Tips Melakukan Sterilisasi Basah Yang Mudah dan Nyaman

23 Januari 2017

Sterilisasi air, cawan petri, pipet, peralatan gelas mutlak dilakukan untuk mendukung pekerjaan laboratorium.  Sterilisasi dapat dikerjakan dengan dua cara yaitu sterilisasi basah dan sterilisasi kering.  Sterilisasi basah menggunakan alat yang disebut autoklave sedangkan sterilisasi kering menggunakan alat berupa oven listrik.


Melakukan sterilisasi basah menggunakan autoklave merupakan pekerjaan yang menguras tenaga.  Paling tidak harus selalu duduk di depan alat hingga proses sterilisasi selesai.  Selama kurun waktu tersebut api kompor harus dijaga sehingga tekanan uap autoklave selalu pada 15 Psi suhu 121C selama 15 hingga 30 menit.  Kondisi tersebut ditunjukkan oleh jarum yang berada dalam posisi meteran berwarna hijau (Gambar 1).  Jarum tidak boleh berada daerah merah yang menunjukkan adanya peningkatan suhu dan tekanan serta sebaliknya didaerah dibawah suhu plus tekanan yang menjadi standar.

Gambar 1. Jarum penunjuk pada autoclave harus selalu berada di daerah hijau selama proses sterilisasi basah

Waktu sterilisasi basah yang diperlukan hanya 15 hingga 30 menit, akan tetapi untuk menuju suhu 121C diperlukan waktu penamanasan.  Setelah itu ketika harus membuka alat autoclave suhu harus diturunkan terlebih dahulu baru tutup autoclave dapat dibuka.  Sehingga total waktu yang diperlukan ketika melakukan proses sterilisasi kurang lebih 1 jam.

Contoh Kasus 1
Adakalanya timbul masalah ketika melakukan sterilisasi.  Waktu optimal sterilisasi belum tercapai (belum 30 menit) akan tetapi tekanan di meteran turun.  Otomatis, peralatan yang disterilisasi masih diragukan kebersihannya.  Kenapa bisa terjadi hal seperti itu???


Jawaban
Meteran turun disebabkan oleh air di dalam alat sterilisasi habis.  Uap air inilah yang membuat tekanan udara selalu pada 15 psi.  

Kenapa air habis padahal sudah ditambah air sebelumnya ke dalam sterilisator?

Kasus tekanan uap turun dialami ketika melakukan sterilisasi sesuatu yang berat seperti air, tanah, media tanam dll.  Ketika melakukan sterilisasi dengan bahan-bahan yang berat tersebut pastikan air cukup.  Proses pemanasan untuk mencapai suhu 121C memakan waktu lebih lama pada bahan-bahan tersebut dibandingkan jika hanya melakukan sterilisasi peralatan kecil dan ringan seperti pipet kaca, eppendorf, cawan petri dll.


Cara mengetahui air yang bakal diperlukan untuk sterilisasi air, tanah, media tanam dll cukup adalah memastikan posisi panci di dalam alat sterilisasi permukaannya sejajar dengan panci luar sterilisator sedangkan posisi cuping panci dalam lebih tinggi dibandingkan panci luar sterilisator (Gambar 2).

Gambar 2.  Panci dalam pinggirannya harus sama tinggi dengan panci luar sterilisator sedangkan cupingnya lebih tinggi dibandingkan panci luar.

Dengan menjaga agar permukaan pinggiran panci dalam dan luar sejajaran maka proses sterilisasi berjalan lancar tekanan terpenuhi 15 psi suhu 121C selama 15 hingga 30 menit.  Karena air yang ditambahkan dalam alat sterilisator banyak maka waktu yang diperlukan untuk memanaskannya lebih lama.  Sehingga proses sterilisasi bahan-bahan yang berat bisa memakan waktu lebih dari 1 jam.

Contoh Kasus 2
Saat melakukan sterilisasi uap bocor melalui sisi tutup sehingga tekanan 15 psi tidak tercapai, padahal waktu yang dihabiskan untuk menunggu di depan alat sterilisator sudah lebih dari 1 jam.

Jawaban
Uap air bocor kemungkinan karena saat menutup alat sterilisator tidak sempurna.  Tips agar tutup sterilisator terpasang sempurna adalah ketika mengunci tutup sterilisator baut harus dikunci secara berlawanan arah.  Baut di sisi kiri dikencangkan secara bersamaan dengan baut di sisi kanan sterilisator (Gambar 3).  Dengan demikian tutup autoclave akan terpasang sempurna.

Gambar 3. baut sebelah kiri pasangannya adalah baus sebelah kanan (melewati meteran) kemudian dikencangkan bersamaan

Contoh Kasus 3
Ketika melakukan sterilisasi harus bolak-balik mengatur api kompor.  Tentu saja pekerjaan ini menjadi melelahkan dan tidak nyaman.

Jawaban
Ketika air dalam alat sterilisator cukup, kemudian jarum jam mencapai di daerah hijau, maka api kompor harus dikecilkan kemudian diatur pada posisi sedang.  Seberapa besar api memadai dan membuat jarum stabil di posisi hijau, harus dicoba-coba sebelumnya.  Setelah mendapatkan besaran api yang pas, maka besarnya api itulah yang selanjutnya dipakai (Gambar 4).  Dengan demikian maka proses sterilisasi akan stabil dengan ditunjukkan jarum selalu diangka hijau.  Kita tinggal duduk santai sambil mengerjakan tugas tidak usah bolak-balik menuju kompor.

Gambar 4. Besaran api sedang sehingga jarum di autoclave selalu stabil didaerah hijau

-end-

Read More

Jurnal untuk Pengembangan Sain Contoh Kasus Ilmu Biologi Molekular

JURNAL UNTUK PENGEMBANGAN

ILMU PENGETAHUAN DAN TEKNOLOGI

CONTOH KASUS ILMU BIOLOGI MOLEKULER

Oleh

Sat Rahayuwati

A.  PENDAHULUAN

A.1. Penemuan Mutakhir Ilmu Pengetahuan

            Teknologi hingga tahun 2016 ini sudah sangat berkembang.  Telefon gengam pada tahun 1995 merupakan barang mahal dengan tombol keyboard sistem tekan, masih ada antena pemancar, dan berukuran besar.  Saat ini telefon gengam berevolusi menjadi berbentuk balok tipis, dengan layar sentuh, harga terjangkau sehingga mampu dimiliki semua orang.  Salah satu bentuk teknologi informasi tersebut, dahulu hanya untuk menulis sms (short message texts) dan menelepon sekarang sudah dilengkapi fitur canggih antara lain untuk browsing internet; sms berbasis internet seperti line, whats apps, blackberry messagge; menyimpanan data mega besar di drive; GPS (Global Position System); jejaring sosial facebook, tweeter, snapchat, youtube; aplikasi foto dan video dll.  

        Perkembangan teknologi tidak hanya dalam bidang informasi, juga untuk bidang keilmuan lainnya.  Ilmu biologi sejak ditemukannya materi genetik DNA di dalam inti sel membuka peluang ditemukannya tanaman transgenik tahan hama dan herbisida, cloning hewan tingkat tinggi, penemuan berbagai obat dll. 

           Dalam bidang astronomi, manusia sudah menemukan bahwa matahari ukurannya sangat-sangat kecil dibandingkan bintang-bintang yang lain seperti VY Canis Mayoris, Aldebaran dll.  Manusia juga menemukan lubang hitam berupa materi bintang yang dimampatkan hingga sangat-sangat kecil menjadi medan grafitasi super raksasa yang akan menarik cahaya dan materi termasuk bintang-bintang yang mendekatinya.  Bahkan manusia sudah menemukan planet serupa bumi di daerah goldilock yakni daerah diantara bintang pusat dan planet yang mengitarinya dimana suhu daerah tersebut tidak panas juga tidak dingin.  Planet serupa bumi ini seperti planet Kepler dan Gliese dapat ditempati dimasa datang (Courtesy of youtube).

A.2.  Manusia Mahluk Yang Dikaruniai Akal Fikiran

            Manusia sebagai khalifah atau wakil Allah di muka bumi dikaruniai akal dan fikiran untuk mengelola alam berserta isinya.  Pengembaraan akal manusia merupakan proses yang berlangsung terus-menerus sehingga ditemukan aneka bentuk ilmu dan teknologi yang muaranya adalah kemudahan dan kenyamanan manusia menjalani hidup (Lubis dan Adian 2011).  Pengembaraan akal manusia dibingkai dengan pemikiran logis menghasilkan pengetahuan yang terstruktur dengan baik, terakumulasi menjadi sain dan teknologi seperti: handpone, televisi, padi dengan umur tanam pendek, padi dengan kandungan vitamin A, aneka sayuran dan buah-buahan yang lebih besar ukuran dan lebih tidak cepat busuk dll, untuk kesejahteraan manusia.

            Manusia diharapkkan mampu secara filosofis memahami ilmu dengan mengetahui hakekatnya, proses akumulasi penalarannya, logika yang mendasarinya, etika pengembngannya dan sistem nilai yang mengejawantah di dalamnya. Pengetahuan yang terstruktur dengan baik memerlukan pengamatan, penulisan data, dan pengambilan kesimpulan.  Proses tersebut harus ditulis sehingga dapat dipelajari dan dikembangkan oleh orang lain (Semiawan dkk, 2005).

            Data dan hasil penelitian salah satunya didokumentasikan dalam bentuk jurnal ilmiah.  Jurnal ilmiah adalah publikasi yang ditulis berkala untuk satu bidang disiplin ilmu. Jurnal sebagai sarana untuk mengenalkan, mempresentasikan penelitian baru atau bahkan kritik dari penelitian yang sudah ada.  Jurnal berisi tulisan hasil penelitian sebelumnya yang sudah dipublikasikan, ulasan tentang suatu topik atau ulasan buku.  Manfaat dari jurnal untuk memberitahukan pengetahuan kepada orang lain, berkontribusi terhadap perkembangan pengetahuan sehingga lahirlah sains atau ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi kemanusiaan (En. Wikipedia.Org/wiki/academic-journal).

           

B.  SEJARAH LAHIRNYA JURNAL

      Orang yang pertama kali menggagas jurnal adalah Henry Oldenburg, lahir 5 September 1677.  Henry adalah seorang teolog (ahli agama kristen) asal Jerman yang terkenal sebagai diplomat, natural philosopher dan pencetus peer review suatu publikasi ilmiah.  Henry adalah anggota Royal Society kerajaan Inggris dengan tugas melakukan korespodensi dengan semua ilmuwan yang ada di Eropa.  Henry sebagi editor untuk jurnal yang pertama dibuat, yakni The Philosophical Transactions of the Royal Society.  Naskah yang masuk ke dewan redaksi, sebelum diterbitkan, dikirimkan Henry ke ahli yang kompeten. Para ahli ini disebut peer reviewer diberikan kekuasaan apakah naskah tersebut layak untuk diterbitkan atau tidak.  Jurnal Philosophical Transaction of the Royal Society menjadi jurnal pertama yang tetap bertahan hingga saat ini (En. Wikipedia.Org/wiki/henry-oldenburg).

        Royal society (RS) adalah kominitas yang terdiri dari presiden, dewan, dan anggota.   RS didirikan bulan November tahun 1660 yang berkedudukan di kota London.  Anggota RS berupa adalah lembaga keilmuan yang berada di Inggris dan negara persemakmuran.  Pendirian RS bertujuan untuk: memajukan ilmu pengetahuan dan manfaatnya bagi kemanusiaan, memberikan penghargaan terhadap ilmu pengetahuan, mendukung temuan ilmu pengetahuan yang luar biasa, memberikan nasehat ilmiah untuk suatu kebijakan publik, menjalin kerjasama internasional, melakukan fungsi pendidikan (En. Wikipedia.Org/wiki/royal-society).

         RS menerbitkan jurnal ilmiah yang diberi nama Philosophical Transactions of the Royal Society (Phil. Trans) sejak tahun 1665.  Phil. Tans merupakan jurnal pertama di dunia, yang mengkhususkan diri pada pengembangan ilmu pengetahuan sehingga menjadi jurnal yang paling lama beroperasi di dunia.  Kata philosophical pengacu pada natural philosophy yang berkorelasi dengan ilmu pengetahuan atau sains.  Pada tahun 1887 jurnal dibagi menjadi dua terbitan berbeda, Philosophical Transactions of the Royal Society A yang menerbitkan ilmu fisika, matematika dan teknik, sedengkan Philosophical Transaction of the Royal Society B  membidangi ilmu-ilmu biologi.  Royal society membuka presentasi dan diskusi dari publikasi yang diterbitkan dalam jurnal Phil. Trans (Royal Society Publishing web).

         Salah satu judul publikasi yang diterbitkan pertama kali tahun 1665 adalah “Perbaikan gelas optik, laporan pertama adanya bintik merah besar pada planet Jupiter”.  Publikasi lain yang terkenal seperti tulisan Isaac Newton mengenai teori baru tentang cahaya dan warna, Charles Darwin, Stephen Howking.  Publikasi terkini tahun 2016, salah satunya berjudul Androgenesis, dimana jantan membajak telur untuk membuat kloning (Schwander T, Oldroyd BP 2016).

  Dengan semakin berkembangnya cabang-cabang ilmu pengetahuan, saat ini telah ada 2000 jurnal yang diterbitkan oleh 8000 instansi dari 160 negara.  Untuk mengoleksi 2000 jurnal tersebut, perpustakaan memerlukan biaya sangat mahal untuk penyimpanan arsip secara komprehensif.  Dengan melakukan digitalisasi maka perpustakaan dapat menyimpan semua isi jurnal secara komprehensif dan tersedia sepanjang waktu.  Program digitalisas ini disebut JSTOR kepanjangan dari Journal Storage.  JSTOR ditemukan oleh William G. Bowen tahun 1995.  Yang menjadi anggota JSTOR adalah perpustakaan dari suatu instansi atau lembaga di seluruh dunia.  Seseorang bisa mengakses jurnal yang ada di JSTOR setelah sebelumnya mendaftarkkan diri melalui perpustkaan di tempat dia sekolah atau bekerja (En. Wikipedia. Org/wiki/JSTOR).

C. BIOLOGI MOLEKULER SEBUAH CONTOH BERKEMBANGNNYA ILMU 

C.1. Teori Munculnya Mahluk Hidup

      Setiap pengetahuan dan ilmu yang ditemukan membuka peluang untuk dikembangkan menjadi menjadi temuan dan ilmu baru.  Hasil-hasil penelitian tersebut dipublikasikan di suatu jurnal.  Temuan atau teori yang tidak sesuai fakta yang ada di alam akan mendapat kritik dan perbaikan dari peneliti selanjutnya.  Seseorang akan melanjutkan penelitian yang telah dipublikasikan sebelumnya sehingga tidak dilakukan pengulangan data.  Daftar pustaka yang disitir di jurnal merupakan tulisan-tulisan yang sudah dipublikasikan sebelumnya.  Dengan begitu ilmu pengetahuan semakin berkembang dan berkembang membuka temuan-temuan baru yang bermanfaat bagi nilai kehidupan.

          Salah satu cabang ilmu yang pesat mengalami perkembangan adalah biologi molekular.  Sebuah ilmu pengetahuan yang mempelajari fungsi dan peran sel suatu mahluk hidup.  Teori tentang sel diawati saat bumi masih berupa planet panas yang mulai dingin suhunya. Unsur N­­2, CO2 dan udara bereaksi lalu jatuh ke laut membentuk molekul asam fosfor, asam nukleat, dan ribosa.  Di dalam laut  semua molekul bersatu membentuk banyak zat organik baru lainnya seperti nukleotida.  Polinukleotida atau gabungan dari rantai tunggal nukleotida merupakan inti sel mahluk hidup.  Dengan begitu awal kehidupan berasal dari laut. Polinukleotida utas ganda dikenal dengan sebutan DNA.  Bahan penyusun polinukleotida berupa basa nitrogen yang diberi nama Adenin, Guanin, Timin, Sitosin.  Di dalam DNA terdapat susunan nukleotida yang menyandikan protein tertantu dikenal dengan sebutan gen.  Utas DNA ganda akan membuka lalu mRNA membuat kopi dari susunan polinukleotida.  mRNA akan menuju ribosom yang berperan sebagai cetakan bakal protein yang dibuat.  tRNA akan datang membawa asam amino.  Tiap 3 basa nukleotida menyandikan 1 buah asam amino. Asam amino lain datang menempel satu sama lain sesuai urutan basa nitrogen yang ada diceetakan mRNA.  Untaian asam amino disebut sebagai protein (Park et al  2009).

            DNA, RNA, ribosom mulai membentuk organisasi yang lebih baik sehingga munculah sel untuk pertama kalinya.  Sel ini masih belum ada intinya atau disebut prokariot.  Di jaman purba ini terbentuk sel lain yang bernama mitokondria.  Mitokondria bergabung dengan sel prokariot.  Mereka mampu melakukan fotosintesis sehingga munculah O2.  O2 ini bisa mematikan DNA sehingga dibuatlah selaput untuk membungkusnya.  DNA yang tertutup selaput sehingga terbentuklah inti sel.  Sel yang sudah mempunyai inti disebut sel eukariot, yang merupakan nenek moyang hewan.  Produk hasil fotosintesis bersimbiosis dengan sel eukariot membentuk kloroplast.  Dengan demikian terbentuklah nenek moyang tumbuhan.  Dari satu sel di dalam laut terus berkembang dan bergabung-gabung membentuk mahluk hidup baru yang lebih komplek seperti euglena, tripasonoma, amuba hingga muncul mahluk hidup besar bersel banyak.  Mahluk dari laut ini kemudian naik kedaratan, berevolusi terus menerus hingga saat ini (Park et al  2009).

C.2. Penemuan dan Teori Sel        

 

            Tahun 1665 ditemukan sel oleh Robert Hook setelah dia menemukan mikroskop untuk pertama kali.  Hook mengamati bahwa di dalam gabus terdapat kamar-kamar kecil yang diberinama sel.  Tahun 1805 Eigen ahli tanaman dari Jerman melakukan penelitian dan menyimpulkan bahwa mahluk hidup tersusun atas sel.  Saat itu banyak orang tidak mempercayaai teori Eigen.  Seiring berjalannya waktu banyak orang yang memperlajari sel.  Tahun 1839 Schleiden dan Schwan ilmuwan dari Jerman menyatakan teori yang sama dengan Eigen bahwa semua mahluk hidup tersusun atas sel.  Mandel melakukan percobaan perkawinan silang ada kacang ercis.  Tahun 1865 Mandel melaporkan hasil uji coba bahwa perkawinan silang menghasilkan 3 hukum: dominan vs resesif, segregasi bebas dan berpasangan bebas.  Saat itu hasil laporan Mandel tidak dihargai orang.  Sebelum Mandel mengadakan penelitian, secara terpisah Nageli tahun 1842, mengetahui benda yang berada dalam inti sel berupa benang-benang.  Tahun 1920 Poilken mencoba mewarnai benang dalam inti sel sehingga terlihat lebih jelas.  Oleh Poilken benang tsb diberinama kromosom.  Dengan semakin tajam resolusi mikroskop, Poilken berhasil melihat proses pembelahan (mitosis) pada sel hewan dan tumbuhan.  Poilken menyatakan yang bertanggung jawab pada proses hereditas seperti yang diungkapkan Mendel adalah kromosom ((Park et al  2009).

            Thomas Hunt Morgan mendapatkan hadiah nobel pada bidang kedokteran dan fisiologi. Morgan bekerja dengan Drosophila melanogaster, yang mempunyai 8 pasang kromosom sehingga mudah diamati terjadinya mutasi.  Kejadian mutasi ini digagas sebagai salah satu teori munculnya keragaman mahluk hidup.  Tahun 1928 Frederick Griffith dan 1944 Avery melakukan percobaan yang menyimpulkan bahwa materi genetik penyusun hereditas adalah DNA.  Percobaan yang dilakukan adalah: tikus disuntik dengan bakteri paru-paru tidak ganas ternyata tikus tidak mati.  Tikus disuntik dengan bakteri paru-paru ganas yang sudah dipanaskan sebelumnya, ternyata tikus tidak mati.  Bakteri yang dipanaskan menjadi mati sehingga tidak mampu menginfeksi tikus.  Bakteri tidak ganas dan bakteri ganas yang sudah dipanaskan sebelumnya dicampur kemudian disuntikan pada tikus. Ternyata tikus bisa mati.  Setelah diperiksa pada tubuh tikus ditemukan materi genetik bakteri ganas.  Materi genetik bakteri ganas setelah dipanaskan ternyata tidak mati, lalu masuk ke inti bakteri tidak ganas.  Bakteri yang tidak ganas berubah menjadi ganas sehingga berhasil mematikan tikus.  Materi genetik yang mampu berpindah ini memperkuat temuan bahwa asal usul keturunan, sifat yang diwariskan dari mahluk hidup berada dalam inti sel (Karp 2014a).

C.3.  Penemuan Molekul DNA Sebagai Tonggak Sejarah Biologi Molekuler

         Penemuan molekul DNA (Adenocine triphosphat) merupakan tonggak sejarah perkembangan ilmu pengetahuan biologi molekuler.  Semua mahluk hidup tersusun atas sel, dari organisme bersel satu hingga manusia.  Di dalam sel mahluk hidup terdapat untaian materi genetik seperti temuan penelitian Griffith (1928) dan Avery (1944), kemudian berhasil diketahui susunan molekul tiga dimensinya oleh Watson dan Crick (1953).  Materi genetik tersebut diberi nama DNA yang tersusun atas nukleotida.  Sebuah molekul nukleotida terdiri atas basa nitrogen Adenin, Guanin, Sitosin, Timin, gula ribosa dan posfor.  Setiap 3 buah basa nitrogen menyandikan 1 buah asam amino.  Untaian asam amino menghasilkan protein yang berfungsi untuk menjalankan fungsi kehidupan.  Untuk  membuat protein diperlukan urutan basa nitrogen dengan panjang tertentu.  Urutan basa nitrogen dalam untaian DNA menyandikan suatu protein tertentu disebut gen.  DNA tersusun terorganisir di inti sel dalam bentuk kromosom.  Saat akan melakukan mitosis (menggandakan diri dari 2n ke 2n atau dari n ke n), meiosis (mengurangi jumlah kromosom dari 2n-n), kromosom berbentuk seperti pita.  Jumlah kromosom tiap organisme berjumlah tertentu, seperti kromosom manusia berjumlah 46 buah, kromosom nyamuk 6 buah, kromosom anjing 78 dll.  Bentuk pita ini memudahkan kromosom melakukan fungsi mitosis dan meiosis (Karp 2014b).

            Susunan basa nitrogen dalam DNA dapat diketahui jenisnya dengan teknik sekuensing.  Banyak organisme sudah diketahui seluruh urutan basa nitrogen seperti lalat Drosophila melanogaster, Eschericia coli, bahkan urutan basa nitrogen manusia yang mulai disekuen tahun 1990 dan selesai tahun 2001.  Urutan basa nitrogen disimpan dalam gen bank NCBI (national center for biotechnology information) dengan alamat http//www.ncbi.nih.gov sehingga dapat diakses oleh semua orang di seluruh dunia.  Peta gen manusia dapat dimanfaatkan untuk mengobati penyakit genetik.  Gen yang sakit dapat diganti dengan gen sehat            Pengetahuan urutan basa nitrogen DNA dimanfaatkan untuk mengetahui asal usul nenek moyang manusia.  Berbagai ras manusia diambil sampel darah, dilakukan ekstraksi DNA total, dilakukan sekuensing, kemudian urutan basa nitrogen disejajarkan (aligment) untuk diketahui hubungan kekerabatannya.  Pohon filogeny di berbagai sampel ras manusia menunjukkan bahwa manusia berkembang dari benua Afrika kemudian menyebar ke wilayah lain di dunia (NCBI web).

 

        Pengetahuan urutan basa nitrogen bisa juga untuk mengetahui adanya mutasi di satu titik yang memunculkan banyak variasi pada berbagai organisme.  Urutan basa nitrogen bisa digunakan untuk mendeteksi datangnya serangga invasif ke suatu wilayah.  Bemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae) mempunyai karakter morfologi sama tetapi materi genetik terutama mitokondria mtCOI sangat bervariasi.  Untuk mengakomodasi hal tersebut, B. tabaci dikelompokkan dalam biotipe.  Terdapat biotipe invasif yang menyebabkan banyak kerugian, yaitu biotipe B dan Q.  Kerugian terbesar B. tabaci terutama karena berperan sebagai vektor salah satunya geminivirus.  Keberadaan biotipe invasif tersebut dapat diidentifikasi menggunakan urutan basa nitrogen mitokondria mtCOI (Rahayuwati 2009).

     Bakteri pembuat puru pada tanaman (Agrobacterium tumefaciens dan A. rhizogenes) menyumbangkan pengetahuan bahwa gen dapat dipindahkan dari satu organisme ke organisme lain yang berbeda spesies.  Bakteri mempunyai plasmid  T-DNA yang dapat berpindah dari bakteri ke tanaman.  T-DNA menyandikan protein yang diproduksi tanaman untuk keperluan hidup bakteri.  T-DNA disisipi gen yang diinginkan manusia yang akan menyisip pada tanaman sehingga tanaman mempunyai sifat yang diinginkan manusian, misalnya tanaman tahan hama, tanaman tahan herbisida, buah tanaman yang tidak lekas busuk dll (Heren 2005). 

            Tanaman jagung di Kenya diserang oleh penggerek batang Afrika (Busseola fusca, Sesamia calamistis, Eldana saccharina,Chilo partellus) sehingga menyebabkan kerugian besar.  Proyek kerjasama antara International Maize and Wheat Improvement Centre dan Novartis Foundation for Sustainable Development melakukan penelitian dan pengujian penanaman tanaman transgenik jagung tahan hama penggerek batang.  Gen jagung disisipi gen bakteri Bacillus thuringiensis (Bt).  Bt mengganggu sistem pencernaan banyak larva lepidoptera.  Gen Bt dimasukkan dalam gen tanaman jagung sehingga setiap bagian tanaman mengandung gen Bt.  Larva penggerek batang jagung dengan proses makan yang dilakukan tidak sengaja juga ikut memakan gen Bt sehingga menyebabkan kematian (Buergi 2009). 

            Transgenesis adalah proses masuknya gene dari luar ke organisme lain sehingga keturunannya memproduksi gen yang disisipkan tersebut.  Organisema yang sudah disisipi gen dari luar disebut transgenik.  Organisme transgenik dapat memproduksi protein  yang disandikan oleh gen dari luar karena kode genetik semua organisme adalah sama.  Pemindahan DNA dapat dibantu oleh T-DNA yang dijelaskan sebelumnya, liposomes, enzim plasmid vektor, virus vektor, injeksi pronukleus (Heren 2005). 

            Gen manusia yang telah berhasil dipetakan dapat dipelajari berbagai penyakit karena kelainan genetik.  Penyakit SCID-X1 adalah kelainan gen dimana pasien tidak punya sistem imunitas.  Begitu lahir pasien SCID-X1 harus berada dalam tabung steril.  Kelainan terjadi pada kromosom X karena susunan rantai X tidak sempurna.  Sel yang bertanggung jawab terhadap sistem kekebalan tubuh adalah sel T, sel B, sel pembunuh, sel mikro.  Semua sel ini terdapat di dalam sel sumsum tulang belakang.  Cara pengobatan penyakit SCID-X1 yaitu: pengambilan sumsum tulang belakang.  Sel pembentuk sistem kekebalan dalam tulang belakang dipisahkan, ditumbuhkan bersama dengan virus rekayasa yang membawa gen SCID-X1 normal.  Transposom akan memindahkan gen SCID-X1 di virus ke sel pembentuk sistem kekebalan pasien.  Sel yang telah mengandung gen SCID-X1 normal disuntikan kembali ke pasien.  Di dalam tubuh pasien sudah ada gen SCID-X1 sehingga tubuh akan membentuk sel kekebalan(Park et al  2009).

D.  PUBLIKASI JURNAL DARI MASA KE MASA

            Berikut ini dituliskan judul-judul publikasi yang berkaitan dengan perkembangan ilmu dan teknologi biologi molekuler yang diterbitkan oleh jurnal ilmiah seperti diterangkan dalam paragraf sebelumnya.

·       Miescher JF. 1871.  Hoppe-Seyler’s Med Chem. Untersuchungen 4:441

·       Levene PA & London ES. 1929. The structur of thymonucleid acid. J. Biol. Chem 83: 793-802

·       Griffith F. 1923. The influence of immune serum on the biological properties of pneumococci.  Rep. Health Med. Subj 18:1-13

·       Watson JD, Crick FHC. 1953. Molecular structure of nucleic acids. Nature Vol 171: 737-738

·       Sagan L. 1967. On the origin of mitosing cells.  J. Theor. Biol. 14:225-274

·       Zuckerkandl E & Pauling L.  1965.  Molecultes as documents of evolutionary history. J. Theor. Biol 8: 357-365

·       Cech TR, Zaug AJ, Grabsowki PJ.  1981.  In vitro spicing of the ribosomal RNA precursor of Tetrahymena.  Cell 27:487-496

·       Kraut J.  1988.  How do enzymes work?  Sciene 242:533-540

·       Martinn W & Mueller M.  1998. The hydrogen hypothesis for the first eukaryote.  Nature 392:37-41

·       Blumberg RS.  2012.  Fokus on autoimmunity.  Nature Med. 18:35-70

·       dll

            Penemuan sebelumnya yang dipublikasikan di jurnal membuka peluang dilakukan penelitian selanjutnya.  Peneliti selanjutnya terus mengembangkan temuan yang sudah dilaporkan sebelumnya menghasilkan temuan-temuan baru lainnya. Semua perkembangan ilmu pengetahuan tersebut berasal dari penelitian yang dilakukan secara berkelanjutan oleh banyak orang dari seluruh dunia.  .  Diharapkan semua temuan ilmiah tersebut untuk kemaslahatan dan kesejahtaraan umat manusia.

Referensi

Buergi J. 2009.  Insect-resistant Maize, a case study of fighting the african stem borer.  Translated from German by T Wachs and M Thibault.  CABI org: UK

Courtesy of youtube with search key planet similar earth

En. Wikipedia. Org/wiki/JSTOR

En. Wikipedia.Org/wiki/philosophical-transactions-of-the-royal-society

En. Wikipedia.Org/wiki/royal-society

En. Wikipedia.Org/wiki/henry-oldenburg

En. Wikipedia.Org/wiki/academic-journal

En. Wikipedia.Org/wiki/Transfer_DNA

En. Wikipedia. Org/wiki/Transgenesis

Http//www.ncbi.nih.gov

Herren RV.  2005.  Introduction to Biotehnology An Agricultural Revolution.  Thomson Delmar Learning: USA

Karp Ga.  2014. Cell Biology Seventh Edition. Wiley: Asia. P 155-156.

Karp Gb. 2014. Cell Biology Seventh Edition. Wiley: Asia. P 122-127

Lubis AY dan Adian DG.  2011.  Pengantar Filsafat Ilmu Pengetahuan, Dari David Hume Sampai Thomas Kuhn.  Penerbit Koekoesan: Depok

Park YH, Heo SB, Park JK.  2009.  Why Life Science.  YeaRimDang publising: Korea

Semiawan C, Setiawan ThI, Yufiarti.  2005.  Panorama Filsafat Ilmu Landasan Perkembangan Ilmu Sepanjang Zaman.  Seri Buku Daras: Bandung

Rahayuwati S. 2009.  Variasi morfologi dan molekular Bemisia tabaci Gennadius (Homoptera: Alayrodidae) di daerah endemik penyakit kuning cabai di Indonesia bagian barat.  Tesis. Institut Pertanian Bogor: Bogor

Schwander T, Oldroyd BP.  2016.  Androgenesis: where males hijack eggs to clone themselves.  Phil. Trans. R. Soc. B 371: 20150534.

Watson JD, Crick FHC. 1953. Molecular structure of nucleic acids. Nature Vol 171: 737-738

                                                                                                    

Read More

Sisi Lain Survey Wereng Coklat

25 Agustus 2017


Serangan wereng batang cokelat di kabupaten Jepara tahun 2017 tidak terlalu tinggi.  Justru hama yang lebih dominan adalah sundep beluk yang disebabkan oleh oleh ngengat Schirpophaga sp. Petani menggunakan pola tanam padi-padi-palawija dalan satu tahun tanam.  Ada jeda palawija sehingga hama wereng yang mungkin ada tidak berkembang populasinya menjadi merugikan.



Lalu dengan berhasilnya panen apakah para petani sudah sejahtera?  Bapak petani yang sudah memberi makan dengan beras yang selalu tersedia di rumah.  Pernahkah ikut merasakan betapa penuh perjuangan untuk menghasilkan satu kemasan beras di rumah.  Benih padi disemai terlebih dahulu.  Tanaman padi kecil ini lalu ditanam di tanah berlumpur agar nanti tumbuh menjadi besar.  Pernahkan ikut masuk ke dalam lumpur?  Sebagai informasi kedalaman lumpur sawah itu hingga satu lutut orang dewasa.


Padi yang tumbuh itu lalu berbuah bulir keemasan yang ditunggu hingga masa panen.  Riang gembira tersirat dari wajah-wajah pahlawan pangan.  Gabah panen itu akhirnya dapat dijemur untuk kemudian dijual.   Uang itu didapat setelah 4 bulan bekerja keras memelihara padi.


Lalu apakah uang itu banyak?  Kebanyakan bapak tani ini hanya penggarap.  Uang hasil panen setelah dipotong biaya pupuk, tenaga kerja dll kemudian dibagi dua.  Satu bagian untuk fihak yang mempunyai sawah sedangkan satu bagian baru untuk bapak tani. 

pahlawan pangan Indonesia

pahlawan pangan Indonesia

pahlawan pangan Indonesia

pahlawan pangan Indonesia

Uang hasil bertani penggarap tidak banyak.  Hanya untuk mencukupi kebutuhan makan.  Untuk membuat tempat tinggal yang layak tidak cukup.  Lihatlah foto-foto rumah para pahlawan tersebut.  Rumah sederhana dengan lantai beralas tanah.

rumah petani padi

rumah petani padi

rumah petani padi

Yang lebih baik penghidupan jika petani sekaligus pemilik tanah.  Rumah beliau-beliau ini lebih baik walaupun aroma keserdehanaan masih tercium.  Kebiasaan memelihara tanaman dengan hati ikut terbawa dalam pola hidup yang menerima keadaan.  Bapak tani yang beruntung ini pun dapat menjalankan ibadah haji.  Dan gelar bapak Haji di desa merupakan suatu kehormatan.

Masjid desa yang lebih mewah dibandingkan rumah penduduk disekitar

Bapak tani yang relijius.  Yang rela menyisihkan uang untuk membangun masjid sehingga gedungnya pun beralas keramik dan berdiri megah.  Bangunan masjid lebih bagus dari rumah bapak tani pun menjadikan hidup lebih tentram.

Walau hidup dalam suasana sederhana tetapi jalan di desa-desa di Jepara bagus.  Beruntung dana bantuan pemerintah dipegang dengan amanah oleh para aparatnya.  Kesejahteraan bersama yang menjadi tujuan bukan hanya untuk memperkaya diri sendiri.

Apa yang sudah disumbangkan untuk negeri ini?

Penulis hidup ditengah kesederhanaan masyarakat desa.   Masyarakat desa yang sebagian besar berprofesi sebagai petani.  Petani yang benar kurang sejahtera.


Celaan besar itu saat diterima di institut pertanian bogor.  
"Mau jadi petani miskin kuliah di IPB?!"
"Seharusnya menjadi bidan desa yang pasti mempunyai masa depan lebih cerah".
Anak baru lulus SMA itu pun hanya bisa tertunduk diam tidak bisa mengeluarkan kata-kata.


Harus bisa membuktikan bahwa dengan ilmu pengetahuan kemiskinan dapat diatasi.  Semoga sedikit ilmu yang diraih dapat turut membangun bangsa ini menjadi besar, bermartabat, mandiri dan sejahtera.

_end_

Read More

Tidak Kenal Tidak Sayang Wereng Batang Coklat?

23 Agustus 2017

Wereng Batang Coklat (WBC) mempunyai nama latin Nilaparvata lugens yang dalam bahasa Inggris dikenal sebagai brown planthopper.  Serangga ini termasuk dalam Ordo Hemiptera dengan alat mulut menusuk menghisap, famili Delphacidae.

Wereng batang coklat, sumber alchetron.com/Delphacidae-2297823-W

Wereng kurun 50 tahun yang lalu, bukan hama utama pada tanaman padi.   Disertasi Van der Boot tahun 1929 menyebutkan bahwa hama utama tanaman padi pada tahun tersebut adalah

1. Scirpophaga innotata
2. Schoenobus incertullas
3. Ocile simplex
4. Leptocorisa acuta
5. Nephotetrix apicalis
6. Podops coarctata

Tahun 1964, Soenardi, dari Balai Penelitian Cimanggu melaporkan dalam buku Insect Pest of Rice in Indonesia bahwa hama utama pertanaman padi adalah

1. Tryporyza innotata
2. Triporyza incertulas 
3. Chilo suppressalis

Serangan wereng pertama di mulai tahun 1970 an.  Peningkatan populasi hama ini berkaitan dengan sistem budidaya yang semakin membaik.  Padi yang awalnya ditanam 1 kali dalam setahun meningkat menjadi dua kali tanam hingga tahun 2017 ini menjadi 3 kali tanam.  Padi genjah memiliki 105-124 hari (sumber http://bbpadi.litbang.pertanian.go.id) atau 3,5 hingga 4 bulan.  Sehingga dalam satu tahun hamparan persawahan akan terisi oleh tanaman padi secara terus menerus.  Penanaman padi tanpa jeda dalam satu tahun menyebabkan populasi wereng akan selalu ada di persawahan.  Populasi wereng ini yang akan memicu populasi yang lebih besar lagi di musim tanam berikutnya.


Faktor budidaya lain yang memicu meledaknya hama wereng disamping padi berumur pendek adalah pemakaian pupuk sintetik dan insektisida.  Pupuk sintetik terutama N menyebabkan figor tanaman menjadi besar dan berwarna hijau. Wereng membutuhkan N tinggi, sehingga dengan tersedianya N yang cukup banyak di tanaman menyebabkan kebutuhan nutrisi wereng menjadi terjamin dan sangat-sangat cukup untuk memproduksi generasi berikutnya.  Faktor penting ledakan wereng adalah pemakaian insektisida tidak tepat dan bijaksana.


Insektisida merupakan cara instan mengendalikan hama.  Sayangnya insektisida membunuh tidak hanya hama yang diinginkan juga musuh alami seperti parasitoid dan predator yang banyak dijumpai di persawahan.  Dalam kondisi normal, populasi hama dan musuh alami selalu berada dalam kondisi berkeseimbangan.  


Hama merupakan makanan dari predator.  Predator dengan alat mulut menggigit mengunyah dengan rakusnya memakan wereng hingga tidak tersisa satu potong bagian tubuhnya.  Parasitoid menggunakan badan wereng untuk meletakkan telur untuk kemudian menetas dan menjadi pupa tetap berada di dalam tubuh wereng.  Peristiwa ini yang menyebabkan populasi wereng dapat dikendalikan secara alami menggunakan musuh alami atau bahasa kerennya menggunakan jasa ecosystem services.  Pengendali alami ini tidak hanya predator, parasitoid tetapi ada juga penyakit yang disebabkan oleh nematoda, cendawan, virus dan bakteri.


Insektisida yang dipakai tidak tepat sasaran dan tidak bijaksana mengakibatkan predator dan parasitoid ikut terbunuh.  Tidak ada lagi pemangsa alami yang mampu mengendalikan populasi wereng.  Ketika dilakukan aplikasi insektisida baik wereng, predator dan parasitoid mati.  Wereng mempunyai daya adaptasi lebih baik terhadap insektisida dibandingkan predator dan parasitoid.  Saat dilakukan penyemprotan insektisida di persawahan, masih ada sedikit populasi wereng yang tidak ikut mati terbunuh.  Wereng lebih tahan insektisida biasanya berperawakan badan lebih kecil, warna lebih gelap, kapasitas reproduksinya lebih rendah dibandingkan populasi wereng normal.  Wereng yang masih hidup ini dapat berkembang biak hingga menjadi sejumlah populasi tertentu.  Ketahanan terhadap insektisida dikendalikan secara genetik dari dalam sel wereng.


Wereng yang berhasil hidup ini jika dikendalikan dengan konsentrasi insektisida sama, tidak mati.  Sehingga untuk mematikan wereng tersebut memerlukan konsentrasi yang lebih tinggi.  Insektisida ini pun tidak juga mampu untuk membunuh 100% populasi wereng.  Akan selalu ada sedikit individu yang tahan secara genetik terhadap insektisida.  Populasi wereng pun seberapapun tinggi diberikan konsentrasi insektisida tidak akan pernah mati.  Fenomena ini yang disebut dengan peristiwa resistensi.  Sebaliknya, musuh alami berupa predator dan parasitoid tidak ada lagi yang mampu bertahan hidup dalam kondisi konsentrasi insektisida tinggi.


Sudah dapat diduga, populasi wereng di lapangan meraja lela tanpa ada yang mampu mengendalikan lagi.  Ditambah lagi penanam padi secara terus menerus selama satu tahun, tanpa ada jeda membuat siklus hidup wereng tidak ada yang memutusnya. 


Ledakan hama wereng di Indonesia dimulai tahun 1970 an.  Siklus kemudian berulang setiap 5 hingga 20 tahunan.  Tercatat serangan wereng di tahun 1970, 1989, 1998, 2005, 2010 dan 2017.


Secara umum dugaan pemicu terjadinya ledakan hama wereng yaitu

• penanaman variets rentan
• pemakaian pupuk N berlebihan
• aplikasi insektisida sembarangan
• penanaman padi terus menerus
• adanya resistensi populasi wereng batang cokelat
• adanya migrasi wereng batang cokelat.

###

Komisi pestisida (kompes) salah satu pintu kelembagaan untuk pengaturan peredaran pestisida di Indonesia.  Lembaga ini sudah mengeluarkan 70 bahan aktif pestisida yang tidak boleh digunakan pada komoditas padi.  29 bahan aktif yang dilarang tersebut diantaranya dari golongan organophosphat.  Kompes juga melakukan moratorium pendaftaran insektisida untuk 150 merk dagang.  Peraturan lain yang dibuat adalah pelarangan insektisida berbahan aktif piretroid.  Pirethroid menyebabkan terjadinya resistensi dan resurgensi.

Pada kenyataan di lapang.  Penggunaan bahan aktif pirethroid dan organofosfat tetap dilakukan untuk komoditas padi.  Insektisida dengan bahan aktif imidakloprid dan abemektin yang belum disahkan untuk komoditas padi sudah digunakan.  Teknik aplikasi insektisida tidak tepat.  Yang lebih parah lagi terdapat peredaran insektisida palsu.  Akibat dari semua hal tersebut adalah

• populasi WBC meningkat
• tindakan pengendalian yang dilakukan menjadi tidak efektif dan efisien
• pencemaran lingkungan menjadi semakin meningkat

Penyemprotan insektisida di lapangan tetapi tidak mengendalikan OPT.  Banyak insektisida terbuang percuma tidak mengenai organisme sasaran.  Penyebab dari tidak tepatnya palikasi karena

• pengetahuan petani rendah
• pendampingan terhadap petani yang semakin menurun
• iklan pestisida yang sangat intensif dan ada dimana-mana

Upaya untuk mencegah terjadinya ledakan hama wereng

1. Tidak menjadikan pestisida sebagai senjata utama tetapi gunakanlah PHT
2. Gunakan pestisida dengan benar, bijaksana agar efisien dan aman terhadap lingkungan
3. Lakukan peningkatan dan pemanfaatan jasa ekosisem seperti optimalisasi musuh alami
4. Perlu dilakukan pencabutan izin edar pestisida yang melakukan promosi secara sembarangan seperti menempelkan di batang pohon di pinggir persawahan

###

Penyakit padi yang ditularkan oleh wereng batang cokelat adalah

1.  Rice tungro virus (virus tungro)
2. Rice grassy stunt virus (virus kerdil rumput)
3. Rice ragged stunt virus (virus kerdil hampa)

Gejala padi yang terkena virus tungro adalah daun padi berwarna orange.  Padi terkena virus kerdil rumput anakan banyak dan daun tetap berwarna hijau sehingga sekilas menyerupai rumput.  Virus kerdil hampa memiliki ciri menyebabkan daun padi terpelintir.  

Penyakit kerdil rumput dan kerdil hapa tersebar meliputi wilayah Malaysia, Philiphina, Vietnam, Jepang, Taiwan, China dan Indonesia.  Tahun 2017 ini dilaporkan terjadi serangan infeksi virus kerdil rumput dan kerdil hampa di Indonesia.

Penularan virus sangat bergantung pada wereng batang cokelat.  Tidak ada mekanisme penularan virus yang lainnya.  Nimfa wereng lebih efisien menularkan virus dibandingkan imago.  Sekali terinfeksi virus maka selamanya wereng akan mengandung virus.  Tanaman yang terinfeksi virus tidak akan mati.  Tanaman tetap hidup tetapi tidak dapat berproduksi.  Virus mengembangkan mekanisme agar inang yang ditumpanginya tidak mati.  Jika inang mati maka virus pun akan musnah sehingga akan merugikan untuk keberlangsungan hidupnya.

Tanaman yang terinfeksi virus tidak ada mekanisme untuk penyembuhannya.  Sehingga cara pengendalian adalah dengan memusnahkan tanaman padi yang terinfeksi oleh virus.  Jika tanaman tidak dimatikan, maka dapat menjadi sumber penularan pada tanaman lain yang masih sehat.

-end-

 








Tulisan bersumber dari kuliah umum yang disampaikan oleh Prof. Dr. Aunu Rauf, Prof. Dr. Dadang dan Prof. Dr. Sri Hendrastuti Hidayat yang dilaksanakan 14 Agustus 2017 di Ruang Sidang Lantai 6 Gedung Rektorat Institut Pertanian Bogor (IPB) dan teori perkuliahan selama menempuh pendidikan di PTN IPB

Read More