Post on 17-Feb-2016
description
Pemeriksaan Kromosom dan Teknik DNA Rekombinan pada Ibu
Hamil dengan Kekhawatiran Albino
Mahasiswa Fakultas Kedokteran UKRIDA, Jakarta
Pendahuluan
Salah satu tujuan dari perkawinan adalah untuk memperoleh keturunan.Seorang anak
kerap kali memiliki sifat-sifat yang mirip dengan orang tuanya, tidak hanya pada
kejasmaniannya, tetapi juga pada kejiwaan serta tingkah lakunya.Setiap orang tua selalu
menginginkan anaknya lahir dalam keadaan sehat dan normal. Namun diantara mereka ada
anaknya yang lahir dalam keadaan yang tidak sebagaimana diharapkan oleh kedua orang
tuanya.Inilah yang biasanya menjadi kekhawatiran orang tua terhadap anaknya , salah satu
yang menjadi kekhawatiran orang tua terhadap anaknya yang akan lahir ialah albino apalagi
kalau ada riwayat keluarga yang terkena albino , bisa juga karena ada kromosom yang rusak
pada saat persilangan, dan kemungkinan hal lainnya.Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam
penulisan makalah ini adalah agar pembaca dapat memahami hubungan antara albino ,
kromosom dan teknik DNA rekombinan.
Albino
Albino berasal dari bahasa latin Albus yang artinya putih disebut juga hypomelanis
atau hypomelanosis adalah salah satu bentuk dari hypopigmentary congenital disorder.1
Penyakit ini biasa disebut sebagai inborn errors of metabolism ( kelainan metabolisme
bawaan ).2 Albino adalah kelainan yang disebabkan karena tubuh seseorang tidak mampu
membentuk enzim yang diperlukan untuk merubah asam amino tirosin menjadi beta – 3 , 4 –
dihidroksiphenylalanin untuk selanjutnya diubah menjadi pigmen melanin yang berfungsi
melindungi kulit dari radiasi ultraviolet yang datang dari matahari.3,4
Alamat Korespondensi :Rufina Rettu ( 102011046 ) , Lili Susanti ( 102011091) , Vanya Genevieve O (102011142) , Maria Fransiska ( 102011189) , Rienaldi ( 102011238 ) , Ivander Benedict H ( 102011287 ) Yandri Apriansyah (102011334) , Yohana A Inangele ( 102011380 ), Muhammad Haziq bin Hashim ( 102011434 ) , Robinson Salawane ( 102010 ) Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Arjuna Utara No. 06 Jakarta 11510No Telp ( 021) 5694-2051 email : vivinretu@yahoo.co.id
1
Melanin disintesis oleh melanosit dari tirosin dalam melanosom yaitu organel intraseluler
yang terikat membran.5 Tirosin dibentuk dalam kulit dari fenilalanin oleh enzim fenilalanin
hidroksilase dan kofaktornya, tetrahidropteridin (BH4). BH4 merupakan senyawa pembatas
kecepatan sintesis melanin karena kulit depigmentasi penderita vitiligo mempunyai aktivitas
karbinolamin dehidratase yang sangat rendah, karbinolamin dehidratase merupakan enzim
yang penting untuk regenerasi BH4. Tirosin ditransportasikan ke dalam melanosom, dimana
tirosin dimetabolisme menjadi dopa dan dopaquinolon oleh enzim tunggal, tirosinase.5
Dopaquinon bereaksi dengan sistein membentuk feomelanin, pigmen kuning-merah, atau
mengalami beberapa reaksi nonenzimatik menghasilkan eumelanin, yang merupakan pigmen
coklat-hitam. Di seluruh dunia, albinisme (semua tipe) mempunyai prevalensi 1 dalam
20.000.6
Seorang anak yang albino dapat lahir dari pasangan yang keduanya bersifat
heterozigot (lihat gambar 1)6 atau dari pasangan yang salah satunya albino sedangkan yang
lainnya bersifat heterozigot.
Gambar 1 Penurunan pada Pasangan Heterozigot6
Ciri khas albino adalah hilangnya pigmen melanin pada mata, kulit, dan rambut (atau
lebih jarang hanya pada mata). Albino timbul dari perpaduan gen resesif.4 Ciri-ciri seorang
albino adalah mempunyai kulit dan rambut secara abnormal putih susu atau putih pucat dan
memiliki iris merah muda atau biru dengan pupil merah (tidak semua).4
2
Klasifikasi Albino
Ada beberapa tipe albinisme antara lain albinisme okulokutaneus kongenital,
albinisme okuler, dan albinisme parsial. Albinisme okulokutaneus kongenital terdiri dari 2
bentuk yaitu albinisme tirosinase negatif (tipe 1) dan albinisme tirosinase positif (tipe 2).5
Albinisme tirosinase negatif ditandai dengan sangat mengurangnya atau tidak adanya
aktivitas tirosinase. Beberapa jenis mutasi pada gen tirosinase (missense, omong kosong, dan
frameshift) bertanggung jawab untuk memproduksi 2 jenis OCA 1 (OCA 1A dan 1B OCA). Pada
albinisme tipe 1A ditandai dengan kurangnya pigmen yang terlihat dari rambut, kulit, dan
mata. Kelainan ini mengakibatkan fotofobia, nistagmus, defek ketajaman penglihatan, rambut
putih, kulit putih, serta iris berwarna biru-kelabu pada sinar oblik dan merah muda pada
pantulan cahaya. Albinisme tipe 1B atau disebut dengan albinisme mutan kuning terjadi sejak
lahir dengan rambut putih, kulit merah muda dan mata abu-abu. Gen enzim ini terletak pada
lengan panjang kromosom 11 (Band 11q14-21).5
Pada albinisme tirosinase positif ditemukan sedikit atau bahkan tidak ada sama sekali
melanin sejak lahir. Namun ditemukan pigmen terutama pigmen merah-kuning dapat
berkumpul cepat selama masa anak-anak dan menghasilkan kulit berwarna jerami atau
berwarna coklat muda pada individu berkulit putih serta terdapat perbaikan progresif
ketajaman penglihatan dan nistagmus seiring dengan meningkatnya usia. Gen enzim ini
terletak pada lengan panjang kromosom 15 dan dapat melibatkan tirosin spesifik pengangkut
protein. Terdapat 2 macam sindrom pada tipe albinisme ini antara lain Sindrom hermansky-
Pudlak adalah albinisme positif tirosin yang terkait dengan disfungsi trombosit yang
diakibatkan karena tidak adanya bagian trombosit padat dan akumulasi seroid pada jaringan.
Pada penderita sindrom ini akan cenderung mengalami pendarahan yang lama. Hal ini terjadi
pada penderita paru-paru fibrosis terbatas dan gagal ginjal,5 dan Sindrom Chediak-Higashi
adalah albinisme positif dimana terdapat granula abnormal dalam leukosit dan sel-sel lain
serta rentan terhadap infeksi.
Albinisme okuler adalah albinisme yang hanya melibatkan mata, terjadi pada 2 bentuk
terkait X, satu bentuk autosom dominan dan satu bentuk autosom resesif. Wanita penyandang
tipe terkait X menunjukan pigmentasi retina yang tidak teratur. Kemudian albinisme parsial
atau piebaldis merupakan gangguan yang ditandai dengan area-area kulit dan rambut yang
tidak berpigmen dan diturunkan sebagai sifat dominan.5
3
Kromosom
Kromosom berasal dari bahasa Yunani yakni chroma yang artinya warna dan soma
yang artinya badan. Kromosom itu sendiri merupakan struktur di dalam sel berupa deret
panjang molekul yang terdiri dari satu molekul DNA dan berbagai protein terkait yang
merupakan informasi genetik suatu organisme. Panjang kromosom pada tiap-tiap makluk
hidup berbeda – beda berkisar antara 0,2 – 20 mikron.Kromosom terdiri atas dua bagian,
yaitu sentromer yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom
yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah.4 Kromosom manusia dibedakan
atas dua tipe , yaitu:3
a. Autosom ialah kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis
kelamin.Dari 46 kromosom di dalam inti sel tubuh manusia , maka yang 44 buah / 22
pasang merupakan autosom.
b. Seks kromosom ialah sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin.Seks
kromosom dibedakan atas 2 macam yaitu kromosom – X dan kromosom – Y.
Seorang perempuan normal mempunyai sepasang kromosom – X .Seorang laki – laki normal
mempunyai sebuah kromosom - X dan sebuah kromosom – Y.Berhubung dengan itu formula
kromosom untuk
a. Perempuan normal = 46 XX
b. Laki – laki normal = 46 XY
Bagian - Bagian Kromosom
Kromosom terdiri dari beberapa bagian antara lain :
a. Sentromer: Kepala kromosom, ketika sel membelah kromosom menggantung pada
serat gelendong melalui sentromer. Sentromer tidak mengandung kromonema dan
gen.
b. Lengan: Badan kromosom. Mengandung kromonema dan gen, lengan memiliki 3
daerah:
a. Selaput, yaitu lapisan tipis yang menyelimuti badan kromosom
b. Matriks, mengisi seluruh lengan yang terdiri dari cairan bening.
c. Kromonema, merupakan benang halus berpilin-pilin yang terendam dalam
kandung. Di dalam kromonema terdapat kromomer.
Selain sentromer dan lengan, ada bagian-bagain kromosom yang lain:
4
a. Satelit: satelit adalah bagian kromosom yang berbentuk bulatan dan terletak di ujung
lengan kromatid. Satelit terbentuk karena adanya kontriksi sekunder di daerah
tersebut. Tidak semua kromosom memiliki satelit.
b. Telomer: telomer merupakan istilah yang menunjukkan daerah terujung pada
kromosom. Telomer berfungsi untuk menjaga stabilitas bagian terujung kromosom
agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Karena pentingnya telomer, sel yang
telomer kromosomnya mengalami kerusakan umumnya segera mati.
Pemeriksaan Kromosom
Terjadinya variasi kromosom biasanya mengakibatkan abnormalitas pada
individu.Variasi kromosom atau aberrasi dibedakan atas perubahan dalam jumlah kromosom
dan perubahan dalam struktur kromosom.3 Orang – orang yang berisiko tinggi dianjurkan
untuk melakukan pemeriksaan kromosom. Pemeriksaan kromosom bertujuan agar kita dapat
mendeteksi adanya kelainan kromosom pada calon bayi.
Adapun mereka yang berisiko tinggi dalam terjadinya kelainan kromosom, antara
lain:
a. Orang dengan kelainan genetik kongenital (bawaan), yaitu ayah atau ibu yang
membawa kelainan kromosom. Misalnya, yang kromosomnya mengalami translokasi.
Mungkin pada mereka tak menjadikan masalah kecacatan karena kromosomnya tetap
seimbang. Artinya, translokasinya terjadi karena di nomor tertentu hilang, tapi
menempel ke nomor lain. Itulah mengapa untuk mereka tetap bisa normal. Namun tak
demikian halnya pada anak-anak mereka, karena yang diturunkan yang jelek itu,
maka jatuh ke anaknya bisa tak seimbang. Akibatnya, anaknya cacat.
b. Pembawa mutasi gen, seperti penderita hemofilia atau anaknya menderita
thalasemnia, albino.
c. Mengalami keguguran berulang kali yang mungkin penyebabnya susunan kromosom
tak seimbang.
d. Memiliki anak dengan kelainan kromosom, hingga perlu diselidiki apakah karena
keturunan atau bukan. Untuk itu, perlu dilakukan analisa kromosom pada
saudara-saudara dan ayah-ibunya.
e. Memiliki anak retardasi mental/kebodohan tanpa diketahui penyebabnya.
f. Memiliki anak dengan jenis kelamin diragukan (sex ambigua).
5
g. Penderita leukimia dan tumor ganas.
h. Suami-istri yang mengalami infertilitas.
i. Wanita dengan manore primer (tak pernah haid); wanita hamil usia di atas 35 tahun.7
Untuk mendeteksi kandungan ibu hamil apakah janin yang dikandungnya mengidap albino atau
tidak kita dapat menggunakan berbagai cara pemeriksaan kromosom antara lain :
a. Cara pemeriksaan kromosom paling gampang adalah lewat darah karena dalam darah
ada sel-sel limposit atau sel darah putih. Sel-sel inilah yang dikembangkan hingga
mengalami pembelahan jadi 2 dan didapat kromosomnya. Darah diambil sebanyak 3
ml, lalu ditaruh dalam botol dan dicampur dengan media tertentu. Selanjutnya, ditaruh
dalam inkubator dengan temperatur 37oC. Setelah 3-4 hari, sel darah merah
dihancurkan hingga tinggal sel darah putih yang kita pecah dengan hycotonic atau
garam sampai menggembung, yang setelah kering akan pecah. Saat itulah keluar
kromosomnya. Dari situ kita lihat, apakah ada kelainan.7,8
Umumnya cara ini dilakukan terutama pada indikasi: bila jenis kelaminnya diragukan
(sex ambigua); wanita dengan manore primer (tak pernah haid); anak dengan
kelebihan kromosom; kasus leukimia dan tumor ganas; retardasi mental atau
kebodohan tanpa diketahui penyebabnya; keguguran berulang kali serta infertilitas.7,8
b. Pemeriksaan janin lewat cairan amnion atau ketuban ibu hamil pada usia kehamilan
16-20 minggu. Soalnya, janin mengeluarkan sel, minum, dan kencing dalam air
ketuban. Air ketuban ini diambil 20 ml dan dimasukkan ke dalam tabung, lalu
diputar-putar hingga muncul endapan yang merupakan sel-sel janin. Selanjutnya, sel-
sel ini dimasukkan ke dalam botol dan dicampur dengan medianya, lalu ditempatkan
di tempat bersuhu 37oC. Setelah 2 minggu baru bisa memisah-misahkan
kromosomnya.9
Pemeriksaan cara ini dilakukan bila ada indikasi: wanita hamil di atas usia 35 tahun;
umur suami lebih dari 65 tahun; bila ada anak atau saudara kandung si janin yang
mengalami cacat/retardasi mental/sindrom down; ibu pernah mengalami keguguran
lebih dari 2 kali dan tak diketahui penyebabnya; terdapat kecurigaan pada janin ada
kelainan fisik, semisal dari hasil USG diketahui lehernya tebal, mukanya mongo- loid,
atau tangannya menggenggam dan bila janin ada tanda-tanda pertumbuhan terhambat.
Alangkah baiknya bila pemeriksaan tersebut dilakukan. Terlebih jika bayi pertama ada yang
cacat, sebaiknya pada kehamilan berikut dilakukan pemeriksaan kromosom. Karena, jika
6
penyebabnya translokasi, setiap anak bisa saja terkena. Jika tak ingin anak kita kelak punya
kelainan, sebaiknya lakukan deteksi dini.9
Cara melakukan deteksi dini :
a. Pemerikasaan janin lewat air ketuban pada ibu hamil yang diketahui membawa
kelainan genetik.
b. Pemeriksaan dini pada orang dengan kelainan genetik kongenital (bawaan), serta
konseling genetik pada orang tua dan keluarga dekat yang berisiko tinggi.
c. Deteksi pembawa mutasi gen atau translokasi kromosom yang diikuti konseling
genetik.
d. Memonitor kehamilan berisiko tinggi pada janin dengan cacat berat.
e. Menghindari faktor-faktor lingkungan yang jelek seperti pekerjaan yang
memungkinkan terkena radiasi, obat bius, ionisasi, infeksi bakteri atau virus,
merokok, dan alkohol. Orang-orang yang perokok, suka minum alkohol, dan
sebagainya ada kemungkinan kromosomnya mengalami kelainan.10
Gen Normal
Seorang yang normal memiliki kromosom manusia normal di bedakan autosom dan
kromosom kelamin. Sel tubuh manusia mengandung 46 kromosom yang terdiri dari 44 atau
terdiri dari 22 pasang autosom dan 1 pasang kromosom seks. Pada wanita kromosom kelamin
ini berupa dua buah kromosom – X , sedangkan pada pria berupa sebuah kromosom – X.
Seorang ibu dan ayah memiki genetik yang sama kemungkinan anak yang akan di lahirkan
albino sangat kecil. Albino dapat di lihat dari genetik yang di bawa dari ibu dan ayahnya
dimana bila salah satunya memiliki kelainan genetik kemungkinan terjadinya albino besar.
Penyakit albino dimana bisa karena bawaan yang mewariskan keturunanya.tetapi tidak
semua keturunanya akan menjadi menderita albino tergantung dari perkawinan silang
genetiknya.8
Gen Abnormal
Albino merupakan penyakit akibat kelainan gen tunggal dilakukan dengan
pemeriksaan dan penatalaksanaan terhadap bayi yang baru lahir yang memiliki gen abnormal,
pemeriksaan terhadap orangtua yang berpotensi sebagai pembawa, konseling genetik dan
dugaan prenatal dengan atau tanpa abrtus yang selektif. Gen abnormal bersifat resesif
sehingga satu gen harus di turunkan oleh tiap orangtua ke turunannya agar terpengaruhi.
7
Keturunan yang mewarisi satu gen abnormal adalah pembawa.semua individu yang
mengalami gangguan adalah homozigot. Genetik adalah proses menentukan resiko gangguan
genetik pada janin. Gen abnormal bersifat dominan, sementara gen normal bersifat resesif.8
DNA
Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah asam nukleat yang mengandung instruksi
genetik yang digunakan dalam pengembangan dan fungsi dari semua organisme hidup dan
beberapa virus. Peran utama dari molekul DNA adalah mewariskan informasi genetik dari
generasi ke generasi. DNA sering dibandingkan dengan satu set cetak biru atau resep, atau
kode, karena berisi instruksi yang dibutuhkan untuk membangun komponen lain dari sel,
seperti protein dan molekul RNA. Segmen DNA yang membawa informasi genetik ini
disebut gen, tetapi urutan DNA lain yang memiliki tujuan struktural, atau terlibat dalam
mengatur penggunaan informasi genetik.11 Fungsi DNA adalah memberi informasi /
keterangan genetik.Informasi genetik yang tercatat dalam DNA ada dua macam:3
a. Ada yang berupa urutan kontrol yang memberitahu kepada enzim – enzim dimanakah
harus dimulai membaca DNA , dimanakah harus istirahat dan dimanakah harus
berhenti.
b. Ada urutan yang mengandung informasi untuk pembuatan berbagai macam protein
yang diperlukan oleh sel.Protein terdiri dari asam – asam amino.
Di dalam DNA terdapat gula pentosa, basa nitrogen yang mengandung purin (adenin
dan guanin) dan pirimidin (timin dan sitosin), dan asam fosfat. Pada tahun 1953, James
Watson dari Amerika dan Francis Crick dari Inggris menemukan bahwa DNA itu double
helix atau berutas ganda, dimana basa nitrogen purin akan berikatan dengan basa nitrogen
pirimidin, sehingga G (guanine) akan selalu berikatan dengan C (sitosin), dan A (adenine)
akan selalu berikatan dengan T (timin). Lihat gambar 2.
Gambar 2. Asam deoksiribonukleat.12
8
DNA Rekombinan
Teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika yang juga dinamakan kloning
gena atau kloning molekular merupakan istilah yang meliputi sejumlah cara kerja yang
mengarah kepada pemindahan informasi genetik ( DNA ) dari satu organisme ke organisme
lainnya.13 Teknologi DNA rekombinan adalah pembentukan kombinasi materi genetik yang
baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga
memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan di dalam suatu sel
organisme lain yang berperan sebagai sel inang. Teknologi DNA rekombinan mempunyai
dua segi manfaat. Pertama, dengan mengisolasi dan mempelajari masing-masing gen akan
diperoleh pengetahuan tentang fungsi dan mekanisme kontrolnya. Kedua, teknologi ini
memungkinkan diperolehnya produk gen tertentu dalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih
besar daripada produksi secara konvensional.3
Tujuan mempelajari teknologi DNA rekombinan supaya dapat memahami metode
isolasi DNA , ekspresi gena rekombinan pada sel prokariot dan eukariot , hibridisasi ,
sekuensing , amplifikasi fragmen DNA ( PCR ) dan mutasi terarah.13
Ciri – ciri mendasar DNA memungkinkan diciptakannya teknologi DNA rekombinan;2
a. DNA adalah biopolimer kompleks yang tersusun sebagai heliks ganda
Elemen penyusun mendasar adalah rangkaian basa purin ( adenin dan guanin ) dan
pirimidin ( sitosin dan timin ).Rangkaian basa ini melekat pada posisi C – 1 ’gula
deoksiribosa dan terangkai melalui penyatuan gugus gula di posisi 3’ – 5’ melalui
ikatan fosfodiester Gugus deoksiribosa dan fosfat yang berselang – seling membentuk
tulang punggung heliks ganda.
b. Pembentukan pasangan basa adalah konsep dasar struktur dan fungsi DNA
Adenin dan timin selalu berpasangan melalui ikatan hidrogen , demikian juga guanin
dan sitosin, pasangan ini dikatakan sebagai komplementer.Hukum – hukum
pembentukan pasangan basa memperkirakan bahwa dua untai DNA komplementer
akan kembali menyatu ( reanneal ) secara tepat jika renaturasi dilakukan seperti yang
terjadi ketika suhu larutan secara perlahan diturunkan menjadi normal.
DNA heliks ganda dikemas menjadi suatu struktur yang lebih kompak oleh sejumlah
protein , terutama protein – protein basa yang disebut histon.
Teknologi DNA rekombinan melibatkan isolasi dan manipulasi DNA untuk menghasilkan
molekul kimer.
9
Isolasi dan manipulasi DNA termasuk penyambungan sekuens ujung ke ujungdari
sumber yang sangat berbeda untuk menghasilkan molekul gabungan / kimer adalah intisari
dari riset DNA rekombinan.Untuk melakukan hal ini diperlukan beberapa teknik dan reagen
khusus.2
a. Enzim restriksi memotong rantai DNA di lokasi spesifik
Endonuklease tertentu – enzim yang memotong DNA di sekuens – sekuens tertentu di
dalam molekul DNA adalah alat kunci dalam riset DNA rekombinan.Enzim – enzim ini
disebut enzim restriksi ( restriction enzyme ) karena keberadaan enzim – enzim ini dalam
bakteri tertentu menghambat pertumbuhan virus bakteri tertentu yang disebut bakteriofaga.2
b. Enzim restriksi dan DNA ligase digunakan untuk mempersiapkan molekul DNA
gabungan
Ujung – ujung lengket pada suatu vektor dapat kembali saling berikatan tanpa disertai
penambahan netto DNA.Ujung – ujung lengket fragmen juga dapat kembali bersambungan
sehingga terbentuk insert heterogen tandem.Ujung – ujung lengket juga dapat tidak terpajan
atau berada dalam posisi yang tepat.Untuk mengatasi masalah ini digunakan suatu enzim
yang menghasilkan ujung – ujung tumpul dan dengan menggunakan enzim terminal
transferase ujung – ujung baru ditambahkan.2
c. Pengklonan memperbanyak DNA
Pengklonan molekular memungkinkan kita memproduksi molekul DNA yang identik
dalam jumlah besar , yang kemudian dapat diteliti karakternya akan digunakan untuk tujuan
lain.Teknik ini didasarkan pada kenyataan bahwa molekul DNA kimer atau hybrid dapat
dibentuk dalam vektor pengklonan ( cloning vector ) biasanya plasmid , bakteri , faga atau
kosmid yang kemudian terus bereplikasi di sel pejamu dalam sistem kontrolnya
sendiri.Dengan cara ini , DNA kimer dapat diperbanyak.Plasmid bakteri adalah molekul
DNA dupleks kecil melingkar yang fungsi alaminya memberikan resistensi antibiotik
terhadap sel pejamu.Plasmid memiliki beberapa sifat yang menyebabkannya sangat
bermanfaat sebagai vektor pengklonan.Plasmid dapat sebagai salinan tunggal atau multiple di
dalam bakteri dan bereplikasi tanpa tergantung pada DNA bakteri.Sekuens DNA lengkap dari
banyak plasmid telah diketahui , oleh karena itu, tersedia lokasi pasti tempat pemutusan
enzim restriksi untuk menyisipkan DNA asing.Plasmid lebih kecil dibandingkan dengan
kromosom pejamu sehingga mudah dipisahkan dari kromosom dan DNA yang telah dimasuki
plasmid mudah dikeluarkan melalui pemotongan plasmid dengan enzim yang spesifik untuk
10
tempat restriksi yang merupakan tempat potongan DNA asli dimasukkan.Plasmid mampu
menerima potongan DNA dengan panjang 6 – 10 kb.2
Faga biasanya memiliki molekul DNA linier tempat DNA asing dapat dimasukkan ke
dalamnya di beberapa lokasi enzim restriksi, faga dapat menerima potongan DNA dengan
panjang 10 – 20 kb.Fragmen DNA yang lebih besar dapat diklon dalam kosmid ( cosmid )
yang memadukan keunggulan plasmid dan faga.Kosmid adalah plasmid yang mengandung
sekuens – sekuens DNA ( disebut juga cos – sites ) yang diperlukan untuk mengemas DNA
lambda menjadi partikel faga.Kosmid dapat menerima potongan DNA dengan panjang
35 – 50 kb.2
d. Suatu perpustakaan mengandung kumpulan klon rekombinan
Perpustakaan genomik ( genomic library ) dibuat dari DNA total suatu turunan sel
atau jaringan.Vektor tempat gen yang disisipkan melalui teknologi DNA rekombinan
benar – benar menghasilkan protein yang disebut vektor ekspresi.2
e. Pelacak ( probe ) mencari gen atau molekul cDNA spesifik dalam
perpustakaan
Pelacak ( probe ) umumnya adalah potongan DNA atau RNA yang diberi label
nukleotida yang mengandung 32P atau nukleotida yang berlabel fluoresen.2
f. Teknik Blotting dan hibridisasi memungkinkan kita melihat fragmen spesifik
Untuk melihat potongan DNA atau RNA spesifik di antara ribuan molekul
” pencemar ” diperlukan perpaduan sejumlah teknik yang secara kolektif disebut blot
transfer.Teknik Notherm dan Western blot transfer masing – masing digunakan untuk
mengetahui ukuran dan jumlah molekul RNA dan protein spesifik.Teknik hibridisasi
keempat, southwestern blot , meneliti interaksi protein DNA .Protein dipisahkan dengan
elektroforesis , direnaturasi dan dianalisis untuk interaksi melalui hibridisasi dengan
menggunakan pelacak DNA yang berlabel spesifik.Hibridisasi koloni atau plak adalah
metode untuk mengidentifikasi dan memurnikan berbagai klon spesifik.2
g. Untuk menentukan sekuens DNA tersedia teknik manual dan otomatis
Segmen – segmen molekul DNA spesifik yang diperoleh dengan teknologi
rekombinan dapat dianalisis untuk menentukan sekuens nukleotidanya.Metode enzimatik
manual ( sanger ) menerapkan dideoksinukleotida spesifik yang menghentikan sintesis untai
DNA di nukleotida tertentu sewaktu untai sedang disintesis pada cetakan murni.Pada
penentuan sekuens DNA secara otomatis digunakan teknik yang tidak memerlukan
11
pemakaian radioisotop.Teknik yang paling sering digunakan adalah prosedur otomatis yang
menggunakan empat label flouresen berbeda satu label mewakili masing – masing
nukleotida.2
h. Reaksi berantai polimerase ( polymerase chain reaction , PCR )
memperbanyak sekuens DNA
PCR adalah metode amplifikasi suatu sekuens DNA tertentu.PCR merupakan cara
yang sensitif , selektif dan sangat cepat untuk memperbanyak sekuens DNA yang
diinginkan.2 Metode ini jauh lebih cepat daripada pengklonan gen dengan DNA plasmid atau
DNA faga dan seluruhnya dilakukan in vitro.4 PCR mengandalkan kemampuan enzim untuk
berfungsi sebagai penguat katalitik untuk menganalisis DNA yang terdapat dalam sampel
biologis dan forensik.Pada teknik PCR suatu DNA polimerase yang termostabil yang
diarahkan oleh primer oligonukleotida yang sesuai menghasilkan ribuan salinan dari suatu
sampel DNA yang pada awalnya terdapat dalam kadar yang terlalu rendah untuk dideteksi
secara langsung.2
Enzim Restriksi
Enzim restriksi yang memotong DNA pada rangkaian DNA spesifik di dalam
molekul, enzim mulanya dinamakan enzim restriksi karena keberadaannya dalam suatu
bakteri tertentu akan membatasi pertumbuhan virus bakteri tertentu yang disebut
bakteriofage. Enzim retriksi memotong DNA dari sumber apa pun menjadi potongan yang
pendek dengan cara yang spesifik menurut rangkaiannya dan cara ini berbeda dengan
kebanyakan metode enzimatik, kimiawi atau fisika lainya yang memutuskan DNA secara
acak.Enzim pertahanan ini ( telah ditemukan hingga ratusan tahun ) melindungi DNA bakteri
dari DNA organisme asing ( terutama faga infektif).Namun enzim – enzim ini hanya terdapat
di dalam sel yang juga memiliki enzim yang memetilasi DNA pejamu dan menyebabkan
tidak dapat menjadi substrat bagi enzim restriksi.Oleh karena itu DNA metilase site – specific
dan enzim restriksi selalu berada berpasangan dalam suatu bakteri.Masing – masing enzim
mengenali dan memotong sekuens DNA untai ganda spesifik dengan panjang 4-7 pb.
Potongan – potongan DNA ini menghasilkan ujung tumpul ( blunt ends ) misalnya Hpal atau
ujung tumpang tindih ( ujung lengket ; sticky ends ) misalnya BamHI , bergantung pada
mekanisme yang digunakan oleh enzim.Jika DNA dicerna oleh enzim tertentu , ujung semua
fragmen memiliki sekuens yang sama.Fragmen – fragmen yang dihasilkan dapat diisolasi
oleh elektroforesis pada gel agarosa atau poliakrilamid.2
12
Enzim restriksi secara tradisional dibagi menjadi 3 tipe berdasarkan komposisi subunit posisi
pemotongan, spesifisitas sekuens dan kofaktor yang diperlukan:14
a. Enzim restriksi tipe I
Enzim restriksi ini kompleks dengan multisubunit, memotong DNA secara acak dan jauh
dari sekuens pengenalannya. Pada awalnya enzim ini dikira langka, tapi setelah analisis
sekuens genom, enzim ini ternyata umum. Enzim restriksi tipe I ini memiliki pengaruh besar
dalam biokimia, namun mempunyai nilai ekonomis yang rendah karena tidak dapat
menghasilkan potongan fragmen DNA yang diinginkan sehingga tidak diproduksi.
b. Enzim restriksi tipe II
Enzim ini memotong DNA dekat atau pada situs pengenalan. Enzim ini menghasilkan
fragmen-fragmen sesuai dengan yang diinginkan sehingga biasa digunakan untuk analisis
DNA dan kloning gen. Enzim tipe II yang umum digunakan adalah HhaI, HindIII, EcoRI,
dan NotI, dan enzim-enzim tersebut tersedia secara komersil. Enzim ini tergolong kecil
dengan subunit yang memiliki 200-350 asam amino dan memerlukan Mg2+ sebagi kofaktor.
Selanjutnya enzim jenis tipe II yang umum, biasanya digolongkan sebagai tipe IIs, adalah
FokI dan AlwI. Enzim ini memotong diluar situs pengenalan, berukuran sedang, 400-650
asam amino, dan memiliki 2 domain khusus. Domain pertama untuk berikatan dengan DNA,
sedangkan domain yang satunya untuk memotong DNA.
c. Enzim restriksi tipe III
Enzim restriksi tipe II ini merupakan enzim restriksi yang tidak digunakan dalam
laboratorium. Hal ini dikarenakan enzim ini memotong di luar situs pengenalan dan
membutuhkan dua sekuen dengan orientasi berlawanan pada DNA yang sama untuk
menyelesaikan pemotongan sehingga enzim ini jarang menghasilkan potongan sempurna.14
Kesimpulan
Albino adalah kelainan yang disebabkan karena tubuh seseorang tidak mampu
membentuk enzim yang diperlukan untuk merubah asam amino tirosin menjadi beta – 3 , 4 –
dihidroksiphenylalanin untuk selanjutnya diubah menjadi pigmen melanin yang berfungsi
melindungi kulit dari radiasi ultraviolet yang datang dari matahari.Untuk mendeteksi dini
janin dalam kandungan apakah akan lahir albino atau tidak dapat dilakukan pemeriksaan
13
janin lewat cairan amnion atau ketuban ibu hamil pada usia kehamilan 16-20 minggu.Karena
janin mengeluarkan sel, minum, dan kencing dalam air ketuban. Biasanya doktrer juga
menyarankan melakukan pemeriksaan kromosom dan DNA rekombinan dimana dalam
teknologi DNA rekombinan digunakan enzim restriksi untuk memotong rangkaian basa
nitrogen pada gen abnormal.
Daftar Pustaka
1. Dorland. Kamus Kedokteran Dorland. Philadelphia: W.B. saunders Company;
2000.p.1518
2. Murray RK,Granner DK,Rodwell VW.Biokimia Harper.27thed.Jakarta:Penerbit Buku
Kedokteran EGC;2009.h 2 – 423.
3. Suryo.Genetika manusia.Yogyakarta:Gadjah Mada University Press;2003.h 6 – 479.
4. Campbell, Reece,Mitchell.Biologi.5thed.Jakarta:Erlangga;2002.h 396 – 8.
5. Arvin BK. Ilmu kesehatan anak. Edisi ke-15. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC ;2001.h.416-7.
6. Brown RG, Burns T. Dermatologi. Edisi ke-8. Jakarta: Penerbit Erlangga;
2005.h.127-8.
7. Graber MA, Toth PP, Herting RL. Dokter keluarga. Jakarta: Penerbit Buku
Kedokteran EGC; 2006.
8. Marks DB, Smith CM. Biokimia Kedokteran dasar. Jakrta : Penerbit Buku
Kedokteran EGC; 2000.
9. Underwood JC. Patologi Umum dan Sistematik. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran
EGC; 2000.
10. Benson RC, Pernoll ML. Obstetri dan Ginekologi. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran
EGC; 2009.
11. Newsmedical. What is DNA. 2010 (cited December 14, 2011). Available at:
http://www.news-medical.net/health/What-is-DNA.aspx.
12. Watson J. DNA. 2009. (cited December 14, 2011). Available at:
http://www.biologycorner.com/resources/DNA-colored.gif.
13. Sudjadi.Bioteknologi kesehatan.Yogyakarta:Kanisius;2008.h 43 – 52.
14. Sasnauskas G, Connolly BA, Halford SE, Siksnys V. 2007. Site-specific DNA
transesterification catalyzed by a restriction enzyme Proc Natl Acad Sci USA 104(7):
2115-20.
14
15