Genetika


Genetika (dari bahasa Yunani γέννω atau genno yang berarti "melahirkan") merupakan cabang biologi yang penting saat ini. Ilmu ini mempelajari berbagai aspek yang menyangkut pewarisan sifat dan variasi sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Ada pula yang dengan singkat mengatakan, genetika adalah ilmu tentang gen. Nama "genetika" diperkenalkan oleh William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906.
Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah molekular hingga populasi (lihat entri biologi). Secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan
1. material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),
2. bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan
3. bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik).
Meskipun orang biasanya menetapkan genetika dimulai dengan ditemukannya kembali naskah artikel yang ditulis Gregor Mendel pada tahun 1900, sebetulnya kajian genetika sudah dikenal sejak masa prasejarah, seperti domestikasi dan pengembangan trah-trah murni (pemuliaan) ternak dan tanaman. Orang juga sudah mengenal efek persilangan dan perkawinan sekerabat serta membuat sejumlah prosedur dan peraturan mengenai hal tersebut sejak sebelum genetika berdiri sebagai ilmu yang mandiri. Silsilah tentang penyakit pada keluarga, misalnya, sudah dikaji orang sebelum itu. Kala itu, kajian semacam ini disebut "ilmu pewarisan" atau hereditas.Daftar isi [sembunyikan]

Awal mula dan konsep dasar
Awal mula
Sejumlah percobaan terdokumentasi yang terkait dengan genetika telah banyak dilakukan pada masa sebelum Mendel, yang kelak banyak membantu memberikan bukti bagi teori Mendel. Percobaan-percobaan itu misalnya adalah sebagai berikut.
Pembuatan Raphanobrassica melalui persilangan lobak dan kubis pada abad ke-17 oleh Köhlreuter, seorang pemulia sayuran berkebangsaan Jerman, untuk menghasilkan tanaman yang menghasilkan umbi dan krop kubis sekaligus, meskipun tidak berhasil.
Penemuan dan penjelasan tentang pembuahan berganda pada tumbuhan berbunga (Magnoliophyta) oleh E. Strassburger (1878) dan S. Nawaschin (1898);
Percobaan terhadap ribuan persilangan oleh Charles Darwin pada abad ke-19 yang hasilnya diterbitkan pada 1896 dengan judul The variation of animals and plants under domestication) dan berhasil mengidentifikasi adanya penurunan penampilan pada generasi hasil perkawinan sekerabat (depresi inbred) dan penguatan penampilan pada hasil persilangan antarinbred (heterosis) meskipun dia tidak bisa memberikan penjelasan;
Usaha menjelaskan kemiripan antara orang tua dan anak oleh Karl Pearson melalui metode regresi (yang malah menjadi dasar dari banyak teknik statistika modern).
Pada masa pra-Mendel, orang belum mengenal gen dan kromosom (meskipun DNA sudah diekstraksi namun pada abad ke-19 belum diketahui fungsinya). Saat itu orang masih beranggapan bahwa sifat diwariskan lewat sperma (tetua betina tidak menyumbang apa pun terhadap sifat anaknya).
Peletakan dasar ilmiah melalui percobaan sistematik baru dilakukan pada paruh akhir abad ke-19 oleh Gregor Johann Mendel. Ia adalah seorang biarawan dari Brno (Brünn dalam bahasa Jerman), Kekaisaran Austro-Hungaria (sekarang bagian dari Republik Ceko). Mendel disepakati umum sebagai 'pendiri genetika' setelah karyanya "Versuche über Pflanzenhybriden" atau Percobaan mengenai Persilangan Tanaman (dipublikasi cetak pada tahun 1866) ditemukan kembali secara terpisah oleh Hugo de Vries, Carl Correns, dan Erich von Tschermak pada tahun 1900. Dalam karyanya itu, Mendel pertama kali menemukan bahwa pewarisan sifat pada tanaman (ia menggunakan tujuh sifat pada tanaman kapri, Pisum sativum) mengikuti sejumlah nisbah matematika yang sederhana. Yang lebih penting, ia dapat menjelaskan bagaimana nisbah-nisbah ini terjadi, melalui apa yang dikenal sebagai 'Hukum Pewarisan Mendel'.
Konsep dasar
Dari karya ini, orang mulai mengenal konsep gen (Mendel menyebutnya 'faktor'). Gen adalah pembawa sifat. Alel adalah ekspresi alternatif dari gen dalam kaitan dengan suatu sifat. Setiap individu disomik selalu memiliki sepasang alel, yang berkaitan dengan suatu sifat yang khas, masing-masing berasal dari tetuanya. Status dari pasangan alel ini dinamakan genotipe. Apabila suatu individu memiliki pasangan alel sama, genotipe individu itu bergenotipe homozigot, apabila pasangannya berbeda, genotipe individu yang bersangkutan dalam keadaan heterozigot. Genotipe terkait dengan sifat yang teramati. Sifat yang terkait dengan suatu genotipe disebut fenotipe.


Cabang-cabang Genetika
Genetika berkembang baik sebagai ilmu murni maupun ilmu terapan. Cabang-cabang ilmu ini terbentuk terutama sebagai akibat pendalaman terhadap suatu aspek tertentu dari objek kajiannya.
Cabang-cabang murni genetika :
• genetika molekular
• genetika sel (sitogenetika)
• genetika populasi
• genetika kuantitatif
• genetika perkembangan


Cabang-cabang terapan genetika :
• genetika kedokteran
• ilmu pemuliaan
• rekayasa genetika atau rekayasa gen
Genetika arah-balik (reverse genetics)
Kajian genetika klasik dimulai dari gejala fenotipe (yang tampak oleh pengamatan manusia) lalu dicarikan penjelasan genotipiknya hingga ke aras gen. Berkembangnya teknik-teknik dalam genetika molekular secara cepat dan efisien memunculkan filosofi baru dalam metodologi genetika, dengan membalik arah kajian. Karena banyak gen yang sudah diidentifikasi sekuensnya, orang memasukkan atau mengubah suatu gen dalam kromosom lalu melihat implikasi fenotipik yang terjadi. Teknik-teknik analisis yang menggunakan filosofi ini dikelompokkan dalam kajian genetika arah-balik atau reverse genetics, sementara teknik kajian genetika klasik dijuluki genetika arah-maju atau forward genetics.

source : http://id.wikipedia.org

Teori Dasar Algoritma Genetika


Algoritma genetika yang dikembangkan oleh Goldberg adalah algoritma komputasi yang diinspirasi teori evolusi Darwin yang menyatakan bahwa kelangsungan hidup suatu makhluk dipengaruhi aturan “yang kuat adalah yang menang”. Darwin juga menyatakan bahwa kelangsungan hidup suatu makhluk dapat dipertahankan melalui proses reproduksi, crossover, dan mutasi. Konsep dalam teori evolusi Darwin tersebut kemudian diadopsi menjadi algoritma komputasi untuk mencari solusi suatu permasalahan dengan cara yang lebih “alamiah”.

Sebuah solusi yang dibangkitkan dalam algoritma genetika disebut sebagai chromosome, sedangkan kumpulan chromosome-chromosome tersebut disebut sebagai populasi. Sebuah chromosome dibentuk dari komponen-komponen penyusun yang disebut sebagai gen dan nilainya dapat berupa bilangan numerik, biner, simbol ataupun karakter tergantung dari permasalahan yang ingin diselesaikan. Chromosome-chromosome tersebut akan berevolusi secara berkelanjutan yang disebut dengan generasi. Dalam tiap generasi chromosome-chromosome tersebut dievaluasi tingkat keberhasilan nilai solusinya terhadap masalah yang ingin diselesaikan (fungsi_objektif) menggunakan ukuran yang disebut dengan fitness. Untuk memilih chromosome yang tetap dipertahankan untuk generasi selanjutnya dilakukan proses yang disebut dengan seleksi. Proses seleksi chromosome menggunakan konsep aturan evolusi Darwin yang telah disebutkan sebelumnya yaitu chromosome yang mempunyai nilai fitness tinggi akan memiliki peluang lebih besar untuk terpilih lagi pada generasi selanjutnya.

Chromosome-chromosome baru yang disebut dengan offspring, dibentuk dengan cara melakukan perkawinan antar chromosome-chromosome dalam satu generasi yang disebut sebagai proses crossover. Jumlah chromosome dalam populasi yang mengalami crossover ditetukan oleh paramater yang disebut dengan crossover_rate. Mekanisme perubahan susunan unsur penyusun mahkluk hidup akibat adanya faktor alam yang disebut dengan mutasi direpresentasikan sebagai proses berubahnya satu atau lebih nilai gen dalam chromosome dengan suatu nilai acak. Jumlah gen dalam populasi yang mengalami mutasi ditentukan oleh parameter yang dinamakan mutation_rate. Setelah beberapa generasi akan dihasilkan chromosome-chromosome yang nilai gen-gennya konvergen ke suatu nilai tertentu yang merupakan solusi terbaik yang dihasilkan oleh algoritma genetika terhadap permasalahan yang ingin diselesaikan.

source : http://mick182.blogspot.com

Peran Mikroorganisme dlm Kehidupan


Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat kecil (Kusnadi,
dkk, 2003). Setiap sel tunggal mikroorganisme memiliki kemampuan untuk
melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain dapat dapat mengalami pertumbuhan,
menghasilkan energi dan bereproduksi dengan sendirinya. Mikroorganisme memiliki
fleksibilitas metabolisme yang tinggi karena mikroorganisme ini harus mempunyai
kemampuan menyesuaikan diri yang besar sehingga apabila ada interaksi yang
tinggi dengan lingkungan menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula.
Akan tetapi karena ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan
enzim-enzim yang telah dihasilkan. Dengan demikian enzim yang tidak diperlukan
tidak akan disimpan dalam bentuk persediaan.enzim-enzim tertentu yang diperlukan
untuk perngolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut
sudah ada.

Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tembat yang besar, mudah ditumbuhkan
dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relative cepat (Darkuni, 2001).
Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganisme memiliki peranan
dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan.

Sekilas, makna praktis dari mikroorganisme disadari tertutama karena kerugian
yang ditimbulkannya pada manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Misalnya dalam
bidang mikrobiologi kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganisme
yang pathogen yang menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang
khas. Walaupun di bidang lain mikroorganisme tampil merugikan, tetapi perannya
yang menguntungkan jauh lebih menonjol. Menurut Schlegel ( 1994) beberapa bukti
mengenai peranan mikrobiologi dapat dikemukakan sebagai berikut:

Proses klasik menggunakan mikroorganisme

Di Jepang dan Indonesia sudah sejak zaman dahulu kacang kedelai diolah dengan
menggunakan bantuan fungi, ragi, dan bakteri asam laktat. Bahkan sudah sejak
zaman perang dunia pertama fermentasi terarah dengan ragi digunakan untuk
membuat gliserin. Asam laktat dan asam sitrat dalam jumlah besar yang diperlukan
oleh industri makanan, masing-masing dibuat dengan pertolongan bakteri asam
laktat dan cendawan Aspergillus niger.

Produk Antibiotika

Penemuan antibiotik telah menghantarkan pada terapi obat dan industri obat ke
era baru. Karena adanya penemuan penisilin dan produk-produk lain sekresi fungi,
aktinomiset, dan bakteri lain, maka kini telah tersedia obat-obat yang manjur
untuk memerangi penyakit infeksi bakteri.

Proses menggunakan mikroba

Fermentasi klasik telah diganti dengan cara baru untuk produksi dan konversi
menggunakan mikroba. Senyawa karotenoid dan steroid diperoleh dari fungi. Sejak
ditemukan bahwa Corynebacterium glutamicum memproduksi glutamat dengan rendemen
tinggi dari gula dan garam amonium, maka telah diisolasi berbagai mutan dan
dikembangkan proses baru yang memungkinkan pembuatan banyak jenis asam amino,
nukleotida, dan senyawabiokimia lain dalam jumlah besar. Mikroorganisme juga
diikutsertakan oleh para ahli kimia pada katalisis sebagian proses dalam
rangkaian sintesis yang panjang; biokonversi oleh mikroba lebih spesifik dengan
rendemen lebih tinggi, mengungguli koversi secara kimia; amilase untuk
hidrolisis pati, proteinase pada pengolahan kulit, pektinase untuk penjernihan
sari buah dan enzim-enzim lain yang digunakan di industri diperoleh dari biakan
mikroorganisme.

Posisi monopoli dari mikroorganisme

Beberapa bahan dasar yang terutama tersedia dalam jumlah besar, seperti minyak
bumi, gas bumi, dan selulosa hanya dapat diolah oleh mikroorganisme dan dapat
mengubahnya kembali menjadi bahan sel (biomassa) atau produk antara yang
disekresi oleh sel.

Teknik genetika modern

Kejelasan mengenai mekanisme pemindahan gen pada bakteri dan peran dari unsur-unsur
ekstrakromosom, telah membuka kemungkinan untuk memindahkan DNA asing ke dalam
bakteri. Manipulasi genetik memungkinkan untuk memasukkan sepotong kecil pembawa
informasi genetik dari manusia ke dalam bakteri sehingga terjadi sintesis
senyawa protein yang bersangkutan. Kegiatan ini sering dilakukan dalam hal
pembuatan hormon, antigen, dan antibodi.

Berdasarkan penjelasan di atas, mikroorganisme memiliki peranan yang cukup besar
dalam kehidupan, baik peranan yang merugikan maupun yang menguntungkan.

Beberapa peranan yang dimiliki oleh mikroorganisme antara lain sebagai berikut:

Peranan yang Merugikan

Penyebab penyakit, baik pada manusia, hewan maupun tumbuhan

Misalnya Strptococcus pneumoniae penyebab pneumonia dan Corynebacterium
diphtheriae penyebab dipteri.

Penyebab kebusukan makanan (spoilage)

Adanya kebusukan pada makanan dapat disebabkan oleh beberapa jenis bakteri yang
tumbuh dalam makanan tersebut. Beberapa di antara mikroorganisme dapat mengubah
rasa beserta aroma dari makanan sehingga dianggap merupakan mikroorganisme
pembusuk. Dalam pembusukan daging, mikroorganisme yang menghasilkan enzim
proteolitik mampu merombak protein-protein. Pada proses pembusukan sayur dan
buah, mikroorganisme pektinolitik mampu merombak bahan-bahan yang mengandung
pektin yang terdapat pada dinding sel tumbuhan (Tarigan, 1988). Mikroorganisme
seperti bakteri, khamir (yeast) dan kapang (mould) dapat menyebabkan perubahan
yang tidak dikehendaki pada penampakan visual, bau, tekstur atau rasa suatu
makanan. Mikroorganisme ini dikelompokkan berdasarkan tipe aktivitasnya, seperti
proteolitik, lipolitik, dll. Atau berdasarkan kebutuhan hidupnya seperti
termofilik, halofilik, dll.

Penyebab keracunan makanan (food borne disease).

Kusnadi, dkk (2003) menjelaskan bahwa bakteri penghasil racun (enterotoksin atau
eksotoksin) dapat mencemari badan air, misalnya spora Clostridium perfringens, C.
Botulinum, Bacillus cereus, dan Vibrio parahaemolyticus. Spora dapat masuk ke
dalam air melalui debu/tanah, kotoran hewan, dan makanan-limbah. Jika makanan
atau minuman dan air bersih tercemari air tersebut, maka dalam keadaan yang
memungkinkan, bakteri tersebut akan mengeluarkan racun sehingga makanan atau
minuman mengandung racun dan bila dikonsumsi dapat menyebabkan keracunan makanan.
Bahkan menurut Dwidjoseputro (2005) pada makanan yang telah dipasteurisasi pun
juga dapat mengandung racun (toksin) . Makanan yang telah dipasteurisasi
kemudian terus menerus disimpan di dalam kaleng pada temperatur kamar, dapat
mengandung racun yang berasal dari Clostridium botulinum. Spora-spora dari
bakteri ini tidak mati dalam proses pasteurisasi. Dalam keadaan tertutup (anaerob)
dan suhu yang menguntungkan, maka spora-spora tersebut dapat tumbuh menjadi
bakteri serta menghasilkan toksin. Racun yang dihasilkan tidak mengganggu alat
pencernaan, melainkan mengganggu urat saraf tepi.

Menimbulkan pencemaran

Materi fekal yang masuk ke dalam badan air, selain membawa bakteri patogen juga
akan membawa bakteri pencemar yang merupakan flora normal saluran pencernaan
manusia, misalnya E. coli. Kehadiran bakteri ini dapat digunakan sebagi
indicator pencemaran air oleh materi fekal.

Peranan yang Menguntungkan

Banyak yang menduga bahwa mikroorganisme membawa dampak yang merugikan bagi
kehidupan hewan, tumbuhan, dan manusia, misalnya pada bidang mikrobiologi
kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganisme yang pathogen yang
menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang khas. Meskipun
demikian, masih banyak manfaat yang dapat diambil dari mikroorganisme-mikroorganisme
tersebut. Penggunaan mikroorganisme dapat diterapkan dalam berbagai bidang
kehidupan, saperti bidang pertanian, kesehatan, dan lingkungan. Beberapa manfaat
yang dapat diambil antara lain sebagai berikut:

Bidang pertanian

Dalam bidang pertanian, mikroorganisme dapat digunakan untuk peningkatan
kesuburan tanah melalui fiksasi N2, siklus nutrien, dan peternakan hewan.
Nitrogen bebas merupakan komponen terbesar udara. Unsur ini hanya dapat
dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam bentuk nitrat dan pengambilan khususnya melalui
akar. Pembentukan nitrat dari nitrogen ini dapat terjadi karena adanya
mikroorganisme. Penyusunan nitrat dilakukan secara bertahap oleh beberapa genus
bakteri secara sinergetik.

Dalam Dwidjoseputro (2005) dijelaskan bahwa ada beberapa genera bakteri yang
hidup dalam tanah (misalnya Azetobacter, Clostridium, dan Rhodospirillum) mampu
untuk mengikat molekul-molekul nitrogen guna dijadikan senyawa-senyawa pembentuk
tubuh mereka, misalnya protein. Jika sel-sel itu mati, maka timbullah zat-zat
hasil urai seperti CO2 dan NH3 (gas amoniak). Sebagian dari amoniak terlepas ke
udara dan sebagian lain dapat dipergunakan oleh beberapa genus bakteri (misalnya
Nitrosomonas dan Nitrosococcus) untuk membentuk nitrit. Nitrit dapat
dipergunakan oleh genus bakteri yang lain untuk memperoleh energi daripadanya.
Oksidasi amoniak menjadi nitrit dan oksidasi nitrit menjadi nitrat berlangsung
di dalam lingkungan yang aerob. Peristiwa seluruhnya disebut nitrifikasi.
Pengoksidasian nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh Nitrobacter.

Proses nitrifikasi ini dapat ditulis sebagai berikut:

2NH3 + 3O2 Nitrosomonas, Nitrosococcus 2HNO2 + 2H2O + energi

2HNO2 + O2 Nitrobacter 2HNO3 + energi

Selain itu, mikroorganisme ini juga dapat digunakan sebagai agen pembusuk alami,
yang akan mendekomposisi sampah-sampah organik menjadi materi inorganik sehingga
dapat mengurangi kuantitas sampah, menyuburkan tanah dan dapat menjadi sumber
nutrisi bagi tumbuhan (Anonim a, 2006). Seorang peneliti dari Amerika Serikat
yaitu Waksman telah menemukan mikroorganisme tanah yang menghasilkan
streptomisin, yaitu bakteri Streptomyces (Dwidjoseputro, 2005).

Peran lain mikroba dalam bidang pertanian antara lain dalam teknologi kompos
bioaktif dan dalam hal penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman(biofertilizer).
Kompos bioaktif adalah kompos yang diproduksi dengan bantuan mikroba
lignoslulotik unggul yang tetap bertahan di dalam kompos dan berperan sebagai
agensia hayati pengendali penyakit tanaman. Teknologi kompos bioaktif ini
menggunakan mikroba biodekomposer yang mampu mempercepat proses pengomposan dari
beberapa bulan menjadi beberapa minggu saja. Mikroba akan tetap hidup dan aktif
di dalam kompos, dan ketika kompos tersebut diberikan ke tanah, mikkroba akan
berperan untuk mengendalikan organisme.

Dalam hal penyediaan dan penyerapan unsur hara bagi tanaman(biofertilizer),
aktivitas mikroba diperlukan untuk menjaga ketersediaan tiga unsur hara yang
penting bagi tanaman antara lain, Nitrogen (N), fosfat (P), dan kalim (K).
Kurang lebih 74% kandungan udara adalah N. Namun, N udara tersebut harus
ditambat oleh mikroba dan diubah bentuknya terlebih dahulu agar bisa langsung
dimanfaatkan oleh tanaman. Mikroba penambat N ada yang hidup bebas dan ada pula
yang bersimbiosis. Mikroba penambat N simbiotik antara lain : Rhizobium sp yang
hidup di dalam bintil akar tanaman kacang-kacangan ( leguminose ). Mikroba
penambat N non-simbiotik misalnya: Azospirillum sp dan Azotobacter sp. Mikroba
penambat N simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose saja,
sedangkan mikroba penambat N non-simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis
tanaman.

Mikroba tanah lain yang berperan dalam penyediaan unsur hara adalah mkroba
pelarut unsur fosfat (P) dan kalium (K). Kandungan P yang cukup tinggi (jenuh)
pada tanah pertanian kita, sedikit sekali yang dapat digunakan oleh tanaman
karena terikat pada mineral liat tanah. Di sinilah peran mikroba pelarut P yang
melepaskan ikatan P dari mineral liat dan menyediakannya bagi tanaman. Banyak
sekali mikroba yang mampu melarutkan P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium
sp, Pseudomonas sp dan Bacillus megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi
melarutkan P, umumnya juga berkemampuan tinggi dalam melarutkan K.

Mikroba sebagai agen biokontrol. Mikroba yang dapat mengendalikan hama tanaman
antara lain: Bacillus thurigiensis (BT), Bauveria bassiana , Paecilomyces
fumosoroseus, dan Metharizium anisopliae . Mikroba ini mampu menyerang dan
membunuh berbagai serangga hama. Mikroba yang dapat mengendalikan penyakit
tanaman misalnya: Trichoderma sp yang mampu mengendalikan penyakit tanaman yang
disebabkan oleh Gonoderma sp, JAP (jamur akar putih), dan Phytoptora sp.
Beberapa biokontrol yang tersedia di pasaran antara lain: Greemi-G, Bio-Meteor,
NirAma, Marfu-P dan Hamago.

Gambar 1. Endomikoriza yang berperan melarutkan P

Gambar 2. Larva serangga yang mati diserang jamur biokontrol

Gambar 3. Bakteri yang unggul dalam melarutkan fosfat

Gambar 4. Jamur yang unggul dalam melarutkan fosfat

Bidang makanan dan industri

Beberapa bahan makanan yang sampai saat ini dibuat dengan menggunakan
mikroorganisme sebagai bahan utama prosesnya, misalnya pembuatan bir dan minuman
anggur dengan menggunakan ragi, pembuatan roti dan produk air susu dengan
bantuana bakteri asam laktat, dan pembuatan cuka dengan bantuan bakteri cuka.

Pengolahan kacang kedelai di beberapa negara banyak yang menggunakan bantuan
fungi, ragi, dan bakteri bakteri asam laktat. Bahkan asam laktat dan asam sitrat
yang dalam jumlah besar diperlukan oleh industri bahan makanan masing-masing
dibuat dengan bantuan asam laktat dan Aspergillus niger (Darkuni, 2001).
Beberqapa kelompok mikroorganisme dapat digunakan sebagai indikator kualitas
makanan. Mikroorganisme ini merupakan kelompok bakteri yang keberadaannya di
makanan di atas batasan jumlah tertentu, yang dapat menjadi indikator suatu
kondisi yang terekspos yang dapat mengintroduksi organisme hazardous (berbahaya)
dan menyebabkan proliferasi spesies patogen ataupun toksigen. Misalnya E. coli
tipe I, coliform dan fekal streptococci digunakan sebagai indikator penanganan
pangan secara tidak higinis, termasuk keberadaan patogen tertentu.
Mikroorganisme indikator ini sering digunakan sebagai indaktor kualitas
mikrobiologi pada pangan dan air.

Tidak semua mikroba yang ada dapat digunakan dalam industri. Menurut Kusnadi,
dkk (2003) mikroorganisme industri merupakan organisme yang dipilih secara hati-hati
sehingga dapat membuat satu atau banyak produk khusus. Bahkan jika
mikroorganisme industri merupakan salah satu yang sudah diisolasi dengan teknik
tradisional, mikroorganisme tersebut menjadi organisme yang sangat termodifikasi
sebelum memasuki industri berskala besar. Sebagian besar mikroorganisme industri
merupakan spesialis metabolik yang secara spesifik mampu menghasilkan metabolit
tertentu dalam jumlah yang sangat besar pula. Untuk mencapai spesialisasi
metabolik tinggi tersebut, strain industri diubah secara genetika melalui mutasi
dan rekombinasi.

Berbagai proses industri digunakan untuk menghasilkan produk mikrobiologi dan
dipisahkan menjadi beberapa kategori berdasarkan kecenderungan penggunaan produk
akhir sebagai berikut:

Produksi bahan kimia farmasi

Produk yang paling terkenal adalah antibiotika, obat-obatan steroid, insulin,
dan interferon yang dihasilkan melalui bakteri hasil rekayasa genetika.

Produksi bahan kimia bernilai komersial

Produk yang termasuk dalam kelompok ini adalah pelarut dan enzim serta berbagai
senyawa yang digunakan untuk bahan pemula (starting) untuk industri sintesis
senyawa lain.

Produksi makanan tambahan

Produksi massa ragi, bakteri dan alga dari media murah mengandung garam nitrogen
anorganik , cepat saji, dan menyediakan sumber protein dan senyawa lain yang
sering digunakan sebagai makanan tambahan untuk manusia dan hewan.

Produksi minuman alkohol

Pembuatan beer dan wine dan poduksi minuman alkohol lain yang merupakan proses
bioteknologi berskala besar paling tua.

Produksi vaksin

Sel mikroorganisme maupun bagiannya atau produknya dihasilkan dalam jumlah besar
dan digunakan untuk produksi vaksin.

Produksi mikroorganisme untuk digunakan sebagai insektisida (biosida)

Pengendalian hama tanaman dengan menggunakan mikroorganisme yang berperan
sebagai insektisida. Khususnya untuk spesies tertentu, misalnya Bacillus (B.
Larvae, B. Popilliae, dan B. Thurungiensis). Spesies tersebut menghasilkan
protein kristalin yang mematikan larva lepidoptera (ngengat, kupu-kupu, kutu
loncat), misalnya ulat kubis, ngengat gipsy, dan sarang ulat.

Penggunaanya dalam industri perminyakan dan pertambangan

Sejumlah prosedur mikrobiologi digunakan untuk meningkatkan perolehan kembali
logam dari bijih berkadar rendah dan untuk perbaikan perolehan minyak dari sumur-sumur
bor.

Bidang kesehatan

Salah satu manfaat mikroorganisme dalam bidang kesehatan adalah dalam
menghasilkan antibiotika. Bahan antibiotik dibuat dengan bantuan fungi,
aktinomiset, dan bakteri lain. Antibiotik ini merupakan obat yang paling manjur
untuk memerangi infeksi oleh bakteri. Beberapa mikroba menghasilkan metabolit
sekunder, yang sangat bermanfaat sebagai obat untuk mengendalikan berbagai
penyakit infeksi. Sejak dulu dikenal jamur Penicillium yang pertama kali
ditemukan oleh Alexander fleming (1928), dapat menghasilkan antibiotika
penisilin. Sekarang banyak diproduksi berbagai antibiotik dari berbagai jenis
mikroba yang sangat berperan penting dalam mengobati berbagai penyakit. Selain
untuk antibiotik, dalam bidang kesehatan mikrorganisme juga dapat digunakan
sebagai agen pembusuk di dalam saluran pencernaan alami, yang turut membantu
mencerna makanan di dalam saluran pencernaan.

Bidang lingkungan dan energi

Mikroorganisme ini banyak dimanfaatkan untuk bahan bakar hayati (metanol dan
etanol), bioremediasi, dan pertambangan. Selain itu, mikroorganisme yang ada di
lingkungan berperan dalam perputaran/siklus materi dan energi terutama dalam
siklus biogeokimia dan berperan sebagai pengurai (dekomposer). Mikroorganisme
tanah berfungsi merubah senyawa kimia di dalam tanah, terutama pengubahan
senyawa organik yang mengandung karbon, nitrogen, sulfu, dan fosfor menjadi
senyawa anorganik dan bisa menjadi nutrien bagi tumbuhan. Mikroorganisme pada
lingkungan alami juga dapat digunakan sebagai indikator baik buruknya kualitas
lingkungan, baik perairan ataupun terestrial.

Bidang bioteknologi

Kemajuan bioteknologi, tak terlepas dari peran mikroba.Karena materi genetika
mikroba sederhana, sehingga mudah dimanipulasi untuk disisipkan ke gen yang lain.
Disamping itu karena materi genetik mikroba dapat berperan sebagai vektor (plasmid)
yang dapat memindahkan suatu gen dari kromosom oganisme ke gen organisme lainnya
(Anonim b, 2007). Misalnya terapi gen pada penderita gangguan liver. Terapi ini
dapat dilakukan secara ex-vivo maupun in-vivo.

Dalam terapi gen ex vivo, sel hati (misalnya) dari pasien yang hatinya telah
mengalami kerusakan dipindahkan melalui pembedahan dan perawatan. Kemudian
melalui terapi gen akan menyalurkannya dengan menggunakan vektor. Sel-sel hati
yang dirubah secara genetik kemudian akan ditransplantasikan kembali dalam tubuh
pasien tanpa khawatir akan kegagalan dari proses pencangkokan jaringan tersebut
karena sel-sel ini pada awalnya berasal dari pasien.

Strategi terapi gen in vivo meliputi pemasukan gen ke dalam jaringan dan organ
di dalam tubuh tanpa diikuti oleh pemindahan sel-sel tubuh. Tantangan utama
dalam terapi gen in vivo adalah pengiriman gen hanya terjadi pada jaringan yang
diharapkan dan tidak terdapat pada jaringan yang lain. Pada terapi ini, virus
digunakan sebagai vektor untuk pengiriman gen (Thieman, 2004).

Beberapa hasil perkembangan bioteknologi lain yang penting dan melibatkan
mikroba adalah produksi insulin, tanaman transgenik serta antibodi monoklonal. Antibodi
monoklonal (MAbs) merupakan salah satu antibodi murni yang bersifat sangat
spesifik dan menjadi peluru ajaib bagi dunia pengobatan.


source : http://iqbalali.com/

Mikrobiologi


Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik, protozoa, dan Archaea. Virus sering juga dimasukkan walaupun sebenarnya ia tidak sepenuhnya dapat dianggap sebagai makhluk hidup.
Mikrobiologi dimulai sejak ditemukannya mikroskop dan menjadi bidang yang sangat penting dalam biologi setelah Louis Pasteur dapat menjelaskan proses fermentasi anggur (wine) dan membuat serum rabies. Perkembangan biologi yang pesat pada abad ke-19 terutama dialami pada bidang ini dan memberikan landasan bagi terbukanya bidang penting lain: biokimia.
Penerapan mikrobiologi pada masa kini masuk berbagai bidang dan tidak dapat dipisahkan dari cabang lain. Mikrobiologi diperlukan dalam bidang farmasi, kedokteran, higiene, pertanian, ilmu gizi, teknik kimia, bahkan hingga astrobiologi dan arkeologi.

Istilah yang dipakai pada anti mikroorganisme
Bakteriostatik : Kemampuan menghambat perkembangbiakan bakteri temporer. Jadi pada saat zat ini tidak ada, bakteri dapat berkembangbiak kembali
Bakterisidal : Kemampuan untuk mematikan bakteri secara permanen. Jadi meskipun zat ini telah hilang, bakteri tetap tidak dapat berkembangbiak kembali
Disinfektan : Bahan - bahan kimia yang digunakan untuk mematikan mikroorganisme patogen yang ada pada benda mati.
Steril : Bebas dari kehidupan mikroorganisme patogen.
Septik : Adanya bakteri patogen di dalam jaringan hidup.

Mekanisme kerja dari zat anti mikroorganisme
1. Perusakan DNA
2. Denaturasi protein
3. Gangguan pada gugus Sulfhidirl
4. Antagonisme kimiawi
5. perusakan pada dinding sel bakteri
Faktor - faktor yang mempengaruhi resistensi mikroorganisme terhadap Zat - zat Antimikroorganisme
Unsur - unsur Fisik, yang meliputi :
• Panas
• Penyinaran oleh sinar uv
• pendinginan pada suhu yang standar
• Unsur - unsur kimia, yang meliputi :
• Alkohol
• Ion logam berat
• Detergen
• Oksidator

source : http://id.wikipedia.org/

ZOOLOGI


Zoologi merupakan salah satu bidang kajian dalam biologi yang mengkhususkan diri dalam mempelajari seluruh aspek biologi hewan. Dengan demikian, dalam botani dipelajari semua disiplin ilmu biologi untuk mempelajari pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, perkembangan, interaksi dengan komponen biotik dan komponen abiotik, serta evolusi hewan.

cabang ilmu zoologi antara lain:

Nematologi adalah ilmu tentang biologi nematoda (cacing gilig). Nematoda merupakan sekelompok avertebrata penting karena beberapa anggotanya menjadi parasit penting dalam bidang kesehatan/kedokteran dan pertanian.
Berbagai kasus kecacingan disebabkan oleh nematoda dan nematologi berada pada posisi yang penting untuk mengelola penyakit ini. Beberapa gangguan produksi ternak dan tanaman juga memerlukan bidang ini akibat kerugian besar yang diakibatkan oleh beberapa nematoda parasit.

Entomologi adalah ilmu yang mempelajari serangga. Akan tetapi, arti ini seringkali diperluas untuk mencakup ilmu yang mempelajari artropoda (hewan beruas-ruas) lainnya, khususnya laba-laba dan kerabatnya (Arachnida atau Arachnoidea), serta luwing dan kerabatnya (Millepoda dan Centipoda).
Istilah ini berasal dari dua perkataan Latin - entomon bermakna serangga dan logos bermakna ilmu pengetahuan.

Malakologi (Inggris: malacology; berasal dari bahasa Yunani: cypraea yang berarti "siput" dan logos yang berarti "lambang, pengetahuan") adalah cabang zoologi yang mempelajari semua aspek kehidupan (biologi) moluska. Malakologi mempelajari aspek pengetahuan dasar dan terapan, yang terakhir khususnya mencakup bidang budidaya.

Herpetologi (Bahasa Yunani: ἑρπετόν herpeton = melata, dan λόγος logos = penjelasan atau alasan) adalah cabang ilmu zoologi yang mempelajari kehidupan (biologi) reptilia dan amfibia. Sesungguhnya, objek kajian ilmu ini adalah vertebrata berkaki empat (tetrapoda) yang "berdarah dingin" (poikiloterm) karena reptilia dan amfibia tidak banyak memiliki kemiripan.

Herpetologi makin banyak dipelajari seiring dengan berkembangnya kecenderungan menjadikan reptil sebagai hewan peliharaan. Selain itu, banyak anggota dari kedua kelompok besar hewan ini yang menghasilkan bisa/racun yang dapat digunakan sebagai bahan baku obat-obatan bagi penyakit jantung dan stroke.


Iktiologi (Bahasa Inggris: ichhyology, Bahasa Yunani: ichthyon = "ikan" dan logos = "lambang, pengetahuan") adalah cabang ilmu zoologi yang mempelajari kehidupan (biologi) ikan. Iktiologi dipelajari di bidang biologi untuk aspek pengetahuannya dan perikanan untuk aspek terapannya, khususnya dalam bidang budidaya dan patologinya.

Kurang lebih terdapat 25.000 spesies ikan yang merupakan bagian mayoritas dari vertebrata. Walaupun sebagian besar spesies telah ditemukan dan diidentifikasi, para ilmuwan setiap tahunnya tetap saja mengumumkan secara resmi ditemukannya kurang lebih 250 spesies baru. Penerepan iktiologi sering dihubungkan dengan biologi kelautan, limnologi, dan oseanografi.

Ornitologi (dari Bahasa Yunani: ορνισ, ornis, "burung"; dan λόγος, logos, "ilmu") adalah cabang zoologi yang mempelajari burung. Beberapa aspek ornitologi berbeda dengan yang berhubungan erat dengan kedisiplinan, yang berkaitan dengan kemampuan penglihatan yang tinggi dan pendekatan burung-burung dengan estetis. Kebanyakan keputusan diantara itu menjadi tingkat lapangan pembelajaran yang dikerjakan oleh sukarelawan amatir yang bekerja dalam parameter metodologi ilmiah.

Mamologi, dalam zoologi, adalah ilmu yang mempelajari mamalia, kelas hewan vertebrata yang dikarakteristikan dengan jantung dengan empat bilik, berdarah panas, berbulu, dan memiliki sistem saraf yang kompleks. Mamologi juga dikenal dengan nama "mastologi", "theriologi", dan "therologi".
Mamologi dibagi-bagi lagi menjadi cabang-cabang lain seperti primatologi, yang mempelajari primata, dan cetologi yang mempelajari cetacea.

Primatologi adalah cabang zoologi yang mempelajari kehidupan (biologi) primata selain manusia (kera, monyet, dan kerabatnya). Ilmu ini dianggap penting sekarang ini karena makin meningkatnya perhatian terhadap kelestarian hewan-hewan yang tergolong primata. Selain itu, berdasarkan DNA sekuensing diketahui bahwa komposisi genetik manusia dan sebagian primata tidak jauh berbeda (bahkan hingga lebih dari 99% pada bonobo). Dengan demikian, secara teoretis kajian terhadap primata dapat dengan mudah dianalogikan pada manusia. Contohnya adalah kasus virus HIV atau ebola yang diduga kuat ditularkan dari primata ke manusia. Penelitian di bidang perilaku hewan juga banyak mengambil objek primata dalam kaitan dengan memahami proses belajar. Primatologi dipelajari sebagai ilmu khusus pada bidang biologi atau kehutanan (terutama aspek konservasinya). Kedokteran hewan juga mempelajari ilmu ini pada tingkat lanjut.

Paleozoologi atau palaeozoology (bahasa Yunani: παλαιον, paleon = tua dan ζωον, zoon = hewan) adalah adalah cabang dari paleontologi atau paleobiologi, yang bertujuan untuk menemukan dan mengindentifikasi fosil hewan bersel banyak dari sistem geologi atau arkeologi, untuk menggunakan fosil tersebut dalam rekonstruksi lingkungan dan ekologi prasejarah.

source : http://id.wikipedia.org/

ENERGI, KATALIS DAN BIOSINTESIS


ENERGI
 Energi adalah kemampuan untuk melakukan aktivitas
 Sistem hayati merupakan sistem terbuka yang mampu memanfatkan energi dari luar sistem dan dipergunakan untuk berbagai aktivitas dalam sistem tsb dan sebagian dibebaskan keluar dari sistem.
 Sinar matahari dipergunakan sebagai sumber energi pertama bagi kehidupan dan energi tsb mampu diubah oleh organisme menjadi bentuk energi kimia yang terikat dalam molekul tertentu.
 Biomolekul tertentu berperan dalam mengubah bentuk energi cahaya menjadi energi kimia.

 Klorofil merupakan biomolekul utama yang mampu mengubah energi cahaya Menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Klorofil hanya dimiliki sel tumbuhan, algae dan bakteri fototrof.
 Fotosintesis melibatkan dua tahapan reaksi utama. Reaksi tahap pertama menghasilkan molekul pengikat energi yang berasal dari sinar matahari, yakni ATP dan NADPH.Tahap kedua sintesis gula dari melekul air dan CO2 dengan menggunakan energi ATP dan NADPH.
 Produk fotosintesis, berupa gula dan molekul organik lainnya, dapat dimanfaatkan oleh sebagian besar organisme untuk menghasilkan senyawa pengikat energi, ATP, melalui mekanisme respirasi seluler. ATP menyediakan energi untuk biosintesis berbagai biomolekul dan aktifitas sel lainnya
 Aliran energi dan materi dari organisme kelingkungan dan sebaliknya merupakan bagian dari Hukum Thermodinamika (I dan II).
 Gula (glukosa) merupakan molekul sentral yang menghubungkan fotosintesis dan respirasi. Gula juga merupakan senyawa antara berbagai jenis biomolekul lainnya dan penghasilkan sejumlah ATP yang diperlukan untuk biosintesis.
 Kloroplas merupakan organel spesifik dalam sel tumbuhan dan sel fotosintetik lainnya. Organel ini mengandung senyawa klorofil yang memberikan warna hijau.

 Kloroplas diselubungi membran luar dan dalam. Bagian dalam membentuk struktur vesikel berlapis (granum) yang dibentuk dari membran tilakoid tempat bersemayamnya klorofil. Stroma merupakan cairan yang terdapat dalam kloroplas dan berisikan enzim-enzim yang berperan dalam fiksasi CO2 dan sisntesis amilum.
 Fotosintesis terjadi pada panjang gelombang yang berbeda-beda. Penyerapan sinar oleh tiga pigmen fotosintetik terjadi pada daerah panjang gelombang yang berbeda. Klorofil b menyerap panjang gelombang 650 nm, sedang klorofil a pada 680 nm
MITIKONDRIA
 Mitokondria merupakan organel yang mampu mengkonversi energi dari bahan makanan menjadi puluhan kilogram ATP perhari untuk memenuhi kebutuhan biologis sel dan aktivitas tubuh manusia.
 Mitokondria dapat disebut sebagai “power house” karena fungsinyai sebagai organel yang berperan menghasilkan energi kimia bagi sitem hayati.
 Mitokondria juga merupakan organel multi fungsi dan bertanggungjawab terhadap berbagai rantai reaksi metabolisme, seperti: siklus Kreb, siklus urea dan bisintesis lemak.
 Mitokondria yang dijumpai dalam sel bukan merupakan hasil pembentukan secara de novo tetapi merupakan hasil pembelahan dari mitokondria yang telah ada.
 Mitokondria diduga berasal dari endosimbiosis sel prokariot dan sel eukariot. Selain ditemukannya DNA mitokondria (mtDNA) juga adanya struktur membran dua lapis, membran luar (outer) dan dalam (inner).
 Membran luar mitokondria bersifat lebih permeabel dari pada membran dalam. Berbagai protein membran terdapat dalam membran dalam yang berfungsi untuk membantu keluar masuknya molekul, dan protein yang terlibat dalam proses transpot elektron dan fosforilasi oksidatif untuk sintesis ATP. Bagian matriks berisi cairan mitokondria yang mengandung berbagai enzim untuk metabolisme, mtDNA, ribosom, RNA, tRNA dll.
 Oriantasi membran dan arah pergerakan proton (ion H+) pada bakteri, kloroplas dan mitokondria juga terkait dengan posisi kompleks protein F0F1 ATPase atau ATP sintase.
 Kompleks ATP sintase terdiri dari berbagai protein subunit, baik pada kompleks F0 yang terbenam di membran dalam mitokondria maupun kompleks F1 yang terdapat pada bagian sitosol (bakteri), stroma (kloroplas) dan matriks (mitokondria).Bagian tengah dari kompleks proein tsb membentuk saluran untuk keluar masuknya proton, sedang sisi lain pada F1 untuk mensintesis ATP dari ADP.
KATALITIK
 Dalam proses penghasilan energi dalam sistim hayati dilukan berbagai reaksi katalitik yang melibatkan enzim, misalnya lisosim. Lisosim memiliki sisi katalitik yang mampu mengenal substratnya dan melakukan pemutusan ikatan kovalen pada bagian subtrat tsb, dalam hal ini rangkaian polisakarida.
 Reaksi katalitik umumnya melibatkan kerja enzim yang mampu mengubah substrat menjadi produknya tanpa menyebabkan perubahan pada molekul enzim tsb.
 Reaksi yang dikatalisis oleh enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi, namunkecepatan reaksi tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi substrat, enzim dan kondisi lingkungan (suhu, pH, aktivator dll).

BIOSINTESIS
Transfer energi bukan satu-satunya proses utama yang mendukung sistem hayati, tetapi juga proses sintesis molekul penyusun organisme yang berasal dari molekul-molekul sederhana (building blocks) yang diperoleh dari hasil perombakan molekul kompleks. Pada proses tsb juga tidak lepas dari proses pertukaran energi.

BIOLOGI DAN KEDOKTERAN


PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG KEDOKTERAN

Sebagai ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk kehidupan, manfaat Biologi dalam meningkatkan kesejahteraan manusia tidak perlu diragukan lagi. Berdasarkan ilmu murni Biologi, telah dikembangkan berbagai ilmu terapan (bioteknologi) yang telah memajukan dunia kedokteran, industri, pertanian, dan peternakan, serta perikanan. Seberapa besarkah pemanfaatan biologi untuk kesejahteraan manusia telah dilaksanakan? Untuk mengetahui hal tersebut marilah kita pelajari uraian selanjutnya berikut ini.

Dahulu banyak masalah penyakit yang tidak dipahami penyebab maupun cara pengobatannya, sehingga cara yang ditempuh untuk mencegah maupun dalam menyembuhkannya tidak tepat. Tetapi berkat perkembangan Biologi, khususnya dalam cabang ilmu: anatomi dan fisiologi manusia, mikrobiologi, virologi dan patologi, telah banyak membantu para dokter dalam memahami penyebab gangguan tersebut. Dengan demikian para dokter berhasil mencegah dan menyembuhkan berbagai penyakit yang sampai saat ini sering menjadi masalah yang menakutkan manusia.
Berikut ini adalah contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia kesehatan dan atau kedokteran.

  • Para penderita penyakit yang mengalami kerusakan pada salah satu organ tubuhnya, kini telah mendapatkan jalan keluarnya yaitu melalui teknik transplantasi (pencangkokan) organ. Transplantasi organ yang sudah berhasil dilakukan oleh para dokter adalah pencangkokan ginjal, jantung, sumsum tulang belakang maupun hati.

  • Teknik fertilasi invitro telah dapat diaplikasikan tidak hanya pada hewan ternak, tetapi telah dapat dilakukan pada manusia. Teknik ini dapat membantu pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan karena suatu kelainan. Fertilasi ini tentunya berasal dari gamet pasangan yang bersangkutan. Teknik karakterisasi dan pemisahan gamet sperma yang membawa kromosom X dan Y (penentu jenis kelamin keturunan) juga telah berhasil dilakukan. Teknik ini memungkinkan para pasangan suami isteri mendapatkan keturunannya dengan jenis kelamin tertentu.

  • Teknik fertilasi invitro telah dapat diaplikasikan tidak hanya pada hewan ternak, tetapi telah dapat dilakukan pada manusia. Teknik ini dapat membantu pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan karena suatu kelainan. Fertilasi ini tentunya berasal dari gamet pasangan yang bersangkutan. Teknik karakterisasi dan pemisahan gamet sperma yang membawa kromosom X dan Y (penentu jenis kelamin keturunan) juga telah berhasil dilakukan. Teknik ini memungkinkan para pasangan suami isteri mendapatkan keturunannya dengan jenis kelamin tertentu.

  • Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi beberapa jenis mikroba yang menyebabkan penyakit pada manusia maupun hewan. Dengan demikian, antibiotik untuk mikroba-mikroba tersebut dapat dibuat.

PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN

font-family:Verdana,Arial,Helvetica,sans-serif;font-size:85%;" >Dahulu para petani hanya mengetahui cara-cara bertani yang sederhana/tradisional, yakni hanya dengan mencangkul tanah kemudian menanaminya dengan tanaman yang diinginkan lalu disirami secukupnya. Dan hasil yang didapat ternyata tidak terlalu menggembirakan baik mutu maupun jumlahnya. Jika hal ini tidak segera diperbaiki maka kebutuhan masyarakat akan pangan tidak dapat tercukupi, dan akan terjadi kekurangan bahan pangan (rawan pangan). Apalagi pada masa sekarang ini, dimana telah terjadi ledakan jumlah penduduk, tentunya masalah rawan pangan merupakan masalah yang harus segera ditangani.Usaha yang harus dilakukan tidak hanya pada bagaimana membatasi pertambahan jumlah penduduk, tetapi juga harus dipikirkan bagaimana caranya meningkatkan produksi pangan.


Berkat kemajuan cabang-cabang Biologi dan teknologinya, sudah banyak orang mengetahui bagaimana cara meningkatkan hasil pertaniannya. Masyarakat khususnya para petani, kini telah banyak mengetahui bagaimana cara memilih bibit tanaman unggul, bagaimana cara memilih pupuk yang diperlukan berikut cara memupuknya, serta bagaimana cara memberantas hama dengan pestisida atau insektisida, dengan maksud meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil panennya. Mereka pun telah banyak mengetahui teknik-teknik berkebun seperti mencangkok, menempel, mengenten dan sebagainya.


Untuk mendapatkan bibit unggul dari berbagai jenis tanaman sekarang tidaklah sulit. Hampir di seluruh pelosok tanah air, bibit unggul berbagai jenis tanaman bukan merupakan barang langka lagi. Hal ini berkat makin berkembangnya prinsip-prinsip Genetika yang sudah banyak diketahui oleh para petani, seperti dengan melakukan penyilangan (bastar), yang dapat dilakukan sendiri oleh mereka. Selain itu, dengan menerapkan prinsip-prinsip Fisiologi Tumbuhan, para petani melalui para ahli pertanian yang telah banyak mengetahui jenis pupuk yang baik untuk berbagai jenis tanaman.


Adapun dalam penggunaan pupuk, pestisida atau insektisida pada persawahan, perkebunan atau perladangan ini, para petani harus memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem di sekitarnya. Misalnya dengan mengikuti/mematuhi dosis (takaran) serta intensitas yang ditetapkan oleh setiap jenis pupuk atau pestisidanya. Jika pemakaian zat-zat kimia tersebut melebihi aturan yang ditetapkan biasanya akan menimbulkan pencemaran air sungai di sekitar areal pertanian tersebut.


Contoh kasus yang sering terjadi akibat pemakaian zat kimia yang tidak memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem adalah pada pemakaian pupuk N yang intensif. Pemakaian pupuk N secara terus menerus dapat menyebabkan kadar nitrat dalam air sungai di areal penanaman menjadi tinggi. Akibat yang terjadi kemudian adalah timbulnya penyakit methemoglobinemia jika air sungai tersebut dikonsumsi oleh manusia. Selain timbulnya penyakit itu, dapat terjadi pula eutrofikasi. Apakah methemoglobinemia itu, dan apa yang dimaksud dengan eutrofikasi?


Methemoglobinemia merupakan ketidakmampuan hemoglobin di dalam sel-sel darah merah untuk mengikat oksigen, karena hemoglobin diikat oleh nitrit. Nitrit ini dihasilkan dari pengubahan nitrat yang mengkontaminasi air minum oleh mikroorganisme pada saluran pencernaan manusia. Dan tahukah Anda apa akibatnya jika tubuh kita kekurangan oksigen? Sedangkan eutrofikasi adalah pengeruhan air yang disebabkan oleh berkembang dengan pesatnya alga dan eceng gondok pada perairan yang tercemar nitrat. Eutrofikasi ini menyebabkan organisme seperti ikan-ikan di perairan tersebut menjadi mati. (perhatikan gambar 21). Maka dari itulah, pengetahuan mengenai Ekologi serta teknik bertani sangat diperlukan agar tidak terjadi hal-hal yang pada akhirnya akan merugikan masyarakat sekitar atau para petani sendiri. Menurut Anda bagaimanakah mencegah pencemaran perairan oleh pupuk nitrat? Ya betul, diantaranya dengan mengadakan pergiliran penanaman jenis tanaman atau rotasi tanaman, sehingga pupuk yang digunakan juga berganti-ganti.
Gambar 21. Eutrofikasi oleh eceng gondok.

Masalah penyakit-penyakit yang menyerang tanaman, kini juga sudah banyak diketahui penyebabnya. Sudah banyak jenis virus, bakteri dan parasit lain yang menyerang tanaman budi daya yang berhasil diidentifikasi dan ditemukan cara pemberantasannya. Hal ini tentu berkaitan dengan kemajuan di bidang cabang-cabang Biologi seperti virologi, mikrobiologi dan parasitologi. Jadi, cabang-cabang Biologi yang berhubungan dengan bidang pertanian adalah botani, anatomi tumbuhan, fisiologi tumbuhan, virologi tumbuhan, parasitologi, mikrobiologi, genetika dan ekologi.


Perkembangan bioteknologi seperti teknik Rekayasa Genetika, Kultur Jaringan, dan teknik Mutasi Buatan pun kini sudah berhasil membantu mengatasi masalah rawan pangan. Coba Anda perhatikan uraian berikut ini, mengenai contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia pertanian:
a.


Bioteknologi dan Biologi Molekuler telah berhasil menemukan teknik-teknik untuk Rekayasa Genetika, seperti teknik transfer nukleus, teknik pemotongan, penyambungan dan penyisipan gen, dimana teknik-teknik ini bertujuan untuk mencari atau menciptakan jenis tanaman dengan sifat unggul tertentu (tanaman transgenik). Teknik-teknik rekayasa genetika seperti ini biasanya dilanjutkan dengan suatu teknik yang disebut Kloning. Istilah Klon merupakan garis turunan individu-individu yang secara genetik identik. Klon juga diartikan sebagai usaha membuat satu atau lebih replika (duplikat) suatu individu, sel, ataupun gen. Pengaplikasian yang sudah berhasil dilakukan adalah pada terciptanya tanaman budi daya yang mampu menghasilkan insektisida sendiri, sehingga tanaman tersebut tidak perlu disemprot insektisida lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman pangan yang telah berhasil di rekayasa dengan tiujuan tersebut adalah tanaman buah apel, pir, kol/kubis, brokoli, dan kentang. Teknik rekayasa genetika ini juga sudah berhasil menciptakan tanaman budi daya yang mampu mengikat nitrogen bebas sendiri dari udara, sehingga tanaman tersebut tidak perlu diberi pupuk nitrogen sintetik lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman yang sudah berhasil direkayasa untuk tujuan tersebut adalah pada padi dan gandum.
b.


Melalui kemajuan di bidang Biologi Molekuler, telah dapat diketahui pula urutan gen pada genom sel-sel tumbuhan, sehingga para biologiwan dapat mengidentifikasi urutan-urutan gen tertentu yang bertanggungjawab untuk perkembangan organ. Dengan demikian para biologiwan dapat memodifikasi arah perkembangan tanaman yang diinginkan. Pengaplikasian teknik ini yang sudah berhasil dilakukan adalah telah terciptanya batang pohon jati yang dapat tumbuh dengan diameter besar dan lurus.

c.


Dengan menggunakan teknik kultur Jaringan, tanaman yang sudah diketahui berkhasiat sebagai obat, atau pun tanaman budi daya yang sudah diketahui keunggulan mutunya, dapat diproduksi dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan lahan yang luas, dan dengan kondisi steril. Teknik kultur jaringan ini termasuk salah satu usaha kloning, dimana individu-individu baru yang dihasilkan akan sama persis atau identik dengan suatu tanaman yang sudah diketahui manfaat maupun keunggulannya. Adapun contoh-contoh tanaman budi daya yang sudah berhasil diperbanyak dengan teknik kultur jaringan tersebut antara lain tanaman kelapa sawit, tanaman anggrek, tanaman pisang barangan, dan wortel.

d.


Teknik Mutasi Buatan merupakan usaha merubah susunan atau jumlah materi genetik/DNA dengan menggunakan radiasi sinar radioaktif (sinar X, alpha, beta dan gamma) atau dengan senyawa kimia (kolkisin). Teknik mutasi dengan sinar gamma biasanya ditujukan untuk menghasilkan biji-biji tanaman padi dan palawija, agar berumur pendek (cepat dipanen), hasilnya banyak dan tahan terhadap serangan hama wereng. Selain itu, terdapat teknik mutasi buatan lainnya, yakni teknik perendaman biji-biji tanaman perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkisin, senyawa ini menyebabkan tanaman mempunyai buah yang besar dan tidak berbiji; misalnya buah semangka, pepaya, jeruk, dan anggur tanpa biji, seperti pada gambar 22 berikut. Namun sayangnya tanaman ini tidak dapat menghasilkan tanaman baru sebagai keturunannya, karena buah-buahan yang dihasilkan tidak memiliki organ reproduksi yaitu biji. Lalu bagaimanakah caranya bila kita menghendaki buah-buahan tanpa biji lagi? Ya benar, kita harus memulai lagi dari perendaman biji-biji (benih) dari buah yang memiliki biji, dengan senyawa kolkisin. Baru kemudian ditanam dan ditunggu hasil buahnya yang pasti tidak memiliki biji.

(a)

(b)


Gambar 22. Buah-buahan tanpa biji
hasil mutasi buatan; (a) pepaya,(b) jeruk.

Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang pertanian. Bagaimana, sampai di sini apakah Anda sudah memahami seluruh uraian yang diberikan? Bagus! Untuk memperkaya wawasan Anda mengenai pemanfaatan Biologi bagi kehidupan manusia, sekarang pelajarilah bagaimana pemanfaatan Biologi pada dunia Peternakan berikut ini. Sumbangan apakah yang sudah diberikan Biologi dalam upaya mengatasi masalah rawan pangan dan perbaikan gizi masyarakat?

source : http://www.e-dukasi.net

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 di 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, rekombinan DNA, 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 rekombinan DNA, 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 di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

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.

Garis waktu bioteknologi
  • 8000 SM Pengumpulan benih untuk ditanam kembali. Bukti bahwa bangsa Babilonia, Mesir, dan Romawi melakukan praktik pengembangbiakan selektif (seleksi artifisal) untuk meningkatkan kualitas ternak.
  • 6000 SM Pembuatan bir, fermentasi anggur, membuat roti, membuat tempe dengan bantuan ragi
  • 4000 SM Bangsa Tionghoa membuat yogurt dan keju dengan bakteri asam laktat
  • 1500 Pengumpulan tumbuhan di seluruh dunia
  • 1665 Penemuan sel oleh Robert Hooke(Inggris) melalui mikroskop.
  • 1800 Nikolai I. Vavilov menciptakan penelitian komprehensif tentang pengembangbiakan hewan
  • 1880 Mikroorganisme ditemukan
  • 1856 Gregor Mendel mengawali genetika tumbuhan rekombinan
  • 1865 Gregor Mendel menemukan hukum hukum dalam penyampaian sifat induk ke turunannya.
  • 1919 Karl Ereky, insinyur Hongaria, pertama menggunakan kata bioteknologi
  • 1970 Peneliti di AS berhasil menemukan enzim pembatas yang digunakan untuk memotong gen gen
  • 1975 Metode produksi antibodi monoklonal dikembangkan oleh Kohler dan Milstein
  • 1978 Para peneliti di AS berhasil membuat insulin dengan menggunakan bakteri yang terdapat pada usus besar
  • 1980 Bioteknologi modern dicirikan oleh teknologi DNA rekombinan. Model prokariot-nya, E. coli, digunakan untuk memproduksi insulin dan obat lain, dalam bentuk manusia. Sekitar 5% pengidap diabetes alergi terhadap insulin hewan yang sebelumnya tersedia)
  • 1992 FDA menyetujui makanan GM pertama dari Calgene: tomat "flavor saver"
  • 2000 Perampungan Human Genome Projecta

Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi

TEKNOLOGI PANGAN RAHASIA DUNIA ISLAM MENGOLAH HASIL PERTANIAN


Revolusi hijau yang bergulir sejak abad ke 8 M membuat peradaban Islam menggenggam swasembada pangan. Beragam jenis tanaman yang dikembangkan pada masa itu berhasil diolah menjadi aneka sumber pangan. Dunia Islam di masa kekhalifahan tercatat telah menguasai teknologi pangan yang lebih maju dari peradaban lain, bahkan dengan Barat sekalipun.
Asupan makanan bergizi merupa kan salah satu faktor penting yang menopang kekuatan dan keja yaan dunia Islam. Aneka sumberbahan makanan pokok yang telah dikembangkan peradaban Islam itu, antara lain tepung dan roti, gula, serta minyak sayur. Dalam per kembangannya, bahan makanan pokok itu dikembangkan menjadi seni kuliner. Pada zaman Islam, seni kuliner menempati posisi yang terbilang sangat penting.
Tepung dan Roti
Gandum tercatat sebagai bahan pangan utama yang dikembangkan negeri-negeri Islam di era kekhalifahan. Tepung gandum dikembangkan sebagai bahan dasar dalam pembuatan tepung dan roti. Memasuki abad ke-10 M, kota-kota Islam menjelma menjadi metropolitan. Teknologi pa ngan pun berkembang semakin pe sat, salah satunya adalah penggi lingan tepung yang digerakkan kincir air.
Di Baghdad saja, ada satu peng gilingan yang dilaporkan mem punyai 100 pasang batu giling dengan hasil per tahun mencapai 100 juta dirham (30 ribu ton). Kincir angin juga digunakan di tempat-tempat yang berangin cukup ke ras, seperti di Sistan, dan ada pula kincir yang digerakkan oleh bi natang, ungkap Ahmad Y Al-Hassan dan Donald R Hill dalam bukunya bertajuk, Islamic Tech nology: An Illustrated History.
Menurut Al-Hassan, dunia Islam sudah mampu menghasilkan semua jenis tepung, termasuk tepung putih dan tepung semolina. Penca paian di bidang teknologi pangan itu membuktikan bahwa peradaban Islam telah memiliki teknis yang rinci untuk setiap bagian dalam sebuah instalasi penggilingan serta produk-produknya.
Pencapaian Islam dalam teknologi pangan jauh berbeda bila di ban dingkan masyarakat Eropa Utara. Ketika masyarakat Islam telah menyantap aneka jenis pengan an yang terbuat dari beragam jenis tepung, orang Eropa Utara terkaya sekalipun hanya bisa menyantap roti dari gandum hitam.
''Mereka baru bisa mengonsumsi roti terigu setelah abad pertengahan berakhir,'' tutur Al-Hassan. Umat Islam di era kekhalifahan telah mampu membuat aneka ragam jenis roti. Berdasarkan catatan sebuah risalah berbahasa Arab, umat Muslim telah mampu menciptakan sekitar 12 jenis roti. Yang pa ling lazim, kata Al-Hassan, adalah roti berbentuk pipih dan dibuat dari tepung gandum.
Cara paling sederhana untuk mem buat roti pada masa itu de ngan meletakkan piringan baja cembung di atas tungku dari batu. Setelah itu, adonan didatarkan hing ga tipis, kemudian ditaruh di atas pelat panas dan dibakar sela ma kurang lebih tiga menit. Roti se perti itu disebut Khubz-il Saj atau Roti Saj. Roti jenis itu sa ngat populer di Suriah dan Pa lestina. ''Roti juga terkadang dibakar dalam oven,'' ungkap Hill. Orang Palestina biasanya menggunakan oven bernama tabun.

Padi
Padi merupakan bahan pokok kedua. Sumber pangan yang satu ini digunakan sebagai makanan tanpa olahan atau bahan pembuatan roti beras. Padi merupakan salah satu tanaman yang pertama kali dikembangkan pada masa Revolusi Pertanian Muslim ketika harga roti gandum masih tinggi. ''Ke hadiran roti beras telah meringankan masalah ekonomi yang mun cul di beberapa daerah,'' ungkap Al-Hassan.
Pada masa itu, pengulitan padi dilakukan dengan cara ditumbuk. Untuk menumbuk digunakan alu yang dipasang tegak lurus di ujung sebuah batang yang dipasak dan diberi beban penyeimbang sehingga dapat digerakkan dengan kaki. Nah, dari situlah berkembang alat penggilingan padi, yang pada dasar nya merupakan palu yang digerakkan tenaga air. Hingga kini, alat penumbuk padi seperti itu masih digunakan, terutama di daerah Iran.

Gula Tebu
Gula merupakan salah satu komo ditas pertanian yang paling tersohor kala itu. Penanaman tebu diper kenalkan ke Persia segera setelah Islam menaklukkan wilayah itu. Sejak itu, perkebunan tebu dan industri gula menyebar ke seluruh daerah Islam di Laut Tengah. Gula pun kemudian menjadi bahan makan an dan obat-obatan di seluruh dunia Muslim. Gula adalah satusatu nya bahan makanan yang mem buatnya membutuhkan proses kimia.
Industri gula mulai berkembang pesat seiring dibangunnya penyulingan gula oleh para sarjana Muslim. Menurut catatan sejarah, pabrik penyulingan gula sudah mulai berkembang di Pakistan, Afgha nistan, dan Iran sejak abad ke-9 M. Pabrik penyulingan gula pertama dalam peradaban Islam itu digerakkan energi yang berasal dari kincir air dan kincir angin.

Minyak Sayur
Minyak sayur selalu menjadi bagian penting dalam masakan orang Islam. Peradaban Islam mampume ngolah dan membuat aneka jenis minyak, seperti minyak zaitun, minyak wijen, biji kapas, bunga madat, dan bahan-bahan sejenis. Bahkan, ada pula jenis minyak biji rami dan minyak daun jarak (kastroli) untuk keperluan industri.
Di antara semua jenis minyak itu, yang paling berharga adalah minyak zaitun. Itulah mengapa pohon zaitun sangat dihargai dalam kebudayaan Islam, bahkan Alquran sekalipun. Itu karena pohon ini memiliki umur panjang dan nilai buahnya sangat tinggi. Pohon ini banyak ditemukan di negeri-negeri Laut Tengah dan wilayah Islam. Suriah serta Tunisia dikenal sebagai produsen minyak zaitun.
Geografer Muslim, Al-Muqa dassi, menyebutkan, Suriah merupakan produsen minyak zaitun yang paling tersohor, bahkan hingga di ekspor ke Mesir. Di Banunash terdapat tak kurang 360 tempat pe merasan biji zaitun, ujarnya. Sedangkan, wijen merupakan tanaman musim panas dan minyak shiraj atau sijih. Penggunaan minyak ini menyebar luas di tempattempat yang tidak memproduksi minyak zaitun. desy susilawati/hri

Bioteknologi Solusi Pangan dan Kelaparan


Ada secercah harapan ketika bioteknologi diyakini mampu menyelamatkan umat manusia dari kelangkaan pangan dan kelaparan di dunia. Melalui bioteknologi, hasil produksi tanaman dapat ditingkatkan minimal 10%. Sayangnya, harapan tinggal harapan ketika sektor pertanian tidak cukup akrab dengan bioteknologi. Food and Agriculture Organization (FAO) baru-baru ini merilis data jumlah penduduk dunia yang kelaparan mencapai lebih dari 850 juta jiwa. Harga pangan pun melonjak dua kali lipat hanya dalam 2 tahun terakhir. Selain kekurangan pangan kronis, defisiensi mikronutrien menjadi momok karena kualitas dan diversitas pangan yang dikonsumsi sangat buruk. Padahal FAO memproyeksikan akan terdapat 2 miliar penduduk Bumi yang butuh makan dalam 30 tahun ke depan.
Ada secercah harapan ketika bioteknologi diyakini mampu menyelamatkan umat manusia dari kelangkaan pangan dan kelaparan di dunia. Melalui bioteknologi, hasil produksi tanaman dapat ditingkatkan minimal 10%.

Sayangnya, harapan tinggal harapan ketika sektor pertanian tidak cukup akrab dengan bioteknologi.
Salah siapa jika kemudian kelaparan mulai merajalela?

Food and Agriculture Organization (FAO) baru-baru ini merilis data jumlah penduduk dunia yang kelaparan mencapai lebih dari 850 juta jiwa. Harga pangan pun melonjak dua kali lipat hanya dalam 2 tahun terakhir.

Selain kekurangan pangan kronis, defisiensi mikronutrien menjadi momok karena kualitas dan diversitas pangan yang dikonsumsi sangat buruk. Padahal FAO memproyeksikan akan terdapat 2 miliar penduduk Bumi yang butuh makan dalam 30 tahun ke depan.

Di sisi lain, produktivitas pertanian dunia, khususnya di negara-negara agraris pemasok produk pangan tidak meningkat secara simultan seiring dengan pertumbuhan penduduk.

Padahal, Revolusi Hijau telah mengajarkan pentingnya inovasi teknologi, seperti benih unggul, pupuk, pestisida, dan mekanisasi pertanian untuk mendongrak efisiensi usaha tani.

Jelas, bertahan dengan usaha tani konvensional tidak akan memberikan hasil lebih baik di tengah tekanan peningkatan kebutuhan pangan yang terus-menerus. Bagi Indonesia, seharusnya kondisi ini menjadi peluang mengingat potensi sektor pertanian masih mungkin dilipatgandakan.

Sayangnya, model-model usaha tani konvensional yang hanya mengandalkan kemampuan alam secara alami justru mendominasi kantong-kantong sentra pertanian.

Menteri Pertanian Anton Apriyantono mengakui bahwa pemerintah sebenarnya telah memberikan perhatian pada teknologi inovatif baru yang berasal dari bioteknologi modern, bahkan sejak 20 tahun yang lalu. Apa hasilnya? Memang, belum tampak signifikan.

Kendalanya bukan lagi menjadi rahasia. Indonesia belum siap memanfaatkan produk bioteknologi pada tanaman pangan karena kendala instrumen kebijakan yang tidak lengkap.

Kepala Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetika Pertanian Sutrisno mengungkapkan tanpa instrumen kebijakan pemanfaatan produk transgenik tidak mungkin dilakukan di dalam negeri.

Akibatnya, pengembangan bioteknologi yang dirintis sejak 1996 hingga kini belum optimal. Padahal, dua komoditas pangan telah dikembangkan melalui bioteknologi, yaitu padi dan kentang, meskipun hasilnya baru mencapai 20% dari target.

Sutrisno memang tidak patah arang. Dengan anggaran yang tidak lebih dari Rp700 juta per tahun, daya riset pun terbatas. Basis riset bioteknologi harus dipilih untuk mengoptimalkan penelitian pada produk unggulan yaitu tomat, tebu, dan jarak pagar.


Lebih siap

Bandingkan dengan Filipina, misalnya. Dengan dukungan yang kuat dari pemerintah, termasuk soal anggaran yang hampir tidak terbatas untuk riset bioteknologi pertanian, negara ini lebih siap menangkal ledakan konsumsi pangan pada masa mendatang dengan memanfaatkan teknologi itu.

Bioteknologi menjadi sebuah nilai tambah ketika lahan di negara itu tidak lagi dapat diandalkan untuk mendongrak peningkatan hasil produksi pertanian.

Filipina kini tercatat sebagai negara pertama di Asia yang menanam tanaman produk bio-teknologi untuk bahan pangan yaitu jagung. Pertama kali ditanam pada 2002 di areal 126 hektare, jagung Bt di Filipina mampu mendongrak pendapatan petani karena produksi berlipat 60% per ha. Sepanjang 2003-2005, keuntungan pertanian jagung Bt mencapai US$8,5 juta.

Hingga pada 2007 luas pertanaman ini melonjak hingga 300.000 ha dengan pendapatan petani penanam jagung mencapai US$181 per ha. Nilai yang sungguh fantastis.

Selain mengoptimalkan penanaman, Filipina juga berhasil mengembangkan padi dan kelapa tahan penyakit. Rekayasa genetik juga dilakukan pada tanaman pepaya agar lebih tahan hama sekaligus meningkatkan hasil panen.

Langkah serupa juga dilakukan di China dan India. Meskipun belum mengembangkan bioteknologi untuk tanaman pangan, kedua negara ini telah membuktikan manfaat teknologi tersebut pada produksi kapas.

Lalu, di manakah posisi Indonesia? Jawabnya, mungkin hanya soal waktu. Sebab, soal kompetensi, ahli bioteknologi di dalam negeri tidak perlu diragukan.

Setidaknya, ini terbukti dengan adanya beberapa negara yang berminat melakukan kerja sama dengan ahli-ahli Indonesia, seperti Iran dan Filipina.
Pun pada 2001, untuk pertama kalinya di Asia Tenggara, Departemen Pertanian merilis dua varietas tanaman padi biotek, yaitu Code dan Angke, yang masing-masing mengandung gen xa-7 dan xa-5 sehingga mampu menoleransi serangan penyakit hawar daun bakteri.
Hanya saja, 'jebakan' birokrasi dan instrumen kebijakan yang tidak pernah menjadi prioritas menjauhkan petani Indonesia dari perkembangan bioteknologi di dalam negeri. Produk bioteknologi tidak pernah membumi di level itu.
Semestinya, harga pangan yang sempat melambung tinggi pada 2007 menjadi pengalaman yang sangat berharga bagi Indonesia untuk belajar. Sekarang, pilihannya sederhana: memanfaatkan bioteknologi atau kelaparan?

Source : aprika.hernanda@bisnis.co.id
http://fppb.ubb.ac.id/

Bioteknologi Solusi Pangan dan Kelaparan

Ada secercah harapan ketika bioteknologi diyakini mampu menyelamatkan umat manusia dari kelangkaan pangan dan kelaparan di dunia. Melalui bioteknologi, hasil produksi tanaman dapat ditingkatkan minimal 10%. Sayangnya, harapan tinggal harapan ketika sektor pertanian tidak cukup akrab dengan bioteknologi. Food and Agriculture Organization (FAO) baru-baru ini merilis data jumlah penduduk dunia yang kelaparan mencapai lebih dari 850 juta jiwa. Harga pangan pun melonjak dua kali lipat hanya dalam 2 tahun terakhir. Selain kekurangan pangan kronis, defisiensi mikronutrien menjadi momok karena kualitas dan diversitas pangan yang dikonsumsi sangat buruk. Padahal FAO memproyeksikan akan terdapat 2 miliar penduduk Bumi yang butuh makan dalam 30 tahun ke depan.
Ada secercah harapan ketika bioteknologi diyakini mampu menyelamatkan umat manusia dari kelangkaan pangan dan kelaparan di dunia. Melalui bioteknologi, hasil produksi tanaman dapat ditingkatkan minimal 10%.

Sayangnya, harapan tinggal harapan ketika sektor pertanian tidak cukup akrab dengan bioteknologi.
Salah siapa jika kemudian kelaparan mulai merajalela?

Food and Agriculture Organization (FAO) baru-baru ini merilis data jumlah penduduk dunia yang kelaparan mencapai lebih dari 850 juta jiwa. Harga pangan pun melonjak dua kali lipat hanya dalam 2 tahun terakhir.

Selain kekurangan pangan kronis, defisiensi mikronutrien menjadi momok karena kualitas dan diversitas pangan yang dikonsumsi sangat buruk. Padahal FAO memproyeksikan akan terdapat 2 miliar penduduk Bumi yang butuh makan dalam 30 tahun ke depan.

Di sisi lain, produktivitas pertanian dunia, khususnya di negara-negara agraris pemasok produk pangan tidak meningkat secara simultan seiring dengan pertumbuhan penduduk.

Padahal, Revolusi Hijau telah mengajarkan pentingnya inovasi teknologi, seperti benih unggul, pupuk, pestisida, dan mekanisasi pertanian untuk mendongrak efisiensi usaha tani.

Jelas, bertahan dengan usaha tani konvensional tidak akan memberikan hasil lebih baik di tengah tekanan peningkatan kebutuhan pangan yang terus-menerus. Bagi Indonesia, seharusnya kondisi ini menjadi peluang mengingat potensi sektor pertanian masih mungkin dilipatgandakan.

Sayangnya, model-model usaha tani konvensional yang hanya mengandalkan kemampuan alam secara alami justru mendominasi kantong-kantong sentra pertanian.

Menteri Pertanian Anton Apriyantono mengakui bahwa pemerintah sebenarnya telah memberikan perhatian pada teknologi inovatif baru yang berasal dari bioteknologi modern, bahkan sejak 20 tahun yang lalu. Apa hasilnya? Memang, belum tampak signifikan.

Kendalanya bukan lagi menjadi rahasia. Indonesia belum siap memanfaatkan produk bioteknologi pada tanaman pangan karena kendala instrumen kebijakan yang tidak lengkap.

Kepala Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetika Pertanian Sutrisno mengungkapkan tanpa instrumen kebijakan pemanfaatan produk transgenik tidak mungkin dilakukan di dalam negeri.

Akibatnya, pengembangan bioteknologi yang dirintis sejak 1996 hingga kini belum optimal. Padahal, dua komoditas pangan telah dikembangkan melalui bioteknologi, yaitu padi dan kentang, meskipun hasilnya baru mencapai 20% dari target.

Sutrisno memang tidak patah arang. Dengan anggaran yang tidak lebih dari Rp700 juta per tahun, daya riset pun terbatas. Basis riset bioteknologi harus dipilih untuk mengoptimalkan penelitian pada produk unggulan yaitu tomat, tebu, dan jarak pagar.


Lebih siap

Bandingkan dengan Filipina, misalnya. Dengan dukungan yang kuat dari pemerintah, termasuk soal anggaran yang hampir tidak terbatas untuk riset bioteknologi pertanian, negara ini lebih siap menangkal ledakan konsumsi pangan pada masa mendatang dengan memanfaatkan teknologi itu.

Bioteknologi menjadi sebuah nilai tambah ketika lahan di negara itu tidak lagi dapat diandalkan untuk mendongrak peningkatan hasil produksi pertanian.

Filipina kini tercatat sebagai negara pertama di Asia yang menanam tanaman produk bio-teknologi untuk bahan pangan yaitu jagung. Pertama kali ditanam pada 2002 di areal 126 hektare, jagung Bt di Filipina mampu mendongrak pendapatan petani karena produksi berlipat 60% per ha. Sepanjang 2003-2005, keuntungan pertanian jagung Bt mencapai US$8,5 juta.

Hingga pada 2007 luas pertanaman ini melonjak hingga 300.000 ha dengan pendapatan petani penanam jagung mencapai US$181 per ha. Nilai yang sungguh fantastis.

Selain mengoptimalkan penanaman, Filipina juga berhasil mengembangkan padi dan kelapa tahan penyakit. Rekayasa genetik juga dilakukan pada tanaman pepaya agar lebih tahan hama sekaligus meningkatkan hasil panen.

Langkah serupa juga dilakukan di China dan India. Meskipun belum mengembangkan bioteknologi untuk tanaman pangan, kedua negara ini telah membuktikan manfaat teknologi tersebut pada produksi kapas.

Lalu, di manakah posisi Indonesia? Jawabnya, mungkin hanya soal waktu. Sebab, soal kompetensi, ahli bioteknologi di dalam negeri tidak perlu diragukan.

Setidaknya, ini terbukti dengan adanya beberapa negara yang berminat melakukan kerja sama dengan ahli-ahli Indonesia, seperti Iran dan Filipina.
Pun pada 2001, untuk pertama kalinya di Asia Tenggara, Departemen Pertanian merilis dua varietas tanaman padi biotek, yaitu Code dan Angke, yang masing-masing mengandung gen xa-7 dan xa-5 sehingga mampu menoleransi serangan penyakit hawar daun bakteri.
Hanya saja, 'jebakan' birokrasi dan instrumen kebijakan yang tidak pernah menjadi prioritas menjauhkan petani Indonesia dari perkembangan bioteknologi di dalam negeri. Produk bioteknologi tidak pernah membumi di level itu.
Semestinya, harga pangan yang sempat melambung tinggi pada 2007 menjadi pengalaman yang sangat berharga bagi Indonesia untuk belajar. Sekarang, pilihannya sederhana: memanfaatkan bioteknologi atau kelaparan?
Source : aprika.hernanda@bisnis.co.id

BIOLOGI


Biologi (ilmu hayat) adalah ilmu mengenai kehidupan. Istilah ini diambil dari bahasa Belanda "biologie", yang juga diturunkan dari gabungan kata bahasa Yunani, βίος, bios ("hidup") dan λόγος,logos ("lambang", "ilmu"). Dahulu—sampai tahun 1970-an—digunakan istilah ilmu hayat (diambil dari bahasa Arab, artinya "ilmu kehidupan").

Obyek kajian biologi sangat luas dan mencakup semua makhluk hidup. Karenanya, dikenal berbagai cabang biologi yang mengkhususkan diri pada setiap kelompok organisme, seperti botani, zoologi, dan mikrobiologi. Berbagai aspek kehidupan dikaji. Ciri-ciri fisik dipelajari dalam anatomi, sedang fungsinya dalam fisiologi; Perilaku dipelajari dalam etologi, baik pada masa sekarang dan masa lalu (dipelajari dalam biologi evolusioner dan paleobiologi); Bagaimana makhluk hidup tercipta dipelajari dalam evolusi; Interaksi antarsesama makhluk dan dengan alam sekitar mereka dipelajari dalam ekologi; Mekanisme pewarisan sifat—yang berguna dalam upaya menjaga kelangsungan hidup suatu jenis makhluk hidup—dipelajari dalam genetika.

Saat ini bahkan berkembang aspek biologi yang mengkaji kemungkinan berevolusinya makhluk hidup pada masa yang akan datang, juga kemungkinan adanya makhluk hidup di planet-planet selain bumi, yaitu astrobiologi. Sementara itu, perkembangan teknologi memungkinkan pengkajian pada tingkat molekul penyusun organisme melalui biologi molekular serta biokimia, yang banyak didukung oleh perkembangan teknik komputasi melalui bidang bioinformatika.

Ilmu biologi banyak berkembang pada abad ke-19, dengan ilmuwan menemukan bahwa organisme memiliki karakteristik pokok. Biologi kini merupakan subyek pelajaran sekolah dan universitas di seluruh dunia, dengan lebih dari jutaan makalah dibuat setiap tahun dalam susunan luas jurnal biologi dan kedokteran.

Asal mula biologi

Aristoteles dan biologi

Ilmu biologi dirintis oleh Aristoteles, ilmuwan berkebangsaan Yunani. Dalam terminologi Aristoteles, "filosofi alam" adalah cabang filosofi yang meneliti fenomena alam, dan mencakupi bidang yang kini disebut sebagai fisika, biologi, dan ilmu pengetahuan alam lainnya.

Aristoteles melakukan penelitian sejarah alam di pulau Lesbos. Hasil penelitiannya, termasuk Sejarah Hewan, Generasi Hewan, dan Bagian Hewan, berisi beberapa observasi dan interpretasi, dan juga terdapat mitos dan kesalahan. Bagian yang penting adalah mengenai kehidupan laut. Ia memisahkan mamalia laut dari ikan, dan mengetahui bahwa hiu dan pari adalah bagian dari grup yang ia sebut Selachē (selachians).

Didirikannya biologi modern

Istilah biologi dalam pengertian modern kelihatannya diperkenalkan secara terpisah oleh Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) dan Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). Namun, istilah biologi sebenarnya telah dipakai pada 1800 oleh Karl Friedrich Burdach. Bahkan, sebelumnya, istilah itu juga telah muncul dalam judul buku Michael Christoph Hanov jilid ke-3 yang terbit pada 1766, yaitu Philosophiae Naturalis Sive Physicae Dogmaticae: Geologia, Biologia, Phytologia Generalis et Dendrologia.

source : http://id.wikipedia.org