13.2 - Bioteknologi

Maksud Bioteknologi

• Bioteknologi merupakan suatu bidang yang menggunakan teknologi atau kaedah untuk memanipulasikan organisma bagi tujuan menghasilkan atau mengubah suai hasil sesuatu produk biologi.
• Bioteknologi bertujuan untuk:
  • Meningkatkan mutu hasil keluaran ternakan atau tanaman.
  • Membangunkan penggunaan mikroorganisma bagi suatu tujuan yang khusus.
• Aktiviti bioteknologi merangkumi industri berasaskan mikroorganisma, proses meningkatkan hasil pertanian, bioteknologi gurun dan kawasan kering, bioinformatik dan sains komputer, perang biologi, perubatan dan kesihatan manusia, bioteknologi marin, bioteknologi alam sekitar, undang-undang, etika dan falsafah, serta makanan dan pemakanan.
• Bioteknologi hijau, putih, kuning dan biru merupakan empat aktiviti utama.

Aplikasi Bioteknologi dalam Kehidupan

Terapi Gen

• Terapi gen digunakan untuk merawat atau mencegah penyakit genetik.
• Gen yang normal disisipkan ke dalam pesakit untuk menggantikan gen yang abnormal:
  1. Kenal pasti sel yang mempunyai gen yang abnormal.
  2. Masukkan gen yang normal menggunakan virus.
  3. Sel berfungsi secara normal.
• Penyakit yang dapat dirawat termasuk sistik fibrosis, distrofi otot dan beberapa jenis kanser.
• Rawatan terapi gen pertama yang berjaya dilakukan pada tahun 1990 melibatkan Ashanti DeSilva yang menghidap ADA-SCID, iaitu penyakit genetik yang mengganggu sistem imunisasi badannya.
• Teknologi Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) sedang giat dikaji untuk menyunting genom semasa terapi gen.

Pemprofilan DNA

• Pemprofilan DNA ialah teknik forensik yang digunakan untuk mengenal pasti individu berdasarkan DNA mereka.
• DNA adalah unik bagi setiap orang kecuali kembar seiras; set DNA manusia juga berbeza daripada DNA haiwan.
• Individu dapat dikenal pasti menggunakan DNA daripada darah, air mani atau kulit.
• Kegunaan:
  • Mengenal pasti penjenayah.
  • Mengesan penyakit genetik.
  • Menyelesaikan pertikaian identiti ibu bapa sebenar.
  • Menguji keserasian penderma organ dengan penerima.
• Langkah-langkah:
  1. Ambil sampel darah, air mani atau kulit dari tempat kejadian.
  2. Ekstrak DNA daripada sampel.
  3. Gunakan enzim pembatasan untuk memotong DNA kepada fragmen yang berlainan saiz.
  4. Pisahkan fragmen DNA melalui elektroforesis gel.
  5. Pindahkan fragmen DNA daripada gel ke membran nilon.
  6. Tambahkan prob radioaktif dan letakkan filem X-ray di atas membran nilon.
  7. Proses filem X-ray untuk menghasilkan kedudukan jalur DNA yang membentuk profil DNA.
• Profil DNA menjadi bukti kukuh dalam kes jenayah apabila sampel diambil dan diuruskan dengan betul dan jujur, dianalisis dengan cermat dan telus, diinterpretasi dengan tepat, serta dilaporkan dengan tepat kepada juri dan hakim.

Penghasilan Tumbuhan Bertoleransi Serangga Perosak

• Gen yang menghasilkan toksin Bt daripada bakteria tanah Bacillus thuringiensis dimasukkan ke dalam genom tumbuhan.
• Serangga perosak memakan tumbuhan tersebut; toksin Bt mengganggu sistem pencernaannya dan menyebabkan serangga perosak mati.
• Tanaman Bt termasuk kapas, jagung dan terung.
• Kapas Bt mengurangkan penggunaan dan kos racun makhluk perosak serta meningkatkan pengeluaran kapas.

Pembersihan Tumpahan Minyak (Bioremediasi)

• Bioremediasi merupakan kaedah untuk membersihkan bahan cemar dengan menggunakan bakteria.
• Kaedah ini merawat tumpahan minyak di lautan kerana bakteria dapat menguraikan kebanyakan molekul dalam minyak mentah petroleum dan produk petroleum yang ditulenkan.
• Alcanivorax borkumensis bergantung kepada minyak untuk mendapatkan tenaga dan digunakan dengan meluas untuk merawat tumpahan minyak.

Kepentingan Bioteknologi dalam Kehidupan

• Bioteknologi membawa manfaat dalam bidang pertanian, perindustrian, pemakanan, perubatan dan bidang lain.
• Bioteknologi meningkatkan hasil pemakanan, pertanian dan perubatan serta mengembangkan ekonomi negara, khususnya sektor perindustrian.

Sumbangan dalam Bidang Pertanian

• Menghasilkan baka ternakan dan tanaman yang terbaik.
• Kaedah kultur tisu dan teknik pengklonan mempercepat pembiakan tanaman.
• Menghasilkan baka padi yang mengeluarkan hasil yang banyak dan cepat matang.
• Pengklonan haiwan membolehkan pembiakan secara besar-besaran dan menghasilkan klon yang mempunyai daya tahan penyakit.
• Penggunaan hormon membolehkan haiwan cepat membesar dan matang.

Sumbangan dalam Bidang Perubatan

• Mengubah suai genetik seseorang.
• Mengurangkan risiko penyakit mental.
• Mengelakkan penyakit tertentu seperti kanser dan penyakit pewarisan.
• Membolehkan manusia kerdil melahirkan manusia normal melalui pengubahsuaian genetik.
• Membantu ibu yang sukar hamil untuk memperoleh zuriat.

Sumbangan dalam Bidang Forensik

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

Sumbangan kepada Alam Sekitar

• Mikrob mempercepat pereputan bahan buangan manusia.
• Mikrob menguraikan najis sepenuhnya.
• Pengurangan pencemaran memelihara manusia dan alam sekitar.