REKAYASA BAKTERI E. coli DALAM PEMBUATAN BAHAN BAKAR (BIOFUEL) MELALUI PENDEKATAN REKOMBINASI DNA

REKAYASA BAKTERI E. coli DALAM PEMBUATAN BAHAN BAKAR (BIOFUEL) MELALUI PENDEKATAN REKOMBINASI DNA

 

ENGINEERING BACTERIA E. coli FUEL IN THE MAKING (BIOFUELS) APPROACH THROUGH RECOMBINATION DNA

Faiqotul Himmah (09330142)/ 5c, emai:faiqbeautyumm@yahoo.com, cp: 085730330486

Abstract

E. coli is widely used in genetic engineering technology. Usually used as a vector to insert specific genes are desired to be developed. Biofuels can be made from organic materials that could be developed quickly. Two big players in the market are biodiesel and bioethanol liquid oils are made ​​from living organisms, like plants and animals. Consideration rather than fossil fuels, biofuels are renewable energy sources and sustainable. Recombinant DNA is a technique to make new DNA structure by inserting pieces of foreign DNA into the DNA of the organism to produce recombinant DNA molecules are active. Bacteria E. coli is used to increase the production of fatty acids through recombination of DNA by inserting the DNA of plants through a lot of produce or produce fatty acids in bacterial plasmids E. coli, then cleavage of the bacteria will accelerate the production of fatty acids, then the bacteria will be extracted to take their fatty acid and a process of chemical reactions that eventually become products of fuel (biofuel) that are environmentally friendly and reduce consumption of fossil fuels can not be recycled.

Keys word: E. Coli, Biofuel, Recombination DNA

 

Abstrak

E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika. Biasa digunakan sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. Biofuels dapat dibuat dari bahan-bahan organik yang bisa dikembangkan secara cepat. Dua pemain besar di pasaran adalah biodiesel dan bioethanol minyak cair yang terbuat dari organisme hidup, seperti tanaman dan hewan. Pertimbangannya daripada bahan bakar fosil, biofuel adalah sumber energi yang bisa diperbaharui dan berkelanjutan. DNA rekombinan adalah sebuah teknik membuat susunan DNA baru dengan cara menyisipkan potongan DNA asing ke dalam DNA organisme sehingga menghasilkan molekul DNA rekombinan yang aktif. Bakteri E. coli digunakan  untuk meningkatkan produksi asam lemak melalui rekombinasi DNA dengan menyisipkan DNA tumbuhan melalui yang banyak memproduksi atau menghasilkan asam lemak pada plasmid bakteri E. coli, kemudian pembelahan bakteri akan mempercepat produksi asam lemak, selanjutnya bakteri akan di ekstrak untuk mengambil asam lemaknya dan dilakukan proses reaksi kimia sehingga akhirnya menjadi produk bahan bakar (biofuel) yang ramah lingkungan dan mengurangi konsumsi bahan bakar fosil yang tidak bisa di daur ulang.

Kata Kunci: E. coli, Bahan bakar (Biofuel), Rekombinasi DNA

 

 

 


  1. A.  Bakteri E. coli

Bakteri Gram negatif, Escherrichia coli, penghuni alami saluran pencernaan manusia

Escherichia coli, atau biasa disingkat E. coli, adalah salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. Pada umumnya, bakteri yang ditemukan oleh Theodor Escherich ini dapat ditemukan dalam usus besar manusia. Kebanyakan E. Coli tidak berbahaya, tetapi beberapa, seperti E. Coli tipe O157:H7, dapat mengakibatkan keracunan makanan yang serius pada manusia yaitu diare berdarah karena eksotoksin yang dihasilkan bernama verotoksin. Toksin ini bekerja dengan cara menghilangkan satu basa adenin dari unit 28S rRNA, sehingga menghentikan sintesis protein. Sumber bakteri ini contohnya adalah daging yang belum masak, seperti daging hamburger yang belum matang. E. Coli yang tidak berbahaya dapat menguntungkan manusia dengan memproduksi vitamin K2, atau dengan mencegah baketi lain di dalam usus.

E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika. Biasa digunakan sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. E. coli dipilih karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya. Negara-negara di eropa sekarang sangat mewapadai penyebaran bakteri E.Coli ini, mereka bahkan melarang mengimpor sayuran dari luar.

Ajaran untuk mempelajari hal-hal yang terkecil tercantum dalam surat Al-Baqarah Ayat: 164

Artinya: Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan.

Selain pada surat Al-Baqarah ayat 164 juga terdapat dalam surat Al-Furqan.

Artinya : Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.

Dalam surat tersebut Allah menjelaskan bahwa dimuka bumi terdapat berbagai jenis hewan dari ukuran mikro sampai dengan ukuran makro. Sesungguhnya dari hewan yang berukuran mikro tersebut terjadi berbagai proses kehidupan yang bermanfaat bagi lingkungan sekitarnya.

 

B. Bahan Bakar (BIOFUEL)

Bahan bakar hayati atau biofuel adalah setiap bahan bakar baik padatan, cairan ataupun gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau pertanian. Ada tiga cara untuk pembuatan biofuel: pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri dan pertanian); fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60 persen metana), atau fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkan alkohol dan ester; dan energi dari hutan (menghasilkan kayu dari tanaman yang cepat tumbuh sebagai bahan bakar).

Biofuel menawarkan kemungkinan memproduksi energi tanpa meningkatkan kadar karbon di atmosfir karena berbagai tanaman yang digunakan untuk memproduksi biofuel mengurangi kadar karbondioksida di atmosfir, tidak seperti bahan bakar fosil yang mengembalikan karbon yang tersimpan di bawah permukaan tanah selama jutaan tahun ke udara. Dengan begitu biofuel lebih bersifat carbon neutral dan sedikit meningkatkan konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfir (meski timbul keraguan apakah keuntungan ini bisa dicapai di dalam prakteknya). Penggunaan biofuel mengurangi pula ketergantungan pada minyak bumi serta meningkatkan keamanan energi.

Biofuels dapat dibuat dari bahan-bahan organik yang bisa dikembangkan secara cepat. Dua pemain besar di pasaran adalah biodiesel dan bioethanol minyak cair yang terbuat dari organisme hidup, seperti tanaman dan hewan. Pertimbangannya daripada bahan bakar fosil, biofuel adalah sumber energi yang bisa diperbaharui dan berkelanjutan, juga salah satu dari sedikit teknologi yang menggantikan penggunaan bahan bakar minyak pada untuk transportasi.

C. DNA Rekombinan

DNA rekombinan adalah sebuah teknik membuat susunan DNA baru dengan cara menyisipkan potongan DNA asing ke dalam DNA organisme sehingga menghasilkan molekul DNA rekombinan yang aktif. Dan pada saat organism tersebut membelah diri molekul DNA rekombinan tersebut ikut bereplikasi. Sebenarnya pada tahun 1973 telah muncul dan dikembangkan teknik untuk mengisolasi dan menggabungkan potongan-potongan DNA yang tak sama sehingga dapat dihasilkan molekul DNA rekombinan yang aktif. Teknik ini memungkinkan adanya isolasi, manipulasi, dan produksi dalam jumlah besar ruas DNA apa saja yang diinginkan dari tipe sel apa saja. Pada pokoknya sel-sel bakteri semacam itu telah menerima gen asing dan merupakan organisme baru. Sifat serta kemampuannya bias sangat berbeda dari inang maupun donornya.

Proses rekombinasi DNA diawali dengan enzim endonuklease restriksi yang memotong susunan DNA. Potongan DNA tersebut biasanya mengandung beberapa gen dari kromosom tipe apapun. Tumbuhan, hewan, bakteri  ataupun virus. Potongan-potongan ini mempunyai ujung yang lengket atau kohesif yang akan dengan mudah digabungkan secara perpasangan basa pada daerah-daerah berutasan tunggal dengan utasan-utasan DNA lain. Dengan cara ini, fragmen-fragmen yang diperoleh dari kromosom sel apapun atau virion dapat disambungkan ke plasmid atau genom fage dengan bantuan enzim lain, seperti polinukleotide ligase. Intinya sel-sel bakteri seperti itu telah menerima gen asing dan merupakan organisme batu yang sifatnya dapat amat berbeda dengan inang maupun donornya. Sehingga saat mereka memperbayak diri, komponen DNA tersebut ikut juga tereplikasi.

 

D. Aplikasi Rekayasa Bakteri E. coli Pada Pembuatan Bahan Bakar (Biofuel)

Peneliti dari pusat penelitian bioteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI),Yopi, mengatakan pada pembuatan biofuel konvensional, bakteri berperan sebagai perombak susunan struktur kimiawi dari biomassa sehingga dapat dikonversi menjadi bahan bakar hayati.”Misalkan pada tumbuhan pati, agar dapat menjadi etanol, maka susunannya direkayasa dengan penambahan bakteri perombak,” jelasnya.Meski cukup efektif menghasilkan etanol, proses tersebut memakan waktu lama dan menghabiskan dana besar.

Menurut Dwi Sulistyaningsih, peneliti dari pusat penelitian bioteknologi LIPI, untuk dapat menciptakan biofuel murni yang memiliki titik nyala 70 hingga 80 persen, dibutuhkan proses penyulingan lebih dari empat kali. ”Umumnya, dalam satu kali penyulingan menggunakan mikroba hanya menghasilkan 40 sampai 60 persen etanol,” ujarnya. Proses yang panjang itulah yang coba dipangkas agar tercapai efisiensi.Salah satu caranya ialah dengan memanfaatkan E.coli yang bukan ditujukan sebagai bakteri perombak asam lemak nabati pada tumbuhan, tetapi sebagai sumber asam . lemak untuk biodiesel.

Asam lemak merupakan sebuah molekul kaya energi yang ditemukan dalam minyak tumbuhan dan hewani. Dari temuan DOE, E.coli dapat secara natural menyintesis-kan asam lemak dan relatif mudah untuk diubah secara genetik. Hal itu membuat bakteri temuan Theodor Escherich tersebut menjadi mikroorganisme ideal untuk penelitian biofuel. Bekerja sama dengan Eric Steen, ahli biologi JBEI, Keasling menggunakan reaksi biokimia untuk memproduksi struktur biodiesel, alkohol, dan lilin langsung dari ekstrak E.coli.

 

E. Proses Pembuatan BIOFUELS Melalui Pendekatan Rekombinasi DNA dengan Bakteri  E. coli

 

 

 

 

 

 

 

 
Proses pembuatan biofuels melalui pendekatan rekombinasi DNA yaitu Bakteri E. coli digunakan  untuk meningkatkan produksi asam lemak dengan menyisipkan dna tumbuhan yang banyak memproduksi atau menghasilkan asam lemak pada plasmid bakteri E. coli, kemudian pembelahan bakteri akan mempercepat produksi asam lemak, selanjutnya bakteri akan di ekstrak untuk mengambil asam lemaknya dan dilakukan proses reaksi kimia sehingga akhirnya menjadi produk bahan bakar (biofuel) yang ramah lingkungan dan mengurangi konsumsi bahan bakar fosil yang tidak bisa di daur ulang.

E. Kesimpulan

       Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa: Escherichia coli, atau biasa disingkat E. coli, adalah salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. Pada umumnya, bakteri yang ditemukan oleh Theodor Escherich ini dapat ditemukan dalam usus besar manusia. E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika. Biasa digunakan sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. Biofuels dapat dibuat dari bahan-bahan organik yang bisa dikembangkan secara cepat. Dua pemain besar di pasaran adalah biodiesel dan bioethanol minyak cair yang terbuat dari organisme hidup, seperti tanaman dan hewan. Pertimbangannya daripada bahan bakar fosil, biofuel adalah sumber energi yang bisa diperbaharui dan berkelanjutan. DNA rekombinan adalah sebuah teknik membuat susunan DNA baru dengan cara menyisipkan potongan DNA asing ke dalam DNA organisme sehingga menghasilkan molekul DNA rekombinan yang aktif. Bakteri E. coli digunakan  untuk meningkatkan produksi asam lemak melalui rekombinasi DNA dengan menyisipkan DNA tumbuhan melalui yang banyak memproduksi atau menghasilkan asam lemak pada plasmid bakteri E. coli, kemudian pembelahan bakteri akan mempercepat produksi asam lemak, selanjutnya bakteri akan di ekstrak untuk mengambil asam lemaknya dan dilakukan proses reaksi kimia sehingga akhirnya menjadi produk bahan bakar (biofuel) yang ramah lingkungan dan mengurangi konsumsi bahan bakar fosil yang tidak bisa di daur ulang.

E. Referensi

 

Campbell, J. (1988) Eukaryotic DNA replication: yeast bares its ARSs. Trends Biochem. Sci. 13,212-217.

Echols, H. & Goodman, M.F. (1991) Fidelity mechanisms in DNA replication. Annu. Rev. Biochem. 60, 477-511.

Kornberg, A. & Baker, T.A. (1991) DNA Replication, 2nd edn, W.H. Freeman and Company, New York.

Kucherlapati, R. & Smith, G.R. (eds) (1988) Ge-netic Recombination, American Society of Microbiology, Washington, DC.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Biofuel.png

http://wartapedia.com/tekno/terapan/2290- Biofuel-bahan-bakar-alternatif-pengganti-minyak-bumi.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Biofuel

http://biofuelindonesia.blogspot.com/

http://bebas.ui.ac.id/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0153%20Bio%203-7e.htm

http://biomol.wordpress.com/bahan-ajar/dasar-tek-dna-rek/

http://rudi-febryanto.blogspot.com/2010/10/tugas-makalah-analisis-dan-rekombinan.html

http://download.fa.itb.ac.id/filenya/handout%20kuliah/bioteknologi%20farmasi/prinsip%20teknologi%20dna%20rekombinan%202010.pdf

 

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: