14. Bioteknologi

BIOTEKNOLOGI

MACAM-MACAM PANDANGAN BIOTEKNOLOGI Wiseman Smith, J.E.

: Principle of Biotechnology : Biotechnology Principle Thorwald,E. : Biotechnology Brown : Gene Clonning

PENDAHULUAN

BIOTEKNOLOGI : Kesepakatan para ahli diberikan untuk / sinonim dengan : REKAYASA GENETIKA (

genetic enggineering

).

Tetapi lebih dari itu ada 3 pengertian tambahan : 1. Isolasi dari makhluk hidup 2. Ekstraksi Produk Metabolisme hasil manipulasi gen, misal esktraksi produk hormon 3. Studi Biologi (biomolekuler) dan Biokimia pada sel hidup atau komponen sel atau keduanya dengan bantuan enzim REKAYASA GENETIKA : Usaha memilih gen DNA dalam sel (sel target) khusus kemudian merekombinasikan sebagai DNA primer kemudian diinsersikan dan digandakan sebagai rekombinan

BIOTEKNOLOGI (Definisi paling luwes)

PENERAPAN PRINSIP-PRINSIP SAINS DAN REKAYASA TERHADAP PEMROSESAN BAHAN DENGAN MENGGUNAKAN AGEN BIOLOGIK UNTUK MENGHASILKAN BARANG DAN JASA

Bio(tekno)logi Molekuler

Penerapan Ilmu mempelajari sifat, fungsi dan interaksi molekul-molekul yang ditemui pada organisme Biomolekul : Senyawa-senyawa kimia yang secara alami hanya ditemukan pada makhluk hidup.

Komposisi Biomolekul suatu organisme akan menentukan suatu organisme Fungsi-fungsi kehidupan dasarnya merupakan biomolekul life functions manifestasi pada interaksi

BIOTEKNOLOGI MODERN

Sama artinya dengan Manipulasi Gen = DNA Rekombinan Menetapkan Peranan Gen Dalam Sel

•DNA merupakan molekul utama kehidupan •DNA pemberi kode untuk tumbuh dan berbiak •DNA “otak” semua sel, dari DNA keluar perintah

mengatur sifat dan jumlah jenis molekul

•DNA pembuka rahasia cetak biru genetik

makhluk hidup

•

DNA merupakan bahan genetik primer, terletak eksklusif pada kromosom sbg.histon

•DNA merupakan protein genetik,salah

buktinya DNA pada virus satu

RUANG LINGKUP BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi merupakan penerapan biosains dan teknologi penerapan organisme hidup atau komponen sub selulernya pada industri jasa dan manufaktur serta pengelolaan lingkungan Cakupan :

• Transformasi kimia • Produksi sel/biomassa

1. Transformasi kimia : a. Pembentukan produk akhir : enzim, antibiotik, asam organik, steroid b. Penguraian bahan baku : dekstruksi buangan industri, degradasi tumpahan minyak 2. Produksi Sel/Biomassa : • Produksi protein sel tunggal, produksi khamir makanan ( Food yeasts ).

Reaksi-reaksi kimia proses bioteknologi, bersifat • Katabolik : kompleks sederhana • Anabolik : sederhana kompleks

Keuntungan Proses Bioteknologi

1. Cenderung lebih ekonomis 2. Pemakaian energi lebih sedikit 3. Lebih aman >< proses tradisional 4. Residu dapat terurai, hingga tak beracun 5. Jangka panjang memberikan harapan pemecahan masalah utama dunia : pangan, polusi, obat2an, sumber enersi baru.

Sejarah Evolusi Bioteknologi

1. Proses Bioteknologi Tidak steril

2. Proses Bioteknologi steril 3. Bioteknologi Makanan Minuman Kuno (zaman Louis Pasteur) 4 Bioteknologi Modern a. Rekombinan DNA/Rekayasa genetika b. Teknologi Enzim (amobilisasi enzim) c. Rekayasa Biokimia ( Bioreaktor dengan Komputerisasi ) d. Rekayasa Sistem Produksi (Sensor baru)

REPLIKASI,TRANSKRIPSI,

tunggal.

DAN TRANSLASI

Replikasi : Proses pembelahan asam nukleat untai ganda manjadi untai Proses pembelahan untai ganda menjadi tunggal yang identik melalui proses replikasi “semi konservatif” Model replikasi :bentuk O,bentuk Y, D loop,DNA sirkul;er, sirkuler berulang,

Garpu Replikasi

Garpu replikasi (Replication fork) Melibatkan enzim-enzim 1. Topoisomerase I (Gyrase) 2. Helikase 3. Single strand binding protein (SSBP) 4. Primase DNA polimerase III partikel Okazaki 5. DNA polimerase I lagging strand 6. DNA ligase

Penjelasan

1.Primase :Sintesis RNA primer

2.DNA Pol III: Sintesis untaian DNA baru 3. DNA Pol I : Memindahkan primer RNA 4. Helikase: Menyusun bentukan heliks 5. SSBP: Stabilisasi untaian tunggal 6. DNA ligase: Menggabungkan yang masih terjadi gap 7. Topoisomerase: mengurangi terjadinya supercoils (bentukan seperti spiral yang mengganggu)

PROSES REPLIKASI DNA

1. Tahap Permulaan (Inisiasi) 2. Tahap Pemanjangan (Elongasi, Polimeri sasi) 3. Tahap penghentian (Terminasi)

-

1. Tahap INISIASI : Origin: Pemisahan dua untai DNA Gelembung replikasi



Garpu replikasi Penyediaan TTP,CTP,GTP,ATP bahan Pembentukan primer dasar d-

.

2. Tahap Pemanjangan

-1.

Arah pemanjangan rantai 5’-3’

-2. Nukleotida tersusun mpk komplemenDNA

template

-3. Pasangan DNA, A dengan T, C dengan G -4. Pasangan pada RNA A dengan U -Pemanjangan RNA “primer”,dengan kaidah : -5. “Primer RNA “ melekat di belakangnya. -6. Replikasi berlangsung kedua arah

3.Penghentian (Terminasi)

1. Pembuangan RNA primer pada potongan Okazaki 2. Memanjangkan rantai DNA dengan ligase, melepas RNA primer 3. Berhenti ( stop )

TRANSKRIPSI

Transkripsi: Proses pembentukan RNA dari DNA Ada 3 macam bentuk RNA : 1. Messenger RNA (m-RNA) 2. Transfer RNA (t-RNA) 3. Ribosomal RNA (r-RNA)

Penjelasan m-RNA,t-RNA,r-RNA

• • •

m-RNA: membawa sekuen pengkode a.a. dari suatu nukleotida atau lebih yang spesifik pada gen atau satu set gen t-RNA: penghubung untuk membaca informasi pada m-RNA dan mentransfer ke sistem sintesis protein R-RNA: molekul yang menyatukan diri dengan protein membentuk mesin sintesis protein. Molekul itu disebut ribosom