Pada tahun 2003 yang lalu, human genom Prospect (HGP) telah selesai, walaupun demikian tidak menutup kemungkinan adanya penambahan database bila ada penemuan baru. Pada tahun 2003 ini pula merupakan tahun perayaan 50 tahun penemuan struktur molekul DNA heliks ganda (double helix) oleh Watson-Crick sebagai tonggak peristiwa terbukanya era penelitian DNA sebagai material genetis yang berperan dalam penurunan sifat dari generasi berikutnya. Era genomik saat ini benar-benar satu realitas.Kunci utama dari HGP ini adalah pengolahan bioinformatika secara global, tidak hanya database yang berasal dari manusia, tetapi berbagai hewan dan tanaman dari berbagai tingkatan termasuk organisme prikariotik.
Proyek ini juga merangsang perkembangan sarana dan prasarana teknologi yang terkait dan juga kemikalia yang digunakan sebagai bahan dasar penelitian genetika. Untuk menganalisis genom manusia, hewan, maupun tumbuhan, diperlukan alat untuk membaca urutan-urutan basa nukleotida dari berbagai gen. Sejak proyek HGP ini dimulai, berkembanglah teknik analisis pengurutan basa-basa nukleotida DNA ( DNA seguencing analysis ). Teknik ini pertama kali dikembangkan oleh Sanger dengan menggunakan dideoksinukleotida serta oleh Maxam-Gilbert dengan perlakuan kemikalia.
Teknik Sanger yang lebih sederhana menyebabkan teknik ini dapat berkembang dengan pesat. Bila pada awal teknik seguensing ini ada peralatan yang menggunakan gel untuk memisahkan basa-basa nukleotida dari gen yang dianalisis, maka saat ini telah dikembangkan DNA sekuensing otomatis ( otomatis seguencer DNA ) dengan sistem kapiler. Dengan demikian, untuk satu sampel dengan panjang 500-700 pasang basa (Pp) dapat dibaca dengan waktu singkat dan akurat.
Charles Darwin dengan teori evolusinya mengulas secara lugas dalam bukunya The Origin Of Species dan buku keduanya Variation in animals and Plants under Domestication tentang seleksi alami selama proses evolusi berlangsung. Proses evolusi terjadi bukan hanya karena seleksi alam akibat perubahan lingkungan saja, tetapi juga akibat perubahan tingkat seluler maupun molekuler dari suatu organisme. Pengukuran tingkat evolusi pada mulanya hanya diukur tingkat morfologinya saja, tetapi hal ini menyebabkan kekeliruan dalam penentuan filogenetis suatu populasi organisme. Namun demikian, kita tahu bahwa mutasi pada urutan DNA dapat mempengaruhi ekspresi dari protein, baik struktur dan/atau fungsi protein bisa berubah akibat mutasi tersebut.Gregor Johann Mendel dengan prinsip segregasi keturunan yang dikenal sebagai prinsip mendel mengungkapkan bahwa gen adalah unit terkecil yang diturunkan dari generasi ke generasi. Gen-gen ini dikemas dalam suatu wahana yang dikenal sebagai kromosom. Segregasi berlangsung secara random dan independen, sehingga diperoleh variasi genetis di dalam suatu populasi. Adanya pindah silang ( Crossing-Over ), kawin dengan tetua ( back-cross ), kawin sedarah ( inbreeding ), atau perkawinan buka sedarah ( outbreeding ) menyumbang terjadinya variabilitas genetis maupun pembentukan senter pengumpulan gen ( Gene polo ) baru dari suatu populasi.
Konsep gen adalah satuan biologis yang membawa sifat keturunan.Gen terletak secara spesifik dalam lokus-lokus kromosom dan mempunyai tiga sifat dasar : (1) gen mempunyai fungsi spesifik dalam sel dan organisme seutuhnya, (2) gen harus mampu menggandakan dirinya secara tepat sehingga spesifisitas fungsinya selalu dipertahankan dari satu generasi ke generasi selanjutnya, dan (3) dalam keadaan normal,gen merupakan molekul yang stabil,namun dalam menghadapi perubahan lingkungan, gen dapat bersifat sensitif atau rentan sehingga dapat menimbulkan mutasi pada urutan basa nukleotidanya. Gen adalah unit hereditas suatu organisme hidup.
Gen ini diode dalam materi genetis organisme, yang kita kenal sebagai molekul DNA, atau RNA pada beberapa virus, dan ekspresinya dipengaruhi oleh : (1) lingkungan internal seperti komunikasi antara kemikalia, molekul, dan Sitokin dalam sel atau antar sel,atau (2) lingkungan eksternal seperti pertumbuhan dan perkembangan fisik atau perilaku dari organisme itu. Genetika molekuler merupakan suatu disiplin ilmu yang kaya akansejarah penemuan dan investigasi mulai dari berbagai molekul ( protein,DNA,dan RNA), sel, organisme, dan populasi, yang diperoleh melalui berbagai pendekatan penelitian. Tidak hanya informasi genetis saja yang berperan penting selama evolusi, tetapi ekspresi dari peran individual di semua level juga turut berpengaruh. Apabila saat ini, era proteonomik ini kita perlu mengetahui konsep dasar dari genetika secara molekuler. Mengapa demikian? Karena proteonomik merupakan gabungan kajian protein dan genomik yang menggunakan berbagai teknik analisis modern.
Proyek ini juga merangsang perkembangan sarana dan prasarana teknologi yang terkait dan juga kemikalia yang digunakan sebagai bahan dasar penelitian genetika. Untuk menganalisis genom manusia, hewan, maupun tumbuhan, diperlukan alat untuk membaca urutan-urutan basa nukleotida dari berbagai gen. Sejak proyek HGP ini dimulai, berkembanglah teknik analisis pengurutan basa-basa nukleotida DNA ( DNA seguencing analysis ). Teknik ini pertama kali dikembangkan oleh Sanger dengan menggunakan dideoksinukleotida serta oleh Maxam-Gilbert dengan perlakuan kemikalia.
Teknik Sanger yang lebih sederhana menyebabkan teknik ini dapat berkembang dengan pesat. Bila pada awal teknik seguensing ini ada peralatan yang menggunakan gel untuk memisahkan basa-basa nukleotida dari gen yang dianalisis, maka saat ini telah dikembangkan DNA sekuensing otomatis ( otomatis seguencer DNA ) dengan sistem kapiler. Dengan demikian, untuk satu sampel dengan panjang 500-700 pasang basa (Pp) dapat dibaca dengan waktu singkat dan akurat.
Charles Darwin dengan teori evolusinya mengulas secara lugas dalam bukunya The Origin Of Species dan buku keduanya Variation in animals and Plants under Domestication tentang seleksi alami selama proses evolusi berlangsung. Proses evolusi terjadi bukan hanya karena seleksi alam akibat perubahan lingkungan saja, tetapi juga akibat perubahan tingkat seluler maupun molekuler dari suatu organisme. Pengukuran tingkat evolusi pada mulanya hanya diukur tingkat morfologinya saja, tetapi hal ini menyebabkan kekeliruan dalam penentuan filogenetis suatu populasi organisme. Namun demikian, kita tahu bahwa mutasi pada urutan DNA dapat mempengaruhi ekspresi dari protein, baik struktur dan/atau fungsi protein bisa berubah akibat mutasi tersebut.Gregor Johann Mendel dengan prinsip segregasi keturunan yang dikenal sebagai prinsip mendel mengungkapkan bahwa gen adalah unit terkecil yang diturunkan dari generasi ke generasi. Gen-gen ini dikemas dalam suatu wahana yang dikenal sebagai kromosom. Segregasi berlangsung secara random dan independen, sehingga diperoleh variasi genetis di dalam suatu populasi. Adanya pindah silang ( Crossing-Over ), kawin dengan tetua ( back-cross ), kawin sedarah ( inbreeding ), atau perkawinan buka sedarah ( outbreeding ) menyumbang terjadinya variabilitas genetis maupun pembentukan senter pengumpulan gen ( Gene polo ) baru dari suatu populasi.
Konsep gen adalah satuan biologis yang membawa sifat keturunan.Gen terletak secara spesifik dalam lokus-lokus kromosom dan mempunyai tiga sifat dasar : (1) gen mempunyai fungsi spesifik dalam sel dan organisme seutuhnya, (2) gen harus mampu menggandakan dirinya secara tepat sehingga spesifisitas fungsinya selalu dipertahankan dari satu generasi ke generasi selanjutnya, dan (3) dalam keadaan normal,gen merupakan molekul yang stabil,namun dalam menghadapi perubahan lingkungan, gen dapat bersifat sensitif atau rentan sehingga dapat menimbulkan mutasi pada urutan basa nukleotidanya. Gen adalah unit hereditas suatu organisme hidup.
Gen ini diode dalam materi genetis organisme, yang kita kenal sebagai molekul DNA, atau RNA pada beberapa virus, dan ekspresinya dipengaruhi oleh : (1) lingkungan internal seperti komunikasi antara kemikalia, molekul, dan Sitokin dalam sel atau antar sel,atau (2) lingkungan eksternal seperti pertumbuhan dan perkembangan fisik atau perilaku dari organisme itu. Genetika molekuler merupakan suatu disiplin ilmu yang kaya akansejarah penemuan dan investigasi mulai dari berbagai molekul ( protein,DNA,dan RNA), sel, organisme, dan populasi, yang diperoleh melalui berbagai pendekatan penelitian. Tidak hanya informasi genetis saja yang berperan penting selama evolusi, tetapi ekspresi dari peran individual di semua level juga turut berpengaruh. Apabila saat ini, era proteonomik ini kita perlu mengetahui konsep dasar dari genetika secara molekuler. Mengapa demikian? Karena proteonomik merupakan gabungan kajian protein dan genomik yang menggunakan berbagai teknik analisis modern.
Segitiga trinitas genetika molekuler terdiri dari DNA, RNA, dan protein yang telah kita kenal sebagai dogma sentral. Molekul DNA sebagai pembawa materi genetis bagi hampir semua makhluk hidup kecuali beberapa virus. DNA diterjamahkan dalam bentuk mRNA kemudian diolah pada proses translasi untuk produksi protein yang fungsional. Dogma sentral ini berubah sejak penemuan RNA sebagai bahan genetis dari virus yang dapat membentuk cDNA dengan enzim reserve transcriptase. Kemudian cDNA ini akan melanjutkan sintesis protein seperti normalnya. Penemuan ini menjadi dasar pengembangan teknik polymerase Chain reaction (PCR) dalam membuat cDNA secara in vitro dengan teknik reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR).
Penelitian berbasis genetika molekuler semakin berkembang setiap tahunny. Sejak penemuan DNA heliks ganda dari Watson-Crick, para peneliti semakin tergugah untuk membuka cakrawala baru di bidang genetika molekuler,di antaranya dengan penemuan-penemuan enzim restriksi, teknik manipulasi gen dan rekayasa genetika, pengembangan kultur sel terutama kultur stem cell, pembuatan hewan transgenik dan Knock out untuk lebih memperdalam fungsi dari suatu gen, dan akhirnya pengembagan teknik-teknik di bidang proteonomik dan nanoteknologi.
Informasi cetak biru informasi menuju era genomik ( blue print information do genomic era ) telah berlangsung sejak dimulainya human genom Prospect (HGP) pada tahun 1990. HGP termasuk salah satu kunci penting era genomik.Adapun kunci utama dari HGP ini adalah :
Penelitian berbasis genetika molekuler semakin berkembang setiap tahunny. Sejak penemuan DNA heliks ganda dari Watson-Crick, para peneliti semakin tergugah untuk membuka cakrawala baru di bidang genetika molekuler,di antaranya dengan penemuan-penemuan enzim restriksi, teknik manipulasi gen dan rekayasa genetika, pengembangan kultur sel terutama kultur stem cell, pembuatan hewan transgenik dan Knock out untuk lebih memperdalam fungsi dari suatu gen, dan akhirnya pengembagan teknik-teknik di bidang proteonomik dan nanoteknologi.
Informasi cetak biru informasi menuju era genomik ( blue print information do genomic era ) telah berlangsung sejak dimulainya human genom Prospect (HGP) pada tahun 1990. HGP termasuk salah satu kunci penting era genomik.Adapun kunci utama dari HGP ini adalah :
1. Pengolahan bioinformatika secara global tidak hanya database yang berasal dari manusia saja, tetapi berbagai hewan dan tanaman dari berbagai tingkatan termasuk organisme prokariotik.
2. Proyek ini juga merangsang perkembangan sarana dan prasarana teknologi yang terkait dan juga bahan kit-kit kemikalia yang digunakan sebagai bahan dasar penelitian genetika.
3. Peta kromosom dan genom, urutan gen dan mRNA, protein dan struktur dari molekul-molekul tersebut, bisa diakses dari database genom dengan mudah dan gratis.
4. Analisis evolusi atau filogenetis untuk membandingkan hubungan kekerabatan dari urutan genom maupun protein dari mamalia,vertebrata, chordata, dan invertebrata, secara komprehensif dapat dilakukan dengan analisis in silico.
5. Selain itu, kita juga dapat mensistensis dengan berbagai format, misalnya urutan daerah yang mengkode gen secara utuh molekul cDNA dari mRNA , membuat kloning cDNA atau bagian gen yang kita tetapkan, koleksi oligoprimer dan marker (penanda) dari urutan database yang ada, microarray , pustaka (cell Lines).
6. Perkembangan dan publikasi HGP ini juga meliputi pembuatan model hewan percobaan menginaktifkan gen ( knockout ) dan menghambat aktivitas gen ( knockdown) untuk memahami fungsi suatu gen terkait dengan penyakit genetik.
7. Berbagai referensi komprehensif tentang protein berbagai spesies, berbagai vektor spesifik, reagen untuk mengukur afinitas protein, pengembangan teknik dan reagen untuk memproduksi antibodi monoklonal atau antibodi poliklonal.
8. Pengembangan perangkat lunak komputer terkait dengan bioinformatika dan perangkat robotik untuk menyusun profil (profiling) gen atau protein database.Hal ini akan memudahkan komputasi data biologis dalam skala besar dan komplesitasnya.
Perkembangan penelitian di bidang biologi molekuler juga tidak terlepas dari etichal,legal and Social implication (ELSI) sebagai fundamental dan relevansidari isu-isu sosial. Hal yang penting dari keberadaan ELSI adalah bioetika penelitian, pengembalikan sampel pada manusiadan hewan coba. ELSI ini juga mengakomodasi kolaborasi antara peneliti ELSI, genomik, proteomik, dan klinis,serta mengakomodasi struktural penghargaan untuk penelitian-penelitian dari berbagai berbagi interdisipliner, pendidikan intensifdengan model beasiswa kursus singkat dari Center-center ELSI dan pusat database (database) genom. Bank agen di Amerika, Jepang, dan beberapa negara Eropa menyediakan beasiswa ini untuk personal atau lembaga yang tertarik untuk mendalami dan mengembangkan riset berbasis pada biologi molekular
Penulis : Prof.Fatciyah
Sumber : Biologi Molekular Prinsip Dasar Analisis
Admin :
Nama : Rizki Indra Prasetyawan
Fb : Rizky Indra Prasetyawan
Kata Kunci : Dasar Biologi Molekular
Mau Copas?
Silahkan copas namun harus diedit dan tidak boleh sama persis serta harus disertai sumber link.
https://nguentenpon.blogspot.co.id/2015/07/dasar-biologi-molekular.html
0 komentar