Mengenal Apa Itu Bioteknologi Molekuler dan Contoh Hasilnya – Materi Biologi Kelas 12

Dari dulu, fenomena terkait bioteknologi molekuler cukup menarik perhatian. Nggak hanya dalam bidang lingkungan dan kesehatan, melainkan juga dalam bidang hiburan, seperti film.

Kisah hilangnya Putri Anastasia dari keluarga Romanov, kerajaan terakhir Rusia, cukup menghebohkan. Pasalnya, setelah dua tahun berita kehilangan tersebut, ada seorang wanita yang mengaku sebagai Putri Anastasia. Namun, setelah dilakukan DNA fingerprinting, ternyata wanita tersebut bukanlah Putri Anastasia yang hilang.

Selain kisah di atas, ada juga fenomena yang lahir dari dunia hiburan, yaitu film Oxygen (2021). Film yang disutradarai oleh Alexandre Aja ini membawakan tema kloning organisme. Bagi elo pencinta film genre sci-fi, nonton gih! Elo bakal dibuat muter-muter dan tentunya mikir sepanjang cerita, karena film ini punya plot twist yang agak membingungkan. Tapi, gue yakin you would be amazed.

Nah, kedua contoh tersebut—DNA fingerprinting dan kloning organisme—termasuk dalam contoh hasil bioteknologi molekuler.

Apa Itu Bioteknologi Molekuler?

Kalau kita ambil perkata, istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh seorang insinyur asal Hongaria, Karl Ereky, tahun 1917. Bioteknologi sendiri berasal dari kata bio dan teknologi, sehingga bisa diartikan sebagai penggunaan organisme hidup untuk memecahkan suatu masalah atau menghasilkan produk yang berguna.

Sebenarnya, ilmu ini bukan sesuatu yang baru. Pengaplikasian bioteknologi sudah ada sejak dulu. Misalnya penggunaan mikroba seperti khamir dan bakteri untuk pembuatan roti, tempe, dan nata de coco. Bahkan, kita pun sudah menggunakan bioteknologi dalam bidang pertanian sejak abad 19 untuk menyuburkan tanah dengan bantuan bakteri N₂.

Nah, yang baru adalah perkembangan dan kemajuan ilmu pengetahuannya. Pada tahun 1960-1970an, pengetahuan manusia terkait sel dan molekuler sampai pada titik memanipulasi organisme pada taraf yang paling dasar, yaitu sel dan molekulnya.

Manipulasi organisme pada taraf molekuler membuat ketepatan perubahan yang diinginkan jauh lebih tinggi. Itulah mengapa bioteknologi molekuler dianggap sebagai terobosan teknologi yang revolusioner.

Dari situ bisa kita simpulkan bahwa:

Bioteknologi molekuler adalah produksi barang dan jasa menggunakan organisme, sistem, atau proses biologi pada skala molekul.

Contoh Bioteknologi Molekuler

Di awal sudah gue sebutkan dua contoh bioteknologi molekuler, yaitu DNA fingerprinting dan kloning organisme. Sekarang, kita uraikan aja deh contoh-contohnya di bawah ini.

Kloning DNA

Kalau elo belum kebayang sama film Oxygen (2021) yang gue ceritakan di atas, mungkin elo akan kebayang sama jurus Naruto “kage bunshin no jutsu” yang membuat dirinya punya banyak salinan atau kloning.

Sudah kebayang belum? Oke, langsung gue uraikan pengertian kloning DNA aja deh kalau gitu.

Kloning DNA merupakan teknik untuk membuat salinan DNA atau memperbanyak DNA identik.

Teknologi ini berawal dari penemuan Paul Berg tahun 1971 yang berhasil melakukan pemotongan DNA. Nah, DNA sudah bisa dipotong, artinya penemuan tersebut menjadi gerbang bagi rekayasa genetika.

Setahun setelahnya, Stanley Cohen dan Herbert Beyer berhasil mentransfer materi genetik ke bakteri pada tahun 1972. Makin komplit lagi nih ilmu pengetahuan, karena sudah bisa menyunting materi genetik, kemudian memasukkannya ke dalam bakteri.

Kenapa bakteri? Hayo… ada yang bisa jawab nggak? Simpel kok alasannya, karena bakteri bisa membelah diri dengan cepat.

Baca Juga: Pengertian dan Manfaat Kloning Organisme – Materi Biologi Kelas 12

PCR (Polymerase Chain Reaction)

Sejak Covid-19 melanda Bumi kita tercinta, istilah-istilah yang awalnya asing menjadi sesuatu yang kerap kita dengar: rapid test, swab, dan PCR. Elo sudah pernah tes PCR belum?

Sebelumnya, kalau mau bepergian naik pesawat, kita harus menunjukkan bukti tes antigen dan PCR negatif — peraturan terbaru nggak perlu lagi menunjukkan hasil tes bagi yang sudah vaksinasi dosis kedua atau booster untuk perjalanan domestik.

Apa sih PCR (polymerase chain reaction) itu?

PCR merupakan metode amplifikasi atau memperbanyak DNA.

Jadi, metode ini berdasarkan replikasi DNA. Awalnya DNA cuma sedikit, dibuatlah menjadi jumlah banyak yang cukup untuk dipelajari.

Elektroforesis

Elo pernah lihat berita tentang pembunuhan? Banyak yang memberitakan suatu pembunuhan telah terjadi dan belum diketahui siapa pelakunya. Kemudian, beberapa hari kemudian ada update kalau si pelaku telah ditemukan, entah itu mantan pacar korban, pacar, hingga saudaranya sendiri.

Kok bisa sih? Ternyata, bioteknologi molekuler berperan dalam proses pencarian pelaku pembunuhan, guys. Khususnya dengan cara elektroforesis.

Elektroforesis merupakan metode untuk memisahkan DNA berdasarkan ukuran.

Ketika ada kasus pembunuhan, maka ahli forensik akan mencari tahu pelakunya dari hasil analisis DNA korban dan tersangka dengan cara elektroforesis DNA.

Selain itu, elektroforesis juga digunakan untuk mencocokkan DNA anak dan orang tua kandungnya, “Kamu anak siapa? Kamu bukan anakku!”.

Baca Juga: Prinsip Kerja Elektroforesis DNA – Materi Biologi Kelas 12

DNA Fingerprinting

DNA pada setiap orang itu unik, nggak ada yang sama. Bahkan, saudara kembar sekalipun nggak ada yang memiliki DNA identik. Nah, balik lagi ke kasus hilangnya Putri Anastasia.

Kok bisa sih pada akhirnya diperoleh bukti bahwa wanita yang mengaku sebagai Putri Anastasia berbohong? Caranya dengan melakukan DNA fingerprinting menggunakan metode elektroforesis.

DNA fingerprinting merupakan proses analisis dan identifikasi sampel DNA suatu individu tertentu untuk menentukan karakteristik DNA-nya.

Dengan cara tersebut, akhirnya ditemukan bahwa DNA si wanita nggak cocok dengan DNA Nicholas II dan Pangeran Philip (kerabat dekat kerajaan).

Baca Juga: Manfaat DNA Fingerprinting dan Prosedur Kerjanya – Materi Biologi Kelas 12

Sekuensing

Sekuens digunakan untuk mengurutkan DNA. Elo masih ingat kan kalau DNA itu ada urutannya, seperti A, G, C, C, G, T. Nah, urutan itulah yang dinamakan sekuens.

Sekuensing merupakan metode untuk menentukan basa dari sekuens DNA.

Misalnya gini, ketika kita mengambil sampel DNA, maka yang akan terlihat adalah bentuk senyawa kimia dari DNA: gugus fosfat, basa nitrogen, dan gula deoksiribosa. Jadi, bukan huruf-huruf A, G, C, T gitu ya.

Lalu, gimana caranya kita mengetahui huruf-huruf tersebut dari suatu sampel DNA? Di sinilah kita membutuhkan teknologi sekuensing. Nantinya, sekuensing ini akan menentukan urutan dari basa nitrogennya.

Gimana, dah kebayang ya bioteknologi molekuler itu seperti apa? Kalau elo mau tahu proses dari kloning DNA dan contoh bioteknologi molekuler lainnya, tonton video belajar Zenius dengan klik banner di bawah ini ya!

Apa Saja Manfaat Bioteknologi Molekuler?

Setelah ngalor-ngidul bahas pengertian dan contoh dari bioteknologi molekuler, artinya elo udah mulai paham dong apa aja manfaat dari adanya teknologi revolusioner ini?

Kira-kira apa peranan bioteknologi molekuler? Bagaimana penerapan bioteknologi dalam bidang lingkungan?

Kita coba telusuri dalam bidang pertanian dulu deh. Dalam bidang pertanian, teknologi ini mampu mengelola kesehatan tanaman, mengurangi penggunaan pestisida, dan mengoptimalkan hasil produksi. Contohnya penemuan identitas patogen dengan cara teknik identifikasi molekuler oleh seorang profesor dari UGM, Prof. Siti Subandiyah.

Selain itu, manfaat lainnya dari adanya bioteknologi molekul bagi lingkungan yaitu untuk menghasilkan tanaman transgenic secara kloning dan pemuliaan tanaman. Dalam pengelolaan limbah, teknologi ini juga turut andil, seperti mengelola limbah peternakan menjadi biogas dengan bakteri Methanobacterium dan Methanococcus.

Lalu, bagaimana penerapan bioteknologi dalam bidang kesehatan? Seperti yang sudah disebutkan pada bagian contoh, ada tes PCR untuk mendeteksi adanya virus yang menginfeksi tubuh manusia.

Selain itu, peran lainnya terhadap kesehatan yaitu dalam pembuatan antibiotik, kloning, rekombinasi DNA, hibridoma, dan rekayasa genetika.

Contoh Soal Bioteknologi Molekuler dan Pembahasan

Untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai materi bioteknologi molekuler, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi. Cekidot!

Contoh Soal 1

Materi genetik yang bisa diperbanyak menggunakan teknik PCR adalah ….

A. enzim

B. antibodi

C. primer

D. RNA

E. protein

Jawab: D. RNA.

Pembahasan: PCR atau polymerase chain reaction merupakan suatu teknik memperbanyak materi genetik secara enzimatik tanpa menggunakan organisme. Nah, teknik ini akan menghasilkan DNA/RNA dalam jumlah banyak dengan waktu relatif singkat.

Contoh Soal 2

Mengapa bakteri digunakan sebagai vektor kloning DNA?

A. bakteri sulit dikembangbiakkan

B. bakteri lebih mudah mengalami mutasi

C. bakteri mudah dikembangbiakkan

D. jumlah materi genetik pada bakteri tak terhingga

E. DNA bakteri lebih stabil

Jawab: C. bakteri mudah dikembangbiakkan.

Pembahasan: Bakteri termasuk organisme yang mudah untuk dikembangbiakkan, karena ia melakukan pembelahan biner untuk reproduksi. Proses pembelahan biner ini terjadi sangat cepat. Sehingga, bakteri menjadi vektor kloning DNA yang banyak digunakan.

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang bioteknologi molekuler? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses materi UTBK lainnya di video Zenius. Elo juga bisa mencoba melatih kemampuan dengan level soal yang mirip UTBK beneran di Try Out bareng Zenius.

Baca Juga: Kupas Tuntas Materi Bioteknologi

Referensi:

PCR dan Antigen Tak Lagi Wajib Jadi Syarat Naik Pesawat — Dishub Aceh (2022).

Ulasan Bioteknologi Molekuler: Mengoptimalkan Manfaat Keanekaan Hayati Melalui Teknologi DNA Rekombinan — Jurnal Hayati Vol. 5 No. 1 oleh Antonius Suwanto (1998).

Prof. Siti Subandiyah: Teknik Biologi Molekuler Membantu Memahami Penyakit Tanaman — UGM (2010).