahan pestisida dan roundup tahan herbisida yang merupakan dua tanaman rekayasa genetik terbesar praktis tidak bermanfaat.

e.       Area hutan yang luas hilang menjadi kedelai rekayasa genetik di Amerika Latin, sekitar 15 hektar di Argentina sendiri, mungkin memperburuk kondisi karena adanya permintaan untuk biofuel. Meluasnya kasus bunuh diri di daerah India, meliputi 100.000 petani antara 1993-2003 dan selanjutnya 16.000 petani telah meninggal dalam waktu setahun.

f.        Pangan dan pakan rekayasa genetik berkaitan dengan adanya kematian dan penyakit di lapangan dan di dalam tes laboratorium.

g.      Herbisida roundup mematikan katak, meracuni plasenta manusia dan sel embrio. Roundup digunakan lebih dari 80 persen semua tanaman rekayasa genetik yang ditanam di seluruh dunia.  

h.      Kontaminasi transgen tidak dapat dihindarkan. Ilmuwan menemukan penyerbukan tanaman rekayasa genetik pada non-rekayasa genetik sejauh 21 kilometer.  

3)      Dampak terhadap etika moral: Penyisipan gen makhluk hidup lain yang tidak berkerabat dianggap telah melanggar hukum alam dan kurang dapat diterima oleh masyarakat. Pemindahan gen manusia ke dalam tubuh hewan dan sebaliknya sudah mendapatkan reaksi keras dari berbagai kalangan. Permasalahan produk-produk transgenik tidak berlabel, membawa konskuensi bagi kalangan agama tertentu. Terlebih lagi teknologi kloning yang akan dilakukan pada manusia.

Bioteknologi yang berkaitan dengan reproduksi manusia sering membawa masalah baru, karena masyarakat belum menerimanya. berikut ini beberapa contoh mengenai masalah ini:

a.       Seorang nenek melahirkan cucunya dari embrio cucu yang dibekukan dalam tabung pembeku karena ibunya tidak mampu hamil karena penyakit tertentu. Kemudian di masyarakat timbul sebuah pertanyaan "anak siapa bayi tersebut?".

b.      Pasangan suami istri menunda kehamilan. sperma suami dititipkan di bank sperma. beberapa tahun setelah suami meninggal, sang janda ingin mengandung anak dari almarhum suaminya. Dia mengambil sperma yang dititipkan di bank sperma. bagaimanakah staus dari anak tersebut?, bolehkah wanita tersebut mengandung anak dari suami yang telah meninggal?.

c.       Meminta sperma oranng lain di bank sperma untuk difertilisasi di dalam rahim wanita merupakan pelanggaran atau bukan ?

4)      Dampak ekonomi: Terdapat suatu kecenderungan bahwa bioteknologi tidak terlepas dari muatan ekonomi. Muatan ekonomi tersebut terlihat dari adanya hak paten bagi produk-produk hasil rekayasa genetik, sehingga penguasaan bioteknologi hanya pada lembaga-lembaga tertentu saja. Hal ini memaksa petani-petani kecil untuk membeli bibit kepada perusahaan perusahaan yang memiliki hak paten. Produk Bioteknologi dapat merugikan peternak-peternak tradisional seperti pada kasus penggunaan hormon pertubuhan sapi hingga naik sebesar 20%. hormon tersebut hanya mampu dibeli oleh perusahaan peternakan yang bermodal besar. Hal tersebut menimbulkan suatu kesenjangan ekonomi. 

PUSTAKA

Hobbelink, henk. 1988. Bioteknologi dan Pertanian Dunia Ketiga. Jakarta: Yayasan Obor

Indonesia. 

Yuwono, T. 2008. Bioteknologi Pertanian. Yogyakarta: Gadjah mada University Press:

Read More

Pengantar Bioteknologi: Definisi dan Jenis Bioteknologi

Credit by google

Definisi 

Bioteknologi adalah ilmu biologi molekuler berikut teknik dan aplikasinya yang digunakan untuk memodifikasi, memanipulasi atau merubah proses kehidupan normal dari organisme-organisme dan jaringan-jaringan guna meningkatkan kinerjanya bagi keperluan manusia (Hodges, 2000). Bioteknologi memiliki kekhasan dalam hal kemungkinan transfer ciri-ciri organisme melalui proses rekayasa biologi yang tidak mungkin terjadi secara alamiah. Perkembangan bioteknologi dalam dasawarsa terakhir sangat pesat, suatu kondisi yang diprediksikan John Naisbitt (futurolog terkemuka dunia) tentang abad 21 sebagai abad bioteknologi dan informasi. Wacana bioteknologi telah meluas, tidak terbatas pada komunitas ilmiah saja, tetapi telah memasuki ranah kepedulian publik. Keterlibatan publik dalam masalah ini wajar mengingat produk bioteknologi konvergen dengan kepentingan esensial manusia baik sebagai makhluk biologis maupun makhluk sosial. Terlepas dari perdebatan aspek etis dan dampak sosialnya, bioteknologi memberikan harapan baru pada umat manusia dalam menghadapi permasalahan global seperti kesenjangan antara ketersediaan pangan dengan pertambahan populasi penduduk dunia, dan penurunan kualitas lingkungan yang berimplikasi luas terhadap kualitas hidup manusia secara keseluruhan.  

Bioteknologi telah mengubah hIdup manusia, manusia dapat hidup lebih sehat, mengurangi risiko terhadap penyakit, mengubah susunan genetika individu, merekayasa turunan sendiri, maupun melestarikan lingkungan hidup individu. Selama berabad-berabad, mausia telah melakukan perekayasaan makhluk hidup secara efektif untuk memperbaiki hidup dan memecahkan berbagai masalah mereka. Misalnya, dalam bidang pertanian untuk menghasilkan produk pangan. Walaupun ilmu pertanian merupakan bidang yang lebih modern, teknik dasarnya telah diterapkan sejak zaman pra-sejarah. Transisi dari hidup berburu ke bertani-menetap, membuat tanaman dan hewan ternak merupakan elemen penting bagi kehidupan manusia (Diaz, 2008).

Jenis- Jenis Bioteknologi

Bioteknologi merupakan cabang ilmu biologi yang memanfaatkan makhluk hidup (bakteri,fungi, virus, dan lain-lain) maupun dari makhluk hidup (enzim,alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Unsur pokok bioteknologi adalah input,proses, dan output. Bioteknologi terbagi menjadi dua macam, yaitu: bioteknologi konvensional yang merupakan suatu proses bioteknologi yang mengandalkan jasa mikroba untuk menghasilkan produk yang dibutuhkan manusia melalui proses fermentasi. Bioteknologi konvensional tidak melakukan manipulasi organisme atau rekayasa, tetapi membuat kondisi dan bahan makanan yang cocok untuk mikroorganisme berkembang secara optimal. Sedangkan bioteknologi modern adalah proses penerapan biorteknologi yang melakukan dengan alat dan cara kerja yang canggih, yaitu dengan teknik sterilisasi terlebihdahulu. Kualitas produk yang dihasilkan jauh lebih baik dan dapat menghasilkan prosduk dengan sekala besar. Penerapan bioteknologi modern lebih menekankan pada bagaimana cara memanipulasi materi genetik mikroorganisme untuk menghasilkan clone yang lebih unggul. Perkembangan bioteknologi sangat dipengaruhi oleh ilmu ilmu lain seperti mikrobiologi, genetika dan biokimia (Nugroho dan Dwi, 2017).

Teknologi modern yang telah berkembang selama decade tahun terakhir merupakan teknik DNA rekombinan. DNA rekombinan adalah suatu rekayasa genetik untuk menghasilkan sifat baru dengan cara merekombinasikan gen tertentu dengan DNA genom organisme target. Objek DNA rekombinan mencakup semua golongan organisme, mulai dari bakteri fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, sampai tumbuhan tumbuhan. Teknik DNA rekombinan meliputi: isolasi DNA, teknik memotong DNA, teknik menggabungkan DNA, dan termasuk teknnik untuk memasukkan DNA kedalam makhluk hidup (Nugroho dan Dwi, 2017).

Bioteknologi konvensional, ciri-ciri bioteknologi konvensional; kurang steril, jumlah sedikit (terbatas), kualitas belum terjamin. Contoh: industri tempe, tape, anggur, yoghurt, dsb. 2. Bioteknologi modern Ciri-ciri bioteknologi modern; steril, produksi dalam jumlah banyak (massal), kualitas standar dan terjamin. Selain itu, bioteknologi modern tidak terlepas dengan aplikasi metode-metode mutakhir bioteknologi (current methods of biotecnology) seperti:

Kultur jaringan merupakan suatu metode untuk memperbanyak jaringan/sel yang berasal atau yang didapat dari jaringan orisinal tumbuhan atau hewan setelah terlebih dahulu mengalami pemisahan (disagregasi) secara mekanis, atau kimiawi (enzimatis) secara in vitro (dalam tabung kaca).

Teknologi DNA rekombinan (recombinant DNA technology) adalah suatu metode untuk merekayasa genetik dengan cara menyisipkan (insert) gena yang dikehendaki ke dalam suatu organisme. Transgenik adalah suatu metode untuk. Rekayasa protein (protein engineering).

Hibridoma adalah suatu metode untuk menggabungkan dua macam sel eukariot dengan tujuan mendapatkan sel hibrid yang memiliki kemampuan kedua sel induknya.

Kloning adalah suatu metode untuk menghasilkan keturunan yang dikehendaki sama persis dengan induknya.

Polymerase chains reaction (PCR) merupakan metode yang sangat sensitif untuk mendeteksi dan menganalisis sekuen asam nukleat. RT-PCR untuk memperbanyak (amplifikasi) rantai RNA menjadi DNA; tissue/cells → extracted → RNA/mRNA → rT-PCR → copy DNA (cDNA).

Hibridisasi DNA adalah metode untuk menyeleksi sekuen DNA dengan menggunakan probes DNA untuk hibridisasi (pencangkokan) rantai DNA. Pita ganda (Nurcahyo, 2011).

PUSTAKA

Diaz, E. (ed). 2008. Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology. First

Edition. Norfolk, England: Caister Academic Press.

Nurcahyo, Heru. 2011. Diktat Bioteknologi. Yogyakarta: Jurusan pendidikan biologi fakultas

matematika dan ilmu pengetahuan alam Universitas negeri Yogyakarta.

Nugroho, Endik D Dan Dwi, Anggorowati R. 2017. Pengantar (Teori&Aplikasi)

Bioteknologi. Yogyakarta: CV Budi Utama.

Hodges, J. 2000. Why Lifestock, Ethics and Quality of Life? In: Livestock, Ethics and

Quality of Life. J. Hodges dan In K. han (Eds). CABI Publishing, New York, USA.

Read More