BIOTEKNOLOGI PENGEMBIAKAN SEKSUAL DAN ASEKSUAL

Reproduksi aseksual adalah proses reproduksi dimana keturunan timbul dari orang tua tunggal, dan mewarisi gen dari satu orang tua. Aseksual adalah reproduksi yang tidak melibatkan meiosis, ploidi pengurangan, atau fertilisasi. Sebuah definisi yang lebih ketat adalah agamogenesis yang adalah reproduksi tanpa fusi gamet. Reproduksi aseksual adalah bentuk reproduksi organisme bersel tunggal seperti archaea, bakteri, dan protista. Banyak tanaman dan jamur bereproduksi secara aseksual juga.

Sementara semua prokariota bereproduksi secara aseksual (tanpa pembentukan dan fusi gamet), mekanisme transfer gen lateral yang seperti konjugasi, transformasi, dan transduksi kadang-kadang disamakan dengan reproduksi seksual. Kurang lengkapnya reproduksi seksual relatif jarang terjadi di antara organisme multiseluler, terutama hewan.

Hal ini tidak sepenuhnya mengerti mengapa kemampuan untuk bereproduksi secara seksual begitu umum di antara mereka. Hipotesis saat ini menunjukkan bahwa reproduksi aseksual mungkin memiliki manfaat jangka pendek ketika pertumbuhan penduduk yang cepat adalah penting atau dalam lingkungan yang stabil, sedangkan reproduksi seksual menawarkan keuntungan bersih dengan generasi yang lebih cepat memungkinkan keragaman genetik, memungkinkan adaptasi terhadap perubahan lingkungan. Kendala perkembangan mungkin mendasari mengapa beberapa hewan telah melepaskan reproduksi seksual sepenuhnya dalam siklus hidup mereka.

Reproduksi aseksual misalnya Membelah diri, Tunas (Reproduksi), Reproduksi vegetatif, Fragmentasi, Sporogenesis, Partenogenesis, dan Apomiksis.

Perkembangbiakan seksual melibatkan penyatuan serbuk sari (jantan) dan sel telur (betina) untuk memproduksi biji. Sebuah biji tersusun atas tiga bagian yaitu kulit biji sebagai pelindung biji, endosperma sebagai cadangan makanan, dan embrio yang merupakan calon tanaman. Ketika biji telah dewasa dan berada pada lingkungan yang sesuai maka biji akan mulai berkecambah. Secara umum, terdapat dua tipe pembiakan secara seksual yaitu isogami dan heterogami

Pembibitan Kakao (Theobroma cacao) sebagai salah satu metode perkembangbiakan tanaman secara seksual

·         Isogami:

Isogami adalah tipe perkembangbiakan dengan dua gamet yang dihasilkan oleh kedua tetua tidak berbeda satu sama lain atau sama secara morfologis sehingga dinamakan ‘’isogametes’’. Peleburan dua gamet yang terjadi dinamakan conjugation dan zigot yang dihasilkan dinamakan zygospore. Metode isogami dijumpai pada tanaman golongan rendah seperti Mucor sp.

·         Heterogami:                 

Pada heterogami, gamet yang dihasilkan oleh kedua tetuanya berbeda secara morfologis sehingga dinamakan heterogametes. Tanaman yang menghasilkan dua gamet yang berbeda dinamakan heterogamous. Peleburan gamet jantan dan betina dinamakan fertilization. Heterogami dijumpai pada tanaman berbunga dan digolongkan menjadi apomiksis dan amphimiksis.

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan. Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan “lahirnya organisme baru” produk bioteknologi dengan sifat – sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain:

·         Jagung resisten hama serangga

·         Kapas resisten hama serangga

·         Pepaya resisten virus

·         Enzim pemacu produksi susu pada sapi

·         Padi mengandung vitamin A

·         Pisang mengandung vaksin hepatitis

Kultur jaringan: Suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik, sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri tumbuh menjadi tanaman lengkap kembali.

gambar

Cara:
Dapat dilakukan melalui tiga cara, yaitu melalui perbanyakan tunas dari mata tunas apikal, melalui pembentukan tunas adventif, dan embriogenesis somatik, baik secara langsung maupun melalui tahap pembentukan kalus.Ada beberapa tipe jaringan yang digunakan sebagai eksplan dalam pengerjaan kultur jaringan.Pertama adalah jaringan muda yang belum mengalami diferensiasi dan masih aktif membelah (meristematik) sehingga memiliki kemampuan regenerasi yang tinggi. Jaringan tipe pertama ini biasa ditemukan pada tunas apikal, tunas aksiler, bagian tepi daun, ujung akar, maupun kambium batang. Tipe jaringan yang kedua adalah jaringan parenkima, yaitu jaringan penyusun tanaman muda yang sudah mengalami diferensiasi dan menjalankan fungsinya. Contoh jaringan tersebut adalah jaringan daun yang sudah berfotosintesis dan jaringan batang atau akar yang berfungsi sebagai tempat cadangan makanan.

Keuntungan:
1. Tidak tergantung musim.
2. Dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan cepat.
3. Bibit seragam dan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu).
4. Pengangkutan bibit realtif murah.
5. Dalam proses pembibitan bebas hama, penyakit, dll.

Kerugian:
1. Mahal dan sulit.
2. Membutuhkan investasi tinggi untuk laboratorium, peralatan, dan perlengkapan.
3. Dibutuhkan SDM handal.
4. Kurang kokoh pada akar.

Kloning: Proses menghasilkan individu-individu dari jenis yang sama (populasi) yang identik secara genetik. Kloning merupakan proses reproduksi aseksual yang biasa terjadi di alam dan dialami oleh banyak bakteria, serangga, atau tumbuhan. Dalam bioteknologi, kloning merujuk pada berbagai usaha-usaha yang dilakukan manusia untuk menghasilkan salinan berkas DNA atau gen, sel, atau organisme. Arti lain kloning digunakan pula di luar ilmu-ilmu hayati.

Cara: Cara pertama, kloning dilakukan dengan mengambil inti sel (nucleus of cells) pendonor yang kemudian ditanamkan ke dalam ovum lain yang nukleusnya telah dikosongkan. Cara kedua, kloning dilakukan dengan menggunakan inti sel (nucleus) itu sendiri, dari sel telur milik sendiri bukan dari pendonor. Cara ketiga, cloning dilakukan dengan menanamkan inti sel (nucleus) jantan ke dalam ovum wanita yang telah dikosongkan nukleusnya. Cara keempat, kloning dilakukan dengan cara pembuahan (fertilization) ovum oleh sperma yang dengan proses tertentu.

Keuntungan:
1. Menghasilkan hewan dengan memiliki ciri morfologi dan fisiologi yang sama.
2. Menghasilkan hewan dengan jumlah banyak dan waktu singkat.
3. Menghasilkan bibit unggul yang mempunyai nilai ekonomi tinggi.

Kerugian:
1. Mudah terserang penyakit.
2. Biayanya mahal
3. Menghentikan evolusi alamiah pada makhluk hidup.

Rekombinasi gen: Proses pemutusan seunting bahan genetika (biasanya DNA, namun juga bisa RNA) yang kemudian diikuti oleh penggabungan dengan molekul DNA lainnya. Pada eukariota rekombinasi biasanya terjadi selama meiosis sebagai pindah silang kromosom antara kromosom yang berpasangan. Proses ini menyebabkan keturunan suatu makhluk hidup memiliki kombinasi gen yang berbeda dari orang tuanya, dan dapat menghasilkan alel kimerik yang baru

Cara:
Secara alami, rekombinasi gen terjadi saat pembelahan meiosis terjadi, yaitu ketika fase yang disebut sebagai “pindah silang” atau crossing over, pada profase. Pada fase itu, gen-gen dari pasangan kromosom homolog saling bertukaran. Seperti kita ketahui, manusia memiliki 2 set kromosom yang saling berpasangan, satu set kromosom yang membawa sifat-sifat ayah, dan satu set kromosom yang membawa sifat-sifat ibu. Pada pembelahan mitosis (perbanyakan sel), kedua set kromosom tersebut akan diperbanyak apa adanya, jadi tidak ada perubahan susunan gen. Namun, pada saat pembelahan meiosis, yaitu pada pembentukan sel gamet, pindah silang, sehingga satu set kromosom hasil dari pembelahan meiosis akan membawa kombinasi sifat ayah dan sifat ibu. Secara buatan, rekombinasi gen merupakan salah satu alat bioteknologi untuk membuat GMO ( Genetically Modified Organism), yaitu organisme yang telah dimodifikasi genetik nya. Para ahli telah berhasil menghilangkan, menambahkan, atau menukar gen-gen tertentu sehingga didapat sifat-sifat baru yang disukai. Umumnya organisme yang dimodifikasi adalah bakteri, karena struktur genetisnya lebih sederhana dibandingkan organisme yang lebih tinggi. Salah satu contoh yang paling populer adalah penyisipan gen pembuat insulin ke dalam genom bakteri Escherichia coli, sehingga bakteri tersebut dapat memproduksi hormon insulin untuk para penderita diabetes.

Keuntungan:
1. Keturunan suatu makhluk hidup memiliki kombinasi gen yang berbeda dari orang tuanya.
2. Mengijinkan organis me yang bereproduksi secara seksual menghindari Rachet Muller,

Kerugian:
1. Petani akan menderita kerugian karena penanam modal besar memperoleh tanaman transgenik kualitas unggul.
2. Pencemaran biologis akibat pelepasan organisme transgenik ke alam bebas.
3. Alergi yang disebabkan oleh makanan dari produk rekayasa genetika.

Hidroponik: Berasal dari kata Yunani yaitu hydro yang berarti air dan phonos yang artinya daya. Jadi hidroponik berarti budidaya tanaman yang mamanfaatkan air dan tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam atau soilles.

Cara:
Apabila semua bahan sudah siap, pertama-tama ambil kawat kasa nilon letakkan di dasar pot. Kemudian masukkan pecahan batu bata selapis, diatasnya diberi batu apung dan batu zeolit hingga sepertiga bagian dari pot yang digunakan. Setelah itu, ambil tanaman yang siap dipindahkan dari polybag ke pot, caranya bersihkan akar tanaman yang selama ini sudah tumbuh di polybag tersebut dengan cara melarutkan media tanamnya (tanah) kedalam air. Setelah akar-akarnya kelihatan bersih, kemudian kita amati kembali akar tersebut. Bila ditengarai ada akar yang rusak ataupun terlalu panjang (disesuaikan dengan besarnya tanaman maskot dan pot) sebaiknya dipotong. Demikian juga untuk daunnya, apabila terlalu rimbun perlu untuk dikurangi. Kemudian bibit ditanam dalam pot yang sudah terisi bahan sepertiga bagian dan lanjutkan penambahan media tanam hingga dua pertiga bagian pot.

Keuntungan

1. Tidak tergantung pada luas lahan.
2. Mencegah gulma.
3. Kualitas buah lebih baik.
4. Tidak tergantung musim.
5. Pemberian pupuk dpaat dihitung lebih cermat.
6. Terhindar dari penyakit yang berasal dari tanah.

Kerugian: Biayanya mahal.

Mutasi pada tumbuhan: Perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar bagi kalangan pendukung evolusi mengenai munculnya variasi-variasi baru pada spesies.

Cara:
Perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar bagi kalangan pendukung evolusi mengenai munculnya variasi-variasi baru pada spesies.

Contoh buah yang di mutasi dengan hasil tanpa biji di dalam daging buah.

Keuntungan:
1. masa pertumbuhan pendek dan berumur pendek
2. cepat menghasilkan buah
3. tahan terhadap hama dan penyakit
4. produksi tinggi atau banyak
5. enak rasanya

Kerugian: Tidak dapat membentuk alat perkembangbiakkan.