Guna teknologi DNA dibidang lingkungan

BIOLOGI
3B
NIM : 109016100057
Dipersembahkan oleh:
Bangga Praharja
Rekayasa genetika
Teknologi DNA
Manfaat teknologi DNA
Peran teknoloogi DNA dalam
lingkungan
Rekayasa Genetika
 Rekayasa genetik adalah
teknik yang dilakukan
manusia dengan cara
mentransfer/memindahka
n gen (DNA) yang
dianggap menguntungkan
dari satu organisme ke
susunan gen (DNA) dari
organisme lain.

Teknologi DNA
 Teknologi DNA adalah pembentukan kombinasi
materi genetik yang baru dengan cara penyisipan
molekul DNA kedalam suatu vektor sehingga
memungkinkan untuk terintegrasi dan mengalami
perbanyakan didalam suatu sel organisme lain yang
berperan sebagai sel inang
Manfaat Teknologi DNA
 Dengan mengisolasi dan mempelajari masing-masing
gen akan diperoleh pengetahuan tentang fungsi dan
mekanisme kontrolnya.
 Teknologi ini memungkinkan diperolehnya produk
gen tertentu dalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih
besardari pada produksi secara konvensional
Peran rekayasa genetika dalam
bidang lingkunan
 Rekayasa genetik
digunakan untuk
pekerjaan yang berkaitan
dengan lingkungan
 Kemampuan
mikroorganisme untuk
mentransformasikan
bahan kimia membantu
menanggulangi beberapa
masalah lingkungan
LANJUTAN
 Penguraian/ Biodegradasi
Bahan Pencemar (Polutan).
Pengelolaan pencemaran
lingkungan bertujuan agar
suatu kegiatan sedapat
mungkin menghasilkan
polutan sesedikit mungkin
atau menjadikan polutan
tersebut tidak berbahaya lagi
sehingga tidak menimbulkan
masalah lingkungan dan
kesehatan.
LANJUTAN

Penggunaan Bakteri dalam Menguraikan Detergen
Alkil benzil sulfonat (ABS) adalah komponen detergen, yang
merupakan
zat aktif yang dapat menurunkan tegangan muka sehingga dapat
digunkan sebagai
pembersih. ABS mempunyai Na-sulfonat polar dan ujung alkil
non-polar. Pada
proses pencucian, ujung polar ini menghadap ke kotoran (lemak)
dan ujung
polarnya menghadap ke luar (ke-air). Bagian alkil dari ABS ada
yang linier dan
non-linier (bercabang). Bagian yang bercabang ABS-nya lebih
kuat dan berbusa,
tetapi lebih sukar terurai sehingga menyebabkan badan air
berbuih. Sulitnya
peruraian ini disebabkan karena atom C tersier memblokir betaoksidasi pada
alkil. Hal ini dapat dihindari apabila ABS mempunyai alkil yang
linier. Namun
ada beberapa bakteri yang dapat menguraikan ABS meskipun
memakan waktu
yang cukup lama.
Penggunaan Mikroba dalam Menguraikan
Plastik
Plastik banyak kegunaannya tetapi polimer
sintetik plastik sangat sulitdirombak secara
alamiah. Hal ini mengakibatkan limbah yang
plastik semakinmenumpuk dan dapat
mencemari lingkungan. Akhir-akhir ini
sudah mulaidiproduksi plastik yang mudah
terurai.Dari alam telah ditemukan mikroba
yang dapat merombak plastik, yaitu terdiri
dari dari bakteri, actynomycetes, jamur, dan
khamir yang umumnya dapat menggunakan
plasticizers sebagai sumber C, tetapi hanya
sedikit mikroba yang telah ditemukan
mampu merombak polimer plastiknya yaitu
jamur Aspergillus fischeri dan Paecilomyces
sp. Sedangkan mikroba yang mampu
merombak dan menggunakan sumber C dari
plsticizers yaitu jamur Aspergillus niger, A.
Versicolor, Clasdosporium sp., Fusarium sp.,
Penicillium sp., Trichoderma sp., Verticillium
sp., dan khamir Zygosaccharomyces
drosophilae.
 Penggunaan Mikroba dalam
Menguraikan minyak bumi
Bakteri juga telah dimanfaatkan untuk mengatasi
limbah minyak bumi di daerah kilang minyak (terutama kilang
minyak lepas pantai) atau pada kecelakaan
kapal pengangkut minyak bumi. Golongan Pseudomonas,
seperti Pseudomonas
putida mampu mengkonsumsi hidrokarbon yang merupakan
bagian utama dari
minyak bumi dan bensin. Gen yang mengkode enzim pengurai
hidrokarbon
terdapat pada plasmid. Bakteri yang mengandung plasmid
rekombinan dikultur
dalam jerami dan dikeringkan. Jerami berongga yang telah
berisi kultur bakteri
kering dapat disimpan dan digunakan jika diperlukan. Pada
serat jerami
ditaburkan di atas tumpahan minyak, mula-mula jerami akan
menyerap minyak
dan bakteri akan menguraikan tumpahan minyak itu menjadi
senyawa yang tidak
berbahaya dan tidak menimbulkan polusi.
 Penggunaan Bakteri dalam Menguraikan
Pestisida/herbisida
Untuk mengatasi pencemaran tersebut, sekarang
banyak dipelajari
biodegradasi pestisida/ herbisida. Proses biodegradasi
pestisida dipengaruhi oleh
struktur kimia pestisida, sebagai berikut:
a. Semakin panjang rantai karbon alifatik, semakin
mudah mengalami
degradasi.
b. Ketidak jenuhan dan percabangan rantai
hidrokarbon akan mempermudah
degradasi.
c. Jumlah dan kedudukan atom-atom C1 pada cincin
aromatik sangat
mempengaruhi degradasi. Misal 2,4 D (2,4diklorofenol asam asetat) lebih
mudah dirombak di dalam tanah dibandingkan
dengan 2,4,5-T (2,4,5triklorofenoksi asam asetat).
d. Posisi terikatnya rantai samping sangat menetukan
kemudahan degradasi
pestisida.
Aspergilus niger merupakan salah satu spesies
bakteri yang dapat
dikembangkan untuk memetabolisme pestisida
tertentu seperti endosulfan dan karbofuran.
 Penggunaan Bakteri dalam Menguraikan Logam
Berat
Bakteria dapat menghasilkan senyawa pengkhelat logam
yang berupaligan berberat molekul rendah yang disebut
siderofor. Siderofor dapat membentukkompleks dengan
logam-logam termasuk logam berat. Umumnya
pengkhelatan logam berat oleh bakteri adalah sebagai
mekanisme bakteri untuk mempertahankan diri terhadap
toksisitas logam. Bakteri yang tahan terhadap toksisitas
logam berat mengalami perubahan terhadap sistem
transport dimembran selnya, sehingga terjadi penolakan
atau pengurangan logam yang masuk ke dalam sitoplasma.
Dengan demikian logam yang tidak dapat melewati
membran sel akan terakumulasi dan diendapkan atau
dijerap di permukaan sel.
 Penggunaan Mikroba dalam Menguraikan Limbah
Organik
Penggunaan mikroba dalam mengolah limbah organik
dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu menjadikannya
pupuk organik dan menjadikannya biogas.
a. Produksi pupuk organik
Pupuk organik merupakan hasil penguraian bahan
organik oleh jasad renik
atau mikroorganisme yang berupa zat-zat makanan
yang dibutuhkan olehtanaman. Misal Kompos, pupuk
kandang, dan pupuk hijau.
b. Produksi biogas
Limbah-limbah organik dan peternakan yang
diuraikan oleh
bakteri kelompok metanogen dapat
menghasilkan biogas
yang sebagian besar berupa
metana. Biogas (metana) dapat
terjadi dari penguraian
limbah organik yang mengandung protein, lemak dan
karbohidrat. Penguraian ini dilakukan
untuk
fermentasi oleh bakteri anaerob sehingga bejana yang
digunakan untuk fermentasi limbah ini harus ditutup.
 Penggunaan Bakteri dalam Pengolahan Limbah
yang Kaya Protein
Untuk mengatasi hal tersebut
harus ditambahkan bakteri denitrifikan yang telah
direkayasa seperti Alcaligens faecalis, Bacillus
lichemiformis, Pseudomonas denitrifikasi,
Pseudomonas
stutzeri, micrococcus
denitrificans dan Thiobacillus denitrificans. Bakteribakteri ini mengubah nitrat menjadi nitrogen bebas
yang tidak berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan
manusia. Denitrifikasi ini dapat terjadi dalam filter
pasir aliran ke atas (moving bed upflow sand filter)
maupun filter pasir ke bawah (moving bed down flow
sand filter). Penambahan etanol sebagai sumber
karbon tambahan sebanyak 3,3 – 3,5g CH3OH/g NO3Neq dengan hydraulic loading rate sebesar 10m/jam
serta sand turnover rate sebesar 3,8 bed/ d akan
menghasilkan kinerja denitrifikasi menjadi baik
sehingga nitrogen efluen akan baik ( <1,0 g/m3 )
dengan waktu yang dibutuhkan selama 13 jam.
 Penggunaan Mikroba dalam pembersihan air
Dalam air baik yang kita anggap jernih, sampai terhadap air yang
keadaannya sudah kotor atau tercemar, di dalamnya akan terkandung
sejumlah
ke-hidupan, yaitu misalnya yang berasal dari sumur biasa, sumur pompa,
sumber
mata-air dan sebagai-nya, di dalamnya terdiri dari bakteri, yaitu :
· Kelompok bakteri besi (misalnya Crenothrix dan Sphaerotilus) yang mampu
mengoksidasi senyawa ferro menjadi ferri. Akibat kehadirannya, air sering
berubah warna kalau disimpan lama yaitu warna kehitamhitaman,kecoklatcoklatan,
dan sebagainya.
· Kelompok bakteri belerang (antara lain Chromatium dan Thiobacillus)
yang
mampu mereduksi senyawa sulfat menjadi H2S. Akibatnya kalau air
disimpan
lama akan tercium bau busuk seperti bau telur busuk.
· Kelompok mikroalge (misalnya yang termasuk mikroalga hijau, biru dan
kersik), sehingga kalau air disimpan lama di dalamnya akan nampak
jasadjasad
yang berwarna hijau, biru atau pun kekuning-kuningan, tergantung
kepada dominasi jasad-jasad tersebut serta lingkungan yang
mempengaruhinya.
Terimakasih
Semoga
bermanfaat bagi
semuanya