happy monkey family: parents protect theirs children

LOGO STIKES PERINTIS TRANSPARAN

slow motion cat.

Three Minute Thesis (3MT)

Three minutes may not seem like much time to explain an 80,000 word PhD thesis that has taken years to research and develop, but that’s exactly what is required of PhD candidates competing in the Three Minute Thesis.

in the developing country its valuable for the manya stake holder. For researchers applying for funding from government and industry, the ability to present a concise argument justifying the cost and demonstrating the impact that the research will have, to an audience who do not have specialist knowledge, is invaluable.

Developed by UQ, 3MT is a research communication competition that challenges PhD students to communicate the significance of their projects without the use of props or industry jargon, in just three minutes. The exercise develops academic, presentation, and research communication skills and supports the development of research students' capacity to quickly explain their research in a language appropriate to a non-specialist audience leaving them wanting to know more. Now, threesis come acros the world, it popular even in Indonesia. this is the example of threesis in many contest.

in Indonesia 

New York University

Eunan McBrearty

ok. . . . good luck.

Sequensing DNA secara otomatis

Sequencing DNA secara otomatis menggunakan flurosense sebagai reporter. Metode ini pertama kali diperkenalkan oleh Leroy Hood pada tahun 1986, yang menggunakan radioaktif, autoradiografi dialih fungsikan dengan menggunakan detector yang diintegrasikan dengan computer (Anonym, 2005).

 Penggunaan radioisotope memiliki bahaya dalam menggunakan dan limbah, selain itu harganya yang juga mahal. Degnan cara menempelkan flouresense dye,  pada tiap basa nukleotida (ddATP, ddTTP, ddGTP, ddCTP) membuat setiap basa tersebut mampu memberikan signal yang berbeda-beda, tergantung pada posisi mana proses elongasi itu berakhir. Metode elektroforesis membedakan pada satu jalur. Kemudian di deteksi oleh sinar laser sehingga mampu menghasilkan cromatografi seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Prinsip kerja mesin sekuencing otomatis

Pada tahun 1986, L. Hood, L. Smith dan teman-teman kerjanya mendeskripsikan sekuencing berdasarkan penempelan flouresense yang menggambarkan cara kerja mesin DNA sequencing otomatis.  Instrument tersebut kemudian di produksi oleh Applied Biosystems. Pengembangan selanjutnya yaitu metode kapilar, yang memungkinkan analisa yang lebih akurat, tujuan utama modifikasi-modifikasi yang di lakukan adalah untuk mempercepat waktu dalam pelaksanaan. Pada tahun 1998 metode kapiler sudah dapat di lakukan dan di manfaatkan pada project Human Genome Project (HGP) dan mampu mensekuen 1 Mb per hari. 

Gambar 2: metode sekuencing kapiler.

Pemisahan produk dari reaksi sekuensing dideoksi berlabel radioaktif atau neon secara historis dilakukan dalam gel poli-akrilamida slab, misalnya jenis yang digunakan dalam 96-lane ABI 377 (Gambar 2). Kelemahan dari metode ini diantaranya  perlunya mempersiapkan gel baru untuk setiap sekuensing, pengisian sampel secara manual ke gel, membutuhkan waktu running  yang  relatif lama (8 ~ 10 jam untuk resolusi fragmen DNA 1KB).

Sekuensing elektroforesis kapiler merupakan serangkaian reaksi standar yang disusun sekuensing DNA dideoksi (metode sanger), masing-masing satu sumur  terdiri dari 8 baris x 12 kolom  dan 96 plat . Serangkaian ultra-tipis tabung kapiler (0,1 mm di dalam lubang, 50 ~ 80 cm panjang) yang diisi dengan resin campuran manik dan ditempatkan dalam array multi-kapiler. Salah satu ujung array dipasang di plate Katoda bermuatan negatif [kanan] sehingga ujungnya sejajar dengan setiap sumur pelat sampel. Penerapan tegangan tinggi menyebabkan DNA berlabel dalam setiap sampel dapat memasuki kapiler yang sesuai, dan bermigrasi meskipun menuju reservoir Anoda bermuatan positif. Karena tegangan tinggi yang digunakan, pemisahan elektroforesis hanya membutuhkan 1 ~ 3 jam. Seperti dalam elektroforesis gel biasa. fragmen yang lebih kecil bergerak lebih cepat daripada yang lebih besar. Sebuah laser di ujung mendeteksi pewarna yang berflourosense, dan panjang gelombang fluoresensi setiap fragmen dibaca oleh fotometer saat melewati titik tetap.

Laser dan fotometer bersifat stasioner, dan dapat mengaktifkan dan membaca beberapa kapiler secara bersamaan sebagai aliran data terpisah: ini meminimalisir masalah pelacakan jalur terpisah dalam gel acrilamite. Data mobilitas dikirim ke komputer, dan kromatogram yang dihasilkan untuk setiap sampel yang pada dasarnya identik dengan sistem papan gel.  Konfigurasi alternatif dari array kapiler dapat membaca 1, 4, 16, atau 48 sumur secara bersamaan, bergerak antara sumur dari pelat sampel secara otomatis secara teratur.

Amazing: Indonesia has a long chrowing Chicken without pause, until 23 seconds

Pelung chicken is a native chicken from Cianjur, a type of chicken native to Indonesia with three genetic trait. The first is voice crowed long until 24 secont without pause, it different with the other singing chicken that usually has caesura in the song . Both rapid growth. The third big body posture. The weight of an adult male Pelung Chicken can reach 5-6 kg with 40 to 50 cm of height.

Pelung Chicken now increasingly well-known and quite in demand by the general public, domestic and foreign tourists. A son of Japanese Emperor have been to Warungkondang to just to see the Pelung chicken farms. Even in Cianjur Chicken contest is held every year Pelung followed the owners and keepers of chicken’s pelung-West Java and Jakarta. The Best Pelung chicken that won in the contest can reach millions of dollars.

Pelung chicken name is derived from the Sudanese language Mawelung or Melung which means curved, because the crowed produces sound curved as well as chicken pelung has a long neck in the end the voice with a curved position. Pelung chicken is one type of local chicken Indonesia which have distinctive characteristics, which are generally characteristic traits pelung chicken can be described as follows:

Body          : Large and sturdy (much heavier / larger than usual local chicken)

Claws         : Long and large, black, green, yellow or white

Wattle        : Large, round and flushed

Cockscomb : Big, bold and upright, partially skewed and tilted, red and singular

Coat color  : Does not have the typical pattern, but generally a mixture of red and black; yellow and                         white; or a mixture of green and shiny

Sound        : rhythmic crowed, more tunable and longer than other types of chicken.

SEQUENCING. . .: metode untuk memahami kehidupan

Sekuencing adalah metode yang digunakan untuk  menentukan urutan nukleotida pada sekuen atau untaian DNA. Meskipun penemuan struktur DNA  dobel helix telah diketahui sejak tahun 1953, akan tetapi struktur gen dan genome baru dapat diperjelas pada tahun 1970-an dengan metode sekuencing. Basa nukleotida yang pertama kali di sekuencing sepanjang 24 bp pada E. coli yang berpedan sebagai pengikat repressor lac oleh Maxam-Gilbert :

   TGGAATTGTGAGCGGATAACAATT

              ACCT T AACACTCGCCTAT TGTTAA

Ini merupakan suatu karya yang di dapatkan dengan bersusah payah selama beberapa tahun. Galvanis Gilbert dan rekannya Alan Maxam untuk menciptakan  metode sekuensing berdasarkan sifat kimia pembelahan molekul DNA pada spesifik c jenis nukleotida. Teknologi kedua, dikembangkan oleh Fred Sanger, sdan di publikasikan pada tahun 1977, didasarkan pada enzimatik  perpanjangan untai DNA ke basis mengakhiri defined. Gilbert dan Sanger keduanya memenangkan Hadiah Nobel untuk kontribusi mereka  untuk sekuensing DNA teknologi. Teknik mereka  memiliki throughput yang sama 500-700 basis diperoleh dalam  setiap percobaan beberapa hari-panjang, dan akurasi yang sama,  yang mendekati 99,9%. Tapi hanya teknik Sanger  adalah mudah setuju untuk otomatisasi, dan sekuensing DNA  mencapai potensi penuh hanya dengan otomatisasi.  

Pada hakekatnya, semua data yang ada sekarang merupakan sebuah perjalanan panjang sehingga terkumpul menjadi bank data, di mulai dari bagaimana cara sekuencing yang ters berubah-ubah dan mengalami pembaharuan dan modifikasi. Perkembangan ini tidak lepas dari kinerja multidiscipline ilmu yang harus saling berkolaborasi. Misalnya Microbiologi, biokimia, molecular biologi, microbiologi, perangkat peralatan keras dan computer.

Proyek besar seperti Human Genome Project (HGP), membutuhkan spesialisasi keahlian, terlebih lagi inovasi dari beberapa sector ilmuan, di butuhkan ilmuan dari beberapa multidisiplin yang saling berkolaborasi secara efektif. Semua data di kolaborasikan bersama dalam data base besar yang disebut dengan bank genes yang sekarang salah satunya terpusat pada www.ncbi.nlm.nih.gov , web ini juga merupakan arena komunikasi data bagi seluruh ilmuan yang penelitiannya berkaitan dengan sekuent nukleotida, sehingga penelitian di duania ini dapat berjalan dengan harmonis.

Metode Maxam-Gilbert 

Metode maxam gilbert untuk DNA sekuencing di kempbangkan pada pertengahan 1970-an, dan menggunakan perbandingan fragmen nested, artinya membandingkan dari banyak sekuen pada taraf PCR dengan dengan cara mengubah conformasi dari struktur basa pada nukleotida. Pengubahan struktur tersebut menggunakan bahan kimia sehingga metode ini sering disebut juga metode sekuncing kimia.

Pada metode ini, untaian tunggal DNA di labeli pada ujung 5’, yang konformasinya dirubah menggunakan reagent yang spesifik. Biasanya menggunakan  Dimetil sulfat dan piperidin untuk basa guanin. Perlakuan Adenin dengan pembeian Dimetil sulfat, piperidin dan asam.  Perlakuan Timin dengan pemberian Hydrazine dan piperidin. Perlakuan Cytosin, dengan pemberian Hydrazine, piperidin dan garam (Gambar 1). Cara kerja selanjutnya yaitu di lihat menggunakan gel poliakrilamit, yang akan menghasilkan penampakkan dari pelabelan tadi, tetapi akan mendapatkan ujung yang berbeda-beda karena adanya perubahan konformasi. Sekuent dapat di baca menggunakan autoradiograph.

Melalui penemuan ini maxam dan gilbert mendapat anugrah Bobel prize. Metode ini di anggap lebih maju dari pada metode sanger (diuraikan kemudian), karena tidak menggunakan primer. penerapannya secara inheren terbatas pada urutan yang berdekatan dengan situs pembatasan atau termini tetap lainnya. kelemahan lainnya yaitu menggunakan reagen yang beracun yaitu hydrazine yang merupakan neurotoxin.

            Metode ini mulanya cukup populer karena dapat langsung menggunakan DNA hasil pemurnian, sedangkan metode Sanger pada waktu itu memerlukan kloning untuk membentuk DNA untai tunggal. Seiring dengan dikembangkannya metode terminasi rantai, metode sekuensing Maxam-Gilbert menjadi tidak populer karena kerumitan teknisnya, digunakannya bahan kimia berbahaya, dan kesulitan dalam scale-up.

Gambar  1 : metode Maxam-Gilbert (metode kimiawi), Perlakuan basa G dengan menggunakan Dimetil sulfat dan piperidin. Perlakuan A dengan pembeian Dimetil sulfat, piperidin dan asam.  Perlakuan T dengan pemberian Hydrazine dan piperidin. Perlakuan C, dengan pemberian Hydrazine, piperidin dan garam.

Gambar 2 : Gambaran/alur sekuensing metode Maxam-Gilbert  

Metode Sanger

Gambar 3 : Frederick Sanger

Frederick sanger, mendidakasikan dirinya di dalam bidang untuk mengetahui urutan molekul biologi. Karya pertamanya adalah dapat menguraikan komponen asam amino pada insulin, hingga dia mendapat anugrah nobel di bidang kimia pada tahun 1958 (Sanger, 1958). Karya selanjutnya ialah ia mampu menguraikan urutan nukelotida pada untaian DNA sehingga ia mendapatkan Nobel untuk yang kedua kalinya pada tahun 1980 bersama rekan-rekannya Paul Berg, dan Walter Gilbert.  Sebagai gambaran, pada masa itu sangat sulit untuk memurnikan DNA, pada masa tersebut enzim restriksi juga masih merupakan barang baru. Sehingga semua di lakukan secara konvensional, berbeda dengan sekarang yang segala sesuatunya sudah ada. Sanger meggunakan ØX- 174 sebagai objek penelitiannya. Memiliki panjang genom 5386 bp. Meskipun memiliki ukuran yang cukup panjang pada satu running. Namun Sangee percaya bahwa metode ini dapat mengungkap secara mendetail urutan basa nukleotida pada untaian DNA. Metode sanger meniru metode yang berada pada Transkripsi sehingga mirip dengan Polimarase chain rection (PCR), yang menggunakan DNA polymerase  untuk mensintesis strand complement baru, , sehingga dalam metode ini juga membutuhkan primer (sekuan pendek yang complement dengan DNA target)  sebagai penyedia gugus fosfat.

Point utama dalam metode ini adaah digunakannya ddNTP (gambar 4), yang   merupakan gula ribose yang kehilangan dua gugus O, sehingga reaksi tidak dapat berlanjut. ddNTP juga sudah mendapat perlakuan pelabelan sehingga dapat diamati secara baik. ddNTP akan menempel secara random  sehingga akan mengisi sela-sela dNTP (gula ribose yang dibutuhkan secara normal pada reaksi PCR). Urutan-urutan random yang dihasilkan kemudian di gabungkan sehingga mampu menjelaskan urutan nuklotida.

 

Gambar 4: Perbandingan antara struktur dedeoxiNTP (kiri) dengan deoxiNTP (kanan)

Gambar 5: Gambaran sekuencing metode sanger

 

Pada metode yang asli, urutan nukleotida DNA tertentu dapat disimpulkan dengan membuat secara paralel empat reaksi perpanjangan rantai menggunakan salah satu dari empat jenis basa pemutus rantai pada masing-masing reaksi. Fragmen-fragmen DNA yang kemudian terbentuk dideteksi dengan menandai (labelling) primer yang digunakan dengan fosfor radioaktif sebelum reaksi sekuensing dilangsungkan. Keempat hasil reaksi tersebut kemudian dielektroforesis pada empat lajur yang saling bersebelahan pada gel poliakrilamida.

Hasil pengembangan metode ini menggunakan empat macam primer yang ditandai dengan pewarna berpendar (fluorescent dye). Hal ini memiliki kelebihan karena tidak menggunakan bahan radioaktif; selain menambah keamanan dan kecepatan, keempat hasil reaksi dapat dicampur dan dielektroforesis pada satu lajur pada gel. Metode ini dikenal sebagai metode dye primer sequencing.

Gambar 6: Poliacrilamit gel yang digunakan untuk sekuencing

Nice Cat Expression

in every expression its look cute, Rigt!!!

How Fast Your Cat ????????

The domestic cat is a small, usually furry, domesticated, and carnivorous mammal. They are often called housecats when kept as an indoor pet or simply cats when there is no need to distinguish them from other felids and felines. this is just a video that imagine how agesive this animal. . 

APLIKASI MIKROBIOLOGI DALAM BERBAGAI BIDANG

BAB I. PENGANTAR

Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang mikrobia. Mikrobiologi dapat diaplikasikan pada berbagai bidang, yaitu bidang pertanian dan lingkungan, pangan dan industri, kesehatan, dan bioteknologi. Di alam ini ada banyak sekali bakteri. Bakteri-bakteri yang terdapat di alam tidak semuanya merugikan atau bahkan berbahaya, justru sebagian besar tidak bersifat patogenik dan berperan sangat besar bagi kehidupan di dunia ini.

Salah satu kajian bidang mikrobiologi adalah bagaimana mikroorganisme dapat bekerja dan memberikan manfaat bagi kesejahteraan umat manusia. Penggunaan mikroorganisme dapat diterapkan dalam bebagai bidang kehidupan, seperti: bidang pertanian untuk meningkatkan produktifitas hasil pertanian; bidang makanan dan industri untuk menghasilkan produk makanan alternatif yang kaya dengan gizi serta dapat membatasi kerusakan bahan pangan dan hasil olahan makanan. Dalam bidang kesehatan penggunaan mikroorganisme dapat mengetahui lebih dalam tentang penyakit infeksi, penyebarannya serta cara pengobatannya dengan berbagai cara seperti pemberian antibiotika. Dalam bidang bioteknologi penggunaan mikroorganisme diaplikasikan dalam pemulihan dan remediasi lingkungan yang tercemar.

Makalah ini akan membahas tentang aplikasi mikrobiologi dalam bidang pertanian dan lingkungan yang membahas tentang biopestisida dan biofertilizer, pangan dan industri yang membahas tentang penggunaan mikroba dalam produksi makanan dan industri pembuatan bir, wine, dan spirit, kesehatan yang membahas tentang pembuatan antibiotik, vaksin dan hormon insulin, dan bioteknologi yang membahas peran mikroorganisme dalam rekayasa genetika dan pembersihan lingkungan.

 BAB II. PEMBAHASAN

A.    Bidang Pertanian dan Lingkungan

Di bidang pertanian, banyak mirobia yang dimanfaatkan dan berhubungan timbal balik dengan tanaman. Di bidang lingkungan, mikrobia biasanya dimanfaatkan dalam proses pembuatan kompos, penjagaan kualitas air agar tetap bersih dan sehat untuk diminum dan digunakan sehari-hari, maupun secara alami merombak jasad mati di sekitarnya. Contohnya saja, untuk meningkatkan produktivitas dan tetap menjaga kualitas hasil pertanian kini banyak orang mulai menggunakan biopestisida dan biofertilizer.

Biopestisida ini berasal dari agen hayati yang ramah lingkungan dan aman bagi kesehatan. Biopestisida biasanya bekerja secara antagonis spesifik terhadap hama dan penyakit yang menyerang tanaman pertanian. Oleh karena sifatnya yang antagonis spesifik, biopestisida hanya menyerang hama dan penyakit target sehingga tidak membahayakan tanaman pertanian dan manusia yang memakan produk pertanian itu. Biopestisida dapat berupa biofungisida dan bioinsektisida. Salah satu contoh biofungisida yang digunakan di Indonesia yaitu pemanfaatan Trichoderma harzianum. Mikroba yang dapat mengendalikan hama tanaman antara lain yaitu Bacillus thurigiensis (BT).

Trichoderma harzianum dapat menjadi hiperparasit pada beberapa spesies jamur penyebab penyakit tanaman (Gambar 2.1.). Cara kerja agen pengendali hayati yang bersifat antagonis dalam menekan populasi atau aktifitas pathogen tumbuhan dapat berupa kompetisi, hiperparasitisme dan antibiosis. Jamur Trichoderma harzianum bekerja dengan memproduksi senyawa racun berupa trichodermin, trichodermol dan chrysophanol yang dapat menyebabkan lisis pada hifa jamur lain. Kelebihan lain dari T. harzianum adalah mampu membentuk koloni dengan sangat cepat di daerah perakaran tanaman (rhizosfer) sehingga seperti mantel yang melindungi akar tanaman dari serangan jamur penyakit, mempercepat pertumbuhan tanaman, dan meningkatkan hasil produksi tanaman.

 Gambar 2.1. Trichodema harzianum menginfeksi jamur parasit yang lain

Bacillus thuringiensis bekerja sebagai bioinsektisida dengan cara mengeluarkan racun di saluran pencernaan serangga (Gambar 2.2).

Gambar 2.2. Proses kerja Bacillus thuringiensis sebagai bioinsektisida

Pemanfaatan mikroba tanah untuk meningkatkan dan mempertahankan kesuburan tanah dalam sistem pertanian sangat penting. Beberapa mikroba tanah seperti Rhizobium, Azospirillum dan Azotobacter, bakteri pelarut fosfat, ektomikoriza, dan endomikoriza dapat dimanfaatkan sebagai biofertizer pada pertanian organik. Bioferlizer berfungsi antara lain untuk membantu penyediaan dan mempermudah penyerapan hara bagi tanaman, membantu dekomposisi bahan organik, menyediakan lingkungan rhizosfer yang lebih baik sehingga pertumbuhan dan produksi tanaman akan meningkat. Oleh karena itu, sekarang banyak dikembangkan pemupukan tanaman menggunakan biofertilizer. Salah satubiofertilizer yang akan dibahas di sini adalah Rhizobium dan Azospirillum.

Bakteri Rhizobium adalah salah satu contoh kelompok bakteri yang berkemampuan sebagai penyedia hara bagi tanaman yang bekerja dengan cara menambat N bebas dari udara. Dalam bekerja, Rhizobium bersimbiosis dengan akar tanaman legum dan membentuk bintil-bintil pada akar. Azospirillum mempunyai potensi cukup besar untuk dikembangkan sebagai pupuk hayati. Bakteri ini banyak dijumpai berasosiasi dengen tanaman jenis rerumputan, termasuk beberapa jenis serealia, jagung, cantel, dan gandum. Infeksi yang disebabkan oleh bakteri ini tidak menyebabkan perubahan morfologi perakaran, meningkatkan jumlah akar rambut, menyebabakan percabangan akar lebih berperan dalam penyerapan hara. Keuntungan lain dari bakteri ini, bahwa apabila saat berasosiasi dengan perakaran tidak dapat menambat nitrogen, maka pengaruhnya adalah meningkatkan penyerapan nitrogen yang ada di dalam tanah.

B.   Aplikasi Mikrobia dalam Bidang Pangan dan Industri

Pertumbuhan populasi manusia yang pesat dimana dalam 40 tahun terakhir mencapai 2 kali lipat dari sebelumnya, mengharuskan tersedianya pemenuhan kebutuhan  dasar pangan manusia dalam jumlah besar. Hasil murni pertanian, peternakan, ataupun perkebunan, dirasa tidak mencukupi kebutuhan nutrisi dan gizi manusia. Pengembangan dari teknologi pangan tepat guna adalah salah satu cara untuk mengatasi problematika di atas. Dalam hal ini peran mikrobia yang terkaji dalam lingkup mikrobiologi menjadi sangat penting mengingat abilitas fermentasinya untuk mengubah bahan makanan biasa menjadi bahan pangan yang sarat nutrisi. Berikut akan dijelaskan keterkaitan antara pengembangan produksi makanan dan minuman dengan mikrobia yang menguntungkan pada ranah Industri.

B.1. Produksi Makanan

 Penggunaan mikrobia dalam dunia pangan antara lain tampak dalam produksi: roti, olahan susu, cuka, sauerkraut, olahan kedelai, dll. Tabel 3.1 menunjukkan produk yang dihasilkan menggunakan bantuan mikroba, beserta jenis mikrobanya.

Tabel 2.1. Beberapa Hasil Produk Fermentasi Beserta Mikrobia

No.	Produk	Fermentor	Produksi
1	Roti	Ragi, Saccharomyces cerevisiae	Fermentasi pada suhu ± 25OC dalam beberapa jam, ragi menghasilkan sedikit alcohol dan banyak CO2. CO2 membuat roti mengembang.
2	Yogurt	Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulcaricus	Biasa disebut krim asam. Asam laktat 2-3% yang dihasilkan pada proses fermentasi menyebabkan susu mengental.
3	Keju	Brevibacterium linens, Penicillium camemberti, Penicillium roquerforti, Propionibacterium sp. dll.	Bl dan Pc mengeluarkan enzim proteolitik, sedang Lipase pada Pr melepaskan asam lemak berantai pendek seperti butirat, kaproat, dan kaprilat yang membuat variasi rasa pada keju. Propionibacterium memproduksi asam propionat, asam asetat, dan CO2, membuat tekstur keju berlubang-lubang (keju swiss).
4	Cuka	Acetobacter aceti	Mengandung 4% asam asetat.
5	Sauerkraut dan Pickles	Lactobacillus sp., Leuconostoc mesenteroides	Asinan kubis dan mentimun. Dibutuhkan dalam pengawetan makanan.
6	Tempe	Rhizopus oryzae, Rhizopus olygosporus.	Hifa jamur melakukan penetrasi ke dalam biji untukselanjutnya terjadi fermentasi tempe. Nutrisi tempe lebih tinggi daripada kedelai biasa.
7	Kecap	Aspergilus oryzae, Pediococcus soyae, Torulopsis sp., Aspergilus rouxii	Aspergilus oryzae memfermentasi zat tepung menjadi glukosa. Glukosa diubah menjadi asam dan alcohol oleh mikrobia lainnya.

B.2. Industri Bir, Wine, dan Spirit

         Secara umum, minuman keras seperti bir, wine, whiskey, dll dibuat dari fermentasi biji atau buah. Wine terbuat dari anggur, bir dari biji-bijian sereal, misalnya barley. Agen fermentasinya adalah Saccharomyces sp. Setelah proses fermentasi selesai dan dihasilkan berbagai macam jenis alcohol, maka bir didistilasi untuk memisahkan antara alcohol dengan materi lain yang tidak dipergunakan.

 

       Gambar 2.3. Proses Fermentasi Bir.

                   Sumber : Jacquelyn G Black. Microbiology: Principles and Exploration 8^th Edition

  

B.2. Industri Penting Lainnya

Ruang lingkup mikrobiologi dalam bidang industri memang sangat luas. Mikroorganisme dapat digunakan sebagai agen sebagai agen pemroduksi bahan-bahan berguna bagi manusia seperti bahan bakar (biofuels), bahkan digunakan sebagai pengekstrak logam dan mineral seperti tembaga, besi, uranium, arsenic, timah, seng, kobalt, dan nikel.

C.    Bidang Kesehatan

C.1. Antibiotik

  Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Pembuatan antibiotik dilakukan dengan fermentasi.

  Proses fermentasi penisilin didahului oleh tahapan seleksi strain Penicillium chrysogenum pada media agar dan perbanyakan. Penicillium chrysogenum yang dihasilkan dapat mencapai konversi yield maksimum sebesar 13 – 29 %. Hasil tersebut difermentasi ke dalam fermentol pada suasana asam (pH 5,5). Selama proses fermentasi berlangsung dilakukan pengadukan, sementara udara steril dikeluarkan kedalam fermentol. Temperatur operasi dijaga konstan selama fermentasi penisilin berlangsung dengan cara mensirkulasikan air pendingin. Kapang aerobik dibiarkan tumbuh selama 5 – 6 hari saat gas CO2 mulai terbentuk. Ketika penisilin ini dihasilkan jumlahnya telah maksimum, maka cairan hasil fermentasi tersebut didinginkan hingga 28^oF (2^oC), dan dimasukkan kedalam rotari vacum filter untuk memisahkan miselia dan penisilin. Miselia akan dibuang, sehingga diperoleh filtrat berupa cairan jernih yang mengandung penisilin. Tahap ekstraksi dan Kristalisasi dilakukan untuk mendapatkan penisilin yang siap dikonsumsi. Jamur Penicillium notatum dan Penicillium crysogenum  mengeluarkan zat penisilin yang dapat mematikan bakteri yang hidup disekitarnya. Karena kemampuannya zat penisilin dibuat sebagai antibiotik.

C.2. Vaksin

  Vaksin adalah bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme lain. Vaksin dapat berupa galur virus atau bakteri yang telah dilemahkan sehingga tidak menimbulkan penyakit. Vaksin dapat juga berupa organisme mati atau hasil-hasil pemurniannya (protein, peptida, partikel serupa virus, dsb). Vaksin akan mempersiapkan sistem kekebalan manusia atau hewan untuk bertahan terhadap serangan patogen tertentu, terutama bakteri, virus, atau toksin. Vaksin juga bisa membantu sistem kekebalan untuk melawan sel-sel degeneratif (kanker).

  Contoh vaksin yang mudah dikembangkan adalah pembuatan virus polio inaktif. Mikroorganisme yang digunakan adalah Poliovirus yang merupakan virus RNA kecil yang terdiri atas tiga strain berbeda. Proses produksi vaksin inaktif polio secara umum melalui penyiapan medium (sel vero) untuk pengembangbiakan virus, penanaman atau inokulasi virus, pemanenan virus, pemurnian virus dan inaktivasi virus.

                Gambar 2.4. Proses Pembuatan Vaksin

C.3. Hormon Insulin

 Rekayasa DNA dapat digunakan untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron. Contohnya adalah hormon insulin manusia yang dihasilkan dengan bantuan Escherechia coli. Produksi insulin dapat dilakukan dengan cara mentransplantasikan gen-gen pengendali hormon tersebut ke plasmid bakteri. Keberhasilan memindahkan gen insulin manusia ke dalam bakteri sudah dapat diperoleh, yaitu melalui bakteri-bakteri yang tumbuh dengan metode fermentasi. Teknik Plasmid bertujuan untuk membuat hormone dan antibodi. Misal untuk membuat hormon insulin dengan teknik plasmid. Gen atau DNA dipotong dengan Enzim Endonuklease Restriksi Gen atau DNA disambung dengan Enzim Ligase.

 Langkah dalam pembuatan insulin yaitu mengisolasi plasmid dari E. coli. Plasmid merupakan salah satu bahan genetik bakteri yang berupa untaian DNA berbentuk lingkaran kecil. Pemotongan segmen plasmid menggunakan enzim restriksi endonuklease, sementara itu DNA yang di isolasi dari sel pankreas dipotong pada suatu segmen untuk mengambil segmen pengkode insulin. Pemotongan dilakukan dengan enzim yang sama. DNA kode insulin tersebut disambungkan pada plasmid menggunakan bantuan enzim DNA ligase. Hasilnya adalah kombinasi DNA kode insulin dengan plasmid bakteri yang disebut DNA rekombinan. DNA rekombinan yang terbentuk disisipkan kembali ke sel bakteri. Bakteri E. coli berkembangbiak, maka akan dihasilkan koloni bakteri yang memiliki DNA rekombinan. Setelah tumbuh membentuk koloni, bakteri yang mengandung DNA rekombinan diidentifikasi menggunakan probe. Probe adalah rantai RNA atau rantai tunggal DNA yang diberi label bahan radioaktif atau bahan fluorescent dan dapat berpasangan dengan basa nitrogen tertentu dari DNA rekombinan. Pada langkah pembuatan insulin ini probe yang digunakan adalah ARNd dari gen pengkode insulin pankreas manusia. Memilih koloni bakteri mana yang mengandung DNA rekombinan, caranya adalah menempatkan bakteri pada kertas filter lalu disinari dengan ultraviolet. Bakteri yang memiliki DNA rekombinan dan telah diberi probe akan tampak bersinar. Bakteri yang bersinar inilah yang kemudian diisolasi untuk membuat strain murni DNA rekombinan. Dalam metabolismenya, bakteri ini akan memproduksi hormon insulin.

  

 

                        Gambar 2.5. Proses Pembuatan Insulin

D.  Bidang Bioteknologi

Bioteknologi  merupakan ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip biologi yang memanfaatkan jasad  hidup  untuk  meningkatkan potensi makhluk  agar menghasilkan produk  dan jasa yang bermanfaat.  Penerapan  bioteknologi  biasanya menggunakan mikroorganisme. Mikroorganisme   memiliki peranan yang sangat penting  dalam pengembangan bioteknologi di berbagai bidang kehidupan.  

Aplikasi  mikroorganisme dalam bioteknologi diantaranya sebagai berikut:

D.1. Rekayasa Genetika

Rekayasa  Genetika  merupakan teknik biologi modern saat ini. Rekayasa genetika melibatkan pemindahan gen atau lebih dikenal dengan  Transgen, yaitu menyisipkan/ mengintroduksikan   gen asing yang  ada  pada organisme tertentu  kedalam organisme lain  sehingga  mampu mengekspresikan gen asing  tersebut.

·      Transgenik pada Tumbuhan

Berbagai  peneliti  dari ilmuwan  pertanian  sekarang mampu  memberikan gen-gen  pengkode sifat-sifat yang bermanfaat  pada sejumlah tanaman pangan, misalnya sifat penundaan pematangan buah peningkatan nilai gizi  serta resistensi terhadap pembusukan dan penyakit. Gen ini dapat ditransfer dari tumbuhan yang lain dengan menggunakan sebuah vector ( pembawa DNA) berupa  plasmid.

Vektor yang paling umum digunakan  untuk mengintroduksikan tanaman adalah sebuah plasmid, disebut plasmid Ti ( Ti plasmid) dari bakteri tanah Agrobacterium tumefaciens. Plasmid ini mengintegrasikan salah satu DNA nya, dikenal dengan DNA T, kedalam DNA kromosom sel tanaman inangnya. Plasmid Ti rekombinan ini selanjutnya diintroduksikan kedalam kultur sel melalui metode elektroporasi, yaitu  sel tanaman yang akan menerima gen asing harus mengalami pelepasan dinding sel  hingga menjadi  protoplas (sel yang kehilangan dinding sel^. Selanjutnya sel diberi kejutan listrik dengan voltase tinggi untuk membuka pori-pori membran sel tanaman sehingga  DNA  asing dapat masuk ke dalam sel dan bersatu (terintegrasi) dengan DNA kromosom tanaman.

Kemudian, dilakukan proses pengembalian dinding sel tanaman. atau dikembalikan pada Agrobacterium yang kemudian diberikan sebagai suspensi cair untuk  menginfeksi suatu tanaman yang dikehendaki atau pada sel- sel tanaman yang dikultur. Begitu plasmid diambil oleh sel tanaman, DNA T nya berintegrasi kedalam DNA kromosom sel . Hasil akan menunjukkan bahwa sel-sel yang telah tertransformasi pembawa transgen yang dikehendaki dapat meregenerasi tanaman utuh yang menunjukkan sifat baru yang diberikan oleh transgen.

    Gambar 2.6. Proses Pemanfaatan Mikroba dalam Rekayasa Genetika

·      Budidaya Hewan

Teknologi DNA memungkinkan ilmuwan menghasilkan hewan transgenic yang mempercepat proses pembiakan selektif. Tujuannya menciptakan hewan transgenic yang sama dengan tujuan pembiakan tradisional, misalnya dengan membuat bulu domba dengan kualitas wol yang lebih baik, sapi yang dewasa dalam jumlah singkat.

D.2. Pembersihan  Lingkungan

Para ahli bioteknologi  mampu mentansfer gen gen pengkode protein kemampuan metabolisme yang berharga  dari suatu mikrobia tertentu  kedalam  mikroorganisme lain, yang digunakan untuk mengatasi masalah lingkungan.

Saat ini banyak bakteri yang mampu mengekstraksi logam berat seperti tembaga timbel, dan nikel dari lingkungan yang menggabungkan logam-logam itu menjadi senyawa tembaga sulfat atau timbel sulfat. Mikroba yang direkayasa genetic bisa menjadi  penting dalam penambangan mineral maupun pembersihan  limbah pertambangan yang kaya toksik, karena kemampuannya dalam mendegradadi hidrokarbon dan senyawa kimia lainnya. Sehingga dapat digunakan di pusat limbah cair atau mengolah limbah  sebelum dilepas  ke lingkungan. Salah satu mikroba yang berperan dalam mengekstraksi logam berat: Nitrobacter sp

Biofuel atau bahan bakar hayati dari tanaman pangan seperti jagung , kedelai dan singkong. Dalam teknik ini tidak ada rekayasa genetika yang terlibat akan tetapi Untuk menghasilkan etanol, pati yang dibuat secara alamiah oleh tumbuhan diubah menjadi gula yang kemudian difermentasikan oleh mikroorganisme. Proses ini mampu menghasilkan bahan bakar yang ramah lingkungan.

 BAB III. PENUTUP

SIMPULAN

1.      Aplikasi mikrobiologi dalam bidang pertanian dan lingkungan yaitu biopestisida dengan memanfaatkan Trichoderma harzianum sebagai agen pengendali hayati untuk menekan penyakit layu pada tanaman dan  Bacillus thuringiensis sebagai insektisida.

2.      Aplikasi mikrobiologi dalam bidang pangan dan industri dengan memanfaatkan bebagai macam mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulcaricus, Brevibacterium linens, Penicillium camemberti, Penicillium roquerforti, Propionibacterium sp, Acetobacter aceti, Lactobacillus sp., Leuconostoc mesenteroides, Rhizopus oryzae, Rhizopus olygosporus, Aspergilus oryzae, Pediococcus soyae, Torulopsis sp., Aspergilus rouxii melalui fermentasi.

3.      Aplikasi mikrobiologi dalam bidang kesehatan dengan memanfaatkan Penicillium chrysogenum untuk pembuatan antibiotik, virus dalam pembuatan vaksin, dan plasmid bakteri untuk pembuatan hormon insulin.

4.      Aplikasi mikrobiologi dalam bioteknologi dengan memanfaatkan plasmid TI dari Agrobacterium tumifaciens untuk rekayasa genetika dan Nitrobacterium sp. dalam pembersihan lingkungan.

Daftar Pustaka

Black, Jacquelyn G. 2012. Microbiology: Principles and Exploration 8^th Edition. USA : John Wiley & Sons, Inc.

Prasetyo, Budi. 2011. Peranan Bakteri dibidang Pertanian. http://adsberbagi.blogspot.com/2011/12/peranan-bakteri-di-bidang-pertanian.html. Diakses tanggal 16 September 2012.

Prihatini, T., A. Kenjtanasari, dan Subowo. 1996. Pemanfaatan Biofertilizer untuk     Peningkatan Produktivitas Lahan Pertanian. Jurnal Litbang Pertanian XV (1).

      Campbell.  Biologi Edisi Kedelapan. Jilid 1 . 2010. Jakarta: Erlangga.

Abbas AK, Lichtman AH. Antibodies and antigens. In: Schmitt WR, Krehling H, editors. Cellular and molecular immunology. 5^th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders; 2005. p. 43-64.

Riswahyudi, A. H. & Syahrudin, Elisna. 2011. Mikrobiologi Kesehatan. Departemen Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FKUI-RS Persahabatan, Jakarta.  http://www.klikpdpi.com/jurnal.