Biologi Molekuler – Definisi, Teknik, Sains, Sejarah, Ukuran, Formula, Geometri: Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (setidaknya dua) yang sangat kuat (secara kovalen) terhubung satu sama lain dalam susunan tertentu dan bermuatan netral dan stabil.
Contents
Definisi Molekul
Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (setidaknya dua) yang sangat kuat (secara kovalen) terhubung satu sama lain dalam susunan tertentu dan bermuatan netral dan stabil. Menurut definisi ini, molekul berbeda dari ion poliatomik. Dalam kimia organik dan biokimia, molekul organik dan biomolekul lengkap juga dianggap termasuk molekul.
Baca juga artikel terkait: Definisi Jaringan Epitel
Dalam teori kinetik gas, istilah molekul sering digunakan untuk merujuk pada gas terlepas dari komposisi partikelnya. Menurut definisi ini, atom gas mulia dianggap sebagai molekul meskipun gas terdiri dari atom tunggal yang tidak terikat.
Molekul dapat terdiri dari atom-atom dari unsur yang sama (misalnya oksigen O2), atau terdiri dari unsur-unsur yang berbeda (misalnya air H2O). Atom dan kompleks yang dihubungkan oleh ikatan non-kovalen (misalnya ikatan hidrogen dan ikatan ionik) umumnya tidak dianggap sebagai molekul tunggal.
Rekayasa biologi molekuler
Salah satu teknik dasar biologi molekuler adalah kloning ekspresi, yang digunakan misalnya untuk mempelajari fungsi protein. Dalam teknik ini, sepotong DNA yang mengkodekan protein yang diinginkan ditransplantasikan ke dalam plasmid (DNA sirkular yang biasanya ditemukan pada bakteri; dalam teknik ini disebut sebagai plasmid). vektor ekspresi).
Plasmid yang sudah mengandung fragmen DNA yang diinginkan kemudian dapat dimasukkan ke dalam sel bakteri atau hewan. Penyisipan DNA ke dalam sel bakteri disebut transformasi, dan dapat dilakukan dengan berbagai metode, termasuk elektroporasi, mikroinjeksi, dan cara kimia. Penyisipan DNA ke dalam sel eukariotik, seperti sel hewan, disebut sebagai transfeksi, dan teknik transfeksi yang dapat dilakukan meliputi transfeksi kalsium fosfat, transfeksi liposom, dan reagen komersial. DNA juga dapat dimasukkan ke dalam sel menggunakan virus (disebut transduksi virus).
Baca juga artikel terkait: jaringan kolenkim dan sklerenkim
-
Reaksi berantai polimerase (PCR)
Reaksi berantai polimerase (“reaksi [be]Rantai polimerase”, PCR) adalah teknik yang sangat berguna dalam membuat salinan DNA. PCR memungkinkan sejumlah kecil urutan DNA tertentu untuk disalin (jutaan kali) untuk diperkuat (sehingga dapat dianalisis), atau dimodifikasi dalam beberapa Misalnya, PCR dapat digunakan untuk menambah situs enzim restriksi, atau untuk memutasi (mengubah) basa tertentu pada DNA.PCR juga dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan sekuens DNA tertentu dalam suatu sampel.
PCR menggunakan enzim DNA polimerase yang secara alami berperan dalam penggandaan DNA dalam proses replikasi. Namun, berbeda dengan organisme hidup, proses PCR hanya dapat menyalin fragmen kecil DNA, biasanya hingga 10 kb (kb =pasangan basa kilo= 1.000 pasangan basa). Fragmen tersebut dapat berupa gen tunggal, atau hanya sebagian dari gen.
Proses PCR untuk mengamplifikasi DNA melibatkan serangkaian siklus suhu berulang dan setiap siklus terdiri dari tiga langkah. Langkah pertama adalah denaturasi cetakan DNA (model DNA) pada suhu 94-96 °C, yang berarti pemisahan untai ganda DNA menjadi dua untai tunggal. Setelah itu, suhu turun pada tahap kedua menjadi 45-60 ° C yang memungkinkan penempelan (anil) atau hibridisasi antara primer oligonukleotida dan cetakan DNA beruntai tunggal.
Primer adalah oligonukleotida sekuens tunggal yang sekuensnya dirancang untuk melengkapi ujung-ujung fragmen DNA yang akan disalin; utama Tentukan awal dan akhir area yang akan disalin. Langkah terakhir adalah langkah ekstensi atau elongasi.pemanjangan), yaitu pemanjangan primer menjadi untai DNA baru oleh enzim DNA polimerase.
Suhu pada langkah ini tergantung pada jenis DNA polimerase yang digunakan. Pada akhirnya, satu siklus PCR akan menggandakan jumlah DNA templat atau molekul DNA target, karena setiap untai yang baru disintesis akan berfungsi sebagai templat untuk siklus berikutnya.
Baca juga artikel terkait: Jaringan Tumbuhan: Pengertian, Ciri, Jenis dan Fungsinya Lengkap
Elektroforesis gel adalah salah satu teknik utama dalam biologi molekuler. Prinsip dasar dari teknik ini adalah DNA, RNA, atau protein dapat dipisahkan oleh medan listrik. Dalam hal ini, molekul-molekul dipisahkan menurut kecepatan geraknya oleh gaya gerak listrik dalam matriks gel.
Tingkat transfer ini tergantung pada ukuran molekul yang bersangkutan. Elektroforesis gel biasanya dilakukan untuk tujuan analitik, tetapi juga dapat digunakan sebagai teknik persiapan untuk memurnikan molekul sebelum digunakan dalam metode lain seperti spektrometri massa, PCR, kloning, pengurutan DNA, atau imuno-blotting yang lebih merupakan metode karakterisasi.
Gel yang digunakan biasanya berupa cross-linked polymer (berikatan silang) yang porositasnya dapat diatur sesuai kebutuhan. Untuk memisahkan protein kecil atau asam nukleat (DNA, RNA, atau oligonukleotida), gel yang digunakan biasanya gel poliakrilamida, disiapkan dengan konsentrasi akrilamida yang berbeda dan zat yang memungkinkan ikatan silang (penghubung silang), menghasilkan jaringan poliakrilamida dengan ukuran rongga yang berbeda. Untuk memisahkan asam nukleat yang lebih besar (lebih besar dari beberapa ratus basa), gel yang digunakan adalah agarosa (dari ekstrak alga) yang telah dimurnikan.
Baca juga artikel terkait:√ Jaringan Ikat : Pengertian, Bahan Lengkap, Fungsi, Komponen dan Jenisnya
Dalam proses elektroforesis, sampel molekul ditempatkan di sumur (Sehat) pada gel yang ditempatkan dalam larutan penyangga, dan listrik dialirkan ke dalamnya. Molekul sampel akan bergerak melalui matriks gel menuju salah satu kutub listrik sesuai dengan muatannya. Dalam kasus asam nukleat, arah gerakannya menuju elektroda positif, karena muatan negatif alami pada tulang punggung gula-fosfat.
. Untuk menjaga kecepatan transfer asam nukleat berdasarkan ukuran (yaitu, panjang), agen seperti natrium hidroksida atau formamida digunakan untuk menjaga asam nukleat dalam garis lurus. Sementara itu, protein didenaturasi dengan detergen (misalnya sodium dodecyl sulfate, SDS) agar menjadi lurus dan bermuatan negatif.
Setelah proses elektroforesis selesai, dilakukan proses pewarnaan (noda) untuk melihat molekul sampel yang terpisah. Pewarna ethidium bromida, perak, atau “Coomassie blue” (Biru Coomasie) dapat digunakan untuk tujuan 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 radioaktif, autoradiogram dibuat dalam gel.
Ilmu molekuler
Molekul disebut kimia molekuler atau fisika molekuler tergantung pada fokus penelitian. Kimia molekuler berurusan dengan hukum yang mengatur interaksi antar molekul, sedangkan fisika molekuler berurusan dengan hukum yang mengatur struktur dan sifat molekul. Dalam praktiknya, perbedaannya adalah bahwa ilmu-ilmu itu tidak jelas dan tumpang tindih.
Dalam ilmu molekuler, molekul terdiri dari sistem stabil dari dua molekul atau lebih. Ion poliatomik terkadang juga dapat dianggap sebagai molekul bermuatan. Molekul yang tidak stabil digunakan untuk merujuk pada spesies kimia yang sangat reaktif.
Baca juga artikel terkait: Jaringan Hewan: Jenis, Fungsi, Letak, Gambar dan Contohnya
Setelah dimasukkan ke dalam sel, protein yang dikodekan oleh fragmen DNA dapat diekspresikan oleh sel yang bersangkutan. Berbagai cara dapat digunakan untuk membantu ekspresi agar diperoleh protein yang dimaksud dalam jumlah yang banyak, misalnya. promotor yang dapat diinduksi Dan faktor pensinyalan sel tertentu. Sejumlah besar protein ini kemudian dapat diekstraksi dari sel bakteri atau eukariotik.
Sejarah molekul
Meskipun keberadaan molekul telah diterima oleh banyak ahli kimia sejak awal abad ke-19, terdapat ketidaksepakatan di antara fisikawan seperti Mach, Boltzmann, Maxwell, dan Gibbs, yang memandang molekul sebagai rancangan matematis. Karya Perrin tentang gerak Brown (1911) dianggap sebagai bukti terakhir untuk meyakinkan para ilmuwan tentang molekul tersebut.
Demikian pula, definisi molekul telah berubah dengan perkembangan pengetahuan tentang struktur molekul. Molekul adalah partikel terkecil dari bahan kimia yang masih mempertahankan komposisi dan sifat kimianya. Definisi ini sering diterapkan karena banyak sumber daya material seperti batuan, garam, dan logam tersusun atas jaringan atom dan ion yang terikat secara kimia daripada molekul terpisah.
Sebagian besar molekul terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Pengecualiannya adalah DNA yang dapat mencapai ukuran makroskopik. Molekul terkecil adalah hidrogen diatomik (H2), dengan panjang keseluruhan sekitar dua kali molekul ikatan (0,74 Å). Molekul tunggal biasanya tidak dapat dipantau dengan cahaya, tetapi dapat dideteksi dengan menggunakan mikroskop atom.
Molekul dengan ukuran sangat besar disebut makromolekul atau supermolekul. Jari-jari efektif molekul diukur dengan ukuran molekul dalam larutan.
Baca juga artikel terkait: Memahami jaringan hewan dan tumbuhan (termasuk manusia) dalam biologi
Ukuran Molekul
Sebagian besar molekul terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Pengecualiannya adalah DNA dapat mencapai ukuran makroskopis. Molekul terkecil adalah hidrogen diatomik (H2), dan molekul keseluruhan kira-kira dua kali panjang ikatan (0,74 Å). Molekul tunggal biasanya tidak dapat dipantau menggunakan cahaya, tetapi dapat dideteksi menggunakan mikroskop gaya atom. Molekul dengan ukuran sangat besar disebut sebagai makromolekul atau supermolekul. Jari-jari molekul yang efektif adalah ukuran molekul yang diamati dalam larutan.
Formula molekul
Rumus empiris suatu senyawa menunjukkan nilai perbandingan unsur paling sederhana dalam senyawa tersebut. Misalnya, air selalu memiliki nilai perbandingan antara atom oksigen dan hidrogen dibandingkan dengan 2:1. Etanol juga selalu memiliki nilai perbandingan antara karbon, hidrogen, dan oksigen sebesar 2:6:1.
Namun, rumus ini tidak menunjukkan bentuk atau susunan atom-atom dalam molekul. Misalnya, dimetil eter juga memiliki nilai yang sama dengan rasio etanol. Molekul penyusun dengan nomor atom yang sama tetapi susunan yang berbeda disebut sebagai isomer.
Perlu diperhatikan bahwa rumus empiris hanya memberikan nilai perbandingan atom penyusun molekul, dan tidak memberikan nilai sebenarnya dari jumlah atom. Rumus molekul menggambarkan jumlah pasti atom yang membentuk molekul. Misalnya, asetilena memiliki rumus molekul C2H2, tetapi rumus empirisnya adalah CH. Massa molekul dapat dihitung dari rumus kimia. Massa molekul sering dinyatakan dalam satuan massa atom yang sama dengan 1/12 massa atom karbon-12.
Baca juga artikel terkait: Memahami saraf parasimpatis dan fungsinya
Geometri molekul
Molekul berbentuk geometris tetap dalam keadaan setimbang. Panjang ikatan dan sudut ikatan akan terus menerus bergetar melalui gerak vibrasi dan rotasi. Rumus kimia dan struktur molekul adalah dua faktor penting yang menentukan sifat suatu senyawa.
Isomer memiliki rumus kimia yang sama tetapi sifat yang berbeda untuk struktur yang berbeda. Stereoisomer adalah isomer yang memiliki sifat fisik dan kimia yang sangat mirip tetapi berbeda dalam aktivitas biokimia.
Baca juga artikel terkait: Penjelasan fungsi saraf sensorik dalam biologi
website Pelajaran SD SMP SMA dan Kuliah Terlengkap
mata pelajaran
jadwal mata pelajaran mata pelajaran sma jurusan ipa mata pelajaran sd mata pelajaran dalam bahasa jepang mata pelajaran kurikulum merdeka mata pelajaran dalam bahasa inggris mata pelajaran sma jurusan ips mata pelajaran sma
bahasa inggris mata pelajaran
bu ani memberikan tes ujian akhir mata pelajaran ipa
tujuan pemberian mata pelajaran pendidikan kewarganegaraan di sekolah adalah
dalam struktur kurikulum mata pelajaran mulok bersifat opsional. artinya mata pelajaran smp mata pelajaran ipa mata pelajaran bahasa indonesia mata pelajaran ips mata pelajaran bahasa inggris mata pelajaran sd kelas 1
data mengenai mata pelajaran favorit dikumpulkan melalui cara
soal semua mata pelajaran sd kelas 1 semester 2 mata pelajaran smk mata pelajaran kelas 1 sd mata pelajaran matematika mata pelajaran ujian sekolah sd 2022
bahasa arab mata pelajaran mata pelajaran jurusan ips mata pelajaran sd kelas 1 2021 mata pelajaran sbdp mata pelajaran kuliah mata pelajaran pkn
bahasa inggrisnya mata pelajaran mata pelajaran sma jurusan ipa kelas 10 mata pelajaran untuk span-ptkin mata pelajaran ppkn mata pelajaran ips sma mata pelajaran tik
nama nama mata pelajaran dalam bahasa inggris mata pelajaran pkn sd mata pelajaran mts mata pelajaran pjok
nama nama mata pelajaran dalam bahasa arab mata pelajaran bahasa inggrisnya mata pelajaran bahasa arab
seorang pengajar mata pelajaran akuntansi di sekolah berprofesi sebagai
nama mata pelajaran dalam bahasa jepang
hubungan bidang studi pendidikan kewarganegaraan dengan mata pelajaran lainnya
dalam struktur kurikulum mata pelajaran mulok bersifat opsional artinya mata pelajaran dalam bahasa arab
tujuan mata pelajaran seni rupa adalah agar siswa