Bioteknologi

Konsep Dasar Bioteknologi

            Bioteknologi berasal dari kata bios (hidup), teknos (penerapan), dan logos (ilmu). Bioteknologi adalah usaha terpadu dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan, seperti mikrobiologi, genetika, biokimia, sitologi, dan biologi molekuler untuk mengolah bahan baku dengan bantuan mikroorganisme, sel, atau komponen subselulernya yang diperoleh dari tumbuhan atau hewan sehingga menghasilkan barang dan jasa.

            Pemanfaatan mikroorganisme (misalnya bakteri dan kapang), sel tumbuhan, dan sel hewan merupakan ciri bioteknologi.

            Tiga aspek pokok dalam bioteknologi, yaitu :

1. agen bioteknologi (mikroorganisme, enzim, sel tumbuhan, dan sel hewan)

2. pendayagunaan secara teknologi dan industrial

3. produk dan jasa yang diperoleh

            Dalam bioteknoogi, mikroorganisme merupakan agen biologi yang paling banyak digunakan. Mikroorganisme yang digunakan dalam bioteknologi adalah virus, bakteri, jamur, alga, dan Protozoa.

            Beberapa alasan mikroorganisme dijadikan subjek utama pada berbagai proses bioteknologi, yaitu :

1. Perkembangannya sangat cepat

2. Mudah diperoleh dari lingkungan sekitar kita

3. Sifatnya tetap

4. Sifat mikroorganisme dapat dimodifikasi atau diubah dengan cepat oleh para ahli melalui teknik rekayasa genetika sehingga dapat menghasilkan produk yang sesuai dengan yang diinginkan
5. Dapat menghasilkan berbagai produk yang dibutuhkan oleh manusia yang tidak bergantung pada musim atau kondisi iklim lingkungannya selama mereka dibiakkan pada sistem tertutup

            Beberapa peranan mikroorganisme di berbagai bidang meliputi peranan mikroorganisme dalam produksi bahan pangan, peranan mikroorganisme dalam bidang farmasi atau kedokteran, peranan mikroorganisme dalam bidang pertanian, peranan mikroorganisme dalam mengatasi masalah pencemaran, dan peranan mikroorganisme dalam pemisahan logam dan bijihnya.

Sejarah Bioteknologi

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19. Prinsip dasar upaya pembuatan makanan tersebut pada umumnya sama, yaitu sejumlah bahan dasar didedahkan (exposure) ke jasad renik tertentu yang akan mentransformasikan bahan dasar (anggur, barley, susu atau gandum) menjadi produk yang diinginkan.

Perkembangan bioteknologi dapat dibagi menjadi 3 periode, yaitu:

1.      Periode bioteknologi tradisional (bioteknologi konvensional)

Pada periode ini, merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme secara langsung dan belum tahu adanya penggunaan enzim. Proses pembuatan makanan dengan teknik konvensional ini masih sangat sederhana dan hanya dilakukan dalam skala kecil. Manusia belum melakukan penelitian secara ilmiah bahwa pada peristiwa fermentasi yang mengubah bahan dasar menjadi bahan makanan yang lebih tahan lama, merupakan hasil dari proses metabolisme mikroorganisme. Pada periode ini, belum ada penelitian mengenai fenomena yang terjadi, karena semua berawal dari ketidaksengajaan.

Periode ini ditandai dengan adanya peristiwa sebagai berikut :

·      Pada masa 8000 SM, bangsa Babilonia, Mesir dan Romawi telah mengenal cara bercocok tanam yang baik dengan cara pengumpulan dan pemilihan benih untuk ditanam. Selain itu, di bidang peternakan, mereka telah mengembangbiakkan hewan ternak secara selektif  untuk peningkatan kualitas ternak.

·      Pada masa 6000 SM, manusia mengetahui cara membuat minuman bir dan anggur menggunakan teknik fermentasi. Selain itu, juga membuat roti dengan bantuan ragi.

·      Pada masa 4000 SM, bangsa Tionghoa telah membuat yogurt dan keju dari susu dengan bakteri asam laktat.

·      Pada masa 1500 SM, bangsa Aztec memanfaatkan gangga sebagai sumber makanan.

2.      Periode bioteknologi ilmiah

Pada perkembangan bioteknologi selanjutnya, manusia mulai menyadari bahwa fenomena yang terjadi pada proses fermentasi tidak terjadi dengan sendirinya. Oleh karena itu, rasa ingin tahu mendorong mereka untuk melakukan penelitian yang menggunakan prinsip-prinsip ilmiah.  

Periode bioteknologi ilmiah ditandai dengan munculnya banyak penelitian ilmiah dalam berbagai bidang, antara lain yaitu :

·         Pada tahun 1665, penemuan sel oleh Robert Hooke pada sayatan gabus yang diamati dengan mikroskop sederhana.

·         Pada tahun 1670, pemanfaatan mikroba dalam usaha penambangan tembaga di Rio Tinto, Spanyol

·         Pada tahun 1686, ditemukan lensa mikroskop yang lebih maju oleh Antony Van Leeuwenhoek yang dapat digunakan untuk melihat mikroba. Karena penemuannya tersebut, Antony menjadi manusia pertama yang melihat mikroba. Setelah penemuan lensa mikroskop tersebut, penelitian tentang mikroorganisme semakin berkembang pesat.

·         Tahun 1800, Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian yang komprehensif tentang perkembangbiakan hewan.

·         Tahun 1856 - 1865, Gregor Mendel mengawali penelitian genetika tumbuhan dengan menggunakan tanaman kacang ercis. Pada akhirnya dari penelitian tersebut Mendel menemukan hukum pewarisan sifat induk pada turunannya.

·         Tahun 1870, ditemukannya mikroba dalam makanan dan minuman oleh Louis Pasteour, yang merupakan awal berkembangnya bidang mikrobiologi.

·         Tahun 1890, ditemukannya alkohol yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar motor.

·         Tahun 1897, ditemukannya enzim dari ekstrak ragi yang dapat mengubah gula menjadi alkohol oleh Eduard Buchner.

·         Tahun 1912 - 1915, pada tahun inilah ditemukan teknik pengelolahan limbah dengan menggunakan mikroba. Selain itu, mulai ditemukan pula produksi aseton, butanol, dan gliserol dengan menggunakan bakteri.

·         Tahun 1919, mulailah digunakan kata “bioteknologi” oleh seorang insinyur berkebangsaan Hongaria bernama Karl Ereky.

·         Tahun 1928, merupakan tahun ditemukannya zat antibiotik “penisillin” oleh Alexander Fleeming.

·         Tahun 1953, ditemukannya struktur asam deoksiribo nukleat ( ADN ) oleh Crick dan Watson

·         Pada tahun 1994, mulailah diproduksi penisillin dalam jumlah besar

3.      Periode bioteknologi modern

Perkembangan bioteknologi modern berdasarkan atas hasil penelitian ilmiah diketahui orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien.

Periode bioteknologi modern diawali dengan perkembangan pesat dalam bidang genetika, yaitu:

·         Teknik rekayasa genetik pada tahun 1970-an. Era rekayasa genetik dimulai dengan penemuan enzim endonuklease restriksi oleh Dussoix dan Boyer. Adanya enzim tersebut memungkinkan kita dapat memotong DNA pada posisi tertentu, mengisolasi gen dari kromosom suatu organisme, dan menyisipkan potongan DNA lain yang dikenal dengan teknik DNA rekombinan.

·         Setelah penemuan enzim endonuklease restriksi, pada tahun 1976 dimulai  program bahan bakar alkohol dari Brazil dan teknologi hibridoma yang menghasilkan antibodi monoklonal.

·         Pada tahun 1980, Rank Hovis Mc. Dougall diberikan izin untuk memasarkan produk jamur yang dapat dikonsumsi oleh manusia.

·         Peran teknologi rekayasa genetik pada era ini semakin terasa dengan diizinkannya penggunaan insulin hasil percobaan rekayasa genetik untuk pengobatan penyakit diabetes di Amerika Serikat pada tahun 1982. Insulin buatan tersebut diproduksi oleh perusahaan Eli Lilly Company.

·         Pada tahun 2000-2005, proyek genom manusia dimulai dan berhasil dilakukan, sehingga peta genom manusia dapat dibuat secara utuh. Hingga saat ini, penelitian dan penemuan yang berhubungan dengan rekayasa genetik terus dilakukan. Misalnya dihasilkan organisme transgenik penelitian genom makhluk hidup.

Jenis-Jenis Bioteknologi

Bioteknologi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern.

1. Bioteknologi Konvensional

            Bioteknologi konvensioal sebenarnya sudah dikenal sejak lama, yaitu pada pengolahan makanan dan minuman secara fermentasi. Bioteknologi konvensioanl umumnya ditandai dengan penggunaan agen biologi mikroorganisme, tumbuhan, dan hewan secara langsung untuk mengolah bahan baku menjadi produk yang diinginkan tanpa adanya modifikasi pada agen biologi tersebut serta pengerjaannya secara sederhana (mudah). Salah satu bentuk bioteknologi konvensional yang umum adalah produk-produk yang dihasilkan dari proses fermentasi oleh mikroorganisme seperti bakteri dan jamur.

a. Tempe

            Tempe adalah makanan asli Indonesia yang sudah dikenal secara luas oleh penduduk Indonesia terutama penduduk di Pulau Jawa, Tempe merupakan makanan yang memiliki kandungan protein yang tinggi.

            Tempe merupakan produk hasil fermentasi kapang Rhizopus sp. Bahan atau substratnya adalah kedelai.

            Pada proses pembuatan tempe terjadi dua tahap fermentasi, yaitu fermentasi satu (awal) dan fermentasi dua (utama). Fermentasi satu dilakukan dengan merendam kacang kedelai di dalam air, sedangkan fermentasi dua dilakukan oleh kapang Rhizopus sp.

b. Oncom

            Oncom adalah makanan khas penduduk Jawa Barat. Proses pembuatan oncom mirip dengan proses pembuatan tempe, dengan perbedaan pada bahan yang difermentasi, jenis agen biologi yang memfermentasi, dan lama fermentasi dimana oncom dinyatakan siap untuk dijual saat kapang telah menghasilkan spora sementara tempe siap dijual saat spora baru membentuk hifa (belum dihasilkan spora). Terdapat dua jenis oncom yang dapat ditemukan di pasar, yaitu oncom merah dan oncom hitam. Oncom merah dihasilkan dari hasil fermentasi oleh Neurospora sitophila atau Neurospora intermedia sedangkan oncom hitam dihasilkan dari hasil fermentasi oleh kapang tempe, Rhizopus oligosporus atau Mucor sp. Tidak seperti tempe yang menggunakan bahan baku segar, bahan baku pembuatan oncom adalah limbah sisa produksi yang masih memiliki kandungan gizi yang cukup tinggi.

            Oncom merah dibuat dari fermentasi bungkil tahu (kedelai yang telah diambil proteinnya pada proses pembuatan tahu) sedangkan oncom hitam berasal dari bungkil kacang tanah (kacang tanah yang telah diambil minyaknya) yang dicampur oleh ampas singkong (onggok) atau tepung singkong (tapioka).

c. Kecap

            Kecap merupakan makanan fermentasi dengan bahan baku kedelai rebus dan gula merah. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan kecap adalah Aspergillus wentii. 

d. Keju

            Mikroorganisme yang digunakan untuk membuat keju adalah kelompok bakteri asam laktat yang berfungsi memfermentasi laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Bakteri asam laktat yang biasa digunakan adalah Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus lactis, dan Streptococcus.

            Proses pembuatan keju diawali dengan memanaskan susu sampai suhunya mencapai 90^oC, kemudian didinginkan sehingga suhunya menjadi 30°C. Selanjutnya diinokulasikan (ditanam) bakteri asam laktat. Adanya aktivitas dari bakteri tersebut mengakibatkan turunnya pH dan susu terpisah menjadi dadih padat dan cairan whey, proses yang dikenal dengan istilah pendadihan. Kemudian enzim renin dari lambung sapi muda (sekarang diganti dengan enzim buatan yaitu kimosin) ditambahkan untuk menggumpalkan dadih.

            Dadih padat yang terbentuk selanjutnya dipanaskan hingga suhu 32° - 42°C sambil ditambah garam. Sedangkan whey yang didapatkan digunakan sebagai campuran makanan ternak atau diolah lebih lanjut menjadi jenis keju lainnya. Dadih yang telah dipanaskan dan dicampur garam kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan supaya matang. Penyimpanan bertujuan juga supaya mikroorganisme dan enzim yang bekerja dapat menghasilkan cita rasa keju. Makin lama disimpan, makin tinggi derajat keasamannya dan makin tajam cita rasanya.

            Berdasarkna kepadatannya, keju digolongkan menjadi empat jenis, yaitu :

1) Keju sangat keras, contohnya keju romano dan keju parmeson

2) Keju keras, contohnya keju cheddar, keju gruyer, dan keju Swiss. Keju ini difermentasikan oleh bakteri asam laktat (Propionibacterium shermanii) yang tumbuh secara anaerob. Di dalam keju gruyer dan keju Swiss, terbentuk lubang-lubang karena adanya CO₂ yang dihasilkan oleh bakteri.

3) Keju setengah lunak, contohnya keju requefort (keju biru) yang fermentasinya dilakukan oleh jamur Penicillium roqueforti. Struktur keju ini tidak padat sehingga dapat meningkatkan tumbuhnya jamur secara optimal. Pertumbuhan jamur di dalam keju tampak seperti gumpalan biru kehijauan.

4) Keju lunak, contohnya keju camembert yang difermentasikan oleh jamur Penicillium camemberti. Keju ini diproses di dalam paket atau ruang-ruang kecil sehingga jamur dapat tumbuh secara aerob di permukaan keju kemudaian menyebar ke bagian dalam. 

e. Yoghurt

Pembuatan yoghurt diawali dengan pasteurisasi susu, kemudian sebagian besar lemak dibuang. Mikroorganisme yang digunakan adalah bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus camemberti.

            Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang sama, kemudian disimpan pada suhu 95°C selama 5 jam. Penyimpanan ini menyebabkan terjadinya aktivitas bakteri sehingga mengakibatkan turunnya pH menjadi 4,0. Setelah proses ini, susu didinginkan dan yoghurt siap untuk dikonsumsi. Apabila yoghurtnya ingin mempunyai rasa buah-buahan maka dapat ditambahkan cita rasa buah.

f. Minuman beralkohol

            Minuman beralkohol misalnya anggur, bir, dan minuman keras beralkohol tinggi. Pada pembuatan minuman beralkohol dibutuhkan mikroorganisme.

            1) Anggur

     Anggur dapat dibuat dari buah anggur atau buah lainnya. Apabila dibuat dari buah anggur maka dapat langsung difermentasi oleh mikroorganisme karena buah anggur mengandung banyak gula, sedangkan apabila dibuat dari buah lainnya maka sebelum difermentasi oleh mikroorganisme harus ditambahkan gula terlebih dahulu.

2) Bir

     Bir dibuat dari biji-bijian sereal seperti gandum. Pembuatannya melibatkan proses penumbukan atau penggilingan dan fermentasi. Pada fermentasinya dibantu oleh khamir

3) Minuman keras beralkohol tinggi

     Contoh minuman keras beralkohol tinggi adalah wiski, vodka, dan rum. Ketiga jenis minuman tersebut dibuat dari biji-biji sereal, di samping itu dapat juga dibuat dari kentang dan sirop atau tetes tebu. Bahan-bahan tersebut difermentasi sehingga dihasilkan alkohol, kemudian alkohol disuling untuk menghasilkan alkohol berkadar tinggi.

g. Roti

            Pada pembuatan roti, mikroorganisme yang digunakan adalah khamir Saccharomyces cerevisiae. Proses pembuatannya diawali dengan memecah biji-biji sereal untuk dijadikan tepung terigu. Kemudian terigu ditambah air untuk mengaktifkan enzim-enzim misalnya amilase dan maltase. Amilase berperan untuk mengubah tepung menjadi maltosa, sementara maltase berperan dalam menghidrolisis maltosa menjadi glukosa. Glukosa yang dihasilkan dimanfaatkan oleh khamir sebagai substrat untuk proses repirasi. Karbon dioksida yang dihasilkan melalui proses respirasi oleh khamir membentuk gelembung-gelembung yang terperangkap pada adonan roti sehingga roti mempunyai struktur ringan dan mengembang.

            Pada saat roti dipanggang di dalam oven, panas yang dihasilkan akan membunuh khamir dan adonan roti akan mengembang serta ukurannya menjadi lebih besar. Roti yang dihasilkan akan berwarna kuning dan lembut.

h. Protein Sel Tunggal (PST)

            Mikroorganisme selain berperan pada proses fermentasi, juga dapat dimanfaatkan biomassanya. Beberapa jenis mikroorganisme merupakan sumber protein. Protein yang dihasilkannya disebut protein sel tunggal (PST).

            Beberapa mikroorganisme yang efektif untuk membuat PST antara lain Chlorella, Spirulina, Candida utilis, dan Fusarium gramineaum. PST yang berupa miselium jamur sering disebut mikroprotein. Mikroprotein banyak mengandung protein dan serat dengan kandungan kolestrol yang rendah sehingga merupakan makanan yang menyehatkan. Di Amerika Serikat, mikroprotein telah diproduksi secara komersial.

            Mekanisme kerja untuk memproduksi PST, yaitu:

     1) Penyediaan substrat (sumber makanan) yang mengandung nitrogen, fosfor, dan unsur-unsur lainnya.

2) Sterilisasi

3) Pembiakan mikroorganisme penghasil PST

4) Pemanean dengan memisahkan biomassa mikroorganisme dari cairan fermentasi

5) Pemurnian hasil panen

PST mempunyai beberapa kelebihan sehingga banyak dibudidayakan secara massal sebagai bahan makanan alternatif. Beberapa kelebihan dari PST, yaitu :

1) Laju pertumbuhan mikroorganisme sangat cepat

2) Substratnya bermacam-macam

3) Produksinya tidak tergantung pada iklim dan musim

4) Kandungan proteinnya lebih tinggi dibandingkan kandungan protein pada hewan dan tumbuhan

Produk PST yang terkenal adalah Pruteen. Pruteen adalah sel-sel bakteri yang dikeringkan dan dimanfaatkan sebagai makanan ternak, mengandung 80% protein dan sejumlah vitamin. Proses pembuatan pruteen menggunakan media dari limbah methanol. Sejumlah bakteri jenis Methylophilus methylotrophus mampu hidup dengan baik di dalamnya. Pruteen tidak berbahaya bagi ternak, tetapi dapat menimbulkan gout pada manusia. Hal ini karena PST banyak mengandung asam inti. PST yang banyak mengandung asam inti sehingga dapat menyebabkan gangguan pada pencernaan manusia juga berasal dari produk ragi seperti Saccharomyces cereviceae, Candidi utilis, dan Torula utilis.

i. Mentega

            Mentega dibuat dengan bahan dasar susu (krim/ kepala susu) dengan menggunakan cara bakteri asam laktat yaitu Streptococcus lactis dan Leuconostoc cremonis. Proses pembuatan mentega diawali dengan penanaman (inokulasi) bakteri asam laktat pada susu skim. Bakteri ini akan memfermentasikan susu skim dalam waktu minimal 12 jam dan akan menjadi asam laktat dan diasetil. Langkah selanjutnya adalah mendinginkan susu (dimasukan lemari es) kemudian dibungkus (packing).

j. Makanan probiotik dan prebiotik

            Makanan probiotik adalah makanan yang mengandung mikroorganisme yang tidak merugikan bagi tubuh, apabila dikonsumsi justru akan menjaga keseimbangan mikroorganisme pada saluran pencernaan. Contoh makanan ini adalah Yakult, Yoghurt, dan makanan sejenisnya. Sedang makanan prebiotik adalah makanan yang banyak mengandung serat yang akan menjadi sumber makanan bagi organism probioik yang terdapat di dalam tubuh manusia, sehingga pertumbuhan mikroorganisme probiotik dapat berlangsung dengan baik dan menggeser mikroorganisme yang tidak menguntungkan bagi tubuh. Selain itu, serat ternyata bermanfaat juga membantu pencernaan dalam memacu gerak peristaltic usus dan penyerapan air dalam kolon. Contohnya kelompok makanan ini adalah Nata de coco, vegeta, dan agar-agar.

            Nata de coco adalah jenis makanan hasil fermentasi bakteri Acetobacter xylinium, yang berupa selulosa. Makanan ini berbahan dasar air kelapa. Gula dalam air kelapa digabungkan oleh bakteri menjadi homopolimer sehingga menjadi selulosa. Selulosa dalam makanan manusia banyak dkenal sebagai serat. Nata de coco merupakan makanan berserat dan sangat baik untuk kesehatan manusia, biasanya makanan ini digunakan dalam berbagai macam bentuk minuman. Nata tidak hanya dibuat dari aiar kelapa saja, tetapi dapat juga dibuat dari ekstrak buah-buahan seperti, mangga, anggur, semangka, salak, bahkan dari limbah cair dari proses pembuatan tahu.

Produk makanan bioteknologi lainnya

No.	Produk Makanan	Mikroorganisme	Bahan Baku	Negara yang memproduksi
1.	Keju mozzarella	Streptococcus thermophilus	Susu sapi/ kerbau	Italia
2.	Taete	Streptococcus lactis var.taette	Susu	Skandivania
3.	Kefir	Streptococcus lactis, Lactobacillus bulgaricus dan Candida sp	Susu sapi dan susu kambing	Rusia
4.	Krim asam	Streptococcus lactis dan Lactobacillus lactis	Susu skim	Seluruh dunia
5.	Koumis	Lactobacillus bulgaricus	Susu domba dan susu kuda	Rusia
6.	Sosis	Pediococcus cerevisiae	Daging sapi dan daging babi	Eropa dan Amerika Serikat
7.	Saus ikan (petis)	Lentibacillus halaphilus	Ikan kecil	Asia Tenggara
8.	Izushi	Lactobacillus sp.	Ikan segar, beras, dan sayuran	Jepang
9.	Roti idli	Leuconostoc mesenteroides	Tepung beras dan kacang	India Selatan
10.	Tauco	Aspergillus oryzae	Kacang kedelai	Asia
11.	Miso	Aspregillus oryzae dan Saccharomyces rouxii	Kacang kedelai	Jepang
12.	Angkak	Monascus purpureus	Beras	Cina
13.	Sufu (tofu)	Actinomucor elegans, Mucor hiemalis, Mucor subtilissimus dan Mucor silvaticus	Kedelai	Cina, Taiwan
14.	Oncom	Neurospora sitophila	Bungkil (ampas) tahu dan kacang	Indonesia
15.	Tapai	Saccharaomyces cerevisiae, Chlamydomucor oryzae, Mucor sp., dan Saccharomyces verdomanii	Beras ketan, singkong	Indonesia
16.	Brem	Saccharomyces verdemanii, Chlamydomucor oryzae, dan Rhizopus oryzae	Beras ketan	Indonesia
17.	Sayur asin	Lactobacillus cucumeris, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus pentoaceticus, dan Leuconostoc mesenteroide	Sawi hijau	Seluruh dunia
18.	Kol asam (sauerkraut)	Leuconostoc mesenteroides	Kubis (kol)	Jerman
19.	Poi (bubur talas)	Lactobacillus lactis	Umbi talas	Hawai
20.	Kimchi	Lactobacillus kimchii	Kubis dan sayuran lainnya	Korea
21.	Biji coklat	Candidia krusei dan Geotrichum sp.	Buah coklat (kakao)	Afrika dan Amerika Selatan
22.	Biji kopi	Erwinia dissolvens	Buah kopi	Brasil, India, Hawai dan Kongo
23.	Sake	Saccharomyces sake dan Saccharomyces cerevisiae	Padi	Jepang
24.	Ogi	Lactobacillus plantarum, Lactobacillus lactis, dan Zygosaccharomyces rouxii	Jagung	Nigeria

Enzim yang diproduksi secara komersial melalui fermentasi oleh mikroorganisme

No.	Nama enzim	Mikroorganisme	Pemanfaatan
1.	Amilase	Aspergillus niger	Melembutkan adonan roti, mencega kekeruhan bir, dan membuat pemanis sirup dari tepung jagung
		Asprgillus oryzae	Produksi kanji, lem, kertas, tekstil dan glukosa
		Bacillus subtilis	Membantu pencernaan makanan
2.	Selulase	Aspergillus niger	Industri tekstil, detergen, kertas, farmasi, dan pengolahan kopi
3.	Laktase	Saccharomyces fragilis	Menghidrolisis laktosa dalam susu skim serta mencega kristalisasi laktosa dalam es krim dan susu kental manis
4.	Lipase	Aspergillus niger	Industri lemak dan minyak serta menambah cita rasa keju
5.	Pektinase	Aspergillus niger	Untuk pemecahan molekul pectin dalam industri minuman sari buah dan teh
6.	Penisilinase	Bacillus subtilis	Agen diagnostik dalam farmasi
7.	Proteinase (protease)	Aspergillus oryzae, Serratia marcescens, dan Bacillus subtilis	Pelunak daging; dalam farmasi digunakan untuk membantu pencernaan makanan; sebagai tambahan dalam detergen untuk memindahkan noda-noda protein saat pencucian baju; serta menghilangkan rambut/bulu dan melunakkan kulit dalam industry penyamakan

Macam-macam Antibiotik

No.	Macam Antibiotik	Mikroorganisme Penghasil
1.	Penisilin	Pencillium notatum dan P. chryzogenum
2.	Griseofulvin	Penicillium griseofulvum
3.	Streptomisin	Streptomyces griceus
4.	Istamysin	Streptomisin tenji-mariensis
5.	Kloramfenikol	Streptomyces venezuelae
6.	Tetrasiklin	Streptomyces aureofaciens
7.	Kolistin	Bacillus colistinus
8.	Polimiksin	Bacillus polymyxsa
9.	Aminoglukosida	Jamur Ascomycotina dan bakteri Pseudomonas dan Bacillus
10.	Makrolida	Ascomycotina dalam fermentasi
11.	Soendesmis	Scendesmus sp.

2. Bioteknologi Modern

            Bioteknologi modern adalah jenis ilmu bioteknologi yang menggunakan alat– alat modern dan bersifat sangat kecil sekali sehingga sulit untuk dilakukan di rumah– rumah. Bioteknologi modern memiliki ciri – ciri yaitu sudah memanfaatkan teknologi DNA rekombinan. Contoh bioteknologi modern yaitu : bayi tabung, produksi hormon pertumbuhan manusia (Growth Hormone), antibiotik, vaksin malaria, hormon BST, hewan transgenik, tanaman tahan hama, dan domba dolly.

Perbedaan bioteknologi konvensional dengan bioteknologi modern.

No.	Perbedaan	Bioteknologi konvensional	Bioteknologi modern
1.	Mulai ada	Sejak awal peradaban manusia	Berkembang sejak ditemukannya struktur dan fungsi DNA
2.	Cara pemanfaatan	Menggunakan langsung hasil yang diproduksi oleh mikroorganisme, berupa senyawa kimia atau bahan pangan tertentu yang bermanfaat bagi manusia	Menggunakan mikroorganisme, makroorganisme atau bagian-bagiannya untuk memperbaiki dan meningkatkan kinerja genetik organisme yang dapat dimanfaatkan oleh manusia
3.	Peralatan dan teknologi yang digunakan	Menggunakan peralatan dan metode yang sederhana	Menggunakan peralatan modern dengan berbagai teknologi, misalnya menggunakan mesin isolasi, teknologi hibridoma, kloning, rekayasa biokimia, dan rekayasa genetika
4.	Proses dan hasilnya	Kurang steril, hasilnya sedikit (terbatas), dan kualitas belum terjamin	Steril, mampu memproduksi banyak dalam waktu cepat, dan kualitas terstandardisasi
5.	Contoh	Pembuatan tempe, tapai, tuak, roti, yoghurt, keju, dan nata de coco	Kultur jaringan, organisme transgenic, hewan hasil kloning, dan insulin buatan

Rekayasa Genetik

Rekayasa genetik adalah suatu teknik memanipulasi gen suatu organisme untuk memperoleh produk baru. Hal ini dilakukan dengan cara membuat DNA rekombinan melalui penyisipan gen dengan plasmid sebagai vektornya.Sering diartikan juga sebagai teknik pembuatan DNA rekombian dengan memotong (digest), memindahkan (transfer), dan menyisipkan/ menyambung (ligasi) suatu gen yang diinginkan ke lingkungan genetik baru.

Teknologi rekayasa genetika ini dipacu oleh penemuan enzim endonukleasi restriksi dari Haemophilus influenza oleh Smith dan Wilcox tahun 1970. Penemuan ini, atas keberhasilan Paul Berg pada tahun 1971 yang berhasil membuat DNA rekombinan pertama kali. Faktor – faktor yang mendorong berkembangnya rekayasa genetika :

1.      Ditemukannya enzim pemotong DNA yaitu enzim restriksi endonuklease

2.      Ditemukannya pengatur ekspresi DNA yang diawali dengan penemuan operon laktosa pada prokariota

3.      Ditemukannya perekat biologi yaitu enzim ligase

4.      Ditemukannya medium untuk memindahkan gen ke dalam sel mikroorganisme

Rekayasa genetika pada tanaman mempunyai target dan tujuan antara lain peningkatan produksi, peningkatan mutu produk supaya tahan lama dalam penyimpanan pascapanen, peningkatan kandunagn gizi, tahan terhadap serangan hama dan penyakit tertentu (serangga, bakteri, jamur, atau virus), tahan terhadap herbisida, sterilitas dan fertilitas serangga jantan (untuk produksi benih hibrida), toleransi terhadap pendinginan, penundaan kematangan buah, kualitas aroma dan nutrisi, perubahan pigmentasi.

Pada rekayasa genetik, gen diseleksi sesuai dengan sifat yang dikehendaki dan kemudian dikombinasikan dengan sumber yang berbeda, contohnya bakteri Bacillus thuringiensis memiliki gen yang dapat memproduksi racun bagi serangga. Melalui rekayasa genetik, gen ini dapat diambil dan dicangkokkan pada DNA tanaman kapas sehingga tanaman ini memiliki kemampuan untuk memproduksi zat racun bagi serangga.

Beberapa prosedur umum pada pelaksanaan rekayasa genetika, yaitu :

1.    Mengidentifiksi gen yang diinginkan.

2.    Mengisolasi gen donor dengan menghancurkan atau melisiskan semua sel yang mengandung gen yang ditargetkan, kemudian dipisahkan dengan sentrifuge pada kecepatan tinggi dan ditambahkan bahan kimia sehingga didapatkan DNA murni. Ada 3 macam sunber DNA yang daapt diisolasi, yaitu sebagai berikut :

(a)    DNA dapat berasal dari total genom organism yang diinginkan

(b)   DNA yang dibuat dari mRNA yang diisolasi dari jaringan tertentu. DNA ini dapat dibuat dari mRNA dengan menggunakan enzim reserve transcriptase.

(c)    DNA dibuat secara invitro dari nukleotida dan enzim polimerase DNA

3.    Mengekstraksi plasmid sel bakteri.

4.    Membuka plasmid dan menyisipkan potongan DNA pembawa informasi sesuai dengan yang dikehendaki : transfer DNA ke bakteri yang hidup (clonning vektor : plasmid, bakteriofage atau kosmid) dapat dengan cara, DNA asing dipaksakan berintegrasi dengan kromosom menjadi genom. Atau dengan cara gen asing dapat dikembangkan menjadi suatu bagian yang outonom molekul DNA yang sedang berkembang. Molekul DNA disebut sebagai vektor. Penyambungan ini menggunakan enzim ligase.

5.    Memasukkan plasmid berisi DNA rekombinan ke dalam sel bakteri (inang). Sel inang yang dipakai harus seaman mungkin dan tidak bersifat patologis. Cara memasukkan DNA rekombinan ke dalam sel inang dapat dilakukan dengan cara transformasi, transfeksi, DNA packaging dan micro injection.

6.    Membiakkan bakteri yang telah direkayasa di dalam tabung fermentasi.

            Beberapa unsur penting dalam pelaksanaan rekayasa genetika adalah plasmid, enzim, dan transformasi.

1.      Plasmid

 Plasmid yaitu molekul DNA yang terdapat pada bakteri atau eukariot bersel satu, berbentuk kecil yang dapat bereplikasi. Plasmid berfungsi sebagai vektor ( pembawa ) gen yang akan disisipkan.

Alasan mengapa plasmid sel bakteri merupakan jenis plasmid yang sering digunakan untuk rekayasa genetika adalah susunan sel kimia sel bakteri telah diketahui dan dikuasai sejak lama, kemampuan bekembang biak yang sangat tinggi, plasmid sel bakteri mempunyai kemampuan untuk bereplikasi, dan plasmid sel bakteri mudah disisipkan gen lain.

2.      Enzim

Enzim digunakan untuk memotong DNA dan mengambil gen gen tertentu. Enzim ini dinamakan enzim retriksi atau enzim pembatas, contohnya enzim endonuklease. Enzim ini berfungsi sebagai gunting biologi. Setiap satu enzim pembatas hanya mampu memotong gen pada tempat tempat tertentu, artinya setiap pemotongan gen tertentu diperlukan enzim pembatas yang tertentu pula

Enzim yang dapat menyambung kembali potongan potongan DNA disebut enzim ligase. Adanya enzim retriksi dan ligase membuat pekerjan para ahli rekayasa lebih mudah dalam memotong dan menyambungkan kembali DNA.

3.      Transformasi

Transformasi adalah peindahan sifat sifat dari suatu mikroba ke mikroba lainnya melalui bagian DNA tertentu dari mikroba satu ke mikroba lainnya. Salah satu contoh rekayasa genetika adalah penggunaan bakteri sebagai plasmidnya sebagai pembuatan insulin. Langkah-langkahnya adalah :

a.       Sebuah plasmid bakteri dan DNA yang mengandung gen insulin dari sel pancreas dipotong dengan enzim endonuklease restriksi. Pemotongan urutan basa DNA plasmid sesuai dengan urutan basa DNA dari sel pancreas

b.      Fragmen DNA gen insulin disambungkan pada plasmid menggunakan enzim DNA ligase sehingga terbentuklah plasmid dengan rangkaian DNA rekombinan

c.       Plasmid rekombinan dimasukkan ke dalam sel bakteri sehingga diperoleh bakteri yang mempunyai gen kromosom asli dan juga gen insulin

d.      Bakteri rekombinan dikembangbiakan sehingga diperoleh populasi bakteri yang mampu menghasilkan hormone insulin dalam jumlah banyak

e.       Hormon insulin yang dihasilkan oleh bakteri rekombinan dikumpulkan dan disuntikkan pada penderita diabetes mellitus yang memerlukan

Cara cara yang umum dalam rekayasa genetika adalah

-          Teknik DNA rekombinan

Dilakukan dengan menambah atau mengganti DNA dari luar ke DNA asli dalam sel.

-          Teknik hibridoma

Sel sel yang dihasilkan dengan cara peleburan dua tipe sel yang berbeda, misalnya sel eukaariot normal dan sel eukariot kanker.

Pemanfaatan Rekayasa Genetika

A.    Terapi Gen

Terapi gen adalah usaha perbaikan kelainan genetik dengan memperbaiki susunan basa nitrogen pada rantai DNA dalam gen. Untuk mengganti gen yang rusak atau gen mutan yang merugikan, dapat disisipkan atau dicangkokkan gen pengganti yang normal dengan tehnik rekombinasi DNA. Terapi gen biasanya digunakan untuk memperaiki kelainan genetik karena tidak adanya suatu enzim yang disebabkan oleh adanya gen mutan atau gen yang tidak normal. Gen normal dapat dimasukkan ke dalam kromosom di dalam inti sel somatik agar sel somatik tersebut mampu memproduksi enzim secara normal.

Terapi gen diterapkan untuk memperbaiki kelainan genetik ADD (adenosine deaminase deficiency). ADD adalah kelainan berupa kehilangan daya tahan tubuh akibat tidak terdapatnya enzim ADA (adenosin deaminase) sehingga rentan terkena infeksi patogen. ADD menyebabkan penyakit SCID (severe combined immunodeficiency disease). Anak-anak yang mengidap SCID tidak mempunyai proteksi dari sistem imunitas tubuh terhadap bakteri, virus, dan fungi.

Mekanisme terapi gen adalah sebagai berikut.

·         Alel ADA normal disisipkan ke dalam asam nukleat retrovirus sehingga diperoleh retrovirus rekombinan. Dalam hal ini, retrovirus berperan sebagai vektor

·         Sel limfosit T abnormal dari pasien kemudian dikultur bersama retrovirus rekombinan

·         Retrovirus rekombinan menginfeksi sel limfosit T abnormal dan menyisipkan genomnya pada sel limfosit T tersebut sehingga sel limfosit T menjadi normal karena telah mengandung alel ADA

·         Sel limfosit yang sudah normal dimasukkan kembali ke dalam tubuh pasien sehingga pasien akan mendapatkan sistem kekebalannya kembali

Terapi  gen akan lebih baik jika dilakukan terhadap sumsum tulang belakang karena sumsum tulang belakang merupakan tempat penghasil seluruh sistem imunitas. Pada terapi gen dengan metode in vivo, pasien tidak perlu dioperasi. DNA normal diinjeksikan ke dalam sel melalui vektor virus yang sangat sederhana, misalnya dari jenis retrovirus dan adenovirus.

B.     Pembuatan Vaksin Baru

Rekayasa genetika telah memproduksi vaksin baru, salah satunya vaksin subunit. Vaksin subunit adalah vaksin yang dibuat dari bagian tertentu mikroorganisme yang imunogenik secara alamiah. Sifat imunogenik adalah mampu menimbulkan respons imunitas tubuh. Vaksin subunit umumnya berasal dari protein permukaan virus. Vaksin dari protein permukaan virus merupakan vaksin yang potensial dan dapat diperbanyak dengan metode kloning gen (teknologi DNA rekombinan). Gen pengkode protein tersebut dimasukkan ke dalam plasmid sel ragi (misalnya Saccharomyces cerevisiae). Sel ragi akan menghasilkan protein virus sekitar 1-2% dari total protein ragi. Vaksin yang telah berhasil dibuat melalui teknologi ini, antara lain vaksin untuk hepatitis B, yaitu Recombivax HB vaccine.

C.    Pembuatan Organisme Transgenik

Organisme transgenik adalah organisme yang mendapatkan gen-gen dari organisme lain (bakteri, virus, hewan, atau tanaman lain). Transgenik dapat dimanfaatkan dalam pemuliaan tumbuhan maupun hewan.

1.      Tanaman Transgenik

Tanaman transgenik merupakan tanaman hasil rekayasa genetika dengan sistem penggabungan gen pada suatu rangkaian DNA. Penggabungan gen secara langsung dilakukan dengan menggunakan alat penembak gen (particle bombardment) atau elektroporasi (dengan kejutan listrik). Sementara itu, penggabungan gen secara tidak langsung dengan menggunakan vektor, misalnya bakteri Agrobacterium tumefaciens.

Bakteri Agrobacterium tumefacien adalah bakteri tanah yang banyak menyerang tanaman berbunga dan menyebabkan tumor crown gall (bisul bermahkota). Bakteri ini memiliki plasmid Ti (tumor inducing). Jika plasmid Ti dipindahkan ke dalam kromosom tanaman, sel-sel tanaman akan membelah secara cepat membentuk tumor. Plasmid Ti dapat disisipi gen-gen yang berguna, misalnya gen pengendali sifat resistensi terhadap hama, sifat adaptif terhdapat lingkungan kering, penunda pematangan buah sehingga tidak cepat membusuk, mampu memupuk sendiri, atau tahan terhadap serpaan angin.

Tahapan pemubuatan tanaman transgenik adalah sebagai berikut.

·         Gen asing yang dikehendaki disisipkan pada plasmid Ti sehingga didapatkan plasmid rekombinan

·         Plamid rekombinan dimasukkan kembali ke dalam bakteri Agrobacterium tumefacien

·         Bakteri tersebut kemudian diinfeksikan pada sel tanaman yang dikehendaki sehingga terbentuk jaringan tumor. Sel-sel tumor ini semuanya mengandung plasmid rekombinan.

·        Sel-sel tumor kemudian dikultur untuk menghasilkan tanaman yang memiliki sifat baru.

a.      Tumbuhan tahan hama

Rekayasa genetika dikembangkan dalam mengatasi pengendalian hama, yaitu dengan cara rekombinasi gen dan kultur sel untuk menghasilkan tanaman yang tahan terhadap serangan hama. Gen kebal disisipkan pada sel suatu tanama, kemudian sel-sel tumbuhan tersebut di kultur dan tumbuh menjadi tanaman baru yang tahan hama. Contohnya kapas transgenik yang sudah disisipi gen toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis.

b.      Tumbuhan memupuk sendiri

Nitrogen diperlukan untuk membangun hampir semua senyawa di dalam sel tubuh organisme. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari tanah dalam bentuk nitrat atau amonium. Nitrogen dalam bentuk N₂ tersedia di udara dalam jumlah yang cukup besar, yaitu 79% dari total komponen udara. Namun, tumbuhan tidak dapat memanfaatkan secara langsung nitrogen ini. N2 di udara dapat dubah menjadi nitrat (NO₃) atau amonium (NH₄) oleh bakteri penambat nitrogen, misalnya Rhizobium sp. Bakteri ini biasanya bersimbiosis pada akar tanaman kacang-kacangan. Dengan teknik rekombinasi gen, dapat dibuat bakteri penambat nitrogen dalam jumlah besar, yaitu dengan memasukkan gen pengendali kemampuan menambat nitrogen pada suatu sel bakteri. Bakteri baru hasil rekombinasi tersebut kemudian disimbiosiskan ke dalam akar tumbuhan lain yang dikehendaki dan dibiarkan berkembang biak sehingga tumbuhan mampu memupuk sendiri.

Pakar rekayasa genetika telah berhasil memindahkan gen nif (nitrogen fixation) dari bakteri Klebsiella pneumoniae. Bakteri Klebsiella pneumoniae memiliki sekitar 17 gen nif yang dapat dipindahkan semuanya ke bakteri Escherichi coli. Bakteri E. coli tersebut kemudian mampu mengikat nitrogen. Bakteri yang sudah disisipi gen nif pengikat nitrogen dapat dikolonikan di akar tumbuhan. Gen nif pengikat nitrogen juga dapat disisipkan secara langsung ke dalam tumbuhan budidaya sehingga tidak memerlukan bantuan mikroorganisme lagi.

c.       Tumbuhan yang mengandung gizi tambahan

Dengan rekayasa genetika, kini dapat dihasilkan tanaman pangan berupa padi, buah, dan sayuran transgenik yang lebih berkualitas, misalnya beras emas (golden rice) yang mengandung β-karoten dan provitamin A dari Filipina dan pisang yang mengandung protein bersifat vaksin.

d.      Buah-buahan yang lebih tahan untuk disimpan

Rekayasa genetika dengan transfer gen antisenescens digunakan untuk menghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mengkatalis proses perusakan dinding sel) sehingga proses pelunakan buah dapat diperlambat. Contohnya tomat flavr savr yang mempunyai tingkat waktu kematangan lebih lama setelah dipetik sehingga tidak mudah membusuk.

e.       Tumbuhan tahan herbisida

Contohnya adalah kedelai yang ditransfer gen resisten herbisida dari bakteri Agrobacterium galur CP4. Ketika tanaman kedelai disemprot dengan herbisida, hanya gulma di sekitar kedelai yang akan mati.

f.       Tumbuhan yang tahan terhadap perubahan cuaca

Contohnya adalah tembakau yang mendapatkan transfer gen untuk mengatur pertahanan pada cuaca dingin dari tanaman Arabidopsis thaliana atau dari Cyanobacterium Anacyctis nidulans.

g.      Tumbuhan bioluminesensi

Bioluminesensi adalah emisi cahaya yang dihasilkan oleh makhluk hidup karena adanya reaksi kimia tertentu. Contohnya tanaman tembakau yang disisipi gen kunang-kunang mampu melepaskan energi cahaya sehingga tampak bersinar.

2.      Hewan Transgenik

Hewan transgenik adalah hewan yang mengandung sisipan gen asing di dalam genomnya. Pembuatan hewan transgenik dapat dilakukan dengan dua metode berikut.

a.      Pronuclear microinjection

Pronuclear microinjection adalah teknik memasukkan transgen (gen terpilih yang akan dipindahkan) dimasukkan secara langsung ke dalam pronukleus ovum yang sudah difertilisasi. Mekanisme pada percobaan pembuatan tikus transgenik adalah.

·         Ovum tikus yang telah dibuahi diisolasi dari saluran telur (oviduk) tikus betina

·         Transgen disuntikkan ke dalam pronukleus ovum yang telah dibuahi (zigot yang memiliki dua pronukleus)

·         Zigot yang sudah mengandung transgen disuntikkan ke saluran telur (oviduk) tikus betina yang dibuat hamil palsu

·         Zigot tumbuh menjadi anak tikus transgenik yang siap dilahirkan

b.      Embryoic stem (ES) cell electroporation dan subsequent blastocyst injection

Adalah insersi transgen ke dalam sel induk embrionik (ES cells) yang dilanjutkan dengan pemasukan ES cells ke dalam blastokista.

Teknik Hibridoma

            Cara umum yang digunakan pada rekayasa genetika adalah teknik hibridoma. Hibridoma adalah sel-sel yang dihasilkan dengan cara peleburan atau fusi dua tipe sel yang berbeda sehingga dihasilkan sel tunggal yang mengandung gen-gen dari kedua sel yang berbeda tersebut. Sel tunggal ini dinamakan hibridoma yang mempunyai sifat-sifat kedua sel.  Misalnya sel eukariot normal engan sel eukariot kanker.

            Salah satu teknik penggabungan yang umum digunakan adalah teknik elektrofusi (fusi atau penggabungan secara elektris). Teknik ini menggabungkan dua sel dalam suatu bidang elektris dengan frekuensi tinggi sehingga sel-sel tertarik satu sama lain dan melebur (fusi).

            Teknologi hibridoma dikembangkan untuk beberapa kepentingan, yaitu :

            (1) Menghasilkan antibodi dalam skala besar, contohnya antibodi monoklonal

  (2) Untuk menyilangkan makhluk hidup secara genetik dalam sel eukariot yang tidak dapat diselesaikan melalui peleburan gamet

Contoh penggunaan teknologi hibridoma adalah produksi antibodi dalam skala besar. Dalam proses fusi sel, sel B atau sel T dijadikan sebagai sel sumber gen yang memiliki sifat yang diinginkan, yaitu mampu memproduksi anti bodi. Sedangkan, sel wadah atau sel target digunakan sel mieloma atau sel kanker yang mampu membelah diri dengan cepat dan tidak membahayakan manusia. Kemudian, sel B atau sel T difusikan dengan sel mieloma. Untuk mempercepat fusi sel, digunakan fusi gen (zat yang mempercepat terjadinya fusi). Contoh fusi gen adalah CSCl++, polietilenglikol (PEG), virus, dan NaNO₃. Hasil fusi antara sel limfosit B dengan sel mieloma menghasilkan hibridoma yang memiliki gen penghasil antibodi seperti induknya (sel B) dan dapat membelah dengan cepat seperti sel mieloma. Sifat dari sel hibridoma ini adalah immortal (sel abadi karena mampu bertahan hidup, membelah dan memperbanyak diri dalam jumlah tak terbatas dalam media kultur).

Proses pembuatan dari sel hibridoma : 

1.    proses imunisasi dengan menggunakan antigen  tertentu yang disuntikan ke dalam tubuh  mencit (Mus musculus) 

2.    sel B-limfosit mencit akan merespon antigen sehingga terbentuk antibodi 

3.    pemisahan  sel B-limfosit yang sudah mengandung antibodi dari organ limpa mencit

4.    sel B-limfosit kemudian  difusikan dengan sel kanker immortal menghasilkan sel hibridoma

5.    fusi sel hibridoma ini dilakukan dengan membuat membran sel menjadi lebih permeabel sehingga kedua sel bisa menyatu

6. sel hibridoma kemudian diklon pada kultur sel sehingga dihasilkan banyak sel yang memiliki anti bodi tertentu sehingga dikenal dengan antibodi monoklonal yang bisa disimpan lama dalam keadaan dibekukan.

Pemanfaatan Hibridoma dalam Pemetaan Kromosom

Pemetaan kromosom merupakan usaha untuk mengetahui letak kromosom yang mengandung gen-gen pembawa sifat-sifat tertentu pada suatu urutan kromosom dalam sel organisme. Saat terbentuk sel hibridoma, kromosom hancur secara acak. Setiap sel hibridoma mengalami kerusakan kromosom yang berlainan. Jika salah satu sel hibridoma yang memiliki kromosom nomor tertentu di kultur dan ternyata dapat menghasilkan suatu hormon, misalnya somatotropin, dapat diketahui kromosom yang membawa sifat penghasil hormon somatotropin.

Pemetaan kromosom memberikan sumbangan informasi pada diagnosis dan pengobatan suatu penyakit, pencegahan penyakit keturunan, serta memberikan gambaran pada evolusi biologi.

Hibridoma Memungkinkan Terbentuknya Spesies Baru

Fusi sel memberikan gambaran kemungkinan diciptakannya spesies baru yang berasal dari gabungan dua sel dari organisme bereda, misalnya antarsel hewan yang berbeda spesies, antarsel tumbuhan yang berbeda spesies, atau sel hewan dengan sel tumbuhan.

Hibridoma sel tumbuhan agak rumit dilakukan karena sel tubuhan memiliki dinding sel yang merupakan penghalang terjadinya fis sel. Dinding sel tersebut perlu dihancurkan terlebih dahulu dengan enzim selulase. Protoplasma yang tertinggal kemudian difusikan, disebut fusi protoplas. Setelah protoplasma disatukan, akan tumbuh membentuk dinding sel baru dan menjadi individu hibridoma yang diinginkan.

Pemanfaatan Hibridoma dalam Pembuatan Antibodi Monoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi yang hanya mengenali dan melawan satu jenis antigen tertentu. Antibodi monoklonal dihasilkan dari pengklonan satu sel hibridoma. Tahapan pembentukan antibodi monoklonal dapat dijelaskan sebagai berikut.

·         Hewan dari kelompok Mammalia (misalnya tikus, kelinci, kuda, atau kera) disuntik dengan antigen (misalnya bibit penyakit pada manusia)

·         Sel limfosit B dari limpa darah, atau kelenjar limfa yang mampu menghasilkan antibodi dari hewan tersebut, diambil dan difusikan dengan sel mieloma (sel kanker) sehingga dihasilkan sel hibridoma

·         Selanjutnya, sel hibridoma tersebut diklon dan diseleksi untuk memperoleh satu sel hibridoma penghasil antibodi monoklonal yang sesuai untuk manusia

·         Sel hibridoma yang dipilih dikembangbiakan (dikultur) untuk menghasilkan antibodi monoklonal manusia dan sebagian lainnya dibekukan agar dapat disimpan untuk penggunaan yang akan datang

            Antibodi monoklonal dikembangkan untuk tes kehamilan; mengikat dan menonaktifkan racun; transplantasi organ (mencegah penolakan jaringan terhadap hasil transplantasi jaringan lain); meningkatkan imunitas tubuh; memurnikan obat-obatan; mengarahkan obat ke bagian tubuh yang dikehendaki; serta pengobatan kaner, AIDS, hepatitis, flu burung, malaria, lepra, tripanosomiasis, dan leismaniasis.

Kultur Jaringan

            Kultur jaringan (mikropropagasi) merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif berdasarkan sifat totipotensi. Totipodensi sendiri merupakan kemampuan setiap sel tumbuhan untuk tumbuh menjadi individu sempurna. Bagian yang biasanya digunakan pada kultur jaringan adalah bagian yang masih aktif membelah diri seperti akar batang daun maupun mata tunas. Bagian tumbuhan yang akan dikultur disebut eksplan. Kultur jaringan dilakukan pada medium buatan dalam kondisi aseptik.

            Eksplan dibiarkan tumbuh menjadi massa sel yang belum berdiferensiasi, disebut kalus. Sel-sel kalus dipisahkan dan dikultur lagi agar terbentuk kalus-kalus yang baru. Sel-sel kalus kemudian berdifensiasi membentuk akar, batang, daun, dan tumbuh menjadi tanaman lengkap berukuran kecil (planlet). Jika ukuran planlet sudah mencapi ukuran tertenu, planlet harus segera dipindahkan pada medium tanah atau ditanam dengan sistem hidroponik.

Teori yang mendasari tekhnik kultur jaringan adalah teori sel dari Schawann dan Scheileden. Teori sel tersebut menyatakan bahwa “setiap sel tanaman yang hidup dilengkapi dengan informasi genetik dan perangkat fisiologis yang lengkap untuk melakukan pertumbuhan dan perkembangan menjadi tanaman yang utuh pada kondisi yang sesuai.”

Jenis-jenis Kultur Jaringan :

Bedasarkan bagian tanaman yang digunakan sebagai eksplan, kultur jaringan dibedakan menjadi 6 jenis, yaitu sebagai berikut.

a.   Kultur Kloroplas

Eksplan yang digunakan adalah kloroplas. Kultur ini biasanya bertujuan untuk memperbaiki atau membuat varietas baru.

b.   Kultur Polen

Eksplan yang digunakan adalah serbuk sari.

c.    Kultur Anter

Eksplan yang digunakan adalah kepala sari.

d.   Kultur Embrio

Eksplan yang digunakan adalah embrio. Embrio dewasa dari biji yang masak lebih besar keberhasilannya dibandingkan kultur embrio dari biji yang belum masak.

e.    Kultur Protoplas

Eksplan yang digunakan adalah sel jaringan hidup tanpa dinding sel.

f.    Kultur Meristem

Eksplan yang digunakan adalah jaringan (akar, batang dan daun) yang muda atau bersifat meristematik.

Tahapan Kultur Jaringan :

1.       Pemilihan dan penyiapan tanaman induk sumber eksplan

Tanaman yang akan dijadikan sebagai sumber eksplan harus jelas spesies dan varietasnya, harus sehat, serta bebasa dari hama dan penyakit. Sebelum dijadikan sebagai eksplan tanaman harus dikondisikan secara khusus di rumah kaca supaya eksplan yang akan dikulturkan secara in-vitro merupakan eksplan yang sehat dan dapat tumbuh baik serta bebas dari sumber kontaminan.

2.      Inisiasi kultur

Tahap ini bertujuan untuk pembuatan kultir dari eksplan yang bebas dari mikroorganisme serta inisiasi spesias yang baru. Inisiasi kultir mengusahakan kultur yang antiseptik. Antiseptik artinya bebadas dari organisme yang tidak diinginkan. Hal ini bertujuan untuk perbanyakan pada tahap selanjutnya

3.      Strerilisasi

Sterilisasi merupakan segala keguiatan dalam kultur jaringan harus dilajukan di tempat yang steril. Steriliasi juga digunakan terhadap peralatan yang digunakan untuk kultur jaringan dengna menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan.

4.      Multiplikasi

Multiplikasi bertujuan untuk menggandakan bahan tanaman yang diperbanyak seperti tunas atau embrio, serta memeliharanya dalam keadaan tertentu sehingga sewaktu-waktu dapat dilanjutkan. Pada tahap ini, perbanyakan dapat dilakukan dengna cara merangsang terjadinya pertumbukan tunas cabang dan percabang aksiler atau merangsang terbentuknya tunas pucuk tanaman secara adventif, baik secara langsung maupun melalui induksi kalus terlebih dahulu. Seperti halnya dalam kultur fase inisiasi, di dalam media harus terkandung mineral, gula, vitamin dan hormon dengan perbandingan yang dibutuhkan dengna komposisinya yang tepat. Hormon yang digunakan untuk merangsang perkembangan tunas berasal dari golongan sitokinin seperti BAP, 2-iP, kinetin atau thidiadzuron (TDZ).

5.      Pemanjangan tunas, induksi, dan perkembangan akar

Tujuan dari tahap ini adalah untuk membentuk akar dan pucuk tanaman yang cukup kuat sehingga dapat bertahan hidup sampai saat akan dipindahkan dari lingkungan in-vitro ke lingkungan luar. Pada tahap ini kultur tanaman akan memeroleh ketahanan terhadap pengaruh lingkungan, sehingga siap untuk diklimasikan.

6.      Aklimatasi

Aklimatasi adalah proses pengkondisian planlet atau tunas mikro di lingkungan baru yang aseptik di luar botol, dengan media tanah atau kalis sehingga planlet dapat bertahan dan terus menjadi bibit yang siap ditanam dilapangan. Pada teknik kultur jaringan, tahap aklimasi planlet merupakan tahap yang sering menjadi kendala dalam produksi bibit secara masal.

Media yang digunakan pada kultur jaringan

1.      Murashige dan Skoog

Media kultur ini hampir dapat digunakan oleh semua jenis kultur, khususnya tanaman herba.

2.      Vacint dan Went

Media kultur ini digunakan untuk kultur jaringan  tanaman anggrek.

3.      Scenk dan Haberlandt

Media kultur ini cocok diguanakn untuk kultur jaringan tanaman monokotil.

4.      Nitsch

Media kultur ini umumnya digunakan untuk kultur sari dan kultur sel.

5.      Whete

Media kultur ini sangat cocok untuk kultur jaringan tanaman tomat.

Manfaat , kelebihan dan kekurangan kultur jaringan

Manfaat

®     Menghasilkan tanaman yang memiliki sifat yang sama dengan induknya.

®    Menghasilkan tanaman dalam jumlah banyak dalam waktu yang singkat.

®    Melestarikan sifat tanaman induk.

®    Menghasilkan tanaman yang bebas virus atau mikroorganisme patogen lainnya.

®    Sarana untuk melestarikan plasma nutfah.

Kelebihan

®    Penyiapan bibit tidak tergantung musim, bibit dapat diproduksi dalam jumlah yang banyak dengan waktu yang singkat, seragam dan bebas ari penyakit.

®    Pada proses pembibitan, bebas dari gangguan hama, penyakit, dan terpaan kondisi lingkungan lainnya.

®    Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki.

®    Metabolit sekunder tanaman dapat diperoleh lebih cepat tanpa menunggu tanaman dewasa terlebih dahulu.

®    Biaya pengankutan bibit relatif lebih murah dan mudah.

Kekurangan

®    Biaya yang dibutuhkan untuk melakukan kultur jaringan relatif besar.

®    Hanya mampu dikalukan oleh orang-orang tertentu karena membutuhkan keahlian khusus.

®    Bibit hasil kultur jaringan membutuhkan proses aklimatisasi karena terbiasa dalam kondisi steril dan lembap.

Kloning

Kloning merupakan proses untuk menghasilkan populasi yang terdiri atas individu-individu yang memiliki sifat genetik yang sama. Proses ini di alam umum ditemukan pada bakteri, serangga, dan tumbuhan yang mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri secara aseksual. Pengertian dan metode kloning bekrembang dari yang semula hanya secara aseksual kemudian kloning dapat juga dilakukan secara seksual.

Tujuan utama kloning adalah untuk mengisolasi gen yang diinginkan dari seluruh gen yang ada (kromosom) pada organism donor. Untuk mencapai tujuan itu kloning dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu melalui proses aseksual dan seksual. Metode seksual dilakukan dengan fertilisasi in vitro dan aseksual dilakukan dengan menggunakan sel somatic sebagai sumber gen.

Prosedur kloning untuk hewan dan manusia

Metode seksual

(1)   Penyiapan ovum dan sperma dari kedua pasangan

(2)   Fertilisasi in vitro dalam media yang sesuai di cawan petri

(3)   Penumbuhan/ inkubasi zigot menjadi 4-8 sel embrio

(4)   Pemotongan/splitting sel-sel embrio dengan teknik mikromanipulasi

(5)   Penumbuhan 4 potongan sel embrio yang mempunyai gen identik dalam inkubator hingga menjadi embrio normal sampai fase blastosis, lama waktu inkubasi kurang lebih 12-14 hari

(6)   Penanaman embrio/ transfer embrio pada rahim induk/ ibu

(7)  Proses kehamilan selama 35-37 minggu dan diikuti proses kelahiran.

       Metode aseksual

(1)   Penyiapan sel telur terfertilisasi semu dari induk/ ibu

(2)   Pengeluaran pronekleus dari telur yang terfertilisasi semu

(3)   Penyiapan sel somatis sebagai donor

(4)   Pengeluaran inti sel somatis sebagai donor

(5)   Pemasukan inti sel somatis ke sitoplasma sel telur

(6)   Pemberian kejutan listrik/ nuklir

(7)   Penumbuhan/ inkubasi zigot menjadi 4-8 sel embrio

(8)   Pemotongan/ splitting sel-sel embrio dengan teknik mikromanipulasi

(9)   Penumbuhan 4 potongan sel embrio yang mempunyai gen identik dalam incubator hingga menjadi embrio normal sampai fase blastosis, lama waktu inkubasi kurang lebih 12-14 hari

(10)  Penanaman embrio/ transfer embrio pada rahim induk/ ibu

(11)  Proses kehamilan selama 35-37 minggu dan diikut proses kehamilan

A.     Molecular cloning

Proses molecular cloning umunya digunakan untuk memperbanyak bagian DNA yang mengandung seluruh gen yang diinginkan, promotor, dan bagian DNA yang tidak mengkodekan protein. Metode ini banyak digunakan untuk penyusunan urutan DNA dari suatu organisme hingga produksi protein tertentu.

Proses molecular cloning:

1.      Fragmentasi

Pemisahan rantai ganda DNA menjadi rantai tunggal.

2.      Lugasi

Penempelan fragmen-fragmen DNA pada urutan yang diinginkan.

3.      Transfeksi

Pemasukan DNA yang baru dibentuk ke dalam sel.

4.      Selesi

 Pemilihan sel-sel yang sukses menerima DNA yang baru.

B.     Cell Cloning

                               I.            Kloning organisme uniselular

Mengkloning suatu sel berarti menghasilkan satu populasi sel dari sel tunggal. Proses ini sangat mudah dilakukan pada organisme uniselular seperti bakteri dan ragi dimana hanya membutuhkan proses inokulasi pada medium yang tepat. Akan tetapi hal ini akan menjadi suatu pekerjaan yang menantang apabila proses kloning tersebut dilakukan pada organisme multiselular karena tidak terdapat medium khusus untuk menumbuhkan sel-sel ini.

Proses kloning sel tunggal melibatkan penggunaan cloning ring. Berdasarkan tekhnik ini, suspensi sel yang terseleksi diencerkan sangat tinggi dan ditumbuhkan pada media tumbuh dengan harapan sel-sel tersebut akan tumbuh saling berpisah.

                            II.            Kloning sel puncak (cloning stell cell)

Metode ini juga dikenal dengan istilah Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT). Teknik ini digunakan untuk menghasilkan embrio bagi keperluan penelitian atau terapi yang digunakan untuk memanen sel-sel puncak (stem cell) yang digunakan untuk mempelajari perkembangan manusia dan pontesinya untuk memerangi penyakit. Salah satu contoh hasil dari metode SCNT ini adalah Domba Dolly.

Salah satu alasan penggunaan sel somatik untuk proses kloning adalah ketersediaannya yang sangat tinggi dan relatif mudah untuk diperbanyak dibandingkan sel-sel reproduktif.

Penelitian transfer inti dilakukan terhadap sel katak dengan tahapan sebagai berikut :

·         Inti dari sel usus kecebong katak diambil dengan menggunakan mikropipet. Inti sel ini mengandung kromosom 2n (diploid)

·         Inti tersebut ditransplantasikan ke dalam sel telur katak lain yang sebelumnya telah dirusak intinya dengan radiasi sinar ultraviolet. Sel yang telah dirusak initnya tidak mengandung kromosom

·         Sel telur yang telah diisi dengan inti baru akan membelah secara mitosis membentuk morula

·         Morula tumbuh menjadi blastula. Blastula tumbuh menjadi gastrula dan seterusnya hingga menjadi individu baru.

Untuk mendapatkan individu dalam jumlah lebih banyak, dapat dilakukan cara sebagai berikut,

·         Blastula diklon (dipotong-potong) menjadi banyak sel

·         Sel-sel hasil klon kemudian diambil intinya. Inti tersebut ditransplantasikan kembali ke sel telur lain yang juga telah dirusak intinya

·         Masing-masing sel telur yang telah diisi dengan inti baru tersebut kemudian dikultur secara in vitro (di luar tubuh) dan tumbuh hingga menjadi individu baru

C.    Kloning Organisme (Organism Cloning)

Kloning organisme juga biasa dikenal sebagai kloning hewan. Kloning hewan adalah proses dimana seluruh organisme direproduksi dari sel yang diambil dari organisme induk sehingga menghasilkan keturunan yang secara genetik identik. Ini berarti hewan kloning merupakan duplikat sama persis dari induknya, yang berarti juga memiliki DNA yang sama. Kloning sebenarnya banyak terjadi di alam. Reproduksi aseksual pada organisme tertentu dan terjadinya kembar dari sel telur yang sama merupakan contoh kloning. Kloning hewan dibedakan menjadi dua macam yaitu kloning embrio dan kloning transfer inti (SCNT).

            Kloning embrio

                        Merupakan usaha untuk menghasilkan individu baru dengan sifat gentik sama dengan kedua induknya tanpa melalui perkawinan secara alamiah. Dengan teknik ini diharapkan dapat diperoleh hewan yang berkualitas baik dan bejumlah banyak dalam waktu yang lebih cepat.

                        Tahapan teknik kloning embrio adalah sebagai berikut.

·         Sel telur dari sapi betina difertilisasikan dengan sperma sapi jantan secara in vitro (di luar tubuh)

·         Zigot hasil fertilisasi in vitro akan tumbuh menjadi embrio

·         Embrio-embrio tersebut kemudian ditanamkan dengan cara disuntikkan ke dalam rahim sapi-sapi betina dewasa lainnya

·         Embrio di dalam rahim sapi betina akan tumbuh menjadi anak sapi hingga dilahirkan

Kloning embrio pada manusia dikenal dengan istilah bayi tabung. Teknik bayi tabung dilakukan terhadap pasangan suami-istri yang sulit memiliki keturunan karena adanya hambatan pada system reproduksi, seperti ketidakmampuan menghasilkan sperma atau sel telur yang subur, dinding rahim wanita yang lemah, terhambatnya fertilisasi, atau terhambatnya pertumbuhan embrio di dalam rahim.

Prosedur bayi tabung dapat dijelaskan sebagai berikut :

·         Pasangan suami-istri yang sah diambil sel telur dan sel spermanya

·         Sel telur dan sel sperma difertilisasikan secara in vitro dalam tabung yang berisi medium yang sesuai untuk pertumbuhan zigot hingga membentuk morula

·         Morula kemudian diimplantasikan atau ditanam di dalam rahim ibu

·         Di dalam rahim ibu, morula akan tumbuh menjadi blastula, gastrula, hingga menjadi bayi yang siap dilahirkan

Sejarah kloning hewan

Kloning pada hewan dilakukan mula-mula pada amfibi (kodok), dengan mengadakan transplantasi nukleus ke dalam telur kodok yang dienukleasi. Sebagai donor digunakan nukleus sel somatik dari berbagai stadium perkembangan. Ternyata donor nukleus dari sel somatik yang diambil dari sel epitel usus kecebong pun masih dapat membentuk embrio normal. Keberhasilan ini tentu memicu penelitian lebih lanjut tentang kemungkinan penerapan teknologi kloning ini pada hewan lain dan manusia.

Hingga akhirnya pada tanggal 13 Oktober 1993, dua peneliti Amerika, Jerry L. Hall dan Robert J. Stillman dari Universitas George Washington mengumumkan hasil kerjanya tentang kloning manusia dengan menggunakan metode embryo splitting (pemisahan embrio ketika berada dalam tahap totipotent) atas embrio yang dibuat secara in vitro fertilization (IVF). Dari proses embrio splitting tersebut, Hall dan Stillman mendapatkan 48 embrio baru yang secara genetis sama persis. 18 penelitian terhadap kloning ini pun tetap berlanjut.

Kloning pada Domba Dolly

Sejarah tentang hewan kloning telah muncul sejak tahun 1900, tetapi hewan kloning baru dapat dihasilkan lewat penelitian Dr. Ian Willmut seorang ilmuwan skotlandia pada tahun 1997, dan untuk pertama kali membuktikan bahwa kloning dapat dilakukan pada hewan mamalia dewasa. Metode kloning yang digunakan untuk mengklon biri-biri tersebut adalah metode somatic cell nuclear transfer (SCNT). Hewan kloning tersebut dihasilkan dari inti sel epitel ambing domba dewasa yang dikultur dalam suatu medium, kemudian ditransfer ke dalam ovum domba yang kromosomnya telah dikeluarkan, yang akhirnya menghasilkan anak domba kloning yang diberi nama Dolly.

Kloning domba Dolly merupakan peristiwa penting dalam sejarah kloning. Dolly direproduksi tanpa bantuan domba jantan, melainkan diciptakan dari sebuah sel kelenjar susu yang di ambil dari seekor domba betina. Dalam proses ini Dr. Ian Willmut menggunkan sel kelenjar susu domba finndorset sebagai donor inti sel dan sel telur domba blackface sebagi resepien. Sel telur domba blackface dihilangkan intinya dengan cara mengisap nukleusnya keluar dari selnya menggunakan pipet mikro. Kemudian, sel kelenjar susu domba finndorset  difusikan (digabungkan) dengan sel telur domba blackface yang tanpa nukleus. Proses penggabungan ini dibantu oleh kejutan/sengatan listrik, sehingga terbentuk fusi antara sel telur domba blackface tanpa nucleus dengan sel kelenjar susu dompa finndorsat. Hasil fusi ini kemudian berkembang menjadi embrio dalam tabung percobaan dan kemudian dipindahkan ke rahim domba blackface. Kemudian embrio berkembang dan lahir dengan ciri-ciri sama dengan domba finndorset.

Sejak Wilmut  berhasil membuat klon anak domba yang donor nukleusnya diambil dari sel kelenjar susu domba dewasa, maka terbukti bahwa pada mammalia pun klon dapat dibuat. Atas dasar itu para ahli berpendapat bahwa pada manusia pun secara teknis klon dapat dibuat.

Kelebihan dan Kekurangan Proses Kloning

Kelebihan

®     Kloning pada tanaman dan hewan adalah untuk memperbaiki kualitas tanaman dan hewan, mening­katkan produktivitasnya.

®     Mencari obat alami bagi banyak penyakit manusia-terutama penyakit-penyakit kronis-guna menggantikan obat-obatan kimiawi yang dapat menimbulkan efek samping terhadap kesehatan manusia.

®     Untuk memperoleh hormone pertumbuhan, insulin, interferon, vaksin, terapi gen dan diagnosis penyakit genetic.

®     Upaya konservasi pada hewan atau tumbuhan langka

Kekurangan

®     Hewan hasil pengklonan mudah terserang penyakit.

®     Resiko kesehatan pada hewan yang dikloning.

®     Menurunkan keanekaragaman.

Dampak Bioteknologi terhadap Salingtemas

1. Tumbuhan dan Hewan Transgenik

            Tumbuhan dan hewan transgenik sejauh ini aman untuk dikonsumsi. Hal tersebut berdasarkan pernyataan dari lembaga resmi internasional seperti WHO dan FAO. Penduduk Amerika Serikat sudah mengonsumsi kedelai transgenik sejak tahun 1996, sedangkan masyarakat Eropa yang awalnya menentang produk transgenik sekarang sudah menerimanya.

            Walaupun demikian ada juga yang berpendapat bahwa terdapat beberapa kemungkinan risiko mengonsumsi makanan transgenik ini, seperti keracunan, risiko kanker, dan alergi makanan. Hal ini bisa terjadi karena produk transgenik bersifat “kebal antibiotik” dan mengandung “residu pestisida”.

2. Bayi Tabung (Fertilisasi In Vitro)

            Bayi tabung merupakan salah satu teknologi reproduksi yang bisa menjadi solusi bagi pasangan suami-istri yang kesulitan memperoleh keturunan. Akan tetapi, proses bayi tabung akan menjadi proses yang tidak sah apabila sel telur dan spermanya bukan berasal dari pasangan suami-istri yang sah.

3. Kloning

            Kloning sebenarnya penting untuk menghasilkan organisme unggul. Kemajuan kloning pada tumbuhan dan hewan disambut dengan baik oleh umat manusia. Akan tetapi pada saat kloning menuju pada kloning manusia, akan muncul perdebatan di kalangan ilmuwan, para politisi, dan masyarakat. Mereka ada yang mendukung dan ada yang tidak mendukung pengklonan manusia.

            Kalangan yang mendukung kloning pada manusia lebih menitikberatkan keberahasilan kloning manusia dapat menghasilkan sel, jaringan, dan organ untuk mengobati penyakit, seperti diabetes dan leukimia.

            Kalangan yang tidak mendukung kloning manusia didasarkan pada beberapa pertimbangan sebagai berikut :

a. Kloning pada mamalia belum berhasil secara sempurna. Hal ini dapat kita ketahui dari Dolly (domba hasil pengkloningan) akhirnya harus disuntik mati karena menderita penyakit.

b. Kloning manusia akan menimbulkan kekacauan kekerabatan dan identitas diri dari klon maupun induknya.

c. Hasil pengklonan dapat disalahgunakan oleh pihak-pihak yang tidak bertanggung jawab.

d. Satu hal yang utama adalah kloning manusia merupakan suatu intervensi terhadap ciptaan Tuhan Yang Maha Esa.

Dampak Negatif Bioteknologi

a.      Kemungkinan menciptakan mikroorganisme patogen baru

Manipulasi genetik dari mikroorganisme yang dapat menciptakan patogen baru akan sangat berbahaya agi ekosistem jika mikroorganisme hasil manipulasi tersebut terlepas keluar dari laboratorium.

b.      Timbulnya bahan makanan yang mengandung protein baru bersifat toksik

Makanan yang dihasilkan dari penyambungan gen atau organisme transgenik dapat mengandung protein baru yang kemungkinan bersifat toksik atau menyebabkan alergi pada sebagian orang.

c.       Munculnya tanaman supergulma

Tanaman budidaya hasil rekayasa genetik memungkinkan terjadinya pemindahan gen barunya ke tanaman lain yang masih berkerabat dekat. Jika tanaman yang menerima gen tersebut tumbuhan liar yang sangat adaptif terhadap lingkungannya dan resisten terhadap herbisida atau hama, keturuannya akan menjadi supergulma.

d.      Teknik bayi tabung dapat membingungkan status orang tuanya

Seandainya sel telur dan sel spermanya sama-sama diambil dari bank sel kelamin, akan terjadi kebingungan terhadap hubungan keluarga dengan bapak dan ibunya yang sebenarnya sehingga memunculkan beberapa istilah.

e.       Risiko tinggi bagi organisme hasil kloning

Janin kloning yang dilahirkan berisiko tinggi mengalami kelainan pada sistem kekebalan tubuh, gejala penuaan diri, kelainan fungsi hati dan jantung, serta gangguan darah.

f.       Penyebaran bakteri strain secara liar

Strain bakteri yang mengonsumsi minyak sebagai pembersi tumpahan minyak di lautan harus diawasi penggunaannya. Jika bakteri tersebut berada di tempat-tempat pengeboran minyak, akan menghabiskan sumber minyak di seluruh dunia.

g.      Erosi plasma nutfah

Masyarakat cenderung menyukai penggunaan tanaman transgenik yang memiliki sejumlah sifat lebih unggul daripada tanaman asli nontransgenik yang sebenarnya merupakan sumber plasma nutfah. Akibatnya, keberadaan tanaman asli tersebut semakin berkurang, bahkan dapat mengalami kepunahan.

h.      Terganggunya keseimbangan ekosistem

Dikembangkannya tanaman transgenik yang mempunyai gen dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan kematian larva spesies kupu-kupu raja (Danaus plexippus)

i.        Penyalahgunaan senjata biologis

Senjata biologis berasal dari agen biologi seperti bakteri atau virus yang bersifat patogen dan toksin berbahaya yang dihasilkan dari organisme tertentu. Penggunaan senjata biologis dianggap sebagai senjata perang yang lebih membahayakan daripada senjata perang lainnya.