Pengertian Bioteknologi Beserta Sejarah hingga Pengaplikasiannya

VIVA Edukasi – Pengertian bioteknologi mungkin tidak asing lagi, khususnya bagi kamu yang memilih jurusan IPA dalam sekolah dan Jurusan Bioteknologi dalam universitas. Bioteknologi sendiri merupakan penggunaan biologi untuk memecahkan masalah dan membuat produk yang bermanfaat. 

Pendekatan bioteknologi yang paling menonjol digunakan adalah rekayasa genetika, di mana memungkinkan para ilmuwan untuk menyesuaikan DNA organisme. Ketahui lebih lanjut mengenai pengertian bioteknologi dan penjelasan lainnya yang telah dikutip dari laman Britannica. 

Sejarah bioteknologi

Orang-orang saat ini telah memanfaatkan proses biologis untuk meningkatkan kualitas hidup mereka selama sekitar 10.000 tahun yang pertama dimulai dengan komunitas pertanian. Sekitar 6.000 tahun lalu, manusia mulai memanfaatkan proses biologis mikroorganisme untuk membuat roti, minuman beralkohol dan keju serta untuk mengawetkan produk susu. 

Tetapi proses seperti itu bukanlah yang dimaksud dengan bioteknologi saat ini, istilah yang pertama kali diterapkan secara luas pada teknologi molekuler dan seluler yang mulai muncul pada 1960-an dan 70-an. Industri “biotek” yang masih baru mulai bersatu pada pertengahan hingga akhir 1970-an, dipimpin oleh Genentech, sebuah perusahaan farmasi yang didirikan pada tahun 1976 oleh Robert A. Swanson dan Herbert W. Boyer. Perusahaan yang dipelopori oleh Boyer, Paul Berg dan Stanley N.Cohen tersebut mengkomersialkan teknologi DNA rekombinan. 

Perusahaan lama seperti Genentech, Amgen, Biogen, Cetus dan Genex memulai produksinya dengan memproduksi zat rekayasa genetika, paling utamanya untuk keperluan medis dan lingkungan.

Lebih dari satu dekade, teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika telah mendominasi industri bioteknologi. Teknologi ini terdiri dari gen yang disambung untuk protein yang berguna (biasanya protein manusia) untuk dimasukkan ke dalam sel produksi (seperti ragi, bakteri, atau sel mamalia dalam kultur) yang kemudian dimulai dengan memproduksi protein dalam jumlah banyak. 

Proses gen yang disambung ke dalam sel produksi, barulah organisme dibuat. Pada awalnya, investor dan peneliti bioteknologi tidak yakin apakah pengadilan akan mengizinkan mereka memperoleh paten atas organisme, lagi pula paten tidak diperbolehkan pada organisme baru yang kebetulan ditemukan dan diidentifikasi di alam. 

Namun, masalah tersebut telah diselesaikan pada tahun 1980 oleh Mahkamah Agung AS dalam kasus Diamond v. Chakrabarty dengan memutuskan bahwa “mikroorganisme hidup buatan manusia adalah subjek yang dapat dipatenkan.” Keputusan ini melahirkan gelombang perusahaan bioteknologi baru dan ledakan investasi pertama industri bayi.

Insulin rekombinan jadi produk pertama yang dibuat melalui rekayasa genetika pada tahun 1982 untuk disetujui olehFood and Drug Administration (FDA) AS. Sejak itu, lusinan obat protein rekayasa genetika telah dikomersialkan di seluruh dunia, termasuk versi rekombinan hormon pertumbuhan, faktor pembekuan, protein untuk merangsang produksi sel darah merah dan putih, interferon, dan zat pelarut bekuan darah.

Pendekatan dan alat bioteknologi

Pada tahun-tahun awal, pencapaian utama bioteknologi adalah kemampuan untuk menghasilkan molekul terapeutik yang terjadi secara alami dalam jumlah yang lebih besar daripada yang dapat diperoleh dari sumber konvensional seperti plasma, organ hewan dan mayat manusia.

Protein rekombinan lebih kecil kemungkinan terkontaminasi patogen atau memicu suatu reaksi alergi. Para peneliti bioteknologi saat ini tengah berusaha menemukan akar penyebab molekuler penyakit dan melakukan intervensi tepat pada tingkat tersebut.

Kadang-kadang ini berarti memproduksi protein terapeutik yang menambah persediaan tubuh sendiri atau yang menutupi kekurangan genetik, seperti pada obat-obatan biotek generasi pertama. 

Penelitian industri bioteknologi juga telah diperluas ke dalam pengembangan obat-obatan tradisional dan antibodi monoklonal yang digunakan untuk menghentikan perkembangan suatu penyakit. Produksi antibodi monoklonal yang berhasil adalah salah satu teknik bioteknologi terpenting yang muncul selama kuartal terakhir abad ke-20. 

Spesifisitas antibodi monoklonal dan ketersediaannya dalam jumlah telah memungkinkan untuk merancang tes sensitif untuk sejumlah besar zat penting secara biologis dan untuk membedakan sel satu sama lain dengan mengidentifikasi molekul penanda yang sebelumnya tidak diketahui pada permukaannya. Kemajuan seperti itu dimungkinkan melalui studi gen (genomik), protein yang dikodekan (proteomik), dan jalur biologis yang lebih besar di mana mereka bertindak.

Pengapliikasian bioteknologi

Bioteknologi memiliki banyak aplikasi, terutama di bidang kedokteran dan pertanian. Contohnya termasuk penggunaan bioteknologi dalam menggabungkan informasi biologis dengan teknologi komputer (bioinformatika), mengeksplorasi penggunaan peralatan mikroskopis yang dapat masuk ke tubuh manusia (nanoteknologi) dan mungkin menerapkan teknik penelitian sel induk dan kloning untuk menggantikan sel mati atau cacat dan jaringan (obat regeneratif). 

Teknologi yang berbeda tersebut diintegrasikan perusahaan dan laboratorium dalam upaya untuk menganalisis ke bawah menjadi molekul dan mensintesis ke atas dari biologi molekuler ke jalur kimia, jaringan dan organ.

Selain digunakan dalam perawatan kesehatan, bioteknologi telah terbukti membantu dalam menyempurnakan proses industri melalui penemuan dan produksi enzim biologis yang memicu reaksi kimia (katalis); untuk pembersihan lingkungan, dengan enzim yang mencerna kontaminan menjadi bahan kimia yang tidak berbahaya dan kemudian mati setelah mengonsumsi “pasokan makanan” yang tersedia; dan dalam produksi pertanian melalui rekayasa genetika.

Aplikasi pertanian bioteknologi telah terbukti paling kontroversial. Pelarangan organisme dari hasil rekayasa genetika (GMO) atau undang-undang pelabelan telah diserukan oleh sejumlah aktivis dan kelompok konsumen untuk menginformasikan kepada konsumen tentang keberadaan GMO yang semakin meningkat dalam pasokan makanan. 

Pengenalan transgenik ke dalam pertanian di Amerika Serikat sendiri dimulai pada tahun 1993. Pada saat itu FDA menyetujui bovine somatotropin (BST), hormon pertumbuhan yang meningkatkan produksi susu pada sapi perah. Tahun berikutnya, FDA menyetujui makanan utuh yang dimodifikasi secara genetik pertama, tomat yang direkayasa untuk umur simpan yang lebih lama. 

Sejak itu, persetujuan peraturan di Amerika Serikat, Eropa, dan di tempat lain telah dimenangkan oleh lusinan transgenik pertanian, termasuk tanaman yang menghasilkan pestisida mereka sendiri dan tanaman yang bertahan dari pengaplikasian herbisida spesifik untuk membunuh gulma.

Studi yang dilakukan oleh Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB), makanan transgenik aman telah ditemukan oleh Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional AS, Uni Eropa, Asosiasi Medis Amerika, badan pengatur AS dan organisasi lain. Akan tetapi, para skeptis berpendapat bahwa masih terlalu dini untuk menilai jangka panjang kesehatan dan efek ekologi dari tanaman tersebut. 

Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21, peningkatan secara dramatis terjadi pada luas lahan yang ditanami tanaman rekayasa genetika dari 1,7 juta hektar (4,2 juta hektar) pada 1996 menjadi 180 juta hektar (445 juta hektar) pada 2014. Pada tahun 2014–15 sekitar 90 persen jagung, kapas, dan kedelai yang ditanam di Amerika Serikat telah dimodifikasi secara genetik. Mayoritas tanaman rekayasa genetika ditanam di Amerika.

Secara keseluruhan, pendapatan industri bioteknologi AS dan Eropa secara kasar meningkat dua kali lipat selama periode lima tahun dari 1996 hingga 2000. Hingga abad ke-21 pertumbuhan pesat tersebut berlanjut yang didorong oleh pengenalan produk baru, terutama dalam bidang perawatan kesehatan. Pada tahun 2020, ukuran pasar bioteknologi diperkirakan mencapai $752,88 miliar secara global, dengan peluang baru untuk pertumbuhan muncul khususnya dari upaya yang didorong oleh pemerintah dan industri untuk mempercepat pengembangan obat dan proses persetujuan produk.