JURNAL AWAL

ELEKTROFORESIS

AGUS HENDRA JAYA

1208505035

KELOMPOK I

GOLONGAN II

JURUSAN FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2014

0

I. TUJUAN PERCOBAAN

1.1 Mahasiswa memahami prinsip pemisahan dengan metode

elektroforesis.

1.2 Mahasiswa dapat melaksanakan pemisahan dengan metode

elektroforesis.

II. DASAR TEORI

Elektroforesis merupakan teknik pemisahan suatu molekul dalam

suatu campuran di bawah suatu medan listrik. Molekul terlarut dalam medan

listrik bergerak atau bermigrasi dengan kecepatan yang ditentukan oleh

rasio muatan dan massa. Sebagai contoh, jika dua molekul yang memiliki

massa dan bentuk yang sama, molekul dengan muatan lebih besar akan

bergerak lebih cepat ke elektrode. Elektroforesis melalui gel agarosa

merupakan metode standar untuk pemisahan, identifikasi dan pemurnian

fragmen DNA (Sudjadi, 2008).

Pada elektroforesis, molekul dipisahkan berdasarkan kemampuannya

untuk bergerak melalui media konduktif, yakni larutan buffer yang

dipengaruhi oleh medan listrik. Kation bermigrasi ke arah medan listrik

yang bermuatan negatif (katoda) dan anion bermigrasi ke arah medan listrik

yang bermuatan positif (anoda). Semakin tinggi muatan ion dan ukuran ion

yang lebih kecil akan bermigrasi lebih cepat daripada muatan ion yang lebih

rendah dan ukuran ion yang lebih besar. Sedangkan molekul yang

bermuatan netral tetap diam pada medan listrik (Harvey, 2000).

Gambar 1. Elektroforesis Gel Agarosa (Sudjadi, 2008)

1

Elektroforesis terdiri dari tiga jenis, yaitu :

1. Elektroforesis Kapiler

Elektroforesis kapiler adalah elektroforesis yang digunakan

untuk memisahkan asam amino, protein, lipid, karbohidrat dan

nukleotida dengan resolusi tinggi yang dilakukan pada pipa kapiler

berisi buffer. Metode ini menggunakan listrik bertegangan tinggi yang

menyebabkan semua komponen ion atau molekul netral bergerak ke

katoda (Watson, 2007).

2. Elektroforesis Gel

Elektroforesis gel adalah elektroforesis yang menggunakan gel

sebagai fase diam untuk memisahkan molekul. Awalnya elektoforesis

gel dilakukan dengan medium gel kanji (sebagai fase diam) untuk

memisahkan biomolekul yang lebih besar seperti protein-protein.

Kemudian elektroforesis gel berkembang dengan menjadikan agarosa

dan poliakrilamida sebagai gel media (Rustam, 2009).

3. Elektroforesis Kertas

Elektroforesis kertas adalah elektroforesis yang terdiri dari

kertas sebagai fase diam dan partikel bermuatan yang terlarut sebagai

fase gerak, terutama ion-ion kompleks. Pemisahan ini terjadi akibat

adanya gradasi konsentrasi sepanjang sistem pemisahan (Sulaiman

dan Kundari, 2007).

Elektroforesis memisahkan makromolekul berdasarkan laju

perpindahannya melewati suatu gel dibawah pengaruh medan listrik.

Elektroforesis akan memisahkan suatu campuran molekul DNA menjadi

pita-pita yang masing-masing terdiri atas molekul DNA dengan panjang

yang sama (Campbell, dkk, 2002). Lokasi fragmen DNA dapat diamati

secara spesifik dengan menggunakan pewarna. Pewarna yang digunakan

adalah etidium bromida (EtBr) yang menyisip di antara basa-basa pada

DNA. Gel yang diberi etidium bromida dan disinari dengan UV akan

memperlihatkan lokasi DNA sebagai untai berwarna merah-jingga. Etidium

2

bromida merupakan senyawa karsinogenik sehingga dalam melaksanakan

percobaan harus menggunakan sarung tangan (Wolfe, 1993).

Pergerakan DNA pada elektroforesis dipengaruhi oleh beberapa

faktor, yaitu :

1. Ukuran Molekul DNA

Molekul DNA kecil akan melintasi gel lebih cepat karena ruang

gerak yang tersedia untuk melintasi gel lebih banyak.

2. Konsentrasi Gel

Konsentrasi agarosa yang semakin tinggi menyebabkan

molekul-molekul DNA sukar melewati gel. Konsentrasi gel tinggi

mempermudah DNA berukuran kecil melewati gel, sedangkan

konsentrasi gel rendah mempermudah molekul DNA berukuran besar

untuk melintasi gel.

3. Bentuk Molekul

Molekul yang berbentuk supercoil atau elips akan bergerak lebih

cepat melewati gel.

4. Densitas Muatan

Molekul dengan densitas tinggi akan lebih cepat bergerak

dibandingkan molekul dengan densitas yang rendah.

5. Pori-Pori Gel

Pori-pori yang lebih besar akan mempermudah pergerakan DNA

melewati gel, sedangkan pori-pori yang lebih kecil akan lebih sulit

dilalui oleh molekul DNA.

6. Voltase

Voltase tinggi akan menyebabkan cepatnya pergerakan molekul

DNA. Hal tersebut dikarenakan oleh tingginya muatan positif yang

ditimbulkan.

7. Larutan Buffer

Buffer dengan kadar ion tinggi akan menaikkan konduktansi

listrik sehingga migrasi DNA akan lebih cepat (Wolfe, 1993).

3

Marker merupakan segmen DNA yang spesifik dan ukurannya telah

diketahui. Marker berfungsi untuk mengetahui ukuran DNA hasil

amplifikasi. Marker DNA yang terdapat dalam gel elektroforesis berfungsi

sebagai penanda posisi molekul DNA yang bermigrasi untuk menentukan

perkiraan ukuran basa-basanya (Martin, 1996).

Manfaat dari elektroforesis antara lain untuk mengetahui ukuran

fragmen DNA dari produk PCR (polymerase chain reaction), memisahkan

produk DNA dari hasil digesti yang berbeda ukuran, kemudian di-

sequencing, dan untuk pemurnian DNA. Selain itu, elektroforesis bertujuan

untuk membandingkan gen homolog dari spesies yang berbeda, mengetahui

susunan sequence berbagai genom, DNA fingerprinting, mendeteksi

kelainan genetik, mendeteksi lokasi dan jumlah mRNA dalam sel atau

jaringan tertentu, mengetahui aktivitas gen selama perkembangan berbagai

tipe sel organisme, mempelajari evolusi tingkat molekular, mengetahui

variasi genetik yang ada di alam, mengidentifikasi berat molekul DNA,

RNA, dan protein, mengidentifikasi persamaan dan perbedaan genetik antar

individu dan mengetahui jumlah fragmen DNA yang diklon dalam

rekombinan DNA plasmid (Fairbanks dan Andersen, 1999).

4

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N.A., J. B. Reece & L. G. Mitchell. 2002. Biologi, Edisi ke-5. Jakarta :

Penerbit Erlangga.

Fairbanks, D.J. & W.R. Andersen. 1999. Genetics : The Continuity of Life, 4th ed.

Belmont : Wadsworth Publishing Company.

Harvey, David. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York : McGraw-Hill

Companies.

Martin, R. 1996. Gel Electrophoresis : Nucleid Acids. Oxford : Bios Scientific

Publisher.

Rustam, Yepy Hardi. 2009. Elektroforesis; Pintu Gerbang Penelitian Biologi

Molekular. (Cited January 2014, 6). Available from :

http://sciencebiotech.net/elektroforesis-pintu-gerbang-penelitian-

biologi-molekular.

Sudjadi, Drs. 2008. Bioteknologi Kesehatan. Yogyakarta : Penerbit Kanisius.

Sulaiman, Hardi A, dan Kundari NA. 2007. Pemisahan dan Karakterisasi Spesi

Senyawa Kompleks y-trium-90 dan s-stronsium-90 dengan

Elektroforesis Kertas. JFN, Vol.1, No.2.

Watson, David G. 2007. Analisis Farmasi Edisi 2. Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran EGC.

Wolfe, S.L. 1993. Molecular and Cellular Biology. Belmont : Wadsworth

Publishing Company.

5