Aplikasi mikrobiologi
Bioteknologi Adalah teknologi merekayasa pertumbuhan dan metabolisme sel hidup, baik dari mikroba, tumbuhan, hewan maupun manusia untuk produksi komoditi barang maupun jasa yang bermanfaat bagi manusia.
HORMON PERTUMBUHAN
HORMON INSULIN
KOMPONEN UTAMA BIOTEKNOLOGI
Biokatalis 1. 2. 3. 4.
Sel Mikroba Sel Tanaman Sel Hewan Molekul Seluler (enzim)
1. Material Biologi Biokatalis 2. Teknologi Pada Bioteknologi Modern Bioreaktor
Bioreaktor Alat atau sarana yang dirancang dengan teknik elektro mekanik, sehingga biokatalis dapat beraktivitas optimal untuk menghasilkan suatu produk yang terjamin secara kualitas dan kuantitas.
Kecap
MIKROBA
Yoghurt
Lactobacillus sp
Asinan
Rhizopus sp
MIKROBA
Neurospora sp
TUMBUHAN
Atropa belladona
Berbagai Obat Anti Alergi
Kultur Jaringan
TUMBUHAN
Catharanthus roseus (tapak dara)
Obat Anti Kanker
Kultur Jaringan
Vinblastin
Pancreas Sel Beta Langerhans Hormon Insulin
MANUSIA
Adapun teknologi yang digunakan bisa sangat sederhana sampai yang paling modern. Penggunaan teknologi sederhana Bioteknologi Tradisional membuat suatu produk dengan memanfaatkan proses fermentasi mikroba yang digunakan diserahkan pada alam/lingkungan sekitar (pembuatan cuka, dadih,asinan) atau menggunakan mikrroba yang belum terseleksi (pembuatan tempe, oncom, kecap), sehingga memungkinkan terjadinya kontaminasi dg mikroba patogen. Penggunaan teknologi modern Bioteknologi Modern terutama dikembangkan pada tingkat industri besar.
vs
Perkembangan Bioteknologi Era generasi pertama Bioteknologi sederhana Penggunaan mikroba secara tradisional dalam produksi makanan atau pengawetan makanan Contoh : pembuatan tempe, tape, cuka, yoghurt dll Era generasi kedua proses pembuatan berlangsung tdk steril a. produksi bahan kimia : aseton, asam sitrat b. pengolahan air limbah c. pembuatan kompos Era generasi ketiga proses pembuatan berlangsung steril Contoh : produksi antibiotik dan hormon Era generasi baru bioteknologi baru, dg menggunakan teknologi yg sgt modern, contoh : produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal (vaksin)
Manfaat Bioteknologi
Dalam Bidang
Kesehatan dan Farmasi Agroindustri Pertanian Industri Kimia Lingkungan Penambangan Elektronika
Produknya Antibiotika Vaksin Vitamin Steroid Hormon Interferon Antibodi Inhibitor Enzym Antikoagulan Reaktid Diagnostika
Produknya
Minuman terfermentasi Olahan susu Olahan pati Protein sel tunggal Asam amino Asam organik Enzim Nukleotida Polisakarida Antioksidan Zat warna Stabilisator aroma
Nama enzim
Organisme sumbernya
Pengunaan
αlfa-amilase
Aspergillus oryzae Bacillus amyloliquefaciens
Hdrolisis pati untuk gula sirup Pemutihan tekstil dan kertas
Cellulase (Selulase)
Aspergillus sp. Penicilium sp. Trichoderma reesei
Prosesing buah dan sayur
β-glukanase
Bacillus substilis Aspergillus niger
Hidrolisis β-glukan di pabrik bir
Glukoamilase
Aspergillus niger Rhizopus
Pembuatan gula cair (High Fructose Syrup).
GlukosaIso-merase
Actinoplanes missouriensis Streptomyces sp.
Pembuatan fruktosa dari glukosa.
Laktase
Kluyveromyces marxianus Saccharomyces sp.
Hidrolisis laktosa dalam susu
Lipase
Aspergillus sp Mucor sp. Rhizopus sp.
Modifikasi aroma keju dan susu Prosesing lemak dan minyak
Pektinase
Aspergillus niger
Ekstraksi dan klarifikasi jus dari buah-buahan
Invertase
Saccharomyces cereviasae
Produksi gula invert di pabrik candy
Protease -alkalin -netral -asam
Bacillus licheniformis Bacillus amylolyquefaciens Endothea parasitica Mucor miehei
Deterjen dan penyamakan kulit Pembuatan roti, bir & keju Degradasi protein, digunakan dalam sabun deterjen
Pullulanase
Klebsiella pneumoniae Bacillus acidopullulyticus
Pemecahan pati Produksi sirup
Produknya
Disisipi Antisense Gen
Disisipi Somatropin Gen
Biopestisida Pakan ternak Silase Kompos Pupuk bio Bibit (kultur sel/jaringan) Tanaman autopestisida Tanaman tahan lingk ekstrim
Gandum
Disisipi Gen Gluten
Disisipi Gen Cangkang Virus Tanaman Tahan Virus
Ikan Transgenik Disisipi Gen Warna Tampilan
Produknya
Etanol Asetaldehida Butanol Butadiena Asam Organik Enzim Biopolimer Gliserol Furfural Surfactan Aneka Parfum
Produknya
Penjernihan Air Bekas/Buangan
Penjernihan Air Biokonversi Limbah Defossfatasi Kompos Metan Toxicological Monitoring Aerobic Affluent Treatment Anaerobic Affluent Treatment Bioteknologi membuka peluang baru dalam perlindungan lingkungan. Contoh bakteri yang dimodifikasi secara genetik bisa digunakan untuk mengubah sampah organik menjadi produk yang berguna atau untuk membersihkan tumpahan minyak, pembuatan kompos dll.
Biogas (Boimethana) Energi non BBM dari sampah dan berbagai limbah
Mengenal Kloning Dolly adalah hewan hasil kloning pertama Teknik Kloning Dolly Sel telur dari domba donor I diambil, lalu dikeluarkan intinya (yang dipakai hanya sel yang tanpa inti) Sel dari kelenjar ambing domba donor II diambil DNAnya saja (sel dibuang, hanya inti yang dipakai) Sel dari domba I dan II digabungkan (dengan arus listrik), kemudian terjadi pembelahan sel (embrio) Sel yang telah membelah tsb ditanam pada uterus domba betina lain, yang selanjutnya beranak Dolly Sepanjang hidupnya Dolly tlh melahirkan 2x, disuntik mati krn radang paru-paru dan arthritis pd umur 6,5 thn.
Profil Dolly
Kloning Pada Manusia?
Kloning Untuk Menghasilkan Sel Sebagai Terapi? Tujuan jangka panjang riset kloning antara lain adalah di-hasilkannya protein yang dibutuhkan manusia, sbg terapi dgn menciptakan berbagai sel dan organ kompatibel yang siap di-transplantasikan ke tubuh manusia. Contoh membuat sel untuk melawan kanker
Cloning Genes
Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium tumefaciens,
penyebab penyakit crown gall, pada tanaman. Mekanisme : parasit pada jaringan tanaman, melibatkan integrasi sebagian DNA bakteri pada tanaman inang yang menyebabkan tumor dan mengubah metabolisme tanaman.
Agrobacterium tumefaciens A. tumefaciens digunakan
sebagai agen kontrol biologi dan sebagai alat untuk enginering gen pada tanaman.
Plasmid Ti
Hanya sel yang mengandung plasmid spesifik
(plasmid Ti) yang dapat menyebabkan penyakit. A. tumefaciens strains yang tidak mempunyai plasmid tumbuh sebagai rizosphere – inhabiting bacteria tanpa menyebabkan penyakit. Bakteri dapat menstimulasi inang untuk memperbanyak dan membelah diri sel secara cepat dan tidak normal. Hal ini karena bakteri tersebut dapat menyisipkan sebagian DNA nya ke dalam kromosom DNA inang yang menyebabkan overproduksi dari cytokinins dan auxins.
Cytokinin dan auksin merupakan plant growth
regulators, dan opines yang memberikan nutrient bagi patogen. Jaringan inang akan terus membesar dan akan membentuk tumor di batang atau akar.
Plasmid Ti
GMO(Genetically Modified Organism)
GMO(Genetically Modified Organism) GMO yaitu suatu organisme dimana material
genetiknya telah mengalami perubahan dengan menggunakan teknik rekayasa genetika. Teknik ini secara umum dikenal dengan teknologi rekombinan DNA. Menggunakan molekul DNA dari sumber yang berbeda kemudian dikombinasikan membentuk gen baru. DNA ini kemudian ditransfer kedalam suatu organisme dan menyebabkan gen yang dimodifikasi atau gen baru (novel genes).
GMO Organisme transgenik yaitu suatu organisme yang
telah disisipi DNA nya dengan DNA dari organisme lain yang berbeda spesies. Genetech tahun 1978, strain E.coli yang memproduksi protein insulin manusia. 1986, Ice-minus bacteria, untuk melindungi tanaman pertanian dari “frost damage” dari Advanced Genetic Sciences. 1986, pest resistance protein dari Monsanto Company
Golden rice Golden rice , merupakan terobosan yang significan
dalam bioteknologi yang melibatkan enginering dalam lintasan biosintesis, ditemukan oleh Ingo Pottrykus dari Institute of Plant Sciences dan Peter Beyer . Proyek ini dimulai tahun 1992, dan mulai dipublikasikan tahun 2000. Adalah varietas padi transgenik hasil rekayasa genetika yang berasnya mengandung beta caroten (pro vitamin A) pada bagian endospermanya. Kandungan betakarotena ini menyebabkan warna berasnya tersebut tampak kuning-jingga.
Golden rice Pada tipe liar (normal), endosperma padi tidak menghasilkan beta-karotena dan akan berwarna putih hingga putih kusam. Di dalam tubuh manusia, betakarotena akan diubah menjadi vitamin A. Kultivar padi ini dibuat untuk mengatasi defisiensi vitamin A yang masih tinggi prevalensinya pada anak-anak, terutama di wilayah Asia dan Afrika.
Untuk merakit padi ini, digunakan dua gen asing yang
diambil dari bakteri Erwinia uredovora (gen crt1) dan dari narsis (Narcissus pseudonarcissus) (gen psy). Kultivar 'Golden Rice 2' mengganti narsis dengan jagung (Zea mays) sebagai salah satu sumber gennya.
Bacillus thuringiensis
Bacillus thuringiensis Bacillus thuringiensis adalahbakteri gram positif
patogen fakultatif, hidup di daun atau tanah. Apabila kondisi lingkungan tidak menguntungkan maka bakteri ini akan membentuk fase sporulasi. Saat sporulasi terjadi, tubuhnya akan terdiri dari protein Cry yang termasuk ke dalam protein kristal kelas endotoksin delta. Apabila serangga memakan toksin tersebut maka serangga tersebut dapat mati. Oleh karena itu, protein atau toksin Cry dapat dimanfaatkan sebagai pestisida alami.
Bacillus thuringiensis Spores and crystalline insecticidal protein yang
dihasilkan oleh B. thuringiensis telah digunakan sejak tahun 1920. Pada tahun 1985 The Belgian company merupakan perusahaan pertama yang mengembangkan tanaman tembakau yang telah dimodifikasi dengan cry genes dari B. thuringiensis, sehingga tahan terhadap hama.
Ice Plus Protein (Ice Nucleation active Protein)
Ice Plus Protein (Ice Nucleation active Protein) Cold weather conditions are directly responsible for
the appearance of frost on plants and most importantly, crops. In the United stated alone, it has been estimated that frost accounts for approximately $1 billion in crop damage each year. As P. syringae commonly inhabits plant surfaces, its ice nucleating nature incites frost development, freezing the buds of the plant and destroying the occurring crop.
Ice Plus Protein (Ice Nucleation active Protein) The introduction of an ice-minus strain of P. syringae to
the surface of plants would incur competition between the strains. Should the ice-minus strain win out, the ice nucleate provided by P. syringae would no longer be present, lowering the level of frost development on plant surfaces at normal water freezing temperature (0oC). Even if the ice-minus strain does not win out, the amount of ice nucleate present from ice-plus P. syringae would be reduced due to competition. Decreased levels of frost generation at normal water freezing temperature would translate into a lowered quantity of crops lost due to frost damage, rendering higher crop yields overall
Wortel transgenik Adalah wortel transgenik yang mampu
menghasilkan suatu enzim manusia yang digunakan sebagai bahan obat untuk terapi penyakit Gaucher. Penyakit Gaucher sendiri adalah suatu penyakit genetis langka yang terjadi pada individu dimana penderitanya tidak mampu memproduksi enzim glucocerebrosidase, sehingga menyebabkan terjadinya penumpukan material lemak di limpa, hati dan organ-organ lain. Untuk menggantikan peran enzim ini maka diberikanlah enzim sejenis bernama Elelyso melalui suatu terapi.
terimakasih
