PENGANTAR B I OT E K N O L O G I

 Pengantar Bioteknologi

Apakah bioteknologi itu. Sekilas tentang teknologi DNA. Pertanyaan etis dalam bioteknologi.

Rangkuman:

• Bioteknologi adalah penggunaan organisme, atau komponen organisme atau sistem biologis lainnya, untuk membuat produk atau proses.
• Bentuk-bentuk bioteknologi modern kebanyakan bergantung pada teknologi DNA.
• Teknologi DNA adalah pengurutan DNA, analisis, dan potong-tempel DNA.
• Bentuk umum dari teknologi DNA termasuk pengurutan DNA , reaksi berantai polimerase (PCR), kloning DNA , dan elektroforesis gel .
• Penemuan bioteknologi menimbulkan masalah praktis baru dan pertanyaan etis yang harus ditangani dengan  menginformasikan dengan jelas ke masyarakat.

Pendahuluan

Apa yang kamu pikirkan ketika mendengar kata “bioteknologi”? Mungkin hal-hal yang pernah kamu lihat dipemberitaan, seperti Dolly domba hasil kloning, organisme hasil rekayasa genetika, atau terapi gen.

Gambar sisa-sisa taksidermi dari domba hasil kloning Dolly, di Museum Nasional Skotlandia, Edinburgh.

Sisa-sisa boneka domba Dolly. Dolly adalah mamalia hasil kloning pertama. Artinya, dia adalah "salinan" dari domba lain yang identik secara genetik.

Gambar dimodifikasi dari " Domba Dolly, Museum Nasional Skotlandia, Edinburgh ," oleh Mike Pennington ( CC BY-SA 2.0 ). Gambar yang dimodifikasi dilisensikan di bawah lisensi CC BY-SA 2.0 .

Jika hal itu yang kamu pikirkan, berartipemikiranmu sudah benar sekali: Domba Dolli merupakan contoh produk bioteknologi. Lalu bagaimana dengan pembuatan bir, pengembangbiakan tanaman, dan pembentukkan antibiotik penisilin? Proses dan produk tersebut - beberapa di antaranya telah ada selama ribuan tahun - mereka juga merupakan contoh bioteknologi.

Dalam tulisan ini, pertama-tama kita akan menelaah definisi bioteknologi, mengamati bagaimana bioteknologi dapat mencakup berbagai peranan organisme (molekul atau sistem yang diturunkan dari organisme) untuk menghasilkan produk yang bermanfaat. Kemudian, kita akan telaah lebih dekat tentang teknologi DNA, teknik untuk manipulasi dan mengurutkan DNA. Teknologi DNA sangat penting untuk beragam bentuk bioteknologi modern.

Apa itu bioteknologi?

Bioteknologi adalah penggunaan organisme, atau komponen organisme atau sistem biologis lainnya, untuk membuat produk atau proses untuk penggunaan tertentu.

Definisi masih bersifat umum, sebab bioteknologi juga mencakup teknik laboratorium modern serta teknik pertanian dan kuliner tradisional yang telah dipraktikkan selama ratusan tahun. Ada tiga contoh bioteknologi dan amati bagaimana contoh-contoh ini sesuai dengan definisi diatas:

• Pembuatan bir. Pada proses pembuatan bir, jamur uniselulerl (ragi) ditambahkan ke dalam larutan gula jeli, untuk melakukan proses metabolisme melalui proses yang disebut fermentasi. Produk sampingan dari fermentasi adalah alkohol yang ditemukan dalam bir. Di sini, kamu dapat lihat bahwa ragi dimanfaatkan untuk membuat produk konsumsi manusia.
• Penisilin. Antibiotik penicilium dihasilkan oleh jamur jenis tertentu. Untuk membuat sejumlah kecil penisilin untuk digunakan dalam uji klinis awal, para peneliti harus tumbuh dewasa$$500500 liter "jus jamur" seminggu$$^ 1mulai superskrip, 1, akhiri superskrip. Proses tersebut telah diperbaiki untuk produksi industri, dengan menggunakan strain jamur yang berproduksi lebih tinggi dan kondisi kultur yang lebih baik untuk meningkatkan hasil$$^ 2kuadrat. Di sini, kita melihat organisme (jamur) digunakan untuk membuat produk untuk digunakan manusia - dalam hal ini, antibiotik untuk mengobati infeksi bakteri.

Gambar balok logam dengan jendela kaca, berisi sampel jamur penghasil penisilin. Blok tersebut diberikan oleh Alexander Fleming kepada Douglas Macleod.

Gambar dimodifikasi dari " Contoh jamur penisilin yang disajikan oleh Alexander Fleming kepada Douglas Macleod ," ( CC BY-SA 2.0 ). Gambar yang dimodifikasi dilisensikan di bawah lisensi CC BY-SA 2.0 .

• Terapi gen. Terapi gen adalah teknik baru yang digunakan untuk mengobati kelainan genetik yang disebabkan oleh gen-gen yang nonfungsional. Terapi gen bekerja dengan mengirimkan DNA gen yang "hilang" ke sel-sel tubuh. Misalnya, pada kelainan genetik fibrosis kistik, yaitu orang yang memiliki kekurangan fungsi gen untuk saluran klorida yang diproduksi di paru-paru. Dalam uji klinis terapi gen, salinan gen fungsional dimasukkan ke dalam molekul DNA sirkuler yang disebut plasmid dan dikirim ke sel paru-paru pasien bagian membran (dalam bentuk semprotan)$$^ 3potong dadu.
  Komponen biologis dari berbagai sumber gen (gen dari manusia, gen dalam plasmid bakteri) digabungkan untuk membuat produk baru yang membantu menjaga fungsi paru-paru pada pasien fibrosis kistik.

Seperti yang ditunjukkan pada contoh-contoh ini, bioteknologi digunakan untuk menghasilkan produk seperti alkohol dan penisilin. Bioteknologi juga dapat digunakan untuk mengembangkan perawatan medis baru, seperti perawatan terapi gen untuk fibrosis kistik. Bioteknologi memiliki aplikasi tambahan di berbagai bidang seperti produksi pangan dan remediasi (pembersihan) pencemaran lingkungan.

Apa itu teknologi DNA?

Banyak contoh bioteknologi modern bergantung pada kemampuan untuk menganalisis, memanipulasi, serta memotong dan menempelkan potongan DNA. Pendekatan untuk mengurutkan dan manipulasi DNA disebut dengan teknologi DNA$$^ 4mulai superskrip, 4, akhiri superskrip. Misalnya, untuk uji coba terapi gen fibrosis kistik, para peneliti menggunakan teknik manipulasi DNA untuk memasukkan gen saluran klorida ke dalam potongan DNA pembawa ( vektor ) yang memungkinkannya diekspresikan dalam sel paru-paru manusia.

Teknologi DNA sangat penting dalam biologi dasar dan terapan (praktis). Misalnya, teknik yang digunakan untuk membuat banyak salinan urutan DNA, yang disebut PCR, digunakan dalam banyak tes diagnostik medis dan aplikasi forensik serta dalam penelitian laboratorium dasar.

Contoh teknologi DNA

Beberapa contoh teknik analisis dan manipulasi DNA umum digunakan dalam biologi molekuler modern. berikut deskripsi penjelasan tentang contoh-contoh Bioteknologi modern.

• Kloning DNA. peneliti melakukan kegiatan "kloning" - yaitu membuat banyak salinan dari fragmen DNA yang diinginkan, seperti gen. Dalam banyak kasus, kloning DNA melibatkan penyisipan gen target ke dalam molekul DNA sirkuler yang disebut plasmid. Plasmid dapat direplikasi dalam tubuh bakteri, membuat banyak salinan gen yang diinginkan. Dalam beberapa kasus, gen juga diekspresikan dalam bakteri untuk membuat protein (seperti insulin yang dibutuhkan oleh penderita diabetes).
  

  Penyisipan gen ke dalam plasmid.
• Reaksi berantai polimerase (PCR), adalah teknik manipulasi DNA yang diterapkan di setiap bidang biologi modern. Reaksi PCR menghasilkan banyak salinan urutan DNA target yang dimulai dari sepotong DNA cetakan. Teknik ini dapat digunakan untuk membuat banyak salinan DNA dalam jumlah kecil (misalnya, dalam tetesan darah di tempat kejadian perkara).
• Elektroforesis gel, adalah teknik yang digunakan untuk memvisualisasikan (melihat secara langsung) fragmen DNA. Misalnya, peneliti dapat menganalisis hasil reaksi PCR dengan memeriksa fragmen DNA yang dihasilkannya pada gel. Elektroforesis gel memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukurannya, dan fragmen tersebut diwarnai dengan pewarna sehingga peneliti dapat melihatnya.
  

  Fragmen DNA bermigrasi melalui gel dari elektroda negatif ke positif.

  Setelah gel mengalir, fragmen dipisahkan berdasarkan ukurannya, dengan yang terkecil di dekat bagian bawah (elektroda positif) dan yang terbesar di dekat bagian atas (elektroda negatif).

  Berdasarkan diagram serupa di Reece et al.$$^ 5mulai superskrip, 5, akhiri superskrip
• Pengurutan DNA. melibatkan penentuan urutan basa nukleotida (Adenin, Timin, Citosin, dan Guanin) dalam molekul DNA. Dalam beberapa kasus, hanya satu bagian DNA yang diurutkan pada satu waktu, sementara dalam kasus lain, sekumpulan besar potongan DNA (seperti yang berasal dari seluruh genom) dapat diurutkan sebagai satu kelompok.

Untuk dapat memahami bagaimana teknik diatas bekerja secara lebih detail, kamu dapat membuka pada halaman lain dalam blog ini. Dalam halaman blog tersebut kamu juga dapat melihat contoh bagaimana mereka digunakan dalam penelitian, kedokteran, dan aplikasi praktis lainnya.

Bioteknologi menimbulkan pertanyaan etika baru

Bioteknologi berpotensi memberikan manfaat positig bagi manusia dan masyarakat, tetapi juga dapat menimbulkan efek negatif atau konsekuensi yang tidak diinginkan. Hal ini berlaku untuk semua bentuk aplikasi teknologi, tidak khusus hanya bioteknologi. Namun, bioteknologi dapat menawarkan berbagai jenis manfaat dengan jenis permasalahan yang berbeda dibandingkan bentuk teknologi lainnya.

Penting kiranya segala bentuk inovasi bioteknologi (inovasi teknologi lainnya) diuji dan dianalisis dengan cermat sebelum dimanfaatkan secara luas. Uji klinis dan peraturan pemerintah membantu memastikan bahwa produk bioteknologi yang sudah dipasarkan itu aman dan efektif. Namun, terkadang informasi baru tersedia yang membuat perusahaan dan lembaga pemerintah mempertimbangkan kembali keamanan atau kegunaan sebuah inovasi. Hal ini bisa saja terjadi ketika obat kadang-kadang ditarik kembali peredarannya dari pasar.

Selain itu, inovasi bioteknologi dapat menimbulkan pertanyaan etika baru tentang bagaimana informasi, teknik, dan pengetahuan harus atau tidak boleh digunakan.

• Beberapa di antaranya terkait dengan privasi dan non-diskriminasi. Misalnya, apakah perusahaan asuransi kesehatan dapat mengenakan biaya lebih banyak jika seseorang memiliki varian gen yang membuat nya cenderung mengembangkan penyakit lain? 
• Pertanyaan lain terkait dengan keamanan, efek kesehatan, atau dampak ekologi bioteknologi. Misalnya, tanaman yang direkayasa secara genetik untuk membuat insektisida sendiri mengurangi kebutuhan penyemprotan insektisida, tetapi juga meningkatkan kekhawatiran tentang tanaman tersebuat di alam atau kemungkinan akan terjadi pencampuran (kawin silang) antara tanaman hasil rekayasa dengan tanaman lokal (berpotensi menyebabkan konsekuensi ekologis yang tidak diinginkan).
• Bioteknologi dapat memberikan pengetahuan yang menciptakan dilema yang sulit bagi individu. Misalnya, pasangan dapat mengetahui melalui pengujian prenatal bahwa janin mereka memiliki kelainan genetik. Demikian pula, orang yang genomnya diurutkan demi rasa ingin tahu mungkin belajar bahwa dia akan mengembangkan penyakit genetik yang tidak dapat disembuhkan, seperti penyakit Huntington.

Penelitian dan pengembangan ilmiah dapat membuat informasi, teknik, dan pengetahuan baru muncul dan berkembang. Namun, sains sendiri tidak dapat menjawab pertanyaan tentang bagaimana teknik ini harus atau tidak boleh digunakan. Penting bagi semua anggota masyarakat untuk menyuarakan pendapat mereka dalam percakapan tentang penemuan dan produk bioteknologi yang dapat memengaruhi kehidupan kita sehari-hari.

Didik diri Anda sendiri dan bagikan perspektif Anda

Memahami biologi dasar di balik segala bentuk bioteknologi adalah langkah pertama yang penting dalam menilai manfaat dan potensi jebakannya. Informasi di bagian situs ini akan membantu Anda mulai membangun perangkat untuk memahami dan mengevaluasi penemuan bioteknologi baru.

Jika Anda ingin tahu tentang jenis bioteknologi tertentu atau prihatin tentang potensi konsekuensinya, ada baiknya Anda melakukan penelitian sendiri. Cari sumber yang dapat diandalkan, tidak bias, dan berusaha untuk memahami pendapat dari kedua belah pihak jika ada kontroversi. Pastikan Anda memahami sepenuhnya ilmu di balik penemuan, apa yang (dan tidak) diketahui tentangnya, dan apa pro dan kontranya. Kemudian, Anda akan dapat membentuk opini Anda sendiri yang bijaksana dan didukung dengan baik tentang apakah dan bagaimana teknologi itu harus digunakan.