bioteknologi

1. I

2. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGIPENGERTIAN BIOTEKNOLOGI
Penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, danPenerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, dan
rekayasa dalam mengolah suatu bahan denganrekayasa dalam mengolah suatu bahan dengan
memanfaatkan organisme hidup dan komponen-memanfaatkan organisme hidup dan komponen-
komponennya untuk menghasilkan barang dan jasakomponennya untuk menghasilkan barang dan jasa
yang bermanfaat bagi manusiayang bermanfaat bagi manusia
Bios  hidup: Teuchos  alat; Logos  ilmu

3. SEJARAH PERKEMBANGANSEJARAH PERKEMBANGAN
BIOTEKNOLOGIBIOTEKNOLOGI
 3000 th SM3000 th SM minuman beralkohol hasil fermentasiminuman beralkohol hasil fermentasi
 16801680 penemuan sel khamir oleh Antonie van Leeuwenhoekpenemuan sel khamir oleh Antonie van Leeuwenhoek
 18181818 fermentasi sel khamir oleh Erxlebenfermentasi sel khamir oleh Erxleben
 18571857 fermentasi asam laktat oleh Pasteurfermentasi asam laktat oleh Pasteur
 18971897 Buchner mengungkap enzim yang berperanBuchner mengungkap enzim yang berperan dalam fermentasidalam fermentasi
 Awal abad 20Awal abad 20 konsep pewarisan sifat dari Gregor Mendelkonsep pewarisan sifat dari Gregor Mendel
 19171917 Karl Ereky memperkenalkan istilahKarl Ereky memperkenalkan istilah bioteknologibioteknologi
 19281928 Fred. Griffith menemukan konsep transformasiFred. Griffith menemukan konsep transformasi
 19441944 Oswall Avery, Colin McLeod & Maclyn Mc Carty menunjukkanOswall Avery, Colin McLeod & Maclyn Mc Carty menunjukkan
bahwa yang ditransformasikan adalah senyawa asam nukleatbahwa yang ditransformasikan adalah senyawa asam nukleat
tipe deoksiribosatipe deoksiribosa
 19431943 Penisilin diproduksi dalam skala industriPenisilin diproduksi dalam skala industri
 19441944 Avery, MacLeod, McCarty mendemontrasikan bahwa DNAAvery, MacLeod, McCarty mendemontrasikan bahwa DNA
adalah bahan genetikadalah bahan genetik
 19531953 Watson & Crick menemukan struktur 3 dimensi DNAWatson & Crick menemukan struktur 3 dimensi DNA

4.  19611961 JurnalJurnal Biotechnology and BioengineeringBiotechnology and Bioengineering ditetapkanditetapkan
 1961-19661961-1966 Seluruh sandi genetik terungkapSeluruh sandi genetik terungkap
 19701970 Nathan & Smith: enzim restriksi endonuklease (enzim yangNathan & Smith: enzim restriksi endonuklease (enzim yang
dapat memotong molekul DNA secara spesifik) pertama kalidapat memotong molekul DNA secara spesifik) pertama kali
diisolasidiisolasi
 19721972 Korona dkk. Berhasil mensintesa secara kimiawi seluruh genKorona dkk. Berhasil mensintesa secara kimiawi seluruh gen
tRNAtRNA
 19731973 Boyer dan Cohen memaparkan teknologi DNA rekombinanBoyer dan Cohen memaparkan teknologi DNA rekombinan
 19751975 Kohler dan Milstein menjabarkan produksi antibodiKohler dan Milstein menjabarkan produksi antibodi
monoklonalmonoklonal
 19761976 Perkembangan teknik-teknik untuk menentukan sekuen DNAPerkembangan teknik-teknik untuk menentukan sekuen DNA
 19781978 Genetech menghasilkan insulin manusia dalamGenetech menghasilkan insulin manusia dalam E. coliE. coli
 19801980 US Supreme Court: Mikroorganisme hasil manipulasi dapatUS Supreme Court: Mikroorganisme hasil manipulasi dapat
dipatenkandipatenkan
 19811981 Untuk pertama kalinyaUntuk pertama kalinya automated DNA synthesizersautomated DNA synthesizers dijualdijual
secara komersialsecara komersial
 19811981 Untuk pertama kalinya kit diagnostik berdasarkan antibodiUntuk pertama kalinya kit diagnostik berdasarkan antibodi
disetujui untuk dipakai di Amerika Serikatdisetujui untuk dipakai di Amerika Serikat

5.  19821982 Untuk pertama kalinya vaksin hewan hasilUntuk pertama kalinya vaksin hewan hasil
teknologi DNA rekombinan disetujuiteknologi DNA rekombinan disetujui
pemakaiannya di Eropapemakaiannya di Eropa
 18831883 Plasmid Ti hasil rekayasa genetik dipakai untukPlasmid Ti hasil rekayasa genetik dipakai untuk
transformasi tanamantransformasi tanaman
 19881988 US Patent diberikan untuk mencit hasil rekayasaUS Patent diberikan untuk mencit hasil rekayasa
genetik sehingga rentan terhadap kanker (untukgenetik sehingga rentan terhadap kanker (untuk
penelitian tumor)penelitian tumor)
 19881988 Metode Polymerase Chain Reaction dipublikasiMetode Polymerase Chain Reaction dipublikasi
 19901990 USA: telah disetujui percobaab Terapi gen selUSA: telah disetujui percobaab Terapi gen sel
somatik pada manusiasomatik pada manusia
 19971997 Kloning hewan (domba Dolly) dari sel dewasa (selKloning hewan (domba Dolly) dari sel dewasa (sel
ambing)ambing)
 20002000 Pro dan kontra tanaman transgenik di Indonesia.Pro dan kontra tanaman transgenik di Indonesia.
Kapas Transgenik ditanam di Sulawesi SelatanKapas Transgenik ditanam di Sulawesi Selatan
 20012001 Kontruksi monyet transgenik (ANDi) yangKontruksi monyet transgenik (ANDi) yang
mengandung gen GFP dari sejenis ubur-uburmengandung gen GFP dari sejenis ubur-ubur

6. PETA KONSEPPETA KONSEP
Kelangsungan Hidup Manusia
Ditunjang Oleh
Teknologi
melalui
Bioteknologi
Bioteknologi Konvensional Bioteknologi Modern
Pengolahan Bahan Makanan Misalnya
Tempe Kecap Keju mikroprotein Kultur Jaringan
Rekayasa Genetik

7. PERBANDINGAN BIOTEKNOLOGIPERBANDINGAN BIOTEKNOLOGI
KONVENSIONAL DAN MODERNKONVENSIONAL DAN MODERN
A. Konvensional
1. Memakai makhluk
hidup secara
langsung
2. Tanpa didasari prinsip
ilmiah
3. Berdasarkan keteram-
pilan yg diwariskan
turun-temurun
4. Tidak diproduksi
secara masal
B. Modern
1. Memakai makhluk hi-
dup dan komponen-
nya secara langsung
2. Menggunakan
prinsip-prinsip ilmiah
3. Hasil pengkajian
berbagi disiplin ilmu
yang mendalam
4. Diproduksi secara
masal

8. Contoh Bioteknologi Konvensional dan Biotek. ModernContoh Bioteknologi Konvensional dan Biotek. Modern
Budidaya tanaman:Budidaya tanaman:
- Penggunaan galur tanaman alami yang belum mengalamiPenggunaan galur tanaman alami yang belum mengalami
modifikasi genetikmodifikasi genetik
- Budidaya tanaman transgenik yang membawa genBudidaya tanaman transgenik yang membawa gen
ketahanan terhadap herbisidaketahanan terhadap herbisida
Pengendalian hama dan penyakit:Pengendalian hama dan penyakit:
- Penggunaan bakteriPenggunaan bakteri Bacillus thuringiensisBacillus thuringiensis alami untukalami untuk
pengendalian hamapengendalian hama
- Penggunaan galur tanaman transgenik yang membawa genPenggunaan galur tanaman transgenik yang membawa gen
crycry daridari B. thuringiensisB. thuringiensis

9. Bioteknologi KonvensionalBioteknologi Konvensional
KelebihanKelebihan
 Relatif murahRelatif murah
 Teknologi relatif sederhanaTeknologi relatif sederhana
 Pengaruh jangka panjang umumnya sudah diketahui karenaPengaruh jangka panjang umumnya sudah diketahui karena
sistemnya sudah mapansistemnya sudah mapan
KekuranganKekurangan
 Perbaikan sifat genetik tidak terarahPerbaikan sifat genetik tidak terarah
 Tidak dapat mengatasi ketidaksesuaian genetik (inkompatibilitas)Tidak dapat mengatasi ketidaksesuaian genetik (inkompatibilitas)
 Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnyaHasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya
 Memerlukan waktu lebih lamaMemerlukan waktu lebih lama

10. Bioteknologi ModernBioteknologi Modern
KelebihanKelebihan
 Perbaikan sifat genetik dilakukan secara terarahPerbaikan sifat genetik dilakukan secara terarah
 Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetikDapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetik
 Hasil dapat diperhitunganHasil dapat diperhitungan
 Dapat menghasilkan jasad baru dengan sifat baru yang tidak ada pada jasadDapat menghasilkan jasad baru dengan sifat baru yang tidak ada pada jasad
alamialami
 Dapat memperpendek jangka waktu pengembangan galur tanaman baruDapat memperpendek jangka waktu pengembangan galur tanaman baru
 Dapat meningkatkan kualitasDapat meningkatkan kualitas
KekuranganKekurangan
 Relatif mahalRelatif mahal
 Memerlukan kecanggihan teknologiMemerlukan kecanggihan teknologi
 Pengaruh jangka panjang belum diketahuiPengaruh jangka panjang belum diketahui

11. TEKNIK-TEKNIK DALAMTEKNIK-TEKNIK DALAM
BIOTEKNOLOGIBIOTEKNOLOGI
♥♥ FermentasiFermentasi
♥♥ Analisis GenetikAnalisis Genetik
♥♥ Seleksi dan PemuliaanSeleksi dan Pemuliaan
♥♥ Analisis DNAAnalisis DNA
♥♥ Kultur Sel dan JaringanKultur Sel dan Jaringan
♥♥ Rekayasa Genetik atau DNARekayasa Genetik atau DNA
rekombinanrekombinan

12. FERMENTASIFERMENTASI
Menggunakan mikroba untuk mengubah suatu senyawaMenggunakan mikroba untuk mengubah suatu senyawa
seperti pati atau gula menjadi senyawa lain seperti etanol,seperti pati atau gula menjadi senyawa lain seperti etanol,
asam laktat dan hidrogenasam laktat dan hidrogen
Digunakan pada:Digunakan pada:
Bioteknologi konvensionalBioteknologi konvensional
Industri farmasiIndustri farmasi
BiopulpingBiopulping
Bahan bakarBahan bakar
BioplastikBioplastik

13. Proses fermentasi oleh mikroba menggunakan fermentor

14. ANALISIS GENETIKANALISIS GENETIK
Mempelajari sifat/karakter atau gen yangMempelajari sifat/karakter atau gen yang
diwariskan dari generasi ke generasi dan interasksidiwariskan dari generasi ke generasi dan interasksi
antara gen dan lingkungan dalam menghasilkanantara gen dan lingkungan dalam menghasilkan
suatu sifatsuatu sifat
Dapat digunakan untuk:Dapat digunakan untuk:
DiagnosisDiagnosis
PertanianPertanian
Bahan bakarBahan bakar

15. SELEKSI DAN PEMULIAANSELEKSI DAN PEMULIAAN
Manipulasi mikroba, tanaman atau hewan danManipulasi mikroba, tanaman atau hewan dan
pemilihan individu atau populasi yang diinginkanpemilihan individu atau populasi yang diinginkan
sebagai stok genetik untuk perbaikan generasi barusebagai stok genetik untuk perbaikan generasi baru
Dapat digunakan untuk:Dapat digunakan untuk:
Bioteknologi konvensionalBioteknologi konvensional
Produksi bahan panganProduksi bahan pangan
BioplastikBioplastik

16. ANALISIS DNAANALISIS DNA
Mempelajari karakter dari DNA, melaluiMempelajari karakter dari DNA, melalui
☻☻ Polymerase chain reactionPolymerase chain reaction (PCR): dapat membuat kopi segmen(PCR): dapat membuat kopi segmen
DNADNA
☻☻ Restriction fragment length polymorphismRestriction fragment length polymorphism (RFLP)(RFLP) mappingmapping : mendeteksi: mendeteksi
keberadaan suatu gen pada DNAkeberadaan suatu gen pada DNA
Dapat digunakan untuk:Dapat digunakan untuk:
Diagnosis suatu penyakitDiagnosis suatu penyakit
Konseling genetikKonseling genetik
Terapi genTerapi gen

17. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGAN
Dapat dilakukan pada jaringan tanaman maupun hewanDapat dilakukan pada jaringan tanaman maupun hewan
Contoh: Kultur jaringan tanaman secaraContoh: Kultur jaringan tanaman secara in vitroin vitro
Dasar Teori : Sifat Totipotensi tanamanDasar Teori : Sifat Totipotensi tanaman
Artinya setiap bagian tanaman apabila dikulturkan secaraArtinya setiap bagian tanaman apabila dikulturkan secara in vitroin vitro
akan dapat membentuk individu baruakan dapat membentuk individu baru
 Keuntungannya:Keuntungannya:
1. sifat tanaman sesuai dengan induknya1. sifat tanaman sesuai dengan induknya
2. perbanyakan tanaman lebih cepat2. perbanyakan tanaman lebih cepat
3. dapat diekspor tanpa melalui proses karantina, karena3. dapat diekspor tanpa melalui proses karantina, karena
tanaman hasil kulturtanaman hasil kultur in vitroin vitro bebas penyakitbebas penyakit

18. PROSES PENANAMAN EKSPLAN

19. RUANG
INKUBASI
KULTUR

20. CONTOH TANAMAN
HASIL PERBANYAKAN
SECARA IN VITRO

21. CONTOH TANAMAN HASIL PERBANYAKAN IN VITRO

22. REKAYASA GENETIKAREKAYASA GENETIKA
Rekayasa genetika atau teknologi DNARekayasa genetika atau teknologi DNA
rekombinan (rekombinan (recombinant DNA technologyrecombinant DNA technology))
adalah suatu metode untuk merekayasaadalah suatu metode untuk merekayasa
genetik dengan cara menyisipkan (genetik dengan cara menyisipkan (insertinsert) gen) gen
yang dikehendaki ke dalam suatu organismeyang dikehendaki ke dalam suatu organisme

23. Gambaran umum kloning gen menggunakan
plasmid dari bakteri

24. Tahapan Rekayasa GenetikaTahapan Rekayasa Genetika
 Bahan yg diperlukan :Bahan yg diperlukan :
▪▪ Molekul DNA spesifik yang dikehendakiMolekul DNA spesifik yang dikehendaki
▪▪ Vektor (pembawa DNA)Vektor (pembawa DNA)
▪▪ Enzim restriksiEnzim restriksi
▪▪ Enzim ligaseEnzim ligase
▪▪ Sel inangSel inang
 Mengidentifikasi DNA spesifik yang dikehendakiMengidentifikasi DNA spesifik yang dikehendaki
 mengisolasi DNA spesifikmengisolasi DNA spesifik
 menyisipkan DNA spesifik ke dalam DNA vektor (Plasmidmenyisipkan DNA spesifik ke dalam DNA vektor (Plasmid
dll.)dll.)
 mengembalikan vektor ke dalam sel hospes/inangmengembalikan vektor ke dalam sel hospes/inang
 mengembang-biakan sel hospesmengembang-biakan sel hospes

25. KONTRIBUSI/TUJUANKONTRIBUSI/TUJUAN
REKAYASA GENETIKAREKAYASA GENETIKA
•• Melakukan studi tentang struktur & fungsi gen (analisisMelakukan studi tentang struktur & fungsi gen (analisis
gen)gen)
•• Amplifikasi produk suatu gen dalam keadaan murniAmplifikasi produk suatu gen dalam keadaan murni
•• Peningkatan suatu strain (strain improvement) bibit→Peningkatan suatu strain (strain improvement) bibit→
unggulunggul
•• Rekayasa genetik memberikan kontribusi yangRekayasa genetik memberikan kontribusi yang
substansial bagi penelitian pada berbagai bidang, sepertisubstansial bagi penelitian pada berbagai bidang, seperti
√√ Peningkatan produksi bahan makananPeningkatan produksi bahan makanan
√√ Peningkatan produk obat-obatan dan produk baruPeningkatan produk obat-obatan dan produk baru
√√ Diagnosis penyakitDiagnosis penyakit
√√ perbaikan proses industriperbaikan proses industri
√√ mengatasi polusi lingkunganmengatasi polusi lingkungan

26. DAMPAK POSITIF BIOTEKNOLOGIDAMPAK POSITIF BIOTEKNOLOGI
1.1. Peningkatan produksi panganPeningkatan produksi pangan
2.2. Peningkatan kesehatanPeningkatan kesehatan
3.3. Pengkatan cara pengolahan limbahPengkatan cara pengolahan limbah
4. Penyedia bahan bakar alternatif4. Penyedia bahan bakar alternatif
5. Dll.5. Dll.

27. DAMPAK NEGATIF BIOTEKNOLOGIDAMPAK NEGATIF BIOTEKNOLOGI
1.1. Di bidang Etika/ MoralDi bidang Etika/ Moral
Ada masyarakat yang menganggap bahwa menyisipkanAda masyarakat yang menganggap bahwa menyisipkan
gen dari mahkluk hidup satu ke mahkluk hidup laingen dari mahkluk hidup satu ke mahkluk hidup lain
bertentangan dengan nilai budaya dan melanggarbertentangan dengan nilai budaya dan melanggar
hukum alamhukum alam
2.2. Di bidang sosial ekonomiDi bidang sosial ekonomi
Menimbulkan kesenjangan antara negara/ perusahaanMenimbulkan kesenjangan antara negara/ perusahaan
yang memanfaatkan bioteknologi dengan yang belumyang memanfaatkan bioteknologi dengan yang belum
memanfaatkan bioteknologi (negara dunia ke tiga)memanfaatkan bioteknologi (negara dunia ke tiga)

28. 3.3. Dampak di bidang kesehatanDampak di bidang kesehatan
Ada produk hasil rekayasa genetik yang disinyalir menimbulkanAda produk hasil rekayasa genetik yang disinyalir menimbulkan
masalah serius, misalnya kematian akibat penggunaan insulin,masalah serius, misalnya kematian akibat penggunaan insulin,
sapi penghasil susu yang disuntik dengan Hormon BGHsapi penghasil susu yang disuntik dengan Hormon BGH
mengandung bahan kimia yang berbahaya, tomat Flavr Savrmengandung bahan kimia yang berbahaya, tomat Flavr Savr
diketahui membawa gen resisten terhadap antibiotik.diketahui membawa gen resisten terhadap antibiotik.
4.4. Dampak terhadap lingkunganDampak terhadap lingkungan
Pelepasan organisme transgenik ke alam dapat merusakPelepasan organisme transgenik ke alam dapat merusak
keseimbangan alam dan kelestarian organismekeseimbangan alam dan kelestarian organisme