Pada hari Senin, 10 Februari 2014, saya pertama kali mendapatkan mata kuliah bioteknologi. Di hari pertama ini, kami diberikan pengantarnya terlebih dahulu, diajak menelusuri hal-hal apa saja yang akan dipelajari pada pertemuan-pertemuan berikutnya. Di hari pertama ini, kami juga diperkenalkan dengan tugas-tugas yang menanti untuk diselesaikan.
Beberapa hal yang nantinya akan kami pelajari atau pokok bahasannya antara lain konsep bioteknologi dan prospek, disiplin ilmu yang berkaitan, rekayasa genetika dan teknologi rekombinan, terapi gen, pemanfaatan organisme prokariot, keragaman hayati, teknologi bioproses, pengembangan galur, small RNA, dan beberapa hal terkait stemcell.
Bioteknologi merupakan suatu ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, dan lain-lain), termasuk juga virus (virus bukan makhluk hidup karena tidak memiliki sitoplasma dan organel-organel sel, padahal salah satu ciri-ciri makhluk hidup adalah memiliki sitoplasma dan organel-organel sel) dalam memproduksi suatu bahan. Sementara farmasi merupakan ilmu yang mempelajari teknologi pembuatan obat, serta penyimpanan, penyediaan, dan penyalurannya. Dengan demikian menurut saya, bioteknologi farmasi adalah ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup dan juga virus untuk memproduksi obat (mohon maaf apabila salah membuat kesimpulan).
Adanya bioteknologi ini kemudian memberikan dampak adanya obatan-obatan terapetik, agen diagnostik, vaksin (DNA/Rekombinan), terapi gen, implan, dan alat-alat teknologi kedokteran. Coba lihat video di bawah ini. Video tersebut membuat saya mengetahui bahwa bioteknologi itu terdiri dari red biotechnology (diterapkan pada obat-obatan), green biotechnology (diterapkan pada agrikultur), white biotechnology (diterapkan pada biofuel and biopolimers), grey biotechnology (diterapkan pada pemeliharaan keragaman hayati dan bioremediation), dan blue biotechnology (diterapkan di laut dan pada fresh water organisms).
Perlu diketahui atau mungkin pembaca sudah mengetahui bahwa pembuatan bir dan tempe merupakan salah satu penerapan bioteknologi. Untuk mempelajari bioteknologi, diperlukan pemahaman yang cukup baik pada pengetahuan berbasis molekuler. Bioteknologi kini berkembang pesat, terutama obat-obatan hasil bioteknologi, karena dapat menyembuhkan penyakit yang sebelumnya tidak dapat disembuhkan. Kemudian kata dosen saya, Ibu Amarila, "Bioteknologi merupakan topik utama di masa depan."
Contoh produk bioteknologi yang sudah sebagian besar masyarakat mengenalnya, yaitu insulin. Insulin merupakan protein pendek atau peptida sehingga lebih mudah direkayasa. Melakukan rekayasa bisa menggunakan inang atau host, tetapi biasanya lebih mudah apabila menggunakan inang. Inang yang biasa digunakan sejak dahulu adalah bakteri E. coli, karena dinilai bahwa E. Coli peneliti telah memiliki informasi yang cukup banyak tentang E. coli dibandingkan dengan inang bakteri lainnya. Namun kelemahannya, produk hasil rekayasanya bisa jadi tidak fungsional ketika diterapkan di manusia berhubung jenis selnya berbeda dengan manusia, E. coli merupakan bakteri prokariotik, sementara manusia selnya berupa eukariot.
Melakukan produksi senyawa bioteknologi (dalam kelas pertemuan tersebut dijelaskan mengenai hal tersebut tetapi tidak begitu mendalam, tidak tahu ini benar atau tidak, karena cepat sekali penjelasannya) dalam jumlah besar terdiri dari tahapan kultivasi dan proses hilir. Kultivasi dilakukan pada inangnya. Kultivasi yang dilakukan harus sesuai dengan sistem ekspresinya, medium yang digunakan juga perlu untuk diperhatikan. Pada proses hilir skala besar, yang dilakukan antara lain filtrasi/sentrifugasi, presipitasi, dan kromatografi. Sebelum dilakukan kultivasi, perlu melakukan studi mendalam terkait dengan peranan-peranan dari senyawanya yaitu ujung N dan C-nya, modifikasi kimia, glikosilasi, proses proteolitik, dan pembentukan badan inklusi protein.
Dampak dari adanya bioteknologi seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya terdapat obat-obatan kelas baru dan agen diagnostik. Obat-obatan kelas baru memerlukan pemahaman patofisiologi, deskripsi penyakit yang baru yang sebelumnya belum bisa diatasi, kemudian dapat diatasi dengan obat-obatan kelas baru ini. Obat-obatan tersebut berupa protein dan peptida. Obat yang dibuat perlu memiliki stabilitas, formulasi, dan penyimpanan yang baik. Contoh agen diagnostik adalah ELISA.
Contoh produk bioteknologi farmasi yang ada saat ini antara lain insulin untuk penyakit diabetes melitus, faktor VIII untuk hemofilia, tPA untuk stroke, Human Growth Hormone untuk growth failure, eritropoietin rekombinan untuk anemia, dan lain sebagainya.
Selanjutnya, kami dijelaskan secara singkat bagaimana proses dilakukannya kloning DNA/RNA, tetapi saya khawatir apa yang saya jelaskan di sini atau yang saya tuliskan di sini salah. Sebelum saya jelaskan saya mohon maaf terlebih dahulu. Saya mencoba mengingat kembali apa yang dosen saya katakan dan mengingat-ingat kembali penjelasan dari catatan yang saya tulis di buku catatan kuliah saya, karena cepat sekali penjelasan dosennya, saya takut ada yang saya salah catat.
Berdasarkan yang saya catat, tertulis bahwa yang biasa dibuat kloningannya adalah mRNA eukariot dibandingkan dengan mRNA prokariot. Karena pada mRNA eukariot, sudah tidak ada lagi eksonnya, sementara pada mRNA prokariot masih ada eksonnya sehingga apabila diterjemahkan maka ekspresi dari eksonnya dapat menggagalkan pembentukkan protein yang dibutuhkan. Oleh karena itu yang cenderung digunakan adalah mRNA eukariotnya sehingga proses penterjemahan menjadi lancar tanpa adanya ekson.
Kembali berdasarkan yang saya tuliskan di buku catatan (maaf sekali lagi kalau saya salah menjelaskan) jadi katanya dulu untuk mengekstraksi RNA, tidak dilakukan secara langsung melainkan dimulai dari protein dahulu. Jadi yang diisolasi proteinnya. Protein kemudian dipotong menjadi asam amino, lalu asam amino dideduksi menjadi sekuens-sekuens DNA penyandi, kemudian disintesis menjadi oligonukleotida yang selanjutnya digunakan sebgai probe untuk mengisolasi gen/cDNA di pustaka genom.
Baru selanjutnya, dapat dilakukan pengekstraksian RNA secara langsung yaitu dengan mendapatkan mRNA lalu dibuat menjadi cDNA agar lebih stabil (mRNA untai tunggal, tidak stabil, cDNA untai ganda, stabil) dengan bantuan enzim tranksipsi balik. Contoh produk bioteknologi yang menggunakan cara ini adalah insulin. Insulin awalnya didapatkan dengan cara mengekstraksi pulau langerhans sehingga didapatkan mRNA dalam jumlah banyak kemudian ditranskripsi balik menjadi cDNA. Apabila berada dalam bentuk terlarut sehingga tidak terlihat, maka dapat digunakan pelacak seperti agarose gel, yang kemudian dipotong, dimasukkan ke dalam vektor, diligasi (disambungkan), baru kemudian dimasukkan ke dalam inang sehingga bisa diproduksi di dalamnya. Setelah itu perlu adanya yang mengarahkan--semacam "mode of action" produk protein tersebut menjadi fungsional karena kadang-kadang protein yang diproduksi tidak dapat memberikan hasil yang diharapkan, hanya sebagian saja yang berhasil. Hasil produksi juga dipengaruhi oleh inang/hostnya, oleh karena itu perlu adanya perhatian khusus terhadap inang tersebut, misalnya jumlah oksigennya.
Bioteknologi menurut saya benar-benar menjadi pilihan teknologi untuk masa depan. Teknologi ini cocok karena ramah lingkungan. Produk zaman sekarang banyak menghasilkan limbah yang berpolusi dan tidak bermanfaat, contohnya saja vitamin C. Vitamin C dibuat secara kimiawi dan menghasilkan limbah yang tidak bersahabat terhadap lingkungan. Oleh karena itu, melalui bioteknologi dapat diproduksi vitamin C yang bersifat ramah lingkungan. Karena telah diketahui adnaya mikroorganisme yang dapat menghasilkan senyawa yang termasuk ke dalam lintas metabolisme asam askorbat atau ascorbic acid.
Diketahui bahwa proses produksi vitamin C adalah sebagai berikut:
D-Sorbitol --> L sorbose --> 2 KLG --> L-ascorbic acid
Contoh produk bioteknologi farmasi yang ada saat ini antara lain insulin untuk penyakit diabetes melitus, faktor VIII untuk hemofilia, tPA untuk stroke, Human Growth Hormone untuk growth failure, eritropoietin rekombinan untuk anemia, dan lain sebagainya.
Selanjutnya, kami dijelaskan secara singkat bagaimana proses dilakukannya kloning DNA/RNA, tetapi saya khawatir apa yang saya jelaskan di sini atau yang saya tuliskan di sini salah. Sebelum saya jelaskan saya mohon maaf terlebih dahulu. Saya mencoba mengingat kembali apa yang dosen saya katakan dan mengingat-ingat kembali penjelasan dari catatan yang saya tulis di buku catatan kuliah saya, karena cepat sekali penjelasan dosennya, saya takut ada yang saya salah catat.
Berdasarkan yang saya catat, tertulis bahwa yang biasa dibuat kloningannya adalah mRNA eukariot dibandingkan dengan mRNA prokariot. Karena pada mRNA eukariot, sudah tidak ada lagi eksonnya, sementara pada mRNA prokariot masih ada eksonnya sehingga apabila diterjemahkan maka ekspresi dari eksonnya dapat menggagalkan pembentukkan protein yang dibutuhkan. Oleh karena itu yang cenderung digunakan adalah mRNA eukariotnya sehingga proses penterjemahan menjadi lancar tanpa adanya ekson.
Kembali berdasarkan yang saya tuliskan di buku catatan (maaf sekali lagi kalau saya salah menjelaskan) jadi katanya dulu untuk mengekstraksi RNA, tidak dilakukan secara langsung melainkan dimulai dari protein dahulu. Jadi yang diisolasi proteinnya. Protein kemudian dipotong menjadi asam amino, lalu asam amino dideduksi menjadi sekuens-sekuens DNA penyandi, kemudian disintesis menjadi oligonukleotida yang selanjutnya digunakan sebgai probe untuk mengisolasi gen/cDNA di pustaka genom.
Baru selanjutnya, dapat dilakukan pengekstraksian RNA secara langsung yaitu dengan mendapatkan mRNA lalu dibuat menjadi cDNA agar lebih stabil (mRNA untai tunggal, tidak stabil, cDNA untai ganda, stabil) dengan bantuan enzim tranksipsi balik. Contoh produk bioteknologi yang menggunakan cara ini adalah insulin. Insulin awalnya didapatkan dengan cara mengekstraksi pulau langerhans sehingga didapatkan mRNA dalam jumlah banyak kemudian ditranskripsi balik menjadi cDNA. Apabila berada dalam bentuk terlarut sehingga tidak terlihat, maka dapat digunakan pelacak seperti agarose gel, yang kemudian dipotong, dimasukkan ke dalam vektor, diligasi (disambungkan), baru kemudian dimasukkan ke dalam inang sehingga bisa diproduksi di dalamnya. Setelah itu perlu adanya yang mengarahkan--semacam "mode of action" produk protein tersebut menjadi fungsional karena kadang-kadang protein yang diproduksi tidak dapat memberikan hasil yang diharapkan, hanya sebagian saja yang berhasil. Hasil produksi juga dipengaruhi oleh inang/hostnya, oleh karena itu perlu adanya perhatian khusus terhadap inang tersebut, misalnya jumlah oksigennya.
Bioteknologi menurut saya benar-benar menjadi pilihan teknologi untuk masa depan. Teknologi ini cocok karena ramah lingkungan. Produk zaman sekarang banyak menghasilkan limbah yang berpolusi dan tidak bermanfaat, contohnya saja vitamin C. Vitamin C dibuat secara kimiawi dan menghasilkan limbah yang tidak bersahabat terhadap lingkungan. Oleh karena itu, melalui bioteknologi dapat diproduksi vitamin C yang bersifat ramah lingkungan. Karena telah diketahui adnaya mikroorganisme yang dapat menghasilkan senyawa yang termasuk ke dalam lintas metabolisme asam askorbat atau ascorbic acid.
Diketahui bahwa proses produksi vitamin C adalah sebagai berikut:
D-Sorbitol --> L sorbose --> 2 KLG --> L-ascorbic acid
Terdapat mikroorganisme yang terlibat dalam metabolisme tersebut yaitu Corynebacterium, Brevibacterium, dan Arthrobacter karena dapat menghasilkan senyawa KLG melalui proses berikut:
2,5-DKG --(2,5 DKG reduktase)--> 2-KLG (dalam 1 lintas metabolisme)
Di sisi lain terdapat mikroorganisme Acetobacter, Gluconobacter, dan Erwinia yang dapat membentuk 2,5 DKG (melalui beberapa lintas metabolisme)
sehingga vitamin C dapat dibuat dengan cara mengekstraksi gen penyandi enzim 2,5 DKG reduktase dari salah satu bakteri (Corynebacterium, Brevibacterium, atau Arthrobacter) kemudian di klon ke dalam salah satu mikroorganisme di atas misalnya ke dalam Erwinia.
Demikianlah yang dapat saya sampaikan. Sepertinya banyak kekurangannya. Saya perlu untuk mencari literatur tambahan untuk membuktikan kebenarannya. Ini hanya sebuah catatan, semoga sedikitnya dapat bermanfaat. Terima kasih sudah berkunjung :D
2,5-DKG --(2,5 DKG reduktase)--> 2-KLG (dalam 1 lintas metabolisme)
Di sisi lain terdapat mikroorganisme Acetobacter, Gluconobacter, dan Erwinia yang dapat membentuk 2,5 DKG (melalui beberapa lintas metabolisme)
sehingga vitamin C dapat dibuat dengan cara mengekstraksi gen penyandi enzim 2,5 DKG reduktase dari salah satu bakteri (Corynebacterium, Brevibacterium, atau Arthrobacter) kemudian di klon ke dalam salah satu mikroorganisme di atas misalnya ke dalam Erwinia.
Demikianlah yang dapat saya sampaikan. Sepertinya banyak kekurangannya. Saya perlu untuk mencari literatur tambahan untuk membuktikan kebenarannya. Ini hanya sebuah catatan, semoga sedikitnya dapat bermanfaat. Terima kasih sudah berkunjung :D
super banget adekQ... ^^
ReplyDeleteMakasih banyak kak Lizaaaa :D
ReplyDelete