Bioteknologi Kultur Jaringan dan Rekayasa Genetika

Bioteknologi Kultur Jaringan dan Rekayasa Genetika

Bioteknologi Kultur Jaringan dan Rekayasa Genetika

Bioteknologi Kultur Jaringan dan Rekayasa Genetika
Bioteknologi Kultur Jaringan dan Rekayasa Genetika

1. Kultur Jaringan 

Aspek bioteknologi yang penting pada tanaman adalah kultur jaringan tumbuhan. Kultur jaringan tumbuhan merupakan salah satu teknik kloning tumbuhan. Suatu klon tumbuhan merupakan populasi tumbuhan yang diproduksi secara aseksual dari satu nenek moyang. Kultur jaringan tumbuhan (mikropropagasi) adalah bentuk perbanyakan (propagasi) tumbuhan secara vegetatif dengan memanipulasi jaringan somatik (jaringan tubuh) tumbuhan di dalam kultur aseptik (bebas kuman) dengan lingkungan terkontrol. Kultur jaringan tumbuhan utuh dapat dihasilkan dari bagian atau potongan akar, batang, atau daun yang disebut eksplan yang masih hidup. Eksplan dapat membentuk tumbuhan yang utuh (planlet) karena adanya sifat totipotensi. Totipotensi pada tumbuhan merupakan kemampuan sel tumbuhan untuk berkembang menjadi tumbuhan yang utuh. Pada tumbuhan, semua bagian sel-sel mudanya yang masih aktif, misalnya ujung akar, ujung batang, dan meristem sekunder (kambium) merupakan sel yang totipoten. Potongan jaringan tumbuhan yang terdiri atas sejumlah kecil sel-sel pada medium kultur yang sesuai dan dibiarkan tumbuh menjadi massa sel yang belum terdiferensiasi disebut sebagai kalus. Medium kultur membutuhkan gula, garamgaram anorganik, nitrogen organik, dan unsur-unsur mikro. Di dalam medium ditambahkan juga hormon pertumbuhan untuk tumbuh, yaitu auksin dan sitokinin. Komposisi yang tepat dari medium kultur tergantung pada spesies tumbuhan yang akan di klon.

2. Rekayasa Genetika

Keberhasilan Watson dan Crick menemukan model DNA, dan pemecahan masalah sandi genetik oleh Nirenberg dan Mather membuka jalan bagi penelitian-penelitian selanjutnya di bidang rekayasa genetika. Sandi-sandi genetik pada gen (DNA) ini digunakan untuk penentuan urutan asam-asam amino pembentuk protein (enzim). Pengetahuan ini memungkinkan manipulasi sifat makhluk hidup atau manipulasi genetik untuk menghasilkan makhluk hidup dengan sifat yang diinginkan. Manipulasi atau perakitan materi genetik dengan menggabungkan dua DNA dari sumber yang berbeda akan menghasilkan DNA rekombinan.

Penggunaan DNA dalam rekayasa genetika untuk menggabungkan sifat makhluk hidup, karena DNA mengatur sifat-sifat makhluk hidup yang dapat diturunkan dan struktur DNA dari makhluk hidup apapun adalah sama. Ada beberapa cara untuk mendapatkan DNA rekombinan melalui rekayasa genetika, di antaranya adalah teknologi plasmid, fusi sel (teknologi hibridoma), dan transplantansi inti.

3. Teknologi Plasmid 

Molekul DNA berbentuk sirkuler yang terdapat dalam sel bakteri atau ragi disebut plasmid. Plasmid merupakan molekul DNA nonkromosom yang dapat berpindah dari bakteri satu ke bakteri yang lain dan mempunyai sifat pada keturunan bakteri sama dengan induknya. Selain itu, plasmid juga dapat memperbanyak diri melalui proses replikasi sehingga dapat terjadi pengklonan DNA yang menghasilkan plasmid dalam jumlah banyak. Karena sifat-sifat plasmid yang menguntungkan, maka plasmid digunakan sebagai vektor atau pembawa gen untuk memasukkan gen ke dalam sel target.

Contoh aplikasi penggunaan teknologi plasmid yang telah dikembangkan manusia adalah produksi insulin secara besarbesaran. Insulin dibuat di dalam tubuh manusia dengan dikontrol oleh gen insulin. Insulin ini kemudian diambil dari pulau langerhans tubuh manusia, lalu disambungkan ke dalam plasmid bakteri. Untuk menghubungkan gen insulin dengan plasmid diperlukan rekombinasi genetik. Dalam rekombinasi DNA dilakukan pemotongan dan penyambungan DNA.

Teknologi Plasmid 

Proses pemotongan dan penyambungan tersebut menggunakan enzim pemotong dan penyambung. Enzim pemotong dikenal sebagai enzim restriksi atau enzim penggunting yang bernama restriksi endonuklease. Enzim pemotong ini jumlahnya banyak dan setiap enzim hanya dapat memotong urutan basa tertentu pada DNA. Hasil pemotongannya berupa sepenggal DNA berujung runcing yang komplemen.

Selanjutnya, DNA manusia yang diinginkan disambungkan ke bagian benang plasmid yang terbuka dengan menggunakan enzim ligase DNA yang mengkatalis ikatan fosfodiester antara dua rantai DNA. Potongan DNA antara gen manusia dengan benang plasmid ini bisa menyambung karena endonuklease yang digunakan untuk memotong DNA manusia dan benang plasmid tersebut sama jenisnya. Sehingga, dihasilkan ujungujung yang sama strukturnya.

Gen manusia dan plasmid yang telah menyatu membentuk lingkaran plasmid ini disebut kimera (DNA rekombinan). Kimera tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel target E. coli. Bakteri ini akan hidup normal dan memiliki tambahan yang sesuai dengan sifat gen yang disisipkan.

Bakteri E. coli kemudian di kultur untuk dikembangbiakkan. Bakteri tersebut kemudian mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Hormon insulin ini akhirnya dapat dipanen untuk digunakan oleh orang yang membutuhkannya. Keuntungan dari insulin hasil rekayasa genetik ini adalah insulin tersebut bebas dari protein hewan yang tercemar yang sering menimbulkan alergi.

4. Fusi Sel (teknologi hibridoma)

Fusi sel (teknologi hibridoma) merupakan proses peleburan atau penyatuan dua sel dari jaringan atau spesies yang sama atau berbeda sehingga dihasilkan sel tunggal yang mengandung gen-gen dari kedua sel yang berbeda tersebut. Sel tunggal ini dinamakan hibridoma yang mempunyai sifat-sifat kedua sel.

Contoh penggunaan teknologi hibridoma adalah produksi antibodi dalam skala besar. Antibodi adalah protein yang dihasilkan oleh sel limfosit B atau sel T yang bertugas melawan setiap benda asing (anti gen) yang masuk kedalam tubuh. Anti bodi tertentu akan melawan antigen tertentu pula. Dalam proses fusi sel, sel B atau sel T dijadikan sebagai sel sumber gen yang memiliki sifat yang diinginkan, yaitu mampu memproduksi anti bodi. Sedangkan, sel wadah atau sel target digunakan sel mieloma atau sel kanker yang mampu membelah diri dengan cepat dan tidak membahayakan manusia. Kemudian, sel B atau sel T difusikan dengan sel mieloma. Untuk mempercepat fusi sel, digunakan fusi gen (zat yang mempercepat terjadinya fusi).

Contoh fusi gen adalah CSCl++, polietilenglikol (PEG), virus, dan NaNO3 . Hasil fusi antara sel limfosit B dengan sel mieloma menghasilkan hibridoma yang memiliki gen penghasil antibodi seperti induknya (sel B) dan dapat membelah dengan cepat seperti sel mieloma. Manfaat teknologi hibridoma yang lain, misalnya dalam pemetaan genom manusia dan menyilangkan spesies secara genetik dalam sel eukariotik.

5. Transplantasi Inti (nukleus)

Transplantasi inti (nukleus) ialah pemindahan inti dari sel satu ke sel yang lain. Sehingga diperoleh individu baru yang mempunyai sifat sesuai dengan inti yang diterima. Transplantasi nukleus contohnya pada sel domba. Nukleus dari sel-sel ambing domba yang diploid dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti sehingga terbentuk ovum berinti diploid dari ambing domba. Kemudian ovum melakukan pembelahan mitosis berulangkali menghasilkan morula, kemudian blastula.

Lalu blastula diklonkan menjadi banyak sel dan inti dari setiap sel diambil untuk dimasukkan ke dalam ovum tak berinti yang berbeda sehingga terbentuk ovum diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum dikultur secara in vitro dan akhirnya setiap ovum menjadi individu baru yang memiliki sifat dan jenis kelamin yang sama. E. coli dipilih sebagai sel target karena E. coli mudah diperoleh dan dipelihara, tidak mengandung gen yang membahayakan dan dapat membelah diri setiap 20 menit sekali.

 

Perawatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik

Perawatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik

Perawatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik

Perawatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik
Perawatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik

Perawatan Produk Rekayasa sebagai Pembangkit Listrik Sederhana

1. Pemeliharaan Lingkungan Sumber energi terbarukan ke depan menjadi penyangga pasokan energi nasional di antaranya berupa energi angin atau pembangkit tenaga hybrid yang belum banyak dimanfaatkan. Pengelolaan oleh masyarakat sangat dibutuhkan dalam menjaga keberlangsungan dan kehandalan dalam memenuhi kebutuhan tenaga listrik. Penguasaan teknologi energi dan pengelolaan sumber daya menjadi tantangan untuk terus ditingkatkan.

Kolaborasi bersama antara pemerintah pusat, daerah, akademisi, industri, dan komunitas masyarakat dapat membawa perubahan positif bagi lingkungan. Bertambahnya aktivitas produktif masyarakat baik dalam bidang pariwisata, pertanian, perikanan, kuliner, kerajinan, atau secara umum adanya pengembangan industri kretif yang dapat membawa peningkatan kesejahteraan masyarakat.

2. Pemeliharaan Peralatan Kehandalan ketersediaan pasokan listrik harus terus dijaga melalui hal-hal berikut.

a. Pemeliharaan (maintenance) secara berkala setiap bulan. Kendala kerusakan seperti tersambar petir berakibat pada kerusakan peralatan seperti inverter. Hal ini menjadi tantangan bagi masyarakat untuk mendalami langkah-langkah perbaikan terutama bagi teknisi setempat.

b. Kendala rusaknya kincir karena terpaan angin melebihi kecepatan, dibutuhkan pengendalian pengoperasian.

c. Kendala korosi pada casing generator kincir. Pemeliharaan dengan memberikan pelapisan/ pengecatan secara berkala agar uap air yang mengandung garam dapat diatasi.

d. Pemuaian pada generator karena adanya energi panas. Perawatan yang dilakukan dengan melakukan pembongkaran komponen dan menggulung ulang kumparan.

e. Pembangkit listrik tenaga hybrid yang menggunakan kombinasi antara kincir angin dan phovoltaic, perawatan panel surya dengan membersihkan debu yang menempel.

Baca juga : Materi Tentang Pengertian Listrik Dinamis

Wirausaha di Bidang Rekayasa Pembangkit Listrik Sederhana

1. Pemetaan dan Pemanfaatan Peluang Usaha Pemetaan peluang usaha dimaksudkan untuk menemukan peluang dan potensi usaha yang dapat dimanfaatkan, serta untuk mengetahui besarnya potensi usaha yang tersedia dan berapa lama usaha dapat bertahan. Ancaman dan peluang selalu menyertai suatu usaha sehingga penting untuk melihat dan memantau perubahan lingkungan dan kemampuan adaptasi dari suatu usaha agar dapat tumbuh dan bertahan dalam persaingan. Pemetaan potensi usaha dapat didasarkan pada sektor unggulan dari daerah. Pemetaan potensi menjadi sangat penting untuk mendorong pertumbuhan dan pemerataan ekonomi daerah. Pemetaan potensi usaha dapat dilakukan secara kuantitaif maupun kualitatif.

1. Analisis SWOT Analisa SWOT adalah suatu kajian terhadap lingkungan internal dan eksternal wirausaha/perusahaan. Analisis internal lebih menitikberatkan pada aspek kekuatan (strenght) dan kelemahan (weakness), sedangkan analisis eksternal untuk menggali dan mengidentifikasi semua gejala peluang (opportunity) yang ada dan yang akan datang serta ancaman (threat) dari kemungkinan adanya pesaing/calon pesaing.

Terdapat beberapa peluang usaha yang bisa dimanfaatkan secara kreatif dan mampu menghasilkan nilai tambah, antara lain sebagai berikut. 1) Memanfaatkan barang bekas 2) Memanfaatkan barang yang tersedia atau disediakan oleh alam 3) Memanfaatkan kejadian atau peristiwa yang ada di sekitar Indonesia memiliki potensi alam berupa sinar matahari yang bersinar sepanjang tahun dan potensi angin di daerah pantai yang memungkinkan untuk pembangkit listrik terbarukan melalui panel surya dan turbin bertenaga angin. Energi listrik yang dibangkitkan oleh panel surya dan turbin bertenaga angin berpotensi untuk dimanfaatkan pada proses elektrolisis air guna memproduksi gas H2 yang dapat dipakai dalam fuel cell. Bahan bakar baru yang aman dan ramah lingkungan diperlukan untuk menggantikan bahan bakar fosil. Fuel cell dengan bahan bakar gas H2 dan O2 sebagai alternatif yang tepat sebab gas buang berupa air sangat ramah lingkungan.

Lahan pertanian yang luas dapat dimanfaatkan untuk budidaya tanaman sebagai bahan bakar bioetanol untuk fuel cell. Tanaman seperti jagung, singkong, tebu, nira, sagu, sorgum, berbagai jenis rumput laut, kayu yang mengandung selulosa. Perencanaan yang baik, dalam upaya melakukan budidaya dengan menjaga kelestarian lingungan dalam jangka panjang akan dapat memberikan dukungan terhadap kesejahteraan masyarakat.

 

Pengemasan Rekayasa Pembangkit Listrik

Pengemasan Rekayasa Pembangkit Listrik

Pengemasan Rekayasa Pembangkit Listrik

Pengemasan Rekayasa Pembangkit Listrik
Pengemasan Rekayasa Pembangkit Listrik

Pengemasan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik Sederhana Energi Angin

1. Sistem Penyimpanan Energi Listrik Sumber daya alam di Indonesia sangat memungkinkan untuk dikembangkan energi baru terbarukan. Hasil pembangkit energi listrik yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk menghidupkan perekonomian di daerah tersebut. Listrik yang dihasilkan dapat menerangi jalanan, beberapa rumah tinggal. Bahkan, jika energi listrik yang dibangkitkan lebih besar lagi yang mampu direalisasikan, energi listrik itu dapat dimanfaatkan untuk menerangi perkampungan, kegiatan industri kecil, wisata edukasi, wisata kuliner menjadi satu bagian sistem yang saling mendukung.

Pembangkit listrik energi angin sering diistilahkan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB). Pengemasan energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTB menggunakan aki/baterai. Sistem ini membutuhkan kontrol elektronik untuk mengubah tegangan AC menjadi DC untuk dapat di simpan ke dalam baterai. Pada skala kecil digunakan generator DC dan disimpan di dalam baterai. Peralatan yang menggunakan sumber listrik DC dapat menggunakannya langsung dari baterai. Beban listrik yang berkembang di pasar banyak menggunakan standar PLN yaitu AC 220V/50 Hz. Inverter mengubah sumber listrik DC yang tersimpan di baterai menjadi AC sehingga mampu melayani keperluan energi listrik dari beban listrik seperti rumah tangga yang membutuhkan listrik di antaranya lampu, PC, TV, AC.

Baca juga : Perawatan Produk Rekayasa Pembangkit Listrik

1. Turbin angin, komponen yang terdiri atas baling-baling, generator listrik, ekor turbin angin yang digunakan untuk mendapatkan hembusan angin dengan mempertimbangkan kekuatan angin, kemampuan generator dan kekuatan balingbaling. Terdapat dua kelompok turbin, yaitu sumbu horizontal dan sumbu vertikal. Turbin ukuran kecil di bawah 100 kilowatt dan digunakan bersamaan dengan fotovoltaik.

Sistem ini sering diistilahkan dengan sistem hybrid.

a. Baling-baling, mengubah hembusan angin menjadi energi kinetik untuk memutar generator. Kebutuhan tertentu energi kinetik yang dihasilkan baling-baling ditambahkan gear-box untuk pengaturan kecepatan putar generator listrik sesuai kebutuhan melalui controller. Pengontrol mesin mulai dengan kecepatan angin sekitar 8-16 mil per jam (mph). Mesin dapat rusak jika tidak dikontrol.

b. Generator listrik, mengubah energi kinerik yang dihasilkan oleh baling-baling menjadi energi listrik. Untuk skala kecil menggunakan generator DC. Jika menggunakan aki 12 VDC, generator diusahakan mampu menghasilkan minimal energi listrik sebesar 12 Volt.

c. Ekor turbin, berfungsi mengarahkan unit turbin angin untuk dapat selalu berhadapan dengan arah angin.

2. Panel kontrol Panel kontrol dalam hal ini mengubah arus listrik AC menjadi arus listrik DC dan mengontrol pengisian arus listrik ke dalam baterai agar tidak merusak baterai karena over charging.

3. Baterai Menyimpan arus listrik yang dihasilkan generator agar dapat digunakan setiap saat. (pelajari tentang deep cycle battery). Pada saat kebutuhan/permintaan beban meningkat, alat penyimpan energi ini dapat berfungsi sebagai back up energi listrik dan menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang.

4. Inverter Mengubah tegangan listrik DC dari baterai menjadi AC untuk keperluan beban listrik.

5. Terminal Sumber Listrik DC/AC Beban listrik berupa peralatan eketronik, motor listrik, peralatan rumah tangga. Perhatikan spesifikasi dari semua peralatan listrik sebelum dihubungkan dengan sumber listrik, apakah AC atau DC.

Mendesain Kemasan Produk Pembangkit Listrik Sederhana 1. Ayo diskusikan dengan temanmu tentang penggunaan energi listrik terbarukan yang ada di daerah sekitarmu. 2. Apa pengalamanmu yang terkait energi terbarukan melalui kunjungan wisata, informasi di internet, atau media yang lain?

Selamat Berkreasi dan berkarya !