Secara sederhana, kita bisa memahami bahwa biologi molekuler merupakan sebuah studi yang mempelajari tentang kehidupan pada level molekuler. Dengan fokus utama yaitu memahami bagaimana makromolekul esensial bisa menjalankan fungsi penting dalam kehidupan.
Adapun ruang lingkup biologi sel dan molekuler mencakup struktur dan fisiologis sel dan molekuler, pertumbuhan, perkembangan, klasifikasi seluler dan molekuler, diferensiasi sel, metabolisme, reproduksi dan transfer informasi genetik.
Aplikasi dan Pengembangan Ilmu Biologi Molekuler dalam Ilmu Kesehatan Modern
Adanya kompleksitas struktur penyusun yang memiliki fungsi yang lebih spesifik dari sel dan molekul, menjadikan ilmu biologi molekuler mempunyai lebih banyak sudut pandang yang bisa dieksplorasi lebih luas. Ruang lingkup yang dimiliki ilmu tersebut bisa diaplikasikan dalam ilmu kesehatan dan kedokteran modern diantaranya:
- Ilmu pengobatan dan terapi medis yang lebih berkembang dengan memanfaatkan pengembangan imunoterapi, pembuatan vaksin dan terapi gen
- Pemahaman jenis penyakit yang lebih mendalam dan menyeluruh, melalui berbagai penelitian medis terkait dengan mekanisme aktivitas dan interaksi seluler
- Pelaksanaan diagnostik medis secara modern dengan menggunakan metode PCR (Polymerase Chain Reaction) dan DNA-sequencing
Penerapan biologi sel dan molekuler di dunia kesehatan serta kedokteran modern membutuhkan banyak instrumen laboratorium yang bisa dipakai untuk kebutuhan analisis dan diagnosis. Diantaranya yaitu:
- Mikroskop, adalah jenis alat yang dilengkapi dengan lensa okuler dan lensa objektif yang perbesarannya bisa diatur sedemikian rupa dengan tujuan untuk mengamati suatu objek non visible yang dilihat dengan mata telanjang.
- Elektroforesis, yang digunakan sebagai alat dan metode molekuler dengan tujuan untuk memisahkan asam nukleat spesifik dalam suatu media pemisahan dengan memanfaatkan perbedaan viskositas dan berat molekul dari asam nukleat yang sedang dianalisis.
- PCR, sebuah alat dan metode molekuler yang dipakai untuk menggandakan sekuens asam nukleat spesifik dengan melibatkan primer asam nukleat dan template asam nukleat yang akan diamplifikasi.
Lalu apa saja peran penting ilmu biologi molekuler dalam pengembangan ilmu kesehatan modern, khususnya dunia medis?
1. Perubahan dalam Kebutuhan Diagnosa Penyakit
Jika dahulu, dokter akan memberikan diagnosa sebuah penyakit sesuai dengan gejala klinis yang terdeteksi dan terlihat pada fisik pasien. Kini, biologi molekuler memberikan peluang diagnosa bisa dilakukan bahkan sebelum gejala penyakit muncul dan terlihat pada pasien. Diantaranya dengan beberapa metode berikut ini:
- Liquid biopsy, sebuah metode molekuler yang bisa mendeteksi adanya sel kanker atau DNA tumor hanya dengan menggunakan sampel darah pasien saja
- Next-generation Sequencing (NGS), sebuah teknologi yang memungkinkan untuk mendeteksi adanya mutasi genetika langka yang bisa menjadi penyebab penyakit keturunan atau kecenderungan seseorang menderita penyakit tertentu di masa yang akan datang
- Teknologi PCR, teknik diagnosa yang saat ini menjadi standar terbaik untuk mengidentifikasi adanya infeksi virus HIV atau Covid-19 dengan tingkat sensitivitas yang tinggi
2. Ilmu yang Bisa Memahami Profil Genetika Pasien
Dengan cabang biologi molekuler ditemukan ilmu Farmakogenomik, yaitu sebuah ilmu yang mempelajari bagaimana gen bisa mempengaruhi respons tubuh terhadap obat yang diberikan. Hal tersebut memberikan peluang untuk dokter bisa memahami profil genetik milik pasien sehingga:
- Bisa menghindari adanya risiko efek samping atau keracunan obat yang berbahaya
- Memastikan adanya efektivitas pemberian obat sejak dosis pertama
- Menentukan dosis obat dengan tepat dan akurat sesuai kondisi serta kebutuhan pasien
3. Inovasi Teknologi CRISPR-Cas9
Peran penting yang selanjutnya dari ilmu biologi molekuler adalah adanya kemampuan untuk melakukan edit gen secara langsung. Yaitu sebuah teknologi yang bernama CRISPR-Cas9, yang berperan seperti gunting atau alat pangkas dengan kemampuan untuk memotong dan memperbaiki DNA yang alami kerusakan.
Dengan inovasi ini, maka jenis penyakit seperti anemia sel sabit, fibrosis kistik atau jenis penyakit genetik lainnya yang dianggap sulit atau tak bisa sembuh, kini mempunyai harapan atau titik terang untuk mendapatkan kesembuhan melalui perbaikan genetik. Atau bisa juga dengan melakukan imunoterapi dengan cara memodifikasi sel imun pasien secara molekuler sehingga bisa lebih agresif untuk mengenali sekaligus menghancurkan sel kanker dalam tubuh pasien hingga tuntas.
4. Penerapan dalam Bidang Perawatan Medis
Dengan fokus secara spesifik pada beberapa jenis proyek yang menunjukkan berbagai cara di mana ilmu molekuler bisa diterapkan pada tingkat penelitian secara klinis untuk mengembangkan inovasi dalam bidang kedokteran. Tujuan utamanya adalah untuk memotivasi kalangan ilmuwan dan investor untuk bisa mengeksplorasi berbagai peluang yang tersedia antara penelitian terapan dan dasar.
Adanya perkembangan yang cukup pesat dalam bidang teknologi DNA dan teknik biologi molekuler dalam beberapa tahun terakhir ini membuktikan bahwa teknologi tersebut sangat efektif untuk diterapkan pada berbagai jenis penyakit pada manusia, hewan dan tumbuhan. Tentunya dengan mempertimbangkan adanya dampak revolusioner yang bisa diterapkan pada berbagai disiplin ilmu yang mengembangkan pencegahan, diagnosa dan pengobatan secara khusus.
Selain itu, biologi molekuler juga mulai banyak diberikan pada ruang kelas dan praktik laboratorium siswa Sekolah Menengah Kejuruan. Tujuannya adalah untuk meningkatkan keahlian dan ketrampilan siswa, sekaligus membuka pengetahuan baru dalam mendeteksi penyakit berbasis DNA dengan lebih akurat, cepat dan terjangkau.
Dengan adanya riset tentang biologi molekuler yang diberikan pada jenjang SMK, bukan hanya bisa memperkuat kurikulum SMK saja namun sekaligus menjadi satu bukti adanya potensi besar ilmu tersebut ditanamkan dalam jenjang pendidikan menengah. Deteksi penyakit dengan basis genetika ini sangat relevan, khususnya untuk bidang pencegahan penyakit menular seperti penyakit Toksoplasmosis yang menyerang banyak ibu hamil dan janin melalui hewan kucing.
Kesimpulan
Peran ilmu biologi molekuler dalam ilmu kesehatan dan kedokteran modern kini sudah bukan lagi sekedar pendukung saja. Namun sudah menjadi inti dan fokus utama dari setiap inovasi medis yang ada terutama untuk memenuhi kebutuhan medis.
Dari mulai kebutuhan diagnosa yang lebih tepat hingga terapi medis yang dipersonalisasi sesuai kebutuhan dan kondisi pasien. Ilmu biologi molekuler sudah mengubah cara pandang kita untuk memahami kesehatan dan penyakit secara mendalam serta menyeluruh.
Frequently Asked Questions
Apa saja peran ilmu biologi dalam bidang kesehatan?
Peran ilmu biologi, khususnya cabang mikrobiologi adalah untuk menemukan obat serta vaksin, mengembangkan antivirus, antibiotik serta vaksin untuk mencegah penyakit.
Apakah yang dimaksud dengan biologi molekuler?
Ilmu Biologi molekuler merupakan satu cabang ilmu biologi yang mempelajari mekanisme kehidupan pada tingkat molekuler, khususnya berfokus pada interaksi serta fungsi makromolekul seperti RNA, DNA dan protein.
Meliputi apa sajakah pemeriksaan biologi molekuler?
Beberapa jenis pemeriksaan molekuler yang bisa dilakukan di laboratorium ini diantaranya adalah deteksi DNA jamur penyebab Kandidiasis, DNA bakteri pathogen penyebab diare, DNA Escherichia Coli yang mengontaminasi makanan atau minuman dan lainnya.
Siapakah bapak biologi molekuler?
Bapak biologi molekuler adalah James Dewey Watson.