SEJARAH BIOLOGI MOLEKULER

 Nama     : Yuke Syatindra

 Npm       :  20025010173

SEJARAH BIOLOGI MOLEKULER 

Perkembangan ilmu biologi molekuler di dunia begitu pesat,hal ini dipengaruhi oleh perubahan pola fikir dan keadaan wilayah sehingga banyaknya ilmu-ilmu yang mempelajari bagaimana memaksimalkan DNA dan mempelajari perubahan DNA (genetik) karena perubahan lingkungan maupun karena hal lainnya. Ilmu dasar yang harus dimiliki untuk bisa mengolah data genetik yaitu harus mengetahui dan memahami teknik Isolasi DNA,Amplifikasi DNA dengan PCR,Uji Polimerisme dengan teknik RFLP dan Elektroforesis Gel Poliakrilamid. Isolasi DNA merupakan proses untuk mendapatkan DNA murni yang bebas dari RNA maupun protein lainnya hal ini didasarkan pada proses sentrifugasi (berat molekul),kemudian dilanjutkan dengan amplifikasi DNA dengan PCR.

Gambar Kristalografi DNA oleh Franklin dan Wilkins

caris 1950

Francis H. Crick dan James D. Watson pada 1953 memecahkan struktur tiga dimensi DNA, berdasarkan analisis struktur sinar-X dari DNA. Gambar difraksi sinar-X disiapkan oleh Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins menunjukkan tidak hanya struktur DNA heliks, tetapi juga lebih dari satu untai polinukleotida per molekul DNA. Hasil penelitian tersebut menyimpulkan  bahwa residu fosfat yang larut dalam air dan basa yang larut dalam air terletak di dalam DNA. Hal tersebut adalah cara untuk menjelaskan sifat DNA yang mudah larut dalam air.

Model struktural yang dikembangkan oleh Watson dan Crick tetap valid hingga saat ini. Watson dan Crick menerima Hadiah Nobel dalam Kedokteran dan Fisiologi pada tahun 1962.  Enzim ini memainkan peran kunci dalam replikasi DNA. Menurut hipotesis sekuens (urutan), spesifitas asam nukleat terletak secara eksklusif pada urutan basa mereka, yang nantinya akan menentukan urutan asam amino dari protein.

Pada 1961, Sydney Brenner dan Francis Crick sampai pada kesimpulan penting bahwa setiap elemen pengkodean asam amino (kodon) terdiri dari tiga basa (nukleotida), inilah yang disebut dengan kode genetik. Sebuah fragmen DNA dilabeli secara radioaktif di salah satu ujungnya, didenaturasi, dan dipotong pada nukleotida tertentu melalui metode kimia menggunakan senyawa DMS (dimethyl sulphate).

Urutan nukleotida dapat diidentifikasi dari autoradiogram berdasarkan pemotongan basa nitrogennya dari elektroforesis gel poliakrilamid.Untai DNA komplementer berlabel disintesis secara in vitro dengan menggunakan dideoksinukleotida (ddNTP) yang mengarah pada terminasi fragmen DNA. Fragmen yang dihasilkan dipisahkan oleh elektroforesis poliakrilamid dan dievaluasi dalam autoradiogram.

Metode terminasi ujung rantai dengan dideoxynucleotida (Sanger Sequencing) lebih banyak digunakan hingga sekarang terutama karena kemampuannya untuk otomatisasi, kualitas urutan dan kemampuan membaca urutan yang lebih panjang. Pembacaan DNA gambar disamping dari urutan pendek ke panjang yaitu : ATAAAAAACTCAGAACGGCTTCGTA.

Gel Poliakrilamid Probeatau label pewarna

PCR yaitu memperbanyak (amplifikasi) jumlah salinan DNA hingga jumlah tertentu, bahkan dari sampel yang jumlahnya kecil sampai kandungan DNA cukup tersedia untuk analisis lebih lanjut. Percobaan PCR pertama, menggunakan enzim DNA polimerase dari enterobacteria (E. coli) yang dapat terdegradasi pada suhu di atas 45 °C. Akhirnya, Mullis memiliki ide cemerlang dan sangat sederhana untuk menggunakan DNA polimerase yang diisolasi dari bakteri termofilik, agar tidak terdegradasi oleh proses denaturasi DNA dengan suhu tinggi. Higuchi dan rekan kerjanya berhasil mengembangkan kemajuan PCR yang signifikan pada tahun 1993.

PCR memberikan kemungkinan memonitor kuantifikasi (penghitungan hasil replikasi) dalam waktu itu juga, tanpa visualisasi menggunakan gel. Pada elektroforesis kapiler sekuenser (capillary electrophoresis sequencers) diperkenalkan pada tahun 1990, yang mengotomatiskan sekuensing Sanger. NGS menggunakan segmen DNA yang dibagi menjadi potongan-potongan kecil selama proses. Pada tahun 2002, Eckhard Wimmer mensintesis genom lengkap pertama dari virus polio dalam tabung reaksi.  DNA yang akan diurutkan disimpan dalam ruang reaksi mikro-chamber pada chip semikonduktor. Mikro chamber ini mengandung DNA polymerase dan berbagai nukleotida ditambahkan secara berurutan. Deteksi basa melalui perubahan nilai pH pada lapisan peka-ion di dalam mikro-chamber.