Kamis, 19 Januari 2012

Biologi Sel

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL


Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel. Sel sendiri adalah kesatuan structural dan fungsional makhluk hidup

Teori-teori tentang sel

- Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel (cellula)
- Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi)
- Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”
- Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma
- Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838 menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan. Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukan tersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup.
- Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasmainti (nucleus)
- Max Shultze (1825-1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup
- Rudolf Virchow (1858) menyatakan bahwa setiap cel berasal dari cel sebelumnya (omnis celulla ex celulla)

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Inti

a. sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam sitoplasma (sel yang memiliki satu system membran. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri dan alga biru
b. sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru
Struktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan tetapi, sel prokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak. Sel prokariotik dan sel eukariotik memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut :

Sel Prokariotik
- Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang dinamakan nucleoid
- Organel-organelnya tidak dibatasi membran
- Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan
- Diameter sel antara 1-10mm
- Mengandung 4 subunit RNA polymerase
- Susunan kromosomnya sirkuler

Sel Eukariotik
- Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus
- Organel-organelnya dibatasi membran
- Membran selnya tersusun atas fosfolipid
- Diameter selnya antara 10-100mm
- Mengandungbanyak subunit RNA polymerase
- Susunan kromosomnya linier

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Kromosom dan Fungsinya

a. Sel Somatis, sel yang menyusun tubuh dan bersifat diploid
b. Sel Germinal. sel kelamin yang berfungsi untuk reproduksi dan bersifat haploid

Bagian-bagian Sel

- Bagian hidup(komponen protoplasma), terdiri atas inti dan sitoplasma termasuk cairan dan struktur sel seperti : mitokondria, badan golgi, dll
- Bagian mati (inklusio), terdiri atas dinding sel dan isi vakuola

mari kita bahas masing-masing bagian satu per satu

a Dinding sel

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel.
Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu.

Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.

b. Membran Plasma


Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.

Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.

Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

Transpor pasif

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.

Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.

Transpor aktif

Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.

Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.

c. Mitokondria

Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel.

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].

Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.

Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.

Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium

d. Lisosom

Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.

- Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.

- Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.

- Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).

e. Badan Golgi

Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.

Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.

beberapa fungsi badan golgi antara lain :

1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.
3. Membentuk dinding sel tumbuhan
4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
5. Tempat untuk memodifikasi protein
6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
7. Untuk membentuk lisosom

f. Retikulum Endoplasma


RETIKULUM ENDOPLASMA (RE) adalah organel yang dapat ditemukan di seluruh sel hewan eukariotik.

Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).

Ada tiga jenis retikulum endoplasma:
RE kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel. RE sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.

g. Nukleus


Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri

h. Plastida

Plastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. ada tiga macam plastida, yaitu :
- leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung)
- kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untuk fotosintesis), xantofil, dan karoten
- kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoten

i. Sentriol (sentrosom)


Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.

Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.

j. Vakuola


Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler tingkat rendah.

fungsi vakuola adalah :
1. memelihara tekanan osmotik sel
2. penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll
3. mengadakan sirkulasi zat dalam sel


Perbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan


1. Sel Hewan :
* tidak memiliki dinding sel
* tidak memiliki butir plastida
* bentuk tidak tetap karena hanya memiliki membran sel yang keadaannya tidak kaku
* jumlah mitokondria relatif banyak
* vakuolanya banyak dengan ukuran yang relatif kecil
* sentrosom dan sentriol tampak jelas

2. Sel Tumbuhan
* memiliki dinding sel
* memiliki butir plastida
* bentuk tetap karena memiliki dinding sel yang terbuat dari cellulosa
* jumlah mitokondria relatif sedikit karena fungsinya dibantu oleh butir plastida
* vakuola sedikit tapi ukurannya besar
* sentrosom dan sentriolnya tidak jelas
yaitu

Selasa, 17 Januari 2012

Biologi Molekular





Biologi molekular atau biologi molekul merupakan salah satu cabang biologi yang merujuk kepada pengkajian mengenai kehidupan pada skala molekul. Ini termasuk penyelidikan tentang interaksi molekul dalam benda hidup dan kesannya, terutama tentang interaksi berbagai sistem dalam sel, termasuk interaksi DNARNA, dan sintesis protein, dan bagaimana interaksi tersebut diatur. Bidang ini bertumpang tindih dengan bidang biologi (dan kimia) lainnya, terutama genetika dan biokimia.Para peneliti biologi molekular menggunakan teknik-teknik khusus yang khas biologi molekular (lihat subbab Teknik di bagian lain artikel), namun kini semakin memadukan teknik-teknik tersebut dengan teknik dan gagasan-gagasan dari genetika dan biokimia. Tidak terdapat lagi garis tegas yang memisahkan disiplin-disiplin ilmu ini seperti sebelumnya. Secara umum keterkaitan bidang-bidang tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

Keterkaitan dengan ilmu hayati "skala-molekul" lainnya

Semakin banyak bidang biologi lainnya yang memfokuskan diri pada molekul, baik secara langsung mempelajari interaksi molekular dalam bidang mereka sendiri seperti pada biologi sel dan biologi perkembangan, maupun secara tidak langsung (misalnya dengan menggunakan teknik biologi molekular untuk menyimpulkan ciri-ciri historis populasi atau spesies) seperti pada genetika populasi dan filogenetika.


Teknik biologi molekular

Kloning ekspresi

Salah satu teknik dasar biologi molekular adalah kloning ekspresi, yang digunakan misalnya untuk mempelajari fungsi protein. Pada teknik ini, potongan DNA penyandi protein yang diinginkan ditransplantasikan ke suatu plasmid (DNA sirkular yang biasanya ditemukan padabakteri; dalam teknik ini, plasmid disebut sebagai vektor ekspresi).
Plasmid yang telah mengandung potongan DNA yang diinginkan tersebut kemudian dapat disisipkan ke dalam sel bakteri atau sel hewan. Penyisipan DNA ke dalam sel bakteri disebut transformasi, dan dapat dilakukan dengan berbagai metode, termasuk elektroporasi,mikroinjeksi dan secara kimia. Penyisipan DNA ke dalam sel eukaryota, misalnya sel hewan, disebut sebagai transfeksi, dan teknik transfeksi yang dapat dilakukan termasuk transfeksi kalsium fosfat, transfeksi liposom, dan dengan reagen komersial. DNA dapat pula dimasukkan ke dalam sel dengan menggunakan virus (disebut transduksi viral).
Setelah penyisipan ke dalam sel, protein yang disandi oleh potongan DNA tadi dapat diekspresikan oleh sel bersangkutan. Berbagai jenis cara dapat digunakan untuk membantu ekspresi tersebut agar protein bersangkutan didapatkan dalam jumlah besar, misalnya inducible promoter dan specific cell-signaling factor. Protein dalam jumlah besar tersebut kemudian dapat diekstrak dari sel bakteri atau eukaryota tadi.

Polymerase chain reaction (PCR)

Polymerase chain reaction ("reaksi [be]rantai polimerase", PCR) merupakan teknik yang sangat berguna dalam membuat salinan DNA. PCR memungkinkan sejumlah kecil sekuens DNA tertentu disalin (jutaan kali) untuk diperbanyak (sehingga dapat dianalisis), atau dimodifikasi secara tertentu. Sebagai contoh, PCR dapat digunakan untuk menambahkan situs enzim restriksi, atau untuk memutasikan (mengubah) basa tertentu pada DNA. PCR juga dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan sekuens DNA tertentu dalam sampel.
PCR memanfaatkan enzim DNA polimerase yang secara alami memang berperan dalam perbanyakan DNA pada proses replikasi. Namun demikian, tidak seperti pada organisme hidup, proses PCR hanya dapat menyalin fragmen pendek DNA, biasanya sampai dengan 10 kb (kb=kilo base pairs=1.000 pasang basa). Fragmen tersebut dapat berupa suatu gen tunggal, atau hanya bagian dari suatu gen.
Proses PCR untuk memperbanyak DNA melibatkan serangkaian siklus temperatur yang berulang dan masing-masing siklus terdiri atas tiga tahapan. Tahapan yang pertama adalah denaturasi cetakan DNA (DNA template) pada temperatur 94-96 °C, yaitu pemisahan utas ganda DNA menjadi dua utas tunggal. Sesudah itu, dilakukan penurunan temperatur pada tahap kedua sampai 45-60 °C yang memungkinkan terjadinya penempelan (annealing) atau hibridisasi antara oligonukleotida primer dengan utas tunggal cetakan DNA. Primer merupakan oligonukelotida utas tunggal yang sekuens-nya dirancang komplementer dengan ujung fragmen DNA yang ingin disalin; primer menentukan awal dan akhir daerah yang hendak disalin. Tahap yang terakhir adalah tahap ekstensi atau elongasi (elongation), yaitu pemanjangan primer menjadi suatu utas DNA baru oleh enzim DNA polimerase. Temperatur pada tahap ini bergantung pada jenis DNA polimerase yang digunakan. Pada akhirnya, satu siklus PCR akan menggandakan jumlah molekul cetakan DNA atau DNA target, sebab setiap utas baru yang disintesis akan berperan sebagai cetakan pada siklus selanjutnya.

Elektroforesis gel

Elektroforesis gel merupakan salah satu teknik utama dalam biologi molekular. Prinsip dasar teknik ini adalah bahwa DNARNA, atauprotein dapat dipisahkan oleh medan listrik. Dalam hal ini, molekul-molekul tersebut dipisahkan berdasarkan laju perpindahannya oleh gaya gerak listrik di dalam matriks gel. Laju perpindahan tersebut bergantung pada ukuran molekul bersangkutan. Elektroforesis gel biasanya dilakukan untuk tujuan analisis, namun dapat pula digunakan sebagai teknik preparatif untuk memurnikan molekul sebelum digunakan dalam metode-metode lain seperti spektrometri massaPCRkloningsekuensing DNA, atau immuno-blotting yang merupakan metode-metode karakterisasi lebih lanjut.
Gel yang digunakan biasanya merupakan polimer bertautan silang (crosslinked) yang porositasnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Untuk memisahkan protein atau asam nukleat berukuran kecil (DNARNA, atau oligonukleotida), gel yang digunakan biasanya merupakan gel poliakrilamida, dibuat dengan konsentrasi berbeda-beda antara akrilamida dan zat yang memungkinkan pertautan silang (cross-linker), menghasilkan jaringan poliakrilamida dengan ukuran rongga berbeda-beda. Untuk memisahkan asam nukleat yang lebih besar (lebih besar dari beberapa ratus basa), gel yang digunakan adalah agarosa (dari ekstrak rumput laut) yang sudah dimurnikan.
Dalam proses elektroforesis, sampel molekul ditempatkan ke dalam sumur (well) pada gel yang ditempatkan di dalam larutan penyangga, dan listrik dialirkan kepadanya. Molekul-molekul sampel tersebut akan bergerak di dalam matriks gel ke arah salah satu kutub listrik sesuai dengan muatannya. Dalam hal asam nukleat, arah pergerakan adalah menuju elektrode positif, disebabkan oleh muatan negatif alami pada rangka gula-fosfat yang dimilikinya. Untuk menjaga agar laju perpindahan asam nukleat benar-benar hanya berdasarkan ukuran (yaitu panjangnya), zat seperti natrium hidroksida atau formamida digunakan untuk menjaga agar asam nukleat berbentuk lurus. Sementara itu, protein didenaturasi dengan deterjen (misalnya natrium dodesil sulfat, SDS) untuk membuat protein tersebut berbentuk lurus dan bermuatan negatif.
Setelah proses elektroforesis selesai, dilakukan proses pewarnaan (staining) agar molekul sampel yang telah terpisah dapat dilihat. Etidium bromidaperak, atau pewarna "biru Coomassie" (Coomassie blue) dapat digunakan untuk keperluan ini. Jika molekul sampel berpendar dalam sinar ultraviolet (misalnya setelah "diwarnai" dengan etidium bromida), gel difoto di bawah sinar ultraviolet. Jika molekul sampel mengandung atom radioaktifautoradiogram gel tersebut dibuat.
Pita-pita (band) pada lajur-lajur (lane) yang berbeda pada gel akan tampak setelah proses pewarnaan; satu lajur merupakan arah pergerakan sampel dari "sumur" gel. Pita-pita yang berjarak sama dari sumur gel pada akhir elektroforesis mengandung molekul-molekul yang bergerak di dalam gel selama elektroforesis dengan kecepatan yang sama, yang biasanya berarti bahwa molekul-molekul tersebut berukuran sama. "Marka" atau penanda (marker) yang merupakan campuran molekul dengan ukuran berbeda-beda dapat digunakan untuk menentukan ukuran molekul dalam pita sampel dengan meng-elektroforesis marka tersebut pada lajur di gel yang paralel dengan sampel. Pita-pita pada lajur marka tersebut dapat dibandingkan dengan pita sampel untuk menentukan ukurannya. Jarak pita dari sumur gel berbanding terbalik terhadaplogaritma ukuran molekul.

Hubungan Biologi Dengan Ilmu Lainnya


Biologi merupakan salah satu cabang ilmu dari Ilmu Pengetahuan Alam atau yang biasa kita singkat dengan IPA. Biologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bios’ yang berarti hidup dan ‘logos’ yang berarti ilmu. Biologi adalah ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup. Tak hanya mempelajari tentang makhluk hidup saja, tetapi biologi juga mempelajari segala aspek yang menyertainya. Dalam pengembangan penerapan biologi yang dikenal sebagai biologi terapan, biologi dapat dihubungkan dengan berbagai ilmu, contohnya kimia, fisika, matematika serta teknologi informatika sehingga muncullah ilmu-ilmu baru seperti biokimia (hubungan antara biologi dengan kimia) dan biofisika (hubungan antara biologi dengan fisika) yang kemudian bergabung dan membentuk suatu ilmu baru lagi yaitu bioteknologi. Selain itu, biologi juga berkaitan erat dengan ilmu sosial dan membentuk ilmu-ilmu baru yang salah satu contohnya adalah psikologi dan biogeografi. Ilmu terapan tersebut dapat digunakan untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia di belahan bumi ini. Bidang yang tergolong biologi terapan misalnya kedokteran, pertanian, perikanan, kesehatan, farmasi, dan bioteknologi.
Secara garis besar, biologi dapat dibagi menjadi dua cabang ilmu, yaitu:
1. Zoologi, yaitu ilmu yang mempelajari tentang kehidupan hewan di alam semesta ini.
2. Botani, yaitu ilmu yang mempelajari tentang kehidupan tumbuhan di alam semesta ini.
Ada berbagai cabang ilmu biologi, yaitu :
1. Ekologi : Ilmu yang mempelajari interaksi antar makhluk hidup dan lingkungannya.
2. Morfologi : Ilmu yang mempelajari bentuk dan struktur makhluk hidup.
3. Sitologi : Ilmu yang mempelajari susunan dan fungsi sel.
4. Mikrobiologi : Ilmu yang mempelajari segala aspek kehidupan mikroorganisme.
5. Fisiologi : Ilmu yang mempelajari sifat faal dan cara kerja dari tubuh suatu organisme.
6. Taksonomi : Ilmu yang mempelajari klasifikasi atau pengelompokan makhluk hidup.
7. Evolusi : Ilmu yang mempelajari perubahan dan perkembangan serta hubungan kekerabatan jenis makhluk hidup.
8. Embriologi : Ilmu yang mempelajari perkembangan suatu organisme, mulai dari zigot sampai menjadi dewasa.
9. Genetika : Ilmu yang mempelajari cara menurunnya sifat pada makhluk hidup.
10. Patologi : ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk penyakit.
Salah satu contoh dari cabang biologi adalah bioteknologi. Bioteknologi adalah suatu cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang pemanfaatan makhluk hidup dan penggunaan biokimia, mikrobiologi, serta rekayasa kimia secara terpadu dengan tujuan memperoleh penerapan teknologi di bidang industri, kesehatan atau kedokteran, dan pertanian dari kapasitas mikroba, sel atau jaringan sebagai kultur. Selain itu, bioteknologi juga menghasilkan barang atau jasa untuk kepentingan makhluk hidup.
Berdasarkan prosesnya bioteknologi dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Bioteknologi klasik atau konvensional
Bioteknologi klasik atau konvensional merupakan praktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan sederhana, tanpa melakukan rekayasa genetika. Bioteknologi klasik atau konvensional, contohnya : bir, wine, sake, yoghurt, roti, keju, kecap, tempe, tape, dan oncom.
2. Bioteknologi modern
Bioteknologi modern merupakan praktik bioteknologi yang diperkaya dengan rekayasa genetika, yaitu suatu teknik pemanipulasian materi genetika. Pada teknik tersebut terjadi pemindahan materi genetika (transfer gen) dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya. Melalui teknik tersebut manusia dapat mengontrol produk yang dihasilkan sesuai dengan keinginannya. Contohnya, dihasilkannya tanaman tahan hama dan penyakit, buah-buahan bersifat tahan lama, dan ternak yang mampu menghasilkan susu dalam jumlah yang lebih banyak.
Kegiatan utama dalam ruang lingkup bioteknologi, yaitu:
a. Teknologi industri dengan mengguanakan reaktor bio, di mana mikroba dan enzim menjadi katalis utama.
b. Rekayasa genetika
c. Peleburan sel dalam upaya menipulasi genetik
d. Kultur jaringan pada sel atau tumbuhan
Kemampuan mikroba dan eksploitasinya dalam dunia industri mikroba dijuluki sebagai buruh serba bisa. Hal ini didasarkan atas kemampuan mikroba yang bisa memproduksi lebih dari 500 macam bahan keperluan manusia. Hampir semua industri dilayani oleh jasa mikroba seperti sektor industri dalam bidang pertanian. Sektor pertanian mencakup produksi pangan, vaksin hewan, pupuk dan kompos organik. Fungsi bioteknologi dalam bidang pertanian adalah mencari jenis tanaman yang tahan penyakit, tanaman yang mampu memupuk dirinya sendiri dengan perbaikan fiksasi nitrogen, tanaman unggul, biopestisida, biointektisida, penghancuran selulosa dan lignin, penyelamatan pascapanen, serta kultur jaringan. Kultur jaringan adalah teknik menumbuhkan jaringan atau sel menjadi individu baru pada media khusus yang asptik. Kultur jaringan sel tumbuhan dapat tumbuh pada kultur (media tumbuh) yang cukup mengandung nutrienbat. Prinsip dasar kultur jaringan dan sel adalah bahwa sel yang diisolasikan akan mengembangkan potensi dasarnya (totipotensi). Potongan daun cocor bebek, misalnya, dapat tumbuh membentuk akar, batang, dan daun menjadi tanaman cocor bebek yang baru dengan sifat individu unggul.
Selain itu, dalam bidang pertanian rekayasa genetika juga dapat difungsikan sebagai kegiatan utama dalam ruang lingkup bioteknologi. Rekayasa genetika merupakan salah satu teknologi yang potensial sebagai alternatif pemecahan masalah pangan dunia untuk menghasilkan tanaman transgenik. Tanaman transgenik merupakan tanaman yang mempunyai gen asing di dalam genomnya. Gen asing pada umumnya berasal dari bakteri atau tanaman lain yang membawa sifat tertentu. Sifat yang dibawa oleh gen asing ini merupakan sifat unggul yang tidak dimiliki tanaman inang. Tanaman transgenik telah banyak dilepas sebagai tanaman pangan dengan tujuan seperti tahan insekta, tahan herbisida, mengandung vitamin dan gizi tinggi, tahan penyimpanan jangka panjang, dan toleran terhadap lingkungan secara langsung berperan dalam meningkatkan produktifitas. Tanaman transgenik yang tahan terhadap insekta akan menurunkan frekuensi aplikasi pestisida. Pengurangan pemakaian pestisida sama artinya dengan tidak memasukkan bahan-bahan kimia berbahaya ke dalam lingkungan, sehingga dampak pencemaran lingkungan dapat dikurangi. Resiko dari produk transgenik tidak akan lebih besar dari produk hasil persilangan alamiah. Beberapa resiko pangan transgenik yang mungkin terjadi antara lain resiko alergi, keracunan dan tahan antibiotik. Sehingga sampai saat ini fakta menunjukkan bahwa kelompok tanaman ini telah memberi banyak manfaat khususnya dalam dunia pertanian karena memiliki produktivitas dan kualitas tinggi serta lebih ramah lingkungan.
Dalam bidang kesehatan, khususnya dalam bidang kedokteran, bioteknologi dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan, misalnya dalam pembuatan vaksin, pembuatan antibodi monoklonal, dan pembuatan antibiotik.
Pembuatan vaksin
Vaksin dapat berfungsi untuk melawan penyakit karena kadangkala penyakit yang disebabkan oleh virus tidak bisa diobati. Melalui bioteknologi, telah berkembang pembuatan vaksin baru yaitu dengan menggunakan protein. DNA rekombinan menggerakkan pembuatan suatu protein khusus dalam jumlah besar dari selubung protein virus, bakteri, atau mikroba lainnya. Sehingga protein ini dapat digunakan menjadi pemicu terbentuknya respons kekebalan untuk melawan penyakit.
Pembuatan antibodi monoklonal
Teknik lain yang sering digunakan dalam bioteknologi modern adalah teknik hibridoma, yaitu teknik yang memfusikan dua sel dari jaringan yang berbeda untuk menghasilakan antibodi monoklonal. Antibodi adalah protein yang dihasilkan oleh sel limfosit B atau sel limfosit T untuk melawan antigen (benda asing, misalnya bakteri, jamur, virus, serta protein asing) yang masuk ke dalam tubuh. Produksi antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendiagnosa penyakit, mengisolasi molukel toksin, melawan gen dalam tubuh manusia, serta dapat juga untuk tes diagnostik kehamilan.
Pembuatan antibiotik
Dengan berkembangnya mikrobiologi (Ilmu yang mempelajari segala aspek kehidupan mikroorganisme), telah diketahui berbagai struktur dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/ jasad renik, baik yang menguntungkan maupun yang bersifat pantogen (menyebabkan penyakit) maka berkembanglah industri obat-obatan. Dalam industri obat-obatan, telah diketahui sifat-sifat bakteri Escherichia coli yang ternyata dapat dibuat menjadi insulin. Insulin ini sangat berguna bagi penderita Diabetes Melitus pada manusia. Contoh perkembangan mikrobiologi dalam industri obat-obatan lainnya adalah pembuatan antibiotik. Antibiotik merupakan senyawa yang dihasilkan oleh bakteri atau jamur yang bersifata menghambat pertumbuahan mibro lainnya. Macam-macam antibiotik yang sudah berhasil dibuat antara lain adalah penisilin (dibuat dari jamur Penicillium), sefalosporin (dihasilkan oleh jamur Cephalosporium), dan tetrasiklin (dihasilkan oleh jamur Streptomycin).
Penerapan ilmu biologi juga dapat difungsikan untuk mengatasi masalah, misalnya:
1. Masalah tentang kelaparan di dunia.
Bioteknologi merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi kelaparan dan kemiskinan karena penelitian bioteknologi di dunia ini juga untuk mengatasi berbagai masalah, dari pangan hingga kesehatan. Apalagi sejak dikembangkannya teknologi rekombinan DNA (deoxyribose nucleid acid) yang memungkinkan manusia mampu menghasilkan sesuatu produk yang sebelumnya sulit dapat dibayangkan. Misalnya dengan rekayasa genetika yang merupakan salah satu teknologi yang potensial sebagai alternatif pemecahan masalah pangan dunia untuk menghasilkan tanaman transgenik. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup karena DNA dari semua makhluk hidup memiliki struktur yang sama sehingga dapat direkombinasikan.
Masalah pangan dapat ditangani juga dengan kebijakan yang mendorong penyediaan pelayanan meliputi lima hal, yaitu:
1) pelayanan gizi dan kesehatan yang berbasis masyarakat seperti Upaya Perbaikan Gizi Keluarga (UPGK) yang dilaksanakan tahun 1970-1990an, penimbangan balita di Posyandu dengan KMS.
2) pemberian suplemen zat gizi mikro seperti pil besi kepada ibu hamil, kapsul vitamin A kepada balita dab ibu nifas.
3) bantuan pangan kepada anak gizi kurang dari keluarga miskin.
4) fortifikasi bahan pangan seperti fortifikasi garam dengan yodium, fortifikasi terigu dengan zat besi, seng, asam folat, vitamin B1 dan B2.
5) biofortifikasi, suatu teknologi budi daya tanaman pangan yang dapat menemukan varietas padi yang mengandung kadar zat besi tinggi dengan nilai biologi tinggi.
Dengan begitu kemungkinan masalah kelaparan di dunia dapat teratasi karena bantuan pangan maupun pembudidayaan tanaman pangan bisa dilakukan oleh masyarakat luas.
2. Masalah tentang wabah penyakit.
Mikrob alami yang di rekayasa genetikanya memberikan harapan baru dalam bidang kesehatan. Salmonella typhimurium, suatu bakteri yang berasosiasi dengan keracunan pangan, memberikan harapan baru untuk melawan tumor dan kanker secara sistematis. Bakteri ini direkayasa secara genetika agar secara spesifik tetap dapat membunuh sel-sel kanker, tetapi tidak merusak atau menjadi patogen pada jaringan tubuh manusia.
Selain itu, teknologi DNA rekombinan dapat juga digunakan untuk mengobati beberapa penyakit genetika. Salah satu teknik tersebut adalah PCR (polymerase chain reaction). Dasar cara kerja PCR berada pada kemampuan enzim DNA polimerase untuk membuat salinan rantai DNA. Manfaat teknik ini, yaitu mampu memberikan penanganan yang lebih cepat dan identifikasi yang tepat terhadap mikroba penyebab penyakit, contohnya hepatitis.
Adapun di bawah ini adalah contoh persoalan wabah penyakit yang disebabkan oleh berbagai macam mikroba, yaitu:
1) Bakteri, penyebab penyakit pada manusia (misalnya Treponema pallidum penyebab sifilis, Mycobacterium tubercolosis penyebab TBC), hewan (Campylobacter fetus penyebab keguguran pada kambing dan sapi), dan tumbuhan (Agrobacterium tumefaciens penyebab tumor pada tumbuhan).
2) Jamur, penyebab kerusakan pada kulit, tekstil, makanan, penyakit pada hewan dan tumbuhan.
3) Alga, menyebabkan menutupnya permukaan air, menghasilkan bau, racun, menyerap O2, dan menyebabkan pencemaran
4) Protozoa, penyebab penyakit seperti malaria, disentri, dan sakit tidur.
5) Virus, penyebab penyakit pada tanaman, hewan, dan manusia (misalnya, cacar, influensa, penyakit kuning, unggas (parrot fever), mosaic (TMV) pada tanaman tomat, kentang, dan tembakau).

Senin, 16 Januari 2012


Biografi - Ahli biologi Terkenal






Louis Agassiz
Louis Agassiz 
pasir dolar
Pasir dolar - Dari Agassiz yang
D'Ã © Monographies chinodermes vivants et fossiles
glyptolepis
Glyptolepis elegans - Sebuah fosil ikan
Poissons fossiles du Vieux Gra ° S Rouge 
Louis Agassiz (28 Mei 1807 - 14 Desember 1873). Swiss-Amerika kelahiran ahli zoologi , geologi , dan ahli paleontologi , dengan keahlian khusus dalam ilmu pengetahuan tentang ikan . Pendiri dan direktur Museum Zoologi Harvard Perbandingan. Salah satu ilmuwan paling terkenal pada zamannya. 

holoptychius
Holoptychius nobilissimus
Sebuah predator teleost 
Louis Agassiz lahir di bagian barat berbahasa Prancis di Swiss. Setelah mendapatkan MD dan PhD di Jerman, ia bekerja erat dengan Georges Cuvier di Paris. Dia juga berteman sana olehAlexander von Humboldt .

Ketika Cuvier meninggal pada tahun 1832, von Humboldt membantu Agassiz mendapatkan guru kembali di Swiss diUniversity of tel ¢ NeuchÃ, tidak jauh dari MÃ'tier mana Agassiz lahir. Itu ada di tel ¢ Neuchà bahwa Agassiz menyelesaikan monumental, indah diilustrasikanRecherches sur les poissons fossiles (1833-1843), sebuah buku yang dibawa bersama banyak dari apa yang kemudian diketahui tentang ikan fosil dan melakukan banyak untuk merangsang penelitian masa depan menjadi punah kehidupan dari semua jenis. Selama bertahun-tahun di tel ¢ NeuchÃ, ia juga menyelesaikan nomenklatur Zoologicus (1842-1846), daftar beranotasi besar dari semua nama-nama generik yang telah digunakan dalam nomenklatur zoologi dari waktu Linnaeus .
swiss gletser
Aletsch Glacier di Swiss
Dibesarkan di Pegunungan Alpen Swiss, studi tentang erratics glasial dan jejak lain dari glasiasi masa lalu menyebabkan Agassiz mengusulkan terjadinya zaman es terakhir. Pada tanggal 24 Juli 1837, Agassiz tertegun peserta pertemuan tahunan Masyarakat Ilmu Pengetahuan Alam Swiss dengan penuh semangat berdebat untuk ide ini. Dalam Ã ‰ nyatudes sur les gletser ("Glacier Studi"), ia menegaskan bahwa semua pusat Eropa pernah terkubur di bawah lembaran besar es. Apa yang disebut Eiszeit (Jerman untuk Ice Age) yang sekarang disebut Pleistosen .Kesadarannya bahwa zaman es terakhir telah benar-benar terjadi, menempatkannya di garis depan pemikiran geologi dan paleontologi.Misalnya, ia adalah ilmuwan pertama yang menyadari bahwa prasejarah besar Amerika Utara danau sekarang dikenal sebagai Danau Agassiz, diciptakan oleh bendungan glasial ( Baca lebih lanjut tentang Danau Agassiz → ).

Setelah melakukan perjalanan ke Amerika Serikat pada tahun 1846 untuk mempelajari sejarah alam Amerika Utara, ia ditawari jabatan profesor di Harvard dan memutuskan untuk menetap di Boston. Agassiz menjadi salah satu Amerika pertama biologi berdiri internasional. Melalui tahun Harvard-nya mengajar ilmuwan terkemuka masa depan, Agassiz telah mungkin pengaruh terbesar dari setiap individu tunggal pada abad ke-19 pada masa depan saja zoologi Amerika dan geologi. Tapi dia sekarang dikenang terutama untuk teori usia es dan bagi oposisi untuk teori seleksi alam .
Alfred Russel Wallace
Alfred Wallace 
Dalam literatur terbaru Agassiz telah dikritik karena sikap rasis, tapi kita harus ingat bahwa rasisme lebih aturan daripada pengecualian dalam abad ke-19 (pada kenyataannya, tampaknya bahwa ramahAlfred Wallace adalah seorang naturalis-satunya yang menonjol dari era bahwa tidak tidak mengungkapkan pandangan seperti itu). Bahkan Darwin, yang secara luas dihormati oleh para ahli biologi saat ini, pendapat yang akan benar-benar tercela jika dinilai dengan standar modern.Sebagai contoh, dalam The Descent of Man (. 1871, vol 1), ia membuat usulan sekarang keterlaluan bahwa orang kulit hitam yang entah bagaimana peralihan antara manusia dan kera beradab:
Di masa mendatang, tidak terlalu jauh seperti yang diukur oleh berabad-abad, ras-ras beradab manusia hampir pasti akan memusnahkan dan menggantikan seluruh dunia balapan liar. Pada saat yang sama kera antropomorfus, sebagai Profesor Schaaffhausen telah berkomentar, tak diragukan lagi akan musnah.Istirahat [yaitu, antara manusia dan bentuk kehidupan lainnya] kemudian akan diberikan yang lebih luas, karena jarak ini akan antara manusia dalam keadaan lebih beradab sebagaimana bisa kita harapkan, dari Kaukasia, dan beberapa kera serendah babon, bukan seperti saat ini antara negro atau Australia dan gorila.
Ulisse Aldrovandi (11 September, 1522 - 4 Mei 1605). Naturalis dan dokter Italia, juga dikenal sebagai Aldrovandi Ulysses, atau hanya sebagai Aldrovandus. Bersama dengan Conrad Gesner , dia memimpin gerakan Renaissance yang menempatkan penekanan baru pada studi alam.

Naturalis besar Ulisse Aldrovandi diajarkan selama bertahun-tahun di University of Bologna pada paruh kedua abad keenam belas.Sebuah kontemporer Shakespeare, ia adalah salah satu kolektor spesimen dan ekspedisi besar pertama yang diselenggarakan secara teratur untuk tujuan itu. Dia juga membawa tentang penciptaan kebun botani universitas pada tahun 1568, salah satu yang pertama di Eropa.
Aldrovandi ilustrasi
Mitis yang dari Aldrovandi yang
Monstrorum Historia (1642)
Aldrovandi dijuluki baik "BologneseAristoteles "dan" Pliny Kedua. " SepertiPliny , sebagian besar hidupnya dicurahkan untuk menyusun sebuah ensiklopedia besar. Selain itu, memiliki nama yang sama sebagai pekerjaan Pliny. Sejarah Alam Aldrovandi adalah ribuan halaman. Ini diisi 14 volume folio (10 diterbitkan anumerta antara 1606 dan 1668). Itu ilustrasi baik, dan untuk sebagian besar, uraian didasarkan pada pengamatan langsung, tidak seperti banyak pendahulunya. Pekerjaan hanya sebanding era itu Gesner 's Historiae animalium.Buku tak terhitung Aldrovandi dan kertas, relatif sedikit diterbitkan dalam hidupnya. Salah satu dari banyak buku yang ia tulis adalah Monstrorum Historia ("A History of Monster"), sebuah ringkasan monstrositas manusia dan hewan dilaporkan. Buku ini termasuk banyak rekening yang tidak hanya dari kelahiran alam mengerikan tetapi juga sepenuhnya imajiner, sangat terlalu mengada-monster seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri. Ini semacam penjajaran yang umum pada waktu, karena tidak ada belum perbedaan antara sastra dan ilmiah. Jika rakasa tertentu telah dijelaskan oleh penulis sebelumnya yang dianggap tepat dan ilmiah untuk menyebutkan hal itu, apakah atau tidak itu luar biasa. Lain dari buku-bukunya pencampuran dongeng dengan kenyataan adalahHistoria serpentum et draconum ("Sejarah Ular dan Naga"), diterbitkan tahun 1640. Ini digambarkan ular yang nyata bersama makhluk aneh seperti naga berkaki dua di kanan.
Eurasia Elang-burung hantu
Eurasia Elang-burung hantu
(Ornithologiae 1599

Secara bersama-sama, output kolosal tentang tulisan-tulisan mencakup seluruh aspek dari sejarah alam. Tapi, sebelum kematiannya, reputasi Aldrovandi yang tergantung lebih pada koleksi ketimbang publikasi. Pada abad XVI dan XVII, sebelum munculnya museum publik, individu swasta akan berkumpul koleksi keanehan alam dan asing, serta karya seni, dari semua jenis. Disebut "lemari keingintahuan," atauWunderkammern, mereka adalah prekursor modern museum sejarah alam. Aldrovandi kabinet adalah salah satu koleksi paling awal dan paling mengesankan semacam ini, dan sering digambarkan sebagai "keajaiban kedelapan dunia." Meskipun ia meninggalkan kabinetnya ke kota, itu sebagian besar rusak selama bertahun-tahun.Hanya sebagian kecil yang bobrok tetap pada layar saat ini, di Palazzo Poggi di Bologna ( lebih lanjut tentang → kabinet Aldrovani itu ).Yang Aldrovandi melakukan lebih, mungkin, dari orang lain untuk membangun searah alam sebagai bidang studi yang bermanfaat dalam dirinya sendiri, tanpa penekanan pada aplikasi potensial sehingga karakteristik dari era sebelumnya. Ini adalah alasan inilah ulama kemudian, seperti Linnaeus , yang dianggap sebagai ayah dari studi sejarah alam. 
Amon

 
Mary Anning
Kepala Ichthyosaurus pertama Anning yang
Panjang: 4 ft (122 cm)
dari Home (1814)
biru lias Lyme Regis 
Biru Lias Cliffs di Lyme Regi Kredit: Michael Maggs
Mary Anning (1799-1847), pemburu fosil yang besar, tinggal sepanjang hidupnya di kota tepi pantai yang kecil dari Lyme Regis di pantai selatan Inggris. Yang kebetulan dari tempat kelahiran, dan karunia mata menembus, akan membawa Anning ketenaran abadi.

Maria memulai karirnya awal. Ketika dia hanya sepuluh, ayahnya, Richard Anning, meninggal karena efek gabungan dari TB dan penurunan yang serius. Dia telah menjadi lemari dan tukang kayu, yang menambah penghasilannya dengan mengumpulkan fosil - kemudian dikenal sebagai "keingintahuan" - di atas pantai dan menjualnya ke wisatawan. Dialah yang mengajarkan Maria bagaimana menemukan dan bersih fosil.

Dalam Sejarah dan Purbakala dari Borough dari Lyme Regis dan Charmouth, George Roberts (1834, hal 288) menceritakan bagaimana, setelah kematian ayahnya, Mary Anning turun satu hari untuk mencari keingintahuan, keadaan keluarga tidak baik. Dia menemukan Amon [suatu Amon ditampilkan di sebelah kiri di bagian atas halaman ini] ... usia nya sekarang sekitar sepuluh.Sesuatu terjadi saat dia kembali yang memutuskan sekaligus nasib masa depannya. Seorang wanita di jalan, melihat fosil di tangannya, menawarinya setengah mahkota untuk itu, yang ia diterima, dan sejak saat itu sepenuhnya ditentukan untuk turun "pada pantai" lagi.

Metode biasa nya mencari adalah untuk menyisir pantai dekat Lyme untuk setiap fossil batuan yang mungkin telah jatuh dari tebing-tebing di sepanjang pantai. Ini adalah Biru yang terkenal Lias formasi, sumber berlimpah Jurassic Amon dan belemnites , dan sesekali fosil vertebrata juga.

Pada 1811, dalam sebuah blok jatuh serpih, kakaknya Joseph menemukan sebuah tengkorak besar (lihat gambar, kanan) bahwa ia dikira seekor buaya raksasa. Ini berbaring sebagian besar tersembunyi di bawah pasir. Ini akan menjadi apa-apa yang luar biasa - banyak fosil buaya sudah dikenal luas - namun Maria kembali untuk menyelidiki, dan selama periode bulan perlahan-lahan mengambil lagi batu untuk mengekspos tetap. Dia akhirnya mengungkapkan seluruh Ichthyosaurus - spesimen lengkap pertama yang pernah ditemukan. Dia hanya dua belas tahun pada waktu itu.

Mary Anning melanjutkan untuk membuat banyak penemuan penting lainnya, termasuk beberapa kerangka Ichthyosaurus tambahan terawat baik. Dari sudut pandang ilmiah, bagaimanapun, mungkin yang paling penting dia menemukan adalah Plesiosaurus sebagian besar masih utuh (Plesiosaurus dolichodeirus), yang ia terletak di 1824. Ini "Fosil kerangka grand Lyme Regis-," dengan leher ular nya yang luar biasa, adalah sensasi internasional segera. Ilustrasi dari gambaran asli (Conybeare 1824) muncul di bawah.
Plesiosaurus dolichodeirus Conybeare
Anning itu Plesiosaurus: Panjangnya sekitar 3 meter (~ 10 kaki)  Dari Conybeare (1824)
Sampai waktu itu, plesiosaurus telah kurang dikenal dan Georges Cuvier , ahli paleontologi Prancis dirayakan dan anatomi komparatif, telah ditolak sebagai ahli geologi Inggris fantastisWilliam Conybeare pernyataan 's awal tentang struktur hewan ini. Tapi ketika ia membaca deskripsi Conybeare tentang spesimen utuh dia mengaku dia telah salah dan fosil Anning diucapkan adalah penemuan besar. Setelah itu masuk ke Anning korespondensi dengan Cuvier dan menjualnya spesimen secara teratur. Adam Sedgwick di Cambridge University juga membeli spesimen penting dari Anning.
Pterosaurus Dimorphodon macryonx
Dimorphodon macryonx Kredit: David Peters
Selama bertahun-tahun, Anning menemukan fosil tambahan tak terhitung nilai ilmiah, tapi beberapa menonjol. Pada 1828, dia menemukan spesimen pertama dari pterosaurus Dimorphodon macryonx (lihat gambar, kanan), makhluk bersayap aneh dengan kepala besar seperti burung toucan itu. Tahun berikutnya ia menemukan fosil ikan, Squaloraja ( lihat gambar>>), hal yang aneh tengah-tengah antara hiu dan pari. Kemudian, pada tahun 1830, dia menemukan, baru berkepala besar Plesiosaurus. Ini dia berhasil menjual untuk 200 guinea (£ 210) - pendapatan lebih dari satu tahun bagi banyak orang.

Memang, ia membuat penemuan begitu banyak yang dia menemukan terinspirasi apa yang tampaknya merupakan upaya awal untuk merekonstruksi penampilanMesozoikum dunia Duria Antiquior (Dorset Kuno), sebuah lukisan yang didasarkan pada penemuan Mary Anning oleh Henry De la Beche, adalah bergambar pertama. representasi dari sebuah adegan dari waktu dalam

       Meskipun ia dibesarkan dalam kemiskinan dan kekurangan pendidikan formal, Anning belajar sendiri dengan baik sehingga ia dikunjungi dan berkonsultasi dengan para ilmuwan terkemuka banyak pada zaman tersebut.Dia adalah ahli diakui dalam banyak aspek paleontologi. Pada akhirnya ia menjadi "layak, Nona Mary Anning, yang namanya sudah dikenal di setiap bagian dunia di mana orang-orang membaca tentang penemuan dan kemajuan ilmu pengetahuan" (Roberts 1834, hal 284). Ini bukan prestasi kecil bagi seorang wanita kelas bawah pada awal abad kesembilan belas Inggris. Sebagai Ibu Harriet Silvester (1753-1843) berkomentar dalam buku hariannya,  hal yang luar biasa dalam hal ini wanita muda adalah bahwa ... dengan membaca dan aplikasi ia telah tiba dengan tingkat pengetahuan berada dalam kebiasaan menulis dan berbicara dengan para profesor dan laki-laki pintar lainnya pada subjek, dan mereka semua mengakui bahwa ia memahami lebih banyak ilmu dari siapa pun di kerajaan ini.
Ahli paleontologi Inggris Edward Pigeon (1830, hal 377) memberikan penghargaan tinggi di apa yang kemudian dunia pria, memuji yang sulit dan penuh semangat kerja keras dari perempuan dalam mengejar fossilist nya melelahkan dan kadang-kadang berbahaya. Itu adalah untuk dirinya hampir secara eksklusif yang sebangsa ilmiah kita, yang namanya telah telah disebutkan, berutang bahan yang pekerjaan mereka dan ketenaran mereka didasarkan, atau, kita dibujuk, mereka akan mau mengakui bahwa mereka berhutang untuk porsi beberapa dari mereka layak reputasi kepada buruh Maria Anning.

Untuk 1970 penemuan mereka endonuklease restriksi(sering disebut oleh enzim restriksi nama yang lebih singkat) Werner Arber, Hamilton Smith, dan Daniel Nathans menerima Hadiah Nobel 1978 untuk Fisiologi atau Kedokteran. HindII adalah enzim restriksi pertama yang terisolasi, tetapi banyak orang lain kemudian ditemukan dan ditandai.

Enzim restriksi yang dihasilkan oleh bakteri , di mana mereka berfungsi sebagai sistem kekebalan sederhana - Sebuah enzim restriksi melindungi bakteri memproduksi dari infeksi virus dengan memotong-motong menyerangvirus , yang terdiri dari baik RNA atau DNA .

Setiap enzim restriksi mengakui dan memotong, spesifik singkat urutan basa nukleotida , tidak ditemukan dalamgenom bakteri yang menghasilkan itu. Sebagai contoh, enzim EcoRI pembatasan akan mengikat DNA heliks (kanan) dan memotong itu pada (dan hanya pada) titik di mana urutan nukleotida GAATTC terjadi (lihat gambar bawah kanan). Ini urutan nukleotida 6-spesifik adalah situs pembatasan EcoRI (enzim restriksi lainnya memiliki situs pembatasan lain). Garis hijau pada gambar menunjukkan jalur dari pemotongan diciptakan oleh enzim.

Namun enzim restriksi akan memotong tidak hanya DNA dan RNA dari virus menyerang bakteri, tetapi juga DNA dan RNA apapun. Hal ini membuat mereka sangat berguna untuk membangun urutan DNA komposit dan untuk melaksanakan investigasi genetika molekuler.

Sebagai contoh, enzim restriksi memungkinkan penciptaan proses murah dan efisien untuk produksiinsulin . Hal ini dilakukan dengan menambahkan gen insulin ke plasmid dalam bakteri Escherichia coli . Bakteri diubah kemudian digunakan untuk memproduksi massal obat.