DNA Rekombinan

download DNA Rekombinan

of 70

  • date post

    28-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    452
  • download

    89

Embed Size (px)

description

semester 1 blok BM1

Transcript of DNA Rekombinan

  • DR.Restu Syamsul Hadi, MKes.Teknologi dna rekombinan (GENETIC ENGINEERING)

  • Teknik Rekombinan meliputi:

    -Teknik untuk mengisolasi DNA-Teknik untuk memotong DNA.-Teknik untuk menggabung atau menyambung DNA.-Teknik untuk memasukkan DNA kedalam sel hidup sehingga DNA rekombinan dapat bereplikasi dan dapat diekspresikan

  • Organisme transgenik: organisme yang membawa gen yang berasal dari jenis organisme lainnya.

    Organisme transgenik dihasilkan melalui Rekayasa Genetika

    Rekayasa Genetika menggunakan Teknologi DNA Rekombinan

    Teknologi DNA Rekombinan kumpulan teknik atau metoda yang digunakan untuk mengkombinasikan gen-gen secara buatan.

  • Perubahan genetik suatu organisme, atau keturunan, teknik untuk menghilangkan karakteristik bahan yang tidak diinginkan atau untuk menghasilkan bahan yang baru yang diinginkan.

    Penambahan, penghapusan, atau manipulasi sifat tunggal dalam organisme untuk menciptakan perubahan yang diinginkan Definisi:Apa Rekayasa Genetika?

  • Isolasi dan pemurnian DNA Isolasi DNA bakteri Isolasi DNA plasmid Pemurnian secara kimiawi dan enzimatisBerbagai jenis dan karakterisasi vektor vektor plasmid vektor yeast vektor bakteriofagEnzim restriksi dan ligase Jenis enzim restriksi Faktor yang berpengaruh terhadap enzim restriksi Faktor yang berpengaruh terhadap enzim ligase

  • Teknik Elektroforesis dan PCR Faktor yang berpengaruh dalam elektroforesis Faktor yang berpengaruh terhadap PCRDNA sekuensing dan hibridisasi southern blot northern blot western blotDNA rekombinan dan Transformasi Isolasi Restriksi Sel kompeten Transformasi

  • Rekayasa genetik pada : Rekayasa genetik pada hewan Rekayasa genetik pada tumbuhan Rekayasa genetika pada manusiaProduk transgenik, keamanan dan bioetika Biosafety bioetika GMO dan genetically modofied foods

  • Rekayasa genetika, juga dikenal sebagai teknologi DNA rekombinan, berarti mengubah gen dalam organisme hidup untuk menghasilkan Genetically Modified Organism (GMO) dengan genotipe baru Berbagai jenis modifikasi genetik yang mungkin: memasukkan gen asing dari satu spesies menjadi - spesies lain, - membentuk organisme transgenik; - mengubah gen yang ada sehingga produknya berubah, - mengubah ekspresi gen sehingga ditranslasikan lebih sering atau tidak sama sekali

  • Awalnya manipulasi genetik secara tradisional seperti : pemuliaan selektif untuk meningkatkan nilai gizi tanaman terlalu lambat

    Pengenalan gen dari satu spesies yang berasal dari organisme ke organisme dari spesies yang berbeda (organisme transgenik) Kloning gen untuk menentukan fungsinya Mengubah fenotip suatu organisme untuk meningkatkan sifat yang diinginkan

    Rekayasa genetika dengan teknik molekuler Memungkinkan untuk menciptakan perubahan genetik lebih besar pada kecepatan yang jauh lebih cepat Produksi bahan farmasi dalam jumlah besarMENGAPA ILMUWAN MENGEMBANGKAN REKAYASA GENETIKA..?

  • Teknik Dasar Rekayasa Genetika

    Selective BreedingTanaman atau hewan dengan karakteristik yang diinginkan paling banyak digunakan untuk pemuliaan lebih lanjut

    Hybridization (Crossbreeding)Menggabungkan strain yang berbeda spesies untuk menggabungkan karakteristik terbaik dari keduanya. (burung dara + perkutut = sinom) Recombinant DNA TechnologiesTransformasi

  • Basic steps in genetic engineeringIsolasi genInsersi ke dalam host menggunakan vectorPerbanyak copy DNA sebanyak mungkinPemisahan produk gen yang dihasilkanEkstraksi produk gen yang diinginkan

  • Fluorescent proteins are a useful tool in biotechnologyMenjadi petanda adanya ekspresi gen dan protein target dalam sel-sel hidup suatu organisme

    Paling banyak digunakan adalah green fluorescent protein (GFP) pertama kali diisolasi dari Victoria aequorea (ubur-ubur), dapat dilekatkan ke hampir semua protein dan yang menarik dan masih dapat menjadi fluorescent molecule.

    Dapat digunakan untuk melokalisasi protein yang sebelumnya belum di-karakterisasi untuk memvisualisasikan dan melacak protein untuk lebih memahami peristiwa selular.

    Dapat digunakan untuk melihat proses perkembangan

  • Hewan Transgenik Tikus transgenik dapat digunakan untuk mempelajari sistem kekebalan tubuh dan penyakit genetik

    Babi : Faktor VIII pada pembekuan darah, organ-organ untuk transplantasi

    Hewan lain : hormon pertumbuhan IL-2 (kanker), albumin

  • Organisme rekombinanTanaman tahan hamajagung (gen toksin dari Bacillus thuringiensis yang dapat membunuh serangga)Tanaman tomatGolden rice (beta-carotene)Plant-based vaccines

  • Genetically Modified OrganismsTanaman tahan hamaJagung Bt (mengandung gen toksin dari Bacillus thuringiensis yang membunuh hama)Golden rice (mengandung beta-carotene)Tanaman sebagai vaksin

  • Genetic engineering of Bt-resistant corn (Bt-corn) Bt-transgenic plants are resistant to insects, no need for sprayinginsecticide Clone Bt toxin gene from bacteria and express in plants Tanaman jagung tidak perlu lagi insektisida, serangga/ulat akan mati bila memakan jagung

  • Contoh penerapan rekayasa genetika pada tanamanGolden Rice mengandung gen untuk menghasilkan vitamin A Biji beras (endosperm) kekurangan senyawa essential seperti vitamin A dan precursornya (-carotene). Defisiensi Vitamin A dapat meyebabkan kebutaan dan penurunan sistem imun tubuh.

  • HUMAN GENETIC ENGINEERING Rekayasa genetika manusia berarti mengubah gen dalam sel manusia yang hidup

    Misalnya pada penderita penyakit paru-paru yang disebabkan oleh gen yang cacat dalam sel paru-paru. Dengan cara memperbaiki gen-gen memungkinkan akan sembuh .

    Mengubah gen dalam sel hidup dengan menempatkan gen baru yang diinginkan ke virus yang diperbolehkan untuk masuk ke sel-sel manusia dan yang memasukkan gen baru ke dalam sel bersama dengan sebelumnya

  • HUMAN GENETIC ENGINEERING

  • "Somatic" genetic engineeringRekayasa genetika yang menargetkan gen di organ tertentu dan jaringan tubuh orang yang ada tanpa mempengaruhi gen dalam telur atau sperma. Percobaan transfer gen somatik sedang menjalani uji klinis, dengan hasil yang beragam sampai saat ini. Suatu hari nanti mungkin akan dapat digunakan dengan efektif

  • "Germ line" genetic engineering

    Rekayasa genetika yang menargetkan gen dalam telur, sperma, atau embrio sangat awal Perubahan yang mempengaruhi setiap sel dalam tubuh individu yang dihasilkan, dan diwariskan kepada semua generasi berikutnya[note: The term "somatic" comes from the Greek "soma" for "body."The term "germline" refers to the "germ" or "germinal" cells, the eggs and sperm.

  • Insulin (diabetics) Factor VIII (males w/hemophilia A) Factor IX (hemophilia B) Human growth hormone Erythropoietin (anemia) Angiostatin/endostatin(anti-cancer drugs) leptinProduk DNA Recombinant untuk terapi pada manusia

  • DESIGNER BABY

  • Kesulitan pada Rekayasa Genetika ManusiaInserting gene in correct cellsInserting gene so it is expressed correctly Orientation RegulationControlling virus vectorEthical issues

  • KLONING GEN

  • Kloning - definisiDari Bahasa Yunani - klon, rantingKumpulan turunan suatu individu yang dihasilkan tanpa melalui perkawinan; kumpulan replika sebagian atau seluruh makromolekul (contoh, DNA atau antibodi)Suatu individu yang tumbuh dari satu sel somatik induknya serta memiliki identitas genetik yang sama dengan induknya Klon: Koleksi molekul atau sel yang semua identitasnya sama dengan molekul atau sel penurunnya

  • Kloning DNAMetoda untuk memurnikan atau mengidentifikasi dan memperbanyak suatu potongan DNA tertentu (klon) yang dikehendaki dari campuran potongan-potongan DNA yang kompleks.

  • Kloning GenKetika keseluruhan DNA dari suatu organisme diekstraksi, akan diperoleh seluruh gen yang dimiliki organisme tersebutPada kloning gen, hanya gen (DNA) tertentu yang diisolasi, dimurnikan, dan diperbanyak (diklon)

  • Tujuan mengklon GenMenentukan urutan basa nukleotida penyusun gen tersebutMenganalisis atau mengidentifikasi urutan basa nukleotida pengendali gen tersebutMempelajari fungsi RNA / protein/enzim yang disandi gen tersebutMengidentifikasi mutasi yang terjadi pada kecacatan gen yang mengakibatkan penyakit bawaanMerekayasa organisme untuk tujuan tertentu, misalnya memproduksi insulin, ketahanan terhadap hama, dll.

  • Sumber DNA untuk diklonDNA kromosomcDNA (complementary DNA) yang disintesis menggunakan mRNA sebagai cetakan (template)DNA yang dihasilkan dari perbanyakan menggunakan PCR

  • Bahan / Alat untuk MengklonEnzim endonuklease restriksi Enzim ligaseVektorsInang (Host)Metoda untuk memasukkan DNA ke dalam sel inang

  • Memotong DNAMenggunakan enzim endonuklease restriksiUjung lengket (sticky ends)Ujung tumpul (blunt ends)

    Penamaan enzimEcoRIE = genus (Escherichia)co = species (coli)R = strainI = # of enzyme

  • Penyambungan (pasting) DNAPembentukan ikatan-H pada ujung-ujung yang komplemen (sticky ends)

    Ligase membentuk ikatan fosfodiester untuk merekatkan benang-benang DNA

  • Vektor untuk MengklonDiperlukan suatu wahana (vehicle) untuk memasukkan suatu potongan DNA ke dalam sel agar DNA tersebut dapat disimpan dan diperbanyak di dalam sel tersebut

  • PlasmidDNA bukan kromosom (extrachromosomal DNA) yang secara alami dimiliki suatu jasadBentuknya benang ganda (double strands DNA, dsDNA) sirkular

    Plasmid buatan (Artificial plasmids) dapat dibuat dengan menambahkan potongan-potongan DNA lain

  • Vektor untuk MengklonPlasmid dapat dimodifikasi untuk mampu membawa potongan DNA lain ke dalam sel bila memiliki:

    Replikator (origin of replication) Penanda (Marker) yang mudah diseleksi (