
Mengenal Teknologi Biologi Sintetik Dan Aplikasinya Dalam Berbagai Sektor – Abad XXI juga sering disebut sebagai abad bioteknologi dan biologi molekuler yang diharapkan dapat menyelesaikan berbagai masalah yang berkaitan dengan kesejahteraan manusia. Bioteknologi adalah teknik pemanfaatan makhluk hidup atau bahan yang berasal dari makhluk hidup untuk membuat produk dan jasa yang berguna bagi manusia.
3 Sejak dahulu kala, nenek moyang kita telah memperkenalkan bioteknologi yang sering kita kenal melalui persilangan, namun tidak efektif karena membutuhkan waktu yang lama. Dalam perkembangan ilmu pengetahuan selanjutnya, manusia mulai mengenal kromosom sebagai pembawa sifat keturunan. Dengan ditemukannya DNA, bioteknologi semakin berkembang di negara-negara maju. Kemajuan dalam bioteknologi telah memungkinkan orang untuk mengobati penyakit bawaan atau penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetik dengan memasukkan gen ke dalam sumsum tulang belakang, sebuah proses yang dikenal sebagai transfer gen.
4 REKAYASA GENETIKA Rekayasa genetika adalah teknik yang digunakan untuk menggabungkan gen yang ada dari organisme hidup untuk mengubah susunan genetiknya. Melalui rekayasa genetika, manusia “menciptakan” tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme baru. Perubahan genetik bukanlah hal baru, karena dapat terjadi secara alami melalui peristiwa yang disebut mutasi.
Enzim pemotong gen (endonuklease restriksi). Enzim yang bergabung dengan gen yang diinginkan (ligase). Vektor yang membawa gen yang disisipkan adalah plasmid bakteri (gen di luar kromosom bakteri) atau virus. Tuan rumah:
Akuisisi gen yang diinginkan (gen yang diinginkan dikeluarkan dari individu dengan endonuklease restriksi). Gen yang diinginkan dipotong ke dalam vektor dan diikat dengan enzim ligase. Vektor yang sudah membawa gen yang disimpan dimasukkan ke dalam inang. Vektor tumbuh di sel inang. Isolasi produk dari tuan rumah. Peningkatan produk.
Bioteknologi mencakup bidang biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, biokimia, dan yang terpenting, teknik yang menghasilkan pendapatan dan manfaat bagi masyarakat. Bioteknologi dapat dibagi menjadi: Tingkat rendah (silang, fermentasi). Tingkat menengah (feromon = pembunuh serangga). Tingkat tinggi (DNA rekombinan/rekayasa genetika).
Menggunakan jaringan tanaman atau hewan untuk menghasilkan bahan, pengembangan lebih lanjut menggunakan banyak mikroorganisme. Alasan menggunakan mikroorganisme: Mereka bereproduksi dengan cepat. Pertumbuhan membutuhkan media yang relatif murah. Tidak membutuhkan lahan/ruang yang luas untuk produksinya.
Produksi protein sel tunggal (PST) Produksi protein asing. melawan sel kanker Produksi antibiotik Produksi hormon Produksi asam amino dan protein (enzim) Produksi surfaktan. pengemulsi makanan/zat yang tidak larut dalam air, mis. lemak Produksi: rasa dan wewangian
Kloning gen membuka area baru dalam perawatan kesehatan. Diagnosis penyakit kelamin dapat diperbaiki dengan penggunaan antibodi klonal tunggal. Antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendeteksi kelainan genetik pada janin, yaitu untuk diagnosis orang tua. Diagnosis dini diperlukan agar anak yang terkena mendapat antibiotik untuk mencegah infeksi dan, jika infeksi terjadi, perhatian medis pada gejala pertama.
Beberapa dekade yang lalu, penggunaan bahan kimia organik sintetik sebagai insektisida telah menyelamatkan jutaan nyawa. Namun, hal ini tidak berlangsung lama karena insektisida sintetik meninggalkan residu beracun dan mencemari lingkungan serta membahayakan satwa liar, sehingga dilarang. Ini melepaskan serangga jantan steril dan feromon yang mengganggu makan dan reproduksi serangga.
Toleransi terhadap bahan kimia tertentu (resistensi pestisida). Tahan terhadap beberapa penyakit dan hama. Ini memiliki sifat khusus (mis. Tomat yang matang lebih lama, beras yang menghasilkan beta-karoten dan vitamin A, dll.). Ia dapat mengambil nitrogennya sendiri dari udara (gen bakteri yang memperbaiki nitrogen di udara). Dapat beradaptasi dengan lingkungan yang buruk (kekeringan, dingin). cuaca) dan tanah dengan salinitas tinggi).
Penyerapan tembaga menggunakan kemampuan atau aktivitas bakteri untuk melepaskan tembaga dari bahan lain yang tidak larut. Bakteri ini disebut Thiobacillus ferrooxidans dan melepaskan logam dari sulfida yang terperangkap. Logam yang berhasil dilepaskan oleh bakteri ini: uranium, kobalt, emas, nikel, seng, timah.
15 DAMPAK BIOTEKNOLOGI Gulma super muncul karena tanaman transgenik tahan herbisida diuji. Generasi super pest adalah untuk tanaman transgenik yang tahan terhadap hama tertentu. Penggunaan pestisida sedang meningkat karena munculnya gulma super. Penurunan nilai keanekaragaman hayati karena kecenderungan petani menanam tanaman transgenik dalam jumlah besar. Dampak negatif terhadap petani organik yang tidak mengandung tanaman transgenik.
Dengan menyebabkan resistensi antibiotik/resistensi manusia, manusia memiliki mekanisme untuk menghancurkan gen asing yang tidak diketahui. Mengurangi kandungan nutrisi dan meningkatkan toksisitas pada tanaman transgenik alergi
Ceritakan apa yang Anda ketahui tentang antibodi. Apa itu rekayasa genetika? Jelaskan penggunaan bioteknologi dalam industri menggunakan contoh produksi protein sel tunggal. Jelaskan dampak negatif bioteknologi!
Untuk pengoperasian situs web ini, kami merekam data pengguna dan membaginya dengan pemroses. Jika Anda ingin menggunakan situs web ini, Anda harus menyetujui kebijakan privasi kami, termasuk kebijakan cookie kami. Sel bahan bakar mikroba (MFC) adalah metode untuk menghasilkan energi dalam bentuk listrik. MFC diklasifikasikan sebagai teknologi energi terbarukan. Pada dasarnya prinsip pengoperasian sistem microbial fuel cell ini adalah konversi energi kimia menjadi energi listrik dengan bantuan mikroorganisme (bakteri).
Pada umumnya sistem microbial fuel cell beroperasi dalam reaktor anaerobik dan dilengkapi dengan 2 elektroda pada masing-masing kompartemen anoda dan katoda, dimana kompartemen anoda berisi substrat dan bakteri, sedangkan katoda berisi larutan elektrolit.
Substrat yang merupakan makanan bagi bakteri kemudian digunakan oleh bakteri untuk melakukan aktivitasnya, dimana aktivitas bakteri tersebut akan menghasilkan beberapa produk salah satunya elektron. Elektron yang dihasilkan oleh metabolisme bakteri kemudian mengalir dari anoda ke katoda melalui sirkuit eksternal.
Aliran elektron ini menghasilkan listrik. Selain itu, elektron di ruang katoda bersama dengan proton (ion H+) akan bereaksi dengan oksigen menghasilkan air.
Prinsip kerja sistem MFC adalah bakteri di dalam reaktor menghasilkan elektron, yang kemudian diangkut ke anoda dan dialirkan ke katoda, yang dihubungkan ke perangkat konduktif untuk menghasilkan listrik yang dapat menggerakkan perangkat tersebut (Logan et al. 2014).
Sistem ini akan menggunakan hasil metabolisme mikroorganisme. Mikroorganisme akan melakukan metabolisme dengan memecah substrat menjadi hidrogen (H2) dan oksigen (O2).
Hidrogen merupakan bahan baku yang digunakan untuk reaksi reduksi dengan oksigen, melepaskan elektron pada anoda sebagai sumber arus listrik (Du et al. dalam Nurhakim, 2016).
Elektron yang dihasilkan ditransfer melalui sirkuit eksternal dari anoda ke katoda, dimana larutan elektrolit bertindak sebagai akseptor elektron, menghasilkan tegangan listrik (Nurhakim, et al., 2016).
Secara umum, mekanisme prosesnya adalah bakteri mengoksidasi substrat kemudian menghasilkan elektron dan proton di anoda. Elektron ditransfer melalui kabel penghubung eksternal, sementara proton disebarkan melalui membran penukar proton (PEM) ke katoda. Proton (ion H+) dan elektron pada katoda akan bereaksi dengan oksigen membentuk air (H2O).
Dalam perkembangannya, sistem microbial fuel cell (MFC) memiliki jenis yang berbeda tergantung pada aplikasinya. Menurut desain bagian-bagiannya, ada tiga jenis MFC: MFC ruang tunggal, MFC ruang ganda, dan MFC tumpukan.
Single chamber adalah jenis MFC yang hanya memiliki satu chamber, sedangkan double chamber memiliki dua chamber yang dipisahkan oleh membran penukar kation atau jembatan garam. Tumpukan MFC adalah susunan dari beberapa unit MFC, baik bilik ganda maupun bilik tunggal, disusun secara seri atau paralel untuk meningkatkan daya keluaran yang dapat dihasilkan (Syafaati, 2015).
Dalam perkembangannya, berbagai penelitian dilakukan untuk memaksimalkan sistem ini. Perubahan tersebut dilakukan terutama untuk meningkatkan listrik yang dihasilkan dan meningkatkan efisiensi sistem dengan mengurangi parameter limbah pada substrat pada sistem yang menggunakan limbah sebagai substrat.
Menurut Ibrahum et al., (2014), berbagai penelitian telah dilakukan terhadap MFC, diantaranya elektroda (Cheng et al. 2006), desain reaktor MFC (Liu dan Logan 2004), jenis bakteri yang digunakan (Nimje et al. al. 2009), dan jenis substrat yang digunakan (Moon et al. 2006). 1. Mata Pelajaran Biologi Biologi berasal dari dua kata Yunani, bios dan logos, yang berarti kehidupan dan ilmu. Jadi biologi secara sederhana dapat diartikan sebagai ilmu tentang kehidupan. Pemahaman ini kemudian dikembangkan dan disempurnakan untuk mencakup semua disiplin ilmu atau kajiannya yang sangat luas. Definisi biologi yang paling lengkap adalah : Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup dan fenomena kehidupan. Mata pelajaran atau kajian biologi meliputi lima kingdom/kerajaan dan virus. Kelima kingdom tersebut adalah Animalia (hewan), Plantae (tumbuhan), Fungi (jamur), Protista dan Monera.
Objek-objek tersebut kemudian akan dipelajari dari skala terkecil, mulai dari molekul hingga bioma di permukaan bumi. Dimana interaksi antar bioma di permukaan bumi membentuk lapisan makhluk hidup di bumi yang dikenal dengan biosfer.
Lalu bagaimana cara belajar biologi yang bidang studinya sangat luas? Ya betul sekali, caranya adalah memilah materi berdasarkan mata pelajaran atau pelajaran kemudian masuk lebih dalam ke setiap tingkatan.
2. CABANG-CABANG BIOLOGI Telah dijelaskan di atas bahwa biologi dibagi menjadi cabang-cabang ilmu untuk memudahkan pembelajaran. Setiap cabang ilmu mengkhususkan diri dalam menangani satu subjek tertentu. Misalnya, cabang biologi berbasis subjek termasuk zoologi, botani, mikologi, mikrobiologi, dan virologi. Dari masing-masing entitas tersebut, misalnya, zoologi dibagi lagi menjadi vertebrata dan invertebrata. Dan vertebrata, dibagi lagi menjadi 5 kelas (ikan, amfibi, reptil, aves dan mamalia), memunculkan cabang-cabang ilmu pengetahuan seperti ichthyology, herpetologi, ornitologi dan mamalia. Dari masing-masing cabang ilmu tersebut muncul beberapa cabang ilmu yang spesifik. Misalnya, setelah mamologi muncul cabang-cabang ilmu yang lebih banyak mempelajari mamalia dan manusia ini, seperti sitologi, anatomi, fisiologi, morfologi, taksonomi, genetika, embriologi. Klasifikasi pengetahuan ini juga terjadi pada cabang biologi lainnya.
Cabang biologi berbasis masalah meliputi ekologi, toksikologi, taksonomi, biologi reproduksi, dan teratologi. Cabang biologi berdasarkan tingkat organisasi kehidupan meliputi sitologi, histologi, organologi, biologi populasi, biologi molekuler, dan genetika populasi. Cabang biologi terapan yang berupaya meningkatkan kesejahteraan manusia kini terbagi menjadi kedokteran, gizi dan kesehatan/higiene, pertanian, peternakan, perikanan, dan bioteknologi. Disiplin khusus kemudian muncul dari ilmu kedokteran, termasuk neurologi, oftalmologi, kebidanan, kedokteran gigi, THT, penyakit dalam, dan pediatri. Hal yang sama berlaku untuk cabang biologi terapan lainnya.
Bagaimana