T

Teori Evolusi Darwin Dan Biologi Modern

idak ada ilmuwan yang karyanya masih diperdebatkan dengan panas hingga saat ini, seperti Charles Darwin. Bukunya

“The Origin of Species“yang merupakan hasil pengamatannya terhadap alam dan keragaman hayati, merupakan landasan terpenting ilmu biologi khususnya evolusi. Darwin yang mempublikasikan bukunya 150 tahun lalu ketika ia berusia 50 tahun, ketika itu memang tidak sendirian dalam mengembangkan teori evolusinya. Secara terpisah ada beberapa ilmuwan lain yang memiliki gagasan serupa. Namun teori Darwin merupakan landasan dari hampir semua teori evolusi modern. Juga untuk teknik rekayasa genetika, penelitian sel induk atau riset kloning. Namun banyak pihak terutama dari kalangan gereja yang tetap menolak teori evolusi ini.

Charles Darwin menyimpulkan, berbagai keragaman yang ia amati di alam, sebetulnya memiliki nenek moyang yang sama. Ketika ia mempublikasikan bukunya The Origin of Species – By Means Natural Selection atau terjemahan bebasnya, asal usul spesies-berdasarkan seleksi alam pada tahun 1859, dunia ilmu pengetahuan serta gereja geger. Ketika itu, dengan berani Darwin menyampaikan kesimpulan yang dinilai hanya spekulasi. Gereja yang menganut faham penciptaan sempurna, langsung mengecam teori evolusi tsb. Namun seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, terbukti teori evolusi yang diperkenalkan Darwin hampir semuanya benar secara ilmiah. Ilmu

genetika modern juga menegaskan kembali teori Darwin itu.

Karena itulah peneliti terkemuka di dunia dan penemu struktur DNA, James Watson memberikan penilaian dan bobot tinggi dalam ilmu biologi terutama evolusi terhadap Darwin : “Bagi saya, Charles Darwin merupakan tokoh yang paling penting.“

James Watson adalah ilmuwan paling terkemuka abad ini dalam teknik rekayasa genetika. Bersama rekannya Francis Crick pada tahun 1953 yang lalu, keduanya mempublikasikan penemuannya yakni struktur DNA yang terdiri dari spiral ganda. Dalam DNA itu, Watson dan Crick menemukan pola susunan unsur kimia, yang merupakan kode pemrograman genetik semua makhluk hidup. Kode DNA tersusun dari empat macam nukleotida, yakni Adenin, Thymin, Cyanin dan. Guanin, yang disebut huruf penyusun kode genetika. Polymer inilah yang menentukan pembentukan DNA dan sekaligus juga evolusi makhluk hidup. Watson dan Crick menerima anugerah Nobel untuk kedokteran bagi temuannya ini pada tahun 1962.

Selain Darwin, pada saat yang hampir bersamaan Gregor Mendel, seorang pendeta dari Austria juga melakukan penelitian sifat herediter pada tanaman, dengan melakukan persilangan beberapa jenis tanaman kacang. Ia mengirimkan satu eksemplar hasil penelitian persilangannya kepada Darwin. Akan tetapi pakar sejarah ilmu pengetahuan Ernst Peter Fischer menceritakan nasib laporan itu : “Hukum genetika, belum dikenal oleh Darwin. Memang diketahui, bahwa Darwin menerima satu eksemplar laporannya, tapi juga diketahui ia tidak sempat membukanya.

Edisi : I - Jum’at, 27 Mei 2011

Artinya, ia tidak kenal hukum herediter, dan tentu saja tidak dapat membuat gambaran mengenai mekanisme genetika.“

Hasil penelitian sifat herediter Mendel dan penemuan struktur DNA oleh Watson dan Crick membuat para ahli evolusi biologi dapat memecahkan rahasia evolusi sejenis burung gelatik yang diamati Darwin di pulau Galapagos. Dari struktur DNA para peneliti bukan hanya dapat mengikuti mekanisme

evolusi, melainkan juga mengetahui bagaimana organisme berubah tampilannya. Dewasa ini diketahui, teori mutasi gen sebagai pemicu evolusi ternyata tidak tepat. Sebab gen makhluk hidup memiliki kemampuan yang jauh lebih hebat dari yang dibayangkan. Untuk melakukan perubahan, gen ibaratnya dengan cerdik mengaktifkan saklar yang mematikan atau menghidupkan protein tertentu dalam sel.

Proses Ekspresi Gen dalam Organisme

Netsains.Com - Dalam tubuh manusia terdapat banyak gen (unit dasar hereditas dalam kehidupan organisme) yang nantinya akan terekspresi menjadi fenotip (sifat yang tampak), misalnya rambut hitam, kulit sawo matang, hidung mancung, dan sebagainya. Bagaimana suatu gen yang ukurannya sangat kecil dapat menjadikan rambut kita berwarna hitam?

Dalam istilah biologi molekuler kita kenal dengan istilah Dogma Sentral Biologi Molekuler. Apakah itu? Dogma di sini adalah suatu kerangka kerja untuk dapat memahami urutan

transfer informasi antara biopolymer (DNA, RNA, protein) dengan cara yang paling umum dalam organisme hidup. Sehingga secara garis besar, dogma sentral maksudnya adalah semua informasi terdapat pada DNA, kemudian akan digunakan untuk menghasilkan molekul RNA melalui transkripsi, dan sebagian informasi pada RNA tersebut akan digunakan untuk menghasilkan protein melalui proses yang disebut translasi. TRANSKRIPSI

Ini merupakan tahapan awal dalam proses sintesis protein yang nantinya proses tersebut akan berlanjut pada ekspresi sifat-sifat genetik

yang muncul sebagai fenotip. Dan untuk mempelajari biologi molekuler tahap dasar yang harus kita ketahui adalah bagaimana mekanisme sintesis protein sehingga dapat terekspresi sebagai fenotip.

Transkripsi merupakan proses sintesis molekul RNA pada DNA templat. Proses ini terjadi pada inti sel / nukleus (Pada organisme eukariotik. Sedangkan pada organisme prokariotik berada di sitoplasma karena tidak memiliki inti sel) tepatnya pada kromosom.

Komponen yang terlibat dalam proses transkripsi yaitu : • DNA templat (cetakan) yang terdiri atas

basa nukleotida Adenin (A), Guanin (G), Timin (T), Sitosin (S)

• enzim RNA polimerase • faktor-faktor transkripsi • prekursor (bahan yang ditambahkan

sebagai penginduksi). Hasil dari proses sintesis tersebut adalah

tiga macam RNA, yaitu : • mRNA (messeger RNA) • tRNA (transfer RNA) • rRNA (ribosomal RNA)

Struktur RNA polimerase terdiri atas : beta, beta-prime, alpha, sigma. Pada struktur beta dan beta-prime bertindak sebagai katalisator dalam transkripsi. Struktur sigma untuk mengarahkan agar RNA polimerase holoenzim hanya menempel pada promoter. Bagian yang disebut core enzim terdiri atas alpha, beta, dan beta-prime.

Tahapan dalam proses transkripsi pada dasarnya terdiri dari 3 tahap, yaitu : 1. Inisiasi (Pengawalan)

Transkripsi tidak dimulai di sembarang tempat pada DNA, tapi di bagian hulu (upstream) dari gen yaitu promoter. Salah satu bagian terpenting dari promoter adalah kotak Pribnow (TATA box). Inisiasi dimulai ketika holoenzim RNA polimerase menempel pada promoter. Tahapannya dimulai dari pembentukan kompleks promoter tertutup, pembentukan kompleks promoter terbuka, penggabungan beberapa nukleotida awal, dan perubahan konformasi RNA polimerase karena struktur sigma dilepas dari kompleks holoenzim.

2. Elongasi (Pemanjangan) Proses selanjutnya adalah elongasi. Pemanjangan di sini adalah pemanjangan

nukleotida. Setelah RNA polimerase menempel pada promoter maka enzim tersebut akan terus bergerak sepanjang molekul DNA, mengurai dan meluruskan heliks. Dalam pemanjangan, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung 3’ molekul RNA yang baru terbentuk. Misalnya nukleotida DNA cetakan A, maka nukleotida RNA yang ditambahkan adalah U, dan seterusnya. Laju pemanjangan maksimum molekul transkrip RNA berrkisar antara 30 – 60 nukleotida per detik. Kecepatan elongasi tidak konstan.

3. Terminasi (Pengakhiran) Terminasi juga tidak terjadi di sembarang tempat. Transkripsi berakhir ketika menemui nukleotida tertentu berupa STOP kodon. Selanjutnya RNA terlepas dari DNA templat menuju ribosom

POTENSIAL OSMOSIS JARINGAN TUMBUHAN

Sel tumbuhan memiliki ciri fisiologi yang berbeda dengan sel hewan khususnya dengan keberadaan dinding sel pada sel tumbuhan. Dinding sel secara umum dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Perbedaan antara kedua macam dinding ini terletak pada fleksibilitas, ketebalan, susunan mikrofibril dan pertumbuhannya (Istanti, 1999). Seluruh aktivitas sel tumbuhan sangat tergantung dengan keberadaan dinding sel ini. Dinding sel selain berfungsi untuk proteksi isi sel juga berperan sebagai jalan keluar masuknya air, makanan dan garam-garam mineral ke dalam sel. Sel tumbuhan merupakan bagian terkecil dari sistem hidup dan di dalam sistem ini sel-sel saling bergantung. Perilaku sel tidak hanya dipengaruhi oleh keadaan sel itu sendiri tetapi juga sel-sel di sekitarnya dan tumbuhan itu sendiri serta lingkungan luar. Berbagai macam zat seperti makanan, zat mineral, air dan gas bergerak dari sel ke sel dalam bentuk molekul atau partikel.

Lingkungan suatu sel meliputi sel-sel di sekitarnya dan lingkungan luar yang meliputi air, tanah dan udara tempat tumbuh dan hidup

tumbuhan tersebut. Sel-sel yang bersinggungan langsung dengan lingkungan luar antara lain sel-sel yang ada di akar, batang dan daun yang kemudian meluas ke suluruh tubuh tumbuhan melalui ruang-ruang dalam sel (Tjitrosomo, 1983: 1). Molekul atau partikel air, gas dan mineral masuk ke dalam sel tumbuhan melalui proses difusi dan osmosis. Melalui proses-proses tersebut tumbuhan dapat memperoleh zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhannya. Proses difusi berlangsung dari daerah yang memilki konsentrasi partikel tinggi ke daerah yang konsentrasi partikelnya rendah. Difusi memiliki peranan penting dalam sel-sel tumbuhan yang hidup.

Sel tumbuhan dapat mengalami kehilangan air, apabila potensial air di luar sel lebih rendah daripada potensial air di dalam sel. Jika sel kehilangan air cukup besar, maka ada kemungkinan volume isi sel akan menurun besar sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Artinya, membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel, peristiwa ini disebut plasmolisis. Sel yang sudah terplasmolisis

dapat disehatkan kembali dengan memasukkannya ke dalam air murni (Tjotrosomo, 1983: 11).

Potensial air daun mempengaruhi transpirasi terutama melalui pengaruhnya terhadap membukanya stomata, tetapi juga mempengaruhi kadar uap air dalam ruang udara daun. Pengurangan potensial air sedikit tidak akan mempengaruhi transpirasi secara nyata, terutama apabila kadar uap air udara tinggi.(Goldworty, 1992).

Potensial osmosis menunjukkan status suatu larutan dan menggambarkan

perbandingan proporsi zat terlarut dengan pelarutnya. Makin pekat suatu larutan akan makin rendah potensial osmosisnya. Potensial osmosis dari suatu sel dapat diukur dengan berbagai metoda. Metoda yang digunakan adalah dengan menggunakan suatu seri larutan yang konsentrasi dan PO nya diketahui, misalnya dengan larutan sukrosa. Metoda ini didasarkan pada adanya peristiwa plasmolisis, yaitu dengan menentukan suatu larutan yang hanya menyebabkan terjadinya kondisi “incipient plasmolisis”.

KEKACAUAN KROMOSOM DALAM PENGEMBANGAN EMBRIO AWAL TERKAIT DENGAN KELAINAN PADA SITOKINESIS DAN

PEMBENTUKAN SPINDEL News-medical.net - Kelainan pada spindle (benang bi-polar seperti struktur yang memiliki pranala dan tarik kromosom selama pembelahan sel) embrio manusia sebelum implantasi mungkin menjadi alasan utama bagi banyak cacat kromosom diamati dalam pembangunan manusia awal, seorang ilmuwan mengatakan pada hari Rabu 30 Juni 2004 pada konferensi tahunan ke-20 dari Masyarakat Eropa Reproduksi Manusia dan Embriologi .

Dr Katerina Chatzimeletiou, dari Bridge Fertility Centre, London, Inggris, mengatakan dalam konferensi bahwa penelitiannya telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa kelainan seperti itu terjadi sepanjang perkembangan embrio pra-implantasi.

"Penggunaan teknik fluoresensi diagnostik di situ hibridisasi (IKAN), yang memanfaatkan probe fluoresensi untuk mengidentifikasi kromosom tertentu, sebelumnya telah mengungkapkan sejumlah besar kelainan kromosom termasuk 'kekacauan' dalam embrio sebelum implantasi", katanya. "Sampai sekarang

diyakini bahwa ini mungkin karena artefak teknis dan tidak mewakili status sebenarnya dari embrio. Pekerjaan kami menunjukkan bahwa hal ini tidak terjadi. Bahkan, kami telah mengidentifikasi jalur utama yang menyebabkan kelainan kromosom dan nuklir dalam praimplantasi embrio in vitro. "

Selama pembelahan sel, serat gelendong sejajarkan 46 kromosom sepanjang

tengah sel dan kemudian kekuatan yang diberikan

yang menarik kromosom ke arah berlawanan. Sebuah poros bi-polar memastikan bahwa masing-masing dua sel anak menerima salinan

dari masing-masing 46 kromosom. Tim Dr

Chatzimeletiou menemukan bahwa beberapa spindle di belahan, dan embrio tahap blastokista mengandung lebih dari dua kutub (tripolar atau tetraplolar), dan pada mereka tidak mungkin untuk 46 kromosom untuk dipisahkan sama untuk dua sel anak, karena mereka akan ditarik ke tiga atau lebih arah. "Hal ini pada gilirannya pasti akan mengarah pada kekacauan kromosom", katanya.