Category Archives: Bioteknologi

Berisi materi tentang informasi pemanfaatan mikroba , baik dengan rekayasa atau konvensionaluntuk memenuhi kebutuhan manusia.

Apa Penyebab Keju Berlubang?

Diperkirakan terdapat lebih dari 3000 jenis keju di seluruh dunia. Keju-keju tersebut diproduksi kebanyakan oleh negara-negara Eropa seperti Prancis, Jerman, Belanda, Inggris, Spanyol, Swiss, Italia, Denmark,Yunani, dan negara-negara lain. Anda mungkin sering menjumpai dalam buku cerita atau film kartun tentang keju berlubang-lubang yang disenangi tokoh kartun tikus. Ternyata sebab lubang pada keju tersebut bisa dijelaskan oleh ilmu mikrobiologi. Keju dengan lubang tersebut dapat ditemukan pada beberapa keju di Swiss dan Italia.

pembuatan_keju_tradisional

Penyebabnya adalah bakteri propioni atau Propionibacterium yang membantu fermentasi keju serta memberi aroma manis dan gurih pada keju. Dalam proses pembuatannya, keju dibuat dari susu yang diasamkan. Proses pengasaman itu dibantu oleh ragi dan bakteri. Saat keju menjalani masa pengawetan, bakteri-bakteri propioni mengeluarkan semacam gas. Gelembung-gelembung gas inilah yang membentuk lubang-lubang bundar pada keju. Contoh keju berlubang adalah keju Limburger dan Liderkanz.

Praktikum Membuat Yoghurt

Banyak orang suka minum susu tanpa gula, tetapi ada pula yang lebih suka minum air susu bergula. Di beberapa negara air susu sedikit masam merupakan minuman rakyat yang sangat digemari. Banyak orang yang beranggapan, bahwa minum susu sedikit masam menyebabkan awet muda. Air susu demikian itu di Mesir terkenal sebagai kumis, di Eropa Timur sebagai yoghurt.

Yoghurt adalah suatu minuman yang dibuat dari susu sapi dengan cara fermentasi oleh bakteri Streptococcus thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus. Bakteri ini adalah bakteri asam laktat yang mengubah laktosa dari susu biasa menjadi asam laktat. Keasaman dari susu yang difermentasi pada umumnya cukup untuk mencegah kerusakan oleh bakteri proteolitik yang tidak tahan asam. Setelah mencapai tingkat keasaman dalam minuman tersebut maka dilakukan pendinginan.

Selain dibuat dari susu segar, yoghurt dapat juga dibuat dari susu krim (susu tanpa lemak) yang dilarutkan dalam air dengan perbandingan bergantung pada kekentalan produk yang diinginkan. Yoghurt umumnya disajikan dengan menambah terlebih dahulu campuran lain, seperti gula, sirup, ataupun kopi (ekstrak kopi). Penambahan campuran-campuran ini tergantung selera. Adanya campuran-campuran tersebut selain menambah kelezatan sering kali memperindah penampakan sehingga mempertinggi mutunya.

Kadang-kadang dalam pembuatannya dapat ditambahkan aroma vanili, mocca, durian, dan nanas. Ini yang disebut flavoured yoghurt. Pada  flavoured yoghurt cukup ditambah gula dan bisa langsung disajikan. Produk-produk yang telah habis masa inkubasinya sebaiknya disimpan di lemari pendingin, karena dengan demikian fermentasi tidak berlangsung sehingga produk dapat disimpan lebih lama. Produk yang telah jadi dan bagus, dapat digunakan sebagai starter pada pembuatan yoghurt selanjutnya.

Continue reading

Penerapan Bioteknologi di bidang Kesehatan

Penerapan bioteknologi konvensional dan modern di bidang kesehatan telah membawa kemajuan yang pesat. Beberapa contoh penerapan bioteknologi modern di bidang kesehatan antara lain sebagai berikut.

1.    Pembuatan Hormon Insulin
Pembuatan hormon insulin dilakukan dengan rekayasa genetika. Melalui rakayasa genetika, manusia berhasil menyisipi bakteri Escherichia coli dengan gen pembentuk insulin pada manusia. Gen penghasil insulin manusia tersebut dapat mengarahkan sel E.coli untuk menghasilkan insulin. Dengan demikian bakteri ini mampu membentuk insulin yang mirip dengan insulin manusia. Insulin yang diperoleh dapat digunakan untuk mengobati penderita diabetes. Insulin yang dibentuk bakteri ini terbukti lebih baik daripada insulin hewani dan tidak menimbulkan dampak negatif pada tubuh manusia.

bioteknologi_kesehatan

2.    Antibodi Monoklonal
Antibodi merupakan protein yang dihasilkan oleh sistem kekebalan tubuh yang berfungsi melawan dan melindungi tubuh dari infeksi bakteri. Melalui rekayasa genetika, manusia dapat membentuk antibodi monoklonal. Antibodi monoklonal yaitu antibodi yang diperoleh dari penggabungan sel penghasil antibodi dengan sel yang terkena penyakit. Pada teknologi antibodi monoklonal digunakan sel-sel tumor dan sel-sel limpa manusia. Sel-sel tumor dapat memperbanyak diri tanpa henti, sedangkan sel limpa sebagai antigen yang menghasilkan antibodi. Hasil penggabungan kedua sel tersebut dinamakan sel hibridoma. Sel hibridoma dapat memproduksi antibodi secara kontinyu. Antibodi yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengobati penyakit kanker atau tumor. Antibodi ini akan menyerang sel-sel kanker tanpa merusak sel-sel yang sehat.

3.    Interferon
Interferon merupakan sel-sel tubuh yang mampu menghasilkan senyawa kimia. Senyawa kimia tersebut dapat membunuh virus. Interferon berguna untuk melawan infeksi dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Produksi interferon dilakukan melalui rekayasa genetika.

4.    Pembuatan Vaksin
Pembuatan vaksin dilakukan melalui rekayasa genetika. Vaksin dibuat dengan mengisolasi gen yang mengkode antigen dari mikrobia yang bersangkutan. Gen tersebut disisipkan pada plasmid yang sama tetapi telah dilemahkan. Mikrobia yang telah disisipi gen tersebut akan membentuk
antigen murni. Jika antigen ini disuntikkan pada tubuh manusia, sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi yang berfungsi melawan antigen yang masuk ke dalam tubuh.
Selain bioteknologi modern, ada juga produk bioteknologi konvensional di bidang kesehatan yaitu antibiotik. Antibiotik merupakan zat kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme terutama bakteri dan jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri atau mikroorganisme yang lain. Dengan demikian, antibiotik digunakan untuk melawan infeksi bakteri atau jamur. Selain itu, ada juga vaksin yang dibuat dengan menerapkan bioteknologi konvensional. Pembuatan vaksin jenis ini tidak melalui rekayasa genetika. Vaksin ini berasal dari mikroorganisme yang telah dilemahkan. Vaksin dimasukkan ke dalam tubuh manusia dengan suntikan atau oral. Dengan demikian, sistem kekebalan tubuh manusia aktif melawan mikroorganisme tersebut.

Metode Sekuensi DNA ala Sanger

Frederick Sanger, saintis Inggris, mengembangkan sebuah metode untuk menentukan urutan nukleotida dari molekul DNA. Dari pernyataan ini mungkin Anda bertanya-tanya, untuk apa DNA harus diurutkan? Bikin pusing saja, sudah barangnya tidak kelihatan, masih harus diurutkan lagi. Hmmm, barangkali setelah mengetahui manfaat yang bisa dipetik dari penemuan ini, kerumitan pikiran yang ada sedikit akan lebih terurai.

Dimulai dari penyakit. Anda tahu penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetik? Misalnya saja penyakit Hemofili yang membuat penderitanya sulit sembuh dari luka, akibat tubuh tidak memiliki kemampuan untuk membentuk zat yang diperlukan untuk pembekuan darah (factor VIII, atau antihemophilic globulin(AHG). Teknologi Human Genome Project berguna untuk mengidentifikasi gen-gen yang mutasinya bertanggungjawab atas penyakit genetik.

Saintis kedokteran saat ini dapat mendiagnosa ratusan kelainan genetik manusia dengan teknologi DNA tersebut. Mereka dapat mengidentifikasi individu yang mempunyai kelainan genetik sebelum munculnya gejala, atau bahkan sebelum lahir. Aplikasi lainnya adalah teknik terapi gen, meskipun hingga kini belum terbukti terapi yang benar-benar berhasil. Masih embrio untuk bisa sampai ke arah sana, namun jika hal ini berhasil, maka merupakan sebuah terobosan mutakhir di dunia kedokteran.

Pertanyaan kembali muncul setelah mengetahui sedikit manfaat dari teknologi sekuensing DNA, bagaimana caranya DNA dapat disekuensi? Riset Frederick Sanger akan menjawabnya. Sebuah metode ditemukan (karena itulah disebut metode Sanger) oleh F Sanger yang didasarkan pada pemasukan secara random nukleotida termodifikasi, yaitu deoksiribonukleotida yang mengakhiri rantai DNA yang sedang tumbuh.

Sekuensing sendiri merupakan sebuah proses penentuan urutan nukleotida pada suatu ftragmen DNA. Sanger-lah yang mencoba mengurutkan gen pada DNA tersebut dengan metode terminasi rantai. Metode untuk mengurutkan nukleotida dari molekul DNA ini melibatkan pensintesisan utas DNA secara in vitro yang komplementer terhadap salah satu unit DNA yang sedang diurutkan.

Pada metode terminasi rantai tersebut, pemanjangan dari rantai DNA dimulai pada situs spesifik pada DNA cetakan dengan menggunakan oligonukleotida pendek yang disebut primer yang komplemen pada DNA. Kemudian primer tersebut akan diperpanjang dengan DNA polimerase (enzim yang mereplikasi DNA)

Penggabungan nukleotida pemutus rantai tersebut secara terbatas kepada rantai DNA oleh polimerase DNA menghasilkan fragmen-fragmen DNA yang berhenti tumbuh hanya pada posisi DNA tempat nukleotida tertentu tergabungkan. Fragmen-fragmen tersebut lalu dipisahkan menurut ukuran-ukuran dengan elektroforesis gel poliaktilamid atau sekarang disebut sebagai elektroforesis dengfan tabung gelas berjari-jeri kecil yang diisi dengan polimer kental.

Dari penjelasan tersebut dapat ditarik garis merah, bahwa saat akan melakukan sekuensi DNA diperlukan beberapa komponen, antara lain:

  1. DNA rantai tunggal
  2. Primer
  3. DNA polimerase
  4. dATP, dCTP, dTTP, dan d GTP

Secara lebih terperinci, proses DNA sekuen daapt dijelaskan sebagai berikut:

  • Penyiapan

Yaitu penyiapan salah satu untai fragmen DNA yang dibagi dalam 4 bagian, kemudian setiap bagian diinkubasi dengan semua bahan yang diperlukan untuk sintesis untas komplementer (primer, DNA polimerase, dan keempat deoksiribonukleotida triphospat)

  • Sintesis untai DNA baru

Dimulai pada primer dan berlanjut hingga dideoksiribonukleotida dimasukkan yang mencegah sintesis lebih lanjut. Dideoksiribonukleotida diselipkan begitu sering secara random sebagai ganti ekuivalensi normalnya. Pada akhirnya dihasilkan serangkaian untai radioaktif yang mempunyai panjang yang berbeda-beda.

  • Elektroforesis Gel

Untai DNA baru dalam setiap campuran, reaksi dipisahkan dengan cara elektroforesis pada gel poliakrilamid yang dapat memisahkan untai-untainya, bahkan yang hanya mempunyai perbedaan sekecil nukleotida panjangnya.

  • Autoradiograf

Autoradiografi dibuat untuk mendeteksi pita radioaktif

  • Baca urutan rantai baru

Urutan untai hasil sintesis baru dapat dibaca langsung dari pita-pita pada autoradiografnya, dan urutan untai DNA cetakan aslinyadapat disimpulkan:

1. Sekuens DNA dapat menyandikan informasi yang diperlukan mahluk hidup untuk kelangsungan hidup dan berkembangbiak

2. Pengetahuan akan sekuens DNA dapat berguna dalam penelitian Biologi

3. Dalam ilmu pengobatan, sekuensing DNA dapat digunakan untuk mengidentifikasi, mendiagnosis, dan mengembangkan pengobatan penyakit genetik.

4. Bioteknologi yang dapat pula memanfaatkan sekuensing DNA merupakan bidang yang berkembang pesat dan berpotensi menghasilkan banyak barang dan jasa yang bermanfaat

Pemanfaatan Bioteknologi teknik DNA Rekombinan untuk Perbaikan Mutu Tanaman

Populasi penduduk dunia diprediksi pada tahun 2010 berjumlah kira-kira 8 milyar orang. Untuk penyediaan pangan pada tahun tersebut diperlukan peningkatan produksi tanaman. Makanan sangat esensial untuk pemeliharaan kehidupan yang langgeng. Pada suatu negara bidang pertanian menjadi hal penting dan menjadi dasar bagi penyediaan pangan bagi penduduknya.

Pemuliaan tanaman konvensional bekerja untuk memperbaiki kualitas dan peningkatan hasil suatu tanaman dengan berbagai teknik perbaikan tanaman dan berhasil dengan adanya “Revoluasi Hijau”. Di antra 3000 spesies tanaman yang digunakan sebagai makanan, hanya 29 spesies tanaman sebagai sumber makanan utama. Spesies tersebut antara lain 8 spesies sereal, 7 legum, 7 berbiji minyak, 3 tanaman yang berakar, 2 tanaman sumber gula, dan 2 tanaman pohon. Sebagai tambahan ada kira-kira 15 spesies utama tanaman sayur-sayuran dan 15 spesies utama tanaman buah-buahan. Spesies-spesies tanaman tersebut digunakan sebagai sumber protein, kalori, vitamin, dan mineral bagi manusia.

Namun dengan perkembangan kemajuan manusia dan tekanan pertambahan penduduk dunia, permintaan akan pangan akan semakin meningkat baik dari segi kualitas dan kuantitas. Teknologi perbaikan tanaman yang semakin cepat dan maju membuat kita optimis bahwa teknologi dapat menyediakan kebutuhan penduduk dunia tersebut.

Hukum Genetik Mendel’s (1864) menjadi motor penggerak dimulainya pemuliaan tanaman yang lebih terarah. Prinsip pemuliaan tanaman adalah identifikasi dan seleksi suatu sifat yang diinginkan dan selanjutnya dikombinasikan ke dalam suatu individu tanaman. Semua sifat yang diinginkan dikendalikan oleh gen yang berlokasi pada khromosom tanaman, pemuliaan tanaman berarti melakukan pekerjaan manipulasi khromosom.

Pada umumnya ada 4 cara manipulasi khromosom : Continue reading