BIOTEKNOLOGI BIOTEKNOLOGI

DASARDASAR•Referensi: “Buku-buku yang berkaitan dgn sap bioteknologi”

Setiap Mahasiswa wajib menyusun makalah bebas tentang Bioteknologi terkini (Mutakhir)

Kumpul lewat CD/E-mail:ahyar1@yahoo.com, paling lambat sebelum ujian final

Prosentase kelulusan:

•Ujian (mid- dan final-test) – 75%

•Makalah bebas + Presentasi: – 15%

•Keaktifan dan kehadiran dikelas: -- 10%.

Topik makalah bebas/handout presentasi (ppt) tentang Bioteknologi terkini (Mutakhir)

Aplikasi Bioteknologi dalam bidang : Stambuk

1. Diagnosis dan Terapi Kesehatan ( 1-7)

2. Industri Farmasi (8-14)

3. Industri Fermentasi (15-21)

4. Industri Pangan dan Pakan (22-28)

5. Lingkungan dan Energi (29-35)

6. Pertanian dan Peternakan (36-42)

7.Bioteknologi molekuler mutakhir berbasis teknologi informasi (43- n)

Contoh:

Diagnosis dan Terapi KesehatanSistem diagnosis molekuler 1. Diagnosis imunologi2. Antibodi monokloral3. Deteksi dan diagnosis molekul DNA4. Diagnosis molekuler penyakit genetik.

Pengertian BioteknologiPengertian Bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup maupun produk makhluk hidup maupun produk dari makhluk hidup dalam proses dari makhluk hidup dalam proses produksi untuk menghasilkan produksi untuk menghasilkan barang dan jasabarang dan jasa

Bioteknologi adalah proses transformasi Bioteknologi adalah proses transformasi dengan memanfaatkan pengetahuan biologi, dengan memanfaatkan pengetahuan biologi,

biokimia, mikrobiologi, biologi molekuler, biokimia, mikrobiologi, biologi molekuler, biofarmasi dan kemajuan rekayasa dalam biofarmasi dan kemajuan rekayasa dalam sebuah penelitian memakai sel hidup yang sebuah penelitian memakai sel hidup yang

akan membawa penemuan baru dan akan membawa penemuan baru dan penyempurnaan pemecahan masalah di penyempurnaan pemecahan masalah di

berbagai bidang kehidupan.berbagai bidang kehidupan.

Industri farmasi adalah yang pertama kali memperkenalkan potensi bioteknologi termasuk rekayasa genetika, dan telah membuka pendekatan baru dalam penemuan dan pengembangan obat.

Biology+chemistry+engineering

Mikrobiologi Molekular

BiokimiaBiologi Molekular

Biologi SelGenetika Molekular Rekayasa Proses

Bioteknologi

Diagnosa Kesehatan

Industri Farmasi

Industri Fermentasi

Industri Pangan dan Pakan

Industri Kimia

Lingkungan dan Energi

The use of gene science to create new products from plants and animals

The use of gene science to create new products from plants and animals

Biotechnology

Era pengembangan bioteknologi

Era pra Pasteur (< 1865) teknik fermentasi oleh mikroorganisme seperti minuman beralkohol.

Era Pasteur (1865-1940) industri fermentasi pembuatan etanol, butanol, dan asam organik.

Era Antibiotika (1940-1960) pembuatan penisilin, vaksin virus, dan teknologi kultur sel hewan.

Era pasca Antibiotika (1960-1975) elusidasi struktur DNA, enzim untuk detergen, teknologi DNA rekombinan.

Era bioteknologi modern (1975-sekarang) rekayasa genetika, antibodi monoklonal, dll.

Sejarah perkembangan bioteknologi

Genetic engineering biotechnology

These properties are located in the genes of animals, plants, bacteria and viruses.

aims at modifying hereditary properties of organisms.

New properties not necessary are alien for engineered genome

(we can reintroduce normal gene into diseased human –)

Gene therapy

Tissue engineeringa set of laboratory techniques for isolating genetic material from organisms, cutting and rejoining it to make new combinations, multiplying copies of the recombined genetic material and transferring it into organisms, bypassing the process of reproduction.

approach to repairing or replacing tissue functionswith cultivated cells

Rekayasa genetik mempunyai dampak terhadap perbaikan dan keamanan produk, dan memberikan pemecahan teknis dalam penyebarluasan pemakaian obat dengan bahan baku yang terbatas.

Prinsip yang mendasari penggunaan rekayasa genetik adalah bahwa satu atau sejumlah gen patogen dimasukkan ke dalam vektor untuk kemudian dipindahkan ke dalam pembawa yang cocok.

CONTOH-CONTOH HASIL CONTOH-CONTOH HASIL PRODUKSI BIOTEKNOLOGIPRODUKSI BIOTEKNOLOGI

• Ragi roti, protein sel tunggalRagi roti, protein sel tunggal

• Amilase, glukosa dehidrogenaseAmilase, glukosa dehidrogenase

• Antibiotik, vitamin, asam amino, asam organikAntibiotik, vitamin, asam amino, asam organik

• Etanol, Butanol, Aseton, metana, asam laktatEtanol, Butanol, Aseton, metana, asam laktat

• Sirup jagung berfruktosa tinggiSirup jagung berfruktosa tinggi

• Protein bioaktif sebagai sebagai diagnosis dan Protein bioaktif sebagai sebagai diagnosis dan terapi berbagai penyakit.terapi berbagai penyakit.

Biotechnology Industry Statistics

•There are 1,457 biotechnology companies in the United States, of which 342 are publicly held.

• Market capitalization, the total value of publicly traded biotech companies at market prices, was $206 billion as of mid-April 2003.

• The biotechnology industry has mushroomed since 1992, with revenues increasing from $8 billion in 1992 to $34.8 billion in 2001.

• The U.S. biotechnology industry currently employs 191,000 people; that's more than all the people employed by the toy and sporting goods industries.

Top 20 Biotech Products by Sales*

Source: Source: Med Adv NewsMed Adv News, Vol.20 (5), 2001; most drugs are 2002 sales noted by an *, bas, Vol.20 (5), 2001; most drugs are 2002 sales noted by an *, based on 2003 web ed on 2003 web sites; *Sales dollars are in millionssites; *Sales dollars are in millions

Genentech

Roche

Roche

Genzyme

$ 180

$ 627

$ 619

Activase/TNKase® **

NeoRecormon® **

Roferon-A/Pegasus® **

Cerezyme® **

Berlex$ 783Betaseron® **

Immunex$ 802Enbrel® **

GlaxoSK$ 483Engerix-B® **

Biogen$ 1,030Avonex® **

Lilly$ 1,528Humulin/Humalog® **

Amgen$ 1,843NEUPOGEN/Neulasta® **

Schering$ 2,700Intron® A / Peg-Intron™ **

Amgen$ 2,676EPOGEN/Aranesp® **

J&J$ 4,300PROCRIT ® **

Genentech

Schering

Lilly

Novo Nordisk

$ 138

$ 304

$ 2,166

$ 488

Pulmozyme® **

Integrilin® **

Novolin/Novolog®**

NovoSeven® **

Genentech$ 385Herceptin® **

Genentech$ 297Growth Hormone **

Serono$ 450Gonal-F® **

Centocor/J&J$ 337Remicade® **

Serono$ 219Serostim/Saizen® **

Lilly$ 384ReoPro® **

Genentech/Idec$ I,163Rituxan® **

MedImmune$ 668Synagis® **

Bayer$ 454KoGENate® **

Top 50 Biologicals in 2000: $20 B; Above 33 Products in 2002: $ 26 B

Teknologi DNA rekombinan dasar perkembangan bioteknologi molekul yang dapat membuat klon-klon yang berisi fragmen genom DNA organisme.

Prinsip pengkloningan gen :

Penyiapan gen

Penyisipan ke dalam vektor

Perubahan sel induk (host cell)

Mendeteksi gen yang sudah klon

Penggunaan teknologi DNA rekombinan dan peleburan sel dalam bidang kesehatan untuk diagnosis adalah dengan memanfaatkan antibodi monoklonal.

Bidang kesehatan industri farmasi memperkenalkan potensi rekayasa genetika dalam pengembangan obat.

Produk Bioteknologi modern (Teknologi DNA Rekombint) dalam Bidang Kesehatan

INTERFERON

Molekul protein kecil yang tampak dalam darah binatang mamalia setelah diinfeksi virus, yang dihasilkan dari biakan sel darah putih.

Berdasarkan asalnya, interferon dibedakan dalam tiga jenis, yaitu interferon leukosit, fibroblas dan immun.

Interferon terdiri dari 3 jenis yaitu :

• Interferon alfa yang terdiri dari interferon leukosit, dan interferon limfoblastoid.

• Interferon beta• Interferon gamma

Interferon merupakan hasil rekayasa genetika yang pertama yang mencapai sukses.

Inteferon dipakai untuk pengobatan infeksi virus yang serius dan untuk pengobatan kanker

Untuk masa mendatang, diperkirakan interferon sintetik akan merupakan bagian terbesar dalam penjualan obat.

Generic Name Brand Name & Company Therapeutic Area (1st Date of Approval)

Interferon alfa-n1 Wellferon™ (GlaxoSK) Chronic hepatitis C (1999)

Interferon alfa-2a Roferon-A® (Roche) Hairy cell leukemia (1986); AIDS-related Kaposi's sarcoma (1988); CML (1997)

Interferon alfa-2b Intron-A® (Schering) Hairy cell leukemia (1986); AIDS-related Kaposi's sarcoma (1988); Chronic hepatitis, types B (1992) and C (1991); Condylomata acuminata (1988); Malignant melanoma (1995); NHL (1997)

Interferon alfa-n3 Alferon-N® (Interferon Condylomata acuminata (1989)Sciences)

Interferon gamma-1b Actimmune® (InterMune) Chronic granulomatous disease (1990); Osteoporosis (2000)

Interferon beta-1b Betaseron® (Berlex) Acute relapsing-remitting multiple sclerosis (1993)

Interferon beta-1a Avonex® (Biogen) Acute relapsing-remitting multiple sclerosis (1996);Rebif® (Serono) (2002)

Interferon alfacon-1 Infergen® (InterMune) Hepatitis C (Naive and Relapse ) (1997)

Peg-Interferon-2a Pegasys® (Roche) Hepatitis C (2000)

Peg-Interferon-2b PEG-Intron A™ (Schering) Hepatitis C (2001)

Approved Biological ProductsInterferons

ANTIBIOTIKA

Pada umumnya antibiotik dihasilkan oleh mikroba golongan aktinomisetes, dan biasanya dari jenis streptomises.

Antibiotik bukan merupakan produk metabolit primer, tetapi merupakan produk metabolit sekunder.

Dalam perdagangan, antibiotik yang memegang peranan penting yaitu penisilin, sefalosporin, dan tetasiklin.

Kanamycin(aminoglycoside)

Aminoglycoside

Bloks RNA Polymerases

VAKSIN

Vaksin didapatkan melalui rekayasa genetik dari virus hepatitis B yang telah diklonkan dan strukturnya telah diketahui pada tingkat nukleotida.

Antigen permukaan yang dipelukan untuk memproduksi vaksin ini adalah suatu masalah yang sulit dipecahkan.

VIRUS INFLUENSA

Anti gen dari beberapa strain virus influensa yang telah diklonkan dalam bakteri menunjukkan variasi antigenik

Di Amerika dan Eropa Barat penelitian parasit malaria secara biologi molekul, dimana antigen malaria yang spesifik telah diklonkan melalui rekayasa genetik.

PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DALAM ILMU KELAUTAN UNTUK KESEHATAN

Pemisahan dan pengkajian sifat provitamin D2 dan previtamin D2 dari phytoplankton Emilliania huxleyi dan Skeletonema menzelit.

Potensi tulang rawan ikan hiu yang mengandung penghambat tumor neovaskularisasi.

PEMBIAKAN JARINGAN

Pengembangan terhadap berbagai tanaman yang mengandung bermacam obat, antara lain sapogenin dalam akar ginseng, aimalisin dalam tanaman rawolfia, serta vinblastin dan vinkristin dalam tanaman Catharantus roseus.

GAMBARAN PERKEMBANGAN TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN MASA DATANG

Pengembangan obat-obatan dengan bioteknologi mencakup sejumlah kategori senyawa: aromatik, vitamin, hormon, antibiotik, protein dan asam amino.

Prioritas utama pengembangan vaksin bertumpu pada kriteria: kepentingan kesehatan masyarakat luas, tingkat kelayakan pengembangan bioteknologi dalam waktu singkat, dan faktor kemanjuran produk yang dihasilkan.

Biotechnology Biotechnology BreakthroughsBreakthroughsBiotechnology Biotechnology BreakthroughsBreakthroughs

Insulin (1982)Insulin (1982) First commercial biotech productFirst commercial biotech product Reliable, inexpensive source of insulinReliable, inexpensive source of insulin

RiceRice Enriched with beta-carotene and ironEnriched with beta-carotene and iron

BananasBananas Containing edible hepatitis vaccineContaining edible hepatitis vaccine

Insulin (1982)Insulin (1982) First commercial biotech productFirst commercial biotech product Reliable, inexpensive source of insulinReliable, inexpensive source of insulin

RiceRice Enriched with beta-carotene and ironEnriched with beta-carotene and iron

BananasBananas Containing edible hepatitis vaccineContaining edible hepatitis vaccine

13.