Bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan atau penggunaan prinsip-prinsip kehidupan, sistem kehidupan organisme seperti bakteri, fungi, virus dan lain-lain mupun produk dari makhluk hidup seperti enzim atau alkohol, untuk menghasilkan produk barang dan jasa, yang berguna dan ramah lingkungan. Secara tidak sadar, bioteknologi sebenarnya sudah diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya pembuatan yogurt menggunakan bakteri Lactobacillus sp. Istilah bioteknologi pertama kali dilontarkan oleh Karl Ereky (1919), seorang insinyur yang berasal dari Hongaria.

Saat ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasarkan hanya pada biologi, tetapi juga melibatkan berbagai cabang ilmu murni maupun terapan, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya.

Perkembangan Bioteknologi

Sebenarnya Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, pada 8000 SM bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan pengumpulan benih untuk ditanam kembali dan melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.Di bidang teknologi pangan, pada 6000 SM, dilakukan pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi. Kemudian pada 4000 SM, bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat. Dibidang pertanian dan peternakan dilakukan pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan.

Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein (1975), dan insulin  oleh para peneliti di AS dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar (1978), 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. Bioteknologi modern dicirikan oleh adanya teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain. Sebab sekitar 5% pengidap diabetes, alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia. Penemuan lain yang menandai perkembangan bioteknologi modern antara lain ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, 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 DNA rekombinan, 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 pada 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.

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.

Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain.

• Jagung resisten hama serangga
• Kapas resisten hama serangga
• Pepaya resisten virus
• Enzim pemacu produksi susu pada sapi
• Padi mengandung vitamin A
• Pisang mengandung vaksin hepatitis

Cabang Bioteknologi
 
Bioteknologi memiliki beberapa cabang atau bidang yang dihubungkan dengan suatu warna tertentu. Masing-masing warna mewakili satu bidang dalam bioteknologi.

1. Bioteknologi Merah

Bioteknologi merah mewakili bioteknologi dalam bidang kesehatan. Dengan mottonya “heal the world”, bioteknologi merah menghasilkan banyak produk yang berperan serta dalam meningkatkan taraf kesehatan umat manusia. Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif, diagnosis, dan pengobatan. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat antibiotik dan vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal.

Bioteknologi merah memiliki beberapa produk yang saat ini masih menjadi kontroversi seperti cloning (kloning) yaitu penggandaan suatu makhluk hidup dan rekayasa genetika. Dengan kloning, sangat memungkinkan dibuat suatu organisme baru yang sangat persis dengan aslinya, baik itu manusia maupun hewan. Contoh nyata hasil kloning adalah eve (manusia kloning pertama) dan domba Dolly. Sedangkan rekayasa genetika memungkinkan untuk memodifikasi kecacatan atau kekurangan pada makhluk hidup. 

Dengan rekayasa genetika, autisme dapat dibasmi, down syndrome dapat dihilangkan, warna kulit seseorang dapat diubah, tinggi badan dapat diatur, bentuk wajah dapat dimodifikasi, dsb. Walaupun memiliki maksud yang baik, secara tidak langsung rekayasa genetika mewakili sifat manusia yang tidak pernah puas dan tidak bersyukur dengan apa yang diperoleh.

2. Bioteknologi Hijau

Bioteknologi hijau mewakili bioteknologi yang bergerak dalam bidang agrikultur dan pangan. Tak mau kalah dengan bioteknologi merah, bioteknologi hijau memiliki motto “feed the world”. Sesuai dengan mottonya, bioteknologi hijau dapat memecahkan masalah pangan di dunia. 

Di bidang pertanian, bioteknoogi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai "bioreaktor" untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen).

 

GM Food (Genetically Modified Food) adalah salah satu produk bioteknologi hijau yang sangat terkenal. GM Food memiliki komposisi gizi yang dapat diatur sesuai kebutuhan gizi manusia. Salah satu produk GM Food adalah makanan-makanan yang telah difortivikasi dengan vitamin maupun mineral, seperti margarin dan mentega yang difortivikasi dengan vitamin A.

Golden rice merupakan perbincangan hangat di kalangan ilmuwan bioteknologi. Golden rice merupakan hasil rekayasa pada padi, sehingga bulir-bulir padi yang dihasilkan berwarna kuning keemasan karena telah difortivikasi dengan beta karoten. Golden rice dibuat untuk menanggulangi defisiensi vitamin A pada anak-anak kecil di Afrika.

 

3. Bioteknologi Biru

 

Bioteknologi biru adalah bioteknologi yang bergerak dalam bidang perairan dan kelautan. Bioteknologi biru berupaya untuk mengembalikan keseimbangan ekosistem laut sebagai akibat dari pemanasan global. Namun, bioteknologi biru juga dapat menjadi industri yang hebat tanpa merusak lingkungan. Salah satunya adalah produksi nori (rumput laut) secara masal, rekayasa genetika pada ikan untuk memodifikasi ukuran ikan, dan pembuatan golden pearl di Philipina. Golden pearl adalah mutiara berwarna emas yang dihasilkan oleh tiram-tiram mutiara yang telah direkayasa genetikanya, sehingga dapat menghasilkan mutiara yang berkilauan seperti emas.

 

Salah satu contoh bioteknologi biru yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura). Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu singkat

4. Bioteknologi Abu-abu

 

Bioteknologi abu-abu adalah bioteknologi yang bergerak dalam bidang lingkungan. Tujuan utama bioteknologi abu-abu sesuai mottonya “help the world” adalah penyelamatan lingkungan yang kian lama kian rusak oleh perbuatan manusia. Produk bioteknologi abu-abu yang sangat familiar adalah biodegradable plastic, merupakan plastik yang mudah didegradasi oleh organisme-organisme uniseluler berupa mikroba. Sudah banyak market-market di Indonesia yang menggunakan biodegradable plastic ini. Kebanyakan organisasi yang bergerak dalam bidang bioteknologi abu-abu bersifat non-profit dan bertujuan untuk menyelamatkan bumi kita tercinta. Betapa berjasanya mereka bukan?

5. Bioteknologi Putih

Bioteknologi putih adalah penerapan bioteknologi dalam bidang industri, seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan.. Bioteknologi putih juga memiliki satu motto terkenal, yaitu “fuel the world”. Bioteknologi putih berkaitan dengan erat untuk memperbaiki bumi. Salah satu faktor yang merusak atmosfer bumi adalah karbon dioksida yang dihasilkan oleh pembakaran di pabrik maupun kendaraan bermotor. Bioteknologi putih memperkirakan semuanya itu. Pembuatan cerobong asap dengan prinsip koagulasi memungkinkan gas karbon dioksida yang dihasilkan pabrik dapat dikumpulkan dan tidak lepas ke udara bebas.

Selain itu, pembuatan bio-ethanol dan bio-diesel merupakan bentuk kepedulian untuk mengurangi emisi karbon dioksida pada asap kendaran bermotor. Kedua bahan bakar tersebut menggunakan tumbuh-tumbuhan dan alga sebagai bahan baku produksi. Hal ini bertujuan untuk mengurangi pemakaian minyak bumi yang semakin menipis.

Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir/ragi, enzim-enzim juga organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah juga digunakan untuk meningkatkan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.