Laporan SFS Part 1

2011
03.27

Laporan Praktikum Hari/Tanggal   : Senin/ 21 Maret 2011

Struktur dan Fungsi Subseluler Waktu             : 08.00-11.00 WIB

PJP                  : Ramdan Hidayat, M.Si

Asisten            :Resti Siti Muthmainah,S.Si

Elsa May Susanti

Leli Nurfitriyani

M. Iqbal Akbar Muttaqin

Pengenalan Alat-Alat Laboratorium

(Sentrifus dan pH meter)

Kelompok 2

Sarah Fitriani G84090013

DEPARTEMEN BIOKIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011


Pendahuluan

Dalam laboratorium, khususnya laboratorium biokimia terdapat berbagai alat-alat yang banyak dibutuhkan dalam berbagai eksperimen. Pada percobaan ini dipelajari tiga alat, yakni autopipet, pH meter, dan sentrifus. Autopipet merupakan peralatan yang sangat penting dalam berbagai eksperimen, tidak hanya pada biokimia tetapi dunia biologi secara umumnya. Autopipet diperlukan untuk mengambil cairan atau larutan dalam jumlah kecil tetapi spesifik. Secara umum auto pipet menggunakan prinsip hisap atau pompa piston.(Anonim 2010)

Teknik fisika banyak diterapkan dalam berbagai peralatan laboratorium. Seperti sentrifus yang merupakan salah satu peralatan laboratorium yang berprinsip pada gaya sentripetal. Sentrifus digerakkan oleh motor listrik sehingga zat yang lebih berat akan mengendap ke bawah tabung dan yang lebih ringan akan ada di atas tabung. Gaya sentripetal diterapkan untuk pemisahan suatu fluida berdasarkan berat jenisnya.(Robinson 1975) Sentrifugasi adalah metode yang digunakan untuk memisahkan fluida dengan menggunakan gaya sentripetal. Pemisahan dengan metode sentrifugasi memakan waktu yang cepat, yakni dalam hitungan menit. Pada pemisahan secara sentrifugasi objek dipitar secara horizontal dari jarak radial terhadap suatu gaya. Gaya sentrifugal ini bekerja menuju pusat dari rotasi. Sentrifugasi itu sendiri adalah suatu teknik pemisahan yang digunakan untuk memisahkan suspensi yang jumlahnya sedikit. Suspensi ini dimasukan ke dalam tabung reaksi kemudian dirotasi. Sentrifugasi yang cepat menghasilkan gaya sentrifugal lebih besar sehingga partikel tersusupensi mengendap di dasar tabung reaksi kemudian didekantasi (dipipet). (Anonim 2010).

Gaya sentrifugal yang bekerja pada sentrifus bergantung pada massa benda, kecepatan rotasi, dan jarak dari pusat. Persamaan yang menyatakannya adalah F = mv2. Setelah proses sentrifugasi akan didapatkan dua fraksi, yakni pellet yang terdapat di bagian bawah tabung dengan berat jenis lebih besar dan supernatan yang terdapat di bagian atas tabung, dengan berat jenis partikel lebih ringan. (Lodish 1995). Pengukuran pH dapat dilakukan dengan indicator pH atau pun dengan pH meter. Sebuah pH meter terdiri atas elektroda gelas yang tebuat dari kaca yang sangat tipis sehingga memungkinkan ion H+ untuk melewatinya. Alat ini mengukur potensial listrik yang kemudian diubah menjadi pembacaan nila pH. Elektroda geals dalam pH meter harus terendam oleh aquades, sebelum pemakaian alat ini harus dikalibrasi dengan buffer yang sesuai pada larutan yang akan diukur pH-nya. (Anonim 1996). Dalam dunia kimia analitik prinsip kerja ini digunakan dalam teknik potensiometri. (Fifield 2000)

Tujuan Percobaan

Praktikum kali ini bertujuan untuk memahami teknik dan prinsip dalam pengoperasian dan perawatan sentrifus, pH meter, dan autopipet, meliputi teknik standardisasi pH meter, pengukuran pH dengan pH meter, memipet larutan dengan autopipet, serta pemisahan suspensi dengan sentrifus.

Alat dan Bahan

Alat-alat yang dipergunakan dalam percobaan penggunaan pH meter meliputi labu takar 100 ml, labu takar 50 ml, gelas arloji, neraca analitik, gelas piala 100 ml, pipet tetes, pipet mohr, batang pengaduk, dan pH meter. Bahan yang digunakan adalah larutan fosfat (Na2HPO4.2H2O) 0.2 M, larutan sitrat (asam sitrat satu hidrat) 0.1 M, larutan standar(buffer) pH 7 dan pH 4. Sedangkan alat-alat yang digunakan pada percobaan penggunaan sentrifus adalah sentrifus Beckman JA-20, neraca analitik, tabung sentrifus, dan gelas ukur. Bahan yang digunakan adalah suspensi kloroplas.

Prosedur Percobaan

Percobaan pertama yakni penggunaan pH meter dengan prosedur pertama dimulai dengan disiapkannya larutan fosfat 0.2 M 50 ml dan larutan sitrat 0.1 M 100 ml. Untuk itu, ditimbang 1.4169 g Na2HPO4.2H2O dan 2.1014 g sitrat lalu dilarutkan masing-masing 50 ml dan 100 ml. Setelah larutan disiapkan, lalu diambil 35 ml larutan fosfat dan 65 ml larutan sitrat dimasukkan ke dalam gelas piala. Sebelum pH campuran larutan diukur, maka pH meter distandardisasi terlebih dahulu dengan buffer pH=7 dan pH=4. Kemudian setelah distandardisasi, pH larutan campuran diukur. Bila pH tang terukur < 3.8 maka ditambahkan larutan fosfat dan bila > 3.8 ditambahkan sedikit asam sitrat dengan pipet tetes.

Percobaan berikutnya yakni penggunaan sentrifus. Tabung sentrifus ditimbang terlebih dahulu, selanjutnya suspensi kloroplas sebanyak 20 ml dimasukkan ke dalam tabung kemudian ditimbang lagi untuk mendapatkan berat tabung yang berisi suspensi. Tabung yang telah ditimbang kemudian dimasukkan ke dalam rotor sentrifus Beckman JA 20 yang telah didinginkan sebelumnya. Kemudian rotor diputar dengan kecepatan 1200 x gravitasi selama 10 menit. Setelah itu akan didapatkan supernatant dan pellet dari suspensi kloroplas itu. Supernatannya dituangkan ke wadah lain, lalu tabung yang berisi pellet ditimbang, dan didapatkan berat pellet. Itulah berat kloroplasnya.

Hasil Percobaan

Tabel I. Hasil Sentrifus Suspensi Kloroplas

Sampel Bobot  tabung Kosong(g) Bobot Tabung + Kloroplas(g) Bobot Suspensi Kloroplas(g) Bobot Terlarut Pellet(g) Bobot Pellet (g) % Rendemen
1

2

3

4

16.34

15.85

15.74

16.22

36.42

35.85

35.75

36.22

20.08

20.00

20.01

20.00

16.79

16.14

16.58

16.38

0.45

0.29

0.84

0.16

2.24 %

1.45 %

4.20 %

0.80 %

Rata-Rata    16.04                    36.06                     20.02                 16.47          0.44           2.17 %

Contoh Perhitungan:

  • Bobot pelet = (bobot tabung + pelet(g))– (bobot tabung kosong (g))

= 16.79 g – 16.34 g

= 0.45 gram

  • Nilai  Relative Centrifugal Fields (RCF)

RCF         =                                            dengan r = 1.18 cm = 0.00118 m

=                        RPM = 1200 rpm

= 1.12 x 1.18 cm x (1.2)2

= 1.9031 G

  • % Rendemen (sampel 1) =

=

= 2.24 %

Tabel II. Penggunaan pH meter

Sampel pH meter
1

2

3

4

4.09

3.44

4.01

3.08

Rata-rata 3.65

Contoh Perhitungan

1. Pembuatan larutan Na2HPO4.2H2O: 0.2 M
M            =

0,2 M     =

g              =  = 1.4169 gr, bobot fosfat yang ditimbang saat praktikum sebesar 1.4709 g

2. Pembuatan larutan sitrat

M            =

0,1 M     =

g              =  = 2.1014gr, bobot sitrat yang ditimbang saat praktikum sebesar 2.1833 g

3. Rerata pH campuran 35 ml larutan fosfat dan 65 ml larutan sitrat

= 4.09 + 3.44 + 4.01 + 3.08

3

= 3.65

Pembahasan

Peralatan laboratorium yang dipelajari pada praktikum kali ini adalah mikropipet, pH meter, dan sentrifus. Mikropipet atau autopipet adalah alat untuk memindahkan cairan yang bervolume cukup kecil, biasanya kurang dari 1000 µl. Mikropipet bekerja berdasarkan prinsip piston hisap. Banyak pilihan kapasitas dalam mikropipet, misalnya mikropipet yang dapat diatur volume pengambilannya(adjustable volume pipette) antara 1µl sampai 20 µl, atau mikropipet yang tidak bisa diatur volumenya, hanya tersedia satu pilihan volume (fixed volume pipette) misalnya mikropipet 5 µl. Dalam penggunaannya, mikropipet memerlukan tip. (Sobotka 1986)

Penggunaan mikropipet adalah sebagai berikut, sebelum digunakan thumb knob sebaiknya ditekan berkali-kali untuk memastikan lancarnya mikropipet. Kemudian masukkan tip bersih ke dalam ujung mikropipet. Lalu tekan thumb knob sampai hambatan pertama dan jangan ditekan lebih ke dalam lagi. Selanjtnya masukkan tip ke dalam cairan sedalam 3-4 mm. Tahan pipet dalam posisi vertikal kemudian lepaskan tekanan dari thumb knob maka cairan akan masuk ke tip. Akhirnya pindahkan ujung tip ke tempat penampung yang diinginkan. Tekan thumb knob sampai hambatan kedua atau tekan semaksimal mungkin maka semua cairan akan keluar dari ujung tip. Apabila  ingin melepas tip putar thumb knob searah jarum jam dan ditekan maka tip akan terdorong keluar dengan sendirinya, atau menggunakan alat tambahan yang berfungsi mendorong tip keluar. (Sobotka 1986)

Sentrifus adalah alat yang berdasar pada prinsip sedimentasi atau pengendapan dengan menggunakan gaya sentrifugal yang tergolong gerak melingkar. Sentrifus bekerja dengan prinsip memisahkan partikel dalam suspense yang memiliki berat jenis berbeda sehingga akan terlihat beberapa fraksi. Gaya sentrifugal bergantung pada kecepatan sudut dan radius. Dalam sentrifugasi terdapat percepatan dan kecepatan rotasi yang dinyatakan dalam rotasi per menit(rpm). Percepatan adalah hasil dari radius dan kuadrat dari kecepatan sudut yang juga dinamakan RCF(relative centrifugal fields) atau kekuatan sentrifugal relatif. Percepatan ini diukur dengan satuan “g” dengan RCF = 1.118 x 10-5 rcm N2 RPM. Seperti dalam teori perbedaan berat jenis, maka zat dengan berat jenis yang lebih besar akan berada di bawah apabila ditempatkan pada sebuah wadah dan yang memiliki berat jenis lebih kecil akan berada di bawah. Gaya gravitasi bumi dengan sendirinya akan mengendapkan suatu suspensi akan tetapi membutuhkan waktu lama, sentrifus mempercepat proses itu dengan gaya sentrifugalnya. (Zhang 2006)

Berdasarkan hasil sentrifugasi suspensi kloroplas pada percobaan ini, didapatkan bobot pellet dari empat kelompok sebesar 0.45 g, 0.29 g, 0.84 g, dan 0.16 g. bobot suspensi kloroplasnya masing-masing adalah 20.08 g, 20.00 g, 20.01 g, dan 20.00 g. Pellet meruppakan  Selanjtnya dari hasil bagi antara bobot suspensi kloroplas dan bobot pellet didapatkan persentase rendemen, masing-masing sebesar 2.24 %, 1.45 %, 4.20 %, dan 0.20 %. Berdasarkan hasil rendemen di atas dapat terlihat bahwa hasilnya berbeda tiap kelompok. Hali ini tentu dapat terjadi karena berbagai faktor. Pertama, saat menimbang suspensi ada kelompok yang memasukkan suspensi yang berbeda kandungan bobot terlarutnya, sehingga hasil pelletnya juga berbeda. Selain itu faktor tabung yang digunakan beratnya tidak sama, sehingga berpengaruh pada hasil sentrifugasi.

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan sentrifus adalah pertama jumlah tabung yang digunakan harus dalam jumlah genap, sehingga dapat diatur keseimbangannya. Berat tabung yang digunakan juga tidak boleh memiliki selisih lebih 100 mg. Saat meletakkan tabung pada rotor, hendaknya diusahakan seimbang, apabila ada dua tabung, maka diletakkan secara berlawanan, karena hal ini akan berpengaruh pada keberhasilan proses sentrifugasi. Berikutnya adalah pengukuran pH. Sebenarnya, terdapat berbagai cara dalam pengukuran pH bisa melalui indikator pH atau melalui pH meter.

Dalam pengukuran dengan indikator pH, pengukuran akan akurat apabila dapat mencocokkan warna dengan kategori pH dan tentunya lebih murah biayanya. Akan tetapi, pengukuran dengan cara ini kurang akurat karena sering terdapat kesalahan dalam pencocokan warna. Metode lain dengan menggunakan pH meter, pH meter memiliki elektroda gelas. Elektroda gelas terbuat dari kaca tipis yang sangat sensitif bila ada ion H+ yang melewatinya. Elektroda gelas di dalam larutan yang diukur menyusun setengah sel dan rangkaian pengukur dilengkapi dengan elektrode acuan yang tidak sensitif terhadap ion hidrogen. Elektroda acuan yang biasa digunakan adalah elektroda kalomel. Elektroda kalomel bersifat stabil, mudah digunakan, dan memiliki ketepatan tinggi dalam menentukan potensial elektroda standar. (Hendra 1989).

Berdasarkan hasil pengukuran dengan menggunakan pH meter terhadap larutan campuran antara 35 ml fosfat dan 65 ml sitrat yang dilakukan oleh empat kelompok, didapatkan pH terukur masing-masing sebesar 4.09, 3.44, 4.01, dan 3.08. Dalam hal ini terdapat perbedaan hasil pengukuran pH antara tiap kelompok, hal ini dapat terjadi karena perbedaan penambahan larutan saat pH terukur awal kurang dari 3.80 atau lebih dari 3.80. Sebelum dilakukan pengukuran pH, maka pH meter  dikalibrasi terlebih dahulu dengan buffer yang cocok terhadap larutan yang akan diukur, bisa menggunakan buffer pH 7, pH 4, maupun pH 9. Kalibrasi diperlukan untuk menormalkan pH meter, sehingga didapat hasil pengukuran yang akurat.

Simpulan

Berdasarkan praktikum kali ini dapat dipelajari teknik dalam pengoperasian dan perawatan tiga jenis alat laboratorium, yakni sentrifus, pH meter, dan autopipet. Berdasarkan hasil sentrifugasi didapatkan bobot pellet yang berisi kloroplas masing-masing sebesar  0.45 g, 0.29 g, 0.84 g, dan 0.16 g. Hasil pengukuran pH dengan pH meter dari campuran 35 ml larutan fosfat dan 65 ml sitrat sebesar 4.09, 3.44, 4.01, dan 3.08. Kalibrasi pH meter denagn buffer yang cocok perlu dilakukan untuk menormalkan alat tersebut.

Daftar Pustaka

[Anonim]. 2010. Auto Pipet. [terhubung berkala] http://www.mt.com/automatic- pipette. [19 Maret 2011]

[Anonim]. 1996. How to Use pH meter. [terhubung berkala]             http://www.uwplatt.edu/chemep/chem/chemscape/labdocs/catofp/measure a/concentr/phmeter/meter.htm [19 Maret 2011]

[Anonim]. 2010. Centrifugal Force. [terhubung berkala]       http://phun.physics.virginia.edu/topics/centrifugal.html [19 Maret 2011]

C. W. W. Ng, Y. H. Wang, L. M. Zhang. 2006. Physical Modelling in         Geotechnics: proceedings of the Sixth International Conference on   Physical Modelling in Geotechnics. Taylor & Francis

Fiefield, FW. 2000. Priciples and Practise of Analitycal Chemistry. Berlin :             Blackwell Science Ltd

Hendra Adijuwana. 1989. Teknik pemisahan Dalam Analisis Biologis. Bogor :

IPB Press.

Lodish, H et all. 1995. Moleculer Cell Biology. New York : Scientific American     Inc

Robinson J.R. 1975. Fundamental Of Acid-Base Regulation, 5th edition. Oxford :

Blackwell Scientific Publication

Sobotka,Harry. 1986. Advance in Clinical Chemistry. Academic Press

Laporan SFS PART 2

2011
03.27

Laporan Praktikum Hari/Tanggal   :Senin/ 21 Maret 2011

Struktur dan Fungsi Subseluler Waktu             :08.00-11.00 WIB

PJP                  :Ramdan Hidayat, M.Si

Asisten            :Resti Siti Muthmainah,S.Si

Elsa May Susanti

Leli Nurfitriyani

M. Iqbal Akbar Muttaqin

Pengenalan Alat-Alat Laboratorium

(Spektrofotometer)

Kelompok 2

Sarah Fitriani G84090013

DEPARTEMEN BIOKIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011


Pendahuluan

(Anonim 2010)

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau yang di absorpsi. Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. Benda bercahaya seperti matahari atau bohlam listrik memancarkan spektrum yang lebar terdiri atas panjang gelombang. Panjang gelombang yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi selaput pelangi mata manusia dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan ketampakan (vision).(Khopkar 1990)

Absorbansi menunjukkan jumlah cahaya yang diserap oleh bagian tertentu dari suatu molekul yang dinamakan chromospheres (Salem, 2005). Dalam analisis spektrofotometri digunakan suatu sumber radiasi yang menjorok ke dalam daerah ultraviolet spektrum itu. Dari spektrum ini, dipilih panjang-panjang gelombang tertentu dengan lebar pita kurang dari 1 nm. Proses ini memerlukan penggunaan instrumen yang lebih rumit dan karenanya lebih mahal. Instrumen yang digunakan untuk maksud ini adalah spektrofotometer.

Unsur-unsur terpenting suatu spektrofotometer yakni sumber energi radiasi yang kontinyu dan meliputi daerah spektrum untuk dijalankannya Monokromator, yang merupakan suatu alat untuk mengisolasi suatu berkas sempit dari panjang gelombang-panjang gelombang dari spektrum luas yang disiarkan oleh sumber. Selain itu wadah untuk contoh dan detektor yang merupakan suatu transducer yang mengubah energi radiasi menjadi isyarat listrik, serta penguat dan rangkaian yang bersangkutan yang membuat isyarat listrik cocok untuk diamati. Sistem pembacaan dapat mempertunjukkan besarnya isyarat listrik (Underwood, 1990).           Panjang gelombang cahaya UV atau cahaya tampak bergantung pada mudahnya promosi elektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron, akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang memerlukan energi yang lebih sedikit akan menyerap cahaya dalam daerah tampak (senyawa berwarna) mempunyai elektron yang lebih mudah dipromosikan daripada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang UV yang lebih pendek (Basset, 1994). Suatu spektrofotometer standar terdiri atas spektrofotometer untuk menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang terseleksi yaitu bersifat monokromatik serta suatu fotometer yaitu suatu piranti untuk mengukur intensitas berkas monokromatik.

UV-VIS Spektrofotometer (Anonim 2010)

Penyerapan sinar uv-vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional/gugus kromofor (gugus dengan ikatan tidak jenuh) yang mengandung electron valensi dengan tingkat eksitasi yang rendah. Dengan melibatkan 3 jenis elektron yaitu : sigma, phi dan non bonding electron. Kromofor-kromofor organik seperti karbonil, alken, azo, nitrat dan karboksil mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak. Panjang gelombang maksimalnya dapat berubah sesuai dengan pelarut yang digunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elekron bebas, seperti hidroksil, metoksi dan amina. Terikatnya gugus auksokrom pada gugus kromofor akan mengakibatkan pergeseran pita absorpsi menuju ke panjang gelombang yang lebih besar (bathokromik) yang disertai dengan peningkatan intensitas (hyperkromik).

Tujuan Percobaan

Praktikum kali ini bertujuan untuk memahami teknik dan prinsip dalam pengoperasian dan perawatan spektrofotometer, yakni mengukur absorbansi larutan yang dijujikan dengan konsentrasi yang berbeda-beda.

Alat dan Bahan

Alat-alat yang dipergunakan dalam percobaan penggunaan spectronic 20 meliputi labu takar, gelas piala 100 ml, pipet tetes, pipet volumetrik, tabung reaksi, kuvet, dan spectronic 20. Bahan yang digunakan adalah larutan biru metilen yang menjadi bahan baku utama dengan konsentrasi 0.0001 M dan diencerkan menjadi konsentrasi 0.00002 M, 0.00004 M, 0.00006 M, 0.00008 M, dan 0.0001 M , serta aquades dan larutan sampel.

Prosedur Percobaan

Prosedur pertama dalam percobaan ini adalah penyiapan larutan metilen biru. Larutan metilen biru dengan konsentrasi  0.00002 M, 0.00004 M, 0.00006 M, 0.00008 M, dan 0.0001 M disiapkan. Pengenceran dilakukan dari bahan baku utama dengan akuades dari larutan metilen biru 0.0001 M.  Kemudian, spectronic 20 dihidupkan dan ditunggu selama 15 menit untuk pemanasan. Larutan metilen biru dengan konsentrasi 0.00006 M diujikan dengan panjang gelombang berbeda yakni, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, dan 680 nm, agar didapatkan panjang gelombang maksimum yang dipakai pada larutan selanjutnya.

Prosedur pemakaian kuvet adalah pertama kuvet dibilas dulu dengan akuades dan diseka dengan tisu, lalu dibilas dengan larutan uji. Kemudian, wadah sampel kosong dimasukkan untuk ditentukan nilai 0% T. Lalu dimasukkan blanko untuk diatur nilai 100% T. Setelah didapatkan panjang gelombang maksimum, lalu larutan metilen biru dengan berbagai konsentrasi dihitung absorbansinya dari konsentrasi rendah ke tinggi. Kemuadian, larutan sampel dihitung absorbansinya.

Hasil Percobaan

Tabel I. Data Hasil Pengukuran Panjang Gelombang Maksimal (l maks)

l (nm) Absorban
600

610

620

630

640

650

660

670

680

0.6620

0.6880

0.6940

0.6920

0.7012

0.7360

0.7240

0.6340

0.4350

Gambar 1 Kurva Hubungan antara Panjang Gelombang dan Absorban

Tabel II. Data Hasil Pengukuran Metilen Biru dengan Panjang Gelombang (l) = 650 nm

[Metilen Biru] (M) Absorban
Blanko

0.00002

0.00004

0.00006

0.00008

0.0001

0.0000

0.3780

1.6460

1.9350

2.8840

2.9930

Gambar 2. Kurva Hubungan antara Konsentrasi Metilen Biru dan Absorbansi

Tabel III. Data Penentuan Konsentrasi Sampel Metilen Biru

Ulangan Absorban [Sampel] (M) [Sampel](M)rata-rata
1 1.2980 3.9330 x 10-5
2 1.2960 3.3924 x 10-5 3.3928 x 10-5
3 1.2980 3.3930 x 10-5

Perhitungan :

Persamaan Garis :y= a + bx

a= 0.0268 b= 32,340 r= 0.96716

y= 0.0268 + 32,340x

1.298= 0.0268 + 32,340x

Contoh 1  x=1.298-0.0268 : 32,340 = 3.9330 x 10-5

Rata-rata [Sampel] (M) = 3.9330 x 10-5 +3.3924 x 10-5 + 3.3930 x 10-5

3

=3.3928 x 10-5 M

Pembahasan

Kemampuan suatu senyawa dalam mengabsorbsi suatu berkas sinar atau cahaya, prinsip itulah yang digunakan dalam spektrofotometri. Spektrofotometer terdiri dari beberapa jenis berdasar sumber cahaya yang digunakan, yaitu spektrofotometer Vis, spektrofotometer UV(Ultraviolet), spektrofotometer UV-Vis, dan Spektrofotometer IR(Infra red). Absorbsi suatu senyawa oleh sinar tampak dan sinar ultraviolet terbagi ke dalam tiga proses, yakni absorbsi oleh transisi elektron ikatan dan elektron anti ikatan, absorbsi oleh transisi electron d dan f dari molekul kompleks, dan absorbs oleh perpindahan muatan. (Underwood  1990)

Berdasarkan data pada tabel satu, yakni data pengukuran panjang gelombang maksimum untuk metilen biru didapatkan untuk larutan uji dengan konsentrasi 0.00006 M yang diukur dengan panjang gelombang dari 660-680 nm dengan interval 10 nm, didapatkan 650 nm sebagai l maksimum. Absorban saat 680 nm adalah 0.736. Panjang gelombang maksimum artinya panjang gelombang ketika suatu larutan mengabsorpsi sinar secara maksimum. Oleh karena itu, penentuan panjang gelombang maksimum perlu dilakukan (Rohamn 2007). Berdasarkan literatur panjang gelombang maksimum untuk metilen biru adalah 660 nm. (Kuo 2005)

Panjang gelombang maksimum metilen biru yang didapatkan berdasarkan percobaan ini adalah 650 nm. Oleh karena itu, untuk pengukuran selanjutnya digunakan650 nm sebagai panjang gelombang maksimum. Hasil pengukuran absorban untuk latutan metilen biru dengan bergbagai konsentrasi  0.00002 M, 0.00004 M, 0.00006 M, 0.00008 M, dan 0.0001 M, secara berturut-turut didapatkan nilai absorban sebesar 0.3780, 1.6460, 1.9350, 2.8840, dan 2.9930. Berdasarkan data tersebut akan dibuat kurrva standarnya. Kurva standar memperlihatkan hubungan antara nilai absorbansi dan konsentrasi. Kuva ini diperlukan untuk mencari nilai konsentrasi sampel larutan metilen biru yang belum diketahui. Berdasarkan kurva standar pada percobaan ini, maka didapatkan persamaan garisnya sebesar y= 0.0268 + 32,340x dengan nilai r sebesar 0.96716.

Percobaan selanjutnya adalah pengukuran absorban sampel untuk penentuan konsentrasinya. Pada pengukuran absorban sampel dengan panjang gelombang 650 nm, dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali dengan nilai absorban berturut-turut sebagai berikut 1.298, 1.2296, dan 1.298. Persamaan regresi yang telah didapat lalu digunakan untuk menghitung konsentrasi sampel. Konsentrasi sampel secara berturut-turut adalah 3.9330 x 10-5 M, 3.3924 x 10-5 M, dan 3.3930 x 10-5M. konsentrasi rata-rata sampel adalah 3.3928 x 10-5 M.

Hubungan antara nilai absorbansi dengan konsentrasi dinyatakan dalam hukum Beer-Lambert (A = ecl) yang menyatakan bahwa absorbansi cahaya (A) pada panjang gelombang tertentu sebanding dengan konsentrasi molekul dalam larutan (c). l adalah jarak cahaya yang harus lewat dalam larutan yang sedang diukur. Hal  ini biasanya diatur pada 1 cm sehingga perhitungannya sederhana. e dinamakan adsorptivitas molar atau koefisien pemadaman (extinction coefficient) molar, suatu nilai teoritis untuk absorbansi dari sebuah larutan 1 mol dm-3 pada panjang gelombang yang sedang digunakan untuk pengukuran dengan panjang alur 1 cm (Salem, 2005)

Akan tetapi terdapat beberapa faktor yang menyebabkan peyimpangan Hukum Lambert-Beer. Hukum Beer hanya dapat dipenuhi jika dalam range (cakupan) konsentrasi hasil kalibrasi berupa garis lurus, jadi kita hanya bekerja pada linier range. Seringkali sampel yang dianalisa akan memiliki absorbansi yang lebih tinggi dari pada larutan standar. Jika kita berasumsi bahwa kalibrasi tetap linier pada konsentrasi yang

Penyimpangan Hukum Beer (Wiryawan 2011)

lebih tinggi dengan cara yang ramalan kalibrasi yang linier, maka hal ini tidak boleh diilakukan karena, ketika tidak bisa ditentukan  Hukum Beer masih terpenuhi pada konsentrasi yang lebih tinggi. Jika Hukum Beer tidaklah terpenuhi pada konsentrasi yang lebih tinggi, hasil dari pengukuran akan merupakan suatu kesalahan besar. (Wiryawan 2011)

Larutan metilen biru memiliki banyak fungsi dalam penelitian biokimia. Pertama adalah untuk lebih mempermudah dan memperjelas jika akan mengamati bagian dari suatu sel dengan mikroskop. Perwarnaan Gram juga menggunakan metilen biru untuk membedakan bakteri gram-positif dan bakteri gram-negatif. Dalam biologi biru metilen digunakan sebagai pewarna untuk sejumlah prosedur pewarnaan yang berbeda. Biru metilen juga dapat digunakan untuk memeriksa RNA atau DNA di bawah mikroskop. Metilen birujuga dapat digunakan sebagai indikator untuk menentukan apakah sebuah sel seperti ragi masih hidup atau tidak. Indikator biru ternyata berwarna di hadapan enzim aktif, sehingga menunjukkan sel-sel hidup. Dalam neuroscience, biru metilen juga dapat berfungsi sebagai inhibitor selektif non sintase NO . (Anonim 2008)

Simpulan

Berdasarkan percobaan kali ini didapatkan panjang gelombang maksimum untuk larutan metilen biru adalah sebesar 650 nm. Berdasarkan kurva standar pada percobaan ini, maka didapatkan persamaan garisnya sebesar y= 0.0268 + 32,340x dengan nilai r sebesar 0.96716. Persamaan regresi yang telah didapat lalu digunakan untuk menghitung konsentrasi sampel. Konsentrasi sampel secara berturut-turut adalah 3.9330 x 10-5 M, 3.3924 x 10-5 M, dan 3.3930 x 10-5M. konsentrasi rata-rata sampel adalah 3.3928 x 10-5 M. Hukum Lambert-Beer tidak selamanya berlaku karean terdapat beberapa penyimpangan du dalamnya.

Daftar Pustaka

[Anonim]. 2010. Spectrofotometer [terhubung berkala]         tomod4chi.wordpress.com. [27 Maret 2011]

[Anonim].2010.Spectrofotometer UV VIS[terhubung berkala]           http://www.geminibv.nl/labware/thermo-scientific-evo- [27 Maret 2011]

[Anonim].2010.Spectrofotometer UV VIS[terhubung berkala]           http://www.methylene-blue.com/substance.php[27 Maret 2011]

Basset, J. 1994. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: EGC

Khopkar S. 1990. Konsep Dasar kimia Analitik. Jakarta : UI Press.

Kuo, W. 2005. Hukum Beer [terhubung berkala].             http://wenku.baidu.com/view/da76530f7cd184254b353567.html [27 Maret            2011]

Rohman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta : Pustaka Pelajar

Salem, Hesham.2005. Spectrofluorimetric, Atomic Absorption Spectrometric and Spectrophotometric Determination of Some Fluoroquinolones. Egypt: Minia University press

Underwood, A. L. 1990.Analisis Kimia Kiantitatif Edisi ke Enam. Jakarta:      Erlangga

Wiryawan. 2011. Penyimpangan Hukum Beer. [terhubung berkala].             http://www.chemistry.org/materi_kimia/instrumen_analisis/spektrum_sera   pan_ultraviolet-tampak__uv-vis_/penyimpangan-hukum-beer/ [27 Maret   2011]

jebal ne gyothe issojwo (:

2011
03.27




미워하고 싶은데
다른 사람 곁에서
행복한 너를 보는 것도
지쳐버렸어 이젠
아무 것도 모른 채
널 보내야 했던 날
너무도 오랜 일이라서
느낌 조차 없지만
너를 지우려 애써도 봤어
하지만 있을 수 없는 일인 걸
제발 내 곁에 있어줘
달라진 것은 없어 혼자인 걸
또 다른 사랑이 올 거라고
나 믿어봤지만 이젠
숨쉬는 것 마저 힘이 들고
이렇게 커져만 가잖아
너를 향한 내 그리움이 조금씩
지워지지 않은 채 남아 있어
미워하고 싶은데
날 잊은 듯한 너의 뒷 모습만
지키는 것도 지쳐버렸어 이젠
하루 하루 힘 없이
사는 내가 싫었어
이런 내 모습 바꾸려고
노력하지만 안돼
너를 지우려 애써도 봤어
하지만 있을 수 없는 일인 걸
제발 내 곁에 있어줘
달라진 것은 없어 혼자인 걸
또 다른 사랑이 올거라고
나 믿어봤지만 이젠
숨 쉬는 것 마저 힘이 들고
이렇게 커져만 가잖아
너를 향한 내 그리움이 조금씩
지워지지 않은 채 남아 있어
미련없이 보내려 했어
견딜 수 있을거라
믿었지만 아직 남은 사랑
더욱 깊어만 가는 걸
지겨운 이 외로움도
이젠 하루라도 견딜 수 없어
네가 점점 미워져
달라진 것은 없어 혼자인 걸
또 다른 사랑이 올 거라고
나 믿어봤지만 더 이상
숨 쉬는 것 마저 힘이 들었고
이렇게 커져만 가잖아
너를 향한 내 그리움이 조금씩
지워지지 않은 채 남아 있어

APLIKASI BIOINFORMATIKA DAN REALITAS MAYA DALAM PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI DAN BIOMOLEKULER

2011
03.23

Teknologi Informasi pada Pekerjaan dan Bidang Usaha di Masa Mendatang

APLIKASI BIOINFORMATIKA DAN REALITAS MAYA DALAM PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI DAN BIOMOLEKULER

Oleh :

SARAH FITRIANI (G84090013)

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

Pendahuluan

Biologi molekuler merupakan cabang ilmu biologi yang merujuk kepada pengkajian mengenai kehidupan pada skala molekul. Ini termasuk penyelidikan tentang interaksi molekul dalam benda hidup dan kesannya, terutama tentang interaksi berbagai sistem dalam sel, termasuk interaksi DNA, RNA, dan sintesis protein, dan bagaimana interaksi tersebut diatur. Bidang ini bertumpang tindih dengan bidang biologi (dan kimia) lainnya, terutama genetika dan biokimia.

Bioteknologi cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Virtual reality (VR) atau realitas maya adalah teknologi yang membuat pengguna dapat berinteraksi dengan suatu lingkungan yang disimulasikan oleh komputer (computer-simulated environment), suatu lingkungan sebenarnya yang ditiru atau benar-benar suatu lingkungan yang hanya ada dalam imaginasi. Lingkungan realitas maya terkini umumnya menyajikan pengalaman visual, yang ditampilkan pada sebuah layar komputer atau melalui sebuah penampil stereokopik, tapi beberapa simulasi mengikutsertakan tambahan informasi hasil pengindraan, seperti suara melalui speaker atau headphone.

Bioinformatika adalah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.

Pembahasan

Human Genome Project atau ‘Proyek Genom Manusia’ bertujuan memetakan tiga milyar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dalam tubuh manusia.Proyek itu dimulai tanggal 1 Oktober 1990, terdiri atas 3 tahap proyek selama 15 tahun. Gen manusia berada di dalam kromosom, dan setiap manusia memiliki 23 pasang kromosom yang terdiri atas 22 pasang kromosom autosom dan sepasang kromosom seks ( lelaki memiliki kromosom XX dan perempuan memiliki kromosom XY). Genom adalah satu paket yang terdiri atas 23 kromosom itu. Proyek genom manusia itu bertujuan untuk mengurai tiga milyar urutan pasangan basa DNA manusia secara lengkap. Tujuan lain proyek itu adalah perolehan informasi dalam bentuk database untuk menganalisa fungsi genetik dan mengidentifikasi hungan antara gen dan penyakit. Melalui hal itu, kita bisa mencegah lebih dahulu gen yang ada kemungkinan menimbulkan penyakit genetik dengan caranya diganti atau dihapus .

Paragraf di atas merupakan contoh penerapan ilmu computer pada bidang biologi molekuler khususnya genetika. Bioteknologi modern ditandai dengan kemampuanmanusia untuk memanipulasi kode genetik DNA, “cetak biru kehidupan”.Berbagai aplikasinya telah merambah sektor kedokteran, pangan, dan lingkungan. Pembacaan sekuen genom manusia oleh perusahaan bioteknologi Amerika Serikat (AS) Celera Genomics dalam waktu singkat(beberapa tahun) dibanding usaha konsorsium lembaga riset publik AS, berkat kontribusi TI melalui perangkat komputasinya (perangkat keras maupun lunak). Keberadaan database merupakan syarat dasar dalam analisis bioinformatika. Saat ini terdapat bank gen di Amerika Serikat yang sering dijadikan rujukan bagi para ilmuan. Setelah database terkumpul, barulah dianalisis.

Perangkat lunak dalam analisis juga diperlukan, beberapa tahun mendatang perangkat lunak dalam teknologi bioinformatika akan tumbuh seiring kemajuan dunia penelitian biologi molekuler. Saat ini terdapat beberapa perangkat lunak yang diluncurkan perusahaan Amerika Serikat, seperti “Structural alignment method making use of a double dynamic programming algorithm”. Pada masa mendatang ilmuan biokimia akan banyak berhubungan dengan bioinformatika dalam berbagai bidang analisis. Dalam proyek pemetaan genom manusia ini, semua informasi akan dibuka untuk umum, oleh itu penyimpanan database menjadi sangat penting dan dengan adanya kemajuan di bidang teknologi informasi semua orang dapat mengakses informasi tersebut, tanpa harus mendatangi bank gen secara langsung di Amerika Serikat.

Sesuai dengan jenis informasi biologis yang disimpannya, basis data sekuens biologis dapat berupa basis data primer untuk menyimpan sekuens primer asam nukleat maupun protein, basis data sekunder untuk menyimpan motif sekuens protein, dan basis data struktur untuk menyimpan data struktur protein maupun asam nukleat.Basis data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah GenBank (Amerika Serikat), EMBL (Eropa), dan DDBJ(en) (DNA Data Bank of Japan, Jepang). Ketiga basis data tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga keluasan cakupan masing-masing basis data. Sumber utama data sekuens asam nukleat adalah submisi langsung dari periset individual, proyek sekuensing genom, dan pendaftaran paten. Selain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam basis data sekuens asam nukleat umumnya mengandung informasi tentang jenis asam nukleat (DNA atau RNA), nama organisme sumber asam nukleat tersebut, dan pustaka yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.

Dalam beberapa dekade ke depan, bioinformatika akan sangat berkembnag pesat sebagai suatu disiplin ilmu. Kolaborasi antara kemajuan dunia teknologi informasi akan banyak berpengaruh tidah hanya pada dunia penelitian pada umumnya tetapi juga pada interaksi diantara para penggunanya. Dengan kemajuan dunia teknologi informasi, para peneliti di masa mendatang dapat dengan mudah bertukar informasi tentang penelitian mereka tanpa harus dibatasi oleh ruang dan waktu,

Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari makhluk hidup dari sisi kimia, akan bnayak berhubungan dengan bioinformatika seperti dalam analisis gen termasuk dalam penjajaran sekuen DNA yang menggunkan databasenya. Dalam dunia bioteknologi yang merupakan terapan dari biokimia, dengan adanya analisis genom manusia, maka akan ditemukan gen-gen yang mambawa keuntungan bagi manusia, yang kemudian akan menunjang dunia kedokteran dengan pendekatan molecular dalam mengatasi penyakit genetis pada manusia.

Realitas maya banyak digunakan dalam pemodelan. Pemodelan protein komparatif (comparative protein modelling) meramalkan struktur suatu protein berdasarkan struktur protein lain yang sudah diketahui. Salah satu penerapan metode ini adalah pemodelan homologi (homology modelling), yaitu prediksi struktur tersier protein berdasarkan kesamaan struktur primer protein. Pemodelan homologi didasarkan pada teori bahwa dua protein yang homolog memiliki struktur yang sangat mirip satu sama lain. Pada metode ini, struktur suatu protein (disebut protein target) ditentukan berdasarkan struktur protein lain (protein templat) yang sudah diketahui dan memiliki kemiripan sekuens dengan protein target tersebut. Selain itu, penerapan lain pemodelan komparatif adalah protein threading yang didasarkan pada kemiripan struktur tanpa kemiripan sekuens primer. Latar belakang protein threading adalah bahwa struktur protein lebih dikonservasi daripada sekuens protein selama evolusi; daerah-daerah yang penting bagi fungsi protein dipertahankan strukturnya. Pada pendekatan ini, struktur yang paling kompatibel untuk suatu sekuens asam amino dipilih dari semua jenis struktur tiga dimensi protein yang ada. Metode-metode yang tergolong dalam protein threading berusaha menentukan tingkat kompatibilitas tersebut.

Dalam pendekatan de novo atau ab initio, struktur protein ditentukan dari sekuens primernya tanpa membandingkan dengan struktur protein lain. Terdapat banyak kemungkinan dalam pendekatan ini, misalnya dengan menirukan proses pelipatan (folding) protein dari sekuens primernya menjadi struktur tersiernya (misalnya dengan simulasi dinamika molekular), atau dengan optimisasi global fungsi energi protein. Prosedur-prosedur ini cenderung membutuhkan proses komputasi yang intens, sehingga saat ini hanya digunakan dalam menentukan struktur protein-protein kecil. Beberapa usaha telah dilakukan untuk mengatasi kekurangan sumber daya komputasi tersebut, misalnya dengan superkomputer (misalnya superkomputer Blue Gene dari IBM) atau komputasi terdistribusi (distributed computing, misalnya proyek Folding@home) maupun komputasi grid.

Kesimpulan

Adanya bidang ilmu bioinformatika, menunjukkan bahwa suatu dispilin ilmu itu saling berintegrasi dalam pemanfaatannya. Saat in bahkan terdapat penelitian tanpa instrumentasi tetapi hanya dicobakan melalui simulasi computer. Dengan eratnya integrasi antara teknologi informasi dengan dunia biologi molekuler dan penerapannya pada bioteknologi untuk kemaslahatn manusia, maka perkembangan dunia teknologi informasi sangat dibutuhkan dalam dunia kerja atau bidang saya di masa mendatang. Perangkat lunak dalam analisis maupun perhitungan pada  penelitian sangat diperlukan dalam hal ini. Realitas maya yang banyak digunakan dalam bidang produksi kartun, bermanfaat pada pemodelan berbagai sturktur molekuler, seperti enzim maupun protein. Pada masa mendatang penggabungan antara dunia realitas maya dan ilmu penegtahuan dapat diperdalam lagi agar terciptanya suatu dunia penelitian yang berteknologi komputansi tinggi.

KANDUNGAN GLUT 4 DALAM PLASMA MEMBRAN OTOT RANGKA TIKUS : PERBANDINGAN ANTARA STUDI FRAKSINASI SUBSELULER DAN TEKNIK EXOFACIAL PHOTOLABELLING MENGGUNAKAN ATB-BMPA

2011
03.23

KANDUNGAN GLUT 4 DALAM PLASMA MEMBRAN OTOT RANGKA TIKUS : PERBANDINGAN ANTARA STUDI FRAKSINASI SUBSELULER DAN TEKNIK EXOFACIAL PHOTOLABELLING MENGGUNAKAN ATB-BMPA

Kelompok 11

Aditya Nugraha R              G84090067

Nofa Mardia K                    G84090034

Sarah Fitriani                      G84090013

Sisca Resha Saputri             G84090041

Waliyuddin                           G84090047

DEPARTEMEN BIOKIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011


PENDAHULUAN

Mekanisme seluler utama yang mengontrol pengurangan jumlah glukosa darah, saat karbohidrat masuk ke dalam tubuh adalah peran hormon insulin. Hormon insulin kinerjanya dirangsang oleh glukosa transpor, yang akan membawa glukosa ke otot rangka. Glukosa yang masuk pada otot rangka akan diubah menjadi glikogen, kemudian akan dioksidasi menjadi energi. Protein glukosa transport yang berperan dalam proses ini yang bertindak sebagai perantara adalah Glut 4. Protein Glut 4 memainkan peran penting dalam pengaturan homeostasis glukosa dalam tubuh. (Huang 2007)

Hewan yang dijadikan hewan percobaan dalam penelitian ini adalah tikus jenis Wistar. Tikus ini adalah tikus Wistar strain outbred tikus albino milik spesies Rattus norvegicus. Jenis galur ini dikembangkan di Institut Wistar pada tahun 1906 untuk digunakan dalam biologi dan penelitian medis, dan adalah terutama galur tikus pertama dikembangkan sebagai model organisme pada saat laboratorium terutama menggunakan Mus musculus (mencit) atau mencit rumah. Lebih dari separuh dari semua strain tikus laboratorium adalah keturunan dari koloni asli yang dikembangkan oleh Henry fisiologi Donaldson, J. Milton administrator ilmiah Greenman, dan peneliti genetik / embriologi Helen Dean King. (Pramudito 2009)

Metode fraksinasi membrane subseluler, telah menunjukkan bahwa hormon insulin menyebabkan peningkatan dua kali lipat terhadap protein Glut 4 yang terkandung pada membrane plasma otot rangka tikus. Prinsip fraksinasi subseluler merupakan teknik pemisahan sel menjadi organel ataupun molekul yang bisa dilakukakan dengan teknik sentrifugasi. Proses fraksinasi dilakukan dengan membuat ekstraksi terlebih dahulu. Ekstraksi yang telah dilakukan kemudian disentrifus. Proses sentrifugasi merupakan tahap pertama dalam fraksinasi, memisahkan organel berdasarkan densitas ukuran dan densiasnya. Ketika ingin mendapatkan suatu organel yang besar ukurannya maka kecepatan yang dilakukan dengan kecepatan yang kecil. Namun, sebalikanya ketika ingin mendapatkan suatu organel yang kecil ukuran dan densitasnya maka dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan tinggi.

Akan tetapi teknik fraksinasi subseluler memiliki kelemahan, yakni selaput plasma yang terlalu tipis dan kontaminasi dengan vesikel membran intraseluler. Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan penggunaan teknik fraksinasi subseluler dengan teknik exofacial photolabelling yang menggunakan [3H] ATB-BMPA terhadap tikus jenis Wistar yang berumur tiga minggu. Stimulus insulin secara maksimal menghasilkan peningkatan enam kali lipat dalam penyerapan 3-O-methylglucose dan berdasarkan teknik fraksinasi subseluler menunjukkan peningkatan dua kali lipat glut 4, sedangkan dengan metode exofacial photolabelling menunjukkan peningkatan enam sampai tujuh kali lipat. Aktivitas transport gula, telah terbukti berhubungan dengan permukaan sel Glut 4 yang dapat diamati dengan metode exofacial photolabelling.

Penelitian ini akan menghasilkan kesimpulan berupa, pertama peningkatan glikogen pada otot setelah penambahan insulin disebabkan oleh kenaikan konsentrasi dari protein Glut 4 pada permukaan membrane sel. Stimulus insulin maksimal sebanyak 20 mU/ml atau sekitar 40 % akan meningkatkan jumlah protein Glut 4 pada permukaan sel. Selain itu, teknik exofacial photolabelling lebih sensitive dibandingkan dengan teknik fraksinasi subseluler dalam mengukur jumlah glukosa transporter pada permukaan sel otot.

Peningkatan jumlah yang terdapat dalam data penelitian ini menunjukkan bahwa penyerapan glukosa ke dalam otot rangka indikasi factor pembatas dalam metabolisme glukosa. Pengetahuan tentang sistem regulasi ini sangat penting dalam memahami proses homoestasis glukosa pada manusia yang sehat serta mekanisme insulin yang tidak sehat seperti pada penderita diabetes mellitus, obesistas, dan hipertensi.

Jaringan adiposit dan jaringan skeletal yang merupakan jaringan yang sangat peka terhadap insulin menunjukkan peningkatan jumlah glukosa transporter yang masuk ke dalam sel. Teknik fraksinasi subseluler yang diterapkan pada jaringan adiposit menunjukkan adanya peningkatan jumlah transpor glukosa melalui translokasi dari protein glukosa transporter dari wilayah interseluler menuju plasma membrane. Hal ini mengindikasikan bahwa proses translokasi glukosa memiliki peranan pada peningkatan jumlah glukosa yang diangkut. Glokusa transporter tidak hanya memiliki kemampuan untuk bertranslokasi pada permukaan sel, tetapi juga dapat memodifikasi aktivitas instrinsiknya. Akan tetapi, metode fraksinasi subseluler sulit diterapkan pada jaringan adiposit, jika disbandingkan dengan jaringan skeletal.

Penelitian pada jaringan adiposit tikus lebih banyak menggunakan teknik exofacial photolabelling dengan derivate manosa (ATB-BMPA) dan subsekuen imunopresipitasi terhadap antibody Glut 4, menunjukkan  bahwa kandungan Glut 4 transporter pada permukaan sel meningkat 15-20 kali lipat yang ekivalen dengan 3-O-metilglukosa. Jaringan adiposa tersusun ats 5-20% glukosa yang sangat penting bagi manusia saat mengalami hiperinsulinemia.

Penelitian saat ini berfokus pada perbandingan antara metode fraksinasi subseluler klasik dengan metode exofacial photolabelling dengan tujuan untuk mengukur translokasi dari Glut 4 di otot skeletal. Selain itu, penelitian ini juga berfokus pada efek in vitro pada hambatan insulin dalam proses transport glukosa yang terukur sebagai 3-O-metilglukosa dan kandungan Glut 4 dengan menggunakan kedua metode dengan tikus Wistar yang berumur tiga minggu sebagai hewan percobaan. Hasil penelitian ini mengindikasikan bahwa, Glut 4 glukosa transporter pada permukaan sel bertanggungjawab pada peningkatan jumlah aktivitas glukosa yang diangkut pada skeletal otot yang dirangsang dengan insulin. Teknik exofacial photolabelling sekali lagi, diprediksi

METODE DAN BAHAN

Preparasi Hewan dan Otot

Hewan percobaan yang digunakan adalah tikus Wistar yang berusia tiga minggu dengan berat 50-70 g. Hewan ini dibiarkan tidak makan sebelum percobaan. Tikus yang digunakan ini dimatikan dengan cara dislokasi servikal pada lehernya. Selanjutnya, tikus yang dipersiapkan untuk teknik fraksinasi subseluler diberi suntikan 4 unit insulin yang terlarut dalam 250 ul cairan isotonik. Tiga puluh menit setelah injeksi, pada tikus ynag telah mati itu akan terdapat gumpalan darah di kedua kaki,dan kemudian dibedah.

Inkubasi Otot

Otot diinkubasi selama 30 menit dalam 4 ml dalam KrebssHenselert btcarbonate buffer (pH 7,4) yang mengandung 2 mM piruvat, 38 mM manitol dan 0.1% BSA yang ada pada insulin. Semua buffer yang digunakan pada proses inkubasi harus diberi gas secara kontinu oleh gas 95% O2/5% CO2.

Pengukuran terhadap Aktivitas Glukosa Transpor dan Ruang Air Ekstraseluler

Aktivitas transport glukosa diukur dengan menggunakan non metabolisme glukosa analog dengan 3-O-metilglukosa. Setelah inkubasi dengan atau tanpa insulin, lalu dibilas selama 10 menit dengan guncangan pada 30 ° dalam 4 ml KHB yang mengandung 40 mM manitol. Selanjutnya sampel diinkubasi dalam 3 ml KHB yang mengandung 8 mM 3-O-metilglukosa. Selama inkubasi, otot dibekukan dengan nitrogen. Sampel dihomogenasi dalam 10% asam trikloroasetat dan disentrifugasi dengan 1000 x g. Jumlah isotop yang terdapat pada sampel dan konsentrasi 3-O-metilglukosa pada ruang interseluler dan ekstraseluler dihitung. Air intraseluler yang terkandung pada otot dihitung sebagai substraksi dari air ekstraseluler.

Photolabelling dari Otot Tikus

Otot yang telah diinkubasi, selanjutnya dibawa ke ruang gelap dan diinkubasi pada suhu 18° selama 8 menit dalam KHB buffer yang mengandung 1 mCl/ml ATB BMPA. Selanjutnya, otot diiradiasi dua kali selama 3 menit dengan Rayonet RPR 100 reaktor. Selama iradiasi otot dibekukan dengan nitrogen. Otot yang telah dibekukan itu, lalu dihomogenasi dalam 5 ml es 25 mM HEPES, 1 mM NaETDA, 250 mM buffer sukrosa yang mengandung inhibitor protease. Selanjutnya, homogenate disentrifugasi selama 90 menit denagn 230.000 x g. Supernatan akan naik, dan pellet akan mengendap dan dilarutkan dalam buffer yang mengandung 2% DOC dan 0.1% SDS selama 60 menit dalam suhu kamar. Suspense lalu disentrifugasi selama 30 menit dengan 80.000 x g (4°C). Supernatan yang didapat lalu diimunopresipetasi.

Elektroforesis

Glukosa transporter yang telah diimunopresipetasi lalu dicampur dengan buffer 10% SDS, 6 M urea, dan 10% mercaptoetanol. Selanjutnya dengan menggunakan gel yang mengandung 10% SDS-PAGE pada Laemmth buffer.  Gel diberi Coomassie biru  dan kemudian dipotong menjadi enam bagian.

Preparasi untuk Membran Kasar dan Membran Plasma

Isolasi dari membrane plasma dari jaringan otot skeletal telah dijelaskan sebelumnya dan untuk membrane kasar, yang terdiri atas membrane plasma dan mikrosom preparasinya telah dijelaskan pada bagian sebelumnya.

Western Blotting and Photolabelling dari Fraksi Membran Kasar dan Membran Plasma

Membrane otot yang telah disiapkan dan menjadi sasaran SDS-PAGE, diikuti dengan elektroporetikal transfer ke nitroselulosa membrane filter. Kandungan Glut 4 diukur dengan teknik immunoblotting dengan antibody monoclonal IF8. Immunolabeled memberikan hasil yang terlihat dengan teknik ECL. Autoradiogram mengkuantitasi dengan cara memindai density. Membran kasar dan membrane plasma dapat memberikan tanda dengan didinkubasi 180 ul membrane dengan 20 ul ATB BMPA (10 mCi/ml). Sampel kemudian diiradiasi selama dua menit dan diimunopresipetasi lagi.

Penentuan Protein dan Penandaan Enzim

Homogenate dari otot dan protein membrane yang diukur dengan metode Coomassie brilliant blue dan digunakan albumin serum bovin sebagai standar. Aktivitas spesifik dari potassium stimulated-p-nitropenol phospatese diuji dengan teknik assay dengan atau tanpa 20 mM K+ [18].

HASIL DAN DISKUSI

Teknik Fraksinasi Sebseluler

Analisis Western blotting maupun photolabelling ATB BMPA menunjukkan stimulus in vivo akan mengalami peningkatan dua kali lipat pada kandungan Glut 4 pada membrane plasma. Namun, jumlah Glut 4 pada membrane kasar tidak dipengaruhi oleh insulin. Aktivitas membrane plasma sama dengan jumlah insulin yang diinjeksikan ke hewan percobaan dan menunjukkan peningkatan 38.3 kali lipat jika dibandingkan dengan homogenate. Apabila dibandingkan dengan studi sebelumnya, jumlah peningkatannya hanya sedikit, yakin hanya 12.6 kali lipat. Peningkatan jumlah glukosa transporter pada membrane plasma ini tidak menghasilhakan sisntesis baru, krena oerbedaan dalam proses pemisahan pada teknik fraksinasi subseluler, setelah ditambahkan stimulus insulin. Akibatnya, jumlah kandungan Glut 4 pada membrane plasma ynag mencerminkan adanya translokasi glukosa dari ruang interseluler menuju plasma membrane.

Identifikasi dari membrane basal dan hubungan antara Glut 4 yang terdeteksi dengan teknik Western bootling dan ATB-BMPA labeling menunjukkan bahwa fraksinasi membrane plasma terkontamminasi oleh Glut 4, yang biasanya tidak dapat dipakai pada teknik photolabelling. Insulin plasma ynag terukur setelah 30 menit adalah 765 ±53 ul/ml pada tikus yang telah diinjeksi dan 2.1 ± 0.2 pada tikus yang menjadi control. Risiko dapat diminimalisir dengan internaslisasi ATB BMPA berdasarkan siklus glokosa transporter pada permukaan sel, maka temperature 18°C dipilih. Selama elevasi temperature ke 37°, peningkatan jumlah ATB BMPA ditemukan pada otot. Setelah 210 menit inkubasi ATB BMPA mencapai titik ekilibrium baik pada ekstraseluler maupun intraseluler.

Efek Insulin Terhadap Kandungan Glut 4 pada Membran Plasma dengan Teknik Photolabelling

Gel yang digunakan dalam teknik ini dan proses imunopresipetasinya menunjukkan hasil, bahwa glukosa transporter bergerak dengan berat molekul 48 kDa. Spesifisitas dari teknik ini dikarenakan penggunaan 5 uM sitosalasin B atau D-glukosa (240 mM) yang menghasilkan inhibisi. Teknik ini dapat mendeteksi setelah adanya stimulus insulin sebanyak 20.000 ul/ml yang mengalami peningkatan 6-7 kali lipat pada keadaan dasar.

se

Total kandungan Glut 4 pada otot yang diukur dengan teknik ini mencapai ekilibrium setelah inkubasi selama 120 menit pada suhu 37°C, hal ini memungkinkan glukosa transporter dapat dideteksi dengan teknik ini. Perbandingan antara kandungan Glut 4 pada permukaan sel dan seluruh sel pada stilmulus insulin maksimum, menunjukkan kira-kira 40% Glut 4 ada pada permukaaan sel. Aktivitas glukosa transport meningkat enam kali lipat. Stimulus denagn setengah konsentrasi insulin yang dinyatakan dengan 3-O-metilglukosa menunjukkan hubungan antara kandungan Glut 4 pada permukaan, bahwa peningkatan jumlah glukosa ynag diangkut disebakan oleh augmentasi konsentrasi Glut 4 pada membrane plasma.

SIMPULAN

Penelitian ini akan menghasilkan kesimpulan berupa, pertama peningkatan glikogen pada otot setelah penambahan insulin disebabkan oleh kenaikan konsentrasi dari protein Glut 4 pada permukaan membrane sel. Stimulus insulin maksimal sebanyak 20 mU/ml atau sekitar 40 % akan meningkatkan jumlah protein Glut 4 pada permukaan sel. Selain itu, teknik exofacial photolabelling lebih sensitive dibandingkan dengan teknik fraksinasi subseluler dalam mengukur jumlah glukosa transporter pada permukaan sel otot.

DAFTAR PUSTAKA

Huang,S. 2007. The GLUT4 glucose transporter. Cell Metab 5(4):273. [terhubung             berkala] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17403369 [20 Maret 2011]

[Anonim].2009.Wistar Rats. [terhubung berkala] http://istockphoto.com/rats.htm    [20 Maret 2011]

Namanya FERRITE BEAD ^^

2011
03.18

A ferrite bead is a passive electric component used to suppress high frequency noise in electronic circuits. It is a specific type of electronic choke. Ferrite beads employ the mechanism of high dissipation of high frequency currents in a ferrite to build high frequency noise suppression devices. Ferrite beads may also be called ferrite blocks, ferrite cores, ferrite rings, ferrite EMI filters, ferrite chokes or mistakenly as ferrous beads

Overview

Ferrite beads are used (in a way similar to inductors) as a passive low-pass filter. The geometry and electromagnetic properties of coiled wire over the ferrite bead result in a high resistive impedance (resistance) for high-frequency signals, attenuating high frequency EMI/RFI electronic noise. The energy is either reflected back up the cable, or absorbed resistively within the ferrite core and dissipated as low level heat. Only in extreme cases will the heat be noticeable.

A pure inductor does not dissipate energy; it merely absorbs energy from the circuit and returns it at a later time. A ferrite bead, by design, filters out the high frequency noise in the circuit by dissipating it as heat. The ferrite bead is effectively an inductor with a very small Q factor. When electrical noise within the target frequency range travels in the signal cable a back-emf is induced in the ferrite bead because of its high inductance. The material used to construct the ferrite bead however, becomes highly resistive at the design frequency range (the magnetic field within the bead is unable to establish properly at that specific frequency range) and the induced current inside the bead is dissipated as heat instead of inducing an opposing current back in the signal cable. It is for this reason that the specific circuit characteristics as well as the frequency band of the noise need to be taken into account when the ferrite bead is installed as a noise filter.

Ferrite beads are one of the simplest and least expensive types of interference filters to install on preexisting electronic cabling. For a simple ferrite ring, the wire is simply wrapped around the core through the center typically 5 or 7 times. Clamp-on cores are also available, which can be attached without wrapping the wire at all. Although the wire is not coiled around the core for this type of ferrite beads, the introduction of the ferrite core around the wire increases the self-inductance of the wire thus still has the effect of absorbing energy from the noise traveling in the wire. If the fit is not snug enough, the core can be secured with cable ties, or if the center is large enough, have the cabling looped through one or more times.

Magnetic core memory

A 64×64 bit core memory card, showing the ferrite beads within it

Ferrite rings, or “cores”, were used in the 1950s, 60s and early 70s as the individual storage elements of magnetic core memory, a simple form of non-volatile random access memory, which was at one time the dominant form of computer random access memory. The name “core” was derived from the term for the magnetic core of a transformer.

Core memory simply has wires that pass once through any given core, but the term for the ferromagnetic component still holds, even though a memory core is no longer at the center. One could regard each memory core as a special-purpose tiny transformer; the sense winding (wire) is the secondary.

Although computer memory long ago moved to silicon chips, memory is still occasionally called “core.” This is most obvious in the naming of the core dump, which refers to the contents of memory recorded at the time of a program error.

// <![CDATA[
/*

Ferrite bead

From Wikipedia, the free encyclopedia

Jump to: navigation, search

A ferrite bead at the end of a USB cable

A ferrite bead with its plastic shell removed

An RF inductor wound on a ferrite bead, and a PCB mount ferrite bead.

A ferrite beadnoiseelectronic choke. Ferrite beads employ the mechanism of high dissipation of high frequency currents in a ferriteferrite blocks, ferrite cores, ferrite rings, ferrite EMI filters, ferrite chokesferrous beads.[citation needed] is a passive electric component used to suppress high frequency in electronic circuits. It is a specific type of to build high frequency noise suppression devices. Ferrite beads may also be called or mistakenly as

Contents

[hide]

[edit]Overview

Ferrite beads are used (in a way similar to inductors) as a passivelow-pass filter. The geometry and electromagnetic properties of coiled wire over the ferrite bead result in a high resistive impedanceresistance) for high-frequency signals, attenuating high frequency EMI/RFI ( electronic noise. The energy is either reflected back up the cable, or absorbed resistively within the ferrite core and dissipated as low level heat. Only in extreme cases will the heat be noticeable.

A pure inductor does not dissipate energy; it merely absorbs energy from the circuit and returns it at a later time. A ferrite bead, by design, filters out the high frequency noise in the circuit by dissipating it as heat. The ferrite bead is effectively an inductor with a very small Q factor. When electrical noise within the target frequency range travels in the signal cable a back-emf is induced in the ferrite bead because of its high inductance. The material used to construct the ferrite bead however, becomes highly resistive at the design frequency range (the magnetic field within the bead is unable to establish properly at that specific frequency range) and the induced current inside the bead is dissipated as heat instead of inducing an opposing current back in the signal cable. It is for this reason that the specific circuit characteristics as well as the frequency band of the noise need to be taken into account when the ferrite bead is installed as a noise filter.

Ferrite beads are one of the simplest and least expensive types of interference filters to install on preexisting electronic cabling. For a simple ferrite ring, the wire is simply wrapped around the core through the center typically 5 or 7 times. Clamp-on cores are also available, which can be attached without wrapping the wire at all. Although the wire is not coiled around the core for this type of ferrite beads, the introduction of the ferrite core around the wire increases the self-inductance of the wire thus still has the effect of absorbing energy from the noise traveling in the wire. If the fit is not snug enough, the core can be secured with cable ties, or if the center is large enough, have the cabling looped through one or more times.

[edit]Magnetic core memory

A 64×64 bit core memory card, showing the ferrite beads within it

Ferrite rings, or “cores”, were used in the 1950s, 60s and early 70s as the individual storage elements of magnetic core memory, a simple form of non-volatile random access memory, which was at one time the dominant form of computer random access memory. The name “core” was derived from the term for the magnetic core of a transformer.

Core memory simply has wires that pass once through any given core, but the term for the ferromagnetic component still holds, even though a memory core is no longer at the center. One could regard each memory core as a special-purpose tiny transformer; the sense winding (wire) is the secondary.

Although computer memory long ago moved to silicon chips, memory is still occasionally called “core.” This is most obvious in the naming of the core dump, which refers to the contents of memory recorded at the time of a program error.



My SFS paper ^^

2011
03.05

NAMA: SARAH FITRIANI

NRP: G84090013

PERBEDAAN ANTARA ARCHAEBACTERIA DAN EUBACTERIA

Salah satu penemuan besar dalam dunia mikrobiologi adalah ditemukannya berbagai spesies bakteri baru. Mereka inilah yang dikelompokkan ke dalam prokariot. Prokariot berarti, tidak adanya membran pada inti sel. Pada tahun 1987, Carl  Woese mengusulkan klasifikasi filogeni untuk prokariot berdasarkan analisis sub unit kecil ribosomal RNA (SSU rRNA). Analisis ini juga dapat membedakan antara prokariot dan eukariot. Dengan berbagai kemajuan dalam dunia mikrobiologi, prokariot dibagi ke dalam dua domain, yakni Bacteria (eubacteria) dan Archea (archaebacteria). (McInerney,2005)

Perbedaan anatara bacteria dan archea akan diuraikan dalam paragraf berikut. Selama beberapa dekade Archea telah salah diklasifikasikan dan disamakan dengan Bacteria karena mereka termasuk prokariot. (Allers,2005) Archea adalah makhluk pertama yang menghuni bumi. Mereka dapat bertahan hidup pada habitat yang ekstrem, seperti habitat yang miskin oksigen, temparatur ekstrim, dan kadar garam tinggi. Archea tidak memiliki membran inti sel atau semacam organel bermembran lainnya, seperti mitokondria.  Archea tidak membentuk spora serta mendapatkan nutrisinya dari bahan organik dan yang lainnya dari bahan anorganik seperti amonia dan sulfur. Bereproduksi dengan pembelahan biner dan ada beberapa yang memproduksi gas metan. (Gupta, 2006)

Bacteria(eubacteria) adalah mikroorganisme bersel satu. Bacteria juga tidak memiliki membran inti sel dan organel bermembran lainnya seperti mitokondria. Bacteria memiliki tiga bentuk dasar yakni, bulat (kokus), basil(batang), dan spiral. Beberapa jenis bacteria dapat melakukan fotosintesis, mereka termasuk golongan Cyanobacteria dan memiliki klorofil. Beberapa bacteria mendapatkan nutrisinya dengan menfermentasi laktosa,glukosa,dan bahan lainnya. Ada pula yang bertindak sebagai dekomposer. Bacteria dapat bersifat patogen. Bacteria juga dapat membentuk endospora jika kondisi lingkungan buruk. Sedangkan archea memiliki bentuk seperti cakram, bulat, segitiga, dan seperti botol. Jadi, secara keseluruhan perbedaan umum antara Archea dan Bacteria adalah Archea dapat memproduksi gas metan, memiliki bentuk sel yang bervariasi, dapat memanfaatkan bahan anorganik sebagai sumber nutrisi, serta dapat hidup pada lingkungan ekstrim. Sedangkan bacteria beberapa dapat berfotosintesis, berperan sebagai dekomposer, memiliki tiga bentuk dasar (kokus,basil,spiral), dan dapat membentuk endospora.  (Bonner,2004)

Dua jenis mikroorganisme yang tergolong prokariot yakni, Archea dan bacteria. Bacteria dan Archea memiliki ribosomal RNA (rRNA) yang berbeda. Archea memiliki tiga RNA polimerase seperti eukariot, sedangkan bacteria hanya memiliki satu RNA polimerase. Sub unit kecil dari rRNA archea adalah 18S RNA lebih mirip eukariot, sedangkan pada bacteria adalah 16S RNA. Dinding sel archea hanya memilili sedikit peptidoglikan dan dilapisi oleh lapisan lipid dengan hidrokarbon bukan asam lemak (bukan bilayer). Bacteria dan archea bervariasi dalam struktur selular. Beberapa bacteria memiliki tilakoid, seperti cyanobacteria. Hal ini membuat cyanobacteria memiliki kemapuan untuk berfotosintesis. Membran luar tilakoid banyak mengandung klorofil. Tilakoid memungkinkan bacteria memanfaatkan energi cahaya dari habitat hiduonya. Tilakoid berasal dari membran plasma dan pada beberapa bacteria modifikasi ini juga membentuk magnetosom. Struktur magnetosom ini dimiliki oleh bakteri Magnetospirillium. Magnetosom mengandung kristal besi sebagai magnet yang memandu bakteri tersebut ke pusat magnetic bumi. Stuktur selular tersebut tidak dimiliki oleh archea.

Tabel perbedaan antara Archaea, Bakteri dan Eukariota
Karakteristik Archaea Bacteria Eukariota
Multiseluler Tidak Tidak Ya
Sel berisi inti dan organel lain terikat membran Tidak Tidak Ya
DNA berbentuk sirkuler Yes Ya Yes Ya Tidak
Ukuran ribosom 70s 70s 80s
Membran mengandung lipid Tidak Ya Ya
Fotosintesis dengan klorofil Tidak Ya Ya
Mampu tumbuh pada suhu lebih dari 80 C Ya Ya Tidak
Memiliki protein histon pada selnya Ya Tidak Ya
Metionin digunakan sebagai tRNA Inisiator Ya Tidak Ya
Operon hadir dalam DNA Ya Ya Tidak
Intron hadir dalam gen Tidak Tidak Ya
Vesikula gas Ya Ya Tidak
Mampu memproduksi gas metan Ya Tidak Tidak
Sensitif terhadap kloramfenikol, kanamisin dan streptomisin Tidak Ya Tidak
Memerlukan fakrot transkripsi Tidak Ya Ya
Mampu bernitrifikasi Tidak Ya Tidak
Mampu berdenitrifikasi Ya Ya Tidak
Mampu memfiksasi Nitrogen Ya Ya Tidak
Kemolitotrof Ya Ya Tidak

Archea dan Bacteria juga bervariasi dalam struktur dinding selnya. Dinding sel ini berfungsi sebagai bentuk pertahanan diri dari serangan virus dan mencegah sel lisis pada kondisi hipotonik. Variasi struktur dan komposisi dinding sel ini sangat penting dikaji dalam dunia kedokteran. Dinding sel kebanyakan archea dan beberapa bakteri tersusun atas protein atau glikoprotein. Polimer penyusun paling penting adalah peptidoglikan yang merupakan penyusun uatam dinding sel bacteria tetapi pada archea tidak terlalu tebal. Peptidoglikan tersusun atas karbohidrat yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Dinding sel bacteria memiliki variasi dalam ketebalan peptidoglikan, pewarnaan gram, dan respon terhadap antibiotic. Tipe pertama memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal atau bakteri gram-positif dan yang satu lagi memiliki lapisan peptidoglikan yang tipis atau bakteri gram-negatif akan tetapi memiliki membrane luar yang kaya akan lipopolisakarida. Membran luar ini memiliki lapisan lipid bilayer dan hal ini berpengaruh terhadap respon pada antibiotik.

Dua jenis mikroorganisme ini juga berbeda secara genetika dan biokimia. Archea secara fisik dapat bertahan hidup pada kondisi lingkungan yang ekstrim. Selain itu mereka juga memiliki reaksi yang berbeda terhadap antibiotic. Bacteria memiliki sensitivitas terhadap kloramfenikol, kanamisin dan streptomisin, sedangkan archea tidak. Selain itu, archea juga resisten terhadap berbagai antibiotic yang diproduksi oleh bakteri gram-positif, karena dari analisis protein menyatakan bahwa archea dan bacteria memiliki hubungan. (Gupta, 1998)

Beberapa bacteria memiliki endospora atau akinet untuk dormansi pada kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Kemampuan untuk memproduksi endospora ini dimiliki oleh beberapa bakteri gram-positif, seperti Bacillus anthrachis yang menyebabkan penyakit antraks. Selain itu bakteri Clostridium botulinum, Clostridium tetani juga memiliki kemampuan untuk membentuk endospora. Ketika endospora ini tumbuh dan berkembang maka akan dibentuk racun yang mematikan yakni NH3 dan gas CO2. Kemampuan ini tidak dimiliki oleh archea. (Anonim,2008). Itulah beberapa perbedaan antara archea dan eubacteria.

Daftar Pustaka

[Anonim]. 2008. Archaea – How Are They Related to Other Prokaryotes. [terhubung berkala] http://www.bacterialphylogeny.info/index.html [26 Februari 2011]

[Anonim]. 2010. Charachteristics of three domain. [terhubung berkala]            http://faculty.southwest.tn.edu/rburkett/profpage.htm [26 Februari 2011]

Allers, Thorsten. 2005.  Archeal Genetics The Third Way. Nature Review- Genetics 6(58). [terhubung berkala]. www.nature.com/reviews/genetics     [26 Februari 2011]

Bonner, Sheveeta. 2004. Archea and Bacteria. [terhubung berkala].             http://fc.dekalb.k12.ga.us/~SHEVEETA_C_BONNER/Prokaryotes%20-        %20Bacteria.pdf. [26 Februari 2011]

Gupta, R. 1998. Protein Phylogenies and Signature Sequences: A Reappraisal of    Evolutionary Relationships Among Archaebacteria, Eubacteria, and        Eukaryotes. Microbiol Mol Biol Rev 62:1435-1491. [terhubung berkala].             http://www.bacterialphylogeny.info/index.html [26 Februari 2011]

Gupta,R. 2006. Archaebacteria: Life’s third domain or monoderm prokaryotes       related to Gram-positive bacteria? A new proposal for the classification of         prokaryotic organisms. Mol Microbiol 29:695-708. [terhubung berkala].             http://www.bacterialphylogeny.info/index.html [26 Februari 2011]

McInerney, James, et all. 2005. Bacteria and Archea: Molecular Techniques            Reveal Astonishing Diversity. Biodiversity 3(5). [terhubung berkala].            http://www.tc-biodiversity.org/sample-bacteria-archea.pdf [26 Februari 2011]

Saarman, Emily. 2005. Genome sequencing aids investigation of an ancient and

mysterious life-form. [terhubung berkala]. http://currents.ucsc.edu/05- 06/11-28/archaea.asp [26 Februari 2011]

Woese, CR.1998.  The universal ancestor. Proc Natl Acad Sci USA  95:6854-       6859

PERBEDAAN ANTARA SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

Dalam klasifikasi tiga kingdom, tumbuhan dan hewan termasuk ke dalam eukariota, artinya memiliki membrane inti sel dan organel bermembran lainnya seperti, mitokondria. Tumbuhan adalah organism multiseluler, yang tidak mampu berpindah tempat, memproduksi makanannya sendiri dengan fotosintesis. Kira-kita 350,000 spesies tumbuhan telah teridentifikasi. Hewan adalah organisme multiseluler, yang mampu berpindah tempat, tidak mampu membuat makanannya sendiri. Tumbuhan mampu memanfaatkan nutrisi dan air untuk membuat maakanan melalui mekanisme fotosintesis. Sedangkan hewan mendapatkan nutrisinya dari organism lain. (Anonim,2001)

Pada dasarnya semua makhluk hidup itu memilki kesamaan. Pada tingkat selular dan molecular makhluk hidup memiliki kesamaan. Hal ini berdasarkan faklta bahwa, kita berasal dari nenek moyang yang sama.(Anonim,2010). Sekarang akan dianalisis perbedaan antara tumbuhan dan hewan pada tingkat selular. Semua organisme memiliki sel yang tersusun atas  membrane yang berisi cairan yang mengandung material genetic, protein, lipid, karbohidrat, garam, dan substansi lainnya. (Anonim,2010).

Sel hewan tidak memiliki dinding sel yang kaku seperti dinding sel tumbuhan. Hal ini memungkinkan sel hewan memiliki bentuk dinamis dan bervariasi. Salah satu tipe yang terdapat pada sel hewan adalah fagosit yang tidak terdapat pada sel tumbuhan. Selain itu, tidak seperti pada sel hewan, sel tumbuhan memiliki kloroplas yang dibutuhkan untuk menangkap cahaya dan menyebabkan daun berwarna hijau. Kloroplas yang di dalamnya terkandung klorofil memungkinkan tumbuhan untuk melakukan fotosintesis yang tak terjadi pada hewan.

Sel tumbuhan juga memiliki vakuola sentral berukuran besar dan bersifat permanen. Vakuola ini mengandung air dan substansi terlarut lainnya. Sel hewan juga memiliki vakuola, akan tertapi bersifat tidak bersifat permanen dan berukuran kecil, berfungsi untuk eksresi misalnya untuk membuang kelebihan air. Sel hewan juga mengandung lebih banyak substansi terlarut dan organel pada sitoplasmanya. Zat makanan hasil fotosintesis pada sel tumbuhan disimpan di glikogen. Sel tumbuhan juga tidak memiliki lisosom yang dimiliki oleh sel hewan. Lisosom ini pada sel hewan berfungsi untuk menghidrolisis makromolekul dengan enzim pencernaan yang ada padanya.  (Anonim)

Sel  hewan memiliki berbagai komponen yang disebut organel yang sebagian besar diselubungi membran. Organel yang paling menonjol dari sel hewan adalah nucleus. Kromatin dalam nucleus terdiri atas DNA, yang membawa gen. Sitoplasma mengandung organel terspesialisasi yang tersuspensi dalam medium semi-cairan yang disebut sitosol.  Reticulum endoplasma dan apparatus golgim mengisi sebagian besar sitoplasma. Organel bermembran yang terdapat pada sel hewan meliputi lisosom, peroksisom, dan mitokondria. Adapun organel nonmembran yang ada adalah mikrotubula, mikrofilamen, dan sentriol. (Campbell,2002) Sentriol adalah organel khas pada hewan yang jarang ditemukan pada sel tumbuhan, berfungsi pada proses pembelahan sel.

Layaknya sel hewan,  sel tumbuhan juga memiliki membrane plasma yang mengandung nucleus, ribosom, RE, apparatus golgi, ribosom, mikrofilamen, dan mikrotubula. Selain itu sel tumbuhan juga mengandung plastid, yakni kloroplas. Selain itu juga terdapat vakuola sentral yang memiliki peran penting dalam  menyimpan bahan kimiawi, memecah makromolekul, dan berperan dalam pertumbuhan tanaman. Adapun struktur khas lainnya adalah palsmodesmata, yakni sitosol sel yang bersebelahan berhubungan melalui saluran antar dinding. (Campbell,2002)

Daftar Pustaka

[Anonim]. 2010. Differences Between Plants and Animals. [terhubung berkala].             http://cosperscience.wikispaces.com/file/view/Life+processes.pdf [26          Februari 2010]

[Anonim]. 2001. Molecular Evidences. [terhubung berkala].             http://evolution.berkeley.edu/evosite/evohome.html [26 Februari 2011]

[Anonim]. 2010. Cytology. [terhubung berkala].        http://www.cellsalive.com/howbig.htm [26 Februari 2011]

Ayo Memasak!!!

2011
03.04

Masakan jepang dan Korea

Sumber : http://www.nhk.or.jp/nhkworld/cooking/indonesian/100803.html

http://world.kbs.co.kr/indonesian/program/program_kfoodrecipe_detail.htm?No=879

Chirashi-zushi

Bahan-bahan (Untuk 4 Porsi)

  • 300 gram beras
  • 400 ml air
  • 4 jamur shiitake kering (jika ada)
  • 1/2 wortel (70 gram)
  • 4 batang buncis
  • 8 ekor udang
  • 1 butir telur

Cuka sushi

  • 3 sendok makan (45 ml) cuka beras atau cuka dari gandum (grain vinegar)
  • 2 sendok makan (18 gram) gula
  • 1 sendok teh (5 gram) garam

Saus

  • 1 sendok makan (9 gram) gula
  • 1 sendok makan (15 ml) kecap asin
  • Garam
  • Minyak goreng

ara Memasak

  1. Masak beras setelah sebelumnya dicuci dan direndam dalam 400 ml air selama 30 menit.

Memasak Beras Jepang Yang Berbulir Pendek

Bahan ( Untuk 4 orang )
400 gram beras Jepang yang bulirnya pendek
(short-grain)
600 ml air

Cara Memasak

  1. Masukkan saringan berisi beras di dalam baskom berisi air dan bilas satu kali dengan cepat. (Cara mencuci: ambil beras dan gosokkan satu sama lain dengan gerakan melingkar sekitar 10 kali). Ganti air 2 atau tiga kali lalu tiriskan.
  2. Setelah di tiriskan, letakkan beras di panci. Tambahkan 600 ml air dan biarkan selama lebih dari 30 menit agar beras tersebut menyerap air yang cukup.
  3. Tutup panci dan masak dengan api sedang. Kecilkan api saat sudah mulai mendidih dan muncul uap. Masak selama 12 menit.
  4. Matikan api dan biarkan panci tersebut hingga 10 menit.
  5. Buka tutup panci dan aduk nasi dengan sendok nasi atau sendok besar. Jangan terlalu banyak diaduk.
  1. Rendam jamur shiitake dalam air hangat-hangat kuku untuk melembutkannya. Potong bagian batang lalu potong jamur menjadi irisan-irisan kecil. Kupas wortel dan potong menjadi irisan-irisan. Masukkan jamur dan 300 ml air ke dalam panci dan panaskan selama 10 menit. Tambahkan wortel dan panaskan selama 5 menit lagi. Masukkan semua bahan untuk saus dan kembali panaskan sampai cairan yang tersisa hanya tinggal 2 sendok makan.
  2. Campurkan semua bahan cuka sushi. Pindahkan nasi yang sudah matang ke sebuah mangkuk besar, masukkan cuka tadi dan segera aduk sampai tercampur. Tambahkan semua bahan, termasuk saus yang dimasak di tahap 2 tadi dan campurkan.
  3. Rebus buncis dalam air yang diberi garam lalu potong menjadi irisan-irisan. Rebus udang dalam air yang diberi garam setelah bagian punggung udah dibuang. Tambahkan sedikit garam ke dalam telur dan kocok hingga merata. Ulas penggorengan dengan sedikit minyak goreng dan dadar telur yang sudah dikocok tadi dengan bentuk tipis. Potong dadar telur menjadi irisan-irisan dengan panjang sekitar 4 cm.
  4. Sajikan nasi yang sudah dimasak di tahap 3 tadi, lalu susun bahan yang telah dimasak di tahap 4 di atas nasi tersebut.
Masakan Tradisional untuk Perayaan Tahun Baru
Saat Tahun Baru, masyarakat di Jepang menikmati makanan tradisional khas yang disebut “Osechi-ryori”. Masakan ini biasanya disajikan dalam kotak yang bertumpuk-tumpuk. Bentuknya tidak hanya indah dipandang mata, tapi juga melambangkan harapan untuk tahun yang baru. Misalnya, telur ikan haring melambangkan kesuburan.
Masakan tradisional tahun baru di Jepang sangat berbeda di masing-masing daerah. Ini karena ada bahan-bahan yang hanya di temui di daerah tertentu saja, mengingat Jepang dikelilingi laut dan berbukit-bukit.

Kichi-jjigae(김치찌개)

2011-02-23

Bahan Utama :
300g Kimchi, 100g daging babi atau sapi, 20g daun bawang, 1/2 buah (70g) bawang bombai, 200g tahu, 5 gelas air

Bumbu :
1 sdt bubuk cabe merah, 2 sdt bawang putih cincang halus, 2 sdt arak, 1 sdt minyak wijen.

Kimchi-jigae merupakan sejenis sup pedas dari Kimchi. Masakan ini dianggap sebagai masakan rakyat karena bahannya sederhana dan cara memasaknya mudah. Biasanya Kimchi sawi putih, daging dan tahu menjadi bahan utama untuk Kimchi-jjigae. Terutama Kimchi yang sudah difermentasikan dan mempunyai rasa yang cukup asam dapat menghasilkan rasa Kimchi-jjigae yang mendalam. Belum terdapat catatan kuno mengenai asal usul Kimchi-jjigae sehingga diperkirakan masakan ini mulai terkenal sekitar tahun 1970-an saat harga sawi putih mulai murah dan setiap rumah tangga memasak Kimchi.

Potong Kimchi dengan ukuran 2cm.

Potong daging dengan ukuran 2x3cm dan tebalnya 0,7cm. Bilas dengan air dingin lalu disaring.

Potong melintang daun bawang dengan tebal 0,7cm.

Bawang bombai dibelah dua lalu dipotong dengan tebal 0,7cm.

Tahun dipotong dadu dengan ukuran 1,5cm.

Campur semua bumbu.

Kimchi dan daging diaduk-aduk dengan campuran bumbu-bumbu. Masak Kimchi dan daging dengan 3 gelas air dengan api sedang selama 20 menit.

Masukkan daun bawang, bawang bombai dan tahu lalu menambah 2 gelas air. Masak lagi dengan api sedang selama 10 menit.

☑ Pakai Kimchi yang sudah cukup matang.
☑ Jika rasa Kimchi terlalu tajam, buanglah sebagian isi bumbu dalam Kimchi.
☑ Daun bwang dipakai untuk menghilangkan bau daging babi.
☑ Kalau tidak menyukai rasa manis bawang bombai, boleh memakai jamur jenis apa saja kecuali jamur shitake yang berwangi keras.
☑ Bumbu-bumbu dan bahan lain dicampur sebelum dimasak supaya masakan berasa lebih lezat.
☑ Jika tidak memakai daging babi, goreng Kimchi dengan sedikit minyak goreng sebelum dimasak.
Kim Soo-jin

Dia adalah seorang peneliti makanan Korea. Kini dia bertugas sebagai direktur Lembaga Penelitian Rasa Makanan Korea dan ketua Akademi Makanan dan Kebudayaan Korea. Selain itu dia adalah koordinator pertama makanan yang dimunculkan di film Korea. Karya utamanya, film “A Frozen Flower”, “King and the Clown”, “Best Chef” dan lain-lain.

Astronomy 2012: Watch a Planet Transit With Your Own Eyes!

2011
03.04

Credit : http://blogs.nationalgeographic.com/blogs/news/breakingorbit/2011/03/watch-planet-transit-2012-venus.html

NATIONAL GEOGRAPHIC

If you’ve been following the exploits of NASA’s Kepler spacecraft, you probably already know that the mission finds new planets using what’s called the transit method.

In short, Kepler stares at a bunch of stars and records when there’s a periodic dip in a star’s light caused by an object passing in front. With enough data and some careful followup work, scientists can tell whether the passing object is a planet orbiting the star.

So far, Kepler has confirmed 15 new planets using transits, and an additional 1,200 planetary candidates were recently announced.

And next year, people around the world will be able to watch a transit of an Earth-size planet with their own eyes.

OK, fine, I admit—the planet in question is our own Venus. But that’s still pretty cool, because Venus transits are exceedingly rare.

planet-transit-nasa-pictures.jpg

—Image courtesy NASA

Due to its slightly tilted orbit with respect to Earth’s, Venus crosses between Earth and the sun on an oddly spaced cycle.

Transits come in pairs spaced eight years apart, but the time between pairs is 122 years, then 105 years. Due to this pattern, only six Venus transits have been seen since the invention of the telescope.

A Venus transit in 2004 was the first of a pair. Before that, the most recent transit had been in 1882—which means no living people on Earth had seen a Venus transit when the 2004 event occurred.

The 2004 Venus transit, as seen by NASA’s GOES satellite.

The next one will happen in June 2012, and it’ll be visible from only certain parts of the globe (see map).

[UPDATE: For people on the Americas able to see the transit, you’ll be looking in the evening hours of June 5. Viewers in Europe, Africa, Asia, and Australia will be watching the morning of June 6. Sky-watchers who want to see the whole transit from start to finish need to be in eastern Australia, New Zealand, New Guinea, the Philippines, China, Korea, Japan, the western Pacific islands, Hawaii, Russia, Alaska, and northwest Canada.]

When it ends, there won’t be another Venus transit until 2117.

What follows is an edited transcript of a conversation I had last week with National Geographic grantee Jay Pasachoff, an astronomer at Williams College in Massachusetts and an expert on eclipses and transits.
So what does a Venus transit look like from Earth?

The great [German] astronomer Johannes Kepler in the 17th century predicted that there’d be a transit of Venus in 1631, but nobody had any idea at the time how big Venus would look, because they didn’t know how big it was or how far it was away. In fact, the transit in 1631 wasn’t visible from Europe, and we didn’t have telescopes at that time in California, so it took until 1639 before anybody saw a transit of Venus. When it was seen, it was just a huge surprise that there was a black dot about 1/30 the diameter of the sun that moved across the surface of the sun.

Venus can look about the same size as a big sunspot, but it looks perfectly round and regular, whereas a sunspot has dark inner regions and lighter outer regions, the umbra and penumbra. In fact, one can also see transits of Mercury across the face of sun. But Mercury is both smaller than Venus and farther away from Earth—it’s only 1/30 the area of Venus—and it looks less impressive, unless you’re looking with a really good telescope or spacecraft.

When I saw a transit of Venus in 2004, I used my 500mm telephoto lens to take pictures that show a beautiful black dot, whereas in 2006 we went to Hawaii to observe a transit of Mercury, and when I took a picture with the same lens, the dot of Mercury was barely visible and was much smaller than a sunspot that was on the sun at the time.
Why study Venus transits?

In the original studies, Edmond Halley [of Halley’s comet fame] figured out a way of calculating how far the sun is away from Earth, and therefore how big the solar system is, by studying a transit of Venus. Measuring the size of the solar system used to be the most important activity in astronomy in the 18th and 19th centuries, so hundreds of expeditions went all over the world to make observations of Venus transits.

[Editor’s note: Capt. James Cook was funded by England’s Royal Society to sail to Tahiti and observe a Venus transit in 1769, collecting valuable data for astronomers back home, who were not in the viewing path. The 2012 transit will also be visible in the South Pacific, and travel agencies are already pitching trips to Tahiti’s black-sand beaches to “follow in Cook’s footsteps” during the celestial event … I think a field trip is in order!]

venus-transit-cook.jpg

Capt. Cook’s drawings of a Venus transit.
—Image courtesy NASA

Now we know the distance to the sun through other methods, so that’s no longer an important reason to study transits. But there are some contemporary uses … including calibrating the spacecraft that are observing the sun, because here’s a perfectly black disk outside Earth’s atmosphere silhouetted against the sun.

Also, before Venus goes into the sun, you can see its atmosphere. On my most recent scientific article, now in press in the Astronomical Journal, we brought in a scientist from France who is studying Venus’s atmosphere using the European spacecraft Venus Express to interpret Venus’s atmosphere and how what we saw corresponded to the circulation of Venus’s atmosphere at different latitudes, for example.

It’s also helpful for the [Kepler] people doing those exoplanet transit measurements to see the real situation close up and see the details of what’s happening.
Where do you plan to watch the 2012 Venus transit?

We plan to observe from the solar observatory at Haleakala on Maui at 10,000 feet [3,054 meters] and also from the Sacramento Peak observatory in New Mexico at an altitude of 9,000 feet [2,743 meters]. I myself plan to be in Hawaii.

We have some new scientific capabilities since 2004 for measuring the atmosphere in different spectral bands, which could be ways to help people who are studying exoplanet transits to look for signs of life. Overall, we’re trying to get as complete a set of data as possible from the year 2012.

There are also some new spacecraft aloft that will help us be more precise than we were in 2004. The Solar and Heliospheric Observatory is not in the path, but the Solar Dynamics Observatory will be, as well as a Belgian craft called PROBA2 and the Japanese Hinode spacecraft.
How can amateur astronomers get involved in the 2012 event?

In 2004 the European Southern Observatory coordinated a big push all over the world to collect citizen science observations and use Halley’s old method from almost 200 years earlier to measure Earth’s distance from the sun, and they got a pretty good value. I’m sure something like that will be done in 2012, but the organization is still under way.
What’s the best way to watch the transit safely?

First you get one of these solar filters that you can get for about a dollar [from optical distributors]. … You can get little bits of special mylar that filter the sun properly and get them put into glasses. Then if you look through it just with your eye … you can actually see a black dot on the sun with your own eye, with no other aid. You can see a transit of Venus just by filtering down the sun to a safe brightness level.

If you have binoculars or a telescope, get some of the filter material or use welder’s glass #13 and put that over the front of the binoculars—or get a solar filter for a small telescope—and you can see more detail in the shape of Venus. Or you can use binoculars or a telescope to project an image onto the ground or on a piece of cardboard and look down at the image rather than up at the sun … and you’ll be able to see the silhouette of Venus go across the sun. It doesn’t happen very rapidly, the transit takes about six hours.

I do like to look myself, see it with my own eyes, and just this morning I was talking with a colleague about getting some old telescopes from the 18th and 19th centuries and looking through them, so we’re planning on having a few of those set up outside the big telescope dome on Haleakala.

SPECIAL REPORT: BIODIVERSITY AND INDIGENOUS KNOWLEDGE

2011
03.02

Tasha Eichenseher in Mo‘orea

for National Geographic News

Published February 23, 2011

SPECIAL REPORT: BIODIVERSITY AND INDIGENOUS KNOWLEDGE

Portions of the once vibrant reef ringing the South Pacific island of Mo‘orea are now an apocalyptic landscape of gray rubble. Under the rich turquoise-colored surface, dead coral towers lie in pieces, blanketed with a fine layer of decay.

What has caused such trouble in paradise? A nasty invasion of armored starfish. The crown of thorns (Acanthaster planci or taramea in Tahitian), with menacing poisonous spikes and a voracious appetite, literally sucks the life out of reef communities. The starfish feast on coral polyps, leaving an empty white skeleton and ransacked home for other marine species before moving on to the next meal.

(See before and after photos of the reef.)

But thanks to unique research on this island just 12 miles (20 kilometers) northwest of Tahiti, scientists may be able to predict outbreaks like the crown-of-thorn siege. In fact, Mo‘orea could eventually serve as a model for understanding how ecosystems respond to stresses such as invasive species, climate change, and pollution.

One key is ambitious scientific research called the Biocode Project—a four-year, $5 million effort to collect, document, and genetically sequence the non-microbial biodiversity of the island. When the project wraps up this year, it will be the first time a complex tropical ecosystem has been catalogued in such detail. Biocode scientists have come from around the world to find and “barcode” the species they specialize in—from fungi, snails, insects and plants, to algae, crabs, marine worms, and coral. DNA bar coding uses genetic markers to identify species and offers a simple, standardized way to analyze lifecycles and interactions.

“The goal is to build a catalogue of digital signatures,” explains Chris Meyer, a zoologist and curator at the Smithsonian Institution. Meyer directs the Biocode Project, which will enable other scientists to more efficiently identify species, better understand how they behave and interact, and recognize how many species may actually be at risk.

“Ultimately, we want to answer the question: how much biodiversity is needed to ensure ecosystems continue to function?” says Neil Davies, Biocode’s principal investigator. “It should be clear that this is a difficult question to answer if you don’t know how much biodiversity you have in the first place.”

Illustration by Stephen Rountree

DNA on Ice

Mo‘orea is smaller than the District of Columbia, but it’s home to two prodigious research stations—University of California Berkeley’s 25-year-old Gump Station, and the 40-year-old Insular Research Center and Environmental Observatory (CRIOBE) a joint venture of France’s National Center for Scientific Research and School of Advanced Studies. Working in concert, scientists on the island have already collected more than 37,000 specimens, from which 251 algal species, 200 fungal species, 3,000 marine invertebrate species, 600 marine vertebrate species, 930 plant species, 700 terrestrial invertebrate species, and 21 terrestrial vertebrate species have emerged, so far.

(See photos of what you find in a cubic foot of Mo‘orea’s tropical forests.)

Meyer has spent countless hours sifting through the reef with a wide variety of sampling methods—plankton nets, baited traps, automated reef monitoring structures, vacuums—and now picking through the rubble by hand. He estimates that at least 30 percent of the marine species they’ve found are new to science.

Tissue and DNA have been extracted from every specimen. Some of the sample is shipped to universities and museums, and the remainder is stored at Gump. “The entire island is in there,” Meyer says as he points to a six-by-three-by-two-foot freezer, which looks like the kind you keep in your basement full of extra summer berries and frozen fish but is actually -112 degrees Fahrenheit (-80 degrees Celsius).

Why Mo‘orea?

With its forests, lagoons, reefs, and freshwater and marine habitats, Mo‘orea is a typical tropical island, but located toward the eastern end of a natural biodiversity gradient across the South Pacific, and so isn’t overwhelmingly diverse like some western Pacific islands. That’s one reason it is an ideal ecosystem for creating a comprehensive genetic catalogue of species. Biocode is, in some ways, keeping it simple.

The island also is unique in that it now has sophisticated research facilities to complement its tradition of hosting international scientists. Along with that tradition comes a long-term record of the island’s ecological trends.

Forty years ago, a French foundation wanted to send an expedition to the Pacific to study reefs, explains Serge Planes, the French scientist who directs CRIOBE and leads the Biocode team specializing in fish. “That was at the exact time army forces from France started nuclear atoll testing” on the neighboring Tuamotu archipelago, he adds. The scientific outpost was never an official monitoring effort for nuclear testing, explains Planes, but it did pave the road for researchers to come to Mo‘orea.

“Biocode is intended to help develop Mo‘orea as a model ecosystem for environmental research, as the fruit fly or mouse is a model species for biomedical research,” Davies explains. “Model species were the first to have their ‘whole genomes sequenced.’  We want Mo‘orea to be the first ‘whole ecome sequenced’.”

(Read more about the history of Mo‘orea.)

Biocode in Action

Meyer, Planes, and Davies hope the Biocode digital library of genetic barcodes, available to the public, will not only aid other scientists, but also establish Mo‘orea as the testing ground for new technologies in monitoring ecosystems and studying how species interact with each other.

Davies, whose expertise is the genetics of biological invasion, points out that being able to map genes across an entire ecosystem enables scientists to trace and mathematically analyze interactions among Mo‘orea’s species. “For example,” he explains, “food webs reveal energy flows through a system, and network theory provides one way of studying how resilient different systems are to change. We then need real-world observations and experiments to test and refine our theories. Post-Biocode Mo‘orea is a place where we can begin to do this at an appropriate scale: the whole ecosystem.”

Biocode, which is supported by a grant from the Gordon and Betty Moore Foundation, shares the Gump station with the Mo‘orea Coral Reef Long Term Ecological Research (LTER) program. Funded by the National Science Foundation, the Mo‘orea LTER was established in 2004 to determine how the reef will respond to short- and long-term disturbances, and its scientists think the Biocode data could help them better understand the interaction between fish and coral.

For instance, damselfish fertilize the reef with their waste products, and in turn, the corals provide shelter for the fish. But both the coral and the damselfish eat zooplankton. If they are competing for the same species of zooplankton, that symbiotic relationship could be harmed. The problem up until now is that “if you look at much of what’s in a coral’s stomach, or a fish’s stomach, animals that feed on things like zooplankton, the stomach contents looks like oatmeal . . . it is impossible to tell the exact species,” says Andrew Brooks, deputy program director of the Mo‘orea LTER.

But Biocode data would allow scientists to examine the stomach contents and tell if the coral and fish are vying for the same food source. “That is a major advance,” Brooks adds. “Biocode gives you a way to identify the pieces. We put what Biocode does in context.”

With continued monitoring and sampling, the Biocode database may also allow scientists to better understand biological disturbances, whether that’s crown of thorns or an invasive plant, by identifying previously unidentifiable larvae in the water, or seeds in the soil, before they grow up to become an invasion, Meyer explains. “It allows us to use these digital signatures to see things that aren’t established yet,” he adds.

Biocode data “give us a brand new tool to address why coral reefs behave the way they do,” says Russell Schmitt, lead principal investigator for the Mo‘orea LTER. “We’re just beginning to discover the tremendous opportunities it provides.”

Reef Recovery

As for the starfish-devastated parts of the reef, scientists say they think the coral will come back. Growing populations of herbivorous fish ar­­e eating algae off the dead coral, suggesting that the system won’t remain in an algal state like other crushed reefs that have not fully recovered. “Herbivorous fish are going like gangbusters, and that’s a good sign,” Meyer explains. “Moreover there are plenty of smaller animals still living within the nooks and crannies of the reef.”

(See what the reef looked like before the crown-of-thorns invasion.)

If you ask island elders, and scientists like Planes who have been on Mo‘orea for a while, they will tell you that a crown-of-thorns invasion happens every 20 years or so. Stories of the starfish creeping over the reef shelf and into the lagoon are part of anci­ent island chants. Similar patterns have been recorded in Australia and elsewhere. Recovery can take more than a decade, Planes says.

(Read more about indigenous knowledge of Mo‘orea.)

The chances of recovery this time are muddied by new challenges—climate change, coral bleaching from increasing water temperatures, ocean acidification, and land use changes on Mo‘orea that could load lagoons with nutrient-rich sediments that affects fish nursery productivity. To add insult to injury, Mo‘orea’s north shore, where the starfish had their fill, was hit by Cyclone Oli in 2010, which turned much of the dead coral into rubble.

“In 2006 dead coral heads were hard to find,” Meyer says. “Now it’s ‘How many do you want?’ ” In less then four years the outer reef of the north shore went from as alive as it gets to between 2 and 5 percent live coral.

Adds Davies: “We did Biocode over a very tumultuous four years.”

This report was made possible with funding from the Christensen Fund.