DNA FINGER PRINTING

Dasar Teori

Seperti sidik jari yang telah digunakan oleh detektif dan petugas forensik untuk melacak

kejahatan, setiap orang mempunyai sidik DNA yang unik. Tidak seperti sidik jari konvensional

yang hanya ada pada ujung jari dan bisa dimanipulasi oleh tindakan bedah, sidik DNA adalah

sama untuk tiap sel, jaringan, dan organ dari seseorang. Sidik DNA tidak bisa diubah oleh

apapun. Karena itu, sidik DNA merupakan suatu alat analitik yang sangat bermanfaat untuk

memeriksa kesamaan dan perbedaan antara individu (organisme) yang berbeda. Pemeriksaan

ini antara lain dapat digunakan untuk identifikasi kandungan makanan yang membahayakan,

identifikasi bagian tubuh manusia, mempelajari hubungan antar ras, mencari keluarga anak-anak

yang terpisah akibat perang, identifikasi organisme penyebab penyakit, identifikasi orangtua

kandung, deteksi perubahan DNA pada tumor, menentukan keberhasilan transplantasi sumsum

tulang, identifikasi pelaku kejahatan dan lain-lain

.

Bahan untuk pemeriksaan sidik DNA dapat diperoleh dari setiap bahan biologis yang

mengandung DNA, seperti jaringan dan cairan tubuh, folikel rambut dan lain-lain. Analisis DNA

ini juga dapat dilakukan pada bahan-bahan kering, misalnya bercak darah atau jaringan yang

dimurnifikasi. Pada DNA yang akan dianalisis, diberikan enzim restriksi yang akan memotong

DNA menjadi fragmen-fragmen dengan panjang yang berbeda-beda. Enzim restriksi akan

menempati suatu molekul DNA dan bergeser sepanjang heliks DNA hingga ia mengenali urutan

pasangan basa spesifik yang memberi sinyal untuk berhenti bergeser. Kemudian enzim tersebut

akan bertindak sebagai ‘gunting molekuler’ yang memotong DNA pada urutan pasangan basa

spesifik. Tempat urutan pasangan basa spesifik ini disebut juga situs restriksi.

Apabila pada suatu molekul DNA terdapat lebih dari satu situs restriksi, maka enzim

restriksi akan memotong DNA pada situs-situs tersebut sehingga diperoleh beberapa fragmen

dengan panjang yang berbeda-beda. Panjang masing-masing fragment tergantung pada lokasi

situs restriksi pada DNA. Suatu enzim restriksi tertentu akan mengenali empat atau enam

pasangan basa tertentu pada suatu situs restriksi. Hampir semua enzim restriksi dapat mengenali

situs restriksi yang merupakan suatu polindrom. Suatu polindrom adalah pasangan urutan basa

DNA, yang apabila dibaca dari arah 5’ ke 3’ maka urutan pada masing-masing untai DNA

tersebut adalah sama. Misalnya AAGCTT dengan TTCGAA, GAATTC dengan CTTAAG, dan

lain-lain. Urutan basa yang bersifat polindromik ini banyak terdapat pada sepanjang molekul

DNA. Situs restriksi adalah khas untuk suatu enzim.

Enzim endonuklease restriksi dapat memotong DNA pada urutan basa spesifik yang

bersifat palindrom (gambar 1)

Gambar 1. Pemisahan DNA oleh enzim restriksi

Sampai saat ini, daftar enzim endonuklease yang telah berhasil diisolasi dan dimurnikan

sudah mencapai beberapa ratus dan daftarnya terus bertambah. Enzim-enzim restriksi ini bisa

mengenali sekuens nukleotida spesifik terhadap empat sampai enam nukleotida. Sekuens yang

dikenali merupakan suatu perulangan berbalik yang bersifat simetris yang dikenal dengan nama

polindrom. Produk hasil potongan dari enzim restriksi bisa berupa ujung runcing (overhang)

baik pada ujung 5’ atau pada ujung 3’, tetapi ada juga yang menghasilkan ujung tumpul (blunt

end). EcoRI merupakan enzim endonuklease restriksi yang mengenali sekuens spesifik 5’-

GAATTC-3’ dan menghasilkan ujung 5’ overhang, sedangkan enzim PstI mengenali sekuens

spesifik yaitu 5’- CTGCAG-3’ dan menghasilkan ujung 3’ overhang

Setelah dipotong oleh enzim restriksi, fragmen-fragmen DNA dengan berbagai ukuran

dipisahkan dengan bantuan elektroforesis gel agarosa. Elektroforesis akan memisahkan fragmen-

fragmen DNA sesuai ukuran mereka. Fragmen DNA bermuatan negatif sehingga akan bergerak

ke kutub positif (anoda). Matriks gel agarosa bertindak sebagai jaringan molekul sehingga

fragmen DNA yang bergerak lebih jauh daripada yang besar. Fragmen-fragmen dengan ukuran

yang sama bergerak bersama-sama dalam satu pita DNA. Untuk memantau mobilitas DNA pada

gel, ditambahkan zat warna biru (biru bromfenol) pada larutan DNA yang akan diperiksa. Zat

warna ini akan bergerak menuju kutub positif pula, mendahului fragmen DNA yang terkecil.

Sesudah elektroforesis selesai, gel direndamkan dalam larutan pewarna (DNA Bio-safe)

untuk mewarnai DNA. Molekul zat warna akan terikat pada DNA yang berada pada gel tersebut.

Selanjutnya gel direndam dalam air untuk menghilangkan zat warna pada gel yang tidak terikat

pada DNA. Setelah pita-pita DNA terlihat, pola restriksi DNA pada tiap-tiap sampel dapat

dibandingkan.

palindrom

C A G T G A T C G A A T T C G C T A G T A A C G T T

G T C A C T A G C T T A A G C G A T C A T T G C A A

Situs restriksitempat pemotongan

C A G T G A T C G A A T T C G C T A G T A A C G T T

G T C A C T A G C T T A A C G A T C A T T G C A A

Fragmen 1 Fragmen 2

Gambar 2. Palindrom, situs restriksi, fragmen DNA, Enzim

Tujuan

I. Tujuan Umum

Untuk mempelajari salah satu cara analisis DNA yaitu dengan memeriksa sidik DNA dan

mempelajari prinsip elektroforesis dengan menggunakan pewarnaan yang berbeda.

II. Tujuan Khusus

- Untuk mengetahui persamaan dan perbedaan antara DNA dari individu yang berbeda

- Untuk mengerahui bagaimana endonukleus memotong atau menghidrolisis molekul DNA

- Untuk mengetahui bagaimana bila penambahan endonukleus tertentu pada dua sampel DNA

akan memberikan suatu kunci mengenai perbedaannya dalam linear base pair sequence

Alat:

1. Tabung mikro 1,5 mL

2. Pipet Eppendorf + tip

3. Alat sentrifugasi mikro

4. Penangas air

5. Alat elekroforesis horizontal

6. Sumber listrik

7. Wadah plastik untuk mewarnai gel

8. Rak tabung mikro

Bahan:

1. Kit DNA Fingerprinting ( Biorad ):

DNA tempat kejadian ( crime scene, CS )

DNA terdakwa 1 – 5 ( S1 – S5 )

Buffer enzim restriksi

Campuran enzim EcoR1/PSt1EtBr 10 mg/ml

Pewarna sampel

Larutan DNA

2. Akuades

3. Agarosa

4. EtBr 10 mg/ml

5. Pewarna Fast Blast

6. TAE 1x

Cara Kerja Pemotongan DNA dengan Enzim Restriksi

1. Tempatkan tabung berisi campuran enzim restriksi, yang telah dilabeli ENZ, di dalam es.

2. Labeli masing-masing tabung mikrotes berwarna sebagai berikut:

tabung hijau CS (crime scene)

tabung biru S1 = suspect/tersangka 1

tabung jingga S2 = suspect/tersangka 2

tabung violet S3 = suspect/tersangka 3

tabung merah S4 = suspect/tersangka 4

tabung kuning S5 = suspect/tersangka 5

Labeli setiap tabung dengan nama kita, tanggal dan

periode lab. Tempatkan tabung-tabung tersebut dalam foam micro test

tube holder.

3. Dengan menggunakan tip baru

untuk tiap sampel, ambil 10 µl

dari tiap sample DNA dari

tabung penyimpanan dan

pindahkan ke tabung mikrotes

yang sesuai warnanya.

Pastikan sampelnya berada di

dasar tabung.

4. Pipetkan 10 µl enzyme mix (ENZ) ke dasar tiap

tabung. Gunakan tip baru untuk memindahkan

sample ENZ ke tiap tabung.

5. Tutup tabung dengan erat dan campurkan isinya dengan

cara menjentikkan jari ke tabung dengan lembut. Jika

ada alat mikrosentrifugasi, pulse-spin tabung-tabung

tersebut supaya isinya berada di dasar tabung. Kalau

tidak ada, ketukkan tabung dengan lembut ke atas meja.

6. Tempatkan tabung-tabung itu dalam foam micro tube

holder

dan inkubasi selama 45 menit pada 37ºC atau semalaman

pada suhu kamar dalam sejumlah besar air yang dipanaskan

sampai 37ºC.

7. Setelah inkubasi, angkat tabung-tabung tersebut dari penangas air dan

simpan di lemari pendingin sampai diperlukan.

Pembuatan Gel Agarosa

1. Sebanyak 2,5 gram agarosa dilarutkan ke dalam 250 ml larutan buffer TAE, lalu

dipanaskan sampai mendidih. 

2. Gel agarosa 1% dituangkan ke dalam cetakan yang telah dipasang sisir cetakan. 

3. Setelah didinginkan sampai mengeras, sisir pencetak diangkat sehingga membentuk

sumur-sumur tempat memasukkan sampel. 

Elektroforesis Gel Agarosa

1. Ambil sampel DNA yang sudah dipotong dengan

enzim restriksi.

2. Pulse spin tabung di mesin sentrifugasi atau ketuk-

ketuk tabung di atas meja supaya isinya tercampur rata.

3. Dengan menggunakan tip baru untuk tiap sampel, tambahkan 5 µl loading dye “LD” ke

masing-masing tabung. Tutup

tabung dan campur dengan cara

menjentikkan jari ke tabung.

Usahakan sampel terkumpul di

dasar tabung dengan mengetuk-

ngetukkan tabung dengan lembut

di atas meja atau pulse spin di mesin sentrifugasi.

4. Tempatkan sebuah gel agarosa pada alat elektroforesis.

Isi ruang pada alat dengan 1x TAE buffer sampai

menutupi gel, menggunakan kira-kira 275 ml buffer.

5. Periksa apakah sumur-sumur pada gel agarosa berada

dekat elektroda hitam (–) dan sisi lain dari gel berada

dekat elektroda merah (+).

6. Dengan menggunakan tip bersih untuk tiap sampel, mengisikan sampel ke tiap-tiap

sumur pada gel dengan urutan sebagai berikut:

Jalur 1: CS, hijau, 20 µl

Jalur 2: S1, biru, 20 µl

Jalur 3: S2, jingga, 20 µl

Jalur 4: S3, violet, 20 µl

Jalur 5: S4, merah, 20 µl

Jalur 6: S5, kuning, 20 µl

7. Pasang penutup dengan hati-hati. Tutup akan terpasang dalam satu orientasi: merah ke

merah dan hitam ke hitam. Sambungkan elektroda ke sumber listrik, merah ke merah dan

hitam ke hitam.

8. Nyalakan listrik dan elektroforesis pada 100 V

selama 30 menit.

9. Dilakukan pewarnaan dengan 10 l etidium

bromida 10mg/ml.

10. Analisis pola pita-pita DNA hasil pewarnaan dengan etidium bromida dilakukan

dengan melihat dibawah sinar lampu ultra violet yang berupa terbentuknya pita DNA

berwarna merah-orange.

Hasil dan Pembahasan

Gambar 1. Hasil elektroforesis sampel DNA

Kolom 1: TK/tempat kejadian (tabung hijau)

Kolom 2: terdakwa 1 (tabung biru)

Kolom 3: terdakwa 2 (tabung orange)

Kolom 4: terdakwa 3 (tabung violet)

Kolom 5: terdakwa 4 (tabung merah)

Kolom 6: terdakwa 5 (tabung kuning )

1 2 3 4 5 6

Enzim restriksi yang digunakan dalam tehnik rekayasa genetika berasal dari golongan

enzim endonuklease. Ciri utama enzim retriksi endonuklease adalah mampu mngenal secara

spesifik 4 sampai 7 pasang urutan nukleotida yang bersifat polindrom pada untai DNA ganda.

Ciri lain adalah mampu memotong molekul DNA pada atau dekat kedua urutan pengenal

tersebut. Enzim retstriksi menghasilkan fragmen DNA tertentu dan panjangnya terbatas dengan

urutan basa tertentu sebagai hasil pemotongan DNA. Enzim endonuklease restriksi yang

digunakan pada praktikum ini yaitu EcoRI dan PstI. EcoRI merupakan enzim endonuklease

restriksi yang mengenali sekuens spesifik 5’-GAATTC-3’ dan menghasilkan ujung 5’ overhang,

sedangkan enzim PstI mengenali sekuens spesifik yaitu 5’- CTGCAG-3’ dan menghasilkan

ujung 3’ overhang.

Untuk melihat dan menganalisa pola fragmen DNA yang dihasilkan selanjutnya dilakukan

elektroforesa menggunakan gel agarosa yang telah diwarnai dengan etamium bromide. Dengan

menggunakan sinar ultra violet akan terlihat band-band yang merupakan fragmen-fragmen DNA.

Masing-masing individu akan menghasilkan pola band yang berbeda-beda yang berarti memiliki

site restriksi yang berbeda.

Salah satu aplikasi enzim restriksi endonuklease ini adalah dalam mengungkap masalah-

masalah kriminal. Pada praktikum ini dicoba didesain suatu sumber DNA crime scene yang

ditemukan di tempat kejadian dan akan dibandingkan dengan lima DNA yang jadi tersangka

dengan melihat pola pita-pita protein yang dihasilkan setelah dipotong dengan enzim restriksi.

Pola pita DNA yang dihasilkan dari tersangka jika memiliki pola pemisahan pita DNA yang

sama dengan crime scene, maka bisa dipastikan dialah pelakunya. Besarnya sisipan DNA

berbeda-beda pada masing-masing tersangka (antara suspect 1 sampai dengan suspect 5, S1-5)

dan salah satunya mempunyai sisipan yang sama dengan crime scene. Dengan demikian maka

bisa dipelajari situs DNA spesifik dari kedua enzim tersebut yang menghasilkan ukuran pita

DNA yang berbeda-beda.

Hasil analisis dengan elektroforesis agarosa dari sampel CS dan S1-S5 yang telah dipotong

dengan campuran enzim restriksi EcoRI dan PstI dapat terlihat pada gambar 1. Dari gambaran

hasil tersebut di atas terlihat bahwa pola pita DNA CS yang ditemukan di tempat kejadian adalah

sama dengan pola pita DNA tersangka nomor 3 (S3).

Kesimpulan

Salah satu aplikasi enzim endonuklease restriksi yang dipakai dalam teknik sidik jari DNA

adalah untuk melacak pelaku tindak kejahatan dengan mencocokkan pola DNA tersangka

dengan DNA yang ditemukan di tempat kejadian. Dalam praktikum ini terlihat bahwa pelaku

kejahatan adalah tersangka 3 (S3) karena mempunyai pola pita DNA yang sama dengan DNA

CS yang ditemukan di TKP.

Pre Lab Introduction to DNA Fingerprinting

Consideration 1 What is the structure of DNA?

1. Compare the -backbone- of the sugar-phosphate arrangement in the side chains of all three figures. Are there any differences?

Tidak ada perbedaan, pengaturan sama atau serupa pada ketiga contoh tersebut.

2. In the above figure, do all three samples contain the same bases? Describe your observations.

Ya, semua rantai berisi basa yang sama, yaitu adenin, timin, sitosin dan guanine, tetapi memiliki urutan yang berbeda.

3. Are the bases paired in an identical manner in all three samples? Describe the pattern of the base pair bonding.

Cara pemasangan basa tersebut identik, dengan pola pemasangan adenin dengan timin dan sitosin dengan guanin.

4. In your attempt to analyze DNA samples from three different individuals, what conclusions can you make about the similarities and differences of the DNA samples?

Persamaan dapat dilihat pada pengaturan gula-fosfat dan macam basa yang penyusunnya, sedangkan perbedaanya terletak pada pengaturan urutan basa pada DNA tersebut.

5. What will you need to compare between these DNA samples to determine if they are identical or non-identical?

Untuk menentukan identiknya sampel DNA dapat dilakukan dengan menggunakan urutan pasangan basa pada setiap sampel DNA, sampel yang identik memiliki urutan basa yang sama. Caranya mengatahuinya bisa dengan melakukan sekuensing atau bisa dengan menggunakan enzim restiksi. DNA yang identik akan menghasilkan panjang band yang sama.

Lesson 1 Restriction Digests of DNA Samples

1. How many pieces of DNA would result from this cut ? 2

2. Write the base sequence of the DNA fragments on both the left and right side of the "cut”.

Left RightA T G A A T T C T C A A T T A C C TT A C T T A A G AG T T A A T G G A

3. What differences are there in the two pieces?Perbedaannya terdapat pada ukuran fragment DNA.

4. DNA fragment size can be expressed as the number of base pairs in the fragment. Indicate the size of the fragments [mention any discrepancy you may detect].

a) The smaller fragment is…3…base pairs (bp).b) What is the length of the longer fragment? 11

5. Consider the two samples of DNA shown below [single strands are shown for simplicity]:Sample #1:

C AGTGA TCTC GAA TTC G CT AG T AACGTT

Sample #2: TCA TGAA TTC CTG GAA TCAGCAAA TGCA

If both samples are treated with a restriction enzyme [recognition sequence GAATIC]then indicate the number of fragments and the size of each fragment from each sampleof DNA.

Sample # 1 Sample # 2# of fragments: 2 # of fragments: 2

List fragment size in ascendingorder: largest -> smallest

Sample # 1 Sample# 2

17 pasang basa 23 pasang basa11 pasang basa 5 pasang basa

Lesson 1 Restriction Digestion of DNA Samples

Review Questions

1. Before you incubated your samples, describe any visible signs of change in the contentsof the tubes containing the DNA after it was combined with the restriction enzymes.Setelah sampel DNA ditambahkan enzim restriksi (EcoRI/Pstl), pada tabung DNA tidak terlihat adanya perubahan secara kasat mata.

2. Can you see any evidence to indicate that your samples of DNA were fragmented oraltered in any way by the addition of EcoRI/Pstl? Explain.Sampel DNA yang telah terpotong tidak dapat terlihat, karena pada tabung DNA tidak terlihat adanya perubahan.

3. In the absence of any visible evidence of change, is it still possible that the DNA samples were fragmented? Explain your reasoning.

Hal itu mungkin saja terjadi, karena kita telah mengatur kondisi yang optimal untuk kerja enzim restriksi.

4. (Answer the next day)

After a 24 hour incubation period, are there any visible clues that the restrictionenzymes may have in some way changed the DNA in any of the tubes? Explain your reasoning.Pada tabung masih tidak terlibat adanya perubahan. Tidak adanya perubahan yang nyata pada tabung DNA walaupun mungkin enzim telah memotong DNA karena reaksi ini terjdi pada tingkat molekuler dan terlalu kecil untuk dapat dilihat.

Lesson 2 Electrophoresis of Your DNA Samples

Review Questions

1. The electrophoresis apparatus creates an electrical field with positive and negative poles at the ends of the gel. DNA molecules are negatively charged. To which electrode pole of the electrophoresis field would you expect DNA to migrate? (+ or -)? Explain.DNA yang bermuatan negatif akan bergerak atau perpindah ke arah kutub positif pada media elektroforesis.

2. What color represents the negative pole?Biasanya digunakan warna hitam.

3. After DNA samples are loaded into the sample wells. they are "forced" to move through the gel matrix. What size fragments (large vs. small) would you expect to move toward the opposite end of the gel most quickly? Explain.Fragment DNA yang berukuran lebih kecil akan berpindah terlebih dahulu, hal ini karena DNA yang ukuran kecil tidak memiliki hambatan untuk melalui gel.

4. Which fragments (large vs. small) are expected to travel the shortest distance from the well? Explain.

Fragment yang berukuran lebih besar, karena fragment yang berukuran besar terhalang pada saat melalui gel.

Post Lab Questions

1. What can you assume is contained within each band?Merupakan fragmen DNA

2. If this were a fingerprinting gel, how many samples of DNA can you assume wereplaced in each separate well?satu

3. What would be a logical explanation as to why there is more than one band of DNA foreach of the samples?Enzim restriksi akan memotong untai DNA sehingga dihasilkan minimal 2 fragmen DNA

4. What caused the DNA to become fragmented?Karena adanya enzim restriksi yang memotong pada basa yang spesifik.

5. Which of the DNA samples have the same number of restriction sites for the restrictionendonucleases used? Write the lane numbers.Pada line 2 dan line 4.

6. Which sample has the smallest DNA fragment?Line 5

7. Assuming a circular piece of DNA (plasmid) was used as starting material, how many restriction sites were there in lane three?

No. 3 terbentuk 1 fragment

8. Which DNA samples appear to have been "cut" into the same number and size offragments?Line 2 dan 4

9. Based on your analysis of the gel, what is your conclusion about the DNA samples in the drawing? Do any of the samples seem to be from the same source? If so, which ones? Describe the evidence that supports your conclusion.DNA pada No. 2 & 4 dari individu yang sama karena memiliki site restriksi yang sama sehingga terbentuk 2 fragment pada posisi yang sama pula.

PCR

Lesson 1 DNA Template Preparation

Focus Questions

1. Why is it necessary to chelate the metal ions from solution during the boiling/lysis stepat 100oC? What would happen if you did not use a chelating agent such as the InstaGene matrix?Ion logam berfungsi sebagai kofaktor untuk DNase. DNase berfungsi untuk degradasi DNA. InstaGene matrix menjalankan ion logam sehingga DNase tidak aktif, dengan demikian didapat DNA template.Bila tidak ada InstaGene matrix maka tidak didapat DNA template.

2. What is needed from the cells for PCR? Yang diperlukan dari sel adalah DNA untuk proses PCR.

3. What structures must be broken to release the DNA from a cell? Membran sel dan membran nukleus

4. Why do you think the DNA is stored cold with, the InstaGene matrix after boiling thesamples?Bila tidak ada InstaGene matrix maka tidak bisa didapat DNA template.

Lesson 2 PCR Amplification

Focus Questions1. Why is it necessary to have a primer on each side of the DNA segment to be amplified?

Primer digunakan untuk cetakan pada saat replikasi.

2. How did Taq DNA polymerase acquire its name?Tag polymerase diisolasi dari bakteri thermifilik yaitu Thermus aquaticus. Tag polymerase digunakan untuk PCR karena dapat bertahan pada suhu yang ekstrim.

3. Why are there nucleotides (A. T. G. and C) in the master mix? What are the othercomponents of the master mix. and what are their functions?dNTP akan terinkoporasi dengan Tag polymerase untuk membuat untai DNA yang lengkap.Komponen master mix:

dNTP – bahan mentah untuk DNA Tag polimerase – enzim yang membangun untai DNA baru. Ion magnesium – kofaktor (katalis) DNA polimerase untuk membuat untai DNA Primer oligonukleotida – potongan DNA komplementer untuk Tag polimerase dalam

membuat perbanyakan Garam buffer – menjaga lingkungan ion dan pH agar optimal untuk reaksi PCR.

4. Describe the three main steps of each cycle of PCR amplification and what reactionsoccur at each temperature.1. Denaturasi, yaitu dengan cara meningkatkan temperatur hingga kurang lebih 94o C

selama 1 menit sehingga terjadi pemisahan dari kedua untai DNA dupleks.2. Annealing/hibridisasi, yaitu tahap penempelan oligonukleotida primer. Pada tahap ini

suhu reaksi diturunkan menjadi 50o C hingga 62o C selama 1 menit.3. Pemanjangan rantai (polimerisasi), yaitu dengan cara memanaskan kembali komponen-

komponen reaksi pada suhu 72o C selama 1 menit sehingga primer dapat diperpanjang oleh enzim DNA polimerase hingga mencapai seluruh panjang dari DNA target.

5. Explain why the precise length target DNA sequence doesn't get amplified until the third cycle. You may need to use additional paper and a drawing to explain your answer.

Karena pada siklus ke-3 sudah dapat ditemukan untai DNA yang sama.

Lesson 3 Gel Electrophoresis of Amplified PCR Samples

Focus Questions

1. Explain the difference between an intron and an exon.Intron adalah sekuen DNA yang tidak mengkode proteinExon adalah sekuen DNA yang mengkode protein

2. Why do the two possible PCR products differ in size by 300 base pairs?Karena adanya sekuen Alu yang dapat menambah panjang ukuran DNA sebesar 300 bp.

3. Explain how agarose electrophoresis separates DNA fragments. Why does a smallerDNA fragment move faster than a larger one?Karena fragmen yang berukuran kecil memiliki berat molekul yang lebih kecil pula sehingga lebih mudah untuk bermigrasi.

4. What kind of controls are run in this experiment? Why are they important? Could others be used?

Kontrol homozigot +/+, homozigot -/- dan heterozigot +/- Kontrol penting karena untuk mengetahui sampel DNA. Sampel DNA yang diperiksa (belum

diketahui) akan dibandingkan dengan kontrol yang telah diketahui.

Lesson 4 Ana1ysis and Interpretation of Results

Focus Questions

1. What is your genotype for the Alu insert in your PV92 region?Homozigot +/+Homozigot -/-Heterozigot +/-

2. What are the genotypic frequencies of +/+, +/-, and -1- in your class population? Fill inthe table below with your class data.Jika diasumsikan dalam suatu kelas ada 32 siswa.

Table 1. Observed Genotypic Frequencies for the Class

Category Number Frequency (# of GenotypeslTotalHomozygous (+/+)Heterozygous (+/-)Homozygous (-/-)

8816

0.250.250.50

Total = 32 =1.00

Frekuensi Homozigot +/+ = 8/32 = 0.25Frekuensi Homozigot -/- = 8/32= 0.25Frekuensi Heterozigot +/- = 16/32 = 0.50

3. What is the frequency of each allele in your class sample? Fill in the table below with your class data. Remember, a class of 32 students (N) will have a total of 64 (2N) instances of each locus.

Table 2. Calculated Allelic Frequencies for the Class Category Number Frequency(+) alleles(-) alleles

1220

p = 0.375q = 0.625

Total alleles = 32 = 1.00

4. The following table presents data from a USA-wide random population study.

Table 3. Genotypic Frequencies for Alu in a USA SampleCategory Number FrequencyHomozygous (+/+) 2,422 0.24Heterozygous (+/-) 5,528 0.55Homozygous (-1-) 2,050 0.21

Total = 10,000 = 1.00

Table 4. Calculated Allelic Frequencies for USA

Category Number Frequency(+) alleles(-) alleles

10.3729.628

p = 0.52q = 0.48

Total alleles = 20.000 = 1.00

5. How do your actual class data for genotypic and allelic frequencies compare with those of the random sampling of the USA population? Would you expect them to match? What reasons can you think of to explain the differences or similarities?Probability populasi kelas tidak sama dengan populasi masyarakat USA. Populasi kelas berasal dari sampel yang kecil, sedangkan populasi masyarakat USA berasal dari sampel yang besar sehingga lebih representative dalam frekuensinya dan lebih heterogen.

6. Using the values for p and q that you calculated in Table 2 for your class population,calculate p2, 2pq, and q2. Do they come out to be the same as the genotype frequencies that you found in Table 1? If they do, your class resembles a Hardy-Weinberg genetic equilibrium. If your observed (actual) genotype frequencies are not the same as the expected values, what might be some of the reason(s) for the difference?Berdasarkan tabel 1, frekuensi genotif tidak sesuai dengan p2, 2pq, and q2, hal ini karena kondisi kelas terlalu kecil untuk bisa menggambarkan keseimbangan Hardy-Weinberg. Selain itu dalam kelas juga tidak terjadi perkawinan acak yang dapat menghasilkan keturunan untuk generasi berikutnya.

7. Using the values for p and q that you calculated in Table 4 for the USA population sample, calculate p2, 2pq, and q2. Do they come out to be the same as the genotype frequencies that you found in Table 3? Does this USA-wide sample suggest that the population of the USA is in Hardy-Weinberg equilibrium?Sampel populasi masyarakat USA seperti cukup representative untuk menggambarkan keseimbangan frekuensi genetik. Seperti diketahui, keseimbangan Hardy-Weinberg terjadi bila tidak terjadi perkawinan acak yang dapat menghasilkan keturunan untuk generasi berikutnya dan tidak ada migrasi pada populasi tersebut. Keseimbangan Hardy-Weinberg hanya sebuah teori, yang mungkin pada populasi yang ada di alam tidak dapat dijumpai, tetapi teori ini berguna untuk evaluasi dan prediksi kestabilan genetik pada populasi di alam.