Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29433392; atribusi sumber disertakan.

2026-09-05T08:37:50Z

Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29433392; atribusi sumber disertakan.

Halaman baru

'''Biologi molekuler''' adalah cabang biologi yang mempelajari dasar molekuler dari aktivitas kehidupan di dalam dan antar sel. Bidang ini mencakup sintesis, modifikasi, mekanisme, serta interaksi [[biomolekul]] seperti [[Asam deoksiribonukleat|DNA]], RNA, dan protein.

Biologi molekuler juga diartikan sebagai cabang ilmu biologi yang mempelajari struktur dan fungsi biomolekul, terutama DNA, RNA, dan protein, serta bagaimana interaksi mereka mengatur aktivitas seluler. Ilmu ini berfokus pada dogma sentral biologi, ekspresi gen, serta teknik molekuler yang digunakan dalam riset dan bioteknologi.

== Asal-usul ==
Istilah ''biologi molekuler'' pertama kali diperkenalkan pada 1945 oleh fisikawan Inggris William Astbury. Ia menggambarkannya sebagai pendekatan untuk mengungkap dasar-dasar fenomena biologis, yaitu dengan mempelajari struktur fisik dan kimiawi molekul biologis serta interaksi antar molekul tersebut. Pendekatan ini digunakan untuk menjelaskan temuan dalam biologi klasik, yang lebih menekankan pada proses biologis dalam skala lebih besar.

Tonggak penting dalam lahirnya biologi molekuler terjadi pada 1953, ketika [[Francis Crick]], [[James Dewey Watson|James Watson]], [[Rosalind Franklin]], dan rekan-rekan mereka di Laboratorium Cavendish, Medical Research Council, mendeskripsikan model heliks ganda DNA. Model ini memberikan dasar fisika-kimia yang menjelaskan peran asam nukleat sebagai pembawa utama informasi genetik. Penemuan tersebut kemudian mendorong studi DNA pada mikroorganisme, tumbuhan, dan hewan.

Bidang biologi molekuler melahirkan berbagai teknik yang memungkinkan peneliti mempelajari proses-proses molekuler secara mendalam. Teknik-teknik ini banyak digunakan, misalnya untuk menemukan target obat baru, mendiagnosis penyakit, serta memahami fisiologi sel dengan lebih baik. Beberapa penelitian klinis dan terapi medis yang berakar dari biologi molekuler termasuk dalam ranah terapi gen. Kini, penerapan biologi molekuler dalam kedokteran dikenal dengan istilah '''kedokteran molekuler'''.

== Keterkaitan dengan ilmu hayati "skala-molekul" lainnya ==
Para peneliti biologi molekuler menggunakan teknik-teknik khusus yang khas biologi molekuler (lihat subbab [[#Teknik-teknik biologi molekular|Teknik]] di bagian lain artikel), tetapi kini makin 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:
* [[Biokimia]] – telaah zat-zat kimia dan proses-proses vital yang berlangsung pada [[makhluk hidup]].
* [[Genetika]] – telaah atas efek perbedaan genetik pada makhluk hidup (misalnya telaah mengenai [[mutan]]).
* Biologi molekuler – telaah dalam skala molekul atas proses [[replikasi]], [[transkripsi]], dan [[translasi]] [[bahan genetik]]

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

== Teknik biologi molekuler ==
=== Kloning ekspresi ===
Salah satu teknik dasar biologi molekuler adalah [[kloning]] ekspresi, yang digunakan misalnya untuk mempelajari fungsi [[protein]]. Pada teknik ini, potongan DNA penyandi protein yang diinginkan ditransplantasikan ke suatu plasmid (DNA sirkuler yang biasanya ditemukan pada [[bakteri]]; 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, seperti [[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.

=== Reaksi berantai polimerase (PCR) ===

Reaksi berantai polimerase 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 me[[mutasi]]kan (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, 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 molekuler. Prinsip dasar teknik ini adalah bahwa [[DNA]], [[RNA]], atau [[protein]] 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, tetapi dapat pula digunakan sebagai teknik preparatif untuk memurnikan molekul sebelum digunakan dalam metode-metode lain seperti [[spektrometri massa]], [[PCR]], [[kloning]], [[sekuensing]] DNA, atau ''immuno-blotting'' yang merupakan metode-metode karakterisasi lebih lanjut.

Gel yang digunakan biasanya merupakan [[polimer]] bertautan silang yang porositasnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Untuk memisahkan [[protein]] atau [[asam nukleat]] berukuran kecil ([[DNA]], [[RNA]], atau [[oligonukleotida]]), gel yang digunakan biasanya merupakan gel [[poliakrilamida]], dibuat dengan konsentrasi berbeda-beda antara [[akrilamida]] dan zat yang memungkinkan pertautan silang, 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 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 [[muatan listrik|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 agar molekul sampel yang telah terpisah dapat dilihat. [[Etidium bromida]], [[perak]], atau pewarna "biru Coomassie" dapat digunakan untuk keperluan ini. Jika molekul sampel berpendar dalam sinar [[ultraviolet]] (misalnya setelah "diwarnai" dengan etidium bromida), gel di[[foto]] di bawah sinar ultraviolet. Jika molekul sampel mengandung atom [[radioaktivitas|radioaktif]], [[autoradiogram]] gel tersebut dibuat.

Pita-pita pada lajur-lajur 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 genetik|penanda]] 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 terhadap [[logaritma]] ukuran molekul.

== Lihat pula ==
* [[Biologi sel]] (struktur dan komponen sel)
* Struktur [[DNA]] dan [[kromosom]]
* [[Biosintesis protein]] ([[transkripsi]] dari [[DNA]] ke [[RNA]], [[translasi]] dari RNA ke [[protein]])
* [[Genom]]
* [[Proteom]]

== Referensi ==

== Bacaan lanjutan ==
* Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. 2002. ''Molecular Biology of the Cell''. Edisi ke-4. Garland Science: New York. ISBN 0-8153-3218-1 ([http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mboc4.TOC&depth=10 versi ''online''] di NCBI Bookshelf)
* Sambrook J., Russel D.W. 2001. ''Molecular Cloning: A Laboratory Manual''. Edisi ke-3. Cold Spring Harbor Laboratory Press: Cold Spring Harbor, NY. ISBN 0-87969-577-3

== Pranala luar ==
* [http://plato.stanford.edu/entries/molecular-biology/ Entri tentang biologi molekuler] pada ''Stanford Encyclopedia of Philosophy''
* [http://gslc.genetics.utah.edu/units/biotech/gel/ Demonstrasi animasi elektroforesis] dari ''Genetic Science Learning Center'' Universitas Utah, AS
* [http://www.eijkman.go.id/app.x/Beranda Lembaga Biologi Molekul Eijkman, Jakarta]

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Biologi+molekuler&oldid=29433392 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29433392 (2026-07-08T13:14:40Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

Biologi molekuler - Riwayat revisi

Maintenance script: Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29433392; atribusi sumber disertakan.