Pengertian Biologi Molekuler dan Teknik Biologi Molekuler

Diposting pada

Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah molekul yang membawa instruksi genetik untuk hampir setiap makhluk hidup. Zat kimia uniknya tidak hanya memungkinkan informasi ini disalin dan diteruskan ke keturunan organisme, tetapi juga memungkinkan para ilmuwan untuk menyelidiki dan memanipulasi organisme pada tingkat molekuler.

Akibatnya, teknik biologi molekuler berada di garis depan sebagian besar penelitian ilmiah terdepan. Dalam tulisan ini Anda akan memahami sejumlah teknik biologi molekuler yang umum digunakan yang melibatkan DNA.

Apa itu biologi molekuler?

Biologi molekuler  adalah ilmu tentang makhluk hidup pada tingkat molekul yang mengendalikannya dan membentuknya. Sementara biologi tradisional berkonsentrasi pada mempelajari seluruh organisme hidup dan bagaimana mereka berinteraksi dalam populasi (pendekatan “top down”), sedangkan biologi molekuler berusaha untuk memahami makhluk hidup dengan memeriksa komponen yang membentuknya (pendekatan “bottom up”).

Kedua pendekatan untuk biologi ini sama-sama valid, meskipun perbaikan teknologi telah memungkinkan para ilmuwan untuk lebih berkonsentrasi pada molekul kehidupan dalam beberapa tahun terakhir.

Biologi molekuler adalah cabang  biokimia khusus, studi tentang kimia molekul yang secara khusus terhubung dengan proses kehidupan. Yang sangat penting bagi biologi molekuler adalah  asam nukleat  (DNA  dan  RNA) dan  protein  yang dibangun menggunakan  instruksi genetik yang dikodekan dalam molekul tersebut. 

Biolekul lain, seperti  karbohidrat  dan  lipid  juga dapat dipelajari untuk interaksi mereka dengan asam nukleat dan protein. Biologi molekuler sering dipisahkan dari bidang  biologi sel, yang berkonsentrasi pada struktur sel ( organel dan sejenisnya), jalur molekuler dalam  sel  dan  siklus hidup sel .

Molekul-molekul yang membentuk dasar kehidupan memberi para ilmuwan alat yang lebih mudah diprediksi dan mekanistik untuk dipelajari para ilmuwan.

Biologi molekuler memberi para ilmuwan alat yang dengannya mereka dapat “bermain-main” denganbentuk kehidupan. Mereka dapat menggunakannya untuk menentukan fungsi gen tunggal atau protein, dan mencari tahu apa yang akan terjadi jika gen atau protein itu tidak ada.

Biologi molekuler digunakan untuk memeriksa kapan dan mengapa gen tertentu diaktifkan “on” atau “off”. Pemahaman tentang masing-masing faktor telah memberi para ilmuwan pemahaman yang lebih dalam tentang bagaimana makhluk hidup bekerja.

Pengertian Biologi Molekuler
Pengertian Biologi Molekuler

Teknik biologi molekuler yang umum

Daftar berikut mencakup beberapa  teknik biologi molekuler yang lebih umum digunakan.

  • Elektroforesis – suatu proses yang memisahkan molekul seperti  DNA  atau  protein menurut ukurannya, elektroforesis adalah andalan laboratorium biologi molekuler.
  • Polymerase Chain Reaction (PCR) – proses yang digunakan untuk memperbesar jumlah DNA yang sangat kecil menjadi jumlah yang dapat digunakan dalam percobaan lebih lanjut. Proses ini digunakan sebagai alat dasar dalam biologi molekuler untuk memastikan bahwa kita memiliki DNA yang cukup untuk melakukan teknik lebih lanjut seperti  modifikasi genetik, namun memiliki penggunaan praktis yang lebih luas seperti dalam forensik (identifikasi menggunakan profil DNA) dan diagnosis penyakit. PCR juga dapat digunakan untuk memperkenalkan mutasi titik kecil  ke dalam gen.
  • Restriction Digest – proses pemotongan DNA menjadi fragmen yang lebih kecil menggunakan  enzim  yang hanya bekerja pada urutan genetik tertentu.
  • Ligasi – proses menggabungkan dua bagian DNA bersama. Ligasi bermanfaat ketika memasukkan potongan DNA baru ke dalam genom lain  .
  • Blotting – teknik yang digunakan untuk secara spesifik mengidentifikasi biomolekul setelah  elektroforesis. Molekul yang menarik diindikasikan menggunakan probe berlabel (untai komplementer  asam nukleat ) atau antibodi berlabel  yang  dinaikkan terhadap protein tertentu.
  • Kloning – teknik memasukkan gen baru ke dalam  sel  atau organisme yang dapat digunakan untuk melihat apa pengaruh ekspresi gen terhadap organisme, untuk mengubah organisme menjadi pabrik yang akan menghasilkan gen dalam jumlah besar atau protein yang dikodenya, atau (dalam pencantuman label) untuk menunjukkan di mana produk-produk gen tersebut diekspresikan dalam organisme.
    Penyisipan bahan genetik ke dalam  bakteri  disebut  transformasi , sedangkan penyisipan ke dalam   sel eukariotik disebut  transfeksi. Jika virus digunakan untuk memperkenalkan materi ini, prosesnya disebut transduksi.

Masing-masing teknik ini digunakan bersama dengan teknik lain untuk membantu para ilmuwan memecahkan pertanyaan penelitian tertentu. Sebagai contoh, setelah menggunakan  PCR  untuk membuat sejumlah besar gen tertentu, seorang ilmuwan dapat  mengikat  suatu gen untuk protein tertentu ke dalam  vektor plasmid  (untai DNA bundar pendek yang bertindak sebagai pembawa), melakukan penggalian restriksi cepat   dan  elektroforesis  untuk memastikan bahwa gen telah dimasukkan dengan benar, dan kemudian menggunakan plasmid itu untuk  mengubah  sel bakteri yang digunakan untuk menghasilkan vektor dalam jumlah besar. 

Setelah pemurnian vektor dari bakteri, kemudian digunakan untuk  transeksi sel mamalia dalam budaya. Ilmuwan kemudian menggunakan  elektroforesis protein  dan  western blotting  untuk menunjukkan  ekspresi  produk gen.