Biologi Sel

1. Sekuensing DNA adalah metode penentuan urutan basa nukleutida sutu fragmen DNA. Metode ini menenyukan urutan basa nukleutida suatu gen atau fragmen DNA lainnya. Digunakan buat mengetahui urutan huruf-hirif nukleutida informasi total genim dalam satu sel atau organisme. Sekuens DNA dapat dilakukan dgn dua metode yaitu :

a. Metode Maxam-Gilbert

Metode sekuensing DNA yg pertama dikenal adalah metode kimia yg dikembangkan oleh A.M. Maxam & W. Gilbert pada tahun 1977. Pada metode ini fragmen-fragmen DNA yg akan disekuens mesti dilabeli pada salah satu ujungnya, biasanya menggunakan fosfat radioaktif atau suatu nukleotida pada ujung 3’. Metode Maxam-Gilbert dapat diterapkan baik buat DNA untai ganda maupun DNA untai tunggal & melibatkan pemotongan basa spesifik yg dilakukan dalam dua tahap.

Molekul DNA terlebih dahulu dipotong-potong secara parsial menggunakan piperidin. Pengaturan masa inkubasi atau konsentrasi piperidin akan menghasilkan fragmen-fragmen DNA yg bermacam-macam ukurannya. Selanjutnya, basa dimodifikasi menggunakan bahan-bahan kimia tertentu. Dimetilsulfat (DMS) akan memetilasi basa G, asam format menyerang A & G, hidrazin akan menghidrolisis C & T, tapi garam yg tinggi akan menghalangi reaksi T sehingga hanya bekerja pada C. Dgn demikian, akan dihasilkan empat macam fragmen, masing-masing dgn ujung G, ujung A atau G, ujung C atau T, & ujung C.

b. Metode Sanger

Dewasa ini metode sekuensing Maxam-Gilbert sudah sangat jarang digunakan karena ada metode lain yg jauh lebih praktis, yaitu metode dideoksi yg dikembangkan oleh A. Sanger & kawan-kawan pada tahun 1977 juga. Metode Sanger pada dasarnya memanfaatkan dua sifat salah satu subunit enzim DNA polimerase yg disebut fragmen klenow. Kedua sifat tersebut adalah kemampuannya buat menyintesis DNA dgn adanya dNTP & ketidakmampuannya buat membedakan dNTP dgn ddNTP. Jika molekul dNTP hanya kehilangan gugus hidroksil (OH) pada atom C nomor 2 gula pentosa, molekul ddNTP atau dideoksi nukleotida juga mengalami kehilangan gugus OH pada atom C nomor 3 sehingga tidak dapat membentuk ikatan fosfodiester. Artinya, jika ddNTP disambungkan oleh fragmen klenow dgn suatu molekul DNA, maka polimerisasi lebih lanjut tidak akan terjadi atau terhenti. Basa yg terdapat pada ujung molekul DNA ini dgn sendirinya adalah basa yg dibawa oleh molekul ddNTP.

2. Proyek-proyek Genom

Genom adalah suatu cetak biru informasi genetik yg menentukan sifat setiap makhluk hidup. Sejalan dgn berkembangnya mesin-mesin sekuensing DNA automatis (automatic DNA sequencer), sejumlah organisasi telah memberikan perhatian & dukungan dana bagi penentuan sekuens genom berbagai spesies organisme penting. Beberapa genom yg ukurannya sangat kecil seperti genom virus HIV & fag λ telah disekuens seluruhnya. Genom sejumlah bakteri, misalnya E. coli (4,6 x 106 pb), & khamir Saccharomyces cerevisiae (2,3 x 107 pb) juga telah selesai disekuens. Sementara itu, proyek sekuensing genom tanaman Arabidopsis thaliana (6,4 x 107 pb) & nematoda Caenorhabditis elegans disaat ini masih berlangsung. Proyek Genom Manusia (Human Genom Project), yg diluncurkan pada tahun 1990 & sebenarnya diharapkan selesai pada tahun 2005, ternyata berakhir dua tahun lebih cepat daripada jadwal yg telah ditentukan.

Pada genom manusia & genom-genom lain yg berukuran besar biasanya dilakukan pemetaan kromosom terlebih dahulu buat mengetahui lokus-lokus gen pada tiap kromosom. Selanjutnya, perpustakaan gen buat suatu kromosom dikonstruksi menggunakan vektor YACs (lihat Bab XI) & klon-klon YACs yg saling tumpang tindih diisolasi hingga panjang total kromosom tersebut akan tercakup. Demikian seterusnya buat kromosom-kromosom yg lain hingga akhirnya akan diperoleh sekuens genom total yg sambung-menyambung dari satu kromosom ke kromosom berikutnya.


3. Matthias Jakob Schleiden merupakan ahli botani yg mengamati sel tumbuhan. Dia menerangkan bahwa pada prinsipnya tanaman terbentuk dari sel & menyimpulkan bahwa secara umum sel merupakan unit struktural & perkembangan semua organisme hidup. Dia jug menyatakan embrio tanaman selalu bersel tunggal.

Kemudian Matthias Schleiden & Theodor Schwann mengemukan suatu teori yg dikenal sebagai "teori totipotensi sel" (total genetic potential), yg menyatakan bahwa setiap sel hidup mempunyai kemampuan buat bereproduksi, membentuk organ, & berkembang menjadi individu baru yg sempurna/utuh jika ditumbuhkan pada media & lingkungan yg sesuai.
Teori ini selanjutnya dijadikan sebagai dasar dalam memanipulasi sel atau jaringan tanaman menjadi organ atau tanaman utuh secara in vitro (yg sekarang dikenal dgn teknologi kultur jaringan).