BIOREMEDIASI (INOVASI BIOTEKNOLGI DALAM PENGOLAHAN LIMBAH)

I

PENDAHULUAN

1.1.            Latar Belakang

            Seiring dengan perkembangan zaman dan lonjakan penduduk yang pesat, permasalahan limbah tidak terelakkan lagi. Hal ini disebabkan oleh banyaknya aktivitas-aktivitas yang dilakukkan baik oleh perseorangan ataupun suatu kelompok demi pemenuhan kebutuhan barang dan jasa.

            Kendati demikian, sebagai manusia yang dianugerahi akal dan pikiran yang sehat, maka sudah sepantasnya kita tetap menjaga kelestarian dan keseimbangan alam ini agar termasuk hamba Alloh yang senantiasa bersyukur. Salah satu tindakan yang mengarah pada hal tersebut adalah dengan pengolahan limbah dengan baik, yang tentuuya menjadi ramah lingkungan.

1.2.            Tujuan

a.       Untuk mengetahui peran bioteknologi dalam penanggulangan Limbah

b.      Untuk mengetahui manfaat salah satu inovasi bioteknologi dalam pengolahan limbah (bioremediasi)

c.       Untuk mengetahui teknik-teknik pengolahan limbah dengan bioremediasi

1.3.            Rumusan Masalah

a.       Bagaimanakah peran bioteknologi dalam penanggulangan limbah?

b.      Bagaimanakah manfaat bioteknologi dalam penanggulangan limbah?

c.       Bagaimanakah teknik-teknik pengolahan limbah dengan bioremediasi?

1.4.             

II

PEMBAHASAN

BIOREMEDIASI (INOVASI BIOTEKNOLGI DALAM PENGOLAHAN LIMBAH)

A.                PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

            Bioteknologi adalah cabang ilmu yang memanfaatkan makhluk hidup (bakteri, fungsi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi tidak hanya didasari pada hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain. Seperti biokimia, computer, biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika dan lain sebagainya. Dengan kata lain bioteknologi merupakan ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

B.                 PENGERTIAN BIOREMEDIASI

            Bioremediasi berasal dari kata bio dan remediasi atau "remediate" yang artinya menyelesaikan masalah. Secara umum bioremediasi dimaksudkan sebagai penggunaan mikroba untuk menyelesaikan masalah-masalah lingkungan atau untuk menghilangkan senyawa yang tidak diinginkan dari tanah, lumpur, air tanah atau air permukaan sehingga lingkungan tersebut kembali bersih dan alamiah.

            Bioremeiasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk  mengurangi polutan lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi mikroorganisme memodifikasi polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pasa banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradai dimana polutan beracun terdegradasi strukturnya menjadi tidak kompleks dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.

            Mikroba yang hidup di tanah dan di air tanah dapat “memakan” bahan kimia berbahaya tertentu, misalnya berbagai jenis minyak. Mikroba mengubah bahan kimia ini menjadi air dan gas yang tidak berbahaya misalnya CO2. Bakteri yang secara spesifik menggunakan karbon dari hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber makanannya disebut sebagai bakteri petrofilik. Bakteri inilah yang memegang peranan penting dalam bioremediasi lingkungan yang tercemar limbah minyak bumi.

            Aplikasi bioremediasi di Indonesia mengacu pada Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 128 Tahun 2003 (KepMen LH no. 128/2003) mengatur tentang tatacara dan persyaratan teknis pengolahan limbah dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis.

C.                 MANFAAT BIOREMEDIASI

            Bioremediasi telah memberikan manfaat yang luar biasa pada :

1.      Bidang Lingkungan, yakni, pengolahan limbah yang ramah lingkungan dan bahkan mengubah limbah tersebut menjadi ramah lingkungan. Contoh bioremediasi dalam lingkungan yakni telah membantu mengurangi pencemaran dari pabrik, misalnya saat 1979, supertanker Exxon Valdez di Alaska, lebih dari 11juta gallon oli mentah mengalir, tetapi bakteri pemakan oli membantu mengurangi pencemaran laut yang lebih jauh lagi.

2.      Bidang Industri, yakni bioremediasi telah memberikan suatu inovasi baru yang membangkitkan semangat industri sehingga terbentuklah suatu perusahaan yang khusus bergerak dibidang bioremediasi, contohnya adalah Regenesis Bioremediation Products, Inc., di San Clemente, Calif.

3.      Bidang Ekonomi, karena bioremediasi menggunakan bahan bahan alami yang hasilnya ramah lingkungan, sedangkan mesin-mesin yang digunakan dalam pengolahan limbah memerlukan modal dan biaya yang jauh lebih, sehingga bioremediasi memberikan solusi ekonomi yang lebih baik.

4.      Bidang Pendidikan, penggunaan microorganisme dalam bioremediasi, dapat membantu penelitian terhadap mikroorganisme yang masih belum diketahui secara jelas.Pengetahuan ini akan memberikan sumbangan yang besar bagi dunia pendidikan sains.

5.      Bidang Teknologi, bioremediasi memberikan tantangan baru bagi teknologi untuk terus memberikan inovasi yang lebih baik bagi lingkungan.

6.      Bidang Sosial, bioremediasi memberikan solusi ekonomi yang mudah dijangkau dan mudah dilakukan baik bagi rumah tangga dan industri. Dengan begini, limbah rumah tangga dapat dikelola jauh lebih baik.

7.      Bidang Kesehatan, dengan pengelolaan limbah yang baik, pencemaran dapat diminimalisir sehingga kualitas hidup manusia jauh meningkat.

8.      Bidang Politik, isu lingkungan dapat lebih ditekan sehingga para petinggi dapat memfokuskan masalah ke lingkup lain, Bahkan bioremediasi dapat membantu memperbaiki masalah yang berkesinambungan didalamnya.

D.                PROSES PENGURAIAN LIMBAH DENGAN CARA BIOREMEDIASI

1.      Komponen dalam Bioremediasi

Mikroorganisme         

Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalah bakteri"pemakan minyak".

            Bakteri ini dapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan.

            Tanah
            Proses biodegradasi memerlukan tipe tanah yang dapat mendukung kelancaran aliran nutrient, enzim-enzim mikrobial dan air. Terhentinya aliran tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kondisi anaerob sehingga proses biodegradasi aerobik menjadi tidak efektif. Karakteristik tanah yang cocok untuk bioremediasi in situ adalah mengandung butiran pasir ataupun kerikil kasar sehingga disp.ersi oksigen dan nutrient dapat berlangsung dengan baik. Kelembaban tanah juga penting untuk menjamin kelancaran sirkulasi nutrien dan substrat di dalam tanah.

            Temperatur
            Temperatur yang optimal untuk degradasi hidrokaron adalah 30-40^oC.. Suhu sangat berpengaruh terhadap lokasi tempat dilaksanakannya bioremediasi.

            Oksigen
            Langkah awal katabolisme senyawa hidrokaron oleh bakteri maupun kapang adalah oksidasi substrat dengan katalis enzim oksidase, dengan demikian tersedianya oksigen merupakan syarat keberhasilan degradasi hidrokarbon minyak. Ketersediaan oksigen di tanah tergantung pada (a) kecepatan konsumsi oleh mikroorganisme tanah, (b) tipe tanah dan (c) kehadiran substrat lain yang juga bereaksi dengan oksigen. Terbatasnya oksigen, merupakan salah satu faktor pembatas dalam biodegradasi hidrokarbon minyak.

            Nutrien
            Mikroorganisme memerlukan nutrisi sebagai sumber karbon, energi dan keseimbangan metabolism sel. Dalam penanganan limbah minyak bumi biasanya dilakukan penambahan nutrisi antara lain sumber nitrogen dan fosfor sehingga proses degradasi oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat dan pertumbuhannya meningkat.

             Interaksi antar Polusi

Fenomena lain yang juga perlu mendapatkan perhatian dalam mengoptimalkan aktivitas mikroorganisme untuk bioremediasi adalah interaksi antara beberapa galur mikroorganisme di lingkungannya. Salah satu bentuknya adalah kometabolisme. Kometabolisme merupakan proses ransformasi senyawa secara tidak langsung sehingga tidak ada energi yang dihasilkan.

                                                           

2.      Teknik Bioremediasi

Tenik Biopile

Teknik ini digunakan untuk mengatasi cemaran minyak, yaitu dengan memanfaatkan mikroba untuk menguraikan bahan-bahan pencemar (sebagai contoh yang diangkat disini hidrokarbon minyak) yang terkandung dalam tanah, lumpur, pasir dan sebagainya menjadi senyawa lain yang lebih sederhana dan tidak berbahaya. Biopile juga dikenal seebagai biocells, bioheaps, biomounds dan compost pile. Teknologi ini dilakukan dengan menumpuk tanah-tanah yang terkontaminasi dan menstimulasi aktivitas mikroba dengan memperhatikan aerasinya, menambahkan nutrisi-nutrisi, menjaga kelembaban dan perlakuan lainnya untuk meningkatkan aktivitas mikrobba dalam mendegradasi senyawa-senyaawa pencemar hidrokarbon minyak.

Keunggulan Teknik Biopile

§  Waktu proses biodegradasi (untuk mencapai target 1%sesuai peraturan yang berlaku) lebih cepat disbanding beberapa teknik lain. Teknik biopile ini memerlukan waktu sekitar 1,-2 bulan (tergantung jenis miyak), lebih cepat dibandingkan beberapa teknik lain yang memerlukan waaktu rata-rata sampai 6 bulan.

§  Lahan yang diperlukan lebih sedikit, karena tanah tercemar, setelah dicampur dengan bahan-bahan l ain yang diperlukan, dapat ditumpuk setinggi 1,5-3 meter. Hal ini dimungkinkan karena dilengkapi system aerasi aktif. Sementara ketinggian maksimal tumpukan tanah pada teknik yang lain tanpa aerasi aktif hanya 30 cm.

§  Proses bioremediasi dengan teknik biopile dapat lebih terkontrol dibandingkan teknik lain.

Pre-Treatment untuk Meningkatkan Biodegradabilitas Senyawa-Senyawa Pencemar

            Biodegradabilitas bahan pencemar berbeda-beda, untuk it diperlukan pre-treatment diperlukan untuk bahan-bahan pencemar yang tidak mudah terdegradasi secara biologis (ditandai oehh nilai BOD tinggi dan COD rendah).

           

Teknik Landfarming

Teknik ini berbeda dengan teknik koordinatnya, seperti teknik biopile dan composting. Berbeda dengan teknik biopile, teknik ini memerlukan system aerasi dengan blower dan pemipaan. Kebutuhan akan oksigen dipenuhi melalui udara yang mesuk melalui pipa pori-pori tanah secara berkala. Pengadukan dan pembalikan berkala ini dilakukan oleh para petani untuk menggemburkan tanh. Oleh karena iru, teknik yang meniru cara-cara perlakuan tanah oleh para petani ini disebut dengan teknik landfarming..

Keunggulan Teknik Landfarming

Beberapa keunggulan yang ditawarkan:

§  Tidak memerlukan system aerasi secara khusus

§  Praktis tidak memerlukan energi untuk aerasi

§  Kemudahan dalam penambahan nutrisi, mengatur keleembaban dan penambahan mikroba secara bertahap (bersamaan dengan pembalikan)

            Teknik Komposting

Teknik komposting salah satunya adalah keranjang Takakura. Proses pengomposan ala takakura merupakan proses pengomposan aerob dimana udara dibutuhkan sebagai asupan penting dalam proses pertumbuhan mikroorganisme yang menguraikan sampah menjadi kompos. Bahan yang diperlukan adalah sebagai berikut:

§  keranjang plastik berventilasi (tempat pakaian kotor). Ukuran besar atau sedang, lengkap dengan tutupnya.

§  kardus bekas seukuran keranjang plastik.

§  cetok.

§  gabah/ kulit beras dimasukkan ke dalam kantung dari kain vitrase (2 buah).

§  kompos jadi, dibeli di tempat penjualan bibit yang nantinya dicampur/ diaduk dengan sampah yang sudah dicacah (daun, sayuran, sisa buah).

§  kain tipis/ kain kasa warna hitam sebesar tutup keranjang.

Cara Pembuatan:

§  siapkan keranjang plastik berventilasi ukuran (min 30 x 40 x 50 cm).

§  lapisi bagian dalam dengan karton bekas kardus.

§  letakkan bantal berventilasi berisi gabah di bagian dasar keranjang (bantal 1).

§  isi dengan kompos jadi + / – setinggi 25 cm.

§  letakkan bantal 2 berisi gabah di atas kompos jadi.

§  tutup dengan kain kasa hitam bersama dengan tutup keranjang.

Berikut gambar desain keranjang Takakura:

Cara pengomposan:

§  Sampah-sampah rumah tangga sisa makanan atau sisa dapur ditiriskan agar bebas dari air/ cairan dan bila ada bekas sayuran yang masih panjang-panjang dirajang terlebih dahulu.

§  Setelah dikumpulkan sampah rumah tangga tadi dimasukkan ke dalam keranjang takakura yang telah disiapkan dicampurkan dalam kompos jadi, dalam keranjang diaduk menggunakan cetok sampai rata. Kemudian letakkan kembali bantal gabah ii di atasnya dan tutup kembali keranjang.

§  Sampah-samaph rumah tangga sisa makanan dapur/ sampah organic dibuang setiap hari ke dalam keranjang takakura.

§  Setelah penuh dan cukup umur, kompos yang sudah matang dari takakura dikeluarkan untuk kemudian dijemur sampai kering kemudian diayak menjadi kompos jadi. Untuk calon kompos yang belum matang dikembalikan ke keranjang takakura. Digunakan untuk keperluan pemupukan tanaman di halaman rumah sendiri.

III

PENUTUP

1.1              Simpulan

Bioteknologi merupakan ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

            Bioremediasi berasal dari kata bio dan remediasi atau "remediate" yang artinya menyelesaikan masalah. Secara umum bioremediasi dimaksudkan sebagai penggunaan mikroba untuk menyelesaikan masalah-masalah lingkungan atau untuk menghilangkan senyawa yang tidak diinginkan dari tanah, lumpur, air tanah atau air permukaan sehingga lingkungan tersebut kembali bersih dan alamiah.

Bioremediasi telah memberikan manfaat yang luar biasa pada :

a.       Bidang Lingkungan, yakni, pengolahan limbah yang ramah lingkungan dan bahkan mengubah limbah tersebut menjadi ramah lingkungan.

b.      Bidang Industri

c.       Bidang Ekonomi

d.      Bidang Pendidikan

e.       Bidang Teknologi

f.       Bidang Sosial

g.      Bidang Kesehatan

h.      Bidang Politik

Penguraian limbah dengan bioremediasi memperhatikasn beberapa aspek, yaitu:

§  Mikroorganisme   

§  Tanah

§  Temperatur

§  Oksigen

§  Nutrien

§  Interaksi antar Polusi

Beberapa teknik yang digunakan dalam Bioremediasi:

§  Teknik Biopile

§  Teknik Landfarming

§  Teknik Komposing

3.2.            Saran

Sebagai manusia yang dianugerahi akal oleh Alloh swt, kita harus selalu berusaha menyeimbangkan keadaan di alam ini. Salah satunya dengan menangani permasalahan limbah yang belakangan ini menjadi polemik yang kian hari kian serius apabila dibiarkan beitu saja dan tidak serius dalam penanganannya.

Seiring dengan kemajuan tekhnologi, kita tidak boleh menyia-nyiakan hal yang dapat mempermudah usaha kita sehingga menghasilkan produk yang semakin baik. Dengan adanya bioteknologi, kita harus memanfaatkannya untuk mengolah limbah-limbah yang ada menjadi ramah bahkan bermanfaat bagi lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

http://bioteknologiindonesia.blogspot.com/2009/02/pengertian-bioteknologi.html [akses     11 Agustus 2012]

http://id.wikipedia.org/wiki/Bioremediasi [akses 11 Agustus 2012]

http://watchann.wordpress.com/2009/09/26/peran-bioteknologi-dalam-bioremediasi-          limbah-plastik-dan-styrofoam/ [akses 12 Agustus 2012]

http://bioremediasi.blogspot.com/ [akses 12 Agustus 2012]

www.google.co.id/webhp?source=search_app#hl=id&sclient=psy-ab&q=tahapan+bioremediasi&oq=tahapan+bioremediasi&gs_l=hp.3...89227.96210.1.97926.12.12.0.0.0.8.2482.11291.5-3j1j4j1j1.10.0...0.0...1c.b49vw0M9wzM&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.&fp=508041ca2faf922c&biw=1366&bih=653 [akses 12 Agustus 2012]

http://www.balaitl.com/pmain.php?id_hal=39 [akses 12 Agustus 2012]

http://keranjangtakakura.blogspot.com/ [akses 12 Agustus 2012]

REKAYASA GENETIKA TOMAT FLAVR SAVR

I

PENDAHULUAN

A.           Latar belakang

Rekayasa genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang bioteknologi. Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu.  Tanaman transgenik merupakan suatu produk rekayasa genetika melalui transformasi gen dari makhluk hidup lain ke dalam tanaman yang tujuannya untuk menghasilkan tanaman baru yang memiliki sifat unggul yang lebih baik dari tanaman sebelumnya.

Salah satu contoh aplikasi bioteknologi di bidang pertanian adalah mengembangkan tanaman transgenik yang memiliki sifat:

1.        Toleran terhadap zat kimia tertentu (tahan herbisida)

2.        Tahan terhadap hama dan penyakit tertentu

3.        Mempunyai sifat-sifat khusus (misalnya: tomat yang matangnya lama, padi yang memproduksi betakaroten dan Vitamin A, kedelai dengan lemak tak jenuh rendah, strawberry yang rasanya manis, kentang dan pisang yang berkhasiat obat)

4.        Dapat mengambil nitrogen sendiri dari udara (gen dari bakteri pemfiksasi nitrogen disisipkan ke tanaman sehingga tanaman dapat memfiksasi nitrogen udara sendiri)

5.        Dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan buruk (kekeringan, cuaca dingin, dan tanah bergaram tinggi)

Salah satu contoh pengembangan tanaman transgenik adalah pada tanaman tomat. Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Pada pertanian konvensional, tomat harus dipanen ketika masih hijau tapi belum matang. Hal ini disebabkan karena tomat cepat lunak setelah matang. Dengan demikian, tomat memiliki umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan kondisi seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya pengemasan sangat mahal, misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin. Oleh karena itu, saat ini telah dikembangan metode transgenik untuk menjadikan tomat berdaya tahan lebih lama setelah dipetik.

B.            Tujuan

1.        Mengetahui peran bioteknologi dalam pertanian.

2.        Mengetahui asal mula penemuan tomat Flavr Savr hasil transgenik.

3.        Mengetahui metode penyisipan gen antibeku pada tomat Flavr Savr.

4.        Mengetahui nilai gizi pada tomat transgenik.

C.           Rumusan Masalah

1.        Bagaimana peran bioteknologi dalam pertanian?

2.        Bagaimana asal mula penemuan tomat Flavr Savr hasil transgenik?

3.        Bagaimana metode penyisipan gen antibeku pada tomat Flavr Savr?

4.        Bagaimana nilai gizi pada tomat transgenik?

II

PEMBAHASAN

Tomat merupakan tanaman yang sensitif terhadap suhu, apabila tomat ditanam di dataran rendah, maka produksinya akan rendah. Suhu merupakan faktor penting dalam pertumbuhan tanaman ini, khususnya pada saat tumbuhnya buah. Apabila tomat ditanam pada suhu yang panas/tinggi, maka buah yang dihasilkan akan sedikit.

Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Dengan demikian, tomat memiliki umur simpan yang pendek, cepat busuk dan penanganan yang sulit. Dengan kondisi seperti ini, tomat sulit dipasarkan ke tempat yang jauh. Biaya pengemasan sangat mahal, misalnya menyediakan box yang dilengkapi pendingin. Oleh karena itu, saat ini telah dikembangan metode transgenik untuk menjadikan tomat berdaya tahan lebih lama setelah dipetik.

Tomat Flavr Savr mempunyai tingkat waktu kematangan yang lebih lama, sehingga mampu bertahan lama ketika akan di ekspor ke daerah lain tanpa memakai box yang mengandung pendingin.

Rekayasa genetika merupakan teknik modifikasi yang dilakukan dengan cara memotong helai-helai DNA dari satu organisme dan kemudian ditempelkan ke dalam organisme lainnya. Teknik gunting tempel ini dilakukan dari satu organisme ke organisme yang lainnya yang bahkan tak sekerabat. Contoh, untuk menadapatkan tomat yang tahan terhadap hawa dingin dilakukan dengan cara menggunting gen antibeku pada ikan Flounder, yaitu ikan yang mampu hidup dalam perairan sedingin es di Antartika, lalu menempelkannya pada DNA tomat.

A.    PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

            Bioteknologi adalah cabang ilmu yang memanfaatkan makhluk hidup (bakteri, fungsi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi tidak hanya didasari pada hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain. Seperti biokimia, computer, biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika dan lain sebagainya. Dengan kata lain bioteknologi merupakan ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

B.     PENGERTIAN REKAYASA GENETIKA

Genetika adalah kata yang dipinjam dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani genno, yang berarti "melahirkan". Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Maka, dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya.

Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga populasi. Dan secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan tentang :

·         material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),

·         bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan

·         bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik).

Rekayasa atau biasa juga disebut dengan teknik adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Hal ini diselesaikan lewat pengetahuan, ataupun pengalaman dari trial dan error. Dan rekayasa juga mengalami perkembangan layaknya lomba lari estapet yang meneruskan teknologi generasi sebelumnya.

Maka, Rekayasa genetika dalam arti luas adalah teknologi dalam penerapan genetika untuk membantu masalah dan kepentingan apapun dari manusia. Dengan segala pengetahuan dan pengalaman dari trial dan error tersebut manusia dapat mengembangkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia itu sendiri.

Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didefinisikan sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi; yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami,dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional.

Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di kromosom tanaman, sebaliknya gen tanaman dapat diselipkan pada kromosom bakteri. Gen serangga dapat diselipkan pada tanaman atau gen dari babi dapat diselipkan pada bakteri, atau bahkan gen dari manusia dapat diselipkan pada kromosom bakteri.

C.    PENGERTIAN TANAMAN TRANSGENIK

Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah dan gen yang berarti pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup kemakhluk hidup lainnya, baik dari satu tanaman ketanaman lainnya, atau dari gen hewan ke tanaman. Transgenik secara definisi adalah theuse of gene manipulation to permanently modify the cell or germ cells of organism (penggunaan manipulasi gen untuk mengadakan perubahan yang tetappada sel makhluk hidup).

Tanaman transgenik pertama kalinya dibuat tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen. Pada tahun 1988 telah ada sekitar 23 tanaman transgenik, pada tahun 1989 terdapat 30 tanaman, pada tahun 1990 lebih dari 40 tanaman. Secara sederhana tanaman transgenik dibuat dengan cara mengambil gen-gen tertentu yang baik pada makhluk hidup lain untuk disisipkan pada tanaman, penyisipan gen ini melalui suatu vector (perantara) yang biasanya menggunakan bakteri Agrobacterium tumefeciens untuk tanaman dikotil atau partikel gen untuk tanaman monokotil, lalu diinokulasikan pada tanaman target untuk menghasilkan tanaman yang dikehendaki. Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik ini diantaranya adalah

·         menghambat pelunakan buah (pada tomat),

·         tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus.

·         meningkatkan nilai gizi tanaman, dan meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada lahan yang ektrem sepertil ahan kering, lahan keasaman tinggi dan lahan dengan kadar garam yang tinggi.

Melihat potensi manfaat yang disumbangkan, pendekatan bioteknologi dipandang mampu menyelesaikan problematika pangan dunia terutama di negara-negara yang sedang berkembang seperti yang sudah dilakukan di negara-negara maju.

¾    Keunggulan Tanaman Rekayasa Genetika (Genetically Modified Organism)

            WHO telah meramalkan bahwa populasi dunia akan berlipat dua pada tahun 2020 sehingga diperkirakan jumlah penduduk akan lebih dari 10 milyar. Karena kondisi tersebut, produksi pangan juga harus ditingkatkan demi menjaga kesinambungan manusia dengan bahan pangan yang tersedia. Namun yang menjadi kendala, jumlah sisa lahan pertanian di dunia yang belum termanfaatkan karena jumlah yang sangat kecil dan terbatas. Dalam menghadapi masalah tersebut, teknologi rDNA atau Genetically Modified Organism (GMO) akan memiliki peranan yang sangat penting. Teknologi rDNA dapat menjadi strategi dalam peningkatan produksi pangan dengan keunggulan-keunggulan sebagai berikut :

·         Mereduksi kehilangan dan kerusakan pasca panen

·         Mengurangi resiko gagal panen

·         Meningkatkan rendemen dan produktivitas

·         Menghemat pemanfaatan lahan pertanian

·         Mereduksi kebutuhan jumlah pestisida dan pupuk kimia

·         Meningkatkan nilai gizi

·         Tahan terhadap penyakit dan hama spesifik, termasuk yang disebabkan oleh virus.

¾    Dampak Positif Transgenik

1.      Rekayasa transgenik dapat menghasilkan produk lebih banyak dari sumber yang lebih sedikit.

2.      Rekayasa tanaman dapat hidup dalam kondisi lingkungan ekstrem sehinggaakan memperluas daerah pertanian dan mengurangi bahaya kelaparan.

3.      Makanan dapat direkayasa supaya lebih lezat dan menyehatkan.

¾    Dampak Negatif Transgenik

Adapun dampak negatif dari rekayasa transgenik meliputi beberapa aspek yaitu:

A.    Aspek sosial meliputi:

1)      Aspek ekonomi

Berbagai komoditas pertanian hasil rekayasa genetika telah memberikan ancamanpersaingan serius terhadap komoditas serupa yang dihasilkan secara konvensional.Penggunaan tebu transgenik mampu menghasilkan gula dengan derajat kemanisan jauh lebih tinggi daripada gula dari tebu atau bit biasa

B.     Aspek kesehatan

1)      Potensi toksisitas bahan pangan

Dengan terjadinya transfer genetik di dalam tubuh organisme transgenik akan muncul bahan kimia baru yang berpotensi menimbulkan pengaruh toksisitas pada bahan pangan. Sebagai contoh, transfer gen tertentu dari ikan ke dalam tomat,yang tidak pernah berlangsung secara alami, berpotensi menimbulkan risiko toksisitas yang membahayakan kesehatan.

2)      Potensi menimbulkan penyakit/gangguan kesehatan

WHO pada tahun 1996 menyatakan bahwa munculnya berbagai jenis bahan kimia baru, baik yang terdapat di dalam organisme transgenik maupun produknya,berpotensi menimbulkan penyakit baru atau pun menjadi faktor pemicu bagi penyakit lain. Sebagai contoh, gen aad yang terdapat di dalam kapas transgenik dapat berpindah ke bakteri penyebab kencing nanah (GO), Neisseria gonorrhoeae.

C.    Aspek lingkungan

1)      Potensi erosi plasma nutfah

Penggunaan tembakau transgenik telah memupus kebanggaan Indonesia akan tembakau Deli yang telah ditanam sejak tahun 1864. Tidak hanya plasma nutfah tanaman, plasma nutfah hewan pun mengalami ancaman erosi serupa. Sebagai contoh, dikembangkannya tanaman transgenik yang mempunyai gen dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan kematian larva spesies kupu-kupu raja (Danaus plexippus) sehingga dikhawatirkan akan menimbulkan gangguan keseimbangan ekosistem akibat musnahnya plasma nutfah kupu-kuputersebut.

2)      Potensi pergeseran gen

Daun tanaman tomat transgenik yang resisten terhadap serangga Lepidoptera setelah 10 tahun ternyata mempunyai akar yang dapat mematikan mikroorganisme dan organisme tanah, misalnya cacing tanah.

3)      Potensi pergeseran ekologi

Organisme transgenik dapat pula mengalami pergeseran ekologi. Organisme yang pada mulanya tidak tahan terhadap suhu tinggi, asam atau garam, serta tidak dapat memecah selulosa atau lignin, setelah direkayasa berubah menjadi tahan terhadap faktor-faktor lingkungan tersebut.

4. ASAL MULA PENEMUAN TOMAT FLAVR SAVR HASIL TRANSGENIK

Pada tahun 1980, para ilmuwan di Calgene melakukan penelitian terhadap tomat Flavr Savr, dimana tomat tidak menjadi lunak saat matang, karena itu dibiarkan menggantung hingga matang alami. Untuk membuat tomat transgenik, sebuah gen dari E. Coli (bakteri yang terbentuk secara alami dalam usus mamalia) disebut kan(r) dan gen dari tomat Flavr Savr dimasukkan ke dalam plasmid (cincin melingkar DNA) dan plasmid ini dimasukkan ke dalam gugus sel tomat yang ditumbuhkan pada media yang mengandung antibiotik, tujuan dari bakteri tersebut adalah untuk mengidentifikasi sel yang berubah secara genetik. Gen Flavr Savr dikode untuk untai RNA yang merupakan kebalikan dari suatu rantai RNA yang secara alami terjadi pada tanaman.

Produk akhir tomat Flavr Savr diperbolehkan untuk matang alami pada pokok pohonnya. Pengenalan tomat Flavr Savr ke pasar pada pertengahan tahun 1990-an mengundang banyak kontroversi dan resistensi konsumen. Setelah dilakukan penelitian oleh Calgene dan pembicaraan dengan FDA, FDA menemukan tomat ini amat dan menyetujui tomat ini pada 17 Mei 1994.

E.       METODE PENYISIPAN GEN ANTIBEKU PADA TOMAT FLAVR SAVR

Tanaman transgenik dibuat dengan menggunakan teknik biologi molekuler yang memungkinkan peneliti untuk mengindentifikasi gen-gen tertentu, membuat duplikatnya, kemudian menyisipkan duplikat gen tersebut ke tanaman penerima dengan menggunakan alat (yang paling umum dipakai adalah bakteri Escherichia Coli). Tomat Flavr Savr merupakan tomat hasil rekayasa genetika yang memiliki shelf-life lama, dapat diciptakan dengan menyisipkan gen antibeku dari ikan air dingin ke dalam gen tomat. Gen antibeku ini diperoleh dari ikan Flounder, yaitu jenis ikan di Antartika yang dapat bertahan hidup dalam kondisi yang sangat dingin. Berikut ini merupakan langkah-langkah transfer gen dalam pembuatan tomat Flavr Savr:

v  Ikan Flounder mempunyai gen antibeku yang disebut dengan gen antisenescens yang dapat menghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat). Gen ini dipindahkan dari kromosom di dalam sel ikan Flounder.

v  DNA antibeku ini kemudian disisipkan pada DNA bakteri Escherichia coli yang disebut plasmid. DNA hibrid ini, yang merupakan kombinasi dari dua DNA berbeda disebut sebagai DNA rekombinan.

v  DNA rekombinan yang mengandung gen antibeku ini kemudian ditanam kembali pada bakteri Escherichia coli.

v  Bakteri tersebut memproduksi kopian dari DNA rekombinan dalam jumlah yang sangat banyak.

v  Tahap selanjutnya diawali dengan isolasi DNA sel tomat terlebih dahulu yang dilakukan dengan cara menghaluskan batang tomat dalam nitrogen cair untuk melepaskan isi sel. Isi sel tersebut kemudian ditempatkan dalam tabung reaksi, lalu disentrifugasi. Selama sentrifugasi, isi sel terpisah ke dalam dua lapisan dimana salah satunya adalah lapisan DNA. Lapisan ini kemudian dipisahkan dari tabung, kemudian ditambahkan enzim restriksi, yaitu ECO R1 yang berfungsi memotong di lokasi DNA yang spesifik

v  Sel tanaman tomat diinfeksi dengan bakteri tersebut. Setelah itu ditambahkan enzim ligase ke dalam DNA tomat dan plasmid untuk menyambungkan DNA, sehingga dapat lengket. Hasilnya, gen antibeku pada plasmid yang terdapat pada bakteri bergabung dengan DNA sel tanaman tomat.

v  Sel tanaman tomat kemudian ditempatkan pada media tumbuh yang berupa cawan petri yang mengandung media nutrien selektif.

v  Bibit tomat mulai ditanam.

v  Tanaman tomat hasil rekayasa genetika mengandung satu kopian gen antibeku dari ikan Flounder pada setiap selnya.

F.       TOMAT TRANSGENIK MEMILIKI NILAI GIZI SEBANDING DENGAN TOMAT NORMAL

Mengubah genom dari tanaman tertentu secara teoritis bisa mengubah kadar variasi nutrisi tanaman dimana akan dikonsumsi oleh manusia. Tetapi, dalam kasus tomat Flavr Savr ini, tidak ditemukan perubahan yang signifikan terhadap kualitas nutrisi. Berikut akan ditunjukkan perbandingan kadar vitamin (vitamin A dan C), mineral (kalsium, magnesium, fosfor, dan natrium) dan protein antara tomat Flavr Savr dengan tomat normal.

 

Walaupun manfaat utama dari tomat Flavr Savr dititik beratkan pada peningkatan rasa untuk konsumen, kemungkinan rekayasa genetik tanaman hampir tak terbatas. Tanaman dapat dibuat agar tahan lama, tahan serangan serangga atau jamur, atau tahan terhadap kondisi cuaca yang kurang ideal (seperti dalam kasus stroberi antibeku) atau bahkan membuat bahan kimia yang dapat di ekstraksi dari jaringan tanaman dan digunakan sebagai obat-obatan. Selain itu, kebutuhan untuk membuka lahan pertanian baru dan penggunaan pestisida dapat dikurangi jika penggunaan tanaman rekayasa genetika menjadi lebih luas. Keberhasilan penelitian tomat Flavr Savr oleh Calgene dibawah pengawasan ketat dari FDA menunjukkan bahwa tanaman rekayasa genetika memiliki potensi yang aman untuk dikonsumsi manusia dan lingkungan. Tanaman transgenik telah diuji keamanannya dan diatur oleh FDA, yang membuktikan bahwa rekayasa genetik dari tanaman, dalam hal ini tomat Flavr Savr terbukti aman untuk dikembangkan.

III

PENUTUP

A.           Kesimpulan

Rekayasa genetika merupakan salah satu inovasi teknologi dalam bidang bioteknologi. Salah satu produk rekayasa genetik yang terkenal saat ini adalah tanaman transgenik. Transgenik adalah rekayasa bentuk maupun kualitasnya melalui penyisipan gen atau DNA dari binatang, bakteri, mikroba, atau virus untuk tujuan tertentu. Salah satu contoh pengembangan tanaman transgenik adalah pada tanaman tomat. Tomat merupakan salah satu produk holtikultura utama. Seperti produk holtikultura pada umumnya, tomat memiliki shelf-life yang pendek. Untuk mendapatkan tomat yang tahan terhadap hawa dingin dilakukan dengan cara menggunting gen anti beku pada ikan Flounder, yaitu ikan yang mampu hidup dalam perairan sedingin es di Antartika, lalu menempelkannya pada DNA tomat. Penelitian tomat Flavr Savr oleh Calgene dibawah pengawasan ketat dari FDA menunjukkan bahwa tanaman rekayasa genetika memiliki potensi yang aman untuk dikonsumsi manusia dan lingkungan.

B.            Saran

Selain menguntungkan, tanaman transgenik (hasil rekayasa genetika) dapat juga menimbulkan penyakit yang sulit diidentifikasi. Jadi sebaiknya kita lebih bijak dalam mengkonsumsi bahan makanan transgenik. Karena walau bagaimanapun tanaman organik akan jauh lebih aman untuk dikonsumsi.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.scribd.com/doc/66226705/1/A-PENGERTIAN-REKAYASA-GENETIKA [akses  14 Agustus 2012]

http://makalahbiologiku.blogspot.com/2010/04/tanaman-transgenik.html                        [akses  14 Agustus 2012]

http://www.scribd.com/doc/50701059/Makalah-Bioteknologi-Tomat-Flavr-Savr             [akses  14 Agustus 2012]

http://lordbroken.wordpress.com/2010/07/23/penggunaan-rekayasa-genetika-pada-tanaman-genetically-modified-organism-dikaji-dari-sisi-positif/ [ akses  14 Agustus 2012]