13.2 - Bioteknologi

Definisi Bioteknologi

Bioteknologi ialah suatu bidang di mana teknologi digunakan untuk mengubah suai organisma untuk tujuan menghasilkan sesuatu produk biologi. Jenis-jenis aktiviti bioteknologi boleh dilihat di rajah bawah.

Rajah 3 - Bioteknologi putih, hijau, kuning dan biru adalah aktiviti utama dalan bioteknologi.

Aplikasi Bioteknologi dalam Kehidupan

• Terapi gen
• Pemprofilan DNA
• Penghasilan tumbuhan bertoleransi serangga perosak
• Pembersihan tumpahan minyak

Terapi gen

• Digunakan untuk merawat atau mengelakkan sesuatu penyakit genetik.
• Kaedah ini menyisipkan gen normal ke dalam gen pesakit untuk menggantikan gen yang tidak normal.
• Antara penyakit genetik yang boleh dirawat melalui kaedah ini termasuk sistik fibrosis, distrofi otot dan beberapa jenis kanser.

Rajah 4 - Terapi gen. 1. Sasaran ialah sel yang mempunyai gen tidak normal. 2. Virus akan digunakan sebagai vektor untuk membawa gen yang normal ke sel sasaran. 3. Sel akan berfungsi dengan normal apabila gen baharu berjaya mensintesiskan sesuatu protein.

Pemprofilan DNA

• Teknik forensik untuk mengenal pasti individu berdasarkan DNA mereka.
• DNA individu adalah unik dan berbeza antara satu sama lain, kecuali kembar seiras.
• Sampel DNA daripada darah, air mani atau kulit boleh digunakan untuk menentukan seseorang individu.
• Pemprofilan DNA boleh digunakan untuk:
  • Mengenal pasti penjenayah
  • Menyelesaikan pertikaian identity ibu bapa biologi
  • Mengesan penyakit genetik
  • Menguji keserasian penderma organ dengan penerima

Rajah 5 - Pemprofilan DNA untuk mengenal pasti penjenayah kes bunuh. Contoh kes senario: Seorang wanita telah dijumpai mati ditikam di bilik tidurnya. Sebilah pisau dijumpai di tempat kejadian dengan darah mangsa. Pasukan forensik telah menjalankan pemprofilan DNA pada bukti yang diperoleh. Perhatikan profil DNA in tempat kejadian berpadanan dengan profil DNA suspek B. Hasil siasatan menunjukkan bahawa suspek B ialah pembunuhnya.

Rajah 6 - Langkah-langkah pemprofilan DNA.

Penghasilan tumbuhan bertoleransi serangga perosak

• Kapas Bt terhasil daripada suntikan gen Bacillus thuringiensis. Bakteria ini mampu mengeluarkan bahan racun. Oleh itu, kapas Bt ini menjadi toleransi kepada ulat perosak kapas.
• Selain kapas, teknik ini juga boleh digunakan pada tanaman lain seperti jagung dan terung.
• Ini dapat menjimatkan kos racun serangga perosak dan meningkatkan pengeluaran hasil kapas.

Rajah 7 - Gen bakteria Bacillus thuringiensis yang boleh menghasilkan toksin Bt dimasukkan ke dalam genom tumbuhan. Serangga perosak akan mati apabila makan tumbuhan tersebut. Ini kerana toksin Bt yang dikeluarkan oleh tumbuhan tersebut akan menganggu sistem pencernaan serangga perosak.

Pembersihan tumpahan minyak

• Bioremediasi ialah satu kaedah untuk membersihkan bahan cemar dengan menggunakan mikoorganisma seperti bakteria.
• Teknik ini berkesan dalam merawat pencermaran minyak akibat tumpahan minyak di lautan.
• Contohnya, bakteria Alcanivorax borkumensis boleh menguraikan molekul minyak untuk mendapatkan tenaga.

Kepentingan Bioteknologi dalam Kehidupan

Bidang bioteknologi selalu dikaitkan dengan pertanian, perubatan, pemakanan, perindustrian dan sebagainya. Bidang ini telah banyak memberi manfaat kepada kehidupan manusia. Secara umumnya, bioteknologi dapat mempelbagaikan produk, meningkatkan hasil pemakanan, pertanian dan perubatan serta mengembangkan ekonomi negara.

Sumbangan dalam bidang pertanian

• Menghasilkan baka ternakan dan tanaman terbaik. Kaedah kultur tisu dan teknik pengklonan dapat mempercepat pembiakan tanaman.
• Memberi hasil baka padi yang banyak dan cepat matang.
• Pengklonan haiwan pula dapat membolehkan pembiakan secara besar-besaran dan kebolehan daya tahan penyakit.
• Hormone juga digunakan supaya haiwan membesar dan matang dengan cepat.

Sumbangan dalam bidang perubatan

• Genetik individu dapat diubah suai.
• Mengurangkan risiko penyakit mental.
• Penyakit tertentu seperti kanser dan penyakit pewarisan juga boleh dielakkan.
• Genetik manusia kerdil boleh melahirkan manusia normal.
• Membantu wanita yang sukar hamil untuk memperoleh zuriat.

Sumbangan dalam bidang forensik

• Mengenal pasti penjenayah melalui tisu dan bendalir badan yang dikumpul seperti darah, air mani, kulit dan folikel rambut.

Sumbangan kepada alam sekitar

• Mikroorganisma boleh mempercepat proses pereputan bahan buangan manusia.
• Mikrob juga boleh melengkapkan proses penguraian najis.
• Mengurangkan pencemaran alam.