Bioteknologi molekuler adalah cabang ilmu biologi yang memanfaatkan teknologi DNA rekombinan untuk mengubah sifat-sifat makhluk hidup atau produk-produknya sesuai dengan kebutuhan manusia. Bioteknologi molekuler berbeda dengan bioteknologi tradisional yang hanya memanfaatkan mikroorganisme atau enzim untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi molekuler melibatkan manipulasi genetik pada tingkat molekuler, sehingga dapat menghasilkan organisme transgenik atau produk-produk rekombinan yang memiliki karakteristik baru atau unggul.
Konsep Bioteknologi Molekuler
Bioteknologi molekuler didasarkan pada konsep bahwa DNA adalah bahan genetik yang menentukan sifat-sifat makhluk hidup. DNA tersusun atas empat basa nitrogen, yaitu adenin (A), timin (T), guanin (G), dan sitosin ©, yang berpasangan secara spesifik membentuk untai ganda berbentuk heliks. Urutan basa-basa ini menentukan informasi genetik yang disebut sebagai gen. Gen merupakan satuan fungsional yang mengkode protein, yaitu molekul-molekul yang berperan dalam berbagai proses biokimia dalam sel.
Untuk mengungkapkan informasi genetik dalam bentuk protein, DNA harus mengalami dua proses utama, yaitu replikasi dan ekspresi. Replikasi adalah proses pembelahan DNA menjadi dua untai identik yang dapat diturunkan ke sel-sel anak. Ekspresi adalah proses pembacaan informasi genetik oleh mesin sel untuk menghasilkan RNA dan protein. Ekspresi terdiri atas dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi adalah proses penyalinan DNA menjadi RNA, sedangkan translasi adalah proses penerjemahan RNA menjadi protein.
Teknologi DNA rekombinan adalah teknologi yang memungkinkan pemotongan dan penyambungan DNA dari sumber yang berbeda untuk membentuk DNA baru dengan urutan basa yang diinginkan. Teknologi ini melibatkan penggunaan enzim restriksi untuk memotong DNA pada lokasi spesifik, dan enzim ligase untuk menyambung kembali ujung-ujung DNA yang terpotong. Teknologi ini juga memerlukan vektor, yaitu molekul-molekul yang dapat membawa dan memasukkan DNA asing ke dalam sel inang. Contoh vektor adalah plasmid, virus, atau kromosom buatan.
Aplikasi Bioteknologi Molekuler
Bioteknologi molekuler memiliki berbagai aplikasi di bidang pertanian, kesehatan, industri, dan lingkungan. Berikut adalah beberapa contoh aplikasinya:
- Di bidang pertanian, bioteknologi molekuler dapat digunakan untuk menghasilkan tanaman transgenik yang memiliki sifat-sifat unggul, seperti ketahanan terhadap hama, penyakit, herbisida, kekeringan, atau salinitas; produktivitas atau kualitas hasil yang lebih tinggi; atau kandungan gizi atau fitofarmaka yang lebih baik. Contoh tanaman transgenik yang telah dikembangkan dan dikomersialkan adalah jagung Bt (tahan hampa), kedelai Roundup Ready (tahan herbisida glifosat), beras emas (mengandung provitamin A), dan tomat Flavr Savr (tahan busuk).
- Di bidang kesehatan, bioteknologi molekuler dapat digunakan untuk menghasilkan obat-obatan rekombinan yang memiliki efektivitas atau keamanan yang lebih baik daripada obat-obatan konvensional. Contoh obat-obatan rekombinan yang telah diproduksi dan digunakan secara luas adalah insulin (untuk pengobatan diabetes), interferon (untuk pengobatan hepatitis atau kanker), eritropoietin (untuk pengobatan anemia), dan vaksin hepatitis B. Bioteknologi molekuler juga dapat digunakan untuk diagnosis penyakit genetik, terapi gen, atau kloning terapeutik.
- Di bidang industri, bioteknologi molekuler dapat digunakan untuk menghasilkan enzim rekombinan yang memiliki aktivitas atau stabilitas yang lebih baik daripada enzim alami. Contoh enzim rekombinan yang telah diproduksi dan digunakan dalam berbagai industri adalah amilase (untuk pembuatan tepung atau sirup), lipase (untuk pembuatan deterjen atau sabun), renin (untuk pembuatan keju), dan selulase (untuk pembuatan bioetanol). Bioteknologi molekuler juga dapat digunakan untuk menghasilkan bahan-bahan industri lainnya, seperti asam amino, vitamin, hormon, atau antibiotik.
- Di bidang lingkungan, bioteknologi molekuler dapat digunakan untuk menghasilkan mikroorganisme transgenik yang dapat mendegradasi polutan organik atau anorganik yang berbahaya bagi lingkungan. Contoh mikroorganisme transgenik yang telah dikembangkan dan diujicobakan adalah Pseudomonas putida (untuk mendegradasi toluena atau benzena), Escherichia coli (untuk mendegradasi merkuri), dan Rhodococcus erythropolis (untuk mendegradasi plastik). Bioteknologi molekuler juga dapat digunakan untuk pemantauan kualitas lingkungan, seperti dengan menggunakan biosensor.
Kontroversi Bioteknologi Molekuler
Bioteknologi molekuler tidak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan dan penerapannya. Beberapa isu yang sering menjadi perdebatan antara para pendukung dan penentang bioteknologi molekuler adalah:
- Aspek etika, yaitu apakah manusia berhak untuk mengubah sifat-sifat makhluk hidup lain sesuai dengan keinginannya, atau apakah hal tersebut melanggar hukum alam atau agama. Beberapa contoh kasus yang menimbulkan isu etika adalah kloning manusia, terapi gen manusia, atau penggunaan sel induk embrionik.
- Aspek keselamatan, yaitu apakah produk-produk bioteknologi molekuler aman bagi kesehatan manusia dan lingkungan, atau apakah ada risiko-risiko yang tidak dapat diprediksi atau dikendalikan. Beberapa contoh kasus yang menimbulkan isu keselamatan adalah alergi terhadap makanan transgenik, resistensi hama atau mikroba terhadap produk-produk transgenik, atau pencemaran genetik antara spesies.
- Aspek sosial-ekonomi, yaitu apakah bioteknologi molekuler memberikan manfaat atau kerugian bagi masyarakat dan negara-negara berkembang, atau apakah ada ketimpangan atau eksploitasi yang terjadi. Beberapa contoh kasus yang menimbulkan isu sosial-ekonomi adalah hak paten atas produk-produk bioteknologi molekuler, ketergantungan petani terhadap perusahaan-perusahaan bioteknologi, atau kehilangan keragaman hayati akibat dominasi produk-produk transgenik.
Untuk mengatasi kontroversi-kontroversi tersebut, diperlukan kerjasama antara berbagai pihak yang terlibat dalam bioteknologi molekuler, seperti ilmuwan, pemerintah, industri, konsumen, LSM, dan media. Selain itu, diperlukan pula pengaturan hukum dan regulasi yang jelas dan tegas untuk menjamin bahwa bioteknologi molekuler dapat dimanfaatkan secara bertanggung jawab dan berkelanjutan.
Sumber:
(1) (PDF) ULASAN Bioteknologi Molekuler: Mengoptimalkan Manfaat Keanekaan …. https://www.academia.edu/
(2) Peran Biologi Molekuler dalam Bioteknologi – Academia.edu. https://www.academia.edu/
(3) (DOC) Bioteknologi Molekuler: Mengoptimalkan Manfaat Keanekaan Hayati …. https://www.academia.edu/
(4) Scribd: Ebook, Buku Audio & Lainnya – Baca Gratis selama 30 Hari. https://id.scribd.com/
(5) Bioteknologi – Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. https://id.wikipedia.org/
(6) Biologi molekuler – Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. https://id.wikipedia.org/
(7) Genetika molekuler – Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. https://id.wikipedia.org/