Sejarah Bioteknologi Konvensional dan Modern

tirto.id - Pengertian bioteknologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup, baik berupa mikroorganisme (seperti bakteri atau virus) maupun makroorganisme (makhluk hidup berukuran besar), untuk mengembangkan produk tertentu. Pada dasarnya bioteknologi merupakan pemanfaatan teknologi yang berbasis pada ilmu biologi.

Bioteknologi terbagi menjadi dua jenis, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Kedua jenis itu berbeda karena metode yang yang kedua lebih kompleks dari yang pertama.

Tidak heran, bioteknologi konvensional telah ada sejak lama dalam peradaban manusia, bahkan metode ini sudah dikenal sejak ribuan tahun lalu meskipun belum didefinisikan secara ilmiah. Contoh penerapan bioteknologi konvensional adalah penggunaan ragi untuk menghasilkan tempe, tape, dan roti.

Sementara itu bioteknologi modern melibatkan metode yang lebih kompleks. Contohnya ialah teknologi DNA rekombinan, terapi gen, pengembangan vaksin, dan lain sebagainya.

Bioteknologi pada dasarnya telah berkembang dalam peradaban manusia selama ribuan tahun. Saurabh Bhatia dalam buku Introduction to Pharmaceutical Biotechnology Volume 1 (2018) menjelaskan, sejarah perkembangan bioteknologi konvensional dan modern terpilah menjadi 5 era, yakni:

• Bioteknologi kuno (6000-4000 SM: terkait produksi makanan dan minuman
• Bioteknologi klasik (2000 SM; 1800-1900 M): terkait produksi makanan dan obat-obatan.
• 1900-1953: Penelitian genetika
• 1953-1976: Penelitian DNA
• Bioteknologi modern (1977): Manipulasi informasi genetik pada organisme (rekayasa genetika).

Sejarah Perkembangan Bioteknologi Konvensional

Sejarah bioteknologi dimulai dari praktik-praktik konvensional yang dilakukan oleh masyarakat di zaman kuno, seperti dalam pembuatan roti, keju, dan minuman beralkohol. Praktik-praktik ini merupakan awal dari penggunaan bioteknologi dalam kehidupan sehari-hari, terutama fermentasi.

Sejarah perkembangan bioteknologi konvensional dapat dibagi menjadi beberapa tahapan, yang secara umum bisa dipilah menjadi 3 bagian berikut:

1. Era Bioteknologi Tradisional

Proses fermentasi sudah dikenal sejak 6000 SM dengan memanfaatkan ragi dan bakteri dalam produksi makanan serta minuman. Masyarakat kala itu menggunakan mikroorganisme dan proses biokimia untuk mengolah bahan mentah menjadi roti, keju, minuman bir, dan lain sebagainya.

Peradaban manusia yang diidentifikasi paling awal mengenal penggunaan ragi untuk fermentasi adalah masyarakat Summeria dan Babilonia (6000 SM) serta Mesir kuno (4000 SM).

Proses pembuatan keju pertama kali dilakukan oleh masyarakat Mesir dan Sumeria pada sekitar tahun 2000 SM. Kemudian, pada tahun 500 SM, ditemukanlah jamur penghasil antibiotik pada kedelai untuk menangani infeksi.

Di Indonesia, penggunaan teknik fermentasi dalam produksi tempe, tape, acar, minuman beralkohol, dan lain sebagainya telah dikenal sejak berabad-abad silam.

Perkembangan bioteknologi pada era generasi pertama ini berlangsung selama ribuan tahun, sebelum ilmu pengetahuan mengalami kemajuan pesat pada abad 17-20.

2. Abad ke-17 hingga abad ke-19

Bioteknologi semakin berkembang sejak terjadi penemuan mikroskop oleh ilmuwan Belanda, Zacharias Janssen pada abad 16. Selain itu, perkembangan bioteknologi konvensional juga didukung penemuan sel oleh Robert Hooke dan bakteri oleh Antonie van Leeuwenhoek pada abad 17.

Hingga revolusi industri terjadi pada abad 19, penggunaan mikroorganisme dengan teknik pasteurisasi dan fermentasi semakin dikenal luas di industri makanan.

3. Penemuan Antibiotik pertama

Pada awal abad ke-20, penemuan antibiotik seperti penicillin oleh Alexander Fleming membuka era baru dalam pengobatan infeksi. Fleming menemukan potensi antibakteri dari Penicillium pada 28 September 1928, tetapi tidak lanjutkan dengan isolasi atau pengujian pada hewan eksperimen.

Penelitian tersebut kemudian dilanjutkan oleh tim Howard Florey 12 tahun setelahnya, yang mengarah pada produksi penicillin dan penggunaannya dalam mengobati infeksi. Penemuan antibiotik menandai fase transformasi bioteknologi pada era modern.

Sejarah Perkembangan Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern mulai mengalami perkembangan yang signifikan setelah penemuan struktur DNA pada tahun 1950-an. Hasil pemanfaatan bioteknologi modern umumnya merupakan jenis bioteknologi yang berbasis rekayasa, seperti produksi hormon, antibiotik, dan vaksin.

Era bioteknologi modern mulai berlangsung setelah Perang Dunia II dan terus berkembang hingga masa sekarang. Sejarah perkembangan bioteknologi modern dapat dibagi menjadi beberapa tahapan berikut ini:

1. Penemuan Struktur DNA (1953)

Era bioteknologi modern dimulai setelah James Watson dan Francis Crick mengumumkan penemuan struktur DNA pada 1953. Dalam penelitian mereka, Watson dan Crick berhasil mengidentifikasi struktur heliks ganda (double helix) dari DNA.

2. Rekombinasi DNA dan Teknik Enzim Restriksi (1970-an)

Pengembangan Teknik rekombinasi DNA berhasil dilakukan oleh Herbert Boyer, Stanley Cohen, dan Paul Berg. Mereka berhasil memasukkan gen dari satu organisme ke dalam organisme lainnya menggunakan enzim restriksi.

Pada tahun 1975, para ilmuwan mengadakan konferensi Asilomar yang membahas risiko bioteknologi, khususnya DNA rekombinan. Konferensi tersebut dianggap secara resmi sebagai tonggak sejarah awal perkembangan bioteknologi modern.

3. Penemuan PCR (1980-an)

Pengembangan teknik rekombinasi DNA semakin maju dengan ditemukannya polymerase chain reaction (PCR) oleh Kary Mullis pada tahun 1983, yang memungkinkan penggandaan dan amplifikasi DNA secara cepat dan efisien.

Selain itu, pada tahun 1983, tanaman tembakau menjadi tanaman pertama yang berhasil diubah secara genetik dengan memasukkan gen dari bakteri.

4. Proyek Genom Manusia (1990-2003)

Proyek studi genom Manusia dimulai pada tahun 1990 dan berhasil selesai pada tahun 2003. Proyek ini merupakan kolaborasi para ilmuwan antar-negara yang bertujuan untuk memetakan, mengurutkan, dan mengidentifikasi genetik kromosom manusia.

Studi ini terus mengalami kemajuan hingga menghasilkan sesuatu yang belum selesai jadi perdebatan etik. Pada 1997, para ilmuwan di Roslin Institute Skotlandia mengumumkan telah mengkloning seekor domba bernama Dolly dari sel seekor domba betina dewasa. Dolly merupakan mamalia pertama yang dikloning dengan teknik yang disebut teknologi transfer nuklir. Teknologi ini memungkinkan pengenalan lengkap materi genetik dari satu sel ke sel lain tanpa proses pembuahan sel telur.

5. Pengembangan Teknik CRISPR-Cas9 (2012)

Pengembangan CRISPR-Cas9 dianggap sebagai terobosan besar dalam dunia bioteknologi dan biologi molekuler. Teknologi CRISPR-Cas9 memungkinkan ilmuwan untuk mengedit genom dengan mengurangi, menambah, atau mengubah bagian dari susunan DNA.