Top Banner
BIOTEKNOLOGI DASAR Program studi BIoteknologi By Seprianto S.Pi, M.Si
43

BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Nov 21, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

BIOTEKNOLOGI DASARProgram studi BIoteknologi

By Seprianto S.Pi, M.Si

Page 2: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Pertemuan 12

Mikroba Dalam

Bioteknologi

Page 3: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Microbial Biotechnology

Page 4: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Sejarah Pengelompokan Makhluk Hidup

• Kekerabatan organisme dapat diukur berdasarkan urutan ribosom yang dapat dilukiskan dengan pohon filogeni

• Seiring dengan ditemukannya prokariota archaea, kerajaan –kerajaan tersebut dikelompokan menjadi 3 domain berdasarkanstruktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organelabermembran

• Pada tahun 1990 Woese dan teman – temannya mengusulkankategori takson baru yang disebut domain dan mengelompokanorganisme menjadi 3 domain

Page 5: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Pohon filogeni sistem domain

Page 6: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Microbial Biotechnology

•Microorganisms Organisms that are too small to be

seen without a microscope Include: bacteria, fungi, protozoa,

microalgae, and viruses Live in places such as: soil, water, food,

and animal intestines, rocks, glaciers, hot springs, and deep-sea vents

Page 7: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 8: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Microbe Exploitation

Page 9: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 10: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

The Structure of Microbes

• Prokaryotes • Archaebacteria

• Includes halophiles, thermophiles, “extremophiles”

• Eubacteria• On skin, soil, water, can be

pathogenic

Page 11: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

The Structure of Microbes

• Characteristics of Prokaryotes• Generally smaller than Eukaryotes

• No nucleus

• Cell wall composed of peptidoglycan

• Conjugation (transfer of DNA by cytoplasmic bridge)

• Transduction (DNA is packaged in a virus and infects recipient bacterial cells)

• 20 minute growth rate (binary fission

Page 12: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 13: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 14: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Shape of Bacteria

Page 15: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Yeast are Important Too!• Single celled eukaryote

• Kingdom: Fungi

• Over 1.5 million species

• Source of antibiotics, blood cholesterol lowering drugs

• Able to do post translational modifications

• Grow anaerobic or aerobic

• Examples: Pichia pastoris (grows to a higher density than most laboratory strains), has a no. of strong promoters, can be used in batch processes

Page 16: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Yeast are Important Too!

Page 17: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Karakteristik virus

• Strukturnya hanya terdiridari protein selubung dankapsid, serta informasigenetik (DNA atau RNA)

• Bisa menginfeksi sel hidup

• Cepat bermutasi

• Namun, rentan terhadapsuhu tinggi

Page 18: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Karakteristik Jamur (Fungi)

• Memiliki strukturmakroskopis yang bisadilihat dengan matatelanjang

• Beberapa jamur memilikistruktur hifa yang berkumpulmembentuk strukturmakroskopis

• Merupakan organismeeukariotik

• Tumbuh cepat pada kondisilingkungan lembab

Struktur hifa

Page 19: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Ilmu pengetahuan dan teknik perkembangbiakkan mikroorganisme merupakan hal yang sangat penting.

Mikroorganisme ????

Karena sumber agen biologi dalam proses bioteknologi yang cukup banyak digunakan adalah MIKROORGANISME

Page 20: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Mengapa Harus Mikroorganisme ????

Page 21: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Mengapa Harus Mikroorganisme ????

• Mikroba sering digunakan dalam aplikasi bioteknologi

• Karena mikroba memiliki beberapa keunggulan :

– Cepat berkembang biak dan tumbuh

Page 22: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Mikroba dan aplikasi bioteknologi

• Mikroba dalam pertumbuhannya mengalami 4 fase :

– Fase lag

– Fase log (fase eksponensial

– Fase stasioner

– Fase kematian

Page 23: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Bidang-bidang bioteknologi yang menggunakanmikroba

Pangan

• Fermentasianggur

• Kecap

• Keju

• Enzimmakanan

• Asam amino

• Vitamin

Kedokteran

• Vaksin

• Hormon

• Antibiotik

• Terapi gen

Lingkungan

• Bioremediasi

• Pengolahanlimbah air

• Bioleaching, pemisahantimah

Page 24: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Penggunaan mikroba dalamproduksi/industri makanan

• Memiliki banyak keuntungan :

– Makanan yang dihasilkan memiliki nilai gizi yang lebih baik

– Menghasilkan produk dengan rasa yang lebih baik

– Menghasilkan produk yang nilai jualnya lebihtinggi

– Makanan yang dihasilkan bisa lebih tahan lama

– Biaya produksinya lebih rendah

Page 25: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Contoh mikroba yang digunakan dalam bioteknologipangan

Page 26: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Contoh mikroba yang digunakan dalambioteknologi kedokteran

Spesies Jenis Bermanfaat untuk produksi

Mycobacterium tuberculosis bakteri Vaksin BCG

Virus Influenza virus Vaksin DNA terhadap infeksi influenza

Poliovirus virus Vaksin polio

Penicillium sp jamur antibiotik

Bacillus sp bakteri antibiotik

Escherichia coli bakteri Produksi insulin

Saccharomyces cerevisiae jamur Produksi insulin

Retrovirus virus Terapi gen

Page 27: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Penggunaan mikroba dalam produksiantibiotik

• Memiliki beberapa keuntungan :

– Produksi dalam jumlah besar

– Produksi bisa lebih cepat

– Biaya produksi lebih rendah

– Bisa dilakukan dengan rekayasa genetika padamikroba tersebut

Page 28: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Macam-macam antibiotika yang bernilai ekonomis

Page 29: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Penggunaan antibiotik semakinmeningkat

• Hal ini mengakibatkan beberapa kasusresitensi antibiotik

– Contoh : penyakit sifilis sudah tidak mempan lagidiobati dengan antibiotik penisilin

• Menyebabkan produksi antibiotik baru sangatdiperlukan

Teknologi DNA Rekombinan

Page 30: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Bacteria in Genetic Engineering

• Bacterial Transformation

• The ability of bacteria to take in DNA from their surrounding environment

• Bacteria must be made competent to take up DNA

Page 31: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 32: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 33: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 34: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Beberapa macam vaksin

1. Vaksin dari mikroba yang dilemahkan (live, attenuated vaccine)

2. Vaksin dari mikroba yang dimatikan (inactivated vaccine)

3. Vaksin dari salah satu struktur mikroba (subunit vaccine)

4. Vaksin dari toksin mikroba yang diinaktivasi (toxoid vaccine)

5. Vaksin dari DNA virus atau bakteri (DNA vaccine)6. Vaksin dengan vektor vaksin DNA dengan

virus/bakteri yang dilemahkan sehingga masuk ke sel(recombinant vector vaccine)

Page 35: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Penggunaan mikroba dalambioremediasi

•Proses pengolahanlimbah minyakbaik di daratanmaupun di perairan

Bioremediasi

Page 36: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Mengapa harus menggunakanmikroba dalam bioremediasi?

• Biaya pengolahan limbah lebih murah

• Efek samping pada lingkungan minimal

• Bioremediasi dapat diikuti dengan aktivitaslain untuk mengembalikan fungsi lingkungan

Page 37: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Proses yang mengikuti bioremediasi

Bioremediasi Biorestorasi Bioreklamasi ataubiotreatment

Page 38: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Contoh mikroba yang digunakan untukbioremediasi

Page 39: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Contoh mikroba yang digunakan untukbioremediasi

Page 40: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

BIOREMEDIASI MINYAK BUMI

Page 41: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman

Penanggulangan pencemaran lingkungan denganBioremediasi

Bioremediasi Perairan

Page 42: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman
Page 43: BIOTEKNOLOGI DASARibd112.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/...struktur sel organismenya, khususnya dinding sel dan organela bermembran • Pada tahun 1990 Woese dan teman