BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Bioteknologi
merupakan ilmu terapan biologi yang melibatkan disiplin ilmu mikrobiologi,
biokimia, genetika, dan biologi molekuler. Bioteknologi ini merupakan penerapan
teknik pendayagunaan organisme hidup atau bagian dari organisme untuk membuat
modifikasi, meningkatkan atau memperbaiki sifat makhluk hidup serta
mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus.
Sejak
tahun 6000 SM orang-orang telah mengenal fermentasi pada bahan makanan misalnya
untuk membuat bir. Namun bukti bahwa suatu fermentasi dilakukan oleh
mikroorganisme baru diketahui setelah seorang melakukan penelitian yaitu Louis
Pasteur pada tahun 1857-1876.
Revolusi
bioteknologi yang maju diawali dengan penemuan struktur DNA oleh Watson dan
Crick pada tahun 1953. Namun hal ini telah diramalkan oleh Alvin T. Pada tahum
1900. Alvin menyatakan bahwa di abad 20 sampai pada abad 21 ada empat teknologi
yang sangat berperan dalam kehidupan manusia, yaitu : mikroeloktronika,
teknologi energi alternatif, aeronautika, dan bioteknologi.
Bioteknologi
bersal dari kata Bio = hidup dan Teknologi. Bioteknologi merupakan suatu
teknologi yang memanfaatkan mikroorganisme untuk menghasilkan suatu produk dan
jasa guna kepentingan manusia. Ilmu-ilmu pendukung dalam bioteknologi meliputi
mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknik kimia, dan enzimologi.
Dalam bioteknologi biasanya digunakan mikroorganisme atau bagian-bagiannya
untuk meningkatkan nilai tambah suatu bahan. Adapun sasaran dari bioteknologi
ini diantaranya adalah pangan, pertanian, kedokteran, pertambangan, lingkungan
dll.
Bioteknologi
telah banyak sekali membantu manusia dalam meningkatkan taraf hidup dan
kesejahteraannya. terutama di bidang produksi bahan pangan khususnya bidang
pertanian dan perkebunan. Karena dengan adanya bioteknologi ini manusia bisa
meningkatkan nilai bahan mentah dengan bantuan mikroorganisme.
Bioteknologi
biasanya dimanfaatkan karena keuntungannya, namun bioteknologi pada tumbuhan
ini berbeda dari bioteknologi yang lain misalnya : bioteknologi pada
perternakan, bioteknologi pada manusia dan lain sebagainya. Biasanya apabila
bioteknologi itu mengalami kegagalan maka akan menyebabkan kecacatan, namun
untuk tumbuhan hal ini justru menimbulkan sesuatu yang berbeda dan sifatnya unik.
Oleh
karena itu sangatlah bermanfaat untuk kita bila kita mempelajari bioteknologi
dan dengan adanya bioteknologi ini manusia diharapkan bisa menciptakan
segaligus menghasilkan sesuatu yang berguna bagi kehidupan.
1.2.
Rumusan Masalah
Sehubungan
dengan latar belakang masalah di atas, permasalahn yangdibahas
dalam karya tulis ilmiah ini adalah sebagai berikut :
1.
Mendeskripsikan asam nukleat,
sejarahnya penemuan asam nukleat dan struktur DNA
serta RNA.
2.
Struktur Gen dan ekspresinya dan
gen pada sel prokariotik serta gen pada sel eukariotik
3.
Dasar –dasar cloning gen, definisi
cloning, serta gen transformasi dan
seleksi
4.
Dasar – dasar metode praktek dan
perbanyakan mikroba, serta perkembangbiakan.
1.3.
Tujuan
Tujuan
dibuatnya makalah ini adalah:
1.
Untuk memenuhi tugas mata kuliah pengantar Bioteknologi
2.
Mengetahui asam nukleat,
sejarahnya penemuan asam nukleat dan struktur DNA serta
RNA
3.
Mengetahui Struktur Gen dan
ekspresinya dan gen pada sel prokariotik serta gen pada sel
eukariotik
4.
Mengetahui Dasar –dasar cloning
gen, definisi cloning, serta gen
transformasi dan
seleksi
5.
Mengetahui Dasar – dasar metode
praktek dan perbanyakan mikroba, serta
perkembangbiakan.
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Asam Nukleat Dan
Struktur DNA Serta RNA
Asam nukleat (bahasa
Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul
biokimia
yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan
tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam
nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) and Asam
ribonukleat (RNA).
Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.
Asam
nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus)
sel. Asam nukleat merupakan biopolimer,
dan monomer
penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen,
yaitu sebuah basa
nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan
sebuah gugus fosfat.
Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam
nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu,
basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki
perbedaan: adenina,
sitosina,
dan guanina
dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat
ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
Sebelum
ditemukannya RNA, terlebih dulu ditemukan asam nukleat. Asam nukleat
ditemukan pada tahun 1868 oleh Friedrich Miescher, materi ini disebut material
‘nuclein’ karena ditemukan dalam inti sel. Selanjutnya Ia menemukan bahwa
sel-sel prokariotik, yang tidak memiliki inti, juga mengandung asam nukleat.
Peran
RNA dalam sintesis protein telah diduga sejak 1939. Severo Ochoa memenangkan
hadiah nobel 1959 di bindang kedokteran setelah ia menemukan proses bagaimana
RNA disintesis. Robert W Hokkey menemukan urutan 77 nukleotida dari tRNA ragi
pada tahun 1965, yang membuat ia memenangkan penghargaan nobel pada tahun 1968
di bidang kedokteran.
Pada
tahun 1967, Carl Woese menyadari bahwa RNA dapat mengalami katalitik dan
menduga bahwa bentuk-bentuk awal kehidupan bergantung pada RNA, baik
untuk membawa informasi genetik maupun untuk mengkatalisis reaksi
biokimia.
Pada
tahun 1976, Walter Fiers dan timnya berhasil menentukan urutan nukleotida
lengkap pertama dari genom virus RNA, yaitu MS2 bakteriofag.
Setelah
itu banyak sekali penemuan-penemuan yang mengungkap misteri RNA semakin jelas,
sehingga mengantarkan kita pada pengetahuan yang sekarang ini. Keadaan ini
memberikan motivasi untuk terus mengembangkan penelitian demi mengungkap
rahasia dibalik materi genetik termasuk di dalamnya RNA.
2.2
Struktur DNA dan RNA
a.
Struktur
DNA
Pada
tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai
suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks
ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas
polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks
ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul,
yaitu :
- Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
- basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin
(guanini = G), serta golongan
pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T)
- gugus fosfat
- gugus fosfat
Berikut
susunan struktur kimia komponen penyusun DNA :
Baik
purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu
molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan
prekursor elementer untuk sintesis DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal
pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat.DNA
tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.
Keempat
basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata.Akan tetapi,
pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin
(T).Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini
dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan
membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan
dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).
Stabilitas
DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang
terbentuk sepanjang rantai tersebut.karean perubahan jumlah hidrogen ini, tidak
mengehrankan bahwa ikatan C=G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk
memisahkannya.
DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin.Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga.Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C.Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa.Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester.
DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin.Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga.Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C.Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa.Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester.
DNA
heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas.Polaritas heliks
ganda berlawanan orientasi satu sama lain.Kedua rantai polinukleotida DNA yang
membentuk heliks ganda berjajar secara antipararel.Jika digambarkan sebagai
berikut :
Replikasi DNA
Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA.Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasila pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.Dengan demikian, DNA harus secara tepat direplikasi sebelum pembelahan dimulai.Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama.Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan.Kemungkinan terjadinya replikasi dapat melalui tiga model.
Model pertama adalah model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua dua rantai DNA baru.
Model kedua disebut model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama tersebut.Model ketiga adalah model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebgai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru.
Berikut
adalah gambaran replikasi yang terjadi terhadap DNA :
Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang tepat untuk proses replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun eukariot.Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA.Pada organisme eukariot, peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintsis dalam siklus pembelahan sel.
Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang tepat untuk proses replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun eukariot.Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA.Pada organisme eukariot, peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintsis dalam siklus pembelahan sel.
b. Struktur RNA
RNA merupakan rantai tungga
polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
- 5 karbon
- basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
- gugus fosfat
- 5 karbon
- basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
- gugus fosfat
Purin dan pirimidin yang berkaitan
dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau
ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis
DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu
nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu
fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan
DNA.
Tipe RNA
RNA
terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ),
tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA )
atau RNAr ( RNA ribosomal ).
RNAd
RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.Berikut gambarnya :
RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.Berikut gambarnya :
RNAr
RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.
RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.
RNAt
RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.
RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.
2.3
Kloning Gen
Kloning gen
merupakan suatu terobosan baru untuk mendapatkan sebuah gen yang mungkin sangat
dibutuhkan bagi kehidupan manusia. Kloning gen meliputi serangkaian proses isolasi fragmen DNA spesifik dari genom
suatu organisme, penentuan sekuen DNA, pembentukan molekul DNA rekombinan, dan ekspresi gen target dalam sel inang.
Penentuan
sekuen DNA melalui sekuensing
bertujuan untuk memastikan fragmen DNA yang kita isolasi adalah gen target
sesuai dengan kehendak kita. Gen target yang kita peroleh selanjutnya kita klon dalam sebuah vektor (plasmid, phage atau
cosmid) melalui teknologi DNA
rekombinan yang selanjutnya membentuk molekul DNA rekombinan. DNA rekombinan
yang dihasilkan kemudian ditransformasi
ke dalam sel inang (biasanya sel bakteri,
misalnya strain E. coli) untuk
diproduksi lebih banyak. Gen-Gen target yang ada di dalam sel inang jika
diekspresikan akan mengahsilkan produk gen yang kita inginkan.
Aplikasi
kloning gen yang sudah pernah kita dengar adalah produksi insulin dengan pendekatan kloning
gen. Fragmen DNA spesifik penyandi insulin kita isolasi dan diklon dalam suatu
vektor membentuk DNA rekombinan yang selanjutnya produksi insulin
dilakukan di dalam sel inang bakteri E. coli.
2.4 Transformasi Gen Dan Seleksi
A. Transformasi Genetik
Transformasi genetik merupakan salah
satu metode yang dapat dimanfaatkan untuk mempelajari regulasi gen,
identifikasi fungsi gen, pengujian metabolisme, mempelajari fisiologi serta
perkembangan tanaman. Keberhasilan proses transformasi gen melalui Agrobacterium
tumefaciens sangat ditentukan oleh berbagai hal antara lain kesesuaian
antara strain Agrobacterium tumefaciens dengan jenis tanaman dan plasmid
vektor yang dipergunakan, kerapatan sel Agrobacterium yang digunakan
pada saat proses tranformasi genetik, lama waktu ko-kultivasi, tingkat
kemasaman media, kondisi kultur in vitro dan sebagainya. Disamping itu
pemanfaatan Agrobacterium tumefaciens pada proses transformasi genetik
jenis tanaman monokotil masih memerlukan berbagai penyesuaian dalam upaya
meningkatkan efisiensi transformasi
2.5 Struktur
Sel Prokariotik dan Eukariotik
Istilah
sel pertama kali dikemukakan oleh Robert
Hooke, Ilmuwan Inggris, pada tahun 1665 yang berarti ruangan kosong. Ia
meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop yang terdiri atas ruangan-ruangan
yang dibatasi oleh dinding. Hal tersebut benar karena sel-sel gabus merupakan
sel-sel yang telah mati sehingga di dalam sel tersebut kosong, tidak berisi.
Pada
tahun 1839, seorang biolog Perancis, Felix
Durjadin meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam
rongga sel yang penyusunnya disebut sarcode. Johanes Purkinje (1789-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode
menjadi protoplasma. Max Schultze
(1825-1874), seorang anatomi mengemukakan protoplasma merupakan dasar fisik
kehidupan.
Theodore Schwann (1801-1881), seorang pakar zoologi
Jerman, meneliti secara cermat dan intensif sel-sel hewan; dan Mathias Schleiden (1804-1881), pakar
botani Jerman meneliti sel-sel tumbuhan. Berdasarkan hasil pengamatannya, kedua
peneliti tersebut mengemukakan bahwa baik tubuh hewan maupun tubuh tumbuhan
terdiri atas sel-sel.
Robert Brown (1831), seorang biolog Skotlandia,
menemukan benda kecil yang melayang-layang dalam protoplasma. Benda tersebut
diberi nama Inti (Nukleus). Sedangkan Rudolf
Virchow mengatakan sel berasal dari sel “Omnis Cellula Cellula”. Dengan
demikian sel merupakan kesatuan hereditas.
Perkembangan
pengetahuan tentang sel tidak terlepas dari perkembangan ilmu di bidang
lainnya. Dengan teknik pewarnaan secara histokimia dan penggunakan mikroskop
elektron, terungkap bahwa di dalam sitoplasma, terdapat berbagai macam organel
(organ kecil).
Semua
sel mempunyai sifat-sifat dasar secara umum. Semua sel dibatasi oleh membran
plasma. Di dalamnya terdapat bahan semicair yang dinamakan sitosol yang
mengandung organel-organel. Semua sel mengandung kromosom, yang membawa gen-gen
(DNA, asam nukleat deoksiribosa). Semua sel mengandung ribosom yang merupakan
organel kecil yang berfungsi membentuk protein menurut instruksi dari gen.
Berdasarkan
keadaan intinya, sel dibedakan dalam dua macam, yaitu: sel prokariotik dan sel
eukariotik. Pada sel prokariotik, materi inti (DNA) terdapat dalam nukleoid
yang tidak dibatasi oleh membran inti. Contoh sel prokariotik ialah bakteri,
dan gangang biru yang termasuk Monera. Sedangkan pada sel eukariotik terdapat
membran inti, yang memisahkan materi inti (DNA dan protein histon membentuk
kromosom) dari sitoplasma. Sel eukariotik dijumpai pada Tumbuhan,
Hewan, Cendawan, dan Protista. Sel bakteri dibatasi oleh membran plasma. Di dalamnya terdapat nukleoid (DNA) tanpa dibatasi oleh membran inti, dan ribosom (lihat Gambar 2.1 Di sebelah luar dari membran plasma terdapat dinding sel yang disusun oleh peptidoglikan (kompleks gula dan protein). Pada sebagian bakteri sel tersebut dibungkus oleh kapsul (disusun oleh gula). Bakteri mempunyai alat gerak berupa flagel. Pada permukaan sel bakteri terdapat pili yang dapat digunakan untuk menempel pada substratnya. Pada bakteri fotosintetik dan ganggang hijau biru terdapat klorofil yang tersebar dalam sitoplasma, tanpa membran yang membatasinya dengan bagian sel lainnya. Jadi, sel prokariotik ada yang mempunyai klorofil tetapi tidak dalam kloroplas (plastid yang berwarna hijau). Sel prokariotik mempunyai ukuran yang jauh lebih kecil (kurang lebih sepersepuluhnya) dari sel eukariotik.
Hewan, Cendawan, dan Protista. Sel bakteri dibatasi oleh membran plasma. Di dalamnya terdapat nukleoid (DNA) tanpa dibatasi oleh membran inti, dan ribosom (lihat Gambar 2.1 Di sebelah luar dari membran plasma terdapat dinding sel yang disusun oleh peptidoglikan (kompleks gula dan protein). Pada sebagian bakteri sel tersebut dibungkus oleh kapsul (disusun oleh gula). Bakteri mempunyai alat gerak berupa flagel. Pada permukaan sel bakteri terdapat pili yang dapat digunakan untuk menempel pada substratnya. Pada bakteri fotosintetik dan ganggang hijau biru terdapat klorofil yang tersebar dalam sitoplasma, tanpa membran yang membatasinya dengan bagian sel lainnya. Jadi, sel prokariotik ada yang mempunyai klorofil tetapi tidak dalam kloroplas (plastid yang berwarna hijau). Sel prokariotik mempunyai ukuran yang jauh lebih kecil (kurang lebih sepersepuluhnya) dari sel eukariotik.
Pada
sel tumbuhan, sel hewan, dan sel eukariotik lainnya, selain membran plasma yang
membatasi sel dengan lingkungan luarnya, juga terdapat sistem membran dalam
(internal) yang membatasi organelorganel di bagian dalam sel dengan sitoplasma
(lihat Gambar 2.2). Nukleus (inti) dibatasi oleh membran inti sehingga
bahan-bahan yang ada di dalamnya terpisah dari sitoplasma. Vakuola terpisah
dari sitoplasma karena dibatasi oleh membran (tonoplas). Demikian juga pada
organel bermembran lainnya, yang terpisah satu sama lain sehingga masing-masing
organel menyelenggarakan reaksi-reaksi kimia secara terpisah. Dengan kata lain,
sel eukariotik telah mengalami kompartementasi, terbagi dalam beberapa ruang.
Secara
ringkas, perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik dapat dilihat pada Tabel
2.1
Tabel
2.1. Perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik
Struktur
|
Prokariotik
|
Eukariotik
|
Membran
nukleus
Membran plastida Nukleus Plastida Mitokondria Badan Golgi DNA RNA Histon Pigmen |
-
- + - - - + + - + |
+
+ + +/- + + + + + + |
Keterangan:
– (tidak ada); + (ada)
Berdasarkan
jumlah kromosom dan fungsinya, sel dibedakan ke dalam dua kelompok, yaitu sel
somatik dan sel reproduktif. Sel somatik merupakan sel-sel penyusun tubuh,
dengan jumlah kromosom 2n (diploid). Dalam proses pertumbuhan makhluk hidup
multiseluler sel somatik mengalami proses pembelahan mitosis. Sel reproduktif
berfungsi untuk perbanyakan makhluk hidup secara seksual. Sel ini dibentuk
melalui proses meiosis sehingga mempunyai jumlah kromosom n (haploid).
Bagian
sel ada yang bersifat hidup dan ada yang mati. Bagian sel yang hidup dikenal
sebagai protoplasma, terdiri atas inti dan sitoplasma. Bagian mati berupa
dinding sel dan isi vakuola.
Sel-sel pada tubuh
hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik, sedangkan pada
mikroorganisme ada yang eukariotik misalnya protozoa, protista, dan fungi. Ada
pula yang bersifat prokariotik misalnya pada bakteri dan ganggang biru.
2.6 Pertumbuhan
dan Perbanyakan Mikroba
Jelaskan
faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba!
Elemen
kimia yang mutlak diperlukan organisme untuk membentuk komponen sel
maupun untuk menjalankan fungsi sel.
Unsur hara makro (macro elements) adalah
nutrisi yang diperlukan dalam jumlah yang relatif besar (% BK), meliputi
C, H, O, N, P,
Unsur hara mikro (micro elements atau trace
elements) biasanya diperlukan dalam jumlah sedikit (ppm atau mg/kg
atau µg/g), seperti Fe, Zn,
Sumber
energi dan elektron
Nutrisi
(hara makro dan hara mikro)
·
Sumber
Karbon
·
Autotrof : menggunakan karbondioksida (CO2), CH4
(menggunakan C-1)
·
Heterotof: menggunakan karbon dari senyawa organik
·
Sumber
Energi
o Fototrof : menggunakan sinar matahari
o Chemotrof : menggunakan senyawa organik
o Elektron (Elektron donor dan
elektron akseptor)
§
Lithotrof : menggunakan senyawa anorganik sebagai sumber elektron
§
Organotrof : menggunakan senyawa organik sebagai elektron donor
Di
samping kebutuhan energi dan elektron, mikroba juga dikelompokkan berdasarkan
kebutuhan oksigennya sebagai berikut:
·
Aerob obligat: hanya dapat hidup jika terdapat oksigen
·
Anaerob: mikroba yang hidup tanpa oksigen
·
Anaerob fakultatif: dapat hidup dengan maupun tanpa oksigen
·
Mikroaerofilik: hidup di lingkungan dengan kadar oksigen yang lebih rendah
daripada kadar oksigen di udara.
Kondisi
lingkungan (fisik dan kimia)
Suhu
Berdasarkan
ketahanannya terhadap suhu, mikroba dapat dikategorikan menjadi beberapa yaitu:
Psikrofil, mikroba yang tumbuh
dengan baik pada suhu di bawah 20oC, dan masih dapat tumbuh pada
suhu 0oC. Mesofil,
mikroba yang tumbuh pada suhu 20-40oC. Beberapa bakteri mesofil
dapat tumbuh (tetapi tidak optimal) pada suhu tinggi atau suhu yang lebih
rendah. Termofil, mikroba ini
tumbuh optimum pada suhu di atas 45oC, bahkan ada yang di atas 100 oC
(ekstrim).
pH (Kemasaman)
Neutrofil, mikroba yang hidup optimum
pada pH netral (6-8), tidak dapat hidup pada pH di bawah 4 dan di atas 9. Asidofil, mikroba yang tumbuh optimum
pada pH di bawah 5.5. Contoh: fungi, bakteri Thiobacillus yang hidup
pada pH 2-3. Alkalofil,
mikroba yang tumbuh optimum pada pH di atas 9,
Tekanan Osmotik
Perbedaan
tekanan osmotik dapat memecahkan sel mikroba. Beberapa arkhaeobakteri hanya
dapat tumbuh pada konsentrasi elektrolit (biasanya NaCl), tinggi, Bakteri yang
tahan pada kadar garam yang relatif tinggi disebut bakteri Halofil yang bersifat halotoleran.
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Dari
apa yang telah kami paparkan dalam pembahasan bioteknologi tumbuhan ini, maka
kami dapat menarik kesimpulan. Adapun kesimpulannya sebagai berikut :
Bioteknologi
merupakan suatu bidang biosains dan teknologi yang menyangkut penerapan praktis
organisme atau komponen-komponen selulernya pada industri jasa dan pengelolaan
lingkungan. Bioteknologi dibedakan menjadi dua macam yaitu bioteknologi klasik
atau konvensional dan bioteknologi modern.
Bioteknologi
ini dapat di dikembangkan dengan bergai macam cara yaitu dengan kultur
jaringan, hidroponik, rekayasa genetika, dan aeroponik. Selain itu aplikasi
bioteknologi yaitu vaksin pada tanaman, Pestisida secara genetika, Kerentanan
Herbisida, serat yang kuat, obat-obatan dan bahan bakar.
DAFTAR
PUSTAKA
- http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/biologi-pertanian/struktur-dan-fungsi-sel/struktur-sel-prokariotik-dan-eukariotik/
(penulis : Ditulis oleh Ameilia Siregar pada 24-09-2010, judul : Struktur Sel Prokariotik dan Eukariotik. Akses :mey 19-2012:
http://wordbiology.wordpress.com/2009/02/02/kloning-gen/ ( penulis : Farid
Fatkhomi, judul : Kloning Gen, di terbitkan 2
Februari 2009, Akses : mey 20-2012)
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_nukleat
( penulis : wikipedia, Halaman ini terakhir diubah pada 21.35, 10 Mei 2012.
Judul : Asam Nukleat. Akses Mey 19-2012)
http://iqbalali.com/2011/07/23/sejarah-penemuan-rna/ ( Penulis : Mochammad Iqbal. Judul: Sejarah Penemuan RNA Juli 23, 2011 . Akses : mey 20-2012
http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/14/mengenal-dna-dan-rna/
( terbit November 14, 2008 judul : Mengenal DNA dan RNA Filed
under: Pewarisan Sifat —
gurungeblog @ 2:01 am Tags: DNA,
RNA, akses mey 19-2012