MAKALAH FOTOSINTESIS UNTUK LINGKUNGAN

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang Masalah

Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan (sintesis) zat organik (gula) dari zat anorganik (air dan karbon dioksida) dengan bantuan energi cahaya (foton) matahari. Dalam fotosintesis, dihasilkan glukosa (karbohidrat) dan oksigen. Hampir semua makhluk hidup bergantung pada hasil fotosintesis. Sehingga fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Organisme yang mampu menyusun senyawa organik dari senyawa anorganik  dinamakan organisme autrotof.

Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Ia juga menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara' pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya.

B.       Rumusan Masalah

1.        Bagaimana proses terjadinya fotosintesis ?

2.        Bagaimana pengaruh cahaya tampak pada proses fotosintesis ?

3.        Bagaimana keadaan lingkungan setelah proses fotosintesis terjadi ?

C.      Tujuan Masalah

1.        Untuk mengetahui pengertian fotosintesis.

2.        Untuk  mengetahui bagaimana proses fotosintesis terjadi.

3.        Untuk mengetahui faktor-faktor pendukung proses fotosistesis.

4.        Untuk mengetahui berapa hasil Oksigen dari hasil fotosintesis.

D.      Manfaat

1.        Menambah informasi tentang terjadinya proses fotosintesis

2.        Memberikan informasi tentang bagaimana proses penelitian tentang fotosintesis

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

B.       Sejarah Fotosintesis

Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan.

Pada tahun 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak" udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.

Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Ia juga menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara' pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya. Akhirnya di tahun 1782, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara.  Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).

C.      Pigmen

   Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis. Pada percobaan Jan Ingenhousz, dapat diketahui bahwa intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis pada tumbuhan.  Hal ini dapat terjadi karena perbedaan energi yang dihasilkan oleh setiap spektrum cahaya. Di samping adanya perbedaan energi tersebut, faktor lain yang menjadi pembeda adalah kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya yang berbeda tersebut. Perbedaan kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya tersebut disebabkan adanya perbedaan jenis pigmen yang terkandung pada jaringan daun.

Di dalam daun terdapat mesofil yang terdiri atas jaringan bunga karang dan jaringan pagar. Pada kedua jaringan ini, terdapat kloroplas yang mengandung pigmen hijau klorofil. Pigmen ini merupakan salah satu dari pigmen fotosintesis yang berperan penting dalam menyerap energi matahari.

D.      Kloroplas

Kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau, termasuk batang dan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli.

Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk membentuk grana (kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid.Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA, RNA, gula fosfat, ribosom, vitamin-vitamin, dan juga ion-ion logam seperti mangan (Mn), besi (Fe), maupun perak (Cu). Pigmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid. Sedangkan, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.

E.       Fotosintesis pada Alga dan Bakteri

Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.

F.       Cahaya tampak

Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi, bergantung pada warnanya. Meskipun spektrum optik tidak ada batas yang jelas antara satu warna dengan warna lainnya, berikut perkiraan batas warna-warna spektrum :  Ungu: 380–450 nm, Biru: 450–500 nm, Hijau: 500–550 nm, Kuning: 550–600 nm, Jingga: 600–650 nm, Merah: 650–750 nm

G.      Proses Fotosintesis

Fotosintesis merupakan proses menggabungkan CO_2, H₂O menjadi gula dengan menggunakan energi cahaya dengan menggunakan organel yang disebut kloroplas.

Proses fotosintesis dibagi menjadi dua reaksi yaitu :

1.        Reaksi Terang

Reaksi terang merupakan langkah-langkah mengubah energy matahari menjadi energy kimia. Cahaya yang diserap oleh klorofil menggerakkan transport electron dan hydrogen dari air ke penerima ( aseptor ) yang disebut NADP⁺ yang berfungsi sebagai pembawa electron dalam respirasi seluler. Reaksi terang menggunakan tenaga matahari untuk mereduksi NADP⁺  menjadi NADPH dengan cara menambahkan sepasang electron bersama dengan nucleus hydrogen atau H⁺. Reaksi terang juga menghasilkan ATP dengan memeberi tenaga bagi penambahan gugus fosfat yang pada ADP, proses ini disebut fotofosforilasi.

Reaksi terang terjadi di grana, persisnya di membran tilakoid. Reaksi terang menggunakan 2 fotosistem yang berhubungan. Fotosistem I menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm maka disebut P700, berfungsi untuk menghasilkan NADPH. Fotosistem II menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nm maka disebut P680, berfungsi untuk membuat potensial oksidasi cukup tinggi sehingga bisa memecah air. Bila bekerja bersama, 2 fotosistem ini melakukan proses fotofosforilasi non-siklik yang menghasilkan ATP dan NADPH. Fotosistem I mentransfer elektron ke NADP+ untuk membentuk NADPH. Kehilangan elektron digantikan oleh elektron dari fotosistem II. Fotosistem II dengan potensial oksidasinya yang tinggi dapat memecah air untuk menggantikan elektron yang ditransfer ke fotosistem I. Kedua fotosistem ini dihubungkan oleh kompleks pembawa elektron yang disebut sitokrom/komplek b6-f. Kompleks ini menggunakan energi dari pemindahan elektron untuk memindahakan proton dan mengaktifkan gradien proton yang digunakan oleh enzim ATP sintase.

Saat pusat reaksi Fotosistem II menyerap foton, elektron tereksitasi pada molekul klorofil P680, yang mentransfer elektron ini ke akseptor elektron. P680 teroksidasi melepaskan elektron dari kulit terluar atom Mg. Atom Mg yang teroksidasi dengan bantuan enzim pemecah air, melepaskan elektron dari atom oksigen dari 2 molekul air. Proses ini membuat P680 menyerap 4 foton untuk melengkapi oksidasi 2 molekul air dan mengahsilkan 1 oksigen. Elektron yang tereksitasi dibawa oleh plastoquinon dan kemudian diterima oleh kompleks b6-f. Kehadiran elektron menyebabkan kompleks memompa proton ke celah tilakoid, kemudian elektron dibawa oleh plastosianin ke fotosistem I.

Pusat reaksi fotosistem I menyerap foton maka elektronnya tereksitasi. ”Lobang” yang ditinggal elektron segera ditempatin olek elektron dari Fotosistem II, sedangkan elektron yang tereksitasi tersebut ditanggap oleh ferredoxin. Ferredoxin tereduksi membawa elektron dengan potensial yang tinggi kemudian ditangkap oleh NADP+ untuk membentuk NADPH.Reaksi ini dikatalisasi oleh enzim NADPH reduktase. Enzim ATP sintase menggunakan gradien proton yang tercipta saat tranpor elektron untuk mensintesis ATP dari ADP + Pi.

2.        Reaksi Gelap

Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di stroma. Berbeda dengan reaksi terang, reaksi gelap atau reaksi tidak bergantung cahaya bisa terjadi pada saat siang dan malam, namun pada siang hari laju reaksi gelap tentu lebih rendah dari laju reaksi terang.

Reaksi gelap dimulai dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 ke 6 molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat, dikatalisis oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase(rubisco) yang kemudian membentuk 6 molekul gula 6 karbon. Molekul 6 karbon ini tidak stabil maka pecah menjadi 12 molekul 3 karbon yaitu 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12 ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh 12 NADPH membentuk 12 molekul gliseradehida 3 fosfat/PGAL. 2 PGAL digunakan untuk membentuk 1 molekul glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan 10 molekul lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan molekul 6 karbon menjadi molekul 3 karbon disebut reduksi dan proses pembentukan kembali RuBP dari PGAL disebut regenerasi.

Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3. Kebanyakan tumbuhan menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3.

Untuk beberapa tumbuhan, mereka terpaksa melakukan fotosintesis dengan cara yang sedikit berbeda karena kondisi lingkungan. RuBP, alih-alih mengikat CO2, justru mengikat O2 sehingga berubah menjadi glikolat dan terurai. Proses ini disebut fotorespirasi. Saat fiksasi karbon, CO2 dan O2 berkompetisi untuk berikatan dengan RuBP. Pada kondisi normal bersuhu 25 C, 20% fiksasi karbon untuk fotosintesis hilang karena fotorespirasi. Kemungkinan makin meningkat saat kondisi panas, kering dan stomata menutup di siang hari untuk menyimpan air. Kondisi ini menyebabkan CO2 tidak bisa masuk dan O2 tidak bisa keluar sehingga terjadi fotorespirasi. Untuk menanggulangi hal tersebut, maka tanaman mengikatkan CO2 ke fosfoenolpiruvat(PEP), dikatalisis oleh PEP karboksilase dan membentuk senyawa 4 karbon, biasanya oksaloasetat. Mekanisme ini disebut mekanisme C4. Pengikatan ini terjadi disel mesofil. Oksaloasetat kemudian berubah menhadi malat yang memasuki sel seludang dan disanalah malat melepaskan CO2 untuk memulai siklus Calvin. Mala berubah menjadi piruvat yang keluar menuju sel mesofil, berubah menjadi PEP untuk berikatan lagi dengan CO2.

H.      Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

1.        Intensitas Cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

2.        Konsentrasi karbon dioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

3.         Suhu

Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

4.        Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

5.        Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)

Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

6.        Tahap pertumbuhan

Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

BAB III

PENUTUP

3.2    Saran

Dari Penulisan dan penelitian makalah ini penulis menyadari terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap agar pembaca dapat memberikan kritik dan saran agar makalah ini menjadi lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Zaifbio.Wordpress.Com, Fotosintesis, diakses melalui: https://zaifbio.wordpress. com/ 2011/10/28/fotosintesis.

Rizkiero10.Blogspot.Com, Makalah Fotosintesis,  http://rizkiero10.blogspot.com/ 2012 /03/makalah-fotosintesis.html

makalah MUTASI KROMOSON DALAM KEHIDUPAN MANUSIA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Mutasi gen terjadi sebagai perubahan dalam gen dan timbul secara spontan. Mutasi merupakan sumber utama bentuk gen baru (allele) dan menimbulkan keragaman genetik bagi seleksi alami dan untuk digunakan oleh pemulia tanaman dan hewan dalam menciptakan varietas baru. Tipe mutasi gen ada hubungannya dengan perubahan spontan yang terjadi dalam struktur DNA. Perubahan ini terjadi secara spontan di alam tetapi dapat ditingkatkan oleh mutagen seperti penyinaran energi tinggi dan macam-macam zat kimia. Kebanyakan mutasi yang terjadi pada manusia, hewan dan tumbuhan tidak menguntungkan. Tetapi mutasi buatan yang direncanakan dan terarah telah menghasilkan pengembangan beberapa varietas tanaman yang superior.

Katalog baru mengenai kelainan warisan mencantumkan lebih dari seribu macam sindrom klinis yang masing-masing jelas dapat dihubungkan dengan pengaruh satu gen abnormal. Hal yang mendasar mengenai apa yang disebut penyakit autosom dominan  ialah bahwa sebenarnya semua individu terkena secara klinis adalah heterozigot, mereka membawa satu dosis gen abnormal dari satu orang tua, dan satu dosis alel normal dari orang tua satunya. Kerena kebanyakan gen abnormal yang menghasilkan penyakit dominan semacam ini jarang, maka keadaan homozigot  umumnya tidak terlihat. Tetapi diduga bahwa keadaan ini biasanya akan tergambar dengan gangguan klinis yang jauh lebih parah daripada yang terlihat pada heterozigot yang terkena, dan sangat mungkin seringkali mematikan pada awal kehidupan. Pada penyakit autosom resesif individu yang terjangkit secara klinis, seringkali homozigot dan membawa dua gen abnormal, satu berasal dari masing-masing orang tuanya

Faktor ekstern berasal dari luar tubuh, yaitu dari lingkungan. Faktor-faktor ekstern dapat berupa makanan, obatobatan, dan senyawa tertentu yang berbahaya terhadap tubuh. Senyawa-senyawa ini pada kadar tertentu dapat bersifat karsinogenik, yaitu dapat memacu pertumbuhan sel-sel kanker. Mutasi merupakan perubahan organisasi materi genetik yang berupa gen atau kromosom dari suatu individu dan diwariskan kepada generasi berikutnya. Mutasi yang terjadi pada sel-sel gamet (sel kelamin) akan bersifat menurun, tetapi jika mutasi tersebut terjadi pada sel-sel somatik (sel tubuh) maka perubahan itu hanya terjadi pada individu tersebut dan tidak bersifat menurun.

1.2    Rumusan Masalah

1.        Bagaimana Pengertian dari Mutasi?

2.        Jelaskan macam-maacam mutasi jika dipandang dari sudut yang berbeda?

3.        Faktor-faktor apa sajakah yang mempercepat laju mutasi?

4.        Apa sajakah manfaat dan dampak negatif yang diperoleh dari mutasi?

1.3    Tujuan

1.        Untuk mengetahui Pengertian dari Mutasi.

2.        Untuk mengetahui macam-maacam mutasi jika dipandang dari sudut yang berbeda.

3.        Untuk mengetahui Faktor-faktor apa sajakah yang mempercepat laju mutasi.

4.        Untuk mengetahui manfaat dan dampak negatif yang diperoleh dari mutasi.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1    Pengertian Mutasi

Mutasi berasal dari kata mutatus (bahasa latin) yang artinya perubahan. Mutasi didefinisikan sebagai mutasi materi genetik (DNA) yang dapat diwariskan secara genetis pada keturunannya. Mutasi merupakan perubahan organisasi materi genetik yang berupa gen atau kromosom dari suatu individu dan diwariskan kepada generasi berikutnya. Mutasi yang terjadi pada sel-sel gamet (sel kelamin) akan bersifat menurun, tetapi jika mutasi tersebut terjadi pada sel-sel somatik (sel tubuh) maka perubahan itu hanya terjadi pada individu tersebut dan tidak bersifat menurun. Hasil dari mutasi sukar untuk diamati karena sebab-sebab berikut:

1.    Gen yang mengalami mutasi dalam suatu individu, tidak menonjolkan diri.

2.    Gen yang mengalami mutasi pada umumnya bersifat letal, sehingga tidak dapat diamati. Biasanya individu akan mati sebelum dilahirkan atau sebelum dewasa.

3.    Gen yang mengalami mutasi pada umumnya bersifat resesif, sehingga dalam keadaan heterozigot belum dapat terlihat.

Istilah mutasi pertama kali digunakan oleh Hugo de Vries untuk mengemukakan perubahan fenotipe yang mendadak pada Oenothera lamarckiana. Perubahan itu bersifat menurun, dan terjadi karena penyimpangan gen.Seth wright juga melaporkan peristiwa mutasi pada domba jenis Ancon yang berkaki pendek dan bersifat menurun. Penelitian ilmiah tentang mutasi dilakukan pula oleh Morgan (1910) menggunakn Drosophila melanogaster (lalat buah). Akhirnya murid Morgan yang bernama Herman Yoseph Muller berhasil melakukan mutasi dengan menggunakan sinar X dalam percobaannya dengan lalat buah.

Herman Yoseph Muller (1890 – 1945) berpendapat bahwa mutasi yang terjadi pada sel-sel somatik (tubuh) tidak akan membawa perubahan pada keturunannya, sedangkan mutasi yang terjadi pada sel-sel gamet kebanyakan letal (mati) sebelum dilahirkan atau sebelum dewasa. Peristiwa terjadinya mutasi dinamakan mutagenesis, sedangkan individu yang mengalami mutasi disebut mutan.

Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya mutasi disebut mutagen. Untuk membahas peristiwa mutasi lebih lanjut, perlu Anda ketahui bahwa mutasi ini memiliki beberapa karakteristik umum antara lain pada peristiwa mutasi belum dapat diketahui secara pasti bagian gen yang mengalami mutasi. Mutasi dapat bersifat menguntungkan atau merugikan. Mutan akan dapat hidup jika dapat beradaptasi dengan lingkungannya. Mutasi dapat muncul secara bebas.

2.2    Mekanisme Mutasi

Mutasi dapat mempengaruhi DNA maupun kromosom. DNA dapat dipengaruhi pada saat sintesis. Pada saat tersebut terjadi mismatch pemasangan nukleotida basa. Kromosom juga dapat dipengaruhi oleh mutagen pada saat pemaketan DNA dalam kromosom (profase), pemisahan kromatid, penarikan kromosom oleh benang spindel, dan sintesis dinding sel (sitokinesis) setelah anaphase.

2.3    Tempat Terjadinya Mutasi

1.        Mutasi Gametik

Mutasi yang terjadi pada sel gamet dan mutasi tersebut diwariskan pada keturunannya. Gen-gen yang mengalami mutasi di dalam gamet dapat berupa mutasi autosomal (jika gen-gennya terdapat  pada kromosom autosomal

2.        Mutasi Somatik 

Mutasi yang terjadi pada sel-sel soma (sel tubuh) dan mutasi tersebut tidak diwariskan pada keturunannya. Kejadian mutasi somatik terjadi pada janin yang sedang sikandung oleh ibunya dapat mengakibatkan cacat bawaan. Penyebabnya dapat berupa si ibu terkena sinar radioaktif atau meminum obat-obatan atau ramuan jamu yang bersifat mutagenik.

2.4    Mutasi  Berdasarkan Sumbernya

1.      Mutasi Alami (Mutasi Spontan)

Mutasi alami (mutasi spontan) adalah mutasi yang terjadi di alam secara acak (random), tanpa diketahui sebabnya secara pasti. Mutasi ini jarang terjadi, tingkat kemungkinannya pun sangat kecil. Mutasi spontan mungkin terjadi karena mekanisme tertentu di dalam sel yang tidak sempurna. Mutasi spontan dapat disebabkan oleh beberapa alasan berikut: ketidakstabilan nukleotida, kesalahan replikasi, serta ketidaksempurnaan meiosis. Umumnya mutasi spontan bersifat resesif sehingga jarang mampu bertahan hidup. Jika mampu bertahan hidup maka mutan akan berkembang menghasilkan variasi baru.

Ketidakstabilan Nukleotida, Keempat basa nukleotida dapat bersifat tidak stabil dan berada pada dua bentuk yang berbeda (tautomer). Saat suatu basa membentuk tautomernya, basa ini dapat berpasangan dengan basa lainnya yang berbeda. Misalnya, basa G biasanya berpasangan dengan basa S. Namun, jika basa G pada kondisi tautomer saat replikasi DNA, maka basa G tersebut akan berpasangan dengan basa T.Oleh karena itu, ada mutasi basa S ke basa T

Kesalahan Replikasi DNA polimerase dapat melakukan kesalahan saat replikasi. Misalnya insersi basa S yang seharusnya basa T. Kebanyakan kesalahan replikasi semacam ini akan diperbaiki oleh kompleks DNA polimerase yang mempunyai kemampuan untuk memperbaiki (proofreading). Namun, kemungkinan kesalahan semacam itu tetap ada dan menjadi permanen.

Ketidaksempurnaan Meiosis, Gagal berpisah dapat terjadi akibat ketidaksempurnaan proses meiosis yang mengarah pada pembagian kromosom yang tidak merata, terlalu banyak, atau terlalu sedikit.

2.      Mutasi Buatan (Mutasi Terinduksi)

Mutasi Buatan (Mutasi Terinduksi) merupakan mutasi yang berasal dari luar atau kejadian yang disengaja oleh manusia. Mutasi terinduksi merupakan program yang dikerjakan oleh para pemulia tanaman dan hewan guna memperbaiki fenotip tanaman agronomi atau holtikultura serta hewan budidaya.

2.5    Berdasarkan Tingkat Mutasinya

1.        Mutasi titik

Mutasi gen merupakan perubahan yang terjadi pada nukleotida DNA yang membawa “pesan” suatu gen tertentu, dapat disebut juga mutasi titik. Mutasi titik merupakan perubahan kimiawi pada satu atau beberapap pasangan basa dalam satu gen tunggal. Substitusi pasangan basa merupakan penggantian satu nukleotida dan pasangannya di dalam untai DNA komplementer dengan pasangan nukleotida lain.

2.        Mutasi kromosom

Mutasi kromosom adalah perubahan materi genetik yang disebabkan oleh perubahan sususan atau jumlah kromosom. Mutasi kromosom dapat disebabkan oleh gangguan fisik dan kimia yang menyebabkan kesalahan di dalam pembelahan sel (meiosis dan mitosis) sehingga merusak susunan kromosom atau mengubah jumlah kromosom. Pada prinsipnya, mutasikromosom digolongkan rnenjadi dua, yaitu sebagai berikut:

1)      Mutasi Komosom Akibat Perubahan Jumlah Kromosom

a.         Euploid

eu = benar; ploid = unit) Makhluk hidup yang terjadi dari perkembangbiakan secara kawin , pada umumnya bersifat diploid, memiliki 2 perangkat kromosom atau 2 genom pada sel somatisnya (2n kromosom).

b.         Aneuploid

Alopoid adalah variasi jumlah kromosom yang diakibatkan adanya pengurangan atau penambahan satu atau sejumlah kecil kromosom, tetapi tidak berlangsung pada seluruh genom. Idealnya, pada pembelahan benang spindel mendistribusikan kromosom pada sel-sel anak tanpa kesalahan. Akan tetapi adakalnya kecelakaan yang disebut gagal berpisah. Bisa terjadi pada tahap meiosis I atau di meiosis II.

2)      Mutasi Komosom terjadi karena perubahan struktur kromosom

Mutasi karena perubahan struktur kromosom atau kerusakan bentuk kromosom disebut juga dengan istilah aberasi. Macam-macam aberasi dapat dijelaskan sebagai berikut:

a.    Delesi atau defisiensi adalah mutasi karena kekurangan segmen kromosom

b.    Duplikasi adalah mutasi karena kelebihan segmen kromosom.

c.    Translokasi ialah mutasi yang mengalami pertukaran segmen kromosom ke kromosom non homolog.

d.   Inversi ialah mutasi yang mengalami perubahan letak gen-gen, karena selama meiosis kromosom terpilin danterjadi kiasma

e.    lsokromosom ialah mutasi kromosom yang terjadi pada waktu menduplikasikan diri, pembelahansentromernya mengalami perubahan arah pembelahan sehingga terbentuklah dua kromosom yang masing– masing berlengan identik (sama).

f.     Katenasi ialah mutasi kromosom yang terjadi pada dua kromosom non homolog yang pada waktu membelahmenjadi empat kromosom, salinq bertemu ujung-ujungnya sehingga membentuk lingkaran.

2.6    Kelainan-Kelainan Pada Manusia Yang Disebabkan Oleh Perubahan Kromosom

Perubahan jumlah dan susunan kromosom berkaitan dengan sejumlah kelainanserius pada manusia. Terdapatnya jumlah kromosom yang abnormaldi dalam gamet yang diproduksi dan kemudian di dalam zigot.

1.        Syndrom down

Terdapat kelainan di kromosom 21. ciri-ciri:

a.         jari-jari tangan pendek dan tebal/ tapak monyet

b.        leher pendek dan muka mongol

c.         suka senyum, biasa cenderung terkena leukimia

d.        gigi jarang / tidak teratur

e.         biasa terdapat sidik loop radial pada puncak jari

2.        Sindrom turner

Biasanya terjadi pada wanita, yaitu jumlah kromosomnya ada 45 buah dengan kromosom seksnya cuma 1 X, bukan XX seperti umumnya. Otomatis, anak perempuan yang mengalami sindrom ini tak bisa mentruasi. ciri-ciri :

a.       mandul

b.      payudara kecil dan melebar

c.       ovarium tidak sempurna         

d.      mempunyai gelambir leher yang lebar

3.        Sindrom poli-X atau superfemale

Terjadi pada wanita. Jumlah kromosomnya 47 XXX. Biasanya anak dengan sindrom ini jadi kurang IQ-nya atau retardasi mental ringan. dan biasanya kelainan organ sex ( mandul )

4.        Sindrom kleinefelter

Biasanya terjadi pada lelaki, yaitu jumlah kromosomnya 47 XXY. Padahal, kromosom lelaki harusnya XY. Jadi, dalam kelainan ini, meski kromosomnya lelaki tapi fisiknya perempuan. Soalnya, ia tak punya uterus atau rahim, hingga ia tak akan bisa mengalami menstruasi apalagi punya anak. Hal ini disebabkan pertumbuhan hormon yang tak bisa ke testis, hingga larinya ke payudara. Jadi, testis biasanya ada tapi kecil. Pun vaginanya sangat kecil dan cetek.

2.7    Sumber Mutasi

Mutagen dapat berupa faktor kimia. Beberapa macam zat kimia yang mempengaruhi susunan DNA dan mempengaruhi jalanya replikasi DNA disebut zat-zat mutagenik. Zat tersebut misalnya asam nitrat dan trurnannya yang dapat mengubah sitosin di dalam DNA menjadi urasil dengan mekanisme deaminasi. Akibatnya basa berpasangan secara acak.

Selain itu, ada faktor dari radiasi pengionisasi (sinar X) menghasilkan gugus kimia yang reaktif yang disebut radikal bebas. Radikal tersebut dapat mengubah basa-basa nitrogen di dalam DNA menjadi tidak dapat dikenali oleh DNA polimerase. Radikal tersebut dapat memutus ikatan antara gula dan fosfat yang menyebabkan abnormalitas kromosom.

2.8    Pengaruh Mutasi

Mutasi dapat menjadi menguntungkan, mutasi yang menguntungkan adalah terdapat varietas baruyang lebih unggul, baik hewan maupun tumbuhan. Mutasi dapat merugikan juga, munulnya kelainan-kelainan genetik.

BAB III

PENUTUP

3.1    Kesimpulan

Mutasi berasal dari kata mutatus (bahasa latin) yang artinya perubahan. Mutasi didefinisikan sebagai mutasi materi genetik (DNA) yang dapat diwariskan secara genetis pada keturunannya. Mutagen adalah agen yang menyebabkan mutasi. Mutan adalah manusia yang mengalamai mutasi. Tempat terjadinya mutasi di bagi menjadi mutasi gametik dan mutasi somatic. . Mutasi berdasarkan tempat terjadinya di bedakan menjadi mutasi gametik dan mutasi somatic. berdasarkan sumbernya mutasi di bedakan menjadi mutasi alami dan mutasi buatan.berdasarkan tingkatannya di bedakan menjadi mutasi titik berupa( substitusi, insersi, delesi )dan mutasi kromosom berupa perubahan susunan kromosom yang berupa( delesi, duplikasi, inverse dan translokasi) sedangkan perubahan jumlah kromosom berupa(euploid dan aneuploid).

3.2    Saran

Dari Penulisan dan penelitian makalah ini penulis menyadari terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap agar pembaca dapat memberikan kritik dan saran agar makalah ini menjadi lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Leviansyah 02, blogspot.com, Makalah Mutasi, diakses melalui: http://leviansyah 02.blogspot.com/2013/11/makalah-mutasi.html

Arhyn, blogspot.com, Makalah Mutasi, diakses melalui : http://arhyn.blogspot. com/2012/12/makalah-mutasi.html

 

makalah PERAN SUBSTANSI GENETIKA DALAM BIOTEKNOLOGI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang Masalah

Sudah sejak zaman prasejarah manusia ada di bumi, ilmu pengetahuan (sains) dan teknologi merupakan faktor-faktor penting dalam pembentukan masyarakat dan kebudayaan, namun sebenarnya antara keduanya terdapat perbedaan dalam tujuan penggunaannya. Hal itu berlaku hingga belum lama ini. Di masa lampau, teknologi berperan untuk merubah dan menguasai dunia fisik, sedang sains terutama digunakan untuk memahami kejadian-kejadian dunia fisik tersebut.

Dalam kehidupan manusia ini pasti tidak terlepas dari ilmu alamiah dan ilmu terapan yang berupa ilmu teknologi dalam berbagai bidang. Misalnya, sejak dalam kandungan manusia mendapat perawatan secara medis melalui pemeriksaan berkala dib alai kesejahteraan ibu dan anak atau puskesmas. Jika sakit mendapat pemeriksaan dokter dan memperoleh obat. Ilmu kedokteran dan ilmu farmasi (obat-obatan) merupakan cabang dari biologi yang merupakan ilmut erapan. Pakaian, jam tangan, pensil merupakan hasil dari teknologi. Antara ilmu murni dan ilmu terapan mempunyai hubungan yang erat.

Penerapan rekayasa genetika juga telah memasuki perangkat terpenting bagi makhluk hidup yakni gen sehingga tumbuhan atau hewan yang dihasilkan dari rekayasa genetika ini diharapkan memiliki sifat-sifat yang unggul, yang berbeda dari tanaman atau hewan aslinya. Disusul dengan perkembangan bioteknologi sehingga pemuliaan tanaman merupakan salah satu sektor paling menjanjikan dalam industri pertanian. Namun, seperti teknologi baru lainnya,

keberadaan tanaman hasil rekayasa genetika mulai menuai kontroversi di masyarakat dunia. Ada pihak yang mendukung dihasilkannya tanaman hasil rekayasa genetik (sering disebut sebagai tanaman transgenik), tetapi ada beberapa pihak yang dengan jelas penggunaan tanaman transgenik ini pada manusia. Hal ini menimbulkan polemik bagi masyarakat dunia terhadap keberadaan makanan hasil tanaman transgenik yang sudah tersebar luas di berbagai pasar. Selain tumbuhan, rekayasa genetika terhadap hewan dan manusia juga menimbulkan pro dan kontra. Sebagian pihak menganggap  kehidupan suatu makhluk tidak dapat dicampur tangangi oleh manusia karena hanya Tuhan yang berhak mengutak atik gen.

Sedangkan Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi.

Prinsip-prisip bioteknologi telah digunakan untuk membuat dan memodifikasi tanaman, hewan, dan produk makanan. Bioteknologi yang menggunakan teknologi yang masih sederhana ini disebut bioteknologi konvensional atau tradisional. Penerapan bioteknologi konvensional ini sering diterapkan dalam pembuatan produk-produk makanan. Seiring dengan perkembangan dan penemuan dibidang molekuler maka teknologi yang digunakan dalam bioteknologi pada saat ini semakin canggih.bioteknologi yang menggunakan teknologi canggih ini disebut bioteknologi modern. Dari perkembangan tersebut menjadi latar belakang untuk membahas lebih jauh tentang bioteknologi.

Perkembangan bioteknologi sangat dipengaruhi oleh perkembangan ilmu-ilmu dasar, seperti perkembangan mikrobiologi, genetika, dan biokimia. Penelitian awal terhadap mikroorganisme relatif lebih sederhana dibandingkan kelompok makhluk hidup lainnya. Selain itu, kelompok mikroorganisme mudah ditumbuhkan, pertumbuhannya relatif cepat, mudah dilakukan persilangan, analisis genetika, fisiologi, dan biokimia. Penelitian awal mengenai makhluk hidup transgenik hasil persilangan gen juga dilakukan terhadap mikroorganisme.

Genetika adalah ilmu pewarisan factor keturunan (hereditas). Ilmu genetika ini meliputi studi tentang apa yang dimaksud dengan gen, bagaimana gen dapat membawa informasi genetic, gen direplikasikan dan dilewatkan dari generasi ke ganerasi, dan bagaimana gen dapat mengekspresikan informasi di dalam organisme yang akan menentukan karakteristik organisme yang bersangkutan.

Informasi genetic di dalam sel disebut genom. Genom sel diorganisasi di dalam kromosom. Kromosom adalah suatu struktur yang mengandung DNA, dimana DNA secara fisik membawa informasi herediter. Kromosom mengandung gen. Gen adalah segmen dari DNA (kecuali pada beberapa virus RNA), dimana gen mengkode protein.

DNA adalah makromolekul yang tersusun atas unit berulang yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida terdiri atas basa nitrogen adenine (A), timin (T), sitosin (cytosine, C), atau guanine (G); deoksiribosa (suatu gula pentose) dan sebuah gugus fosfat. DNA di dalam sel terdapat sebagai rantai panjang nukleotida yang berpasangan dan membelit menjadi satu membentuk struktur helix ganda (double helix). Kedua rantai terkait oleh ikatan hydrogen yang terdapat di antara basa – basa nitrogennya. Pasangan basa selalu terdapat dalam pola spesifik yaitu adenine selalu berpasangan dengan timin, dan sitosin selalu berpasangan dengan guanine. Akibat pasangan basa yang spesifik ini, maka sekuens basa pada satu rantai menentukan sekuens basa pada rantai pasangannya, sehingga kedua rantai dikatakan saling komplementer. Informasi genetic dikode oleh sekuens – sekuens basa disepanjang rantai DNA. Struktur komplementer juga memungkinkan duplikasi presisi DNA selama proses pembelahan sel.

Penemuan penting lainnya adalah bahwa suatu gen menentukan suatu protein. Hal ini sebenarnya telah lama diduga, namun mekanismenya baru ditemukan dan dirumuskan oleh Crick pada tahun 1958, yaitu bahwa urutan nukleotida dalam DNa menentukan urutan nukleotida dalam RNA yang selanjutnya menentukan urutan asam amino dalam protein. Berbagai penemuan tersebut yang terjadi dalam decade ke-5 dan ke-6 abad ini (abad XX) memicu perkembangan biologi molecular. Perkembangan biologi molekuler menjadi lebih dipercepat dengan munculnya rekayasa genetika, yang memungkinkan penggandaan, isolasi gen serta mutasi genetik.

Genetika dan biokimia pun berperan penting dalam pengembangan bioteknologi. Genetika beserta pemahaman mengenai pola perwarisan sifat dan substansi genetik menjadi dasar dalam teknologi rekombinasi DNA, persilangan, dan mutasi. Biokimia memberikan dasar pemahaman mengenai struktur genetik dan makromolekul lain, misalnya enzim.

Pada akhirnya, mikrobiologi, genetika, dan biokimia berkembang secara simultan dan saling memengaruhi sehingga mendorong perkembangan bioteknologi. Biologi molekular menjadi ilmu yang mendasari bioteknologi modern. Ilmu-ilmu dasar dan teknologi yang lain juga mempunyai peranan penting dalam perkembangan bioteknologi.

1.2    Rumusan Masalah

1.        Apa yang dimaksud dengan Rekayasa Genetika ?

2.        Apa yang dimaksud dengan Bioteknologi ?

3.        Bagaimana dasar pengembangan Bioteknologi ?

4.        Bagaimana peran bioteknologi ?

5.        Bagaimana pemanfaatan bioteknologi dalam kehidupan manusia ?

1.3    Tujuan Masalah

1.        Untuk mengetahui pengertian Rekayasa  Genetika

2.        Mengetahui pengertian Bioteknologi

3.        Mengetahui pengertian dasar pengembangan Bioteknologi 

4.        Mengetahui pengertian peran bioteknologi  

5.        Mengetahui pengertian pemanfaatan bioteknologi dalam kehidupan manusia

BAB II

PEMBAHASAN

2.1    Pengertian Rekayasa  Genetika

Rekayasa genetika merupakan transplantasi atau pencangkokan satu gen ke gen lainnya dimana dapat bersifat antar gen dan dapat pula lintas gen sehingga mampu menghasilkan produk. Rekayasa genetika juga diartikan sebagai perpindahan gen. 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 sel pankreas manusia yang kemudian diklon dan dimasukkan ke dalam sel E. Coli yang bertujuan untuk mendapatkan insulin.

2.2    Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular,mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS.

Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraianminyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

1.2.1        Dasar pengembangan Bioteknologi

Pada masa lalu, bioteknologi selalu diartikan sebagai teknologi fermentasi. Namun, seiring dengan perkembangan zaman, bioteknologi semakin berkembang tidak hanya pada mikroorganisme sehingga definisi bioteknologi berubah menjadi lebih luas. 

Dari sekian banyak definisi bioteknologi, salah satu definisi yang dibuat oleh United Nation Convention on Biological Diversity mencakup semua dan paling luas. Definisi tersebut menyebutkan bahwa bioteknologi adalah semua aplikasi teknologi yang menggunakan sistem biologi, organisme hidup, atau turunannya untuk membuat atau memodifikasi produk atau proses untuk keperluan umum.

Salah satu ciri dari bioteknologi adalah digunakannya agen biologi dalam proses tersebut. Agen biologi tersebut dapat berupa mikro organisme, hewan, tumbuhan, atau bagian dari makhluk hidup tersebut. Dari penjelasan tersebut secara sederhana dapat dibuat alur bioteknologi seperti pada bagan berikut.

Bioteknologi secara sederhana telah dikenal manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Contohnya, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, atau keju. Saat ini, bioteknologi berkembang pesat terutama di negara-negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai teknologi, misalnya rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinasi DNA dan kloning. 

Perkembangan bioteknologi sangat dipengaruhi oleh perkembangan ilmu-ilmu dasar, seperti perkembangan mikrobiologi, genetika, dan biokimia. Mikrobiologi mempunyai peranan sangat penting karena studi awal mengenai manipulasi genetika dilakukan terhadap kelompok mikroorganisme. 

Penelitian awal terhadap mikroorganisme relatif lebih sederhana dibandingkan kelompok makhluk hidup lainnya. Selain itu, kelompok mikroorganisme mudah ditumbuhkan; pertumbuhannya relatif cepat, mudah dilakukan persilangan, analisis genetika, fisiologi, dan biokimia. Penelitian awal mengenai makhluk hidup transgenik hasil persilangan gen juga dilakukan terhadap mikroorganisme.

Mikrobiologi bukan satu-satunya ilmu dasar yang berperan penting dalam pengembangan bioteknologi. Genetika dan biokimia pun berperan penting dalam pengembangan bioteknologi. Genetika beserta pemahaman mengenai pola perwarisan sifat dan substansi genetik menjadi dasar dalam teknologi rekombinasi DNA, persilangan, dan mutasi. Biokimia memberikan dasar pemahaman mengenai struktur genetik dan makromolekul lain, misalnya enzim.

Pada akhirnya, mikrobiologi, genetika, dan biokimia berkembang secara simultan dan saling memengaruhi sehingga mendorong perkembangan bioteknologi. Ketiga ilmu dasar tersebut selanjutnya mendukung perkembangan biologi molekular sebagai suatu disiplin ilmu baru yang melandasi pegetahuan mengenai makhluk hidup dilihat dari molekul pembentuknya. Biologi molekular menjadi ilmu yang mendasari bioteknologi modern.

Ilmu-ilmu dasar dan teknologi yang lain juga mempunyai peranan penting dalam perkembangan bioteknologi. Perkembangan bioteknologi saat ini sudah sedemikian luas sehingga batasan antardisiplin ilmu dan antarteknologi semakin tipis dan sulit dibedakan. Secara ringkas, hubungan antardisiplin ilmu dan teknologi yang turut mengembangkan bioteknologi terangkum dalam Bagan berikut.

Beberapa disiplin ilmu dan teknologi yang mendukung bioteknologi menghasilkan cabang-cabang bioteknologi baru, di antaranya, bioteknologi pertanian, bioteknologi lingkungan, bioteknologi kesehatan, dan bioteknologi industri. Pada saat ini, bioteknologi tidak hanya terbatas pada eksperimen di laboratorium, melainkan sudah berkembang menjadi industri besar.

1.2.2        Peran Bioteknologi

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan. Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain:        

1)      Jagung resisten hama serangga

2)      Kapas resisten hama serangga

3)      Pepaya resisten virus  

4)      Enzim pemacu produksi susu pada sapi

5)      Padi mengandung vitamin A

6)      Pisang mengandung vaksin hepatitis

1.2.3        Pemanfaatan Bioteknologi

1)        Pemanfaatan Bioteknologi Dalam Bidang Pertanian

Dewasa ini telah banyak ditemukan bibit unggul dengan mengadakan hibridisasi sehingga mendapatkan varietas baru yang diinginkan. Melalui teknik hibridisasi telah didapatkan varietas unggul seperti kacang-kacangan dan serealia. Varietas padi yang bersifat unggul memiliki rasa yang enak, tahan penyakit, daya simpan lama dan berumur pendek.

Pengendalian hama dewasa ini telah dikembangkan melalui pengendalian hama secara biologis, karena penggunaan pestisida dapat menyeabkan hama menjadi resisten, sisa pestisida dapat mencemari lingkungan dan residunya tersimpan dalam tanaman yang akan menimbulkan berbagai masalah bagi kehidupan manusia. Pengendalian hama dpat dilakukan dgn berbagai cara antara lain :

v  memanfaatkan predator alamiah, contoh : hama lebah penyengat untuk kupu-kupu artona yang merusak kelapa.

v  memutuskan siklus hidup hama, misalnya dengan mengadakan rotasi tanaman

v  menggunakan bibit unggul tahan lama, misalnya VUTW ( Varietas Unggul Tahan Wereng )

v  Penyediaan bahan makanan khususnya perbanyakan bibit tanaman dikembangkan teknik kultur jaringan untuk perbanyakan tanaman perkebunan yang diperbanyak secara vegetatif dan menghasilkan banyak tanaman klon dari sejumlah jaringan awal

2)        Pemanfaatan Bioteknologi Dalam Bidang Kesehatan

dewasa ini difokuskan untuk penemuan obat-obatan dalam hal-hal seperti tersebut di bawah ini :

v  Memerangi penyakit jantung dan saluran darah, kanker dan kencing manis.

v  Mendapatkan antibiotika yang lebih baik dan lebih murah untuk melawan penyebaran mikroorganisme menular yang telah menjadi resisten terhadap antibiotika konvensional.

v  Menemukan vaksin untuk melawan virus (hepatitis, influenza, rabies) dan penyakit malaria serta penyakit tidur.

v  Dapat melakukan uji diagnosis yang cepat dan tepat untuk membantu dokter dalam menentukan diagnosis berbagai penyakit.

v  Penyempurnaan metode pencangkokan organ yang sesuai agar tidak terjadi proses penolakan.

v  Penyempurnaan teknik perbaikan kimia tubuh untuk menyembuhkan penyakit keturunan, misalnya hemofili.

Sebelum rekayasa genetika dikembangkan untuk memerangi diabetes dilakukan ekstraksi insulin dari pankreas babi atau lembu. Hal ini akan memakan banyak sekali biaya dan insulin yang dihasilkan dapat mengakibatkan hipersensitivitas maupun resistensi. Setelah teknik rekayasa genetika dikembangkan, maka sekarang telah dapat dibuat insulin manusia oleh bakteri. Ini dilakukan dengan jalan menyematkan gen pengkode pembentukan insulin manusia pada bakteri.

Untuk membuat insulin, mula-mula membuat rancangan urutan ADN yang mengode asam amino insulin yang telah diketahui. Kemudian diikuti dengan sintesis kimiawi gen rantai A dan gen rantai B insulin, tetapi pembuatannya dilakukan secara terpisah. Masing-masing mengandung kodon metionin pada ujung 5’ (yang tentunya menjadi ujung amino protein yang ditranslasikan) dan menghentikan urutan pada ujung 3’. Masing-masing gen disisipkan ke dalam gen β-galaktosidase plasmid. Kemudian dimasukkan ke dalam E. coli. E. colidibiakkan dalam medium yang mengandung galaktosa sebagai sumber C dan sumber energi dan bukan glukosa. Sebab itu bakteri akan mensintesis β-galaktosidase. Bersamaan dengan ini disintesis pula rantai A dan rantai B insulin, yang dilekatkan oleh sisa metionin. Setelah pelarutan bakteri, maka perlakuan dengan sianogen bromida akan memecah protein pada metionin. Dengan demikian rantai insulin akan terpisah dari β-galaktosidase. Rantai-rantai dimurnikan dan digabungkan, maka terjadilah insulin asli manusia.

Saat ini sedang dikembangkan pendekatan sintetik lain, gen untuk molekul pemula insulin atau proinsulin disintesis dan disisipkan ke dalam E. coli. Proinsulin yang dihasilkan dimurnikan. Proinsulin dicerna dengan enzim tripsin dan karboksipeptidase, maka terjadilah insulin manusia .

3)        Pemanfaatan Bioteknologi Dalam Bidang pangan

Dalam perkembangan tentang bahan makanan saat sekarang ini banyak dipengaruhi oleh bantuan mikroorga nisme yang menguntungkan. Berdasarkan hasil percobaan, berikut ini ditampilkan tabel pemanfaatan mikroorganisme baik fermentasi substrat padat, hasil, dan mikrobanya.
Mikroorganisme (mikroba) yang bermanfaat 

Selain tabel tentang manfaat mikroorganisme, berikut ini juga ditampilkan tabel tentang beberapa manfaat enzim hasil aktivitas dari mikroorganisme (mikroba) beserta peman faatannya Mikroorganisme, Enzim, dan Pemanfaatannya Mikroorganisme sangat besar peranannya dalam bidang pangan. Mikroorganisme dapat mengubah suatu bahan pangan menjadi bahan pangan lain dengan nilai gizi lebih tinggi, rasa lebih enak, lebih mudah dicerna dan dengan penampilan lebih menarik. Selain pengubahan bahan makanan mikroorgaisme itu sendiri dapat digunakan sebagai sumber makanan oleh manusia maupun hewan.

Dibalik manfaatnya yang besar, mikroorganisme juga dapat menjadi penyebab utama kerusakan makanan kita. Mikroorganisme ialah penyebab makanan menjadi busuk dan beracun. Pada bab ini hanya dibahas peran positif mikroorganisme dalam bidang pangan khususnya yang berkaitan dengan bioteknologi pangan.

Hasil pangan yang diproduksi oleh mikroorganisme sangat luas kisarannya, dari pangan hasil fermentasi secara tradisional yang telah ada sejak zaman dahulu sampai pada produk-produk mutakhir. Pangan hasil fermentasi yang telah ada sejak zaman dahulu ialah roti, keju, yoghurt, anggur, bir, tempe, oncom, kecap dan lain-lain. Produk-produk mutakhir, antara lain mikroprotein dan protein sel tunggal. Peran yang dimainkan oleh mikroorganisme dalam produksi bahan pangan meliputi penggunaan enzim mikroba atau metabolit yang lain, berbagai proses fermentasi pangan dan pembiakan mikroorganisme tertentu dalam skala besar sebagai bahan pangan .

Penggunaan bioteknologi, sebagaimana ilmu pengetahuan lainnya kadang-kadang bersifat embigu, yakni disatu sisi dapat bermanfaat untuk meningkatkan kesejahteraan hidup manusia, tetapi disisi lain dapat dimanipulasi untuk tujuan destruktif. Teknik rekayasa genetik misalnya, menjanjikan kepada kita antara lain dapat menghilangkan berbagai jenis penyakit keturunan melalui “penggantian” gen. Pada kondisi yang sama pembelokan tehnik ini bisa saja terjadi akibat munculnya godaan, sehingga manusia melalui percobaannya dapat menciptakan manusia super atau bahkan menciptakan monster maupun penjahat demi mencapai tujuannya.

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah dampak bioteknologi terhadap kesehatan dan kesejahteraan manusia. Hewan–hewan yang telah mengalami modifikasi secara genetik belum tentu langsung dapat dikonsumsi oleh manusia karena efek samping resiko genetik atau adanya residu antibiotik pada daging yang akan termakan oleh manusia akibat pengobatan jangka panjang, demikian pendapat sebagian orang. Namun, sebagian lainnya mengatakan bahwa dengan bioteknologi, produk makanan menjadi lebih sehat, contohnya daging dapat diproduksi kandungan lemak dan kolesterol yang rendah atau jenis susu yang lebih mudah dicerna.

Dampak ilmu pengetahuan terhadap cara berpikir manusia dewasa ini sungguh dahsyat. Rasionalitas ilmu pengetahuan itu tidak hanya mengubah cara pandang tradisional kita,  tetapi juga teologi yang terlalu theosentris. Ilmu pengetahuan secara umum membantu manusia untuk memecahkan masalahnya, sehingga falsafah Tuhan Allahnya deisme (pandangan yang menegaskan bahwa hanya Tuhan yang dapat memecahkan problem manusia) berangsur-angsur hilang.

Selanjutnya dikatakan bahwa manfaat ilmu pengetahuan dan teknologi akan memperbesar kekuasaan kita atas alam dan masyarakat dan atas diri kita sendiri, sehingga akan muncul lagi bahaya dari teknologi yaitu semakin meningkatnya ilmu pengetahuan, teknologi dan bioteknologi justru akan melayani nafsu terhadap kekuasaan atau keinginan irrasional untuk mendominasi.

Untuk mengurangi bahaya yang mungkin timbul akibat teknologi maupun bioteknologi maka manusia sebagai makhluk Tuhan, mengingat dan menerapkan apa yang ditulis Nasution (1999) yaitu setiap kali seorang ilmuwan akan mengadakan penelitian ia harus sadar akan kedudukannya sebagai manusia di bumi ini.

4)        Pemanfaatan Bioteknologi Dalam Bidang Perternakan dan Perikanan.

Penggunaan bioteknologi guna meningkatkan produksi peternakan  meliputi:

v  teknologi produksi, seperti inseminasi buatan, embrio transfer, kriopreservasi embrio, fertilisasi in vitro, sexing sperma maupun embrio, cloning dan spliting.

v  rekayasa genetika, seperti  genome maps, masker asisted selection, transgenik, identifikasi genetik, konservasi molekuler,

v  peningkatan efisiensi dan kualitas pakan, seperti manipulasi mikroba rumen, dan

v  bioteknologi yang berkaitan dengan bidang veteriner  (Gordon, 1994 ; Niemann dan Kues, 2000).

BAB III

PENUTUP

3.1    Kesimpulan

 Rekayasa genetika merupakan transplantasi atau pencangkokan satu gen ke gen lainnya dimana dapat bersifat antar gen dan dapat pula lintas gen sehingga mampu menghasilkan produk.

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Beberapa disiplin ilmu dan teknologi yang mendukung bioteknologi menghasilkan cabang-cabang bioteknologi baru, di antaranya, bioteknologi pertanian, bioteknologi lingkungan, bioteknologi kesehatan, dan bioteknologi industri. Pada saat ini, bioteknologi tidak hanya terbatas pada eksperimen di laboratorium, melainkan sudah berkembang menjadi industri besar.

Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain: ·Jagung resisten hama serangga  ·Kapas resisten hama serangga ·Pepaya resisten virus ·Enzim pemacu produksi susu pada sapi ·Padi mengandung vitamin A ·Pisang mengandung vaksin hepatitis

3.2    Saran

Dari Penulisan dan penelitian makalah ini penulis menyadari terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap agar pembaca dapat memberikan kritik dan saran agar makalah ini menjadi lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Wordpress.Com, IPA Teknologi Dan Kelangsungan Hidup  diakses melalui:  https://indahbaskoro1722.wordpress.com/2014/12/15/iad-ipa-teknologi-dan-kelangsungan-hidup/

Academia.Edu, Makalah Bioteknologi  diakses melalui: http://www.academia.edu /10123443/MAKALAH_BIOTEKNOLOGI

Blogspot.Com, Bioteknologi Rekayasa Dan Substansi  diakses melalui: http://abdulhalimsolkan.blogspot.com/2013/11/bioteknologi-rekayasa-dan-substansi.html

Blogspot.Com, Genetika Sebagai Dasar Perkembangan diakses melalui:  http://the1401.blogspot.com/2014/04/genetika-sebagai-dasar-perkembangan.html

Bagus yogo hutomo.blogspot.com, Bioteknologi diakses melalui: http:// bagusyogohutomo. blogspot.com/2014/06/bioteknologi.html

 Cinta Sesama Pria, Blogspot.Com, Mutasi, diakses melalui: http:// cintasesamapria.blogspot.com/2011/11/mutasi.html