- REKAYASA GENETIKA (Kloning Gen/ DNA Rekombinan )
Difinisi : Pembentukan kombinasi baru dari materi keturunan
melalui penyisipan asam nukleat yang dihasilkan dengan cara apapun diluar sel,
ke dalam sistim vector (plasmid/bakteriofag) sehingga memungkinkan penyatuannya
ke dalam organisme yang menjadi hospes, dan bentuk-bentuk ini tidak terjadi
secara alami namun mempunyai kemampuan memperbanyak diri secara
berkesinambungan.
Beberapa hal pokok dalam Rekayasa genetika :
1. DNA dapat diisolasi dari sel-sel tumbuhan, hewan dan
mikroorganisme donor dan dapat dipecah menjadi fragmen-fragmen satu atau lebih
gen dengan menggunakan enzim endonuklease (Restriction Enzymes)
2. Sistem vector (pembawa) : Plasmid dan Bakteriofag (virus
bakteri)
Syarat vector : - harus mampu masuk ke dalam hospes dan mengadakan
replikasi didalamnya
-Harus ada marker
-Idial berukuran kecil
3. Fragmen gen yang diingini dapat dirangkai dalam vector dengan
menggunakan enzim ligase.
4. Penyisipan vector DNA rekombinan ke dalam hospes (transpormasi)
dan transduksi.
5. Deteksi DNA hibrida
Contoh: Ezim, hormon, senyawa-aenyawa anti tumor, interferon dan
zat-zat kimia.
EXPLORASI MIKROBA
Mikroba : merupakan suatu organisme yang penting dalam
bioteknologi terutama hubunganya dengan teknologi fermentasi.
Peran Mikroba Penting Dalam Industri
1. Mikroba mampu mensintesa senyawa komplek
2. Mampu melakukan perubahan makro melekul secara ekonomis
3. Menggunakan substrat yang murah
Sumber Eksplorasi
1. Tanah
2. Air
3. Tempat yang ekstrim (limbah)
4. Mahluk hidup
Isolasi Mikroba
- Metode Platting dengan seri pengenceran
- Penanaman Langsung
Identifikasi - Makroskopis
- Mikroskopis Konvensional
- Uji biokimia
- Secara Cepat (ELISA, Elektroforisis, Kromatografi)
Peranan Mikroba Dalam Bioteknologi
1. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Aseton-Butanon
Hidrolisa Tongkol Clostridium CH3(CH2)2CH2OH
Jagung acetobutylicum Aseton-Butanol
Hidrolisa Serbuk C. acetibutylicum H3(CH2) 2CH2OH
Kayu Aseon-ButanolGergaji
Glukosa,Fruktosa C. aurianticum CH3(CH2)2CH2OH
Aseton-Butanol
2. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Etanol
C6H12O6 Saccharomyces cerevisiae C2H5OH
Zymomonas mobilis Etanol
3. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Asam Asetat
C2H5OH Acetobacter aceti CH3COOH
Etanol Asam asetat
C6H12O6 Clostridium thermoaceticum CH3COOH
Asam asetat
4. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Asam Sitrat
Tetes, Pati, Sirup jagung Aspergillus niger Asam sitrat
Glukosa, Sukrosa
5. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Asam Glukonik
Glukosa Penicillium chrygenum Asam Glukonik
Acetobactergluconicum
ASpergillus niger
6. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Asam Itakonik
Sukrosa Aspergillus niger Asam Itakonik
Glukosa aspergillus itaconicus
7.Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Asam Laktat
Karbohidrat Lactobacillus bulgaricus Asam Laktat
L. casei
Susu L. casei Asam Laktat
Streptococcus lactis
8. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Xantham Gum
Sukrosa, Glukosa Xanthomonas campestris Xantham Gum
Pati X. maluacearum
X. carotaei
9. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Dextran
Sukrosa Leuconostoc mesenteroides Dextran
Streptobacterium dextranicum
10. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Isopropil Alkohol
Glukosa Clostridium aurianticum Isopropil Alkohol
11.Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Asam Akrilik
Glukosa Lactobacillus bulgaricus Asam Akrilik
Clostridium propionium
12. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Metil Etil Keton
Glukosa Klebsiella neumonia Proses kimia Metil Etil Keton
13. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Gliserol
Glukosa Saccharomyces cerevisiae Gliserol
14. Peranan Mikroba Dalam Pembuatan Insektisida Mikrobial
Substrat+Nutrien+O2 Bacillus thuringiensis Insetisida Mikrobial
15. Peranan Mikroba Dalam pembuatan Hormon Gibberellin
Garam, Glukosa+ Nutrien+ O2 Gibberella fujikuroi Gibberellin
SUBSTRAT UNTUK BIOTEKNOLOGI
I. Bahan Mentah Alami
Bahan Mentah Alami
Bid. Pertanian Bid. Kehutanan
Industri
L I M B A H O R G A N I K
Biomassa
Produk bermanfaat
Contoh : Metana, methanol, amoniak listrik etanol dsb.
II. Jenis-jenis produk samping yang dapat digunakan sebagai
subtrat dalam bioteknologi
Bidang pertanian :
• Jerami
• Ampas tebu/bit (bagasse)
• Tongkol jagung
• Sekam kopi, kakao dan kelapa
• Ampas teh
• Bungkil (oilseed cake)
• Limbah Kapuk
• Dedak (bran)
• Daging buah (tomat, kopi pisang, nenas, jeruk,zaitun)
• Limbah hewan
Kehutanan:
• Hidrolisat limbah kayu
• Cairan sulfit bubuk kayu
• Kulit kayu, serbuk gergaji
• Kertas dan selulosa
• Serat (fiber)
Industri :
• Gula Tetes (mollase)
• Limbah Penyulingan
• Dadih (whey)
• Air Limbah dari Industri Pangan (minyak zaitun, minyak kelapa
sawit, kentang, kurma, jeruk, ketela)
• Air Cucian (pengolahan susu, pengalengan, pembuatan
permen/gula-gula, pembuatan roti, minuman ringan, , pencucian jagung)
• Air bekas cucian ikan
• Produk samping pengolahan daging
• Sampah perkotaan
• Air buangan
• Limbah dari pemotongan hewan
Perlu dicatat bahwa: Beberapa senyawa seperti selulosa erat
kaitanya dengan lignin yang merupakan senyawa Biodegradative Force (Tahan
terhadap daya penguraian hayati) sehingga perlu Pra-Olah ( Pretretment) →
hidrolisis kimiawi/enzim
III. Strategi Bioteknologi untuk Pemanfaatan Bahan Limbah Organik
1. Meningkatkan kualitas limbah pangan sehingga, sesuai bagi
konsumsi manusia
2. Memanfaatkan limbah pangan secara langsung atau pemrosesan
sebagai makanan ternak unggas, babi, ikan atau hewan berperut tunggal lainnya
yang dapat mengkonsumsi langsung limbah tersebut
3. Memanfaatkan limbah pangan pada ternak sapi atau pemamah biak
lainnya jika limbah tersebut tidak cocok bagi hewan berperut tunggal karena
kandungan seratnya yang tinggi, adanya toksin atau alas an lain.
4. Produksi biogas (metana) dan produk fermentasi lainnya bila
bahan limbah tanpa pretrement yang ekstensif tidak sesuai bagi konsumsi hewan
5. Tujuan selektif lainnya seperti penggunaan langsung sebagai
bahan baker, bahan bangunan, ekstraksi kimia dll.
IV. Pertimbangan Teknis Untuk Pemanfaatan Bahan-bahan Limbah
1. Ketersediaan Biologis :
- Sedikit (selulosik)
- Cukup (pati, laktosa)
- Banyak ( gula tetes, pulping sugar)
2. Konsentrasi :
- Padat (residu penggilingan sampah)
- Pekat ( gula tetes)
- Encer ( laktosa, pulping sugar)
- Sangat encer ( cairan pencucian tanaman dan hasil proses)
3. Kualitas :
- Bersih (gula tetes, laktosa)
- Cukup (jerami)
- Kotor ( sampah, limbah yempat makan ternak)
4. Lokasi :
- Terkumpul (instalasi besar, pusat-pusat pengumpulan kecil,)
- Terkumpul secara khusus (minyak zaitun, minyak sawit, kurma,
karet, buah/sayuran)
- Tersebar (jerami, hasil hutan)
5. Pengaruh Musim:
- Tersedia sepanjang waktu (minyak sawit, laktosa)
- Tersedia dalam waktu singkat/musiman (limbah pengalengan
sayuran)
6. Penggunaan alternative :
- Beberapa (jerami)
- Tidak ada (sampah)
- Negatif ( limbah cair yang sangat memakan biaya)
7. Potensi Teknologi setempat
V. Bahan Mentah Dan Masa Depan Bioteknologi
Masa depan proses bioteknologi tergantung pada :
1. Persedian Bahan Baku
2. Harga Bahan Baku
