TRANSPLANTASI GEN-TEKNIK PLASMID

Bioteknologi dalam rekayasa genetik

Vektor, berupa plasmid bakteri atau viral ADN virus.

Gbr. Pembuatan plasmid dan mekanisme penyisipan gen

Bakteri, berperan dalam perbanyakan plasmid melalui perbanyakan bakteri.

Gbr. Pemisahan DNA oleh enzim restriksi

Enzim, terdiri dari enzim RESTRIKSI (pemotong plasmid/ADN) dan enzim LIGASE (penyambung ptongan-potongan ADN)

• Langkah-langkah dalam rekayasa genetika untuk memproduksi insulin dalam Teknik Plasmid adalah sebagai berikut :

1. Masing-masing gen polipeptida alfa dan beta disintesis secara kimiawi.
2. Gen tersebut disisipkan pada plasmid E. coli yang direkayasa supaya memiliki operon laktosa, yaitu promoter, operator, dan gen struktural 2 yang mengkode ß-galaktosidase. Di samping itu, plasmid ini juga mengandung gen yang mengkode resistensi terhadap amfisilin yang berguna sebagai marker untuk menyeleksi sel yang mengandung plasmid.
3. Masing-masing gena alfa dan beta disisipkan ke dalam plasmid yang terpisah, yaitu pada bagian kanan gen z.
4. Plasmid tersebut lalu dimasukkan ke dalam sel E. coli untuk diekspresikan.
5. Ekspresi operon laktosa akan menyebabkan terbentuknya protein galaktosidase dan protein insulin yang saling berikatan hingga membentuk protein gabungan.
6. Selanjutnya protein gabungan ini dimurnikan lalu dipotong sehingga protein insulin terpisah dengan protein ß-galaktosidase.
7. Dengan cara ini akan diperoleh polipeptida alfa maupun polipeptida beta insulin.
8. Akhirnya polipeptida alfa diikatkan dengan polipeptida beta secara oksidasi. sehingga diperoleh insulin yang utuh dan siap untuk digunakan.

KULTUR JARINGAN

Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik, sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri tumbuh menjadi tanaman lengkap kembali. istilah Teknologi Kultur Jaringan ini jika diterapkan di hewan disebut Kloning

PRINSIP DASAR KULTUR JARINGAN ADALAH : KEMAMPUAN TOTIPOTENSIAL

Kemampuan totipotensi adalah kemampuan pada Jaringan / Sel tanaman yang mampu

1. Membelah ( Cleavage)
2. Memanjang dan membesar (Elongasi)
3. Defrensiasi dan Specialisasi menjadi jaringan yang mapan

• Pada tanaman bagian / organ yang mempunyai kemampuan Totipotensi ini adalah pada jaringan yang muda /embryonal atau sering dkenal dengan “Jaringan Meristem”
• Pada tanaman kemampuan totipotensi ini ada di seluruh Organ sehingga pada tanaman bisa dikembangkan secara vegetatif besar besaran dengan Teknik Kultur jaringan ini ( Tissue Culture ). OK

Berbeda dengan Manusia dan hewan tingkat tinggi yang kemampuan Totipotensinya hanya pada OVUM yang telah dibuahi sperma membentuk ZYGOT

• Zygot inilah yang mempunyai kemampuan totipotensi yang real banar benar bisa membentuk embryo dan tubuh kita yang tersusun atas berbagai organ berbagai system organ
• Karena pada tubuh kita tidak ada kemampuan Totipotensi inilah maka kita tidak bisa di kultur . OK

Sekali lagi Kultur Jaringan adalah perbuatan memperbanyak individu secara vegetatif / tak kawin seperti halnya stek , oculasi atau mencangkok sehingga produk nya TIDAK MENJADI UNGGUL , Produknya seragam sama seperti sebelumnya (ingat itu)

Jadi kalau mau membuat kultur jaringan , buat dulu tanaman unggul , baru kemudian di kulturkan.

Penemu F.C. Steward menggunakan jaringan floem akar wortel.

MANFAAT / KEUNTUNGAN KULTUR JARINGAN

1. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yau~g singkat

2. Sifat identik dengan induk

3. Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki

4. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa.

Isharmanto gonzaga college jakarta

• Berikut Teknologi Kultur Jaringan jika ingin anda memperdalam lagi

• Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif.
• Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap.
• Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril.
• Skemanya sebagai berikut
  
  
  
  Skema teknik kultur jaringan sederhana yang dilakukan
• Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif.

• Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa keunggulan, antara lain:

1. mempunyai sifat yang identik / SERAGAM dengan induknya,
2. dapat diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat yang luas,
3. mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang singkat,
4. kesehatan dan mutu bibit lebih terjamin,
5. kecepatan tumbuh bibit lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.

Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah:

1. Pembuatan media
2. Inisiasi
3. Sterilisasi
4. Multiplikasi
5. Pengakaran
6. Aklimatisasi

1. Pembuatan Media

• Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan.
• Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak.
• Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon.
• Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain.
• Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan.
• Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca.
• Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.

2. Inisiasi

• Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan.
• Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.

3. Sterilisasi

• Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril.
• Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan.
• Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.

4. Multiplikasi

• Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media.
• Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan.
• Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.
• 

5, Pengakaran

• Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik.
• Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri ataupun jamur.
• Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).

Aklimatisasi

• Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng.
• Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup.
• Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar.
• Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.

• Keunggulan inilah yang menarik bagi produsen bibit untuk mulai mengembangkan usaha kultur jaringan ini.
• Saat ini sudah terdapat beberapa tanaman kehutanan yang dikembangbiakkan dengan teknik kultur jaringan, antara lain adalah: jati, sengon, akasia, dll.

• Bibit hasil kultur jaringan yang ditanam di beberapa areal menunjukkan pertumbuhan yang baik, bahkan jati hasil kultur jaringan yang sering disebut dengan jati emas dapat dipanen dalam jangka waktu yang relatif lebih pendek dibandingkan dengan tanaman jati yang berasal dari benih generatif, terlepas dari kualitas kayunya yang belum teruji di Indonesia.
• Hal ini sangat menguntungkan pengusaha karena akan memperoleh hasil yang lebih cepat. Selain itu, dengan adanya pertumbuhan tanaman yang lebih cepat maka lahan-lahan yang kosong dapat c

KEUNTUNGAN PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN

• Pengadaan bibit tidak tergantung musim
• Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu yang relatif lebih cepat (dari satu mata tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat dihasilkan minimal 10.000 planlet/bibit)
• Bibit yang dihasilkan seragam
• Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu)
• Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah
• Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkungan lainnya
• KULTUR jaringan adalah serangkaian kegiatan yang dilakukan untukmembuat bagian tanaman (akar, tunas, jaringan tumbuh tanaman) tumbuhmenjadi tanaman utuh (sempurna) dikondisi invitro (didalam gelas).
• Keuntungan dari kultur jaringan lebih hemat tempat, hemat waktu, dantanaman yang diperbanyak dengan kultur jaringan mempunyai sifat samaatau seragam dengan induknya.
• Contoh tanaman yang sudah lazimdiperbanyak secara kultur jaringan adalah tanaman anggrek.

KULTUR JARINGAN ini adakah salah satu dari sistem aplikasi pengembangan bibit tanaman yang mempermudah manusia untuk meningkatkan hasil yang akhirnya bisa untuk mensejahterakan manusia , Kesejahteraan inilah misi utama dari BIOTEKNOLOGI sehingga kultur jaringan ini adalah sisi kecil dari pengembangannya

• Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa untuk kesejahteraan manusia.
• Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain,
• Bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
• 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, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan.
• Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna.
• Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
• Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain.
• Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala.
• Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan.
• Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.
• Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya.
• Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

ANTIBODY MONOKLONAL

Teknologi antibodi monoklonal yaitu teknologi menggunakan sel-sel sistem imunitas yang membuat protein yang disebut antibodi. Sistem kekebalan kita tersusun dari sejumlah tipe sel yang bekerja sama untuk melokalisir dan menghancurkan substansi yang dapat memasuki tubuh kita. Tipa tipe sel mempunyai tugas khusus. Beberapa dari sel tersebut dapat membedakan dari sel tubuh sendiri (self) dan sel-sel asing (non self). Salah satu dari sel tersebut adalah sel limfosit B yang mampu menanggapi masuknya substansi asing denngan spesivitas yang luar biasa.

• Dengan mengetahui cara kerja anti bodi, kita dapat memanfaatkannya untuk keperluan deteksi, kuantitasi dan lokalisasi.
• Pengukuran dengan pendeteksian dengan menggunakan Teknologi antibodi monoklonal relatif cepat, lebih akurat, dan lebih peka karena spesifitasnya tinggi.
• Teknologi antibodi monoklonal saat ini digunakan untuk deteksi kehamilan, alat diagnosis berbgai penyakit infeksi dan deteksi sel-sel kanker.
• Karena spesifitasnya yang tinggi maka Teknologi antibodi monoklonal dapat digunakan untuk membunuh sel kanker tanpa mempengaruhi sel-sel yang sehat.
• Selain kegunaannya untuk mendiagnosis penyakit pada manusia, Teknologi antibodi monoklonal juga banyak dipakai untuk mendeteksi penyakit-penyakit pada tanaman dan hewan, kontaminasi pangan dan polutan lingkungan.

Bagaimana Cara Memproduksi Antibodi Monoklonal (Hibridoma)

Ketika di tikus terbentuk antibody yang beraneka ragam (antibody multiklonal) dengan maksud tubuh tikus emang harus dilindungi dari berbagai organisme patogen /antigen asing misal (antigen HCG) ,maka tikus diharapkan bebas dari berbagai gangguan penyakit akibat bervariasinya patogen/antigen tersebut.

• Perlu diketahui lympocyt tikus yang membuat antibody tentu sangat variatif , tidak hanya sel B yang ampuh melawan antigen tetapi juga dibuat antibody yang lain , yang kita kenal dengan sebutan multiklonal. selain dengan melakukan daya adaptif terus menerus terhadap anrtigen baru yang masuk tubuhnya ini dilakukan untuk menahan tekanan penyakit dari luar yang begitu beragam dan selalu penyakit / antigen asing tersebut meng "up-grade" menjadi lebih canggih . apapun bentuk up grade an penyakit sebenarnya tubuh tikus itu siap melawannya dan selalu OK.
• Namun kwantitas antibody yang beraneka ragam itu dipastikan kurang produksinya sehingga tidak bisa mengibangi patogennya. maka dari dasar sederhana itulah kemudian dicipta antibody specifik , meskipun jumlahnya sedikit tapi sangat ampuh, bisa diproduksi besar besaran dengan teknik hibridoma secara invitro /invivo berupa antibody monoklonal.

Caranya

1. Diambil Limpocyt pabrik antibody yang memproduksi beraneka ragam antibody itu
2. Dipisahkan berbagai jenis antibody (multiklonal)dengan specifik tujuan yang berbeda
3. digabungkan Antibody specifik itu ke sel kanker(myolema) yang begitu cepat membelahnya (unlimited akses) pada suatu media , sel mieloma semacam sel tumor yang dibiakkan dan dimutasikan itu jika dipertemukan dengan sel B (biasanya disebut sel B-mieloma)/ sel hibridoma
4. jika sel hibridoma ini terbentuk dan sukses ternyata sel hibridoma bisa membelah pula dalam skala yang unlimited., sehingga memungkinkan pemroduksian dalam skala besar nantinya.
5. Akhirnya bisa diperoleh antibody monoklonal yang specifik itu untuk membantu penyebuhan penyakit misalnya kanker .

CARA KERJA ANTIBODI MONOKLONAL
Tidak seperti kemoterapi dan radioterapi, yang bekerja secara kurang spesifik, tujuan pengobatan antibodi monoklonal adalah untuk menghancurkan sel-sel limfoma non Hodgkin secara khusus dan tidak mengganggu jenis-jenis sel lainnya.

• Semua sel memiliki penanda protein pada permukaannya, yang dikenal sebagai antigen.
• Antibodi monoklonal dirancang di laboratorium untuk secara spesifik mengenali penanda protein tertentu di permukaan sel kanker.
• Antibodi monoklonal kemudian berikatan dengan protein ini.
• Hal ini memicu sel untuk menghancurkan diri sendiri atau memberi tanda pada siinduk kekebalan tubuh untuk menyerang dan membunuh sel kanker.
• Sebagai contoh, rituximab, antibodi monoklonal yang dipakai dalam pengobatan limfoma non Hodgkin, mengenali penanda protein CD20. CD20 ditemukan di permukaan Sel B abnormal yang ditemukan pada jenis-jenis limfoma non Hodgkin yang paling umum.

Proses kerja

• Saat rituximab berikatan dengan CD20 di permukaan suatu sel-B, sel mungkin dihancurkan langsung, tetapi pertahanan alami tubuh juga disiagakan.
• Rituximab secara efektif menyerang sel limfoma agar dapat dihancurkan siinduk kekebalan tubuh dan membunuh sel-sel kanker.
• CD20 juga ditemukan di permukaan sel-B normal, salah satu jenis sel darah putih yang beredar di tubuh.
• Ini berarti mungkin sel-B normal ini juga dihancurkan saat rituximab digunakan.
• Akan tetapi, sel induk dalam sumsum tulang yang berkembang menjadi sel-B tidak memiliki CD20 pada permukaannya.
• Oleh karena itu sel induk tidak dihancurkan oleh rituximab dan dapat terus menyediakan sel-B sehat untuk tubuh.
• Meskipun jumlah sel-B normal yang matang berkurang untuk sementara karena pengobatan, mereka akan kembali ke kadar semula setelah pengobatan.

DOSIS DAN PEMBERIAN ANTIBODI

• Dosis dan pemberian bervariasi untuk setiap antibodi yang diberikan.
• Sebagai contoh, rituximab, antibodi monoklonal yang umum digunakan dalam pengobatan NHL diberikan intravena, melalui jarum yang masuk ke dalam pembuluh darah , biasanya di lengan.
• Rituximab diberikan sebagai ‘tetesan’ yang berarti obat dimasukkan dulu ke dalam kantong infus, kemudian cairan menetes perlahan ke dalam pembuluh darah dengan mengandalkan kekuatan gravitasi.
• Jika antibodi monoklonal digunakan dalam kombinasi dengan kemoterapi, rituximab biasanya diberikan sesaat sebelum kemoterapi pada awal setiap siklus pengobatan.
• Sebelum tetesan infus diberikan, obat lain untuk mencegah beberapa efek samping antibodi monoklonal diberikan – contohnya parasetamol untuk mengurangi demam dan anti-histamin untuk mengurangi kemungkinan reaksi alergi.
• Meski demikian, efek samping antibodi monoklonal umumnya ringan dan sementara serta dapat diatasi dengan mudah.
• Jika terjadi efek samping saat obat diberikan, tetesan infus dapat diperlambat atau bahkan dihentikan hingga efek samping berakhir.
• Untuk pengobatan pertama, pasien menginap di rumah sakit atau sementara tinggal di sana sebelum pulang ke rumah.
• Pengobatan lanjutan biasanya lebih cepat dan efek sampingnya lebih sedikit. Kebanyakan orang dapat mendapat pengobatan lanjutan ini sebagai rawat-jalan dan pulang ke rumah pada hari itu juga.

EFEK SAMPING ANTIBODI MONOKLONAL

• Seperti semua obat, antibodi monoklonal dapat menyebabkan efek samping.
• Contohnya untuk rituximab, efek samping umumnya ringan dan bersifat sementara, hanya berlangsung selama pengobatan atau beberapa jam setelahnya.
• Efek samping terjadi paling sering selama masa pengobatan mingguan pertama, dan biasanya berkurang dengan dosis selanjutnya.
• Hal ini disebabkan lebih banyak sel limfoma selama pengobatan pertama yang harus diserang oleh antibodi monoklonal dan dihancurkan oleh si induk kekebalan tubuh.
• Efek samping yang paling umum adalah demam, menggigil dan gejala mirip flu lainnya, seperti nyeri otot, nyeri kepala dan rasa letih.
• Umumnya cepat berakhir setelah masa pengobatan berakhir.
• Kadang-kadang, pasien merasakan flushing mendadak dan merasa panas di wajah.
• Hal ini biasanya berlangsung amat singkat.

Beberapa pasien mengalami mual (mual) atau muntah. Obat anti muntah (anti-muntah) umumnya sangat efektif dalam mencegah maupun meringankan gejala-gejala ini sehingga lebih dapat ditoleransi.

Kadang-kadang, pasien merasakan nyeri pada bagian tubuh yang merupakan lokasi limfoma. Nyeri biasanya ringan dan dapat diatasi dengan obat anti-nyeri biasa.
Rituximab dapat menyebabkan reaksi alergi. Gejalanya dapat berupa:
• Gatal atau mendadak muncul warna kemerahan
• Batuk, mengi atau sesak napas
• Lidah bengkak atau rasa bengkak di tenggorokan
• Edema, atau pembengkakan karena kelebihan cairan dalam jaringan tubuh

• Reaksi alergi berat terhadap rituximab jarang ditemukan dan pasien diamati selama masa pengobatan akan munculnya gejala-gejala ini.
• Pasien harus melaporkan gejala yang dialaminya begitu muncul.
• Seringkali, yang perlu dilakukan hanyalah memperlambat atau menghentikan sementara tetesan intravena sampai reaksi alergi berakhir.
• Pasien umumnya diberikan anti-histamin sebelum mulai pengobatan untuk membantu mencegah atau mengurangi masalah ini.

Antibody Monoclonal drug adalah sebuah obat inovasi baru dalam usaha manusia melawan kanker. Meskipun efektifitas dan sepesifisitas obat ini terhadap kanker tertentu telah teruji dan membuahkan hasil, namun cara penggunaan obat ini agar memberikan hasil yang terbaik sampai saat ini belumlah diketahui secara pasti.
Bagaimana Monoclonal Antibody Bekerja Menghajar Sel Kanker?

1. Membuat Sel Kanker Lebih dikenali Oleh Sistem Immun.

Sistem immun akan aktif jika terdapat musuh (antigen) dalam tubuh, wes enaknya sistem immun ini adalah tentaranya tubuh ;) . Sekali sistem immun mengenali adanya musuh tubuh, maka ia akan memanggil teman-temannya untuk melawan musuh ini. Tapi tidak selamanya sistem immun bisa mengenali sel kanker sebagai musuh, lha obat-obatan golongan antibody monoclonal seperti Rituximab bekerja agar sistem immun lebih kenal dengan sel kanker sehingga sistem pertahanan tubuh bisa bekerja lebih efektif dalam rangka menghajar sel kanker.

2. Menghambat Faktor-Faktor Pertumbuhan Sel Kanker.

Jika sebuah zat kimia yang disebut sebagai Growth Factor menempel pada sel kanker, maka pertumbuhan sel kanker yang ditempeli akan meningkat drastis, kalo pertumbuhan sel kankernya tambah banyak kan secara otomatis kankernya semakin menggila. Didasarkan fakta inilah, obat-obatan Antibody Monoclonal seperti Cetuximab bekerja menghambat ikatan antara growth factor dengan reseptor pada sel :D .

3. Menghantarkan Radiasi ke Sel Kanker.

Kombinasi obat antibody monoclonal dengan partikel radioaktif, kita bisa menghantarkan radiasi langsung tepat sasaran pada sel kanker. Hal ini digunakan untuk memastikan radiasi tersebut tidak merusak sel yang yang sehat. Dengan adanya obat yang penggunaannya masih dalam pengwasan FDA ini, maka efektifitas radioterapi pada pasien kanker bisa lebih ditingkatkan.
Apa Saja Efek Samping Antibody Monoclonal?

Penggunaan antibody monoclonal sebagai terapi kanker juga mampu menimbulkan efek samping, mulai efek samping yang ringan sampai efek samping yang menjadikan pasien dalam kondisi gawat darurat.

Efek Samping Umum.

* Reaksi alergi seperti gatal dan bengkak.
* Gejala seperti flu, padahal bukan flu :lol:
* Nausea
* Diare
* Pengeringan Kulit


Efek Samping yang jarang terjadi, namun berbahaya.

* Perdarahan hebat
* Gangguan jantung
* Reaksi anafilaksis (hipersensitif)
* Penurunan jumlah hitung darah

REKAYASA GENETIKA

APA ITU REKAYASA GENETIK

• Rekayasa genetik adalah proses mengidentifikasi dan mengisolasi DNA dari suatu sel hidup atau mati dan memasukkannya dalam sel hidup lainnya.
• Sebelum dimasukkan, materi genetik tersebut dapat direkayasa di laboratorium.
• Sering pula dsebut dengan Teknik DNA Rekombinan /Teknik Plasmid/Transplantasi Gen /Penyisipan gen atau gampangnya teknik Gunting Tempel

REKAYASA GENETIK

• Dimulai sekitar 50 tahun yang lalu
• Diawali oleh: Dr. Paul Berg, Dr. Stanley Cohen, Dr. Anie Chang, Dr. Herbert Boyer, Dr. Robert Helling
• Mereka menemukan enzim restriksi endonuklease yang berfungsi sebagai “gunting molekuler” yang dapat mengenal dan memotong secara kimia tempat-tempat khusus sepanjang molekul DNA dan juga enzim Ligase yang berperan dalam menyatukan menempelkan potongan gen untuk disisipkan

• Setelah proses rekayasa genetik berhasil, DNA yang baru tergabung secara permanen dalam kromosom sel baru, dan tampak pula dalam DNA sel-sel keturunannya.
• Bagaimana para ilmuwan melakukan rekayasa genetik? Mereka menggunakan teknologi DNA rekombinan

APA ITU DNA REKOMBINAN

• Metode mengisolasi, memanipulasi, menggandakan, memotong, dan menggabungkan urutan DNA yang teridentifikasi secara keseluruhan yang disebut teknologi penggabungan DNA atau DNA rekombinan.

TEKNIK DNA REKOMBINAN

• Teknik mengisolasi DNA
• Teknik memotong DNA
• Teknik menggabung/ menyambung DNA
• Teknik memasukan DNA kedalam sel hidup (vektor)
• Vektor berkembang dengan sisipan DNA yang direkayasa

MEKANISME SEKSUAL BAKTERI

• Mekanisme seksual bakteri merupakan pertukaran DNA atau gen dari satu sel ke sel lainya
• Jadi mekanisme seksual bakteri tidak bersifat reproduktif (tidak menghasilkan anak atau zuriat)

CARA PEMINDAHAN DNA

• Konjugasi: pemindahan DNA dalam sel bakteri melalui kontak fisik antar kedua sel
• Transformasi: pengambilan DNA oleh bakteri dari lingkungan sekelilingnya
• Transduksi: pemindahan DNA dari satu sel ke sel lainya melalui perantara

PERANGKAT BAKTERI

• Enzim restriksi: untuk memotong DNA
• Enzim DNA ligase: untuk menyambung DNA
• Plasmid: vektor untuk mengklon gen atau fragmen atau mengubah sifat bakteri
• Transposon: untuk mutagenesis dan menyisipkan penanda

• Pustaka Genom: menyimpan gen atau fragmen DNA yg telah diklon
• Enzim transkripsi balik: membuat DNA berdasarkan RNA
• Pelacak DNA/RNA: untuk mendeteksi gen/fragmen DNA yg diinginkan atau mendeteksi klon yg benar

CARA MENEMUKAN LETAK GEN

• Dengan perunut DNA, yaitu suatu molekul DNA utas tunggal yang relatif pendek yang merupakan pasangan dari sekuen gen yang dikehendaki.
• Dengan kata lain, jika segmen dari gen yang diinginkan tersebut diketahui adalah AGTTCG, maka segmen pasangan dari DNA perunut akan menjadi TCAAGC

CARA MENYISIPKAN GEN

• Jika kita ingin memasukkan suatu gen manusia ke dalam sel lain, gen perlu diisolasi, sehingga dapat disisipkan dalam sel baru.
• Contoh: gen insulin manusia diisolasi kemudian digabungkan dalam sel bakteri E. coli selanjutnya gen yang disisipkan tersebut menyebabkan sel bakteri memproduksi protein insulin manusia, yang dapat diberikan pada penderita diabetes

Gambar Rekayasa Genetik

1. Penyiapan molekul DNA kromosom yang mengandung gen yang akan di-kloning.
2. Pemotongan molekul DNA kromosom, untuk memperkecil ukurannya serta analisa ukuran hasil pemotongan. Pemotongan ini diatur sedemikian hingga fragment molekul DNA (gen) yang dikehendaki tidak terpotong.
3. Peng-insersi-an Fragment DNA yang mengandung suatu gen yang akan diklon ke suatu molekul DNA sirkular (disebut dengan vektor) untuk menghasilkan suatu molekul DNA rekombinan (chimaera).
4. Bagaimana memasukkan (insersi/transformasi) molekul DNA rekombinan kedalam sel inang (host cell), umumnya bakteri atau sel hidup lainnya.
5. Bagaimana menumbuhkan sel hasil transformasi pada suatu medium untuk dapat diseleksi lebih lanjut nantinya.
6. Bagaimana vektor dengan gen terinsersi (molekul DNA Rekombinan) menggandakan diri menghasilkan sejumlah kopi yang sama.
7. Bagaimana sel inang membelah diri dan tentunya dengan mengkopi juga seluruh molekul DNA rekombinan yang ada di dalam sel-nya.
8. Setelah sejumlah kali ulangan pembelahan, suatu koloni, atau klon dengan kandungan molekul DNA rekombinan yang sama akan dihasilkan.
9. Setelah itu bagaimana memilih diantara koloni-koloni sel yang tumbuh, 1 atau lebih yang mengandung DNA rekombinan yang dimaksud.
10. Bagaimana mendapatkan (mengisolasi) DNA rekombinan dari sel pembawanya untuk diteliti lebih lanjut semisal ditentukan urutan DNA-nya, dan untuk di-insersi-kan ke dalam vektor ekspresi sehingga dapat diproduksi lebih banyak.

Menurut Brown (1990) setidaknya ada 6 hal dasar yang harus difahami dan dikuasai untuk melakukan kegiatan eksperimen kloning gen, yang meliputi :

1. Penyiapan sampel DNA kromosom murni
2. Pemotongan molekul DNA
3. Analisa ukuran fragment DNA hasil pemotongan
4. Penggabungan molekul DNA dengan vektor untuk menghasilkan molekul DNA rekombinan
5. Pengenalan (insersi) DNA ke dalam sel host

MANFAAT REKAYASA GENETIK

1. Pembuatan insulin manusia dari bakteri ( Sel pancreas yang mempu mensekresi Insulin digunting , potongan DNA itu disisipkan ke dalam Plasmid bakteri ) DNA rekombinan yang terbentuk menyatu dengan Plsmid diinjelsikan lagi ke vektor , jika hidup segera di kembang biaakan)
2. Terapi gen
3. Pembuatan antibiotik, vaksin
4. Pembuatan serum
5. Kloning
6. Semangka tanpa biji
7. Padi tahan wereng

BIOTEKNOLOGI THEORY

PRINSIPNYA

Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia menuju kesejahteraan.

1. Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme.
2. Mikrobiologi melibatkan jasa mikrobia untuk penyedia agen /vektor sehingga menghasilkan metabolit sekunder
3. Rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain.

Ciri utama bioteknologi:

1. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan
2. Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri
3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian

pemanfaatan agen hayati/makhluk hidup dengan teknologi tertentu sehingga bisa menghasilkan barang dan jasa.
Dalam Bioteknologi organisme yang digunakan
1. mampu menghasilkan metabolit sekunder , sehingga bisa diambil sebagai produk membantu manusia bisa berupa eksoenzimnya , hormonal produknya atau lainnya
2. jika digunakan dalam tubuh , karena bercampur makanan maka organisme sebaiknya tidak yang patogen , sudah ramah terhadap tubuh , Escherichia coly misalnya

Bioteknologi mencakup hal-hal berikut ini :
1. Rekayasa genetika/teknik cangkok gen/penyisipan gen → hasilnya hormone, antibody, tanaman transgenik dan hewan transgenik
2. Cloning/cangkok inti → hasilnya individu baru tanpa perkawinan
3. Hibridoma → hasilnya antibody monoklonal, hormone
4. Kultur jaringan/ tissue culture → hasilnya bibit tanaman dalam jumlah yang banyak dan seragam
5. Fermentasi → hasilnya minuman, makanan, biogas
6. Budidaya PST/SCP(Single Cell Protein) → hasilnya protein sel tunggal
7. Bioremediasi → Pemusnahan limbah dengan bioteknologi
Yang bisa berguna di aspelk bidang kehidupan , kedokteran , pertanian ,pertambangan dll


C. Hibridoma
Teknik ini merupakan fusi/penggabungan 2 sel somatic yang bertujuan untuk membuat hormon dan membuat antibodi monoclonal (antibody khusus untuk mengenali satu jenis anti gen). sel somatis yang digabungkan adalah sel yang mau diambil produknya dengan sel kanker (sel sakit). Penggabngan ini bertujuan agar sel kanker mampu menginisiasi sel produk untuk membelah dengan cepat.


D. Kultur jaringan
Kultur jaringan adalah menanam sel/jaringan dalam media buatan dan kondisi steril di laboratorium. Teknik ini bertujuan untuk mendapatkan bibit tanaman dalam jumlah yang banyak dan seragam dalam waktu yang relativ singkat.Dengan Prinsip kemampuan TOTIPOTENSI pada jaringan meristem tumbuhan.

E. Fermentasi
Fermentasi adalah suatu proses metabolisme yang melibatkan mikroba dan substrat tertentu sehingga dapat dihasilkan makanan, minuman dan biogas.
Contoh fermentasi :
- Susu murni → yogurt → Lactobacillus bulgaricus/ L. termophyllus
- Kedelai → tempe → Rizophus oryzae/ R. stolonifer/ R. oligosporus
- Air kelapa → nata de coco → Acetobacter xylinum
- Air tebu → MSG → Corynebacterium glutamicum
- Susu → keju → Penicilium camemberti/ P. requeforti
- Kacang → tauco → Aspergillus oryzae
- Sampah organic → biogas (CH4/metana) → Methanobacter omeliaskii


F. Budi daya PST
Protein Sel Tunggal adalah protein yang dihasilkan oleh organism bersel satu. Protein ini dapat dimanfatkan sebagai sumber makanan kesehatan bagi manusia ataupun untuk ternak.
Contoh PST adalah :
- Alga → Chlorella vulgaris (alga hijau) → makanan suplemen manusia
- Spirulina sp. (alga biru) → makanan suplemen manusia
- Bakteri → Methyllophyllus sp. → makan ternak
- Jamur → Candida utilis → makanan ternak
- Jamur → Trichordema resei → malanan ternak


G. Bioremediasi
Bioremediasi adalah suatu proses pengelolaan limbah yang mengandung zat-zat yang berbahaya (logam berat) menjadi limbah yang kurang berbahaya melibatkan mikroba tertentu, diantaranya Xanthomonas campestris dan Pseudomonas foetida.
Untuk mengatasi masalah Iingkungan, terutama limbah organik dengan fermentasi. Misalnya, mikroba Met hanobacterium, Methanobacillus, Methanosarcina, dan Methanococcus. Bahan-bahan yang mengandung organik sisa dari mahkluk diproses dengan mikroorganisme tersebut untuk dijadikan pupuk kompos atau bahan bakar/ biogas.

Bakteri Pseudomonas menguraikan hidrokarbon minyak bumi yang mengotori laut menjadi bahan organik yang dimanfaatkan untuk oksidasinya .

Dibidang kedokteran

H. Antibodi Monoklonal
adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel b sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel b Limpa dan sel mieloma) yang dikultur.
Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan

I.Terapi Gen
adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal

J.Antibiotik
Dipelopori oleh Alexander Fleming
- penisilin dari Penicillium notatum.
- Penicillium chrysogenum - memperbaiki produk penisilin yang sudah ada.
- Cephalospurium ………………Þ penisilin .
- Cephalosporium ………………Þ sefalospurin .
- Streptomyces …………………Þ streptomisin, untuk pengobatan TBC

K.Interferon
Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karena itu dilakukan rekayasa genetika.

L.Vaksin
Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria.
Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia.
Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.

M. Bioteknologi Penambangan / Biohidrometalurgi


Thichacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga (Cu).
Thiobacillus ferrooxidan bersifat kemolitotrof ( dapat hidup di batuan dan batuan itu sebagai substratnya)

Reaksi: CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2 ———————————> CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi

CuSO4 + 2 Fe+ + H2SO4 + Energi ———————————> 2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+

N. Bioteknologi pertanian

Bioteknologi Dalam Pemberantasan Hama

Dalam membatasi pemakaian pestisida, dilakukan upaya pemberantasan hama secara biologi antara lain penggunaan musuh alami dan menciptakan tanaman resisten hama.

Prosesing

1.Bacillus thuringiensis Þ menghasilkan bioinsektisida yang toksin terhadap larva serangga.
2. Transplantasi gen penghasil toksin pada tanaman menghasilkan ..tanaman yang bersifat resisten hama serangga.
3. Kristal (racun Bt) diolah menjadi bentuk yang dapat disemprotkan ..ke tanaman. Racun akan merusak saluran pencernaan serangga.

2.Baculovirus sp.Virus disemprotkan ke tanaman. Bila termakan, serangga akan mati dengan sebelumnya, menyebarkan virus melalui perkawinan.


O. Bidang Industri
Bioteknologi Dalam Industri

1.Asam Sitrat mikroba : Aspergillus niger bahan : tetes gula dan sirup
Asam Sitrat : pemberi citarasa, pengemulsi susu, dan antioksidan.
Umumnya asam ini banyak terdapat pada jeruk.

2.Vitamin - B1 oleh Assbya gossipii
- B12 oleh Propionibacterium dan Pseudomonas

3.Enzim
a. Amilase - Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis
digunakan dalam produksi sirup, kanji, glukosa -
Glukosa isomerase - mengubah amilum menjadi fruktosa.
Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan sukrosa.

b. Protease - mikroba: Aspergillus oryzae , -Bacillus subtilis
- digunakan antara lain dalam produksi roti, bir
- protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dan ..campuran deterjen untuk menghilangkan noda protein

c. Lipase = Aspergillus niger - Rhizopus spp
Antara lain dalam produksi susu dan keju Þ untak meningkatkan cita rasa.

d. Asam Amino - oleh Corynobacterium glutamicum
- asam glutamat Þ bahan utama MSG (Monosodium Glutamat)
- Lisin Þ asam amino esensial, dibutuhkan dalam jumlah besar oleh ternak.


Protein Sel Tunggal

PROTEIN SEL TUNGGAL (Single Cell Protein = SCP)

adalah makanan berkadar protein tinggi, berasal dari mikroorganisme
1. Mikoprotein dari Fusarium (jenis jamur)- Substrat: tepung gandum dan ketan
2. Spirulina (ganggang biru) dan Chlorella ( ganggang hijau )
Kelebihan SCP:
1. Kadar protein lebih tinggi dari protein kedelai atau hewan
2. Pertumbuhan cepat



Secara umum , bioteknologi dapat dibedakan menjadi bioteknologi konvensional (tradisional) dan modern.
Dalam bioteknologi konvensional, biasanya dilakukan secara sederhana, tidak diproduksi dalam jumlah besar, dan tidak menggunakan prinsip-prinsip ilmiah. Selain itu ,

bioteknologi konvensional biasanya hanya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur dan diproduksi dalam jumlah kecil.
Contoh produk bioteknologi konvensional yang telah lama ada antara lain tempe, oncom, tape, tuak, dan kecap.
Sedangkan bioteknologi modern, biasanya dilakukan dengan peralatan canggih, diproduksi dalam jumlah besar, dan menggunakn prinsip-prinsip ilmiah.
Dalam bioteknologi modern selain menggunakan mikroorganisme juga dapat menggunakan bagian-bagian tubuh mikroorganisme seperti tumbuhan dan hewan.
Contoh produk bioteknologi modern misalnya produksi vaksin, asam amino, obat, pengolahan limbah, pembasmi hama tanaman, pemisahan logam, dan sebagainya.

Sebenarnya sebelum muncul sporadis bioteknologi ini sudah ada pengembangan yang dilakukan yaitu dalam revolusi hijau dan biru sebelum revolusi putih ( bioteknologi)
misal dalam Revolusi hijau dengan pemuliaan tanaman

Langkah dalam Pemuliaan adalah usaha memperoleh bibit unggul dengan merakit keanekaragaman genetik (plasma nutfah) organisme.
Organisme yang dikategorikan bibit unggul bercirikan:
1. Masa pertumbuhan pendek (cepat menghasilkan)
2. Tahan hama dan penyakit
3. Produksi tinggi dan rasanya enak
4. Adaptif terhadap kondisi lingkungan
S. Masa produksi lama

Usaha yang dilakukan:
1. Seleksi
2. Hibridisasi
3. Mutasi
….- tumbohan poliploidi
….- mutasi radiasi dengan radioaktif
4. Transplantasi/cangkok gen
5. Kultur jaringan (lagi…)
dan terakhir sebagai pamungkas adalah Rekayasa genetik membentuk individu Transgenik

BIOGAS

Biogas merupakan Energi terbarukan yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan. Energi biogas memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak bahkan tinja manusia, sisa-sisa panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya. Teknologi biogas
Biogas adalah suatu gas methan yang terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan atau Methanobacterium disebut juga bakteri anaerobik

dan bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas methan (CH4) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas.

Gas methan sama dengan gas elpiji (liquidified petroleum gas/LPG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom C, sedangkan elpiji lebih banyak.
MEMBUAT INSTALASI BIOGAS SEDERHANA

Bangunan utama dari instalasi biogas adalah Digester yang berfungsi untuk menampung gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Jenis digester yang paling banyak digunakan adalah model continuous feeding dimana pengisian bahan organiknya dilakukan secara kontinu setiap hari. Besar kecilnya digester tergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan banyaknyaÿ biogas yang diinginkan. Lahanÿ yang diperlukan sekitar 16 m². Untuk membuat digester diperlukan bahan bangunan seperti pasir, semen, batu kali, batu koral, bata merah, besi konstruksi, cat dan pipa prolon.

Gambar: Unit pengolahan kotoran sapi menjadi biogas

Lokasi yang akan dibangun sebaiknya dekat dengan kandang sehingga kotoran ternak dapat langsung disalurkan kedalam digester. Disamping digester harus dibangun juga penampung sludge (lumpur) dimana slugde tersebut nantinya dapat dipisahkan dan dijadikan pupuk organik padat dan pupuk organik cair.

Setelah pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas dengan langkah langkah sebagai berikut:

1. Mencampur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan 1:1 pada bak penampung sementara. Bentuk lumpur akan mempermudah pemasukan kedalam digester
2. Mengalirkan lumpur kedalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama kran gas yang ada diatas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada didalam digester terdesak keluar. Pada pengisian pertama ini dibutuhkan lumpur kotoran sapi dalam jumlah yang banyak sampai digester penuh.
3. Melakukan penambahan starter (banyak dijual dipasaran) sebanyak 1 liter dan isi rumen segar dari rumah potong hewan (RPH) sebanyak 5 karung untuk kapasitas digester 3,5 - 5,0 m². Setelah digester penuh, kran gas ditutup supaya terjadi proses fermentasi.
4. Membuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke-1 sampai ke-8 karena yang terbentuk adalah gas CO₂. Sedangkan pada hari ke-10 sampai hari ke-14 baru terbentuk gas metan (CH₄) dan CO₂ mulai menurun. Pada komposisi CH₄ 54% dan CO₂ 27% maka biogas akan menyala
5. Pada hari ke-14 gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas atau kebutuhan lainnya. Mulai hari ke-14 ini kita sudah bisa menghasilkan energi biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi. Selanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal

Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas selain menghasilkan gas metan untuk memasak juga mengurangi pencemaran lingkungan, menghasilkan pupuk organik padat dan pupuk organik cair dan yang lebih penting lagi adalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yang tidak bisa diperbaharui.

Dengan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. Secara sederhana, gas methan dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan menggunakan kompor gas sebagaimana halnya elpiji. Alat pembangkit biogas
Ada dua tipe alat pembangkit biogas atau digester, yaitu tipe terapung (floating type) dan tipe kubah tetap (fixed dome type). Tipe terapung dikembangkan di India yang terdiri atas sumur pencerna dan di atasnya ditaruh drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester. Sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah, seperti pasir, batu bata, dan semen. Karena dikembangkan di India, maka digester ini disebut juga tipe India. Pada tahun 1978/79 di India terdapat l.k. 80.000 unit dan selama kurun waktu 1980-85 ditargetkan pembangunan sampai 400.000 unit alat ini.
Tipe kubah adalah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah kemudian dibuat bangunan dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti rongga yang ketat udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola). Tipe ini dikembangkan di China sehingga disebut juga tipe kubah atau tipe China (lihat gambar). Tahun 1980 sebanyak tujuh juta unit alat ini telah dibangun di China dan penggunaannya meliputi untuk menggerakkan alat-alat pertanian dan untuk generator tenaga listrik. Terdapat dua macam tipe ukuran kecil untuk rumah tangga dengan volume 6-10 meter kubik dan tipe besar 60-180 meter kubik untuk kelompok.
India dan China adalah dua negara yang tidak mempunyai sumber energi minyak bumi sehingga mereka sejak lama sangat giat mengembangkan sumber energi alternatif, di antaranya biogas.
Di dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas methan. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain. Biogas dihasilkan dengan mencampur limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup banyak.
Untuk pertama kali dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum dihasilkan gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk, sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran. Sisa dari limbah yang telah dicerna oleh bakteri methan atau bakteri biogas, yang disebut slurry atau lumpur, mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik yang telah matang sebagaimana halnya kompos sehingga dapat langsung digunakan untuk memupuk tanaman, atau jika akan disimpan atau diperjualbelikan dapat dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.
Untuk permulaan memang diperlukan biaya untuk membangun pembangkit (digester) biogas yang relatif besar bagi penduduk pedesaan. Namun sekali berdiri, alat tersebut dapat dipergunakan dan menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Untuk ukuran 8 meter kubik tipe kubah alat ini, cocok bagi petani yang memiliki 3 ekor sapi atau 8 ekor kambing atau 100 ekor ayam di samping juga mempunyai sumber air yang cukup dan limbah tanaman sebagai pelengkap biomassa. Setiap unit yang diisi sebanyak 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas yang dapat dipergunakan untuk memasak dan penerangan. Biogas cocok dikembangkan di daerah-daerah yang memiliki biomassa berlimpah, terutama di sentra-sentra produksi padi dan ternak di Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, Bali, dan lain-lain.
Pembangkit biogas juga cocok dibangun untuk peternakan sapi perah atau peternakan ayam dengan mendesain pengaliran tinja ternak ke dalam digester. Kompleks perumahan juga dapat dirancang untuk menyalurkan tinja ke tempat pengolahan biogas bersama. Negara-negara maju banyak yang menerapkan sistem ini sebagai bagian usaha untuk daur ulang dan mengurangi polusi dan biaya pengelolaan limbah. Jadi dapat disimpulkan bahwa biogas mempunyai berbagai manfaat, yaitu menghasilkan gas, ikut menjaga kelestarian lingkungan, mengurangi polusi dan meningkatkan kebersihan dan kesehatan, serta penghasil pupuk organik yang bermutu.

9 TEKNOLOGI DASAR BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah pilihan kedepan Science yang menjadi harapan kemajuan menuju kehidupan yang kebih baik , pilihan yang terlihat sekarang ini secara trend, terus dikembangngkan adalah Informasi Teknologi (IT) Nano Teknologi dan yang semakin gencar adalah Bio Teknologi .

Dua Tekno;ogi jelas bukan wewenang saya untuk menyinggungnya , tetapi jika itu berkembang tentu saya akan mengikutinya meskipun hanya sebagai User ( maklum udah tua haha) Untuk Bioteknologi tentu akan saya membantu membeikan informasinya sehingga setidaknya anda semua mengetahuinya dan bisa sebagai pelaku utama dalam pengembangannya .

Ada 9 source teknologi yang memberikan kontribusi keilmuan Bioteknologi ini yang diharapkan tentu teknologi ini terus akan muncul dan berkembang sesuai tuntutan zaman

Dari 9 teknologi yang mendasari Bioteknologi itu adalah

1. Teknologi Antibodi Monoklonal (TAM)
2. Teknologi Bioproses
3. Teknologi Sel dan Kultur Jaringan
4. Kultur sel tanaman
5. Kultur sel hewan.
6. Teknologi Biosensor
7. Rekayasa Genetika
8. Penggunaan variasi genetik dalam pemuliaan
9. Teknologi Rekayasa Protein

keseluruhan deskkripsi penjelasannya akan dibahas sbb

1. Teknologi Antibodi Monoklonal (TAM)

Teknologi antibodi monoklonal menggunakan sel-sel sistem imunitas yang membuat protein yang disebut antibodi. Sistem kekebalan kita tersusun dari sejumlah tipe sel yang bekerja sama untuk melokalisir dan menghancurkan substansi yang dapat memasuki tubuh kita. Tipa tipe sel mempunyai tugas khusus. Beberapa dari sel tersebut dapat membedakan dari sel tubuh sendiri (self) dan sel-sel asing (non self). Salah satu dari sel tersebut adalah sel limfosit B yang mampu menanggapi masuknya substansi asing denngan spesivitas yang luar biasa.

Dengan mengetahui cara kerja anti bodi, kita dapat memanfaatkannya untuk keperluan deteksi, kuantitasi dan lokalisasi. Pengukuran dengan pendeteksian dengan menggunakan TAM relatif cepat, lebih akurat, dan lebih peka karena spesifitasnya tinggi.

TAM saat ini digunakan untuk deteksi kehamilan, alat diagnosis berbgai penyakit infeksi dan deteksi sel-sel kanker. Karena spesifitasnya yang tinggi maka TAM dapat digunakan untuk membunuh sel kanker tanpa mempengaruhi sel-sel yang sehat. Selain kegunaannya untuk mendiagnosis penyakit pada manusia, TAM juga banyak dipakai untuk mendeteksi penyakit-penyakit pada tanaman dan hewan, kontaminasi pangan dan polutan lingkungan.

2. Teknologi Bioproses

Teknologi bioproses menggunakan sel-sel hidup atau komponen mekanisme biokimia untuk mensintesis, menguraikan atau membebaskan energi. Kebanyakan yang dipakai adalah sel organisme bersel tunggal seperti bakteri, archae bakteri dan khamir. Sedangkan komponen seluler yang sering dipakai adalah sekelompokmprotein yang disebut enzim.

a). Fermentasi. Teknologi bioproses yang paling kuno dan paling dikenal adalah fermentasi melalui mikroba. Pada mulanya produk fermentasi asal mikroba diperoleh dari serangkaian reaksi yang dikatalis enzim untuk menguraikan glikosa. Dalam proses penguraian glukosa untuk mendapatkan energi, mikroba melakukan reaksi sintesis senyawa sampingan yang dapat digunakan untuk keperluan manusia, seperti: karbondioksida untuk mengembangkan roti, etenol untuk produksi anggur dan bir, asam laktat untuk produksi yoghurt dan susu fermentasi lainnya, serta asam asetat untuk berbagai jenis cuka dan acar. Sekarang kita telah mengembangkan pemakaian mesin biokimia ini sampi diluar lintasan metabolisme penguraian glukosa. Kita telah memanfaatkan fermentasi asal mikroba untuk mensintesis berbagai macam produk lain termasuk anti biotik, asam amino, hormon, vitamin, pelarut-pelarut organik, pestisida, bahan-bahan pembantu proses pengolahan pangan, pigmen, enzim, inhibitor enzim dan berbagai bahan biofarmasi.

b). Biodegradasi. Mikroba dan enzim yang digunakan untuk menguraikan molekul-molekul organik dapat membantu kita untuk membersihkan atau memecahkan sejumlah masalah lingkungan tertentu seperti: tumpahan minyak, tempat-tempat pembuangan bahan toksik, dan residu pestisida. Pemanfaatan populasi mikroba untuk membersihkan polusi lingkungan disebut bioremediasi. Salah satu contoh adalah bioremediasi dalam pemakaian bakteri pemakan minyak untuk membersihkan tumpahan minyak Exxon Valdez di Prince William Sound, Alaska pada tahun 1989 dan tumpahan minyak di Irak setelah perang teluk 1991. Di masa mendatang kita dapat menggunakan limbah rumah tangga dan pertanian untuk memproduksi energi melalui bantuan mikroba. Berbagain jenis mikroba juga berperan untuk mencegah terjadinya ledakan penyakit, baik dalam bidang pertanian, perikanan, maupun peternakan. Pemakaian bakteri tertentu untuk biokondisioner sudah sangat dikenal di sektor pertambakan udang dan pertanian tanaman tertentu.

3. Teknologi Sel dan Kultur Jaringan

Teknologi sel dan kultur jaringan adalah teknologi yang memungkinkan kita menumbuhkan sel jaringan dalam nutrien sesuai di laboratorium dengan prinsip Totipotensi yang di Blog ini akan dibahas tersendiri .

4. Kultur sel tanaman.

Kulturr sel dan jaringan tanaman merupakan aspek yang sangat penting dalam bioteknologi tanaman. Teknologi ini berlandaskan pada kemampuan unik sel-sel atau jaringan tanam untuk menghasilkan tanaman multiseluler dari satu sel tunggal yang dapat berdiferensiasi (totipotensi). Rekayasa genetika tanaman biasanya dilakukan pada taraf satu sel tunggal. Jika satu sel daun direkayasa agar membawa sifat yang menguntungkan misalnya membawa sifat yang resisten terhadap serangga, maka sel tersebut harus dapat berkembang menjadi tanaman utuh sehingga dapat bermanfaat bagi petani.

5. Kultur sel hewan. Sel dan jaringan tumbuahn bukan satu-satunya yang dipakai dalam bidang pertanian. Dengan menggunakan kultur sel insekta (serangga) untuk menumbuhkan virus-virus yang dapat menginfeksi serangga memungkinkan kita untuk memperluas pemakaian virus dan baculovirus sebagai agen biokontrol. Masyarakat medis menggunakan kultur sel untuk mempelajari aspek keamanan da efektivitas senyawa biofarmasi, mekanisme molekuler infeksi virus dan replikasinya, sifat toksisitas suatu senyawa serat dasar-dasar biokimia sel. Kombinasi antara kultur sel mamalia dan teknologi bioproses akan memberikan harapan untuk memproduksi senyawa seluler tertentu dalam jumlah besar. Studi lanjut dalam kultur sel mamalia saat ini memungkinkan para pakar untuk menumbuhkan berbagai jenis sel manusia yang pada akhirnya dapat digunakan untuk memproduksi suatu jaringan tertentu untuk mengganti suatu jaringan yang rusak atau hilang, misalnya karena penyakit atau kecelakaan.

6. Teknologi Biosensor

Teknologi biosensor merupaka gabungan antara biologi molekuler dan mikroelektronika. Suatu biosensor adalah suatu alat pendeteksi yang terdiri dari suatu substansi biologi ayng digandengkan dengan suatu transduser elektronika. Substansi bioogis dapat berupa mikroba, sel tunggal dari hewan multi seluler atau komponen seluler seperti enzim atau anti bodi. Biosensor memungkinkan kita untuk mengukur konsentrasi suatu senyawa yang hanya terdapat dalam konsentrasi yang sangat rendah.

Biosensor bekerja apabila senyawa kimia yang diukur konsentrasinya bertumbukan dengan detektor biologis, sehingga trasduser akan menghasilkan suatu arus listrik kecil. Besar kecilnya sinyal listrik ini sebanding dengan konsentrasi senyawa kimia yang terdapat di lingkungan tersebut.

Teknologi biosensor dapat digunakan dalam berbagai bidang, seperti pengukuran derajad kesegaran suatu bahan pangan, memonitor suatu proses industri, atau mendeteksi suatu senyawa yang terdapat dalam jumlah kecil di dalam darah.

7. Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika yang seringkali sinonim dengan teknologi DNA rekombinan merupakan tulang punggung dan pemicu lahirnya bioteknologi molekuler. DNA rekombinan dikonstruksi dengan manggabungkan materi genetik dari dua atu lebih sumber yang berbeda atau melakukan perubahan secara terarah pada suatu materi genetik tertentu. Di alam, materi genetik melakukan rekombinasi secara konstan. Berikut ini merupakan beberapa contoh rekombinasi dari dua sumber atau lebih:

v Rekombinasi saat pendah silang dalam pembentukan gamet pada proses meiosis

v Saat sperma dan ovum melebur pada proses fertilisasi

v Saat bakteri melakukan transaksi bahan genetik melalui konjugasi transformasi atau trasduksi.

Gambar Teknologi DNA Rekombinan pertama kali oleh Stanley Cohen dan Herbert Boyer. (1973)

Stanley Cohen (Stanford) Herbert Boyer (UCSF)

Dalam tiap contoh rekombinasi tersebut dapat dimengerti bahwa rekombinasi merupakan salah satu cara untuk menungkatkan terjadinya keragaman hayati di alam. Materi genetik yang ada di alam menyajikan suatu bahan mentah evolusi yang dilakukan oleh seleksi alam atau seleksi buatan yang dilakukan oleh manusia.

8. Penggunaan variasi genetik dalam pemuliaan. Setelah manusia mampu melakukan domestikasi, maka mulailah terjadi pemuliaan secara selektif untuk mengubah bahan genetiknya sesuai dengan keinginan. Suatu individu tertentu dalam populasi, yang berarti suatu materi genetik tertentu, disukai oleh manusia dan dipakai sebagai induk untuk generasi-generasi berikutnya. Dengan menyeleksi sutu variasi genetik tertentu dari suatu populasi dan menyingkirkan variasi genetik lainnya, berarti kita sudah melakukan rekombinasi bahan genetik dengan terarah dan dengan tujuan khusus. Akibatnya, secara rfadikal kita telah mengubah bahan genetik organisme yang telah kita domestikasikan.

a). Variasi genetik melalui rekayasa genetika. Rekayasa genetika atau teknologi DNA dapat diartikan sebagi teknik molekuler yang tepat dan mampu menggabungkan molekul DNA tertentu dari sumber-sumber berbeda. Rekombinasi DNA dilakukan dengan menggunakan enzim (enzim retriksi dan enzim ligase) yang dapat melakukan pemotongan dan penyambungan DNA dengan tepat dan dapat diperkirakan. DNA rekombinan selanjutnya dimasukkan kedalam organisme sasaran melalui introduksi langsung (transformasi) melalui virus atau bakteri.

b). Pemuliaan selektif vs rekayasa genatika. Pada dasarnya, rekayasa genetika dan pemuliaan selektif memiliki kesamaan, namun kedua teknik ini juga memiliki perbedaan penting.

Tabel 2. Perbedaan Antara Pemuliaan Selektif dan Rekayasa Genetika

Parameter	Pemuliaan Selektif	Rekayasa Genetika
Tingkat Ketepatan Kepastian Batasan taksonomi	Organisme utuh Sekumpulan gen Perubahan genetik sulit atau tidak mungkin dikarakterisasi Hanya dapat dipakai dalam satu spesies atau satu genus	Sel atau molekul Satu gen tunggal Perubahan bahan genetik dikarakterisasi dengan baik Tidak ada batasan taksonomi

Dalam rekayasa genetika, kita memindahkan satu gen tunggal yang fungsinya sudah diketahui dengan jelas, sedangkan dengan pemuliaan selektif yang ditransfer adalah sekumpulan gen yang fungsinya tidak diketahui. Dengan meningkatkan ketepatan dan kepastian dalam manipulasi gen, maka risiko untuk menghasilkan organisme dengan sifat-sifat yang tidak diharapkan dapat diminimumkan.

Dalam pemuliaan selektif, kita mengawinkan organisme dari satu spesies, dari spesies yang berbeda, dan kadang-kadang dari genus yang berbeda. Dalam rekayasa genetika sudah tidak ada lagi hambatan taksonomi.

9. Teknologi Rekayasa Protein

Teknologi rekayasa protein sering digunakan bersamaan dengan rekayasa genetiak untuk menungkatkan profil atau kinerja suatu protein, dan untuk mengkonstruksi protein baru yang secara alami tidak ada. Dengan teknologi rekayasa protein, kita dapat meningkatkan daya katalis suatu enzim sehingga dapat lebih produktif pada kondisi proses-proses inustri. Selain itu, kemajuan dalam rekayasa protein juga memungkinkan kita membuat enzim baru dengan dasar antibodi, yang disebut abzyme.

DAFTAR PUSTAKA

Antonius Suwanto, 2002, Bioteknologi, Pusat Penerbit Univ. Terbuka Jakarta.

Conn, E.E. 1987. Outlines of Biochemistry. New York USA: John Wiley & Sons.

Girindra, A. 1986. Biokimia. Jakarta : Gramedia

Lehninger, A.L. 1982. Biochemistry. New york : Worth Publisher Inc.

Trehan, K. 1980. Biochemistry. New delhi: Wiley Eastern Limited.

Wirahadikusumah, M. 1983. Biokimia Protein Enzim dan Asam Nukleat. Bandung : Penerbit ITB.

Wirahadikusumah, M. 1983. Biokimia. Bandung : Penerbit ITB