28 Fakta Tentang Dunia Biologi

Apakah anda tahu fakta-fakta menarik tentang dunia biologi dibawah ini ?

1. Tubuh seorang dewasa tersusun atas ± 100 triliun sel, dan terdapat 200 jenis sel dengan bentuk beraneka ragam.
2. Tingkat produksi sumsum tulang mencapai 260 miliar sel darah merah dan 135 miliar sel darah putih per hari.
3. Tulang merupakan hasil arsitektur yang sempurna. Tulang paha memiliki kekuatan lebih daripada sebatang beton padat yang sama beratnya. Kekuatan ini akan sangat berguna untuk menopang berat tubuh manusia saat berjalan. Akan tetapi, di sisi lain konstruksi tulang juga ringan sehingga kita dapat berjalan atau berlari cepat.
4. Ada beberapa keunikan yang terdapat pada tulang belakang, antara lain bentuknya yang melengkung seperti huruf S. Selain itu terdapatnya bantalan yang disebut diskus di setiap dua tulang punggung yang bertumpang tindih, sehingga kedua tulang tidak mengalami gesekan. Dengan adanya 2 keunikan ini, maka tulang belakang dapat meredam hentakan ketika kita berjalan maupun berlari, sehingga akan melindungi otak dari goncangan yang kuat. Inilah salah satu kenikmatan yang diberikan Tuhan dan harus kita syukuri.
5. Otot manusia berjumlah lebih-kurang 600 jenis dan merupakan setengah dari berat badan.
6. Dari uji penelitian diketahui ternyata gigi memiliki kekuatan yang luar biasa, diantaranya adalah dapat melubangi aluminium dan batu bata tanpa merusak gigi tersebut. Gigi juga lebih kuat dari peluru baja. Pada pembakaran dengan suhu tertentu peluru baja dapat meleleh, tetapi gigi masih tetap utuh. Gigi juga memiliki umur yang sangat panjang, pada orang yang sudah meninggal dan terkubur ribuan tahun, bagian tubuhnya sudah hancur berubah menjadi debu tanah, tetapi bagian gigi masih tetap utuh. Hebat sekali bukan?
7. Lidah dapat dikatakan sebagai cermin kesehatan. Mengapa demikian? Pada umumnya dokter akan memeriksa lidah pasien yang sakit. Penyakit-penyakit tertentu akan dapat mengubah warna lidah.
8. Pada tahun 1847 di India ditemukan sebuah tanaman yaitu Gymnema sylvestra yang apabila dimakan bagian daunnya, maka seseorang tidak akan dapat merasakan rasa manis. Tahun 1947 di Afrika Barat juga ditemukan sebuah tanaman yang apabila setelah dimakan buahnya akan memberikan rasa manis meskipun makan buah asam.
9. Bersin adalah gerak refleks yang terjadi sebagai tanggapan atas rangsang yang mengiritasi saluran pernapasan bagian atas.
10. Gerakan melambai bulu-bulu getar di dalam hidung dapat terjadi 20 kali setiap detik. Gerakan ini berfungsi untuk menyaring udara dan menggeser lendir yang menutupi permukaan hidung. Pergerakan lendir tersebut mencapai kecepatan 2 cm per menit. Tetapi kasus ini akan lebih lambat pada seorang perokok, peminum alkohol atau orang sakit.
11. Ada sekitar 300 juta buah alveolus yang menyusun paru-paru manusia. Adanya hal ini dapat memperluas permukaannya. Diperkirakan luas permukaan alveolus ± 100 kali lebih luas daripada permukaan tubuh. Hmmm.. Saya pernah dengar katanya luasnya cukup untuk menutupu permukaan lapangan bola tenis.
12. Lebih dari 200 kuman atau kotoran keluar dari saluran pernapasan ketika bersin.
13. Ginjal dilalui sekitar 1200 ml darah setiap menit. Ini berarti seperlima dari darah yang keluar dari jantung dalam setiap kali pompa masuk ginjal. Mengapa begitu banyak? Sebab ginjal adalah alat pembersih darah.
14. Setiap menitnya, seperempat darah yang dipompakan oleh jantung kurang lebih sebanyak 1,2 liter, darah mengalir ke ginjal dan mengalami proses-proses filtrasi di dalam ginjal.
15. Air kencing yang dihasilkan tubuh yang sehat adalah steril. Pada kasus seseorang yang terdesak berada di padang pasir yang panas tanpa air maka air kencing dapat digunakan sebagai pengganti air minum.
16. Rasa haus terjadi apabila tubuh kehilangan banyak cairan, misalnya keringat. Selain itu bisa pula disebabkan karena meningkatnya kadar garam dalam darah, karena garam cenderung mengikat air.
17. Hewan tidak pernah meminum air lebih dari jumlah yang dibutuhkan untuk menormalkan kembali kadar kandungan air dalam tubuhnya.
18. Gejala Awal Penyakit Ginjal: Perubahan frekuensi kencing, Pembengkakan pada bagian Kaki, Lemah dan lesu, Ada darah dalam air seni (urin), Nafsu makan turun, mual, dan muntah, serta sulit tidur.
19. Diperkirakan bahwa hingga usia 70 tahun seseorang akan kehilangan sekitar 20 kg sel-sel epidermis yang telah mati. Lapisan ini tidak mempunyai pembuluh darah, sehingga makanan diperoleh dari sel-sel di bawahnya yaitu dermis. Sehingga semakin jauh letaknya dari dermis maka sel-selnya akan semakin kering dan kasar. Sel-sel ini bersifat menyerap air, sehingga seseorang yang terlalu lama berendam dalam air akan terlihat telapak tangan dan kaki menjadi keriput.
20. Pada kulit seluas 1 cm² terdapat 65 helai rambut, 100 kelenjar minyak, 650 buah kelenjar keringat, 1500 saraf indera dan beberapa meter pembuluh darah.
21. Hati-hati Mengonsumsi Obat Antinyeri: Pada dokter diingatkan agar tidak sembarangan menuliskan resep antiinflamasi atau pereda rasa nyeri bagi pasien. Ceroboh merekomendasikan obat berpotensi menambah penderitaan pasien, mulai dari gangguan pencernaan, kelainan pada kulit, hingga serangan jantung.
22. Berdasarkan riset penelitian, seseorang akan berusaha membesarkan pupil mata ketika melihat sesuatu yang menarik dan sebaliknya akan mengecilkan pupil mata sewaktu melihat hal sesuatu yang kurang menarik
23. Pada orang buta indra peraba sangat peka. Indra peraba ini difungsikan dalam bekerja dan menjaga diri pada saat membaca menggunakan nurut Braile, saraf-saraf peraba bekerja dan meneruskannya ke pusat saraf di otak sehingga bisa ditafsirkan.
24. Testis memiliki bentuk bulat telur, dengan panjang 3 cm, garis tengah yang terbesar +/- 1,75 cm dan beratnya 15 gram. Di dalamnya terdapat +/- 1000 selang kecil yang ratarata panjang 45 cm. Coba Anda bayangkan apabila dari 1000 selang kecil tersebut disambung-sambung, berapa panjang total selang tersebut?
25. Manusia membutuhkan waktu 74 hari untuk membentuk spermatozoa. Tikus membutuhkan waktu 50 hari, sedangkan kelinci membutuhkan waktu 49 hari.
26. Seorang laki-laki dalam, proses spermatogenesis dapat menghasilkan lebih dari 50 juta sel sperma.
27. Masa subur wanita berawal dari sejak dia mengalami menstruasi dan berakhir ketika dia mengalami menopouse.
28. Spermatozoa bergerak melintasi saluran tuba falopi dengan kecepatan 12 cm per jam. Ambil perbandingan gerakan ini dengan seorang dewasa yang berlari dengan kecepatan 80 km per jam, berat bukan?

Semoga bermanfaat

Menguji Teori Gravitasi Einstein

“Ptolemy menciptakan gambaran alam semesta dan gambaran ini bertahan sampai dua ribu tahun. Newton menciptakan gambaran alam semesta dan bertahan sampai dua ratus tahun. Sekarang Dr. Einstein telah menciptakan gambaran alam semesta yang baru dan tidak seorangpun yang tahu berapa lama gambaran ini bisa bertahan.” George Bernard Shaw (1930) 

Mungkinkah Albert Einstein berbuat kesalahan dalam teori-teori yang pernah disusunnya? Untuk menjawab pertanyaan ini tidaklah mudah. Karena hampir semua teori yang Einstein ajukan telah terbukti melalui eksperimen. Tetapi masih ada satu teorinya yang sampai saat ini masih belum teruji sepenuhnya: teori relativitas umum. 

Untuk itu sebuah satelit yang bernama Gravity Probe (GP) B telah diluncurkan pada hari Senin 19 April 2004 pukul 10:01 pagi waktu Pasifik dari Markas Angkatan Udara AS Vandenberg, California Selatan. Proyek yang telah mengalami penundaan bertahun-tahun ini bernilai 700 miliun dollar AS. Satelit ini diluncurkan dengan satu tujuan 

Tujuan utama dari eksperimen ini adalah untuk menguji kebenaran premis utamanya tentang medan ruang dan waktu yang Einstein ajukan sebagai dasar dari teori relativitas umumnya. Satelit GP B yang terdiri dari teleskop dan sistem giroskop ini akan mengelilingi bumi dari kutub utara ke selatan dengan ketinggian 640 km sampai dua tahun. Satelit dengan peralatan yang sangat canggih ini diharapkan bisa mendeteksi pengaruh geometri medan ruang dan waktu di sekitar daerah pengaruh massa bumi 

Tulisan ini akan terdiri dari dua bagian. Bagian pertama akan mengakrabkan pembaca dengan teori relativitas umum Einstein, fenomena alam yang diprediksikan sebagai akibat dari teori ini dan eksperimen yang telah dilakukan sebagai konfirmasi prediksi tadi. Bagian kedua membahas lebih jauh eksperimen yang sedang dilakukan dalam proyek GP B untuk membuktikan klaim tentang medan ruang dan waktu. 

• Dua kejanggalan dalam teori gravitasi Newton 

Gravitasi adalah fenomena yang dekat sekali dengan kehidupan kita. Setiap orang bisa merasakannya. Gaya ini bisa dirasakan dan dilihat dalam berbagai bentuk yang berbeda. Ketika kita melenggang pada jalan menurun, tarikan gravitasi akan mempercepat langkah kita. Hal lain yang sangat jelas bagi kita adalah setiap benda yang dilemparkan pasti akan jatuh ke tanah. Namun demikian baru ditahun 1687 gravitasi ini bisa dijelaskan dan dirumuskan ke dalam persamaan matematika sederhana. Orang pertama yang sanggup menjelaskannya adalah Sir Issac Newton. 

Fisikawan berkebangsaan Inggris ini, berhasil mengungkapkan mekanisme bagaimana dua object bermassa yang berinteraksi dalam gaya tarik-menarik gravitasi. Matahari di dalam solar sistem kita, menurut teori ini, memiliki gaya tarik yang sangat besar jangkauannya sehingga bisa menarik benda-benda angkasa yang bermassa relatif lebih kecil seperti planet, komet, dan asteroid dan melayang pada orbitnya. 

Baru kemudian di awal abad 20 Einstein menemukan kejanggalan dalam teori gravitasi Newton. Kejanggalannya terletak pada ketidakcocokan teori gravitasi Newton dengan teori relativitas khusus yang diajukan Einstein pada tahun 1905.

Dalam teori relativitas khususnya, Einstein berusaha agar teori relativitas khususnya konsisten dengan teori electromagnetik Maxwell. Akibatnya Einstein tiba pada klaim bahwa cahaya memiliki kecepatan sebesar 299,792 km per detik. Bukan hanya itu Einstein mengatakan bahwa kecepatan ini adalah kecepatan absolut. Artinya benda atau energi lain bisa bergerak mendekati kecepatan ini tetapi tidak akan pernah melebihi kecepatan cahaya. Einstein juga melihat ada prinsip fisika lain yang tidak bersesuaian dengan teori gravitasi Newton. Prinsip ini dikenal dengan prinsip ekuivalen. 

Newton sendiri tidak mengindikasikan bagaimana gaya gravitasi bekerja. Ia hanya mengatakan bahwa gravitasi adalah satu gaya yang ÁÔudah dari sananya¡¦dibawa oleh benda bermassa. Menurut Newton, sebuah benda bermasssa akan mengerjakan gaya tarik kepada benda bermassa lain yang berada dalam jangkauan gaya gravitasi benda yang bermassa lebih besar. Gaya tarik gravitasi itu bekerja dan menjelajah ruang hampa diantara dua benda tadi dalam waktu sesaat. 

Hal ini bertentangan dengan klaim Einstein bahwa tidak ada energi maupun massa yang bisa memiliki kecepatan melebihi kecepatan cahaya. Mengingat jangkauan gaya gravitasi yang mencapai ribuan bahkan jutaan kilometer, maka gaya gravitasi tidaklah mungkin menjelajah angkasa luar dalam waktu yang singkat. Jika gaya gravitasi bergerak dengan cara yang sama seperti cahaya bergerak, maka Einstein berkesimpulan kecepatan gaya gravitasi bekerja juga tidak boleh melebihi kecepatan cahaya. Dengan jarak jangkauan yang jauh maka jelas gravitasi memerlukan waktu yang panjang untuk menjelajah ribuan bahkan jutaan kilometer. 

Ambil saja perjalanan cahaya dari Matahari sampai ke planet-planet dalam tata surya. Untuk bumi yang berjarak rata-rata 150 ribu kilometer dari matahari, cahaya yang kita nikmati di bumi ini memerlukan waktu sekitar 8,3 menit untuk tiba dibumi setelah dipancarkan dari permukaan matahari. Sedangkan untuk planet Pluto yang berjarak sekitar 5940 juta kilometer dari matahari, cahaya membutuhkan waktu sekitar 5,5 jam untuk tiba disana. 

Namun demikian dengan teori gravitasi Newton bentuk dan orbit planet-planet dalam tata surya bisa diprediksikan dengan tepat meskipun perhitungan dilakukan dengan anggapan bahwa gaya gravitasi bekerja dengan sesaat. Jika gravitasi bekerja tidak dalam waktu sesaat, sesuai dengan relativitas khusus Einstein, maka orbit planet ini harus mengalami koreksi. Tetapi jika koreksi Einstein dimasukkan, maka koreksi ini justru memberikan hasil prediksi orbit planet yang tidak sesuai dengan data astronomi. Pertimbangan ini membuat Einstein menyimpulkan adanya mekanisme dalam teori gravitasi yang belum dijelaskan oleh Newton. 

Kejanggalan kedua yang Einstein temukan berhubungan dengan prinsip ekuivalen. Secara sederhana prinsip ini menggambarkan bahwa semua hukum fisika akan berperilaku sama dalam kerangka acuan mana saja, baik dalam kerangka diam, dalam kerangka yang berjalan dengan kecepatan konstan maupun dengan laju kecepatan yang positif. 

Misalkan kita berada dalam sebuah pesawat ruang angkasa yang berada di ruang hampa dan pesawat itu bergerak ke atas dengan laju kecepatan yang sama dengan laju kecepatan gravitasi bumi yaitu 9,8 meter per detik kuadrat. Jika ada sebuah buku yang melayang dalam pesawat itu, maka buku itu akan bergerak menuju lantai pesawat dengan laju kecepatan yang sama pula: 9,8 meter per detik kuadrat. Jika buku dengan berat yang sama dilepaskan dari ketinggian tertentu di bumi dalam pengaruh gravitasi bumi, maka buku itu pasti akan jatuh bumi dengan laju kecepatan yang sama pula. 

Hal penting yang bisa disimpulkan dari percobaan sederhana di atas adalah bahwa gerak buku di dalam pesawat dan gerak buku ketika jatuh di permukaan bumi tidak bisa dibedakan. Apakah buku tadi jatuh karena ditarik gravitasi bumi ataukah hanya sekedar bergerak dengan laju kecepatan yang sama dengan gravitasi bumi. Dengan kata lain gravitasi bisa diciptakan maupun dihilangkan hanya dengan memandang dari kerangka acuan yang berbeda. Jika demikian mungkinkah buku tadi jatuh karena ditarik bumi ataukah sebaliknya permukaan bumi yang bergerak keatas kearah buku tadi dengan laju kecepatan yang sama dengan gravitasi bumi. 

• Konsep ruang dan waktu yang revolusioner 

Kedua kejanggalan ini merupakan kunci bagi Einstein untuk tiba pada konsep gravitasi baru yang revolusioner. Setelah sepuluh tahun bergulat dengan kedua masalah ini, pada tahun 1916 Einstein muncul dengan teori gravitasi baru yang didasarkan pada cara pandang terhadap ruang dan waktu yang sama sekali berbeda dengan cara pandang Newton. Jikalau Newton memandang ruang angkasa sebagai ruang yang kosong, Einstein menganggap ruang angkasa tersebut terbuat dari anyaman medan ruang dan waktu. Teori gravitasi baru ini lebih dikenal dengan nama teori relativitas umum. 

Jikalau Newton menyarikan teori gravitasi dalam sebuah persamaan saja, Einstein menyarikannya dalam 16 buah persamaan di dalam sebuah persamaan matematik yang ditulis dengan notasi yang dikenal sebagai tensor. Persamaan tadi menghubungkan geometri ruang dan waktu dengan massa dan energi. 

Medan ruang dan waktu adalah medan 4-dimensi, tiga dimensi berasal dari ruang dan satu dimensi berasal dari waktu. Bentuk susunan anyaman ruang dan waktu ini sangat dipengaruhi oleh distribusi massa atau energi yang berada di dalam medan 4-dimensi ini. Benda angkasa seperti matahari akan melekukkan medan ini. Efek lekukannya bisa dibayangkan seperti lekukkan permukaan kasur karet yang disebabkan oleh bola bowling di atasnya. Sebagai perhatian, gambaran lekukan kasur dua dimensi ini hanyalah untuk menyederhanakan gambaran lekukan 4-dimensi yang sulit dibayangkan. Fenomena ini lebih dikenal sebagai warped space time atau ruang-waktu yang terlekuk. 

Dalam konsep ini, semakin besar massa benda semakin luas efek lekukan yang terjadi. Karena matahari memiliki massa yang cukup besar, maka efek lekukan medan ruang dan waktu memiliki jangkauan yang jauh menjangkau planet, asteroid atau benda-benda angkasa yang bermassa lebih kecil lainnya. Gerakan planet-planet yang mengorbit matahari bisa dimengerti bukan sebagai efek gaya tarik matahari melainkan karena planet-planet ini bergerak mengikuti kontur medan ruang dan waktu yang terlekuk di sekitar matahari. 

Dua tahun setelah Einstein mengajukan teorinya tentang medan ruang dan waktu, pada tahun 1918 dua fisikawan berkebangsaan Austria, Joseph Lense dan Hans Thirring, meprediksikan bahwa benda bermassa bisa merubah bentuk medan ruang dan waktu dengan cara yang lain. Mereka mengajukan bahwa setiap planet atau bintang yang berputar pada porosnya akan menyeret anyaman medan ruang dan waktu ke arah kemana planet dan bintang itu berputar. Fenomena ini dikenal sebagai seretan kerangka atau frame-dragging. 

Bisa jadi Einstein benar, tetapi tidak berarti bahwa teori gravitasi Newton sama sekali salah. Apakah setelah kita memiliki teori gravitasi ala Einstein lalu teori gravitasi Newton bisa ditinggalkan? Tidak! Keduanya harus sama-sama dipegang untuk bisa mengerti alam semesta ini dan fenomena-fenomena di dalamnya. Teori Einstein memang memberikan pengertian kita yang lebih akurat terhadap alam semesta. Namun demikian sampai teori Einstein bisa diuji kebenarannya di lapangan, barulah kita bisa menerima teori ini sepenuhnya. 

• Test yang telah dilakukan 

Ketika mengajukan teorinya Einstein paham benar bahwa orang akan meminta bukti lapangan untuk bisa menerima teori relativitas umumnya. Oleh karena itu ia mengajukan tiga fenomena alam semesta yang bisa dijelaskan dengan menggunakan teori relativitas umum: melekuknya lintasan cahaya, gerak presisi perihelion planet Merkuri, dan pergeseran warna merah akibat gravitasi. 

Premis utama relativitas umum adalah bahwa semua materi dan energi dipengaruhi oleh medan ruang dan waktu yang terlekuk. Lintasan cahaya termasuk ke dalam kategori ini, sehingga bisa berjalan dalam garis lengkung. Cahaya yang berasal dari bintang yang sangat jauh dan terdeteksi oleh teleskop di permukaan bumi mungkin mengalami fenomena ini. Apalagi ketika cahaya itu melintas berdekatan dengan matahari. Gravitasi matahari yang cukup besar oleh Einstein diprediksikan membelokkan cahaya sejauh 1,75 detik arc. Satu detik arc sama dengan satu per per tiga ribu enam ratus derajat. 

Untuk mengamati fenomena ini, pengamatan harus dilakukan ketika sebuah bintang menempati lokasi yang dekat dengan matahari. Tetapi dalam kondisi seperti ini cahaya matahari akan menutupi cahaya bintang tersebut. Karenanya pengamatan harus dilakukan pada saat gerhana matahari total. Pada 29 Mei 1919 Sir Arthur Edington memimpin ekspedisi ke Afrika untuk pengamatan sinar bintang saat gerhana matahari total terjadi. Pada 6 November 1919, konfirmasi pembelokan lintasan cahaya yang diprediksikan Einstein dalam ketelitian sekitar 20 persen diumumkan ke dunia. Di antara tahun 1969 sampai 1975 sebanyak dua belas pengamatan dilakukan dengan menggunakan gelombang radio dan menghasilkan pengukuran dengan ketelitian satu persen dibanding dengan prediksi Einstein. 

Sesuai dengan hukum gerak dan teori gravitasi universal Newton, setiap planet akan bergerak mengelilingi matahari dalam lintasan orbit elips. Posisi terdekat dan terjauh sebuah planet dari matahari dalam lintasan tersebut masing-masing dikenal sebagai perihelion dan apehelion. Jika hanya satu planet yang mengelilingi matahari maka lintasan elips tadi tidak akan berubah, namun karena ada lebih dari satu planet dalam tata surya, planet-planet lain juga memberikan pengaruh gravitasinya yang relatif kecil kepada salah satu planet. Akibatnya orbit sebuah planet dalam tata-surya kita tidaklah statis melainkan bergerak berputar (berpresisi) terhadap Matahari. 

Dari pengamatan yang dilakukan bertahun-tahun, titik perihelion planet merkuri mengalami total presisi sejauh 574 arc detik setiap satu abad. Namun teori gravitasi Newton hanya memberikan 531 arc detik. Itu berarti masih ada perbedaan sebanyak 43 arc detik. Tidak sedikit alasan yang diajukan untuk menjelaskan angka 43 arc detik ini namun tidak ada yang berhasil menyempurnakan prediksi dengan teori gravitasi Newton ini. Namun dengan teori gravitasinya, Einstein sanggup menjelaskan perbedaan 43 arc detik dan dengan demikian menghasilkan angka yang sesuai dengan data astronomy lapangan. 

Fenomena terakhir yang diajukan oleh Einstein berhubungan dengan hilangnya sebagian energi cahaya ketika sebuah berkas cahaya keluar dari medan gravitasi sebuah benda angkasa. Ketika sebuah berkas sinar kehilangan sebagian energi, panjang gelombangnya berubah menjadi lebih panjang mengakibatkan warna cahaya tersebut akan bergeser ke arah warna merah. Itulah sebabnya fenomena ini disebut sebagai pergeseran warna merah akibat medan gravitasi. 

Eksperimen terkenal untuk membuktikan prediksi ini dilakukan oleh R.V. Pound dan G.A. Rebka di universitas Harvard pada tahun 1959 dengan menggunakan teknik yang disebut sebagai efek Mossbauer. Sinar gamma yang dihasilkan oleh elemen radioaktif kobalt dipancarkan dari lantai dasar laboratorium fisika Jefferson di kampus itu. Melalui lubang yang didesain mencapai tingkat teratas laboratorium setinggi 22.5 meter menghasilkan konfirmasi perbedaan frekuensi cahaya yang dihasilkan. 

Sebuah tes yang lebih akurat dari percobaan di atas adalah yang dilakukan oleh Gravity Probe A (GP A), percobaan yang menggunakan roket, di tahun 1976. Dalam percobaan ini, sebuah jam yang menggunakan cahaya maser-hidrogen dilepaskan dengan menggunakan roket Vessot-Levine. Frekuensi jam ini dibandingkan dengan frekuensi yang terdapat di bumi dan menunjukkan perbedaan yang sesuai dengan prediksi teori relativitas umum Eistein. 

Sebenarnya ada fenomena lain yang ditemukan oleh fisikawan yang bernama I.I. Saphiro dari universitas Harvard di tahun 1964. Selain mengakibatkan lambatnya waktu berlalu, medan gravitasi juga mengakibatkan semakin memendeknya dimensi panjang yang berarti semakin melambatnya kecepatan cahaya jika berada dalam medan gravitasi. Di tahun 1970, I.I. Saphiro melakukan percobaan dengan signal radar yang dipancarkan dari bumi dan dipantulkan oleh planet Venus dan kembali ke bumi. Melalui eksperimen ini, Saphiro mencatat perlambatan cahaya sebanyak 240 perjuta detik. Hasil ini cocok dengan perhitungan Einstein dengan akurasi 3%. 

Melihat hasil pengamatan lapangan yang telah dilakukan, sebenarnya masih menyisakan pekerjaan rumah bagi para fisikawan untuk mebuktikan kebenaran teori Eistein. Itulah sebabnya proyek Gravity Probe B (GP B) dibuat dan membutuhkan sekitar 40 tahun untuk merampungkan persiapannya dan akhirnya meluncurkannya.

Semoga Bermanfaat

Biofarmasetik dengan Molecular Farming

Biofarmasetik adalah produk farmasi yang berbentuk protein dan dikembangkan dengan bioteknologi untuk digunakan sebagai obat, perangkat diagnosa penyakit dan vaksin. Kebutuhan biofarmasetik semakin meningkat karena efek samping yang rendah dan potensi serta akurasi yang tinggi. Sayangnya harga produk farmasi ini masih sangat mahal karena biaya produksi tinggi sehingga belum bisa dimanfaatkan oleh penduduk negara berkembang. 

Molecular farming adalah usaha produksi protein bernilai tinggi, khususnya biofarmasetik menggunakan tanaman. Teknologi molecular farming adalah terobosan yang dapat menurunkan biaya produksi sampai 1/10 dari cara konvensional yang menggunakan mikroba, sel hewan, dll. Karena menggunakan tanaman, teknologi ini sangat sesuai dengan iklim tropis yang kaya sinar matahari dan tanah subur. Dikembangkan pertama kali tahun 1980-an, molecular farming adalah teknologi frontier yang intensif dikembangkan di negara-negara maju di Eropa dan Amerika oleh lembaga penelitian serta industri.

• Penelitian di LIPI

LIPI sejak tahun 2003 telah memulai penelitian molecular farming dengan fokus pada produksi protein untuk pengobatan yaitu human erythropoietin (hEPO) untuk penyakit anemia dan protein untuk diagnosa yaitu sialidase untuk penyakit kanker, menggunakan tanaman tembakau. Selain itu ada juga upaya untuk mengembangkan vaksin edible/yang bisa dimakan, menggunakan tanaman pisang. Berbekal dari hasil-hasil yang telah dicapai itu, kali ini LIPI menjalin kerjasama dengan Fraunhofer Institute dari Jerman, salah satu pusat riset unggulan di dunia dalam teknologi molecular farming, untuk mengembangkan teknologi ini di negara tropis. Tim dari LIPI dipimpin oleh DR. Arief Budi Witarto dan dari Fraunhofer oleh DR. Stefan Schillberg. PT Kimia Farma, Tbk turut bergabung sebagai mitra industri. Penandatanganan MoU kerjasama dilakukan pada Senin (7 Maret 2005) di kantor LIPI Jl. Gatot Subroto. Masing-masing pihak diwakili oleh Prof. DR. Umar Jenie (Kepala LIPI), DR. Alfred Grossner (Vice President Fraunhofer Jerman)dan Drs. Gunawan Pranoto (Dirut PT Kimia Farma, Tbk). 

2 digunakan sebagai obat anti-virus dan banyak dipakai untuk pengobatan HIV, Hepatitis, dsb. Sementara antibodi M12 adalah antibodi yang mengenali antigen MUC-1 yang banyak terdapat pada permukaan sel kanker seperti kanker payudara, kanker hati, dll. Menggunakan antibodi M12, sel kanker dapat didiagnosa secara akurat dan dibunuh secara tepat. Selain 3 protein utama ini, akan dilakukan pula molecular farming terhadap protein inhibitor helicase yang akan dicari dari mikroba isolat Indonesia. Protein inhibitor helicase dapat menjadi obat anti virus seperti virus Dengue penyebab penyakit demam berdarah, karena mencegah replikasi/pertumbuhan virus dalam sel yang diinfeksi. a2) dan antibodi M12. Penggunaan HSA di dunia mencapai 550 ton/tahun, termasuk yang terbesar dan digunakan untuk pengobatan penyakit sirosis hati, luka bakar, dll. IFN-aAda tiga protein utama yang akan dikembangkan dalam kerjasama ini yaitu human serum albumin (HSA), human interferon-alfa (IFN-

Protein-protein tersebut di atas akan diproduksi menggunakan kloroplast yaitu organela sel tanaman yang berfungsi melakukan fotosintesa di daun. Keuntungan menggunakan kloroplast dibandingkan inti sel yang lazim digunakan saat ini adalah tingkat produksi yang jauh lebih tinggi serta kemungkinan trasfer gen ke tanaman lain yang jauh lebih rendah. Tanaman yang digunakan adalah tembakau karena pertumbuhannya yang cepat, teknologi yang sudah mapan dan produksi biomassa (daun) yang besar. Menggunakan teknologi DNA rekombinan, gen penyandi protein disisipkan dalam genom tanaman di kloroplast sehingga tanaman tembakau transgenik yang dihasilkan dapat memproduksi protein obat yang bermanfaat. Dari daun tembakau yang dipanen, protein-protein biofarmasetik itu akan diekstraksi dan dimurnikan untuk diperoleh protein murninya sehingga molecular farming ini dapat diibaratkan dengan “bertani protein” Pengembangan teknologi-teknologi di atas akan dilakukan secara bersama oleh LIPI dan Fraunhofer. Sementara penanaman tembakau transgenik dilakukan di lahan luas Cibinong Science Center yang dikontrol dengan ketat. Dalam waktu tiga tahun, direncanakan sudah diperoleh hasil yang dapat dilanjutkan untuk produksi tingkat industri oleh PT Kimia Farma, Tbk. Melalui hasil penelitian ini diharapkan harga obat-obat biofarmasetik yang penting, dapat lebih dijangkau masyarakat luas.

Semoga Bermanfaat

Asam deoksiribonukleat (ADN)

Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.

Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum bagi setiap organisme. Di antara perkecualian yang menonjol adalah beberapa jenis virus (dan virus tidak termasuk organisme) seperti HIV (Human Immunodeficiency Virus).

• Karakteristik kimia

Struktur untai komplementer DNA menunjukkan pasangan basa (adenina dengan timina dan guanina dengan sitosina) yang membentuk DNA beruntai ganda.

DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama,

• gugus fosfat
• gula deoksiribosa
• basa nitrogen, yang terdiri dari :
• Adenina (A)
• Guanina (G)
• Sitosina (C)
• Timina (T)

Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida.

Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida^[3].

Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.

DNA terdiri atas dua untai yang berpilin membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah adenina (dilambangkan A), sitosina (C, dari cytosine), guanina (G), dan timina (T). Adenina berikatan hidrogen dengan timina, sedangkan guanina berikatan dengan sitosina. Segmen polipeptida dari DNA disebut gen, biasanya merupakan molekul RNA.^[4]

• Fungsi biologis

• Replikasi

Pada replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan.

Replikasi merupakan proses pelipatgandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan membelah diri. Pada setiap sel, kecuali sel gamet, pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi genetik yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan "konjugat" dari rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Ada beberapa teori yang mencoba menjelaskan bagaimana proses replikasi DNA ini terjadi. Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada masing-masing DNA baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu rantai tunggal merupakan rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya, sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang baru disintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya tersebut bertindak sebagai "cetakan" untuk membuat rantai pasangannya.

Proses replikasi memerlukan protein atau enzim pembantu; salah satu yang terpenting dikenal dengan nama DNA polimerase, yang merupakan enzim pembantu pembentukan rantai DNA baru yang merupakan suatu polimer. Proses replikasi diawali dengan pembukaan untaian ganda DNA pada titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA. Proses pembukaan rantai DNA ini dibantu oleh enzim helikase yang dapat mengenali titik-titik tersebut, dan enzim girase yang mampu membuka pilinan rantai DNA. Setelah cukup ruang terbentuk akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua rantai DNA yang sudah terbuka secara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda tersebut berlangsung disertai dengan pergeseran DNA polimerase mengikuti arah membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di kedua sisi rantai yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini berlanjut sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah.

Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukan monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinya kesalahan sintesis amatlah kecil.

• Penggunaan DNA dalam teknologi

• DNA dalam forensik

Ilmuwan forensik dapat menggunakan DNA yang terletak dalam darah, sperma, kulit, liur atau rambut yang tersisa di tempat kejadian kejahatan untuk mengidentifikasi kemungkinan tersangka, sebuah proses yang disebut fingerprinting genetika atau pemrofilan DNA (DNA profiling). Dalam pemrofilan DNA panjang relatif dari bagian DNA yang berulang seperti short tandem repeats dan minisatelit, dibandingkan. Pemrofilan DNA dikembangkan pada 1984 oleh genetikawan Inggris Alec Jeffreys dari Universitas Leicester, dan pertama kali digunakan untuk mendakwa Colin Pitchfork pada 1988 dalam kasus pembunuhan Enderby di Leicestershire, Inggris. Banyak yurisdiksi membutuhkan terdakwa dari kejahatan tertentu untuk menyediakan sebuah contoh DNA untuk dimasukkan ke dalam database komputer. Hal ini telah membantu investigator menyelesaikan kasus lama di mana pelanggar tidak diketahui dan hanya contoh DNA yang diperoleh dari tempat kejadian (terutama dalam kasus perkosaan antar orang tak dikenal). Metode ini adalah salah satu teknik paling tepercaya untuk mengidentifikasi seorang pelaku kejahatan, tetapi tidak selalu sempurna, misalnya bila tidak ada DNA yang dapat diperoleh, atau bila tempat kejadian terkontaminasi oleh DNA dari banyak orang.

• DNA dalam komputasi

DNA memainkan peran penting dalam ilmu komputer, baik sebagai masalah riset dan sebagai sebuah cara komputasi.

Riset dalam algoritma pencarian string, yang menemukan kejadian dari urutan huruf di dalam urutan huruf yang lebih besar, dimotivasi sebagian oleh riset DNA, dimana algoritma ini digunakan untuk mencari urutan tertentu dari nukleotida dalam sebuah urutan yang besar. Dalam aplikasi lainnya seperti editor text, bahkan algoritma sederhana untuk masalah ini biasanya mencukupi, tetapi urutan DNA menyebabkan algoritma-algoritma ini untuk menunjukkan sifat kasus-mendekati-terburuk dikarenakan jumlah kecil dari karakter yang berbeda.

Teori database juga telah dipengaruhi oleh riset DNA, yang memiliki masalah khusus untuk menaruh dan memanipulasi urutan DNA. Database yang dikhususkan untuk riset DNA disebut database genomik, dam harus menangani sejumlah tantangan teknis yang unik yang dihubungkan dengan operasi pembandingan kira-kira, pembandingan urutan, mencari pola yang berulang, dan pencarian homologi.

• Sejarah

DNA pertama kali berhasil dimurnikan pada tahun 1868 oleh ilmuwan Swiss Friedrich Miescher di Tubingen, Jerman, yang menamainya nuclein berdasarkan lokasinya di dalam inti sel. Namun demikian, penelitian terhadap peranan DNA di dalam sel baru dimulai pada awal abad 20, bersamaan dengan ditemukannya postulat genetika Mendel. DNA dan protein dianggap dua molekul yang paling memungkinkan sebagai pembawa sifat genetis berdasarkan teori tersebut.

Dua eksperimen pada dekade 40-an membuktikan fungsi DNA sebagai materi genetik. Dalam penelitian oleh Avery dan rekan-rekannya, ekstrak dari sel bakteri yang satu gagal men-transform sel bakteri lainnya kecuali jika DNA dalam ekstrak dibiarkan utuh. Eksperimen yang dilakukan Hershey dan Chase membuktikan hal yang sama dengan menggunakan pencari jejak radioaktif (bahasa Inggris: radioactive tracers).

Misteri yang belum terpecahkan ketika itu adalah: bagaimanakah struktur DNA sehingga ia mampu bertugas sebagai materi genetik? Persoalan ini dijawab oleh Francis Crick dan koleganya James Watson berdasarkan hasil difraksi sinar X pada DNA oleh Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin.

Pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick mendefinisikan DNA sebagai polimer yang terdiri dari 4 basa dari asam nukleat, dua dari kelompok purina:adenina dan guanina; dan dua lainnya dari kelompok pirimidina:sitosina dan timina. Keempat nukleobasa tersebut terhubung dengan glukosa fosfat.^[5]

Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin menemukan bahwa molekul DNA berbentuk heliks yang berputar setiap 3,4 nm, sedangkan jarak antar molekul nukleobasa adalah 0,34 nm, hingga dapat ditentukan bahwa terdapat 10 molekul nukleobasa pada setiap putaran DNA. Setelah diketahui bahwa diameter heliks DNA sekitar 2 nm, baru diketahui bahwa DNA terdiri bukan dari 1 rantai, melainkan 2 rantai heliks.

Crick, Watson, dan Wilkins mendapatkan hadiah Nobel Kedokteran pada 1962 atas penemuan ini. Franklin, karena sudah wafat pada waktu itu, tidak dapat dianugerahi hadiah ini.

Konfirmasi akhir mekanisme replikasi DNA dilakukan lewat percobaan Meselson-Stahl yang dilakukan tahun 1958.