ITU Biologi molekuler adalah salah satu cabang Biologi yang didedikasikan untuk mempelajari hubungan antara DNA dan RNA, sintesis protein, dan karakteristik genetik yang ditransmisikan dari generasi ke generasi.
Lebih khusus lagi, Biologi Molekuler berusaha memahami mekanisme replikasi, transkripsi, dan translasi materi genetik.
Ini adalah bidang studi yang relatif baru dan sangat luas, yang juga mencakup aspek sitologi, kimia, mikrobiologi, genetika, dan biokimia.
Sejarah Biologi Molekuler
Sejarah Biologi Molekuler dimulai dengan kecurigaan beberapa jenis bahan yang ada dalam inti sel.
Kamu asam nukleat ditemukan pada tahun 1869, oleh peneliti Johann Friedrich Miescher ketika menganalisis inti sel darah putih dari luka nanah. Namun, mereka awalnya disebut nuklein.
Pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick menjelaskan struktur tiga dimensi dari molekul DNA, yang terdiri dari heliks ganda nukleotida.
Untuk mengembangkan model, Watson dan Crick menggunakan gambar difraksi sinar-X yang diperoleh oleh Rosalind Franklin dan analisis basa nitrogen dengan kromatografi Erwin Chargaff.
Pada tahun 1958, peneliti Matthew Meselson dan Franklin Stahl menunjukkan bahwa DNA memiliki replikasi semi-konservatif, yaitu molekul yang baru terbentuk melestarikan salah satu rantai molekul yang berasal.
Dengan penemuan-penemuan ini dan peningkatan peralatan baru, studi genetik berkembang pesat penelitian tentang gen, dari tes paternitas, genetik dan penyakit menular, di antara orang lain. Semua faktor ini sangat mendasar bagi pertumbuhan bidang Biologi Molekuler.
Dogma Sentral Biologi Molekuler
Dogma sentral Biologi Molekuler, yang diusulkan oleh Francis Crick pada tahun 1958, terdiri dari menjelaskan bagaimana informasi yang terkandung dalam DNA ditransmisikan. Singkatnya, ia menjelaskan bahwa aliran informasi genetik terjadi dalam urutan berikut: DNA → RNA → PROTEIN.
Ini berarti bahwa DNA mempromosikan produksi RNA (Transkripsi), yang pada gilirannya mengkodekan produksi protein (Terjemahan). Pada saat penemuan, diyakini bahwa aliran ini tidak dapat dibalik. Saat ini, diketahui bahwa enzim transkriptase terbalik mampu mensintesis DNA dari RNA.
Pelajari lebih lanjut, baca juga:
- DNA
- RNA
- Protein
- Sintesis protein
Teknik Biologi Molekuler
Teknik utama yang digunakan dalam studi Biologi Molekuler adalah:
- Reaksi Rantai Polimerase (PCR): Teknik ini digunakan untuk mengamplifikasi salinan DNA dan menghasilkan salinan dari sekuens tertentu, yang memungkinkan, misalnya, untuk menganalisis mutasinya, mengkloning, dan memanipulasi gen.
- Elektroforesis Gel: Metode ini digunakan untuk memisahkan protein dan untai DNA dan RNA, melalui perbedaan antara massa mereka.
- Blot Selatan: Melalui autoradiografi atau autofluoresensi, teknik ini memungkinkan untuk menentukan massa molekul dan memverifikasi apakah urutan tertentu ada dalam untai DNA.
- Blot Utara: Teknik ini memungkinkan analisis informasi, seperti lokasi dan jumlah messenger RNA, yang bertanggung jawab untuk mengirimkan informasi DNA ke sintesis protein dalam sel.
- Western Blot: Metode ini digunakan untuk analisis protein dan menggabungkan prinsip-prinsip Southern Blot dan Northern Blot.
Proyek Genom
Salah satu proyek paling komprehensif dan ambisius dalam Biologi Molekuler adalah Proyek Genom, yang bertujuan untuk memetakan kode genetik berbagai jenis organisme.
Untuk itu, sejak tahun 1990-an telah muncul beberapa kemitraan antar negara sehingga melalui Biologi Molekuler dan teknik penanganan materialnya genetik, dimungkinkan untuk mengungkap kekhasan dan gen yang ada di setiap untai DNA dan RNA, termasuk: hewan, tumbuhan, jamur, bakteri dan virus.
Salah satu proyek yang paling representatif dan menantang adalah Proyek Genom Manusia. Penelitian ini berlangsung selama tujuh tahun dan hasil akhirnya dipresentasikan pada April 2003, dengan 99% genom manusia diurutkan dan akurasi 99,99%.
