Bioteknologi Bidang Pertanian, Kedokteran, dan Peternakan – Setelah kita mempelajari bioteknologi pengolahan bahan makanan, sekarang kita masuk ke topik selanjutnya, yaitu bioteknologi dalam bidang pertanian dan peternakan. Dengan bioteknologi, hasil pertanian dan peternakan akan menjadi semakin baik, banyak, dan prosesnya efisien. Pernahkah kalian melihat atau mendengar tentang kebun yang berada di dalam atau di atas gedung? atau kawin suntik sapi? Semua itu adalah contoh dari bioteknologi.
Bioteknologi Bidang Pertanian
Beberapa contoh bioteknologi dalam bidang pertanian adalah sebagai berikut.
Hidroponik
Hidroponik adalah teknik menanam tanpa tanah dan memberdayakan air. Ada dua macam hidroponik, yaitu menggunakan media air (sistem Nutrien Film Technique/NFT) dan hidroponik substrat. Hidroponik sistem NFT yaitu menempatkan akar tanaman pada air dangkal yang mengandung pupuk dan nutrien. Sementara hidroponik substrat yaitu dengan media pertumbuhan akar berupa serbuk kayu, pasir, pecahan genteng, atau sabut kelapa dengan air disiramkan pada tanaman.
Kelebihan dari penanaman secara hidroponik adalah sebagai berikut.
• Pengendalian hama dan penyakit lebih mudah.
• Tumbuh lebih cepat dan produksi tanaman lebih tinggi
• Pemakaian pupuk lebih efisien.
• Tidak tergantung pada kondisi alam dan musim.
• Tidak membutuhkan lahan luas.
Aeroponik
Aeroponik hampir sama dengan hidroponik. Akar tanaman diletakkan menggantung dalam suatu wadah yang dijaga kelembapannya dari air. Zat makanan diperoleh melalui larutan nutrien yang disemprotkan ke bagian akar tanaman. Aeroponik merupakan tipe hidroponik karena air yang berisi nutrien disemburkan dalam bentuk kabut pada akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap nutrien-nutrien tersebut.
Kultur Jaringan
Kultur jaringan tanaman adalah suatu metode atau teknik mengisolasi bagian tanaman (protoplasma, sel, jaringan, dan organ) dan menumbuhkannya pada media buatan di dalam ruang yang terkontrol. Bagian-bagian tanaman tersebut dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman baru. Teknik ini banyak dilakukan untuk menghasilkan bibit tumbuhan dalam jumlah besar dan seragam sifat genetiknya dalam waktu relatif singkat. Bagian yang akan ditumbuhkan melalui kultur jaringan biasanya dari jaringan tumbuhan yang masih muda, misalnya ujung akar, tunas, dan daun muda. Bagian tanaman yang digunakan untuk kultur jaringan ini disebut eksplan.
Ketika melakukan kultur jaringan, faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan seperti cahaya, suhu, kelembapan, dan pH diatur pada kondisi yang paling sesuai. Bagian yang dikultur jaringan akan tumbuh menjadi massa sel yang belum mengalami diferensiasi yang disebut kalus. Kalus tumbuh menjadi plantlet, yaitu tanaman kecil yang telah memiliki bagian-bagian lengkap. Sebelum dapat ditanam, plantlet harus diaklimatisasi selama beberapa waktu sehingga kondisi dan ukurannya sesuai untuk ditanam.
Bioteknologi Bidang Peternakan
Beberapa contoh bioteknologi dalam bidang peternakan adalah sebagai berikut.
Inseminasi Buatan
Inseminasi buatan adalah teknik untuk memasukkan sperma ternak jantan yang telah dicairkan dan telah diproses terlebih dahulu ke dalam saluran reproduksi betina dengan menggunakan metode dan alat khusus. Alat yang digunakan disebut insemination gun yang bentuknya menyerupai suntik. Oleh karena itulah, inseminasi buatan disebut juga kawin suntik. Teknik ini cukup praktis karena saat penyuntikan disesuaikan dengan waktu pemasakan sel telur pada hewan betina. Selain itu, hewan dapat dihindarkan dari penularan penyakit terutama penyakit yang menular lewat hubungan seksual. Inseminasi buatan biasanya dilakukan pada hewan ternak seperti sapi.
Transfer Embrio
Transfer embrio adalah teknologi yang memungkinkan satu induk hewan betina menghasilkan banyak anak tanpa mengalami kehamilan. Pada proses reproduksi secara alami, induk hewan betina—misalnya sapi—hanya dapat menghasilkan satu anak melalui kehamilan. Namun dengan teknologi transfer embrio, induk betina ini hanya perlu menghasilkan embrio saja. Embrio ini kemudian dikeluarkan dan ditanamkan pada induk betina lain. Jadi setelah embrio tersebut dipindah, induk betina yang pertama tadi bisa melakukan reproduksi untuk menghasilkan embrio lagi.
Induk betina yang menghasilkan embrio dan pejantannya biasanya merupakan hewan yang sudah memiliki karakter yang unggul—misalnya merupakan keturunan dari sapi yang mengalami inseminasi buatan—sehingga keturunannyapun memiliki karakter yang sama.
Teknologi Transgenik
Teknologi transgenik pada hewan dilakukan dengan rekayasa genetika. Gen unggul diisolasi dan dimanipulasi, kemudian dipindahkan pada hewan lainnya—dengan spesies yang sama— sehingga diperoleh ternak unggul yang diinginkan. Contohnya adalah sapi transgenik yang diatur secara genetik agar menghasilkan laktoferin dalam air susunya. Laktoferin adalah protein yang secara normal ditemukan pada air susu ibu (ASI).
Bioteknologi Bidang Kedokteran
Jika membahas teknologi yang berhubungan dengan makhluk hidup dalam prosesnya tentu ada satu bidang yang tidak boleh kita lewatkan. Yap, itulah bidang kedokteran. Kesehatan sangat penting bagi manusia. Sampai saat ini masih banyak penyakit yang mengancam kesehatan manusia dan belum ditemukan obatnya. Oleh karena itulah manusia terus berusaha untuk meningkatkan teknologinya di bidang kedokteran agar dapat melawan penyakit-penyakit yang mengancam nyawa mereka.
Beberapa bioteknologi bidang kedokteran yang telah dikembangkan adalah sebagai berikut.
Antibiotik
Antibiotik adalah salah satu penemuan terbesar dalam dunia kedokteran. Sejarah penemuan antibotik ini cukup menarik karena sebenarnya dilakukan secara tidak sengaja oleh Alexander Flemming. Flemming lupa membersihkan cawan petri yang berisi bakteri dan meninggalkannya di lab. Ketika dia kembali beberapa hari kemudian, ternyata sebagian cawan petri telah ditumbuhi oleh kapang (jamur). Namun anehnya pada bagian yang ditumbuhi oleh kapang tersebut tidak ada bakteri. Padahal sebelumnya bakteri telah memenuhi cawan petri. Setelah Flemming mengadakan penelitian lebih lanjut tentang hal ini, ditemukanlah bahwa Penicillium notatum menghasilkan penisilin. Antibiotik alami pertama yang ditemukannya disebut Penicillin G.
Antibiotik adalah senyawa yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.
Berdasarkan sifatnya, antibiotik dibagi menjadi dua, yaitu:
a. antibiotik yang bersifat bakterisidal, yaitu antibiotik yang bersifat destruktif terhadap bakteri; dan
b. antibiotik yang bersifat bakteriostatik, yaitu antibiotik yang bekerja menghambat pertumbuhan atau multiplikasi bakteri.
Vaksin
Vaksin adalah mikroorganisme atau bagian mikroorganisme yang telah dilemahkan. Jika vaksin dimasukkan ke dalam tubuh makhluk hidup, maka sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi untuk melawan mikroorganisme ini. Dengan begitu, tubuh akan memiliki antibodi yang dapat mengalahkan mikroorganisme yang sama di kemudian hari. Vaksin dibuat dengan melemahkan bibit-bibit penyakit terlebih dahulu agar tidak membahayakan tubuh. Selain itu, vaksin juga dapat dibuat dengan rekayasa genetika.
Apakah kalian masih ingat dulu kalian diimunisasi di posyandu? Imunisasi polio, BCG, DPT/DT, Hepatitis A dan B, dan lain-lain. Hal tersebut adalah salah satu bentuk dari vaksinasi. Jadi ketika kita diimunisasi, bibit-bibit penyakit yang sudah dilemahkan dimasukkan ke dalam tubuh kita sehingga tubuh akan membentuk antibodi untuk melawan penyakit tersebut sehingga kita menjadi kebal.
Insulin
Insulin adalah hasil sekresi dari pankreas. Insulin berupa hormon yang mengendalikan metabolisme karbohidrat. Insulin menyebabkan sel pada otot dan adiposit menyerap glukosa dari peredaran darah dan menyimpannya sebagai glikogen di hati dan otot sebagai sumber energi. Jika manusia kekurangan hormon insulin maka dapat terkena penyakit diabetes mellitus.
Dengan melakukan rekayasa genetika pada bakteri Escherichia coli, bakteri tersebut dapat menghasilkan insulin yang sama dengan manusia. Insulin yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengobati penderita diabetes mellitus.
Terapi gen
Terapi gen adalah suatu teknik terapi yang digunakan untuk memperbaiki gen-gen abnormal/ cacat yang bertanggung jawab terhadap terjadinya suatu penyakit. Penyakit kecacatan gen adalah penyakit keturunan yang terjadi karena gen bermutasi .
Terapi gen dilakukan dengan memasukkan gen normal yang spesifik ke dalam sel yang memiliki kecacatan gen. Selain itu dapat juga melakukan pelenyapan gen abnormal dengan gen normal dengan rekombinasi homolog, mencegah ekspresi gen abnormal melalui teknik peredaman gen, dan melakukan mutasi balik selektif sehingga gen abnormal dapat berfungsi normal kembali.
Saat ini terapi gen juga banyak dilakukan untuk mengobati penyakit yang terjadi karena mutasi di banyak gen seperti kanker.