Prinsip Bioteknologi

I. PENDAHULUAN

Bioteknologi adalah suatu bidang penerapan biosains dan teknologi yang menyangkut penerapan praktis organisme hidup atau komponen subselulernya pada industri jasa dan manufaktur suatu pengolahan lingkungan.Bioteknologi memanfaatkan bakteri,ragi,kapang,alga sel,tumbuhan atau sel jaringan yang dibiakkan sebagai konstituen berbagai proses industri.....Penerapan bioteknologi yang berhasil hanya tercapai bila dilakukan pengintegrasian berbagai disiplin ilmu pengetahuan dan teknologi,termasuk mikrobiologi biokimia,genetika,biomolekuler,kimia serta rekayasa proses dan teknik kimia.Proses bioteknologi pada umumnya mencakup produksi sel atau kromosa dan transformasi kimia yang dinginkan.Bioteknologi mencakup proses permentasi,pengolahan air dan sampah,teknologi pangan dan berbagai penerapan baru mulai dari biomedis hingga daur ulang logam dari batuan mineral berkualitas rendah.

II. BAGAIMANAKAH SEJARAH EVOLUSI BIOTEKNOLGI ?

Sebenarnya bioteknologi bukan hal baru,tetapi dalam kenyataannya sudah ada jauh sebelumnya.Dalam prakteknya ada 4fase perkembanagn utama yang dapat diidentifikasi hingga mencapai system bioteknologi modern.Fase-fase tersebut adalah:
A. Poduksi Bioteknologi Makanan dan Minuman
Sejak beberapa ribu tahun yabg lalu sudah dikenal tentang membuat adonan kue,membuat bir serta anggur.Kesadaran bahwa terjadinya berbagai proses tersebut diakibatkan oleh organisme,hidup ragi dan ini belum dijabarkan hingga abad ke17 oleh Antoni Van Bukkeenhoeck.Bukti pasti atas kesanggupan mikroorganisme melakukan permentasi timbul dari studi prmulaan Pasteur antara tahun 1857 dan 1876.Sehigga Pasteur dianggap sebagai bapak bioteknologi.Pembuatan kecap dan tempe juga merupakan bioteknologi masa lampau,sedang dijepang sejak 300 tahun yang lalu juga dikenal jmur agarias.
B. Proses Bioteknologi Dikembangkan Pada Kondisi Tidak Steril
Banayk senyawa industri penting seperti etanol,asam asetat berbagai asm organik,butanol dan aseton,dihasilkan pada akhir abad-19 dengan metode fermentasi yang terbuka terhadap lingkungan.Pengendalian atas kontaminasi mikroorganisme dapat dilakukan dengan manipulasi lingkungan ekologinya secara hati-hati,bukan melalui penggunaan rekayasa rumit.
C. Pengenalan Sterilisasi Dalam Proses Bioteknologi
Sekitar tahun 1940 muncul suatu bioteknologi melalui pengenalan teknik rekayasa yang rumit pada kultivasi masa organisme untukmenjamin bahwa proses biologis tertentu dapat berlangsung tanpa kontaminasi mikroorganisme lain.Yaitu dengan terlebih dahulu melakukan sterilisasi media dan bioreaktor,serta menggunakan perlengkapan rekayasa yang dapat menghindari kontaminan yang mungkin masuk.Maka hanya biokatalis saja yang diinginkan dalam reaktor.Sebagian besar proses ini sangat rumit,mahal dan hanya untuk produk bernilai tinggi.
D. Dimensi Baru dan Kemungkinan Untuk Indistri Bioteknologi
Dalam beberapa tahun terakhir iniada beberapa perkembanganterkenal dalam biologi indekuler dan pengendalin proses yang mendapatkan kesempatan baru dan mencengangkan.Perkembangan ini disamping menimbulkan dimensi baru,juga meningkatkan efisiensi dan ekonomi industri bioteknologi yang sudah inovasi terbaru tersebut diantaranya kultur jaringan.

III. BAGAMANAKAH KULTUR JARINGAN ITU ?

A. Pengantar
Revolusi hijau hasil penemuan bibit unggul tanaman pangan membawa banyak keberhasilan.Sebidang tanah dapat ditanami pada sampai 3 X tahun.Tetapi system pertanaman monokultur ini rawan terhadap serangan hama penyakit dan tingkat kesuburan tanah dikuras oleh tanaman ini tidak tanggung tanggung banyaknya.
Ahli-ahli dan para sarjana dari berbagai disiplin ilmu melakukan pendekatan dan berbagai alternative.Akhirnya suatu gebrakan teknologi yang tertumpu diatas prinsip-prinsip bio-management,dianggap merupakan alterntif yang paling memadai untuk keluar dari kemelut ini.Alternatiflain tentang kemungkinan mendayagunakan perkembangan teknologi kimiadan bilogi juga sangat diharapkan.
Diantara sekian banyak kemungkinan penerapan taknologi bio management/bioteknologi dan rekayasa genetika di bidang pertanian,namun teknologi kultur jaringan (Tissue Culture) merupakan pilihan yang tepat.Prof.Dr.Eddy Noer Hedi (Guru Besar Ilmu Botani dan Kepala Pusat Pengembangan Teknologi Kultur Jaringan ITB) menjelaskan bahwa teknologi kultur jaringan dapat melipatgandakan produksi bibit dalam wktu yang sangat singkat.


B. Proses Kultur Jaringan
Percobaabn yang dilakukan Prof.Dr.Eddy Noer Hadi.Membuktikan bahwa:
• Potongan jaringan tumbuhan secara aseptis disimpan dan dipelihara pada medium yang cocok,maka sel-sel jaringan akan mengalami proses pembelahan.
• Terjadi massa sel yang tidak ter “differensiasi”yang disebut callus.Bila potongan ini callus ini kemudian dipindahkan dan dipelihara pada medium yang mengandung zat-zat tertentu dalam dalam perbandingan tertantu pula maka terjadi differensiasi.
• Pada tahap ini,timbullah berbagai bentuk ukuran sel yang sesuai denagan fungsinya masing-masing.
• Dari “callus”yang ter “differesiasi”inilah kemudian akan terbentuk individu/tumbuhan baru.
• Sepotong jaringan daun dapat ditumbuhkan menjadi tumbuhan baru,hal ini dijelaskan dalam teori-teori potensidan teori sel.

1.Teori titi potensi menerangkan bahwa setiap tumbuhan memiliki kemampuan regenerasi .
2.Teori sel menyebutkan bahwa tumbuhan dan hewan sebagai suatu organisasi terdiri dari sel-sel.(dikemukakan oleh Scheiden dan Schwan).
Sel sebagai suatu kesatuan biologis terkecil mampu mengadakan berbagai aktivitas hayati seperti metabolisme,reproduksi dan tumbuh.Proses tumbuh terbatas pada aktivitas sel-sel titik tumbuh atau sel-sel meristem yang belum ter “differensiasi”.Proses tumbuh berlangsung di daerah meristem ini terjadi karena pembelahan sel.Di luar daerah meristem,differensiasi terjadi bersamaan atau sesudah pembesaran sel.
Mekanisme differensiasi berlangsung.Ini benar-benar fenomena yang mengagumkan.Peristiwanya di mulai dengan bergabungnya dua sel kelamin yang dinamakan zygote membelah beraturan dan disebut sebagai proses mitosis sebagaimana lazimnya sel yang terjadi dari pembelahan mitosis,seharusnya ia memiliki potensi genetika yang sama.Tetapi dalam percobaan ditemukan sel-sel itu berbeda dalam bentuk,susunan kimia dan fungsinya para ahli menamakan gejala ini sebagai”korelasi tumbuh”.Hormon tumbuh ini mengakibatkan embrio yang mula-mula tersusun dari sel-sel meristem yang bentuknya sama,tunbuh menjadi kecambah,untuk selanjutnya membentuk akar,tangkai dan daun.
Seluruh rangkaian proses tersebut berlansung singkat.Jaringan meristem dapat saja dibuat dalam bentuk callus atau suspensi sel.Satu callus yang ditumbuhkan dalam media buatan dapat menghasilkan 20 tumbuhan baru,sementara 1mm suspensi sel mengandung 50.000-100.000 sel,dan dalam prakteknya ia bias menghasilkan 25.000-50.000 tumbuhan baru.Waktu total yang diperlukan 7 X 24 jam.Semua itu adalah bukti besarnya manfaat teknologi kultur jaringan untuk mempercepat proses pembibitan dengan kwalitas genetika sama dengan tumbuhan asalnya.
Pemanfaatan berbagai medium yang cocok sedang diusahakan.Medium ini terdiri dari mineral,sukrosa,preparat hormon,enzim,dan zat-zat tmbahan lainnya.Hasil percobaan telah membuktikan kebenaran teori-teori potensi dan teori sel.Sel-sel dari tanaman yang dicobakan terbukti dapat tumbuh dalam medium buatan dengan subur lalu dipindahkan tepat untuk dibesarkan agar dapat menghasilkan buah bagi keperluan manusia.
C. Manfaat Kultur Jaringan
1. Untuk Perbaikan Mutu Genetika
Penelitian Nitsch (1969) membuktikan bahwa sel-sel dan dua tumbuhan bahkan dua spesies yang brlainan dapat dipelihara didalam satu kultur suspensi.Sel-sel di dalamnya mampu membelah dan tumbuh sebagai campuran untuk kemudian membentuk organ-organ seperti tangkai akar,daun daan bunga.Ternyata tiap organ dari tumbuhan baru ini mempunyai tipe sel dari dua tumbuhan asal dengan mempertahankan identitas genetiknya.Nitsch menggunakan kultur Cy tissues porpereus dan Cy tissues laburnum dalam percobaannya.Hasilnya tanaman kombinasi yang dihasilkan kultur kombinasi sel-sel akan timbul dan terlihat bagian-bagian tanaman yang menyeupai C.Purpureus dan pada daerah lain trlihat tanaman yang menyarupai C.Labornum Nitsch menyebut tanaman baru ini Cy tissues alami.
2. Untuk Para Astronout
Byrne tahun 1962 mempelajari kemungkinan penggunaan kulur suspensi berbagai macam tumbuhan sebagai sumber baahn makanan non konvensional.Dengan demikian para astronaut diharapkan tidak perlu khawatir kekuranagan makan atau oksigen untuk bernafas sebab kultur callus yang berklorofil mampu memberikan dan menghasilkan makanan segar yang kaya akan vitamin dan mineral.Kultur ini juga akan menggunakan dan memanfaatkan CO sebagai hasil respirasi astronout dan memberikan O sebagai hasil fotosintesis.
3.Untuk Penanggulangan Krisis Protein
Lebaga Minyak Perancis menemukan ganggang hijau-biru spirulina maxima,di dalam kultur yang cocok mampu membentuk single ccalgaell protein dengan susunan asam amino yang sangat baik untuk fonsuma manusia.Hal ini terlihat dari kadar protein yang dikandungnya dapat mencapai 70 % dari berat kering.Biosynthetic protein ini oleh protein Aduisory Group PBB dinyatakan sebagai bahan makanan yang memenuhi standar kualitas dan tidak beracun.


IV. PENUTUP

Pada prisipnya keberhasilan riset tersebut sekaligus menantang krisis pangan dan energi yang meruncing belakangan ini ,karena teknologi kultur jaringan mampu menjawab keterbatasan lahan,laju pertumbuhan penduduk,dan ketergantungan pada musim untuk menghasilkan bibit unggul.
Sayangnya,penerapan teknologi kultur jaringan di Indonesia sampai saat ini masih bersifat percobaan di lingkungan terbatas.Hal ini dikarenakan pendayagunaan teknologi kultur jaringan ada akhirnya harus merupakan suatu program lintas sektoral yang terpadu.Selain itu memerlukan suatu pendekatan antar disiplin yang sudah menginjak dunia usaha dan perekonomian.
Teknologi kultur jaringan membuat perbanyakan kultur dengan sifat-sifat yang sama denagan pohon induknya akan dapat dipercepat.Teknologi ini mempunyai arti penting bagi perbanyakan tindak dan bagi tanaman yang sulit dibiakan dengan cara vegetatif lainnya,namun mempunyai nilai ekonomis yang sangat berarti.