BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi terbagi menjadi dua yaitu 

1. Konvensional 
2. Modern 

REKAYASA REPRODUKSI
Rekayasa reproduksi adalah suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan makhluk hidup dengan cara rekayasa tahapan-tahapan proses reproduksi yang berlangung secara alami.
Rekayasa reproduksi tidak hanya dilakukan pada tumbuhan dan hewan, tetapi manusia juga bisa dijadikan objek dalam teknologi. Ada beberapa teknik rekayasa reproduksi yang kita kenal, antara lain dengan cara kultur jaringan, kloning, hibridisasi, inseminasi buatan, dan bayi tabung.

1. Kultur jaringan

Tujuan : memperbanyak jumlah tanaman.
Tanaman yang dikultur biasanya adalah bibit unggul.
Kultur jaringan sebenarnya memanfaatkan sifat totipotensi yang dimiliki oleh sel tumbuhan.
Totipotensi : kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna.





  Teori totipotensi ini dikemukakan oleh G. Heberlandt  tahun  1898, seorang ahli fisiologi Jerman. Pada tahun 1969, F.C. Steward menguji ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil satu sel empulur wortel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi satu individu wortel. Pada tahun 1954, kultur jaringan dipopulerkan oleh Muer, Hildebrandt, dan Riker.
Pada teknik ini hanya membutuhkan bagian tubuh dari tanaman. Misalnya batang hanya seluas beberapa millimeter persegi saja. Jaringan yang kamu ambil untuk dikultur disebut eksplan. Biasanya, yang dijadikan eksplan adalah jaringan muda yang masih mampu membelah diri. Misalnya ujung batang, ujung daun, dan ujung akar.
Kultur jaringan dapat dilakukan secara sederhana, yaitu:

a. Mensterilkan eksplan. Caranya adalah direndam dalam alkohol 70% atau kalsium hipoklorit 5% selama beberapa menit.
   b. Gunakan botol atau tabung yang sudah disterilkan, isi dengan media. Masukkan potongan jaringan yang sudah disterilkan di atas media dalam botol. Media yang digunakan terdiri atas:

·    Unsur-unsur atau garam mineral: Unsur makro: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg. Unsur mikro: Zn, Mn, Mo, So.

· Asam amino, vitamin, gula, hormon, dengan perbandingan tertentu.

·   Media cair; bahan-bahan di atas dicampur akuades.

·  Media padat; bahan-bahan di atas campur dengan agar-agar. Media cair dan padat tersebut kemudian disterilkan dengan menggunakan mesin khusus yang disebut dengan autoklaf. 

Mesin Autoklaf 

c. Simpan di tempat yang aman pada suhu kamar, tunggu untuk beberapa lama maka akan tumbuh kalus (gumpalan sel baru). Bisa juga selama pemeliharaan dilakukan pengocokan dengan mesin pengocok yang bergoyang 70 kali permenit. Pengocokan dilakukan selama 1,5 - 2 bulan.
Tujuan dari pengocokan adalah untuk merangsang sel-sel eksplan supaya giat bekerja dan memperlancar proses persiapan zat dan penyebaran makanan merata, serta menjamin pertukaran udara lebih cepat.
d. Kalus yang tumbuh bisa dipotong-potong untuk dipisahkan dan di tanam pada media lain.
e. Kalus tersebut akan tumbuh menjadi tanaman muda (plantlet), kemudian pindahkan ke pot. Jika tanaman tersebut sudah kuat, maka bisa dipindahkan ke media tanah atau lahan pertanian.
Kultur jaringan dapat disimpan dalam suhu rendah sebagai stok atau cadangan. Jika sewaktu-waktu diperlukan, maka jaringan ini dapat diambil dan ditanam. Contoh tanaman yang bisa menjadi objek kultur adalah pisang, mangga, tebu, dan anggrek.
Tahapan :
eksplan --------------- kalus ----------------- plantlet
Keuntungan dari kultur jaringan adalah:
· Dalam waktu singkat menghasilkan bibit dalam jumlah banyak.
· Sifat tanaman yang dikultur sesuai dengan sifat tanaman induk.
· Tanaman yang dihasilkan lebih cepat berproduksi.
· Tidak membutuhkan area tanam yang luas.
· Tidak perlu menunggu tanaman dewasa, kita sudah dapat membiakkannya.

2. Kloning

Profesor Ian Wilmut seorang ahli sain yang menciptakan teknik cloning 

System cloning pada kambing adalah kloning sel telur.
Kloning : penggunaan sel somatik (sel tubuh ) makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik.
   Ditemukan pada tahun 1997 oleh Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi seekor domba tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil rekayasa ilmuan Skotlandia tersebut diberi nama Dolly. Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut adalah sebagai berikut:





  Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina, dan mengambil kelenjar mamae dari domba betina lain.
Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.
Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki nukleus lagi.
Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel telur).
Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam uterus domba, kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.




 Jadi, domba hasil kloning merupakan domba hasil perkembangbiakan secara vegetatif karena sel telur tidak dibuahi oleh sperma.

   Kloning juga bisa dilakukan pada seekor katak. Nukleus yang berasal dari sebuah sel di dalam usus seekor kecebong ditransplantasikan ke dalam sel telur dari katak jenis lain yang nukleusnya telah dikeluarkan. Kemudian, telur ini akan berkembang menjadi zigot buatan dan akan berkembang lagi menjadi seekor katak dewasa.
Kloning akan berhasil apabila nukleus ditransplantasikan ke dalam sel yang akan menghasilkan embrio (sel telur) termasuk sel germa. Sel germa adalah sel yang menumbuhkan telur dari sperma.

3. Makhluk hidup transgenik

    Makhluk hidup transgenik disebut sebagai :
GMOs (Genetically Modified Organisms) merupakan hasil rekayasa genetika.Teknik ini mengubah faktor keturunan untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini dikenal dengan rekayasa genetika atau teknologiplasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan menyisipkan gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang memiliki sifat tertentu sesuai dengan keinginan si pembuat.



   Teknologi ini dapat dipelajari dari beberapa aplikasi yang telah dikembangkan oleh manusia, antara lain sebagai berikut:

Produksi insulin

Tehnik pembuatan insulin

Langkah : 
 Menyambungkan gen pengontrol pembuatan insulin manusia ke dalam DNA bakteri. Kemudian dari hasil penyambungan tersebut akan terbentuk bakteri baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Bakteri ini dipelihara di laboratorium untuk menghasilkan insulin. Insulin yang dihasilkan bisa untuk mengobati penyakit kencing manis.
b. Menciptakan bibit unggul

Rekayasa genetika untuk memperbaiki tumbuhan supaya menjadi lebih baik, yaitu

Pencakokan gen pembentuk pestisida pada tumbuhan sehingga mampu menghasilkan peptisida mematikan hama. Rekayasa tumbuhan yang mampu melakukan fiksasi nitrogen. Teknologi ini mampu membuat tanaman yang bisa memupuk dirinya sendiri. Rekayasa genetika yang mampu menciptakan tanaman yang mampu memproduksi zat anti koagulan.

Glofish hasil rekayasa genetic Dr. Zhiyuan Gong di Singapura




Kaktus berambut



4. Hibridisasi

Hibridisasi adalah persilangan antara varietas dalam spesies yang sama yang memiliki sifat unggul. Hasil dari hibridisasi adalah hibrid yang memiliki sifat perpaduan dari kedua induknya. Teknik ini dapat dilakukan pada tumbuhan dan hewan. Contoh hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan anggrek.

Zebra jantan dengan keledai (donkey) betina.

Bison Amerika (American "buffalo" atau "kerbau" Amerika) dengan sapi/lembu (domestic cattle).

Bayi Tabung











Bayi tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang berlangsung di dalam tabung. merupakan perkembangbiakan generatif, biasanya sering mendengar istilah bayi tabung bagi pasangan yang kesulitan untuk mendapatkan keturunan. Hal ini merupakan jalan pintas bagi mereka untuk segera mendapatkan keturunan.




Proses pembuatan bayi tabung adalah sebagai berikut:











































Sel telur yang mengalami ovulasi pada induk atau wanita diambil dengan suatu alat dan disimpan di dalam tabung yang berisi medium seperti kondisi yang ada pada rahim wanita hamil.
Sel telur dipertemukan dengan sperma di bawah mikroskop dan diamati sehingga terjadi fertilisasi.
Sel telur yang sudah dibuahi tersebut dikembalikan ke dalam tabung.
Jika sel telur yang sudah dibuahi, disebut zigot, berkembang dengan baik dan menjadi embrio, maka embrio tersebut akan disuntikkan kembali ke dalam rahim induknya
semula.









5.Inseminasi buatan

















Inseminasi buatan adalah pembuahan atau fertilisasi yang terjadi pada sel telur dengan sperma yang disuntikkan pada kelamin betina. Jadi, fertilisasi ini tidak membutuhkan hewan jantan, tetapi hanya membutuhkan spermanya saja.












Inseminasi buatan dilakukan karena bibit pejantan unggul yang hendak dikawinkan dengan bibit betina lokal tidak memiliki waktu masa subur yang bersamaan. Bibit pejantan unggul dikawinkan dengan bibit betina lokal supaya dapat menghasilkan keturunan yang lebih baik.
















Teknologi ini menggunakan metode penyimpanan sperma pada suhu rendah (-80° sampai -20°). Jadi, untuk mendapatkan bibit pejantan unggul untuk mengawini bibit betina lokal tidak perlu dengan membawa individunya tetapi cukup dengan membawa spermanya. Hal ini juga memudahkan proses pengiriman dari suatu negara ke negara lain.






Dampak Rekayasa Reproduksi










Rekayasa teknologi tidak semuanya berdampak positif bagi kehidupan manusia maupun bagi makhluk hidup lain dan lingkungan. Teknologi yang diciptakan dengan tujuan untuk memakmurkan umat manusia bisa saja menghancurkan manusia itu sendiri jika tidak diikuti dengan keimanan dan ketaqwaan.







Dampak positif rekayasa reproduksi sebagai berikut:










· Menciptakan bibit unggul.


· Meningkatkan gizi masyarakat.


· Melestarikan plasma nutfah.


· Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi sesuai dengan keinginan manusia.


· Membantu pasangan yang kesulitan mendapatkan anak dengan jalan pintas yaitu bayi tabung.





Dampak negatif rekayasa reproduksi sebagai berikut:










· Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis yang sama akan mudah terkena penyakit.


Soal - soal Latihan





1. Berikut ini yang bukan termasuk bioteknologi adalah ….


a. pemanfaatan jamur untuk membuat tape


b. pemanfaatan jamur untuk membuat kecap


c. menggabungkan dua sifat tanaman dengan cara okulasi


d. pemanfaatan bakteri untuk membuat asam cuka










2. Berikut ini ciri-ciri bioteknogi modern, kecuali ….


a. penggunaan teknologi plasmid


b. memanfaatkan enzim


c. memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah


d. belum mengenal pemanfaatan enzim






3. Dalam bioteknologi melibatkan ilmu berikut, kecuali ….


a. mikrobiologi


c. biokimia


b. genetika


d. ekologi






4. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt adalah ….


a. Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus cremoris


b. Streptococcus lactis dan Leuconostoccremoris


c. Rhizopus oryzae dan Rhizopusstoloniferus


d. Saccharomyces cerevisiae danAspergillus oryzae






5. Berikut ini jenis makanan yang dapat diolah dari susu, kecuali ….


a. keju


c. yoghurt


b. mentega


d. nata de coco






6. Mengembangnya roti akibat fermentasi,karena khamir/ragi menghasilkan ….


a. glukosa


b. air


c. gas karbondioksida


d. gas oksigen






7. Jamur Aspergillus oryzae berperan dalam pembuatan ….


a. tape


c. oncom


b. tempe


d. kecap






8. Berikut ini yang tergolong protein sel tunggal adalah ….


a. protein tempe


b. protein susu


c. protein sel ganggang


d. protein telur






9. Suatu zat yang dihasilkan organismetertentu dan berfungsi menghambat pertumbuhan organisme lain di sekitarnya disebut ….


a. antibodi monoklonal


b. vaksin


c. antibiotika


d. hormon






10. Organisme transgenik adalah ….


a. organisme yang mengandung gen dari spesies lain


b. organisme yang tidak mempunyai DNA


c. organisme yang mempunyai plasmid


d. organisme yang mengandung inti/ nukleus









11. Penggunaan organisme untuk menghasilkan produk yang dapat dimanfaatkan oleh manusia disebut..


a. kultur jaringan c. bioteknologi


b. hidroponik d. biokimia .






12. Pemberantasan hama dengan cara radiasi dilakukkan


terhadap…


a. pupa serangga jantan.


b. pupa serangga betina


c. telur serangga betina


d. sperma serangga jantan






13. Pengawetan hasil pertanian, misalnya kentang dan


bawang dengan sinar radioaktif bersifat…


a. mengurangi bakteri pembusuk


b. menghambat pertunasan.


c. membebaskan dari kuman penyakit


d. mengendalikan hama






14. Gumpalan sel yang terbentuk pada kultur jaringan


disebut…


a. eksplan c. plantlet


b. kalus . d. klonta






15. Bagian tanaman yang digunakan dalam kultur


jaringan disebut…


a. eksplan . c. plantlet


b. kalus d. klona






16. Tumbuhan kecil yang dihasilkan dari perkembangan


kalus disebut…


a. eksplan c. plantlet .


b. kalus d. klona






17. Roti dapat dibuat dengan memanfaatkan mikroba…


a. lactobacillus bulgaris


b. Saccharomyces cereviceae


c. Eucheuma spinosum


d. Acetobakter xylinum










18. Pembuatan tanaman atau hewan unggul dapat


dilakukan dengan cara sebagai berikut, kecuali…


a. hibridisasi . c. pembastaran


b. mutasi d. kultur jaringan






19. Makanan yang dihasilkan dari susu dengan bantuan Lactobacillus bulgaris dan Streptococcus termophilus adalah…


a. tempe c. tapai


b. roti d. yoghurt





20. Untuk menghasilkan organisme transgenic, maka


haruslah diubah…


a. habitatnya c. makanannya


b. materi genetiknya. d. media kulturnya

21. Kemampuan sel untuk berkembang menjadi
individu baru disebut…
a. totipotensi . c. regenerasi
b.meristem d. klona

22. Sistem budidaya tanaman dalam media tanpa tanah
disebut…
a hidroponik . c. diversifikasi
b. kultur jaringan d. intensifikasi

23. Dalam pembuatan keju diburuhkan peranan
mikroba….
a. Lactobacillus casei
b. Acetobacter xilynum
c. Lactobacillus bulgaricus .
d. Saccharomyces cereviceae

24. Jenis ganggang hijau yang dapat dimanfaatkan
sebagai sumber makanan baru adalah….
a. Spirogyra c. Euchemua sp
b. Candida . d. Gellidium sp

25. jenis hewan yang dihasilkan melalui hibidrisasi
adalah…
a. merpati c. sapi brangus .
b. domba Dolly c. ayam kampong

Sumber: 
https://nextgen.web.id/jika-padi-mengalami-mutasi-dari-radiasi-nuklir/5411
https://akurat.co/id-568126-read-teknologi-pemuliaan-tanaman-dengan-teknik-mutasi-radiasi
https://www.malangtimes.com/baca/38715/20190427/090000/10-buah-unik-hasil-persilangan-di-dunia-salah-satunya-di-indonesia-jerpaya