BAB 8 membahas bioteknologi, termasuk definisi, prinsip dasar, sejarah perkembangan, dan aplikasi dalam berbagai bidang seperti pangan, pertanian, kesehatan, dan industri. Bioteknologi melibatkan penggunaan agen biologi seperti mikroba untuk menghasilkan barang dan jasa melalui teknologi.

2. BAB 8
BIOTEKNOLOGI

3. Standar Kompetensi:
• memahami prinsip-prinsip dasar bioteknologi
serta implikasinya pada salingtemas
Kompetensi Dasar:
• menjelaskan arti, prinsip dasar, dan jenis-jenis
bioteknologi
• menjelaskan dan menganalisis peran bioteknologi
serta implikasi hasil-hasil bioteknologi pada
salingtemas

4. Pengertian
Bioteknologi: penerapan prinsip-prinsip mikrobiologi,
biokimia, biologi sel, fisiologi, genetika molekuler, dan
teknik kimia secara terpadu dalam pengolahan bahanbahan dengan memanfaatkan agen biologi untuk
menghasilkan barang dan jasa.
Ciri utama bioteknologi:
1. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan,
atau hewan.
2. Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri.
3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan
pemurnian.

5. Sejarah Perkembangan Bioteknologi
Sejarah perkembangan bioteknologi terdiri atas empat era, yaitu sebagai berikut.
a. Era bioteknologi Generasi Pertama (Bioteknologi Sederhana)
Penggunaan mikroba dalam produksi makanan dan minuman masih secara tradisional,
dengan cara dan peralatan sederhana. Misalnya dalam pembuatan tempe, tapai, cuka, dan
lain-lain.
b. Era Bioteknologi Generasi Kedua
Prosesnya berlangsung dalam keadaan tidak steril. Peristiwa ini merupakan bentuk
fermentasi di tempat yang terbuka, sehingga dapat memungkinkan terkontaminasi oleh
mikroorganisme lainnya. Misalnya produksi bahan kimia, seperti aseton, etanol, asam
sitrat, pengolahan air limbah, dan pembuatan kompos.
c. Era Bioteknologi Generasi Ketiga
Prosesnya berlangsung dalam keadaan steril. Peristiwa ini merupakan bentuk fermentasi di
tempat tertutup sehingga tidak terkontaminasi mikroorganisme lain. Misalnya produksi
antibiotik dan hormon.
d. Era Bioteknologi Generasi Keempat (Bioteknologi Modern)
Bioteknologi modern dicirikan dengan teknologi DNA rekombinan dan rekayasa molekul
pembawa informasi genetik dan merupakan perpaduan multi disiplin ilmu antara lain:
biologi molekuler, biokimia, mikrobiologi, dan genetika. Produk-produk yang berasal dari
era ini, misalnya insulin, interferon, dan antibodi monoklonal.

6. Bioteknologi dalam Produksi Pangan
Di sekitar kita banyak sekali kita jumpai jenis makanan dan minuman
yang prosesnya dibantu oleh mikroorganisme. Perhatikan tabel di
bawah!
No.
Nama Produk
1.
2.
3.
4.
5.
Kecap
Tempe
Oncom
Tapai
Yoghurt
6.
7.
Nata de coco
Mentega
8.
Keju
Nama Mikroorganisme
Aspergillus wentii
Rhizopus oryzae
Neurospora sitophila
Saccharomyces cerevisiae
Streptococcus thermophillus
Lactobacillus bulgaricus
Acetobacter xylinum
Streptococcus lactis
Leuconostoc cremoris
Lactobacillus lactis
Lactobacillus casei
Propionibacterium

7. Bioteknologi dalam Bidang Pertanian
Aplikasi bioteknologi dalam bidang pertanian:
1. Telah ditemukannya berbagai varietas bibit tahan hama serta
tanaman yang tahan terhadap hama. Misalnya, bibit padi IR64 yang
memiliki umur pendek dan daya produksi tinggi. Varietas ini diperoleh
dari radiasi dan seleksi biji padi.
2. Adanya pola tanam hidroponik, yaitu sistem tanam tanpa
menggunakan media tanah.
3. Adanya tanaman yang tahan hama.Misalnya, tanaman tembakau
yang tahan terhadap penyakit TMV (Tobacco Mozaik Virus) dengan
cara rekayasa genetik.
4. Dihasilkannya bioinsektisida dari mikroba, Bacillus thuringensis
(Bt) merupkan salah satu jenis bakteri yang mampu menghasilkan
racun atau toksin yang mampu membunuh serangga.

8. Bioteknologi dalam Bidang Pertambangan
Penggunaan mikroorganisme dalam pemisahan logam dari
bijihnya, misalnya oleh Thiobacillus oxidans dan Thiobacillus
ferrooxidans. Reaksi:
Skema pemurnian logam

9. Bioteknologi Penghasil Gas Bio
Gas bio dihasilkan dari penguraian senyawa organik oleh bakteri metan
(Methanobacter) yang dilakukan secara anaerob.
gas metan
Dengan melalui reaksi di atas
penguraian glukosa dihasilkan
gas bio dalam bentuk gas metan
yang dapat dijadikan sebagai
bahan bakar pengganti
kayu dan minyak tanah.
Fermentor gas bio

10. Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan
Antibiotik: senyawa atau zat yang dihasilkan suatu organisme yang mampu
menghambat pertumbuhan organisme lain.
Orang yang pertama kali menemukan antibiotik adalah Alexander
Flemming yang menemukan penicilin dari jamur Penicillium notatum.
Berikut adalah beberapa contoh antibiotik

11. Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan
Vaksin: mikroorganisme
atau bagian dari suatu
mikroorganisme yang telah
dilemahkan sehingga tidak
membahayakan.
Vaksin bisa berasal
dari mikroorganisme
yang telah dilemahkan atau
dimatikan bahkan berasal dari
zat yang dihasilkan mikro–
organisme tersebut kemudian
dilemahkan.

12. Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan
Berikut adalah contoh senyawa yang diproduksi oleh mikroba yang
direkayasa

13. Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan
Vitamin
Bakteri yang mampu memproduksi vitamin B12 = Pseudomonas sp.
Propioni bacterium
Bakteri yang mampu memproduksi vitamin B2 = Ashbya gossipi

14. Bioteknologi dalam Bidang Industri
Asam glutamat: asam amino bahan utama monosodium glutamat
(MSG.)
Lisin: jenis asam amino yang tidak dapat disintesis oleh hewan.
Kedua jenis asam amino tersebut diproduksi dengan bantuan bakteri
Corynobacterium glutamicum.
Asam sitrat: memberi rasa getir atau pahit pada cita rasa makanan
dan merupakan unsur pokok dalam berbagai jenis jeruk. Asam ini
dapat diproduksi oleh Aspergillus niger.
Enzim
Beberapa jenis enzim yang penting:
a. Amilase digunakan dalam produksi sirup, kanji, glukosa.
Glukosa isomerase: mengubah amilum menjadi fruktosa.
Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan
sukrosa.
mikroba: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, dan Bacillus subtilis

15. Bioteknologi dalam Bidang Industri
b. Protease digunakan antara lain dalam produksi roti dan bir.
Protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dan
campuran deterjen untuk menghilangkan noda protein.
mikroba: Aspergillus oryzae dan Bacillus subtilis
c. Lipase digunakan dalam produksi susu dan keju untuk
meningkatkan cita rasa.
mikroba: Aspergillus niger dan Rhizopus spp

16. Bioteknologi untuk Mengatasi Pencemaran
Mikroorganisme yang dapat mengolah limbah beracun dan
menghasilkan gas hidrogen adalah Clostridium butyrium.
Cara kerjanya: bakteri dihentikan gerakannya pada
saringan limbah cair yang mengandung gula dari pabrik
alkohol. Bakteri tersebut akan mencerna dan menguraikan
gula serta menghasilkan gas hidrogen. Gas ini dapat
digunakan sebagai bahan bakar yang tidak menimbulkan
polusi.
Limbah-limbah rumah tangga yang mengandung bahan
organik, dapat diuraikan oleh bakteri aerob maupun
bakteri anaerob.

17. Protein Sel Tunggal (PST)
Protein sel tunggal: bahan makanan berkadar protein tinggi
yang berasal dari mikroba. Mikroba ini mempunyai kadar
protein hingga 80%, jauh lebih tinggi dari kadar protein
kedelai maupun ragi.
Contohnya:
1. Ganggang hijau Chlorella. Ganggang ini menghasilkan protein
yang dapat dimanfaatkan untuk makanan tambahan.
2. Ganggang Spirulina juga merupakan sumber protein sel
tunggal.
3. Bakteri Methylophillus methylotrophus, memilik kandungan
asam nukleat (asam inti) yang tinggi yang sulit dicerna, dapat
diolah dan digunakan sebagai makanan ternak.

18. Protein Sel Tunggal (PST)
Beberapa jenis mikroorganisme penghasil protein sel tunggal

19. Rekayasa Genetika
Metode DNA rekombinan teknik plasmid adalah sebagai berikut.
1. Mula-mula dilakukan isolasi DNA plasmid dari bakteri dan DNA pembawa
sifat yang diinginkan dari sel organisme lain, seperti dari hewan atau
manusia.
2. Potongan DNA yang mengandung gen pembawa sifat yang diinginkan
disisipkan ke dalam DNA plasmid bakteri, sehingga akan dihasilkan DNA
rekombinan.
3. Plasmid dengan DNA rekombinan dikembalikan lagi ke dalam sel bakteri.
4. Sel bakteri yang mengandung plasmid DNA rekombinan tersebut,
diproduksi dalam kultur yang membentuk klon dari sel-sel bakteri
tersebut. DNA asing yang disisipkan dalam plasmid bakteri direplikasikan,
dan selanjutnya plasmid tersebut oleh bakteri akan dilipatgandakan.
5. Identifkasi bakteri kloning yang mengandung gen yang diinginkan.
6. Setelah identifkasi berhasil, bakteri kloning dapat diaplikasikan sesuai
dengan tujuan semula, misalnya untuk produksi protein, antibiotik,
enzim, atau lainnya.

20. Rekayasa Genetika

21. Hibridoma
Hibridoma: teknik penyatuan dua sel dari jaringan yang sama atau organisme
yang berbeda sehingga menghasilkan sel tunggal, yaitu sel hibrid.
Metode teknik
hibridoma

22. Dampak Bioteknologi dalam Kehidupan
1. Terjadinya kontroversi dalam masyarakat.
2. Terlepasnya organisme transgenik di alam bebas tanpa
pengawasan dapat menghasilkan pencemaran biologis.
3. Dalam bidang kesehatan, timbulnya alergi yang
diakibatkan karena mengonsumsi produk tanaman
transgenik.
4. Adanya ketergantungan pada teknologi.
5. Terdesaknya atau bahkan menyebabkan kepunahan
sebagian plasma nutfah asli karena yang dikembangkan
sekarang hanyalah produk hasil rekayasa genetika saja.
6. Kemungkinan menyebabkan bakteri dalam tubuh
manusia menjadi
tahan terhadap antibiotik.
7. Kemungkinan adanya perbedaan nutrisi dan komposisi