Penerapan dan manfaat Bioteknologi dalam antibiotik dari mikroorganisme

 Penerapan dan manfaat Bioteknologi dalam antibiotik dari mikroorganisme

1.      Penghasil Protein Sel Tunggal (PST)

Mikroorganisme, seperti ganggang, jamur, maupun bakteri, dapat menghasilkan protein. Protein ini berada di dalam sel, bukan merupakan bahan yang disekresikan oleh sel. PST sangat menguntungkan karena dapat digunakan sebagai sumber protein. Hal ini disebabkan karena:

a.       Secara umum, organisme dapat membelah diri dengan cepat.

b.      idak memerlukan lahan yang terlalu luas.

c.       Dapat hidup di tempat limbah buangan, seperti selulosa, limbah minyak bumi, atau limbah organik yang lain.

d.      Mikroorganisme fotosintetik seperti ganggang dapat memanfaatkan energi cahaya untuk digunakan sebagai penghasil PST.

Contoh protein sel tunggal adalah Spirulina dan Chorella.

Selain keuntungan, ada beberapa kekurangan PST, antara lain:

a.       PST mempunyai dinding sel yang terdiri atas selulosa, khususnya ganggang, sedangkan manusia tidak dapat mencerna selulosa.

b.       PST yang dihasilkan kurang menarik, seperti jeli.

c.        Kandungan asam nukleat (DNA dan RNA) dari PST cukup tinggi dan sulit dicerna serta dapat menimbulkan asam urat.

2.      Penghasil Zat-Zat Organik

Beberapamikroorganisme dapat menghasilkan zat-zat  organik, seperti etanol, asam cuka, asam sitrat, aseton, dan gliserol. Zat-zat organik itu dapat digunakan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai bahan minuman. Untuk menghasilkan etanol (alkohol) dibutuhkan sel-sel ragi dengan bahan baku karbohidrat, seperti singkong dan beras. Adapun proses pembuatannya sering disebut dengan istilah fermentasi (proses peragian). Proses ini berlangsung secara anaerobik dan menghasilkan karbon dioksida dalam bentuk gelembung udara.

 

3.      Penghasil Obat

Sementara itu peranan mikroorganisme di bidang kesehatan adalah dalam pembuatan obat antibiotik. Antibiotik merupakan zat yang dihasilkan dari mikroorganisme atau bakteri baik, antibiotik berfungsi untuk menyembuhkan suatu penyakit di dalam tubuh.

Berikut ini adalah beberapa bakteri penghasil antibiotic:

a.       Bacillus Brevis, merupakan bakteri penghasil antibiotik kerotrisin.

b.      Bacillus Polymyxa, merupakan bakteri penghasil antibiotik polymyxa.

c.       Bacillus Subtilis, merupakan bakteri penghasil antibiotik basitrasin

d.      Penicillium, merupakan bakteri penghasil antibiotik penisilin

e.       Sterptomyces Aureofaciens, merupakan bakteri penghasil antibiotik tetracycline

f.       Streptomyces Griseus, merupakan bakteri penghasil antibiotik streptomycin

g.      Streptomyces Venezuelae, merupakan bakteri penghasil antibiotik chloramphenicol

Penicillium sp. penghasil antibiotik penicillin

Salah satu contohnya, yaitu:

Penggunaan antibiotik umumnya disarankan dalam jangka waktu yang panjang, karena penggunaan bakteri yang tanggung akan membuat bakteri jahat dapat kebal sedangkan penggunaan pada dosis tertentu dalam jangka panjang akan memutasi bakteri jahat di dalam tubuh.

Mekanisme kerja antibiotik yaitu adanya efek penekanan untuk menghentikan proses biokimia di dalam organisme khususnya pada jenis bakteri dan infeksi. Mekanisme kerja antibiotik yaitu adanya proses penghambatan membran sel bakteri, penghambatan sintesis asam nukleat, penghambatan dinding sel bakteri, penghambatan sintesis protein di ribosom serta penghambatan metabolik atau antagonis folat.

Antimikroba mempunyai 5 mekanisme kerja yang utama, yaitu:

1.      Antimetabolik

Antimikroba bekerja memblok tahap metabolic spesifik mikroba. Termasuk dalam hal ini adalah sulfonamid dan trimetrofin. Sulfonamida akan menghambat pertumbuhan sel dengan cara menghambat sintesa asam folat oleh bakteri. Sulfonamid bebas secara struktur mirip dengan asam folat, para amino asam benzoat (PABA), dan bekerja sebagai penghambat kompetitif untuk enzim-enzim yang mempersatukan PABA dan sebagian pteridin menjadi asam dihidropteroat. Trimetripom secara struktur mirip pteridin yang dihirolisis oleh enzim dihidrofolat reduktase dan bekerja sebagai penghambat kompetitif enzim tersebut yang dapat mengurangi dihidrofolat menjadi tertrahidrofolat.

2.      Menghambat sintesis dinding sel. Contoh : penisislin, sefalosforin, vankomisin.

3.      Menghambat fungsi membrane sel. Disini antimikroba bekerja secara langsung pada membrane sel yang akan mempengaruhi permiabilitas dan menyebabkan keluarnya senyawa intra selular bakteri. Contoh : polimiksin

4.      Menghambat sintesa protein

Antimikroba mempengaruhi fungsi ribosom bakteri yang dapat menyebabkan sintesis protein dihambat. dalam hal ini antibiotik dapat berinteraksi dengan ribosom 30s, termasuk : aminoglikosida, tetrasiklin, dan spekttinomisin atau berinteraksi dengan ribosom 50s, misalnya pada kloramfenikol dan eritromisin.

5.      Menghambat asam nukleat. Contohnya : rifampisin akan mengikat dan menghambat DNA-dependent RNA polymerase yang ada pada bakteri, kuinolon akan menghambat DNA girase.

 

4.      Penghasil Energi

Saat ini, persediaan bahan bakar makin menipis. Oleh karena itu, para ahli berusaha mencari solusi untuk menyelesaikan masalah energi melalui bioteknologi sehingga dapat diperoleh energi yang aman dan tersedia secara lestari. Salah satu energi yang dikembangkan melalui bioteknologi saat ini adalah biogas. Biogas merupakan gas metana yang diproduksi oleh mikroorganisme di dalam medium kotoran ternak. Kotoran ternak dicerna oleh mikroorganisme menjadi gas metana yang kemudian dialirkan ke rumah-rumah sebagai penghasil energi. Sedangkan, limbahnya dapat digunakan sebagai pupuk. Cara pembuatannya adalah campuran kotoran ternak dan air dimasukkan pada tangki pengumpul, kemudian diaduk. Setelah rata, tangki pengumpul dimasukkan ke dalam tangki pencerna.

5.      Pengurai Limbah

Pengolahan limbah secara biologis merupakan pengolahan limbah dengan menggunakan bakteri untuk mencerna limbah tersebut. Pengolahan limbah dengan cara ini tidak membutuhkan biaya yang besar dan lebih ramah lingkungan. Limbah industri harus diolah terlebih dahulu melalui Unit Pengolahan Limbah (UPL) sebelum dikeluarkan ke lingkungan agar tidak terjadi pencemaran. Dalam UPL biologis, bakteri pencerna dimasukkan ke dalam bak berisi limbah yang diberi aerator (alat pemasok udara) untuk memasukkan oksigen yang berguna untuk pernapasan bakteri secara aerobik. Limbah akan terurai dan dapat dibuang ke lingkungan setelah air dipisahkan dari endapan limbah yang tidak berbahaya.

Baca Juga : makalah-bioteknologi