Pengertian Bioteknologi

Apa itu pengertian dari bioteknologi? Samakah pengertiannya dengan teknologi saja?

Secara harfiah bioteknologi memang berasal dari kata teknologi dengan imbuhan kata bio di depannya.

Artinya bioteknologi memang suatu bentuk teknologi dengan penambahan peran bio atau organisme hidup dan bagiannya untuk menunjang keberhasilan tekniknya.

Nah, jadi seperti apa pengertian bioteknologi menurut para ahli?

Bagaimana jenis, pemanfaatan dan dampaknya yang bisa menunjang kehidupan manusia?

Berikut ulasan detailnya.

Pengertian Bioteknologi

A. Secara Umum

Bioteknologi dalam bahasa inggris disebut dengan biotechnology secara terminologi berasal dari kata bios (hidup), teuchos (alat) dan logos (ilmu).

Berdasarkan hal tersebut secara umum bioteknologi memiliki definisi bidang ilmu yang mempelajari teknik atau alat dengan memanfaatkan peranan organisme hidup untuk memodifikasi, meningkatkan kemampuan, dan menghasilkan suatu produk yang memiliki nilai guna bagi manusia.

B. Menurut Para Ahli

1. Menurut KBBI

Bioteknologi adalah salah satu teknologi yang menggunakan jasad hidup.

2. Champbell (2008)

Bioteknologi merupakan upaya memanipulasi suatu organisme untuk mendapatkan produk dengan sifat baru dan bernilai manfaat bagi kehidupan manusia.

3. FAO (2000)

Bioteknologi merupakan suluruh pengaplikasian teknologi dengan memakai sistem biologi berupa organisme hidup guna menghasilkan dan memodifikasi suatu proses maupun produk untuk tujuan khusus.

4. Zulfani dan Nengsih Juanengsih (2013)

Bioteknologi merupakan suatu disiplin ilmu yang menggabungkan ilmu dasar biologi dengan ilmu terapan untuk melakukan transformasi bertahap suatu ilmu pengetahuan dengan teknologi guna menciptakan kemajuan dalam bidang biologi molekuler maupun sistem produksi pada industri biokimia termasuk juga penggunaan enzim.

5. Tri Wibowo Yuwono (2001)

Bioteknologi berarti suatu pengolahan bahan-bahan yang memanfaatkan agensia jasad hidup dari komponennya sendiri dengan memanfaatkan prinsip biologi, rekayasa dan biokimia untuk menghasilkan barang dan jasa tertentu.

6. Habibi Najafi (2006)

Bioteknologi pangan merupakan bentuk pengaplikasian teknik biologis pada hewan, hasil dari tanaman pangan, serta mikroorganisme sehingga dapat tujuannya dalam meningkatkan kualitas, sifat dan keamanannya juga memudahkan proses dan produksi makanan dapat tercapai.

7. Dewan Riset Nasional (2006)

Bioteknologi adalah bagian dari teknologi yang memiliki peranan penting untuk pembangunan pertanian.

8. Rintu Banarje (2002)

Bioteknologi merupakan bentuk baru dari revolusi biologis yang membawa produk rekayasa lebih berbasis wawasan alam dibandingkan kimia dan industri.

Sejarah dan Perkembangan

Bioteknologi memang merupakan salah satu disiplin ilmu yang cukup ‘baru’.

Namun sebenarnya penerapan bioteknologi sudah ada sejak dulu, hanya penamannya saja yang belum ada.

Sebagai bukti, pada abad ke-19 orang-orang sudah mampu melakukan aktivitas ‘bioteknologi’ sederhana untuk membuat keju, yoghurt, roti dan beberapa teknik fermentasi lainnya.

Bahkan ditemukan sejarah bahwa adonan kue asam sudah terkenal di Mesir sejak 4000 SM (sebelum masehi).

Walaupun digunakan dengan teknik tradisional, fakta ini membuktikan bahwa bioteknologi sebenarnya sudah membantu kehidupan manusia sejak lama.

Louis Pasteur memelopori percobaan mengenai fermentasi dengan memanfaatkan peranan mikroorganisme sekitar tahun 1857 sampai 1876, sehingga dilabeli Bapak Ilmu Bioteknologi.

Istilah bioteknologi mulai digunakan secara luas sejak Karl Ereky, seorang ilmuwan dari Hungaria, yang menggunakan sebutan tersebut tahun 1919 untuk menjelaskan hasil pengamatannya mengenai pemanfaatan komponen biologis dalam teknologi yang dikerjakan manusia.

Perkembangan bioteknologi modern baru dimulai sekitar tahun 1928 ketika Alexander Fleming berhasil dalam melakukan penemuan terhadap antibiotik penicillium dan penicillin yang bermanfaat untuk obat menyembuhkan penyakit kulit manusia yang diakibatkan bakteri Staphylococcus aureus.

Tahun 1940 penicilin mulai digunakan lebih luas untuk mengobati infeksi pada tubuh manusia yang disebabkan bakteri.

Rentang tahun 1950 – 1960 berbagai penelitian dilakukan untuk melakukan pemurnian antibiotic dengan menggunakan strain bakteri, sehingga berhasil memproduksi penicillin dalam jumlah besar.

Sejak saat itu, berbagai penelitian untuk pengembangan bioteknologi terus di lakukan dalam berbagai bidang mulai dari pangan, lingkungan, kedokteran dan kesehatan, pertanian, perikanan dan akuakultur, manufaktur, bioproses, dll.

Ciri dan Prinsip Dasar

Bioteknologi memiliki beberapa prinsip dasar yang terlibat dalam berbagai proses, antara lain:

1. Memanfaatkan berbagai agen biologis
2. Melibatkan berbagai disiplin ilmu pengetahuan, mulai dari bioproses, kesehatan, pertanian, lingkungan, dll
3. Menggunakan suatu metode tertentu
4. Menghasilkan produk turunan sesuai dengan tujuan tertentu

Tujuan

Bioteknologi secara umum memiliki tujuan untuk mengotimalkan penggunaan organisme hidup, bagian dari organisme tersebut, sel, serta analogi molekuler guna menghasilkan suatu produk dan juga jasa tertentu yang memberikan manfaat bagi kehidupan manusia.

Manfaat Bioteknologi

A. Bidang Pangan

Bioteknologi di bidang pangan lebih diarahkan untuk meningkatkan kualitas makanan dan mencegahnya dari berbagai kerusakan.

Beberapa diantara penerapan bioteknologi adalah fermentasi untuk menghasilkan tape singkong, yoghurt, ataupun roti; rekayasa metabolik; biokatalis; dll.

B. Bidang Pertanian

Pemanfaatan bioteknologi di bidang pertanian dewasa ini lebih ditujukan untuk membuat tanaman memiliki ketahanan untuk menghadapi perubahan iklim yang semakin tidak menentu.

Sehingga bioteknologi tidak lagi hanya digunakan untuk meningkatkan kualitas seperti membuat flavor menjadi lebih manis, enak atau buah lebih besar dan lainnya.

Berbagai aplikasi bioteknologi pertanian lebih untuk menghasilkan tanaman yang resisten hama, toleran terhadap cekaman lingkungan mulai dari keasaman tanah tinggi, kekeringan, tanah salin, dan lain sebagainya.

Contoh aplikatif bioteknologi pertanian tersebut adalah beberapa hasil produk di bawah ini:

1. Tanaman Kapas Transgenik

Tanaman transgenik atau GMO (Genetically Modified Organism) adalah organisme yang susunan gen nya sudah dimodifikasi dengan melakukan penyisipan gen dari organisme lain dengan tujuan untuk menghasilkan sifat tertentu.

Saat ini tanaman transgenik yang sudah dikomersilkan antara lain adalah kapas transgenik yang memiliki ketahanan terhadap hama Helicoverpa armigera.

Tanaman kapas ini disisipi gen Bt yang diisolasi dari Bacillus thuringiensis menggunakan metode rekombinasi DNA.

2. Bunga Anti Layu

Bunga anti layu merupakan salah satu hasil bioteknologi modern yang dikembangkan oleh salah satu perusahaan bernama Monsanto yang berpusat di Amerika Serikat.

Aplikasinya dilakukan pada bunga mawar, anyelir dan petunia.

Teknik bioteknologi yang digunakan adalah rekayasa genetik dengan melakukan perubahan terhadap DNA bunga yang mengendalikan proses penghancuran alami sel sebagai respon pelukaan tanaman akibat pemanenan.

Karena terhentinya penghancuran sel secara alami tersebut, maka bunga akan tetap segar walaupun sudah berubah menjadi bunga potong.

3. Tanaman Tahan Kekeringan

Menghadapi perubahan iklim yang semakin tidak bisa diprediksi, maka bioteknologi pertanian mulai diarahkan untuk menghasilkan tanaman yang memiliki ketahanan terhadap berbagai cekaman abiotik mulai dari kekeringan, kondisi tanah asam maupun salin, suhu rendah, suhu tinggi dan lainnya.

Diantaranya dikembangkannya tanaman padi beras merah yang memiliki ketahanan terhadap kekeringan.

Prosesnya dilakukan dengan rekayasa genetik melalui teknik over ekspresi dari gen pengendali faktor transkripsi OsHOX.

C. Bidang Perikanan

Penerapan bioteknologi dalam bidang perikanan ataupun akuakultur umumnya digunakan untuk meningkatkan produktivitas dan nutrisi dari ikan.

Bioteknologi perikanan ini dapat menunjang produksi ikan dengan ketahanan terhadap penyakit tertentu, warna yang unik dan menarik, daging ikan lebih tebal, dll.

Bioteknologi juga dilakukan untuk melakukan rekayasa pada media tempat pengembangan perikanan dengan penambahan mikroba sehingga aman untuk pertumbuhan ikan.

Bioteknologi perikanan juga berfokus pada biproses setelah panen atau proses pasca panennya.

Teknik bioteknologi perikanan untuk pasca panen ini bertujuan untuk mempertahankan kualitas ikan serta memperlama daya simpan produk perikanan.

D. Bidang Peternakan

Pemanfaatan bioteknologi pada bidang perternakan bertujuan untuk menghasilkan pakan fermentasi, vaksin hewan, dll.

Bioteknologi modern yang semakin sering digalakkan sebagai upaya untuk meningkatkan tingkat produktivitas hewan ternak seperti sapi dan kerbau adalah teknik inseminasi buatan (IB).

Inseminasi buatan atau juga disebut kawin suntik merupakan salah satu bioteknologi peternakan di bidang reproduksi hewan yang dilakukan dengan mengambil sperma dari hewan jantan unggul, kemudian dibekukan di dalam nitrogen cair ketika belum diinseminasikan ke betina.

Bioteknologi lain di bidang peternakan adalah embrio transfer, yakni suatu teknik mentransfer embrio dari indukan hewan ternak yang memiliki sifat unggul ke induk recipient (penerima).

Contoh produk bioteknologi peternakan lainnya adalah sapi jersey yang mampu menghasilkan susu dengan kandungan krim lebih banyak sebagai akibat mutasi buatan dengan bantuan manusia.

E. Bidang Lingkungan

Manfaat bioteknologi di bidang lingkungan merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan kualitas lingkungan hidup dengan melibatkan berbagai peran mikroorganisme.

Beberapa bioteknologi yang sudah secara luas dikembangkan oleh masyarakat antara lain teknik biogas.

Biogas ini sudah banyak digunakan untuk pengolahan berbagai limbah secara anaerob, mulai dari limbah rumah tangga sampai dengan tinja, untuk menghasilkan energi gas terbarukan yang bisa dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

Bioteknologi yang memanfaatkan agen hayati juga mulai digalakkan untuk mengatasi permasalahan pencemaran air laut akibat adanya tumpahan minyak.

Bioteknologi untuk melakukan bioremediasi lingkungan tercemar seperti bekas tambang juga semakin marak dikembangkan.

F. Bidang Kesehatan dan Kedokteran

1. Hormon Insulin

Pemanfaatan bioteknologi di bidang kesehatan dan kedokteran yang popular salah satunya adalah cangkok hormon insulin.

Hormon insulin dilakukan pencangkokan ke dalam plasmid suatu bakteri.

Hal ini memungkinkan hormon insulin dapat disuntikkan kepada penderita diabetes yang kemampuan memproduksi insulin sendiri di dalam pankreasnya sangat sedikit atau tidak mampu sama sekali.

2. Antibiotik

Antibiotik ini merupakan salah satu produk bioteknologi generasi pertama yang ditemukan karena prosesnya dilakukan dengan cara melakukan fermentasi mikroorganisme.

Beberapa antibiotik hasil dari proses bioteknoogi adalah penisilin, sefalosprin, kuinolon, tetrasikin, dll.

3. Antibodi Monoklonal

Antibodi minoklonal merupakan pemanfaatan bioteknologi guna menghasilkan antibodi dengan metode fusi protoplasma.

Salah satu bentuk antibodi monoclonal adalah Herceptin, yang digunakan untuk pengobatan penderita kanker payudara.

4. Vaksin

Vaksin dibuat dengan menggunakan teknik bioteknologi berupa rekombinasi DNA dengan cara melakukan isolasi gen terhadap antigen (penyebab penyakit) sebuah mikroba tertentu.

Gen yang telah berhasil diisolasi kemudian disisipkan ke dalam mikroba yang sudah dilemahkan.

Jenis Jenis dan Contohnya

A. Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional atau juga bisa disebut bioteknologi tradisioal adalah bioteknologi yang masih sederhana dan bersifat terbatas dalam cakupan kecil.

Bioteknologi konvensional digunakan untuk mengatasi berbagai permasalahan ‘saat ini’ dan umumnya bersifat sementara.

Beberapa teknologi yang termasuk ke dalam bioteknologi konvensional adalah sebagai berikut:

1. Fermentasi

Fermentasi yang merupakan suatu proses pengubahan suatu substrat menjadi produk baru dengan memanfaatkan mikroorganisme baik dalam lingkungan anaerob (secara umum) maupun aerob.

Fermentasi dapat menghasilkan berbagai produk seperti keju, yoghurt, tempe, kecap, tape, dll.

2. Seleksi dan persilangan

Seleksi dan persilangan dilakukan dalam proses untuk mendapatkan bibit unggul baru dengan karakteristik yang diinginkan, baik pada tanaman, hewan maupun mikroba.

Contoh seleksi dan persilangan ini misalnya menyilangkan kedelai berbiji besar dengan kedelai umur panen genjah untuk menghasilkan kedelai berbiji besar yang memiliki umur panen genjah (cepat panen).

B. Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern merupakan salah satu jenis dari penerapan bioteknologi dengan memanfaatkan teknologi yang lebih kompleks.

Sala satu teknik yang paling popular dalam bioteknologi modern adalah rekayasa genetika.

Bioteknologi modern memiliki waktu pembuatan yang jauh lebih singkat apabila dibandingkan dengan bioteknologi konvensional.

Tidak sama dengan bioteknologi konvensional, bioteknologi modern ditujukan untuk mengatasi permasalahan manusia untuk masa yang akan datang.

Beberapa metode bioteknologi modern yang dipakai adalah sebagai berikut:

1. Analisis genetik

Analis genetik merupakan rangkaian untuk mengamati dan mempelajari sifat genetik suatu makhluk hidup dari generasi ke generasi, serta interaksi yang terjadi antara gen dan lingkungan selama proses untuk mendapatkan keturunan unggul.

2. Kultur jaringan

Kultur jaringan adalah teknik mengembangkan suatu makhluk hidup secara in vitro dalam keadaan aseptik untuk menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak dan waktu singkat.

3. Rekombinasi DNA

Rekombinasi DNA merupakan teknik mentransfer suatu DNA ke organisme lain dengan tujuan untuk memasukkan karakter tertentu yang diinginkan.

4. Analisis DNA  

Analis DNA yang merupakan serangkaian proses untuk memetakan DNA dalam rantai polymerase suatu organisme.

Dampak Bioteknologi

A. Dampak Positif

Beberapa dampak positif atau keuntungan dalam penerapan bioteknologi antara lain:

• Menghasilkan tanaman yang mempunyai kekebalan tertentu terhadap serangan OPT sehingga produktivitasnya dapat meningkat
• Produk makanan menjadi lebih menarik, inovatif dan relatif lebih tahan lama karena adanya berbagai teknik fermentasi
• Ketahanan dan kesejahteraan peternak dapat ditingkatkan dengan mengoptimalkan reproduksi hewan ternaknya melalui berbagai metode seperti kawin suntik, sehingga dapat memperoleh keuntungan yang lebih baik
• Segi medis juga memiliki kemajuan dengan ditemukannya berbagai bioteknologi di bidang obat-obatan dan juga vaksin lainnya untuk mengobati berbagai penyakit.

B. Dampak Negatif

Bioteknologi selain memiliki sisi positif, sudah pasti memiliki dampak negatif atau efek samping seperti berikut:

• Di bidang pertanian plasma nutfah asli ataupun ‘varietas lokal’ menjadi langka bahkan punah karena petani cenderung memiliki produk bioteknologi yang lebih adaptif terhadap leingkungan
• Keseimbangan lingkungan bisa saja terganggu dengan adanya tanaman yang dibuat resisten terhadap binatang tertentu yang dianggap hama, karena binatang tersebut dapat kehilangan sumber makanannya.

Demikian ulasan dari pengertian bioteknologi, jenis jenisnya, penerapannya dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari.

Semoga semakin berkembang dan mudahnya manusia dalam menjalani kehidupan dengan bantuan bioteknologi, tidak membuat manusia menjadi semakin serakah.