MATERI BIOTEKNOLOGI MODERN Kelas XII Semester II

Page 3 KOMPETENSI DASAR 3.10.1.Membuat definisi bioteknologi. 3.10.2.Menjelaskan fungsi bioteknologi modern dalam pertanian. 3.10.3.Menganalisis prinsip-prinsip bioteknologi modern dalam bidang pertanian. 4.10.1 Menjelaskan 1 contoh alat yang digunakan pada bioteknologi. 4.10.2 Membuat postertentang pemanfaatan alat yang digunakan pada bioteknologi. INDIKATOR 1 2 3.10.1.Membuat definisi bioteknologi. 3.10.2.Menjelaskan fungsi bioteknologi modern dalam pertanian. 3.10.3.Menganalisis prinsip-prinsip bioteknologi modern dalam bidang pertanian. 4.10.1 Menjelaskan 1 contoh alat yang digunakan pada bioteknologi. 4.10.2 Membuat postertentang pemanfaatan alat yang digunakan pada bioteknologi. Lorem ipsum dolor sit amet, elite consectetur adipiscing, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. 1 2 1

Dapat memanfaatkan makhluk hidup secara tidak langsung dan hanya bagian tertentu saja. Biaya yang dibutuhkan untuk produksi relatif mahal. Melibatkan prinsip rekayasa genetika, teknologi reproduksi, dan teknologi canggih lainnya. Memerlukan keahlian khusus dan dilakukan oleh profesional. Skala produksi umumnya besar dan terstandarisasi. Karakteristik Bioteknologi Modern Bidang Pertanian: BIOTEKNOLEGI MODERN PADA PERTANIAN Bioteknologi modern pada umumnya berhubungan dengan manipulasi atau rekayasa materi genetik. Rekayasa genetika adalah proses modifikasi atau manipulasi sekuens materi genetik suatu organisme. Nah, dalam bioteknologi modern, modifikasi ini tidak hanya dilakukan pada lingkungan maupun media tumbuh mikroorganisme aja, tetapi juga modifikasi atau rekayasa pada susunan gen dalam kromosom. Menghasilkan bibit tanaman unggul. Meningkatkan produksi bahan pangan. Manfaat Bioteknologi Modern Bidang Pertanian: 2

PROSES PEMBUATAN TANAMAN TRANSGENIK Untuk membuat suatu tanaman transgenik, pertama-tama dilakukan identifikasi atau pencarian gen yang akan menghasilkan sifat tertentu (sifat yang diinginkan). Gen yang diinginkan dapat diambil dari tanaman lain. Setelah gen yang diinginkan didapat maka dilakukan perbanyakan gen yang disebut dengan istilah kloning gen. Pada tahapan kloning gen, DNA asing akan dimasukkan ke dalam vektor kloning (agen pembawa DNA), contohnya plasmid (DNA yang digunakan untuk transfer gen). Kemudian, vektor kloning akan dimasukkan ke dalam bakteri sehingga DNA dapat diperbanyak seiring dengan perkembangbiakan bakteri tersebut. Jika gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang cukup, maka akan dilakukan transfer gen asing tersebut ke dalam sel tumbuhan, salah satunya adalah bagian daun. Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai bakteri Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer DNA dengan bantuan listrik). Proses pembuatan Tanaman transgenik: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Gambar 1. Pembuatan Tanaman Transgenik 3

PROSES BIOTEKNOLOGI PERTANIAN Pembuatan tanaman transgenik menggunakan teknik CRISPR–Cas9 yang bertindak sebagai gunting untuk memotong DNA. Teknik CRISPR–Cas9 akan memisahkan urutan GRF4–GIF1 pada wilayah genom yang diinginkan. Sebagai bukti konsep, kami menghasilkan vektor biner untuk transformasi Agrobakteri yang berisi kaset termasuk GRF4–GIF1 chimera, Cas9 dan RNA pemandu (gRNA) yang menargetkan gen gandum Q atau AP2L-A5 dalam T-DNA dimulai setelah ada penandaan PAM pada gambar (a dan b). Teknik ini dapat memulihkan 30 peristiwa transgenic independen yang terjadi pada kalus yang terinfeksi dengan efisiensi 93,7% dapat diamati pada gambar Gambar c. Kami mengurutkan hasil PCR yang diperoleh dari sepuluh jalur independen dan pengeditan yang dikonfirmasi pada gambar d. Dari sepuluh Tanaman yang diedit 0 tanaman dipindahkan ke tanah, tujuh menunjukkan mengalami mutan pada gambar e dan tiga lainnya meninggal. Tanaman transgenik dapat tumbuh subursubur dengan bantuan editan Qgen atau AP2L-A5 dan GRF4– GIF, CRISPR–Cas9, dan RNA pemandu atau gRNA. Pembuatan tanaman gandum transgenik: Gambar 2. Pembuatan Tanaman Gandum Transgenik 4

PROSES BIOTEKNOLOGI PERTANIAN Terakhir, kami melakukan serangkaian sperimen transformasi Jeruk untuk menguji efek dari teknologi GRF–GIF pada tanaman dikotil dengan efisiensi regenerasi dan protokol transformasi berbasis organogenik. Kami menghasilkan chimera jeruk dan anggur heterology GRF–GIF chimera menggunakan homolog terdekat dengan gandum GRF4 dan GIF1 pada kedua spesies pada Gambar f dan g). Dalam tiga percobaan transformasi independen di batang bawah sitrun Carrizo, epikotil ditransformasikan dengan jeruk dan anggur GRF–GIFchimera. Epikotil diubah dengan jeruk GRF–GIF chimera menunjukkan peningkatan 4,7 kali lipat dalam frekuensi regenerasi dibandingkan dengan kontrol vektor kosong pada Gambar h. Anggur heterology GRF–GIF chimera menghasilkan peningkatan yang sama dalam efisiensi regenerasi jeruk seperti chimera jeruk pada Gambar Tambahan i. Kami juga menguji efek anggur GRF–GIF chimera yang tahan terhadap miR396 atau pathogendi mana kami memperkenalkan mutasi di situs pengikatan untuk miR396 in GRFuntuk menghindari pembelahan pada Gambar i,j. Dalam tiga percobaan independent. Kami mengamati bahwa anggur GRF–GIF chimera menghasilkan frekuensi tertinggi dari kejadian jeruk transgenik (peningkatan regenerasi 7,4 kali lipat dibandingkan dengan control) pada gambar k. Tanaman Transgenik pada jeruk dan Anggur: Gambar 3. Pembuatan Tanaman Jeruk dan Anggur Transgenik 5

Gambar 4. Proses pemanfaatan elektroforesis dalam Bioteknologi. PEMANFAATAN ALAT DALAM BIOTEKNOLOGI Elektroforesis kapiler Sistem ini terdiri dari daya tegangan tinggi, mikroskop dengan epi-iluminasi, tabung pengganda foto, dan perangkat lunak akuisisi data dan kontrolinstrumen. Kapilersilika leburan dengan panjang tertentu dilapisi secara kovalen dengan poliakrilamida. Seluruh sistem deteksi tertutup dalam kotak hitam. Sampel DNA secara elektrokinetik dimasukkan ke dalam kapiler pada 100 V cm 1 selama 1 detik. Eletroforesis Agarosa Elektroforesis gel agarosa dengan dua model yaitu horizontal dan vertikal, Media dipakai adalah gel agarose. Metode yang biasa digunakan adalah model horizontal, karena mempunyai beberapa keuntungan yaitu peralatan yang digunakan sangat sederhana, relatif murah dan pemisahan untuk enzim tertentu dapat menghasilkan pemisahan yang lebih baik. Elektroforesis merupakan suatu metode pemisahan yang memanfaatkan medan listrik yang dihasilkan dari elektroda-elektroda untuk memisahkan senyawa-senyawa yang memiliki muatan berupa kation ataupun anion. Elektroforesis membutuhkan media pemisah berupa fase diam seperti sel Agarosa yang tercampur larutan buffer untuk menjaga kondisi keasaman sampel saat proses pemisahan. Alat ini sangat mendukung keterbaruan penelitian khususnya dibidang teknologi rekayasa genetika. Hasilnya akan memberikan rekam jejak berupa pita-pita pemisahan senyawa. Kecepatan gerak molekul tergantung pada nisbah (rasio) muatan terhadap massanya, serta tergantung pula pada bentuk molekulnya. A. Definisi Elektroforesis B. Jenis Eektroforesis dalam bioteknologi Scan Me 6

DAFTAR PUSTAKA Debernardi., Juan M., Tricoli., David M Ercoli., Maria F. 2020. A GRF-GIF chimeric protein improves the regeneration efficiency of transgenic plants. Nature biotechnology, 38(11) Harahap, M. R. 2018. Analisis Elektronika Terhadap Biokimia Genetika. Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro. 2 (1). Li, Zhenqing., Ju R., Sekine S., Zhang D., Zhuanga S., Yamaguchi Y. 2019. All-in-one microfluidic device for on-site diagnosis of pathogens based on an integrated continuous flow PCR and electrophoresis biochip. The Royal Society of Chemistry. 19 (16). Pratiw, Rianta. 2000 Mengenal Metode Elektroforesis . Oseana. 21 (1). 7