.

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

Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme.

Rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain.

CONTOH BIOTEKNOLOGI
Pembuatan tempe
Pembuatan Anggur
Penanganan limbah
Rekayasa Genetika (kloning) Mikroorganisme
Rekayasa Genetika Hewan
Rekayasa Genetika Tumbuhan

B. KLASIK dan B. MODERN
TEKNOLOGI YANG MEMANFAATKAN AGEN HAYATI ATAU KOMPONENNYA UNTUK MENGHASILKAN BARANG DAN/ JASA UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN MANUSIA DAN LINGKUNGANNYA __ B. Klasik


TEKNOLOGI YANG MEMANFAATKAN AGEN HAYATI YANG TELAH MENGALAMI REKAYASA GENETIK ATAU KOMPONENNYA UNTUK MENGHASILKAN BARANG DAN/ JASA UTNUK MEMENUHI KEBUTUHAN MANUSIA DAN LINGKUNGANNYA __ B.Modern

Sel Tumbuhan
NUKLEUS.,VAKUOLA,

Organ tumbuhan : kloroplas


• BIOTEKNOLOGI HILIR

Berfokus pada pengembangan aplikasi berskala industri yang memanfaatkan ilmu-ilmu proses, organo-sintesis, rekayasa kimia, rancang bangun, proses kimia, dll.

Perkembangan bioteknologi :
1.Era bioteknologi generasi pertama / bioteknologi sederhana.
Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan.Contoh:
pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.

2.Era bioteknologi generasi kedua.
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos

3.Era bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril.Contoh:
produksi antibiotik dan hormon

4.Era bioteknologi generasi baru / bioteknologi baru.
contoh:
produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal

KEGUNAAN BIOTEKNOLOGI Dalam KEDOKTERAN

1. Antibodi Monoklonal
2. Terapi gen
3. Antibiotik
4. Interferon (antibodi terhadap virus).
5. Vaksin


BIOTEKNOLOGI DALAM PEMBERANTASAN HAMA
Dengan menggunakan musuh alami dan
menciptakan tanaman resisten hama

Skema teknik kultur jaringan sederhana yang dilakukan


• Bacillus thuringiensis

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

• Baculovirus sp.

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

Bioteknologi : Produksi Pangan
A. MAKANAN BAHAN SUSU

1.Keju

Mikroba: Propiabacterium (bakteri asam laktat) yang juga berperan memberi rasa dan tekstur keju.

2.Yoghurt

Mikroba: 1. Lactobacillusbulgaris Þ pemberi rasa dan aroma
2. Streptococcus thermophilus Þ menambah keasaman

3.Mentega

Mikroba: Leuconostoc cremoris


B. MAKANAN BUKAN SUSU
1.Roti, asinan, dan alkohol (bir, anggur "wine", rum), oleh ragi

2.Kecap, oleh Aspergillus oryzae

3.Nata de Coco, oleh Acetobacter xilinum
Prinsipnya adalah pemecahan amilum oleh
mikroba menghasilkan gula, yang kemudian
difermentasi

4.Cuka, oleh Acetobacter aseti
Alkohol difermentasi dalam kondisi aerob

Bioteknologi : Masalah Pencemaran
1.Pencemaran oleh minyak.
Strain-strain Pseudomonas Þ mengkonsumsi hidrokarbon.

Rekayasa genetik membentuk bakteri super yang mengandung empat jenis plasmid pembawa gen untuk konsumsi hidrokarbon.

2.Limbah organik dapat diuraikan oleh bakteri aerob atau anaerob.

Bioteknologi Penambangan
• Thichacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga (Cu).
• Reaksi: CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2 aktivitas
———> CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi

• CuSO4 + 2 FeSO4 + H2SO4 + Energ————> 2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+

• Thiobacillus ferrooxidan bersifat kemolitotrof
BIOTEKNOLOGI TANAMAN

Proses untuk menghasilkan produk dengan bantuan agen hayati

FOKUS: Fokus :

Pemuliaan Tanaman untuk mendapatkan sifat tanaman yang diinginkan.

Produk Bioteknologi Tanaman
(Rekayasa Genetikia)
Tanaman yang tahan kekeringan
Tanaman tahan terhadap hama
Tanaman tahan terhadap virus
Tahan terhadap fungi
Tanaman daya hasilnya tinggi
Tanaman kandungan vitamin tinggi
Tanaman kandungan protein biji tinggi
Tanaman tahan terhadap herbisida

PEMULIAAN TANAMAN

• Awal 1. Seleksi
2. Hibridisasi
3. Mutasi
4. Poliploid

• Hibridisasi Somatik : Fusi Protoplas

• Rekayasa Genetika ( Bioteknologi Molekuler; Bioteknologi terkini).

Kelebihan Bioteknologi
(Reakayasa genetika)
Kalau dalam hibridisasi itu sulit dilakukan perkawinan antar spesies apalagi jauh kekerbatannya, Maka dalam bioteknologi molekuler tidak ada kendala perbedaan spesies, genus, dan seterusnya. Semuanya mungkin untuk dilakukan. Gen tertentu dari bakteri bisa disisipkan ke dalam tanaman agar dapat memiliki sifat tertentu dari gen tersebut.



REPLIKASI
PLASMID
Plasmid bakterial adalah molekul DNA lingkar untai ganda dengan selang ukuran dari 1 kb sampai lebih dari 200 kb. Plasmid ditemukan di dalam bermacam-macam spesies bakteri,
dimana mereka berkelakuan sebagai asesoris satuan genetik yang digandakan dan diwariskan tidak tergantung kromosom bakteri. Namun demikian mereka menggantungkan diri pada
Enzim dan protein yag disandi oleh inang untuk transkripsi dan replikasi

Sering plasmid mengandung penyandi enzim
yang pada keadaan sekitar tetentu akan menguntungkan inang bakteri. Fenotip yang sering terkait dengan plasmid adalah:

Ketahanan terhadap antibiotik, produksi antibiotik, degradasi senyawa organik komplek, produksi kolisin, enterotoksin, enzim restriksi dan modifikasi

Replikasi plasmid dilaksanakan oleh sekelompok enzim yang digunakan untuk menggandakan kromosom bakteri.
Tetapi , plasmid yang berbeda menggunakan kelompok enzim yang berbeda dan menggandakan dengan jumlah yang berbeda dalam sel inangnya. Beberapa mencapai sejumlah 700 per sel, sedangkan lainnya yang dipelihara pada tingkat minimal yaitu sebanyak 1 molekul plasmid per sel inang.
Kontrol jumlah copy plasmid yaitu pada daerah awal replikasi ( origin of DNA replication).

Umumnya plasmid hanya mengandung 1 awalan replikasi bersama-sama dengan elemen pengendali yang bertidak secara sis. Satuan genetik secara keseluruhan disebut replikon. Memang ada plasmid yang berasal dari fusi yang mengandung lebih dari satu replikon, tetapi yang aktif juga hanya satu.

Kebanyakan vektor yang digunakan saat ini diturunkan dari plasmid pMB1, yang awalnya diisolasi dari spesimen klinik. Pada kondisi pertumbuhan normal, minimum 15-20 copies plasmid membawa replikon ini yang dipelihara di dalam setiap sel bakteri .
Plasmid multicopy demikian disebut mengganda dalam bentuk “relaxed “


VEKTOR
• ALAT PEMINDAH GEN YANG DIINGINKAN / DIPINDAKAN = DNA CARRIER
• 4 MACAM VEKTOR :
1. Plasmid
2. Bakteriophaq lambda (l )
3. Kosmid
4. Bakteriophag rantai tunggal (phage M13)

Syarat vektor
• Mampu memindah secara efisien
• Dapat diekspresi secara stabil
• Tidak mengganggu metabolisme dan merusak gen sel target
• Ukuran pemasukan rata-rata (kb ):


plasmid 4.000
lambda 20.000
Cosmid 40.000
Yeast artifisial chromosome 400.000


PLASMID
• DNA sirkuler selain kromosom yang terdapat dalam sel bakteri tertentu
• Resistensi terhadap antibiotik
• Berdasarkan replikasinya dibagi 2 golongan yaitu :
1. Stringent : jumlah kopi plasmid didalam sel diatur dengan sangat ketat
2. Relaxed : Jumlah kopy plasmid dalam sel banyak tdk diatur secara ketat ( ini nich yg baiik)
V

PLASMID
lasmid adalah DNA ekstrakromosomal yang dapat bereplikasi secara autonom dan bisa ditemukan pada sel hidup[1]. Di dalam satu sel, dapat ditemukan lebih dari satu plasmid dengan ukuran yang sangat bervariasi namun semua plasmid tidak mengkodekan fungsi yang penting untuk pertumbuhan sel tersebut[1]. Umumnya, plasmid mengkodekan gen-gen yang diperlukan agar dapat bertahan pada keadaan yang kurang menguntungkan sehingga bila lingkungan kembali normal, DNA plasmid dapat dibuang.[1]





Sifat plasmid
• Ukurannya kecil 10-10-6 s/d 200 x106
• Mempunyai bentuk DNA sirkuler sehingga tetap stabil pada saat diisolasi
• Melangsungkan replikasi sendiri/ independent replication, sehingga replikasi berlangsung diluar kontrol sel
• Terdapat dalam beberapa copy dalam sel
• Kerapkali memiliki gen untuk resistensi terhadap antibiotik, sehingga memudahkan deteksi dan seleksi

Why plasmid sebagai
vektor yang baik?

• Berukuran kecil
• Termasuk golongan plasmid relaxed
• Berisi sisi pengenal tunggal untuk satu atau lebih enzim restriksi pada tempat yang tidak esensiil untuk replikasi
• Plasmid yang memenuhi kriteria tersebut adalah pBR 322

Sifat plasmid pBR 322
• Relatif kecil dengan berat molekul 2,6x106
• Stabil, bertahan pada inang (host) dengan jumlah 1-20 copy / sel
• Dapat diperbanyak jumlahnya sampai 1000 – 3000 copy tiap sel
• DNA asing sampai 10 kb dapat disisipkan
• Telah diketahui urut-urutan nukleotidanya 4362 secara komplit
• Mempunyai sisi pemutus tunggal untuk PstI, SalI, EcoRI,HindIII,BamHI
• Mempunyai 2 penanda resistensi ( ampicillin dan tetrasiklin)

TENTANG PLASMID
BR322 adalah plasmid dan untuk sementara waktu adalah salah satu yang paling umum digunakan E. coli cloning vectors . coli kloning vektor . pBR322 was the first artificial plasmid. pBR322 adalah plasmid buatan pertama. Created in 1977, it was named eponymously after its Mexican creators, p standing for plasmid, and BR for Bolivar and Rodriguez. Dibuat pada tahun 1977, ia bernama eponymously setelah pencipta Mexico, p berdiri untuk plasmid, dan BR untuk Bolivar dan Rodriguez.

p. pBR322 adalah 4.361 pasangan basa [1] panjang dan berisi daerah replicon (sumber plasmid pMB1), R amp gen, pengkodean ampisilin resistensi protein (sumber plasmid [RSF2124]) dan gen R tet, pengkodean tetrasiklin protein resistensi ( plasmid sumber pSC101 ). plasmid memiliki situs pembatasan unik untuk enzim restriksi lebih dari empat puluh. 11 of these 40 sites lie within the tet R gene. 11 dari 40 situs ini terletak dalam gen R tet. T. Ada situs 2 untuk enzim restriksi HindIII dan ClaI dalam promotor gen R tet. There are 6 key restriction sites inside the amp R gene. Ada 6 kunci situs pembatasan dalam gen R amp. T . Asal replikasi atau ori situs dalam plasmid ini adalah pMB1 (relatif dekat ColE1) [2] .). The ori mengkodekan dua RNA (RNAi dan RNAII) dan satu protein (disebut Rom atau Rop).

Urutan lingkaran bernomor seperti bahwa 0 adalah tengah EcoRI situs yang unik dan meningkatkan menghitung melalui gen tet. Gen ketahanan ampisilin adalah penisilin beta-laktamase. Promoters P1 and P3 are for the beta-lactamase gene. Promotor P1 dan P3 adalah untuk gen beta-laktamase. . P3 adalah promotor alam, dan P1 adalah artifisial yang diciptakan oleh dua ligasi fragmen DNA yang berbeda untuk menciptakan pBR322. . P2 adalah di wilayah yang sama dengan P1, tetapi pada untai berlawanan dan memulai transkripsi ke arah gen resistensi tetrasiklin [3] .
] Bit dari urutan pBR322 digunakan untuk menciptakan dinosaurus "" DNA dalam Novel Jurassic Park [4]

The sequence in pBR322 is [ 3 ] Urutan di pBR322 adalah

Syarat sel inang
• Cepat tumbuh
• Mampu tumbuh pada medium kultur yang murah
• Tidak pathogenik
• Stabil dalam kultur
• Yang sering digunakan : Escherichia coli & Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis