Beranda › Learning Hub › Biologi SMA › F.9 Bioteknologi modern
F.9

Bioteknologi Modern dan Bioetika

Fase F · Kelas XI–XII

Insulin untuk penderita diabetes kini dibuat oleh bakteri; bibit pisang dan anggrek diperbanyak ribuan kali dari secuil jaringan; tes PCR mendeteksi virus dari sampel usap. Bioteknologi modern memanfaatkan pemahaman tentang DNA dan sel — dan karena kekuatannya, ia juga menimbulkan pertanyaan etika.

📋Capaian Pembelajaran

Fase F: menganalisis proses bioteknologi modern. Sub materi dalam Panduan: karakteristik, contoh, dan proses bioteknologi modern, serta bioetika dalam penerapannya. Panduan mencatat bahwa materi ini dipindah dari Fase E ke Fase F karena dasarnya — sel dan pewarisan sifat — baru dipelajari di Fase F; bioteknologi konvensional sudah dipelajari di jenjang sebelumnya.

🎯Yang perlu kamu kuasai

  • Membedakan bioteknologi konvensional dan modern.
  • Menjelaskan langkah pembuatan DNA rekombinan dan peran enzim restriksi, ligase, serta plasmid.
  • Menjelaskan kultur jaringan, kloning, hibridoma, dan PCR.
  • Memberi contoh produk transgenik di bidang kesehatan, pertanian, dan lingkungan.
  • Menimbang dampak dan isu bioetika.

📚Materi

1. Konvensional dan modern

Bioteknologi konvensional memanfaatkan mikroorganisme apa adanya: tempe (Rhizopus), tapai (ragi), yoghurt (Lactobacillus). Bioteknologi modern merekayasa materi genetik atau sel secara terarah, steril, dan hasilnya dapat diproduksi massal dengan kualitas seragam.

2. Rekayasa genetika (DNA rekombinan)

Lima langkah: plasmid diisolasi dari bakteri; plasmid dipotong enzim restriksi; gen insulin manusia yang dipotong dengan enzim yang sama disambungkan ke plasmid dengan DNA ligase; plasmid rekombinan dimasukkan ke bakteri; bakteri memperbanyak diri dan memproduksi insulin.
Pembuatan insulin dengan teknik DNA rekombinan.
  1. Gen yang diinginkan (misalnya gen insulin manusia) diisolasi.
  2. Enzim restriksi memotong DNA pada urutan basa tertentu; gen dan plasmid dipotong dengan enzim yang sama sehingga ujungnya cocok (ujung lengket).
  3. DNA ligase menyambung gen ke plasmid (vektor) → plasmid rekombinan.
  4. Plasmid dimasukkan ke bakteri (transformasi), biasanya E. coli.
  5. Bakteri membelah cepat; setiap sel membawa gen dan mengekspresikannya (sintesis protein) → insulin dipanen dan dimurnikan.

Contoh lain: hormon pertumbuhan, vaksin hepatitis B rekombinan, tanaman transgenik tahan hama (jagung Bt yang membawa gen toksin dari bakteri Bacillus thuringiensis), tanaman tahan kekeringan, dan bakteri pengurai minyak untuk membersihkan pencemaran (bioremediasi).

3. Teknik lain

  • Kultur jaringan: eksplan (potongan jaringan meristem) ditumbuhkan pada medium steril berisi nutrisi dan hormon (auksin dan sitokinin) → kalus → planlet. Menghasilkan bibit seragam dan bebas penyakit dalam jumlah banyak dan cepat — sifatnya sama dengan induk (totipotensi).
  • Kloning: transplantasi inti sel tubuh ke sel telur yang intinya telah dibuang, seperti pada domba Dolly. Hasilnya identik secara genetik dengan donor inti.
  • Teknologi hibridoma: fusi sel limfosit B dengan sel kanker → menghasilkan antibodi monoklonal terus-menerus, dipakai untuk tes kehamilan, diagnosis, dan terapi kanker.
  • PCR (polymerase chain reaction): memperbanyak potongan DNA jutaan kali melalui siklus pemanasan (memisahkan rantai), pendinginan (primer menempel), dan pemanjangan oleh DNA polimerase tahan panas. Dipakai untuk diagnosis penyakit, forensik, dan tes paternitas (sidik DNA).
  • Terapi gen dan sel punca: mengganti gen yang rusak atau memperbaiki jaringan dengan sel yang belum terdiferensiasi.

4. Dampak dan bioetika

Manfaat: obat lebih murah dan aman, produksi pangan meningkat, diagnosis lebih cepat. Kekhawatiran: perpindahan gen ke tanaman liar, munculnya hama resisten, alergi, berkurangnya keanekaragaman genetik karena penanaman satu varietas, monopoli benih, serta isu etika pada kloning manusia dan privasi data genetik. Penerapannya perlu uji keamanan, aturan pelabelan produk rekayasa genetik, dan pertimbangan agama serta budaya.

✏️Contoh soal

Mengapa gen manusia dan plasmid bakteri harus dipotong dengan enzim restriksi yang sama? Mengapa bakteri dapat membuat protein manusia?

Enzim restriksi yang sama memotong pada urutan basa yang sama, sehingga menghasilkan ujung lengket yang saling komplementer. Ujung gen dan ujung plasmid dapat berpasangan lalu disambung DNA ligase.

Bakteri dapat membuat protein manusia karena kode genetik bersifat universal: kodon yang sama diterjemahkan menjadi asam amino yang sama pada hampir semua makhluk hidup.

Periksa. Ini menghubungkan bioteknologi dengan materi sintesis protein — gen hanya resep; mesin sintesisnya ada di semua sel.
Jebakan. Menukar peran enzim: restriksi “gunting”, ligase “lem”. Polimerase memperbanyak DNA (PCR), bukan menyambung.

📝Latihan

Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.

1. Mana yang termasuk bioteknologi modern: tempe, insulin dari bakteri, nata de coco, bibit anggrek hasil kultur jaringan?
Insulin dari bakteri dan bibit anggrek hasil kultur jaringan.
2. Apa fungsi plasmid dalam rekayasa genetika?
Sebagai vektor: pembawa gen asing ke dalam sel bakteri, dan ikut diperbanyak ketika bakteri membelah.
3. Sebutkan dua keunggulan kultur jaringan dibanding perbanyakan dengan biji.
Bibit seragam dan identik dengan induk unggul, bebas penyakit, dapat dihasilkan sangat banyak dalam waktu singkat dan tidak bergantung musim.
4. Domba hasil kloning dari inti sel ambing domba A, sel telur domba B, dan dikandung domba C. Sifatnya mirip siapa?
Domba A, karena DNA inti berasal dari domba A.
5. Mengapa DNA polimerase pada PCR harus tahan panas?
Setiap siklus memanaskan campuran sampai sekitar 95 °C untuk memisahkan rantai DNA; enzim biasa akan terdenaturasi.
6. Sebutkan satu dampak negatif tanaman transgenik terhadap lingkungan.
Misalnya gen dapat berpindah ke tanaman liar melalui serbuk sari, munculnya hama yang resisten, atau berkurangnya keanekaragaman varietas lokal.

🎯Latihan TKA

Belum ada soal latihan TKA yang khusus untuk topik ini. Kerjakan paket lengkapnya: TKA Biologi Paket 1 dan Paket 2.