Penemuan bahwa gen terbuat dari DNA dan dapat diisolasi, disalin dan dimanipulasi telah menyebabkan era baru bioteknologi modern. Manusia telah memanipulasi makhluk hidup selama ribuan tahun. Contoh bioteknologi awal termasuk membudidayakan tanaman dan hewan dan kemudian secara selektif membiakkan mereka untuk karakteristik tertentu.
Bioteknologi modern melibatkan pembuatan produk yang bermanfaat dari seluruh organisme atau bagian organisme, seperti molekul, sel, jaringan dan organ. Perkembangan terbaru dalam bioteknologi termasuk tanaman dan hewan yang dimodifikasi secara genetik, terapi sel dan nanoteknologi. Produk-produk ini tidak digunakan sehari-hari tetapi mungkin bermanfaat bagi kita di masa depan.
Aplikasi dalam bioteknologi
Aplikasi utama bioteknologi meliputi:
1. Profil DNA
2. Kloning DNA
3. Analisis genom
4. Stem sel dan rekayasa jaringan
5. Xenotransplantation
Memenuhi kebutuhan dan tuntutan manusia
Bioteknologi memiliki peran penting dalam memenuhi kebutuhan manusia dan tuntutan dalam kedokteran, pertanian, forensik, bioremediasi, biokontrol dan biosecurity.
Pemilihan ciri-ciri tertentu atau pembiakan selektif adalah cara orang membiakkan anjing untuk tujuan tertentu. Misalnya ‘anjing sosis’ atau dachshund dikatakan telah dibiakkan khusus untuk berburu pengganggu, mereka bertubuh pendek, tetapi berukuran panjang yang cocok untuk memasuki lubang-lubang hewan pengganggu.
Obat Antibiotik dan vaksin adalah produk mikroorganisme yang digunakan untuk mengobati penyakit. Bioteknologi modern melibatkan manipulasi vaksin sehingga mereka lebih efektif atau dapat dikirimkan melalui rute yang berbeda.
Modifikasi gen atau transgenesis digunakan untuk menghasilkan protein manusia terapeutik dalam sel atau seluruh organisme. Sel atau organisme yang digunakan tergantung pada seberapa besar dan kompleks proteinnya. Sebagai contoh, insulin manusia, protein kecil yang digunakan untuk mengobati diabetes, dibuat dalam bakteri yang direkayasa secara genetika, sedangkan protein besar, lebih kompleks seperti hormon atau antibodi dibuat dalam sel mamalia atau hewan transgenik.
Teknologi terapi gen sedang dikembangkan untuk mengobati penyakit seperti kanker, penyakit Parkinson dan cystic fibrosis. Di Selandia Baru, terapi gen digunakan sebagai cara untuk menargetkan dan membunuh sel kanker dengan lebih sedikit efek samping.
Xenotransplantation adalah transplantasi sel, jaringan atau organ dari satu spesies ke spesies lain. Di Selandia Baru, sel-sel dari populasi babi yang unik dan bebas virus digunakan untuk mengobati orang dengan diabetes tipe 1.
Pertanian
Tumbuhan dan hewan dapat ditingkatkan dengan pembiakan secara selektif untuk sifat-sifat tertentu atau dengan modifikasi genetik. Ciri-ciri yang bermanfaat dapat diidentifikasi secara visual atau dengan profil DNA. Sebagai contoh, petani mungkin menginginkan tanaman dengan herbisida atau ketahanan serangga, toleransi terhadap lingkungan tumbuh yang berbeda atau penyimpanan yang lebih baik, atau mereka mungkin menginginkan ternak dengan daging dan wol yang lebih baik atau ketahanan terhadap penyakit.
Forensik Bioremediasi
Profil DNA digunakan dalam analisis forensik untuk mengidentifikasi sampel DNA di TKP atau untuk menentukan keturunan.
Organisme atau bagian organisme dapat digunakan untuk membersihkan polusi di tanah, air atau udara. Di Selandia Baru, bioremediasi telah disarankan sebagai cara yang efektif untuk membuang toksin DDT dari tanah.
Biocontrol adalah ketika satu organisme digunakan untuk mengontrol tingkat yang lain. Metode biokontrol digunakan di Selandia Baru untuk mengendalikan tanaman dan serangga invasif. Biocontrol juga sedang dieksplorasi sebagai opsi untuk mengontrol jumlah possum ( semacam tupai) di Selandia Baru.