Pengantar Konsep Biologi dan Bioteknologi

Ruang Lingkup Biologi

  • Standar Kompetensi:

–          Memahami hakikat Biologi sebagai ilmu

  • Kompetensi Dasar:

–          Mengidentifikasi ruang lingkup Biologi

–          Mendeskripsikan objek dan permasalahan biologi pada tingkat organisasi kehidupan (molekul, sel, jaringan, organ, individu, populasi, ekosistem dan bioma)

Sistem Pengelompokan MH

  • Sist. 2 kingdom : Plantae dan Animalia
  • Sist. 3 kingdom : Fungi, Plantae dan Animalia
  • Sist. 4 kingdom : Monera, Fungi, Plantae, Animalia.
  • Sist. 5 kingdom : Monera, Protista, Fungi, Plantae, Animalia.
  • Sist. 6 kingdom : Virus, Monera, Protista, Plantae, Animalia.

Organisasi Kehidupan Tingkat Molekul

  • Atom-atom berikatan membentuk molekul
  • Struktur dan fungsi molekul menyusun komponen-komponen pembentuk sel.
  • Contoh: molekul-molekul protein, fosfolipid, kolesterol, karbohidrat, air dan ion-ion lain merupakan komponen penyusun membran sel.

Organisasi Kehidupan Tingkat Sel

  • Setiap MH tersusun atas sel (komponen penyusun tubuh MH)
  • MH yang tersusun atas satu sel (MH uniseluler), MH yang tersusun atas banyak sel (MH multiseluler)
  • Setiap sel mempunyai organel-organel yang mampu menjalankan fungsinya untuk hidup.
  • Jadi, sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil dari MH
  • Ilmu biologi yang mempelajari sel: Sitologi

Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan

  • Kumpulan dari beberapa sel yang mempunyai bentuk, susunan dan fungsi yang sama disebut dengan jaringan
  • Kumpulan sel ini bekerja sama menjalankan tugasnya sesuai dengan fungsinya
  • Contoh: jaringan saraf yang berfungsi menyampaikan dan menanggapi rangsang dari reseptor ke efektor.
  • Ilmu Biologi yang mempelajari jaringan: Histologi.

Organisasi Kehidupan Tingkat Organ

  • Organ adalah kumpulan dari beberapa jaringan yang berbeda dan menjalankan fungsi yang sama.
  • Contoh: organ kulit terbentuk oleh beberapa jaringan yang berbeda seperti jar. Epitel, jar. Otot, jar. Darah dan jar. Saraf. Keseluruhan jaringan tersebut bekerja sama menjalankan fungsinya seperti melindungi tubuh.

Organisasi Kehidupan Tingkat Individu

  • Individu merupakan organisme tunggal yang tersusun oleh kumpulan sistem organ.
  • Adanya berbagai sistem organ yang fungsinya berbeda membuat suatu individu dapat melakukan hidupnya dengan baik.
  • Contoh……???????

Organisasi Kehidupan Tingkat Populasi

  • Terbentuk oleh kumpulan individu atau species yang sejenis yang menempati suatu habitat (tempat hidup suatu MH) dan dalam waktu tertentu.
  • Dalam populasi terjadi interaksi atau hubungan antar speciesnya, hubungan tersebut bertujuan untuk menjalankan fungsi hidupnya seperti : melakukan perkawinan, berkembang biak, perlindungan dll.
  • Contoh populasi……?

Organisasi Kehidupan Tingkat Komunitas

  • Di bentuk oleh berbagai jenis (species) MH yang saling berinteraksi dan menempati lingkungan dalam waktu yang sama.
  • Secara garis besar komunitas dapat dibedakan menjadi 2 yaitu aquatik dan terestrial.
  • Komunitas aquatik : terdapat di laut, danau, sungai, parit, kolam.
  • Komunitas terestrial : terdapat di padang rumput, padang pasir, kebun raya, halaman rumah, kebun, sawah.

Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem

  • Dibentuk oleh beberapa macam populasi yang berinteraksi dengan lingkungan tempat mereka hidup, atau interaksi (hubungan timbal balik) antara komponen biotik (MH) dengan komponen Abiotik (lingkungan).
  • Karena adanya interaksi antar komponen ekosistem maka terjadi aliran/siklus materi dan energi melalui peristiwa makan dan dimakan yang membentuk sebuah rantai makanan dan jaring2 makanan.
  • Contoh ekosistem: ekosistem air kolam, ekosistem danau, ekosistem sawah dll.

Organisasi Kehidupan Tingkat Bioma

  • Merupakan satuan daerah daratan yang luas yang dibentuk oleh ekosistem dalam skala besar yang terjadi karena adanya interaksi iklim dengan keaneragaman MH yang khas (yang dominan).
  • Contoh: bioma padang rumput, hutan hujan tropis, hutan gugur, bioma taiga, bioma tundra dll.

Bioteknologi

Teknologi/rekayasa yang mengeksplorasi sistem hidup (tingkat molekul, sel, organisme) untuk mendapatkan luaran/output/produk yang sesuai dan bermanfaat untuk keperluan/kepentingan manusia.

Prinsip Dasar:

  1. Sistem hidup – diatur dan dikontrol oleh sistem informasi yang ada di DNA → bersifat universal dan conserve (lestari).
  2. Informasi dalam DNA didistribusikan dan ditransmisikan:

–            Dari satu generasi ke generasi berikutnya melalui proses replikasi

–            Diubah menjadi informasi bentuk lain dan didistribusikan ke bagian-bagian sel dan lingkungan melalui proses transkripsi dan translasi → ekspresi gen

Bioteknologi bidang kedokteran dan kesehatan:

  1. Fase empiris/tradisional – dikembangkan berdasarkan observasi dan pengalaman turun-temurun.
  2. Teknologi makro – melakukan manipulasi dan intervensi sistem secara artifisial:

–                 breeding

–                 fermentasi

–                 penemuan antibiotik     

  1. Teknologi genom

–                 teknologi DNA rekombinan

–                 pemetaan genom manusia

–                 terapi gen

–                 penemuan virus dan bakteri mutan/galur baru

–                 binatang transgenik

Membuat klon gen (Gene cloning)

Memperbanyak (propagasi) gen dengan menggunakan vektor (tumpangan) → unit replikasi yang dapat bereplikasi secara bebas di dalam sel inang (host) – bakteri, yeast.

Tujuan:

–            Menghasilkan pustaka gen (gene library) yang akan digunakan untuk bermacam keperluan.

–            Menghasilkan produk gen in vitro.

Tahap-tahap yang dilakukan dalam klon gen:

  1. Isolasi DNA – mengekstraksi molekul DNA dari sel.
  2. Memotong DNA (digestion) – memutus ikatan molekul DNA pada basa nukleotida sekuens tertentu oleh suatu endonuklease restriksi.
  3. Menyambung DNA ( Ligation ) – potongan DNA / gen asing disambungkan dengan DNA vector yang terpotong linier oleh enzim Ligase.
  4. Transformasi
  5. Mengintroduksi DNA ke dalam sel inang

Binatang transgenik:

  • Binatang yang mengemban gen binatang  atau organisme lain dengan komposisi genetik berbeda (gen spesies lain).
  • Gen dari spesies lain diintroduksikan ke hewan resipien → ekspresi gen spesifik hewan resipien dipengaruhi oleh gen asing yang diintroduksikan (transgen).