Sejarah Pemikiran Evolusioner

Pada bulan Desember 1981, sebuah babak baru dalam sejarah biologi menemukan asal-usulnya. Charles Darwin (1809-1882), seorang naturalis berusia 22 tahun, berlayar dalam perjalanan seumur hidup di atas kapal angkatan laut Inggris, HMS Beagle. Misi utama Darwin dalam perjalanannya ke seluruh dunia adalah untuk memperkaya pengetahuan angkatan laut tentang potensi sumber daya alam, seperti air dan makanan di negeri asing. Darwin menggunakan berbagai data sehingga ia berkesimpulan bahwa bumi sudah sangat tua, tidak muda, dan biologi evolusi merupakan metode dimana spesies muncul dan berubah. Pandangan Darwin mengenai dunia diterima yang didasari oleh revolusi ilmiah dan intelektual yang terjadi pada ilmu alam dan sosial di pertengahan abad 1800.

Voyage of the HMS Beagle.

Meskipun sering dipercaya bahwa Darwin mengubah pandangan dunia dalam pandangannya sendiri, beberapa ahli biologi terdahulu dan orang-orang sezaman Darwin perlahan mulai menerima gagasan bahwa spesies berubah dari waktu ke waktu. Konsep ini akhirnya dikenal sebagai "evolusi" [L.evolutio, pergiliran] dan kini dianggap sebagai prinsip pemersatu seluruh ilmu biologi. Evolusi menjelaskan baik kesatuan dan keragaman kehidupan di Bumi. Pertama, evolusi menggambarkan bahwa makhluk hidup memiliki karakteristik khas karena memiliki keturunan yang sama. Evolusi juga menjelaskan bagaimana spesies beradaptasi dengan berbagai habitat dan cara hidup dengan hasil bahwa kehidupan sangat beragam.

Sejarah pemikiran evolusioner adalah sejarah gagasan tentang keturunan dan adaptasi. Darwin menggunakan ungkapan "keturunan dengan modifikasi," yang menjelaskan bahwa keturunan dari generasi ke generasi terjadi seiring berjalannya waktu, begitu pula diversifikasi. Darwin dengan cemerlang melihat proses adaptasi sebagai sarana yang memungkinkan keragaman spesies muncul.

Pengaruh Hukum Bernoulli Dan Faraday Pada Pesawat Terbang

Gambar 1    Pesawat terbang

Pernahkah kalian melihat pesawat terbang? Tentu semua orang akan berkata pernah. Namun bagaimana dengan bagian sayap pesawat yang berat dan sistem perapian yang menyalakan bahan bakar sehingga pesawat itu dapat bergerak? Sebuah penemuan menakjubkan dari seorang ilmuwan muslim bernama Armen Firman, dikembangkan oleh Orville Wright dan Wilbur Wright atau sering disebut Wright Bersaudara. Mulanya pesawat (Flyer) yang mereka rancang diluncurkan pada tahun 1903 di sekitar Amerika. Kemudian menginspirasi banyak industri pesawat terbang di seluruh dunia dan berkembang hingga kini.

Sayap pesawat yang ringan memanfaatkan prinsip dasar Hukum Bernoulli dan juga gaya angkat pesawat (aerodinamika) yang timbul akibat aliran fluida (dinamika fluida), dimana V₁ > P₁ (sisi sayap atas) dan V₂ <  P₂ (sisi sayap bawah). Selain itu terdapat sistem perapian pesawat menggunakan prinsip hukum Faraday. Hukum induksi Faraday menyatakan, “Tge atau Arus induksi dalam sebuah simpal tertutup sama dengan negatif dari kecepatan perubahan terhadap waktu dari fluks magnetik yang melalui simpal itu”.

Gambar 2    Hukum Induksi Faraday. Tge atau GGL (Gaya gerak listrik) juga disebut sebagai Arus induksi

Tge atau arus yang mengalir dan simpal adalah lintasan yang berasal pada lilitan yang sama dari sebuah kawat yang biasa disebut kumparan. Fluks magnet berperan penting dalam hukum Faraday, fluks adalah penyebab arus induksi. Sebuah arus induksi akan mucul dalam sebuah rangkaian jika terdapat medan magnet dalam daerah yang dibatasi oleh rangkaian. Ini memperlihatkan bahwa perubahan fluks yang melalui suatu rangkaian dapat menginduksi arus dalam sebuah rangkaian, sehingga memungkinkan memiliki nilai positif, negatif, atau nol.

Tge atau arus sangat berpengaruh dalam pembangkitan daya listrik untuk kinerja pesawat komersial. Selain itu, untuk membuat bahan bakar menyala dibutuhkan alternator atau generator arus bolak-balik (ac) yang berguna menambah laju rotasi medan magnet yang menginduksi sebuah arus di dalam lilitan kawat. Arus  inilah yang menimbulkan percikan bunga api yang menyalakan bahan bakar. Alasan ini yang membuat mesin itu terus hidup walaupun sistem listrik dari pesawat itu tidak berfungsi. Ditemukannya pesawat sangat mempermudah aktivitas manusia untuk berpindah dari satu titik ke titik lainnya. Manusia melihat, mengamati, dan meneliti sayap burung atau kelelawar  ringan sehingga menopangnya untuk terbang, melainkan besi dan benda berat sekalipun dapat terbang dengan memanfaatkan ilmu fisika.[]

Referensi:

Silaban, Pantur. 2000. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh. Terjemahan dari University Physics Tenth Edition, oleh Freedman, Young., Penerbit Erlangga

-MY

Reaksi Terang dan Reaksi Gelap

Seperti yang sudah kita ketahui, fotosintesis memiliki dua tahap reaksi yang disebut "Reaksi yang membutuhkan cahaya" dan "Reaksi yang tidak membutuhkan cahaya". Meskipun Reakasi yang tidak membutuhkan cahaya ini menggunakan produk dari Reaksi yang membutuhkan cahaya, kedua reaksi tersebut terjadi bersamaan.

1. Reaksi yang membutuhkan cahaya

Reaksi yang juga sering disebut 'Reaksi terang' ini adalah reaksi yang menguraikan energi cahaya menjadi energi kimia. Reaksi dimulai ketika cahaya atau foton mengenai molekul klorofil yang terdapat di dalam membran tilakoid pada kloroplas. Pada dasarnya, reaksi ini dimulai pada tahun 1930-an melalui penemuan oleh seorang ahli biokimia bernama Robin Hill. Dia menemukan bahwa larutan kloroplas yang utuh dan terfragmentasi, yang diisolasi dari daun yang telah tumbuh dan dipisah, dengan cepat dapat memproduksi oskigen jika elektron penerima (akseptor) dapat menerima elektron dari air. Di tahun 1951, telah terbukti bahwa NADP (Nicotineamide Adenine Dinucleotide Phospate), yang berasal dari vitamin B niacin, merupakan elektron penerima alami dari reaksi ini. Untuk menghormati penemuannya, maka reaksi ini juga disebut 'Reaksi Hill'.

Selama terjadi reaksi terang,

1) Molekul air pecah, sambil melepaskan elektron dan ion hidrogen, dan gas oksigen dilepas

2) Elektron dari molekul air yang sudah terpecah tadi akan melewati bersama sistem transpor elektron

3) Dihasilkan molekul energi ATP

4) Beberapa hidrogen dari molekul air yang sudah terpecah terlibat dalam pengurangan NADP untuk membentuk NADPH (reduced Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate), yang membawa hidrogen dan akan digunakan pada tahap kedua dari fotosintesis, yaitu tahap Reaksi yang tidak membutuhkan cahaya

2. Reaksi yang tidak membutuhkan cahaya

Reaksi yang juga disebut sebagai reaksi 'fiksasi karbon' ini merupakan tahap terakhir untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dengan memanfaatkan ATP dan NADPH untuk membentuk gula. Beberapa ilmuan menyebutkan reaksi ini sebagai 'Reaksi gelap' karena tidak secara langsung membutuhkan cahaya, walaupun sebenarnya kegelapan tidak ada hubungan sama sekali terhadap jalannya reaksi ini. Selain itu, walaupun sebenarnya secara langsung cahaya tidak dibutuhkan di reaksi ini seperti di reaksi terang, cahaya masih tetap diperlukan untuk aktivitas enzim yang terlibat, dan biasanya proses ini terjadi di siang hari.

Reaksi gelap merupakan serangkaian reaksi yang terjadi di luar grana yang di dalam stroma pada kloroplas. Reaksi ini akan berlangsung jika produk yang dihasilkan dari reaksi terang tersedia. Produk dari reaksi terang ini awalnya diproses dengan berbagai cara, tergantung pada jenis tumbuhan, tetapi mereka pasti akan menuju 'Siklus Calvin'. Siklus ini ditemukan oleh Dr. Melvin Calvin, berasal dari University of California. Pada tahun 1961, Calvin mendapat penghargaan Nobel karena berhasil mengungkapkan bagaimana proses terjadinya reaksi gelap. 

Pada siklus ini, Karbon dioksida (CO2) dari udara yang digabungkan dengan 5-karbon gula (RuBP, Ribulose Bisphospate), lalu kedua molekul yang digabungkan ini diubah, melalui beberapa tahapan, menjadi gula, seperti gluukosa (C6H12O6). Energi dan elektron yang terlibat pada tahapan ini dilengkapi dengan molekul ATP dan NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang. Beberapa gula yang dihasilkan dari reaksi gelap di daur ulang, sementara gula lainnya disimpan sebagai pati atau polisakarida lainnya. Lihat tahapan fotosintesis pada Gambar 1.

Dua molekul senyawa 3-karbon gula (3-PGA, singkatan dari asam 3-phosphoglyceric) merupakan unsur pertama yang dihasilkan ketika karbon dioksida digabungkan dengan RuBP lalu diubah ketika berlangsungnya reaksi gelap. Beberapa rumput dan tumbuhan di daerah kering mengfiksasi karbon dengan cara yang berbeda. Mereka menghasilkan asam 4-karbon sebagai produk awal, diikuti oleh Siklus Calvin.[]

Gambar 1    Tahapan Fotosintesis

Judul asli:

Introduction to the Major Steps of Photosynthesis

Diterjemahkan dari:

Bidlack,J.E.2011.Stern's Introductory Plant Biology,Twelve Edition:Mc-Graw Hill,New York

Mengenal Fotosintesis

Sel memerlukan energi untuk berespirasi dan bereproduksi. Sebagian besar aktivitas sel menggunakan energi berbentuk molekul yang disebut ATP atau Adenosine Triphospate. ATP hanya bertahan dalam beberapa detik saja dan harus diproduksi terus menerus. Energi dapat diperoleh dengan menelan makanan, seperti manusia dan hewan lakukan biasanya. Berbeda dengan tumbuhan, mereka dapat membuat ATP dengan memakai cahaya sebagai energi, seperti mesin pembangkit listrik tenaga surya yangg juga memakai energi cahaya agar bisa diubah menjadi energi listrik. Tanpa adanya cahaya, produksi ATP berhenti dan sel-sel akan cepat mati. Pada mesin pembangkit listrik tenaga surya, mesin ini akan menyimpan listrik dalam bentuk baterai (mengisi baterai) sebelum matahari terbenam. Sama dengan halnya tumbuhan, mereka juga mengumpulkan energi dengan menghasilkan molekul gula atau glukosa yang digunakan untuk penyimpanan energi janga pendek atau pati untuk penyimpanan energi jangka panjang. (lihat gambar 1)

Gambar 1    Hewan memperoleh energi dari tumbuhan agar sel-sel nya dapat melakukan Respirasi, lalu mengeluarkan Karbon Dioksida (CO2). Sedangkan tumbuhan memerlukan karbon dioksida dan air (H2O) untuk melakukan Fotosintesis. Dengan bantuan cahaya matahari, Fotosintesis sukses menghasilkan Oksigen (O2), Glukosa, dan energi dalam bentuk ATP yang diperlukan hewan dan manusia.

Proses Fotosintesis terjadi di kloroplas dan di bagian lain berwarna hijau tumbuhan (di membran sel yang memiliki klorofil) yang terkena cahaya (lihat gambar 2).

Gambar 2    Kloroplas yang terdapat pada sel mesofil di daun. A: Kloroplas; dengan pembesaran 20.000x, B: Potongan pada kloroplas, C:  Grana; dengan pembesaran 40.000x, D: Beberapa Tilakoid

Energi yang dihasilkan berasal dari karbon dioksida (CO2) yang didapat dari udara dan air (H2O) yang diserap oleh tumbuhan dan juga bantuan cahaya matahari. Setelah terjadi reaksi antara karbon dioksida dan air, barulah dapat dihasilkan molekul gula yang disebut Glukosa (C6H12O6) yang diproduksi di klroplas dan oksigen (O2) yang dilepas ke udara sebagai produk. Proses fotosintesis dapat dibuat persamaan kimia seperti tampak di Gambar 3. Namun, seperti yang sudah kita ketahui, proses fotosintesis tidak semudah seperti yang dibuat pada persamaan karena ada banyak proses yang terjadi selama fotosintesis. Selain itu, glukosa bukan satu-satunya produk awal dari fotosintesis.

Gambar 3    Persamaan kimia Fotosintesis. Dalam prosesnya, Fotosintesis sangat memerlukan karbon dioksida, air, cahaya, dan klorofil

Proses yang terjadi antara Respirasi pada hewan dan Fotosintesis pada tumbuhan melibatkan reaksi kimia yang disebut reaksi Reduksi-Oksidasi (Redoks). Oksidasi adalah kurangnya satu atau banyak elektron pada suatu senyawa; melibatkan pelepasan elektron, sedangkan Reduksi adalah lebihnya satu atau banyak elektron pada suatu senyawa; melibatkan pengikatan elektron. Sebagian besar reaksi redoks yang terjadi, oksidasi yang terjadi pada suatu senyawa saling berpasangan dengan reduksi yang terjadi pada suatu senyawa yang dikatalis oleh enzim yang sama atau enzim kompleks. Ketika elektron dilepas, proton akan mengikuti, dengan hasil bahwa atom hidrogen selalu dilepas selama oksidasi dan diikat selama reduksi. Oksigen biasanya disebut sebagai agen pengoksidasi atau oksidator, tetapi oksidasi juga bisa terjadi tanpa melibatkan oksigen.[]

Judul Asli:
The Essence of Photosynthesis

Diterjemahkan dari:
Bidlack,J.E.2011.Stern's Introductory Plant Biology,Twelve Edition:Mc-Graw Hill,New York

DNA Merupakan Bahan Genetik Primer

1. DNA terletak Secara Jelas pada Kromosom

Selama bertahun-tahun, diharapkan dengan membaiknya mikroskop dapat memungkinkan untuk melihat gen yang tampak berdampingan bersama kromosom. Tetapi bahkan dengan hadirnya mikroskop elektron pertama pada awal 1940-an, yang memiliki pembesaran (resolusi) 100 kali lebih besar dari mikroskop cahaya, ternyata mengecewakan. Gambar kromosom pada mikroskop elektron pertama tidak dapat menunjukkan bagian-bagian pada tingkat molekul, sehingga struktur gen yang tidak teratur ini sulit untuk ditafsirkan. Upaya yang dapat dilakukan adalah memurnikan kromosom yang jauh dari unsur pokok lainnya agar lebih jelas, walaupun sulit untuk mendapatkan kromosom yang benar-benar murni.

Dua komponen utama kromosom yang hampir selalu dijumpai yaitu asam deoksiribonukleat atau deoxyribonucleatic acid (DNA), dan suatu kelas protein kecil yang bermuatan positif, dikenal sebagai histon ; zat-zat ini bersifat basa, sehingga menetralkan keasaman DNA. Telah diketahui bahwa DNA merupakan bagian terbesar dari nukeus (karena itu namanya asam nukleat) sejak ditemukan pada tahun 1869 oleh ilmuan Swiss, Frederick Miescher. Pada tahun 1920-an, dengan pewarna ungu DNA yang khas, dikembangkan oleh ahli kimia Jerman, Robert Feulgen, DNA ditemukan terletak secara jelas pada kromosom. Karena itu, DNA merupakan lokasi yang diharapkan bagi suatu bahan genetik. Sebaliknya, histon tampaknya dapat dikesampingkan sebagai komponen genetik karena histon tidak terdapat pada banyak sperma, namun histon mengandung protein-protein basa yang bahkan lebih kecil lagi, yaitu protamin. Tetapi kebanyakan ahli biokimia tidak mempunyai kecenderungan untuk memusatkan perhatian pada DNA. Mereka mengira bahwa DNA itu hampir tidak spesifik seperti protein, yang mereka ketahui dapat dibuat dalam jumlah tak terbatas, yaitu dengan memadukan 20 asam amino dalam rantai pada berbagai urutan. Secara luas timbul dugaan bahwa sebuah protein tertentu, berupa komponen kecil dari kromosom yang belum begitu digolongkan dengan baik, dapat ditemukan sebagai bahan genetik yang sebenarnya.

2. Sel mengandung RNA maupun DNA

Pada akhir abad kesembilan belas telah ditemukan bahwa sel mempunyai jenis kedua pada suatu asam nukleat, yang sekarang kita sebut asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). Berbeda dengan DNA yang secara jelas terletak pada kromosom, RNA ditemukan dalam sitoplasma maupun dalam nukleus. Di dalam nukleus, RNA terdapat sebagai beberapa butiran padat atau nukleoli yang melekat pada kromosom.

Baik DNA maupun RNA menyerupai protein, karena mereka terbuat dari banyak unsur pembangun sangat kecil yang tersambung dari ujung yang satu ke ujung berikutnya. Akan tetapi, nukleotida, yaitu unsur pembangun asam nukleat, lebih kompleks daripada asam amino manapun. Setiap nukleotida mengandung satu gugusan fosfat, separuh gula, dan sebuah basa purin atau pirimidin, yaitu molekul-molekul berbentuk cincin pipih yang mengandung karbon dan nitrogen. Jika nukleotida-nukleotida itu tersambung dalam jumlah besar, disebut polinukleotida. (lihat gambar 1).

Gambar 1    Basa-basa pada asam nukleat. Terdiri dari basa Purin dan Pirimidin. Pada basa Purin terdapat Adenin dan Guanin, sedangkan basa Pirimidin terdapat Sitosin, Timin, dan Urasil

Selanjutnya telah diketahui bahwa komponen gula pada RNA ternyata berbeda dengan komponen gula DNA. Namun pada tahun 1920-an, karya Phoebus Levine dari Institut Rockfelller, mengungkapkan bahwa gula DNA adalah deoksiribosa, karena itu namanya asam deoksiribonukleat. Dua Purin dan dua Pirimidin ditemukan, baik pada DNA maupun RNA. Kedua Purin, Adenin dan Guanin, digunakan baik dalam DNA maupun RNA ; Pirimidin Sitosin ditemukan pula pada DNA dan RNA. Akan tetapi Pirimidin Timin hanya ditemukan pada DNA, sedangkan Pirimidin Urasil yang secara struktual serupa, tampak pada RNA.

Baik pada DNA maupun RNA, nukleotida-nukleotidanya saling terpaut untuk membentuk Polinukleotida yang sangat panjang. Pautannya terdiri dari ikatan-ikatan kimia yang berturut-turut dari gugusan fosfat nukleotida yang satu ke gugusan deoksiribosa (atau ribosa) dari nukleotida yang berdekatan. Tiap residu pada deoksiribosa (ribosa) mengandung beberapa atom dimana gugusan fosfat dapat mengikatkan diri, dan terdapat banyak kesulitan untuk mengidentifikasi atom-atom mana yang tepat yang dihubungkan oleh gugusan-gugusan fosfat tersebut. (lihat gambar 2)

Gambar 2   Sebuah nukleotida DNA. Basa terikat pada suatu cincin deoksiribosa yang pada gilirannya terikat pada suatu gugusan fosfat. Pada molukul DNA, nukleotida-nukleotida itu saling tersambung membentuk rantai-rantai panjang oleh berbagai ikatan yang berturut-turut dari gugusan fosfat pada satu nukleotida ke gugusan deoksiribosa dari nukleotida yang berdekatan. Basa yang tampak disini, guanin, dapat diganti oleh salah satu dari tiga basa DNA, yaitu adenin, sitosin, atau timin.

Pertanyaan lain yang tetap tak terjawab dalam waktu lama adalah bagaimana empat nukleotida yang berbeda itu tersusun sepanjang molekul DNA (atau RNA). Tidak ada metode yang dapat memperkirakan jumlah yang tepat dari empat nukleotida di dalam DNA atau RNA, dan pada akhir tahun 1940-an kemungkinan tidak dapat dipungkiri bahwa DNA dan RNA memiliki struktur berulang yang teratur dimana setiap basa diulang untuk setiap empat nukleotida sepanjang rantai polinukleotidanya. Akan tetapi, yang lebih menarik adalah ada kemungkinan lain bahwa sejumlah besar molekul DNA dan RNA yang berbeda-beda, masing-masing mempunyai urutan basa yang spesifik sendiri yang tak teratur. Jika ini merupakan cara molekul-molekul itu tersusun, maka DNA dan RNA telah mengkode melalui urutan basa yang beraneka ragam itu, sejumlah besar informasi yang diperlukan untuk menyusun jumlah urutan asam amino sangat besar yang terdapat dalam protein-protein dari dunia kehidupan ini.

3. Telah Ditemukan Pengujian Biologis Terhadap Molekul-Molekul Genetik

Sekarang kita menyadari bahwa DNA, yang pada masa lalu kurang mendapat perhatian yang serius, ternyata harus mendapatkan perhatian serius karena melalui pengujian biologis, kita mengetahui kemampuannya untuk mengubah hereditas bakteri tertentu. Pengembangan pengujian ini sama sekali tidak terencana, namun lahir pada tahun 1928 dari penelitian seorang ahli mikrobiologi Inggris. Fred Griffith, mengenai Patogenisitas (kemampuan untuk menimbulkan penyakit) dari bakteri Diplococcus pneumoniae yang menyebabkan Pneumonia. Griffith melakukan pengamatan yang tak terduga bahwa sel-sel patogen atau sel yang dapat menimbulkan penyakit (sel ini dapat dimatikan dengan panas) dicampur dengan sel-sel hidup yang tidak patogen, maka sel-sel yang tidak patogen itu akan menjadi sel patogen, walaupun dalam presentase yang kecil. Proses untuk menjadi patogen ini, sel yang tidak virulen (tidak diinfeksi virus yang dapat menimbulkan penyakit) itu memperoleh dinding sel terluar yang tebal, kaya akan polisakarida, disebut kapsula, yang dengan cara tertentu dapat memindahlan patogenisitas pada sel-sel yang memilikinya. Griffith ternyata telah menemukan adanya suatu zat aktif yang tidak rusak bila sel-sel patogen diberi panas yang dapat mematikan sel, lalu menyebar ke dalam sel-sel yang tidak patogen dan mengatur mereka untuk membuat kapsula.

Sebenarnya, Griffith sendiri pun tidak serius untuk mengidentifikasi zat aktif tersebut. Tugas ini diambil oleh oleh Oswald Avery yang menyelidiki sifat kimiawi dari kapsul-kapsul terluar bakteri di Institut Rockfeller, New York. Ketika ia mulai bekerja pada transforming factor atau faktor pengubah, Avery mengira bahwa zat aktif itu kemungkinan berupa suatu polisakarida kompleks yang dengan cara tertentu merangsang sintesis lebih banyak polisakarida lagi yang sejenis. Sebagai langkah pertama, ia menunjukan bahwa faktor aktif itu dapat diekstraksi dari sel-sel yang dimatikan dengan panah setelah sel-sel ini dipecah, yang merupakan suatu syarat yang diperlukan untuk mengisolasi faktor tersebut dari molekul yang lain. Selama satu dekade, dilakukan penelitian secara intensif oleh Avery, McCarty, dan Colin Macleod, disimpulkan bahwa faktor pengubah tersebut adalah suatu molekul DNA. DNA ini bukan hanya molekul yang paling murni tadi, tetapi keaktifan zat pemgubah ini dihancurkan oleh preparat DNAse yang sangat tinggi kemurniannya, atau enzim yang pada saat itu baru saja ditemukan, khusus untuk merombak DNA. Sebaliknya, aktivits faktor penyebab itu tidak terpengaruh oleh enzim yang mengurai protein atau enzim-enzim yang dapat menguraikan RNA.

Berbagai eksperimen Avery tahun 1944, berkesimpulan bahwa DNA merupakan faktor pengubah, sehingga sebagian besar para ilmuan tidak dapat membantah hal tersebut. Tetapi, beberapa orang yang skeptis percaya bahwa Avery dan kedua rekannya tidak berhasil melihat genetic protein atau protein genetik dan DNA yang dipakai sebagai zat aktif dalam pengujian mereka hanya karena zat itu berfungsi sebagai perancah tidak khas, dimana gen-gen protein yang sesungguhnya ditempatkan. Tetapi, setelah direnungkan, sepertinya penunjukkan DNA ini seharusnya bukan merupakan hal yang tak terduga. Pada saat percobaan Avery dilakukan, DNA dikenal sebagai molekul sangat besar yang mengandung ratusan nukleotida. Jika urutan empat nukleotida utama ditemukan tak teratur, maka jumlah urutan berbagai DNA yang mungkin terjadi akan mencapai jumlah tak terduga sebesar 4^n [baca: 4 pangkat n], n adalah jumlah nukleotida dalam rantai.

Masalah yang masih dipertanyakan adalah sifat generalisasi dari pengamatan Avery. Apakah semua gen itu dibuat dari DNA, atau ada molekul-molekul genetik lain yang berperan pada situasi lain? Jelaslah bahwa masalah itu segera terpecahkan jika ternyata mungkin untuk mengubah hereditas dari bentuk hidup lainnya melalui penambahan molekul-molekul DNA tertentu. Tetapi pada saat itu belum ada jalan untuk memisahkan molekul-molekul DNA tanpa merusaknya dari tumbuhan atau hewan, dan tidak mungkin untuk mentransferkannya ke individu lain. Suatu kelompok di Perancis menyebutkan bahwa mereka mampu menggunakan DNA untuk mengubah bulu-bulu itik yang telah tumbuh dari telur, dimana DNA telah diinjeksikan. Akan tetapi, telur-telur ini diperoleh dari sebuah pasar pedesaan setempat sehingga tidak jelas nenek moyangnya. Hasilnya, tidak ada satupun yang mempelajari lebih lanjut mengenai transduksi atau perpindahan keturunan.[]

Judul Asli:

DNA is the Primary Genetic Material

Sub-judul Asli:

1. DNA is Sited on Chromosomes

2. Cells Contain RNA as well as DNA
3. A Biological Assay for Genetic Molecules is Discovered

Diterjemahkan dari:

Watson,J.D.1992.Recombinant DNA Second Edition:W.H Freeman and Company,New York

Dunia dalam Mikroba

Mikrobiologi sering didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang individu atau organisme sangat kecil yang tidak dapat dilihat oleh mata telanjang, atau disebut ilmu yang mempelajari tentang mikroorganisme. Karena objek yang diamati oleh mata kurang dari satu milimeter tidak dapat dilihat dengan jelas dan harus menggunakan mikroskop, mikrobiologi berkaitan erat dengan organisme yang kecil dan sangat kecil. Namun, beberapa mikroba, terutama beberapa mikroba eukariot, dapat dilihat dengan mikroskop. Contohnya, jamur roti (bread molds) dan alga berserabut (filamentous algae), dan juga dua bakteri  Thiomargarita dan Epulopiscium yang dapat dilihat oleh mata telanjang.

Kesulitan dalam menentukan batas-batas dalam mikrobiologi telah menyebabkan adanya saran untuk membuat kriteria tambahan dalam mengelompokkan. Sebagai contoh, ciri-ciri utama mikroorganisme, walaupun mereka besar dan multiseluler, adalah mereka memiliki struktur sel dan jaringan yang sederhana, Kriteria lainnya, yang dibuat oleh Roger Stanier, adalah dengan memerhatikan teknik pengambilannya. Ahli mikrobiologi biasanya mengisolasi terlebih dahulu mikroorganisme tertentu dari sebuah populasi lalu dikulturkan (dikembang-biakkan). Ahli mikrobiologi menggunakan teknik, yaitu strelilisasi dan penggunaan kultur wadah, yang sangat diperlukan untuk keberhasilan pengisolasian dan pertumbuhan mikroorganisme.

Mikroorganisme sangatlah beragam. Selain itu, dalam mengklasifikasi mereka selalu menjadi tantangan para ahli taksonomi mikroba. Mengelompokkan mereka langsung ke dalam hewan atau tumbuhan tentu terlalu sederhana. Contoh, ada beberapa mikroba yang mirip dengan hewan, tetapi memiliki dinding sel dan berfotosintesis layaknya tumbuhan , sehingga mikroba tidak dapat dimasukkan ke satu kingdom atau kingdom yang lain. Faktor penting lainnya untuk mengelompokkan mikroorganisme adalah mereka ada yang tersusun dari sel prokariot dan juga sel eukariot. Sel Prokariot [bahasa Yunani, pro, sebelum, dan karyon, kacang atau inti ; organisme yang belum ada inti atau nukleus] memiliki morfologi sel yang lebih sederhana daripada sel eukariot dan tidak memiliki membran inti. Sebaliknya, Sel Eukariot [bahasa Yunani eu, ada, dan karyon, kacang atau inti] sudah memiliki membran yang membungkus nukleus ; mereka memiliki morfologi sel yang lebih lengkap dan biasanya lebih besar dari sel prokariot. Pengamatan ini menyebabkan berkembangnya klasifikasi berdasarkan lima kingdom, yaitu Monera, Protista, Fungi, Animalia, dan Plantae. Mikroorganisme, kecuali virus yang merupakan asesuller dan memiliki klasifikasi tersendiri, ditempatkan di ketiga urutan pertama pada kingdom

Dalam beberapa dekade terakhir, perkembangan pesat telah menemukan tiga pengamatan yang sangat mempengaruhi klasifikasi mikroba. Pertama, banyak ilmuan yang telah mengamati struktur detail mikroorganisme dengan menggunakan mikroskop elektron. Kedua, para ahli mikrobiologi telah menyusun karateristik biokimia dan fisiologi dari banyak mikroba. Ketiga, urutan asam nukleat dan protein dari berbagai banyak organisme telah dibandingkan. Perbandingan berdasarkan RNA ribosom (rRNA) yang dimulai oleh Carl Woese tahun 1970-an, sangat berperan dalam menunjukkan bahwa ada dua kelompok organisme prokariot yang sangat berbeda yaitu Arkaea dan Bakteri, yang awalnya diklasifikasi bersama pada kingdom Monera dalam sistem lima kingdom. Kemudian, penelitian berdasarkan perbandingan rRNA menyarankan bahwa Protista tidak dapat dijadikan satu kingdom dan harus dibagi menjadi tiga kingdom atau lebih. Berbagai penelitian memberi kesimpulan kepada ahli taksonomi bahwa sistem lima kingdom terlalu sederhana. Beberapa alternatif telah diajukan, tapi saat ini, para ahli mikrobiologi percaya bahwa pengelompokkan organisme harus dibagi pada tiga domain, yaitu Bakteri (bakteri sejati atau eubakteri), Arkaea, dan Eucarya (seluruh organisme eukariot) (lihat gambar 1).

Gambar 1      Pohon semesta filogenetik (Universal phylogenetic tree).  Terdapat suatu evolusi yang berhubungan berdasarkan pada perbandingan urutan rRNA. Manusia (homo) ditandai dengan warna merah.

Bakteri merupakan sel prokariot yang biasanya bersel tunggal. Sebagian besar memiliki dinding sel yang mengandung suatu molekul yang disebut peptidoglikan. Mereka terdapat di tanah, air, udara, dan juga hidup di kulit, mulut, maupun usus kita. Beberapa bakteri hidup di lingkungan yang memiliki suhu, pH, atau memiliki kadar garam yang ekstrem. Meskipun beberapa bakteri dapat menyebabkan penyakit, banyak juga bakteri yang bermanfaat seperti cycling elements dalam biosfer, mengurai hewan dan tumbuhan yang sudah mati, dan memproduksi vitamin.

Arkaea adalah sel prokariot yang berbeda dengan bakteri dengan berbagai keunikan, terutama keunikan pada urutan RNA ribosom (rRNA) yang mereka miliki. Mereka juga tidak memiliki peptidoglikan pada dinding sel dan memiliki membran lipida yang unik. Beberapa dari mereka memiliki proses metabolisme yang tidak biasa, seperti methanogen, yang dapat menghasilkan gas metana. Arkaea banyak ditemukan di lingkungan yang ekstrem. Sampai saat ini, belum ditemukan arkaea yang dapat menimbulkan penyakit.

Domain Eukarea termasuk pada mikroorganisme yang diklasifikasi ke dalam protista atau fungi. Hewan dan tumbuhan juga termasuk dalam domain ini. Protista umumnya lebih besar dan termasuk alga , protozoa,  jamur lendir (slime molds), dan jamur air (water molds). Alga merupakan protista yang dapat berfotosintetis dan bersama-sama dengan sianobakteri (cyanobacteria) memproduksi sekitar 75% oksigen yang ada di bumi. Mereka juga merupakan produsen dari rantai makanan makhluk air. Protozoa adalah protista bersel tunggal (unicellular) yang mirip hewan. Protozoa mendapatkan nutrisinya dengan cara memakan bahan organik dan mikroba yang lain dan hidup bebas sebagai pemburu dalam dunia mikroba. Mereka dapat ditemukan di berbagai lingkungan. Beberapa dari mereka hidup di saluran usus hewan, dimana mereka membantu dalam mencerna senyawa yang kompleks seperti selulosa. Beberapa dari mereka juga menjadi penyebab penyakit pada hewan dan manusia. Jamur lendir adalah protista yang mirip dengan protozoa pada salah satu tahapan dari siklus hidup mereka, namun kemudian seperti fungi. Pada tahap protozoa, mereka juga memburu untuk mendapatkan makanan dengan cara mengurai (memakan) tumbuhan yang sudah mati dan memakan mikroba lain. Jamur air, seperti namanya, ditemukan pada permukaan air tawar dan tanah berlumpur. Mereka mengurai tumbuhan yang sudah mati seperti batang berkayu (logs)  dan mulsa (mulch)  Beberapa jamur air dapat menyebabkan penyakit pada tumbuhan. Fungi adalah kelompok berbagai mikroba yang terdiri dari bentuk uniseluler (ragi), mulsa, dan jamur. Mulsa dan jamur adalah fungi multiseluler yang membentuk struktur benang tipis yang disebut hifa. Mereka mendapatkan nutrisi dari lingkungannya, termasuk molekul organik yang mereka gunakan sebagai sumber karbon dan energi. Karena kemampuan metabolisme mereka, banyak fungi yang menguntungkan, termasuk dalam pembuatan roti, pembuatan antibiotik, dan mengurai organisme yang sudah mati. Beberapa fungi dapat menyebabkan penyakit pada tumbuhan, hewan, dan manusia.

Virus merupakan asesuler (tidak memiliki sel) yang harus menyerang sel inang terlebih dahulu untuk meniru (mereplikasi). Mereka merupakan mikroba yang paling kecil (ukuran terkecil adalah 10.000 lebih kecil dari bakteri umumnya), tetapi memiliki kekuatan yang besar. Mereka adalah penyebab berbagai penyakit pada hewan dan tumbuhan, serta menjadi wabah penyakit dalam sejarah manusia, seperti cacar, rabies, flu, influenza, AIDS, flu biasa, dan beberapa kanker.[]

Judul Asli:
Members of the Microbial World

Diterjemahkan dari :
Wiley,J.M.2008.Prescott,Harley,and Klein's Microbiology,Seventh Edition:McGraw-Hill