bioteknologi modern dan konvensional peranan bioteknologi dalam kehidupan

1. BIOTEKNOLOGI

2. 2
Apa itu Bioteknologi?
Bioteknologi berasal dari kata:
Bios hidup; Teuchos alat; Logos ilmu
Bioteknologi:
Penggunaan organisme atau sistem hidup untuk
memecahkan suatu masalah atau untuk menghasilkan
produk yang berguna.
Atau
Seperangkat teknik yang memanfaatkan organisme hidup
atau bagian dari organisme hidup, untuk menghasilkan
atau memodifikasi produk, meningkatkan kemampuan
tumbuhan dan hewan, mengembangkan mikroorganisme
untuk penggunaan khusus yang berguna bagi kehidupan
manusia.

3. BIOTEKNOLOGI
Pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang
menggunakan mahluk hidup untuk menghasilkan
produk dan jasa guna kepentingan manusia
MIKROBIOLOGI
BIOKIMIA
GENETIKA
ENZIMOLOGI
BIOLOGI SEL
TEKNIK KIMIA

4. 6
Teknik-teknik dalam Bioteknologi
Fermentation
Analisis Genetik
Seleksi dan Pemuliaan
Analisis DNA
Kultur Sel dan Jaringan
Rekayasa Genetik atau DNA Rekombinan

5. 7
Fermentation
Menggunakan mikroba untuk
mengubah suatu senyawa seperti
pati atau gula menjadi senyawa
lain seperti etanol
Digunakan pada:
Bioteknologi klasik
Industri farmasi
Biopulping
Bahan bakar
Bioplastik

6. 8
Analisis Genetik
Mempelajari bagaiman sifat/karakter atau gene
diwariskan dari generasi ke generasi danbagaimana
gen dan lingkungan berinteraksi untuk menghasilkan
suatu sifat
Dapat digunakan untuk:
Diagnosis
Pertanian
Bahan bakar

7. 9
Seleksi dan Pemuliaan
Manipulasi mikroba, tanaman atau hewan dan
pemilihan individu atau populasi yang diinginkan
sebagai stok genetik untuk perbaikan generasi baru
Dapat digunakan untuk:
Bioteknologi klasik (fermentasi)
Produksi bahan pangan
Bioplastik

8. Analisis DNA
dapat membuat
PCR (Polymerase chain reaction)
copy segmen DNA
RFLP Mapping mendeteksi keberadaan suatu gen
pada DNA
Dapat digunakan untuk:
Diagnosis suatu penyakit
Konseling genetik
Terapi gen
10

9. Kapas
Kultur Sel dan Jaringan
Menumbuhkan tanaman atau jaringan
hewan atau sel secara steril di dalam
tabung reaksi atau tabung gelas
lainnya
Dapat digunakan untuk:
Perbanyakan tanaman
Produksi tanaman transgenik
Produksi bahan kimia
Penelitian kedokteran
Kedelai
11

10. 12
Rekayasa Genetika
Trasfer segmen DNA dari suatu organisme ke DNA
organisme lain. Kedua organisme tersebut dapat
tidak saling berkerabat satu sama lain
Dapat digunakan untuk:
Produksi bahan pangan
Industri farmasi
Konseling genetik
Terapi gen

11. 13
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Parameter Pemuliaan Selektif Rekayasa Genetika
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Tingkat
Ketepatan
Kepastian
Organisme utuh
Sekumpulan gen
Perubahan genetik
sulit atau tidak
Sel atau molekul
Satu gen tunggal
Perubahan bahan
genetik dikarakterisasi
mungkin dikarakterisasi dengan baik
Tidak ada batasan
taksonomi
Batasan taksonomi Hanya dapat dipakai
dalam satu spesies
atau satu genus
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Perbedaan antara pemuliaan selektif dan rekayasa genetika

12. 14
Bioteknologi Molekular
Didorong oleh pengetahuan tentang biologi sel dan
molekular
Memanipulasi suatu organisme pada taraf selular dan
molekular (rekayasa genetika dan biologi molekular)
Hasil manipulasi dapat diprediksi dan diarahkan
dengan ketepatan yang lebih tinggi
Dapat mengkonstruksi galur/varietas baru dengan
bahan genetik tambahan yang tidak pernah ada pada
galur asalnya
Sel prokariot atau eukariot dapat digunakan sebagai
“pabrik biologis”
Porduksi senyawa sekunder

13. 15
Penggabungan antara teknologi DNA rekombinan
dengan bioteknologi melahirkan suatu bidang studi
yang sangat dinamis dan kompetitif yang disebut
Bioteknologi Molekuler
Industri bioteknologi molekuler adalah industri yang
berbasis riset (research-based industry)
Melibatkan berbagai disiplin ilmu.
Bioteknologi dikembangkan dan disempurnakan oleh
pakar-pakar mikrobiologi industri dan rekayasa kimia
Pengembangan komponen teknologi DNA
rekombinan sangat tergantung pada penemuan-
penemuan dalam ilmu dasar seperti biologi
molekuler, genetika, biokimia, dan mikrobiologi

14. 16
Kegunaan Bioteknologi bagi Kehidupan
Manusia
• Pertanian – “GM Food”
• Bioteknologi kelautan dan akuakultur
• Bioteknologi lingkungan
• Manufaktur dan bioproses
• Kedokteran
• Industri obat-obatan
• Terapi gen untuk penyakit genetik
• “Human Embryonic Stem Cells” dan Kloning

15. Peningkatan kualitas biji-bijian
Peningkatan kadar protein
Pembentukan tanaman resisten hama, penyakit,
dan herbisida
Pembentukan tanaman toleran kekeringan, tanah
masam, suhu ektrem
Pembentukan tanaman yang lebih bernilai nutrisi
tinggi, seperti vit C, E dan β-karoten
17
Pertanian – “GM Food”
Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam:
Bt Corn

16. 18
Rekayasa genetika pada hewan
Upaya perbanyakan bibit ternak pada saat ini dengan
teknik kloning
Dikenal 2 cara perkembangbiakan hewan dengan teknik
kloning : aseksual dan seksual
Kloning aseksual : sel telur dikeluarkan kemudian
dimasukan sel somatis dari jaringan apa saja
Kloning seksual : dilakukan dengan membelah embryo
pada saat tertentu

17. 19
Bioteknologi Kelautan dan Akuakultur
Bioteknologi dalam bidang kelautan/akuakultur dapat
dimanfaatkan untuk memproduksi dan mengembangkan:
Farmasi
Enzim dan bahan-bahan biomolekul
Biopestisida
Peningkatan pertumbuhan, perkembangan,
reproduksi dan nutrisi ikan

18. 20
Bioteknologi Lingkungan
Bioteknologi dapat dimanfaatkan untuk mengatasi isu
lingkungan seperti:
Restorasi ekologi
Diagnosis dan monitoring penyakit menular
Kontrol hama,penyakit dan gulma pada pertanian
Deteksi, monitor dan remediasi polutan
Skreening toksisitas
Konversi limbah ke energi

19. 21
Bioproses
Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam bioproses
melalui kegiatan-kegiatan:
Produksi bioenergi: ethanol, methane, biodiesel
Biokatalis, enzim, asam organik dan pelarut
Produksi polimer
Farmasi, flavor, essense
Rekayasa metabolik

20. Industri obat-obatan
Humulin – Insulin hasil rekayasa
genetik
Herceptin – antibodi monoklonal untuk
mengobati kanker payudara
Terapi gen untuk penyakit genetik
Kedokteran
Terapi penyakit genetik “cystic fibrosis”
“Human Embryonic Stem Cells” dan Kloning
Dolly domba hasil kloning
Transplantasi organ
22

21. 23
Beberapa Isu Penting dalam Penerapan
Biteknologi
• Bioetik
• Keamanan dan kekhawatiran
• Paten dari organisme hasil rekayasa genetik
• Penggunaan untuk terapi gen dan jaringan pada
manusia
• Tanggung jawab sosial dari sain dalam bisnis

22. 24
X
Monarch larvae on
Butterfly weed

23. 25
BERTANI SECARA HYDROPONICS

24. 26
Hydroponics adalah teknik bercocok tanam
tanaman pada medium bukan tanah, dan
menggunakan larutan hara dan media lain
pembawa campuran hara yang diperlukan untuk
pertumbuhan tanaman secara optimal
Hydroponics hydro (air) + ponos (kerja)
selanjutnya nama lain :
agregate culture
soilless culture
nutri culture
chemi culture

25. Keuntungan cara hydroponics
Tidak perlu pengolahan tanah
Tidak perlu adanya rotasi tanaman
Tanpa tanaman pengganggu
Hasil seragam
Bersih
Hasil bisa dikontrol
Tenaga kerja sedikit effesien
Lebih mudah dalam pemeliharaan
Lebih mudah mengganti tanaman baru
Dapat merupakan tempat dan cara memperbaiki
mutu tanaman
27

26. 28
Dua tipe utama cara hydroponics
Kultur air (water culture) true hydroponics
Kultur tanpa tanah (soilless culture) atau kultur agregat
menggunakan medium padat untuk tempat tumbuh
tanaman dan dapat dibagi dua berdasarkan pengairannya
•
•
Kultur pasir (sand culture) atau vermiculite culture
Kultur kerikil (gravel culture) – sub irigation

27. Hydrophonis
Aerophonics
29
Ada tiga sistem pemberian hara:
Sistem hydrophonic
Sistem lapisan tipis larutan hara Lapisan tipis
Sistem aerophonic

28. Unsur Min (ppm) Maks (ppm) Optimum
N (Nitrogen) 90 200 140
P (Fosfor) 30 90 60
K (Kalium) 200 400 300
Ca (Kalsium) 120 240 150
Mg Magnesium) 40 60 50
Fe (Besi) 2.0 5.0 4.0
Mn (Mangan) 0.1 1.0 0.5
Cu (Tembaga) 0.01 0.1 0.05
B (Boron) 0.1 1.0 0.5
Zn (Seng) 0.02 0.2 0.1
Mo (Molibdenum) 0.01 0.1 0.02
30
Susunan Larutan Hara + Air

29. 31

30. A.BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
Bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme
untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula
atau bahan makanan.
Ciri : mempergunakan mahluk hidup secara
langsung. Belum tahu adanya penggunaan enzym.
Mempergunakan Proses fermentasi
Contoh : Pembuatan tempe, tape, kecap, yoghurt

31. A.BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
Pengolahan Bahan Pangan :
Pengolahan produk susu
Y
O
G
H
U
R
T
SUSU PASTEURISASI
SEBAGIAN BESAR
LEMAK DIBUANG
Ditambahkan : Lactobacillus bulgaricus
dan Streptococcus thermophillus
Disimpan 5 jam, 45o C sampai pHnya 4,0
Didinginkan dan diberi cita rasa

32. A.BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
Pengolahan Bahan Pangan :
Pengolahan produk susu
K
E
J
U
SUSU
PASTEURISASI
(90o C )
Didinginkan hingga
30o C
Ditambahkan : Lactobacillus dan Streptococcus
pH turun dan susu terpisah menjadi Whey dan dadih
Dadih dipanaskan 32o – 420o C dan diberi
garam lalu di tekan & dibuang airnya
Whey : Diperas untuk makanan sapi
Ditambah enzym renin (sapi muda) / klimosin (enzym
buatan) untuk menggumpalkan dadih

33. A.BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
Pengolahan Bahan Pangan :
Non susu
K
E
C
A
P
Kedelai
Direbus
Didinginkan  bakteri asam
laktat fermentasi 
hancur
Jamur Aspergillus oryzae
dibiakkan pada kulit gandum
Kecap

34. A.BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
Pengolahan Bahan Pangan :
Non susu
T
E
M
P
E
Kedelai
dicuci
Direndam
3 jam, buang kulit
Kukus,
Dinginkan,
Beri ragi :
a. Rhysopus oligosporus
b. Rhyzopus stolonifer
c. Rhyzopus arrhizus
d. Rhyzopus oryzae
Bungkus, beri lubang-
lubang, simpan 2-3 hari.

35. A.BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL
Pengolahan Bahan Pangan :
Non susu
T
A
P
E
Ketela pohon /
singkong dikupas
& dicuci
Direbus / dikukus
Ditaburi ragi
Ditutup & disimpan selama
kurang lebih satu minggu

36. B. BIOTEKNOLOGI PERTANIAN
A. HIDROPONIK : Metode bercocok tanam
dengan media air. Metodenya ada 3 : Kultur
pasir, air, dan pori (kerikil, pecahan batu)
B. AEROPONIK : Metode bercocok tanam
dengan cara menyemburkan kabut air dan
nutrisi hara hingga ke akar tanaman.

37. C. BIOTEKNOLOGI MODERN
A. Rekayasa
Genetika
C. Bioteknologi
bidang Pertanian
B. Bioteknologi
bidang
Kedokteran

38. A. Rekayasa Genetika
• Dalam biologi adalah proses menghasilkan
individu-individu dari jenis yang sama (populasi)
yang identik secara genetik
• Dalam bioteknologi, kloning merujuk pada
berbagai usaha-usaha yang dilakukan manusia
untuk menghasilkan salinan berkas DNA atau
gen, sel, atau organisme

41. Hal positif dan negatif dari KLONING
• POSITIF :
- Meningkatkan agrobisnis
- Untuk upaya konservasi tumbuhan / hewan
langka
- Menyelamatkan penderita gagal ginjal,
kerusakan jantung & penyediaan organ
tubuh untuk dicangkokkan kepada pasien
-

42. • NEGATIF :
- Karena menghasilkan keturunan yang sama,
maka akan mengurangi BIODIVERSITY
- Dikhawatirkan disalahgunakan untuk
menciptakan species / ras yang bertentangan
dengan kemanusiaan.