Laporan Tugas Akhir D3

105
MEDIA PEMBELAJARAN TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN OLEH KADEK RESTU YANI 0805021052 JURUSAN MANAJEMEN INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2011

description

Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan

Transcript of Laporan Tugas Akhir D3

  • i

    MEDIA PEMBELAJARAN

    TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN

    OLEH KADEK RESTU YANI

    0805021052

    JURUSAN MANAJEMEN INFORMATIKA

    FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN

    UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

    SINGARAJA

    2011

  • ii

    MEDIA PEMBELAJARAN

    TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN

    TUGAS AKHIR

    Diajukan Kepada Universitas Pendidikan Ganesha

    untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam Menyelesaikan Program Diploma Tiga

    Jurusan Manajemen Informatika

    Oleh

    KADEK RESTU YANI 0805021052

    JURUSAN MANAJEMEN INFORMATIKA

    FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN

    UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

    SINGARAJA

    2011

  • iii

    TUGAS AKHIR

    DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS-TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT-SYARAT UNTUK

    MENCAPAI GELAR AHLI MADYA

    Menyetujui,

    PEMBIMBING I

    Komang Setemen, S.Si, M.T.

    NIP. 19760315 200112 1 002

    PEMBIMBING II

    Ni Ketut Kertiasih, S.Si

    NIP. 19701118 199703 2 001

  • iv

    Tugas Akhir Kadek Restu Yani ini

    Telah dipertahankan di depan dewan penguji

    pada tanggal 9 Juli 2011

    Dewan Penguji

    Komang Setemen, S.Si, M.T., Ketua

    Luh Joni Erawati Dewi, ST, Anggota

    Ni Wayan Marti, S.Kom,M.Kom., Anggota

  • v

    Diterima oleh Panitia Ujian Fakultas Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan

    Ganesha guna Memenuhi Syarat-syarat untuk mencapai Gelar Ahli Madya

    Pada :

    Hari :

    Tanggal :

    Mengetahui:

    Ketua Ujian, Sekretaris Ujian, I Gede Sudirtha, S.Pd, M.Pd Komang Setemen, S.Si, M.T.

    NIP. 19710616 199602 1 001 NIP. 19760315 200112 1 002

    Mengesahkan,

    Dekan Fakultas Teknik dan Kejuruan

    Dra. I Dewa Ayu Made Budhyani, M.Pd.

    NIP. 19650126 199211 2 001

  • vi

    PERNYATAAN

    Dengan ini saya menyatakan bahwa karya tulis yang berjudul Media

    Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan beserta seluruh isinya adalah benar-

    benar karya sendiri, dan saya tidak melakukan penjiplakan dan mengutip dengan

    cara-cara yang tidak sesuai dengan etika yang berlaku dalam masyarakat

    keilmuan. Atas pernyataan ini, saya siap menanggung risiko atau sanksi yang

    dijatuhkan kepada saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran atas

    etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim terhadap keaslian karya saya

    ini.

    Singaraja, 2 Juli 2011

    Yang membuat pernyataan,

    Kadek Restu Yani

    NIM. 0805021052

  • vii

    MEDIA PEMBELAJARAN

    TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN

    Oleh

    Kadek Restu Yani, NIM. 0805021052

    Jurusan Manajemen Informatika

    ABSTRAK

    Media pembelajaran teknologi DNA rekombinan merupakan media yang menyajikan materi-materi tentang teknologi DNA rekombinan. Materi yang disajikan dalam media ini yaitu, penjelasan enzim restriksi, hibridisasi asam nukleat, kloning DNA, penentuan urutan asam amino dan polymerase chain reaction. Selain itu, media ini menampilkan aplikasi dan beberapa proses terkait dengan teknologi DNA rekombinan yang diimplementasikan lewat animasi sehingga lebih mudah dipahami. Salah satu aplikasi dibidang pertanian yang dapat dihasilkan dari teknologi DNA rekombinan ini adalah pembuatan tanaman transgenik, tanaman yang tahan hama. Penggambaran rancangan media ini dengan menggunakan block diagram dan diimplementasikan menggunakan Adobe Flash CS3. Dengan adanya media pembelajaran teknologi DNA rekombinan, dapat memberikan kemudahan dalam memahami dan mempelajari materi teknologi DNA rekombinan yang sulit menjadi lebih mudah dipahami dan dapat mempermudah mempelajari proses-proses yang ada pada teknologi DNA rekombinan. Kata kunci : media pembelajaran, teknologi DNA rekombinan, DNA

  • viii

    PRAKATA

    Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena

    berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir (TA) dengan judul

    MEDIA PEMBELAJARAN TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN tepat pada

    waktunya.

    Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

    membantu penulis dalam pembuatan tugas akhir ini. Terima kasih kepada:

    1. Ibu Dra. I Dewa Ayu Made Budhyani, M.Pd. selaku Dekan Fakultas Teknik

    dan Kejuruan.

    2. Bapak Komang Setemen, S.Si,M.T. selaku Ketua Jurusan Manajemen

    Informatika sekaligus sebagai Pembimbing I yang telah membimbing dan

    memberikan masukan kepada penulis dalam pembuatan tugas akhir.

    3. Ibu Ketut Kertiasih, S.Si. selaku Pembimbing II yang telah membimbing

    dan memberikan masukan kepada penulis dalam pembuatan tugas akhir.

    4. Bapak Dr. I Wayan Redhana, M.Si. yang telah bersedia membimbing,

    memberikan dan mengajarkan materi tentang teknologi DNA rekombinan.

    5. Seluruh dosen jurusan Manajemen Informatika atas segala bantuan, saran

    dan dorongan yang diberikan kepada penulis selama pembuatan tugas akhir.

    6. Seluruh staf Fakultas Teknik dan Kejuruan atas segala dukungan dan

    semangat yang diberikan selama pembuatan tugas akhir.

    7. Keluarga tercinta atas segala pengertian, doa dan semangat yang diberikan

    kepada penulis sehingga penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan lancar.

    8. Komang Toni, Sukayana, Ambika, Amel yang telah senantiasa memberikan

    semangat dan atas segala bantuannya dalam penyusunan tugas akhir ini.

    9. Teman-teman jurusan Manajemen Informatika angkatan 2008 atas segala

    kerjasama dan dukungan dalam penyusunan tugas akhir ini.

    10. Semua pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu yang telah

    membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  • ix

    Penulis menyadari tugas akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena itu

    penulis mengharapkan kritik dan saran yang positif dari pembaca untuk

    menyempurnakan tugas akhir ini. Penulis berharap semoga tugas akhir ini

    bermanfaat bagi pembaca.

    Singaraja, 2 Juli 2011

    Penulis

  • x

    Daftar Isi

    Halaman

    Halaman Judul ................................................................................................. ii

    Lembar Persetujuan Pembimbing .................................................................... iii

    Lembar Pengesahan ........................................................................................ iv

    Lembar Pernyataan Karya Sendiri ................................................................... vi

    ABSTRAK ...................................................................................................... vii

    PRAKATA ...................................................................................................... viii

    Daftar Isi ......................................................................................................... x

    Daftar Gambar ................................................................................................. xii

    Daftar Tabel............................................................................................ ......... xiii

    BAB I PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

    1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 2

    1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 3

    1.4 Tujuan .............................................................................................. 4

    1.5 Manfaat ............................................................................................ 4

    BAB II LANDASAN TEORI

    2.1 Media Pembelajaran ......................................................................... 5

    2.2 Adobe Flash CS3 Professional ......................................................... 8

    2.3 Pengertian DNA dan Teknologi DNA Rekombinan ......................... 13

    2.4 Enzim Restriksi ................................................................................. 15

    2.5 Hibridisasi Asam Nukleat ................................................................. 24

    2.6 Kloning DNA .................................................................................... 28

    2.7 Penentuan Urutan Basa DNA ........................................................... 35

    2.8 Polymerase Chain Reaction (PCR) ................................................... 38

    2.9 Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan ......................... 41

    BAB III PEMBAHASAN

    3.1 Gambaran Umum Sistem .................................................................. 43

  • xi

    3.2 Model Pengembangan Media Pembelajaran ..................................... 44

    3.2.1 Proses Ide Utama...................................................................... 47

    3.2.2 Proses Pengumpulan Data Media Teknologi DNA

    Rekombinan .............................................................................. 47

    3.2.3 Proses Pembuatan Skenario atau Naskah Media Pembelajaran

    .................................................................................................. 47

    3.2.4 Proses Pembuatan Animasi ...................................................... 67

    3.2.5 Hasil Pengembangan ................................................................ 68

    3.2.6 Test Movie ................................................................................ 75

    3.2.7 Finishing Proses Pembuatan .................................................... 76

    3.2.8 Post Produksi Media Pembelajaran Teknologi DNA

    Rekombinan .............................................................................. 76

    3.2.9 Finishing Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan

    .................................................................................................. 76

    3.3 Uji Coba Program ............................................................................. 76

    BAB IV PENUTUP

    4.1 Simpulan .......................................................................................... 81

    4.2 Saran ................................................................................................. 82

    DAFTAR PUSTAKA

    LAMPIRAN 1

    LAMPIRAN 2

  • xii

    Daftar Gambar

    Halaman

    Gambar 2.1 Tampilan Action Script pada Flash .............................................. 10

    Gambar 2.2 Action Script pada Frame ............................................................. 11

    Gambar 2.3 Tiga Tipe Pemecahan oleh Enzim Restriksi ................................ 19

    Gambar 2.4 Penggunaan Enzim Restriksi untuk Membuat Molekul DNA

    Rekombinan ................................................................................. 20

    Gambar 2.5 Gel Agarosa dari Fragmen DNA ................................................. 22

    Gambar 2.6 Peta Restriksi dari Molekul DNA Tertentu .................................. 24

    Gambar 2.7 Southern Blotting ......................................................................... 27

    Gambar 2.8 Metode Kloning DNA Sederhana Menggunakan Vektor Plasmid

    ....................................................................................................... 31

    Gambar 2.9 Screening Pustaka Genom Melalui Teknik Hibridisasi ............... 33

    Gambar 2.10 Penentuan Urutan Basa DNA ..................................................... 36

    Gambar 2.11 Siklus PCR ................................................................................. 38

    Gambar 3.1 Block Diagram Media Pembelajaran Teknologi DNA

    Rekombinan .................................................................................. 46

    Gambar 3.2 Kode Panggil Halaman Utama ..................................................... 69

    Gambar 3.3 Tampilan Halaman Utama ........................................................... 69

    Gambar 3.4 Kode Tampil Menu ..................................................................... 70

    Gambar 3.5 Tampilan Menu Utama................................................................ 71

    Gambar 3.6 Kode Tampil Sub Menu .............................................................. 72

    Gambar 3.7 Tampilan Sub Menu .................................................................... 72

    Gambar 3.8 Kode Fullscreen Layar ................................................................ 73

    Gambar 3.9 Tampil Fullscreen Layar .............................................................. 73

    Gambar 3.10 Kode Tampil Materi ................................................................... 74

    Gambar 3.11 Halaman Tampil Materi ............................................................. 75

  • xiii

    Daftar Tabel

    Halaman

    Tabel 2.1 Tabel Enzim Restriksi ...................................................................... 16

    Tabel 2.2 Tabel Penamaan Enzim Restriksi .................................................... 21

    Tabel 3.1 Tabel Naskah Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan . 48

    Tabel 3.2 Tabel Uji Coba Program .................................................................. 77

  • 1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Deoxyribonucleid acid (DNA) atau Asam deoksiribosa nukleat (ADN)

    merupakan molekul paling terkenal saat ini, karena molekul ini merupakan

    substansi penurunan sifat, sehingga DNA merupakan unsur yang membuat tiap-

    tiap individu makhluk hidup (semua spesies) menjadi unik. DNA adalah asam

    nukleat yang mengandung instruksi genetik yang digunakan dalam pengembangan

    dan fungsi dari semua makhluk hidup. Seiring dengan perkembangannya, saat ini

    kemampuan mengisolasi, menganalisis, mengubah dan menggabungkan molekul

    DNA sudah dapat dilakukan dengan teknologi DNA rekombinan (TDR) atau

    kloning DNA sehingga, diperoleh molekul DNA rekombinan sesuai yang

    diharapkan. 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 (Saefudin, 2011).

    Perkembangan teknologi DNA rekombinan sebagai alat biologi molekuler

    umum sudah semakin pesat, dilihat dari banyaknya aplikasi yang dapat dihasilkan,

    mulai dari aplikasi dibidang pertanian sampai bidang farmasi. Salah satu

    contohnya dibidang pertanian, pembuatan tanaman transgenik yang mengambil

    DNA dari sel inang tanaman sampel. Fungsi dari tanaman transgenik ini adalah

    tanaman yang kebal dengan hama penyakit. Namun, dalam proses serta tahapan-

    tahapan dari kloning DNA sulit untuk diimplementasikan secara nyata. Secara

  • 2

    klasik analisis molekuler protein dan materi lainnya dari kebanyakan organisme

    ternyata sangat tidak mudah untuk dilakukan karena adanya kesulitan untuk

    memurnikannya dalam jumlah besar.

    Maka dari itu, dengan kemajuan teknologi dikembangkan suatu media

    pembelajaran teknologi DNA rekombinan berbasis multimedia untuk dapat

    memahami materi, tahapan serta proses-proses yang ada pada teknologi DNA

    rekombinan tersebut, yang akan diimplementasikan ke dalam animasi sehingga

    proses teknik teknologi DNA rekombinan yang sebelumnya sulit untuk dipahami

    dapat dipahami dan terlihat lebih jelas. Media ini diharapkan dapat mempermudah

    mahasiswa dalam memahami proses dan tahapan yang terjadi pada teknologi

    DNA rekombinan.

    1.2 Rumusan Masalah

    Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah di atas, permasalahan yang

    sangat penting untuk dicari solusinya dalam pembuatan media pembelajaran

    teknologi DNA rekombinan yaitu sebagai berikut.

    a. Bagaimana rancang bangun media pembelajaran teknologi DNA

    rekombinan?

    b. Bagaimana implementasi media pembelajaran teknologi DNA rekombinan

    menggunakan Adobe Flash CS3?

  • 3

    1.3 Batasan Masalah

    Mengingat luasnya materi yang ada, maka permasalahan di dalam

    pembuatan media pembelajaran teknologi DNA rekombinan dibatasi pada hal-hal

    sebagai berikut.

    a. Penjelasan mengenai pengertian DNA dan teknologi DNA rekombinan

    secara umum.

    b. Penjelasan mengenai enzim restriksi, pemotongan DNA dengan enzim

    restriksi, tata nama, elektroforesis gel dan peta restriksi.

    c. Penjelasan tentang hibridisasi asam nukleat, reaksi hibridisasi, monitoring

    urutan asam nukleat spesifik, southern blotting, northern blotting dan

    hibridisasi in situ.

    d. Penjelasan tentang kloning DNA, prinsip kloning DNA, dasar-dasar kloning

    DNA, pustaka DNA, screening pustaka DNA.

    e. Penjelasan mengenai penentuan urutan basa DNA, metode penentuan urutan

    basa DNA, metode terminasi rantai, penentuan urutan basa DNA secara

    automatis.

    f. Penjelasan tentang polymerase chain reaction (PCR), prinsip PCR dan

    aplikasi PCR.

    g. Terdapat animasi pada beberapa penjelasan materi diantaranya yaitu,

    pemotongan DNA, peta restriksi, southern blotting, kloning DNA, terminasi

    rantai, PCR dan aplikasi.

    h. Soal latihan dilengkapi jawaban dan pembahasan yang ditampilkan

    sejumlah sepuluh soal dari dua puluh soal yang diambil secara random.

    i. Media pembelajaran ini akan dikemas dalam bentuk CD interaktif.

  • 4

    j. Media pembelajaran ini ditujukan kepada mahasiswa S1 Pendidikan Kimia

    semester enam untuk mata kuliah Biokimia.

    1.4 Tujuan

    Adapun tujuan dari pembuatan media pembelajaran teknologi DNA

    rekombinan ini adalah sebagai berikut.

    a. Membuat rancang bangun untuk media pembelajaran teknologi DNA

    rekombinan.

    b. Mengimplementasikan media pembelajaran teknologi DNA rekombinan

    menggunakan Adobe Flash CS3.

    1.5 Manfaat

    Manfaat yang diharapkan dari penggunaan media pembelajaran ini adalah

    sebagai berikut.

    a. Media pembelajaran ini dapat memudahkan dosen menyampaikan materi

    tentang teknologi DNA rekombinan.

    b. Membantu peserta didik atau mahasiswa untuk mempermudah memahami

    materi yang lebih sulit serta proses-proses yang ada dalam teknologi DNA

    rekombinan.

    c. Menyediakan media pembelajaran alternatif yang dapat dipelajari dirumah.

    d. Dengan adanya media pembelajaran ini, dapat memberikan pengetahuan

    tentang peranan dan manfaat dari teknologi DNA rekombinan pada

    lingkungan dilihat dari aplikasi yang dihasilkan.

  • 5

    BAB II

    LANDASAN TEORI

    2.1 Media Pembelajaran

    Kata media merupakan bentuk jamak dari kata medium. Medium dapat

    didefinisikan sebagai perantara atau pengantar terjadinya komunikasi dari

    pengirim menuju penerima (Ibrahim, 1997). Media merupakan salah satu

    komponen komunikasi, yaitu sebagai pembawa pesan dari komunikator menuju

    komunikan (Criticos, 1996). Berdasarkan definisi tersebut, dapat dikatakan bahwa

    proses pembelajaran merupakan proses komunikasi. Proses pembelajaran

    mengandung lima komponen komunikasi, guru (komunikator), bahan

    pembelajaran, media pembelajaran, siswa (komunikan), dan tujuan pembelajaran.

    Jadi, Media pembelajaran adalah segala sesuatu yang dapat digunakan untuk

    menyalurkan pesan (bahan pembelajaran), sehingga dapat merangsang perhatian,

    minat, pikiran, dan perasaan siswa dalam kegiatan belajar untuk mencapai tujuan

    belajar.

    Fungsi media dapat diketahui berdasarkan adanya kelebihan media dan

    hambatan yang mungkin timbul dalam proses pembelajaran. Tiga kelebihan

    kemampuan media adalah sebagai berikut. Pertama, kemampuan fiksatif, artinya

    dapat menangkap, menyimpan, dan menampilkan kembali suatu obyek atau

    kejadian. Dengan kemampuan ini, obyek atau kejadian dapat digambar, dipotret,

    direkam, difilmkan, kemudian dapat disimpan dan pada saat diperlukan dapat

    ditunjukkan dan diamati kembali seperti kejadian aslinya. Kedua, kemampuan

    manipulatif, artinya media dapat menampilkan kembali obyek atau kejadian

  • 6

    dengan berbagai macam perubahan (manipulasi) sesuai keperluan, misalnya

    diubah ukurannya, kecepatannya, warnanya, serta dapat pula diulang-ulang

    penyajiannya. Ketiga, kemampuan distributif, artinya media mampu menjangkau

    audien yang besar jumlahnya dalam satu kali penyajian secara serempak, misalnya

    siaran TV atau Radio (Santyasa, 2007).

    Hambatan-hambatan komunikasi dalam proses pembelajaran adalah sebagai

    berikut. Pertama, verbalisme, artinya siswa dapat menyebutkan kata tetapi tidak

    mengetahui artinya. Hal ini terjadi karena biasanya guru mengajar hanya dengan

    penjelasan lisan (ceramah), siswa cenderung hanya menirukan apa yang dikatakan

    guru. Kedua, salah tafsir, artinya dengan istilah atau kata yang sama diartikan

    berbeda oleh siswa. Hal ini terjadi karena biasanya guru hanya menjelaskan secara

    lisan dengan tanpa menggunakan media pembelajaran yang lain, misalnya

    gambar, bagan, model, dan sebagainya.

    Ketiga, perhatian tidak berpusat, hal ini dapat terjadi karena beberapa hal

    antara lain, gangguan fisik, ada hal lain yang lebih menarik mempengaruhi

    perhatian siswa, siswa melamun, cara mengajar guru membosankan, cara

    menyajikan bahan pelajaran tanpa variasi, kurang adanya pengawasan dan

    bimbingan guru. Keempat, tidak terjadinya pemahaman, artinya kurang memiliki

    kebermaknaan logis dan psikologis. Apa yang diamati atau dilihat, dialami secara

    terpisah. Tidak terjadi proses berpikir yang logis mulai dari kesadaran hingga

    timbulnya konsep (Santyasa, 2007).

    Pengembangan media pembelajaran hendaknya diupayakan untuk

    memanfaatkan kelebihan-kelebihan yang dimiliki oleh media tersebut dan

    berusaha menghindari hambatan-hambatan yang mungkin muncul dalam proses

  • 7

    pembelajaran. Beberapa fungsi media dalam proses pembelajaran adalah sebagai

    berikut.

    a. Menyaksikan benda yang ada atau peristiwa yang terjadi pada masa lampau.

    Dengan perantaraan gambar, potret, slide, film, video, atau media yang lain,

    siswa dapat memperoleh gambaran yang nyata tentang benda atau peristiwa

    sejarah.

    b. Mengamati benda atau peristiwa yang sukar dikunjungi, baik karena

    jaraknya jauh, berbahaya, atau terlarang. Misalnya, video tentang kehidupan

    harimau di hutan, keadaan dan kesibukan di pusat reaktor nuklir, dan

    sebagainya.

    c. Memperoleh gambaran yang jelas tentang benda atau hal-hal yang sukar

    diamati secara langsung karena ukurannya yang tidak memungkinkan, baik

    karena terlalu besar atau terlalu kecil. Misalnya dengan perantaraan paket

    siswa dapat memperoleh gambaran yang jelas tentang bendungan dan

    kompleks pembangkit listrik, dengan slide dan film siswa memperoleh

    gambaran tentang bakteri, amuba, dan sebaginya.

    d. Mendengar suara yang sukar ditangkap dengan telinga secara langsung.

    Misalnya, rekaman suara denyut jantung dan sebagainya.

    e. Mengamati dengan teliti binatang-binatang yang sukar diamati secara

    langsung karena sukar ditangkap. Dengan bantuan gambar, potret, slide,

    film atau video siswa dapat mengamati berbagai macam serangga, burung

    hantu, kelelawar, dan sebagainya.

  • 8

    f. Mengamati peristiwa-peristiwa yang jarang terjadi atau berbahaya untuk

    didekati. Dengan slide, film, atau video siswa dapat mengamati pelangi,

    gunung meletus, pertempuran, dan sebagainya (Santyasa, 2007).

    2.2 Adobe Flash CS3 Professional

    Adobe Flash CS3 Professional merupakan salah satu software bagian dari

    produk unggulan keluarga Adobe, yang sekarang menjadi salah satu standar untuk

    industri animasi dan web yang banyak digunakan. Berkas yang dihasilkan dari

    perangkat lunak ini mempunyai file extension.swf dan dapat diputar di penjelajah

    web yang telah dipasangi Adobe Flash Player.

    Adobe Flash CS3 Professional merupakan sebuah program yang didesain

    khusus oleh Adobe dan program aplikasi standar authoring tool professional yang

    digunakan untuk membuat animasi dan bitmap yang sangat menarik untuk

    keperluan pembangunan situs web yang interaktif dan dinamis (Wikipedia, 2010).

    Flash didisain dengan kemampuan untuk membuat animasi dua dimensi yang

    handal dan ringan sehingga flash banyak digunakan untuk membangun dan

    memberikan efek animasi pada website, CD Interaktif, media informasi, media

    pembelajaran, tombol animasi, banner, menu interaktif dan pembuatan aplikasi-

    aplikasi lainnya.

    Adapun kelebihan yang dimiliki oleh Adobe flash CS3 Professional adalah

    sebagai berikut.

    a. Animasi dan gambar yang dibuat dengan Flash akan tetap bagus pada

    ukuran window dan resolusi layer berapapun.

  • 9

    b. Mampu membuat animasi vektor dan interaktivitas yang menarik serta

    terdapat teknik-teknik membuat animasi.

    c. Adanya fasilitas action script 2.0 yang dapat dimanfaatkan untuk membuat

    animasi yang akan diimplementasikan pada media pembelajaran.

    d. Memiliki tampilan dengan interface yang baru sehingga memudahkan

    didalam membuat sebuah animasi.

    e. Waktu loading, baik untuk animasi maupun media yang dibuat sangat cepat.

    f. Mampu menganimasikan grafis, sekalipun dalam ukuran besar, dengan

    cepat dan mampu mengerjakan sejumlah frame dengan urutan.

    Dengan kelebihan-kelebihan yang dimiliki, adobe flash CS3 merupakan

    media yang tepat digunakan dalam pengembangan media pembelajaran teknologi

    DNA rekombinan karena animasi-animasi yang ada di dalam flash dapat

    digunakan untuk mengimplementasikan animasi yang ada pada proses teknologi

    DNA rekombinan.

    2.2.1 Action Script pada Flash

    Action script adalah bahasa pemrograman yang digunakan di dalam

    program flash yang berfungsi untuk memberikan perintah didalam animasi flash.

    Action script pada flash dapat digunakan untuk membuat sebuah presentasi

    ataupun media pembelajaran. Kode-kode pada action script mengacu pada logika

    dan bersinggungan dengan aritmatika.

    Action script adalah case sensitive, pemakaian huruf kapital harus tepat dan

    sama. Misalnya on tidak boleh ditulis dengan On , oN atau ON. Cara

    membuka panel action script atau untuk memasukan script caranya dengan

  • 10

    mengklik Window > Action atau juga bisa dengan menekan tombol F9 pada

    keyword. Dapat dilihat tampilan panel action script seperti pada Gambar 2.1 di

    bawah ini.

    Gambar 2.1 Tampilan Action Script pada Flash

    Jenis Action Script dalam flash dibagi menjadi tiga berdasarkan letak Script.

    a. Action script pada frame

    Action script pada frame adalah action script yang diletakan pada frame,

    atau juga sering disebut frame script. Frame script ini hanya bisa dilakukan pada

    keyframe atau blank keyframe. Untuk melihat frame yang telah diberikan script

    terdapat tanda berupa huruf 'a' kecil yang menandakan keberadaan sebuah script.

    Dapat dilihat tampilan action script pada frame pada Gambar 2.2 berikut ini.

  • 11

    Gambar 2.2 Action Script pada Frame

    b. Action script pada MovieClip

    Action script yang diletakkan pada MovieClip disebut MovieScript. Dalam

    membuat MovieScript tentunya harus ada MovieClip sebagai tempat untuk

    meletakan action script tersebut. MovieClip memiliki bahasa (syntax) sebagai

    berikut.

    onClipEvent (event) { perintah }

    Arti syntax movieScript diatas adalah sebagai berikut.

    a. Kata onClipEvent menunjukan bahwa perintah ini ditujukan untuk

    MovieClip tempat diletakannya script.

    b. Kata event menunjukan event yang terjadi pada MovieClip tersebut.

    Event di MovieClip ada sembilan diantaranya, load, enterFrame,

    unload, Mouse up, Mouse Down, Key down, Key up dan data. Namun

    diantara semua itu yang sering digunakan yaitu load dan enterFrame.

    c. Kata perintah menunjukan perintah yang dapat diberikan pada

    MovieClip.

    c. Action script pada Button

    Syarat utama dalam penulisan action script pada button adalah harus ada

    button tempat meletakan action script tersebut. Secara umum syntax yang

  • 12

    digunakan dalam penulisan action script pada button hampir sama dengan

    penulisan MovieScript. Penulisan pada action script adalah sebagai berikut.

    on(event) { perintah }

    Arti syntax movieScript diatas adalah sebagai berikut.

    a. Kata on menunjukan bahwa perintah ini ditujukan untuk MovieClip

    tempat diletakannya script dan ini merupakan syarat utama untuk

    script yang digunakan pada button.

    b. Kata event menunjukan event yang terjadi pada button tersebut. Ada

    tujuh event yang terdapat pada button yaitu press, release, rollOver,

    rollOut, dragOver, dragOut dan keypress. Meski demikian hanya dua

    event yang sering digunakan yaitu press dan release.

    2.2.2 Variabel pada Action Script Flash

    Variable adalah sebuah tempat penyimpanan informasi pada kebanyakan

    bahasa pemrogaman yang memiliki tipe tertentu. Variabel hanya bisa diisi dengan

    informasi yang tipenya sesuai. Misal, variabel dengan tipe bilangan tidak boleh

    diisi dengan huruf.

    Pada beberapa bahasa pemrogaman, variabel harus dideklarasikan terlebih

    dahulu sebelum digunakan. Tetapi dalam flash, ia secara otomatis akan

    mendeklarasikan variabel begitu sebuah informasi ditugaskan kepada sebuah

    variabel. Bagaimanapun, variabel merupakan sebuah lokasi memori komputer

    (RAM). Semakin banyak kita membuat variabel, semakin banyak kebutuhan

    memori. Variabel-variabel yang sudah tidak digunakan lagi sebaiknya dihapus.

  • 13

    2.2.3 Function pada Action Script

    Function atau fungsi adalah sekumpulan action yang diapit oleh tanda

    kurung kurawal ({ }) . Fungsi selalu memiliki nama dan boleh memiliki

    parameter . Sebagai contoh, stop( ); adalah fungsi tanpa parameter sehingga tidak

    ada parameter apapun yang perlu dimasukan diantara tanda kurung (bahkan tidak

    boleh). Walaupun demikian tanda kurung harus tetap disertakan dalam setiap

    pemanggilan fungsi.

    2.3 Pengertian DNA dan Teknologi DNA Rekombinan

    2.3.1 DNA

    Deoxyribonucleid acid (DNA) atau Asam deoksiribosa nukleat (ADN)

    adalah substansi dibalik adegium sejenis menghasilkan sejenis. DNA merupakan

    molekul paling terkenal saat ini, karena molekul ini merupakan substansi

    penurunan sifat. DNA merupakan suatu polimer heliks ganda yang terdiri dari

    nukleotida, setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen.

    Satu basa nitrogen, satu gula pentosa yang disebut dengan deoksiribosa, dan

    satu gugus fosfat. Basa nitrogennya bisa adenin (A), timin (T), guanin(G), atau

    sitosin (S). Adenin dan guanin adalah purin, basa nitrogen dengan dua cincin

    organik. Sebaliknya sitosin dan timin adalah anggota famili basa nitrogen yang

    dikenal sebagai pirimidin, yang mempunyai satu cincin tunggal. DNA adalah

    asam nukleat yang mengandung instruksi genetik yang digunakan dalam

    pengembangan dan fungsi dari semua makhluk hidup. Selain itu, DNA juga

  • 14

    merupakan unsur yang membuat tiap-tiap individu makhluk hidup (semua

    spesies) menjadi unik (Saefudin, 2011).

    2.3.2 Teknologi DNA Rekombinan

    Teknik untuk menggabungkan molekul DNA sehingga, diperoleh molekul

    DNA rekombinan sesuai yang diharapkan yang disebut dengan teknologi DNA

    rekombinan (TDR) atau kloning DNA. 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 (Muhammad, 1991).

    Teknologi yang dikenal sebagai teknologi DNA rekombinan, atau dengan

    istilah rekayasa genetika, ini melibatkan upaya perbanyakan gen tertentu di dalam

    suatu sel yang bukan sel alaminya sehingga sering pula dikatakan sebagai kloning

    gen.

    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.

    Pada dasarnya upaya untuk mendapatkan suatu produk yang diinginkan

    melalui teknologi DNA rekombinan memiliki prinsip serta melibatkan beberapa

    tahapan tertentu. Prinsip tersebut adalah kloning atau DNA rekombinan dilakukan

    dengan menyisipkan gen dari DNA target ke dalam suatu vektor. DNA target dan

  • 15

    vektor dipotong dengan enzim retriksi endonuklease kemudian digabungkan

    kembali dengan enzim ligase. DNA rekombinan kemudian dimasukkan dalam sel

    bakteri supaya dapat menghasilkan protein target yang diinginkan. Adapun

    tahapan-tahapannya adalah pemilihan vektor, pemotongan DNA target dan vektor,

    penyisipan DNA target pada vektor, transformasi dan seleksi hasil transformasi

    (Muhammad, 1991).

    2.4 Enzim Restriksi

    Teknologi DNA rekombinan merupakan suatu teknologi yang dapat

    diterapkan sebagai pendekatan dalam mengatasi masalah sulit memurnikan

    protein dan materi lainnya dari suatu organisme dalam jumlah besar. Salah satu

    teknik yang digunakan dalam teknologi DNA rekombinan adalah teknik

    pemotongan DNA (restriksi DNA). Molekul DNA rekombinan dapat diperoleh

    dengan cara memotong DNA vektor pada tempat tertentu yang memiliki daerah

    pemotongan yang sama dengan hasil pemotongan DNA kromosom. Manipulasi

    pemotongan DNA dilakukan oleh enzim pemotong yang dikenal dengan nama

    enzim endonuklease restriksi (Wikipedia, 2011a).

    Enzim restriksi atau endonuklease restriksi adalah enzim yang memotong

    molekul DNA pada tempat-tempat tertentu yang spesifik (Muhammad, 1991).

    Enzim ini memotong DNA pada rangka gula-fosfat tanpa merusak basa. Setiap

    enzim mempunyai sekuens pengenalan yang unik pada utas DNA, biasanya

    sepanjang 4-6 pasang basa.

    2.4.1 Sekuens Pengenal Enzim Restriks

  • 16

    Sekuen pengenalan atau sering disebut situs pengenalan merupakan sekuen

    DNA yang menjadi tempat menempelnya enzim restriksi dan melakukan

    pemotongan pada sekuen tersebut (Redhana, 2004). Panjang sekuen pengenalan

    enzim restriksi berbeda-beda, seperti enzim EcoRI, SacI, dan SstI mempunyai

    sekuen pengenalan sepanjang 6 pasang basa, sedangkan NotI 8 pasang basa, dan

    Sau3AI hanya 4 pasang basa. Kebanyakan dari enzim restriksi bersifat

    palindromik (palindromic) yang berarti sekuen pengenalan sama jika dibaca dari

    5 3 baik utas atas maupun utas bawah. Contohnya adalah HindIII dengan situs

    pengenalan 5-AAGCTT-3 (utas atas) sampai 3-TTCGAA-5 (utas bawah).

    Untuk lebih jelas dapat dilihat contoh enzim restriksi beserta sekuen pengenalnya

    pada Tabel 2.1 berikut ini.

    Tabel 2.1 Enzim Restriksi Enzim Sekuen pengenalan

    BamHI GGATCC CCTAGG

    NotI GCGGCCGC CGCCGGCG

    Sau3AI GATC CTAG

    SacI GAGCTC CTCGAG

    Sst I GAGCTC CTCGAG

    HinfI GANTC CTNAG

    XhoII PuGATCPy PyCTAGPu

    2.4.2 Jenis jenis Enzim Restriksi

  • 17

    Enzim restriksi secara tradisional dibagi menjadi tiga tipe berdasarkan

    komposisi subunit, posisi pemotongan, spesifisitas sekuens dan kofaktor yang

    diperlukan (Redhana, 2004). Tiga tipe tersebut adalah yaitu sebagai berikut:

    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,

    tetapi 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. Enzim-enzim tersebut tersedia

    secara komersil. Enzim ini tergolong kecil dengan subunit yang memiliki 200-350

    asam amino dan memerlukan Mg2+ sebagai kofaktor.

    c. Enzim restriksi tipe III

    Enzim restriksi tipe III 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.

  • 18

    2.4.3 Pemotongan DNA dengan Enzim Restriksi

    Enzim restriksi mengenal urutan nukleotida spesifik dalam DNA heliks

    ganda, yang panjangnya biasanya empat, lima, atau enam nukleotida. Pemotongan

    terjadi pada kedua rantai DNA pada tempat spesifik. Pada dasarnya, ada tiga cara

    pemotongan DNA. Pertama, pemotongan DNA menghasilkan ujung 5 lancip,

    yaitu DNA rantai tunggal pendek yang ditinggalkan mempunyai ujung 5. Kedua,

    pemotongan DNA menghasilkan ujung 3 lancip, yaitu DNA rantai tunggal

    pendek yang ditinggalkan mempunyai ujung 3 dan ketiga, pemotongan DNA

    menghasilkan ujung tumpul, yaitu pemotongan pada tempat yang sama pada

    kedua rantai (Redhana, 2004).

    Untuk enzim yang memotong dengan dua cara pertama menghasilkan ujung

    rantai tunggal (ujung 5 dan 3 lancip), disebut ujung lancip (cohesive end) karena

    cara ini memungkinkan dua fragmen DNA yang dihasilkan oleh enzim restriksi

    yang sama membentuk pasangan basa komplementer. Ujung-ujung hasil

    pemotongan digabungkan (diligasi) dengan ujung-ujung hasil pemotongan dari

    DNA yang lain yang dilakukan oleh enzim ligase. Enzim ligase merupakan enzim

    yang mengembalikan diskontinyuitas untai-tunggal pada molekul DNA untai-

    ganda di dalam sel. Ligase DNA yang dimurnikan dipakai dalam kloning gena

    untuk menyambung molekul-molekul DNA menjadi satu.

    Molekul DNA baru yang terbentuk melalui penggabungan fragmen-fragmen

    DNA disebut molekul DNA rekombinan (Muhammad, 1991). Molekul DNA

    dengan ujung tumpul dapat juga diligasi oleh DNA ligase, tetapi reaksinya

  • 19

    berlangsung kurang baik. Untuk lebih jelas hasil pemotongan enzim restriksi

    dapat dilihat pada Gambar 2.3 dan Gambar 2.4 berikut ini.

    Gambar 2.3 Tiga Tipe Pemecahan oleh Enzim Restriksi

    Gambar 2.4 Penggunaan Enzim Restriksi untuk Membuat Molekul DNA

    Rekombinan

  • 20

    2.4.4 Tata Nama

    Enzim restiksi diisolasi dari bakteri. Enzim ini memainkan peranan penting

    dalam melindungi sel bakteri dari infeksi virus. Lebih dari 100 enzim restriksi

    sudah diisolasi dan sudah diberi nama sesuai dengan spesies bakteri tempat enzim

    tersebut diisolasi. Nama enzim restriksi terdiri dari tiga huruf. Huruf pertama

    diturunkan dari nama genus dan dua huruf berikutnya diturunkan dari nama

    spesies (Redhana, 2004).

    Masing-masing bakteri mengandung beberapa enzim restriksi yang

    berbeda, untuk itu bilangan romawi digunakan untuk membedakan masing-

    masing enzim. Pada dasarnya, penamaan enzim restriksi diambil dari nama

    bakteri yang menghasilkan enzim tersebut. Seperti contohnya enzim EcoRI yang

    memiliki pola seperti pada Tabel 2.2 berikut ini.

    Tabel 2.2 Penamaan Enzim Restriksi

    Kependekan Kepanjangan Deskripsi E Escherichia Genus

    Co Coli Species R RY13 Strain I Urutan penemuan Urutan enzim yang

    ditemukan pada bakteri

    2.4.5 Elektroforesis Gel

    Elektroforesis gel merupakan suatu teknik analisis penting dan sangat sering

    dipakai dalam bidang biokimia dan biologi molekular. Secara prinsip, teknik ini

    mirip dengan kromatografi yaitu, memisahkan campuran bahan-bahan

    berdasarkan perbedaan sifatnya. Dalam elektroforesis gel, pemisahan dilakukan

    terhadap campuran bahan dengan muatan listrik yang berbeda-beda.

  • 21

    Elektroforesis DNA merupakan teknik untuk memisahkan sampel DNA

    berdasarkan atas ukuran (berat molekul) dan struktur fisik molekulnya. Gel yang

    biasa digunakan antara lain agarosa. Elektroforesis gel agarosa dapat dilakukan

    untuk memisahkan sampel DNA dengan ukuran dari beberapa ratus hingga 20.000

    pasang basa (bp) (Wikipedia, 2011b).

    Jika molekul DNA dipotong dengan enzim restriksi, fragmen DNA (disebut

    fragmen restriksi) dari hasil pemotongan restriksi dapat dipisahkan dengan

    elektroforesis gel. Elektroforesis pada gel poliakrilamida akan memisahkan

    fragmen-fragmen DNA kecil dengan ukuran kurang dari 500 bp, tetapi gel

    agarosa (yang mempunyai pori lebih besar) diperlukan untuk memisahkan

    fragmen-fragmen DNA yang lebih besar. Hasil pemotongan DNA akan memisah

    setelah dielektroforesis menghasilkan sederetan pita yang mewakili fragmen

    restriksi. Karena fragmen yang ukurannya lebih kecil bergerak lebih cepat dalam

    gel daripada fragmen yang ukurannya lebih besar, ukuran masing-masing fragmen

    dapat ditentukan dengan mengukur jarak migrasi relatif terhadap fragmen DNA

    standar yang ukurannya telah diketahui (Redhana, 2004).

    Posisi fragmen DNA dapat diketahui dengan jalan mewarnai fragmen

    dengan etidium bromida. Etidium bromida dapat terinsersi ke dalam molekul

    DNA heliks ganda dan berfluoresensi menghasilkan warna orange ketika disinari

    dengan lampu UV. Metode yang lain adalah pelabelan fragmen DNA dengan

    radioisotop, seperti 32P. Fragmen DNA (pita DNA) setelah dielektroforesis dapat

    dideteksi dengan menempatkan film sinar-X di atas gel (metode audiografi).

    Radioaktivitas radioisotop akan menyebabkan terbentuknya bayangan hitam pada

  • 22

    film. Bayangan hitam ini berhubungan dengan pita DNA yang dilabel dengan

    radioisotop. Untuk lebih jelas, dapat dilihat pada Gambar 2.5 di bawah ini.

    Gambar 2.5 Gel Agarosa dari Fragmen DNA

    Fragmen DNA yang ukurannya diketahui, dielektroforesis pada lajur 1

    (ukuran dalam pasang basa (bp) diberikan di sebelah kiri). Hasil pemotongan

    restriksi DNA sampel dielektroforesis pada lajur 2. Dengan membandingkan

    posisi migrasi dari fragmen pada lajur 1 dan 2 dapat diketahui bahwa dua fragmen

    DNA sampel mempunyai ukuran kira-kira 9000 bp dan 2000 bp. Ukuran ini dapat

    ditentukan dengan lebih teliti melalui pembuatan kurva standar dari logaritma

    ukuran DNA pada lajur 1 terhadap jarak migrasinya dan kemudian kurva standar

    ini digunakan untuk memperkirakan ukuran fragmen DNA sampel pada lajur 2

    berdasarkan jarak migrasinya.

  • 23

    2.4.6 Peta Restriksi

    DNA heliks ganda dapat dipotong oleh enzim restriksi yang berbeda. Tiap

    enzim restriksi mempunyai urutan pengenalan berbeda pada DNA. Dengan

    pemisahan fragmen restriksi dan penentuan ukurannya melalui elektroforesis gel,

    sehingga dapat meramalkan tempat pengenalan enzim restriksi pada DNA.

    Peta restriksi dari molekul DNA dapat digambar dengan menunjukkan

    posisi tempat sisi pemotongan oleh enzim restriksi (sisi restriksi). Peta restriksi

    sangat penting dalam pembuatan DNA rekombinan, karena dapat digunakan

    untuk menentukan lokasi pomotongan molekul DNA dan untuk memonitor

    berhasil tidaknya eksperimen. Sisi pemecahan dari enzim restriksi yang berbeda

    ditunjukkan dengan huruf (Redhana, 2004). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

    pada Gambar 2.6 berikut ini.

    Gambar 2.6 Peta Restriksi dari Molekul DNA Tertentu

    2.5 Hibridisasi Asam Nukleat

    Hibridisasi asam nukleat adalah dasar untuk esai yang cepat dan terpercaya.

    Basis fisis dari sistem ini adalah pemasangan basa nukleotida yang tepat dan

    ikatan hidrogen antara satu string dari nukleotida dan sekuens nukleotida

    komplemennya (Muhammad, 1991). Skema hibridisasi asam nukleat pada

    laboratorium secara umum adalah sebagai berikut.

    a. Ikat DNA untai tunggal (target) pada membran pendukung.

    E B X E S C X B

    0 5 10 15 20

  • 24

    b. Tambahkan DNA untai tunggal berlabel (probe) pada kondisi yang cocok

    dari temperatur dan kekuatan ionik untuk mempromosikan pemasangan

    basa antara probe dan DNA target.

    c. Cuci dukungan untuk menghilangkan probe DNA berlebih yang tidak

    terikat.

    d. Deteksi sekuens hibrid yang terbentuk antara probe dan DNA target.

    e. Test diagnostik hibridisasi asam nukleat memiliki tiga elemen kritis: DNA

    probe, DNA target, dan deteksi signal. Tipe sistem deteksi ini dapat menjadi

    sangat spesifik atau sangat sensitif.

    2.5.1 Reaksi Hibridisasi

    Jika DNA heliks ganda dipanaskan, kedua rantai DNA akan memisah pada

    suhu tertentu. Proses ini disebut denaturasi. Suhu di mana setengah dari molekul

    DNA sudah mengalami denaturasi disebut suhu pelelehan (Tm). Jika Suhu

    sekarang diturunkan hingga mencapai di bawah Tm, dua rantai komplementer

    bergabung kembali membentuk molekul DNA heliks ganda. Proses ini disebut

    renaturasi (reannealing).

    Kenyataan menunjukkan bahwa struktur DNA heliks ganda dapat terbentuk

    antara dua molekul asam nukleat rantai tunggal (DNA-DNA, DNA-RNA, RNA-

    RNA) yang komplementer. Nama yang umum digunakan untuk proses ini adalah

    hibridisasi dan produk asam nukleat heliks ganda yang dihasilkan disebut hibrid

    (Redhana, 2004).

  • 25

    2.5.2 Monitoring Urutan Asam Nukleat Spesifik

    Kecepatan pembentukan hibrid heliks ganda tergantung pada konsentrasi

    dua spesies rantai tunggal. Kecepatan ini dapat digunakan untuk mengukur

    konsentrasi urutan DNA atau RNA spesifik dalam campuran. Tahap pertama

    adalah menyiapkan pelacak (probe) DNA rantai tunggal. Pelacak DNA adalah

    fragmen DNA yang komplementer dengan asam nukleat yang diselidiki. Pelacak

    DNA ini harus dilabel agar dapat dideteksi ketika terjadi hibridisasi antara pelacak

    DNA dan asam nukleat target.

    Umumnya teknik pelabelan dilakukan dengan menggabungkan pelacak

    DNA dengan radioisotop. Pelabelan kimia (pelabelan nonradioaktif) saat ini

    digunakan sebagai pengganti radioisotop. Misalnya, pelacak DNA dapat dilabel

    dengan digoksigenin (suatu steroid). Hibrid yang mengandung pelacak DNA

    terlabel digoksigenin dapat dideteksi dengan menggunakan antibodi anti

    digoksigenin. Antibodi anti digoksigenin diikatkan pada zat warna yang dapat

    berfluorensensi (Redhana, 2004).

    Pelacak DNA (baik yang dilabel dengan radioisotop maupun dengan zat

    kimia nonradioaktif) diinkubasi dengan sampel asam nukleat dan kemudian

    nuklease ditambahkan untuk mendegradasi pelacak DNA rantai tunggal yang

    tidak berhibridisasi. Jumlah pelacak DNA terlabel yang berhibridisasi dengan

    asam nukleat target menunjukkan konsentrasi asam nukleat dalam sampel.

    2.5.3 Southern Blotting

    Southern blotting (bercak southern) merupakan proses mendeteksi satu atau

    lebih fragmen DNA yang mengandung urutran nukleotida spesifik (Redhana,

  • 26

    2004). Southern blotting juga merupakan prosedur untuk memblot pita DNA dari

    gel ke membran nitroselulosa (Redhana, 2004). Setelah elektroforesis fragmen-

    fragmen DNA restriksi dalam gel agarosa, gel direndam dalam larutan alkali

    untuk mendenaturasi DNA heliks ganda menjadi DNA rantai tunggal, kemudian

    pH dinetralkan. Gel ditempatkan dalam wadah dengan kertas saring membran

    nitroselulosa atau nilon ditempatkan di atas gel.

    Gel direndam dalam larutan bufer. Akibatnya, bufer akan membawa

    fragmen-fragmen DNA ke membran nitroselulosa. Membran mengikat DNA

    rantai tunggal sehingga pola pita yang ada dalam gel sekarang berpindah pada

    membran. Membran nitroselulosa dilepaskan dari gel, dipanaskan pada suhu

    tinggi untuk melekatkan DNA pada membran, kemudian diinkubasi dengan

    pelacak DNA yang dilabel dengan radioisotop.

    Setelah hibridisasi, pelacak hanya mengikat fragmen DNA dengan urutan

    yang komplementer. Kelebihan pelacak dicuci, selanjutnya di atas membran

    ditempatkan film sinar-X untuk audiografi. Bayangan yang dihasilkan pada

    audiogram menunjukkan pita-pita DNA yang mengandung urutan pelacak DNA

    demikian juga untuk DNA target.

    Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.7 dibawah ini.

  • 27

    Gambar 2.7 Southern Blotting

    2.5.4 Northern Blotting

    Northern blotting merupakan prosedur yang sama dengan southern blotting,

    tetapi sampel yang dianalisis adalah RNA, bukan DNA. Dengan teknik northern

    blotting dapat mendeteksi molekul RNA dengan pelacak DNA. Jika ingin

    menentukan mRNA spesifik dalam campuran RNA maka, dapat menggunakan

    northern blotting (Redhana, 2004). Pelacak DNA yang komplementer dengan

    mRNA spesifik dapat digunakan untuk mendeteksi apakah mRNA tersebut ada

  • 28

    dalam sampel atau tidak dan jarak migrasi RNA dalam gel, dapat diperkirakan

    ukurannya (Redhana, 2004).

    2.5.5 Hibridisasi In Situ

    Hibridisasi in situ merupakan teknik untuk mendeteksi lokasi urutan DNA

    tertentu dalam kromosom. Pelacak DNA yang terlabel (zat radioaktif atau

    senyawa yang berflourisensi) diinkubasi dengan bagian jaringan tertentu atau

    bahkan dengan kromosom. Kelebihan pelacak DNA dicuci dan kemudian

    dideteksi lokasi perlacak tersebut berhibridisasi. Teknik ini sangat berhasil untuk

    menentukan sel dalam jaringan kompleks, seperti otak mamalia yang

    mengespresikan gen tertentu dan untuk menentukan lokasi gen spesifik pada

    kromosom (Redhana, 2004).

    2.6 Kloning DNA

    2.6.1 Prinsip Kloning DNA

    Prinsip dasar kloning DNA adalah pada kloning DNA dapat membuat

    sejumlah DNA tertentu dalam bentuk murni dari campuran fragmen DNA.

    Fragmen DNA dapat dimasukkan ke dalam sel bakteri harus mampu mereplikasi

    dirinya sendiri di dalam enzim-enzim sel inang. Dua jenis molekul DNA diketahui

    dapat bereplikasi secara automatis dalam sel bakteri, yaitu bakteriofag (disebut fag

    saja) dan plasmid.

    Plasmid adalah molekul DNA heliks ganda yang ada dalam sel bakteri,

    sering membawa gen tertentu yang menyebabkan bakteri resisten terhadap obat

    (misalnya ampisilin) dan dapat bereplikasi sendiri. Jika molekul DNA rekombinan

  • 29

    dibuat dengan menggabungkan fragmen DNA dan DNA plasmid (atau

    bakteriofag), maka fragmen DNA akan direplikasi ketika DNA plasmid atau fag

    direplikasi. Dengan peranan ini, DNA plasmid atau fag disebut sebagai vector

    (Redhana, 2004).

    Sekarang ini molekul DNA rekombinan sudah dapat dibuat, setiap molekul

    DNA rekombinan mengandung satu fragmen DNA dalam campuran. Molekul-

    molekul DNA rekombinan ini selanjutnya dimasukkan ke dalam populasi bakteri

    sehingga masing-masing sel bakteri mengandung jenis yang berbeda dari molekul

    DNA rekombinan. Bakteri yang membawa molekul DNA rekombinan disebut

    bakteri rekombinan.

    Jika menginginkan DNA rekombinan yang mengandung fragmen DNA

    tertentu, dapat dilakukan dengan menanam bakteri rekombinan dalam kultur.

    Molekul DNA rekombinan diisolasi dari sel bakteri sehingga fragmen DNA akan

    dapat diperoleh dalam bentuk murni. Fragmen DNA ini kemudian dapat dikatakan

    dikloning. Vektor yang digunakan untuk melakukan kloning ini disebut vektor

    kloning. Vektor tidak hanya berupa plasmid atau fag, virus hewan dan tanaman

    dapat juga bekerja sebagai vektor.

    2.6.2 Dasar-dasar Kloning DNA

    Ada beberapa prosedur untuk mengklon DNA ke dalam vektor plasmid.

    Untuk mengklon DNA ke dalam vektor plasmid, DNA plasmid sirkuler dipotong

    dengan enzim restriksi yang hanya mempunyai satu sisi pengenalan dalam

    plasmid. Pemotongan ini akan menghasilkan molekul plasmid linier dengan ujung

  • 30

    lancip. Fragmen DNA (DNA donor) selanjutnya diinsersikan ke dalam plasmid

    dan plasmid juga dipotong dengan enzim restriksi yang sama (Redhana, 2004).

    Cara lain, enzim restriksi yang berbeda dapat digunakan, asal dapat

    menghasilkan ujung lancip yang sama. DNA donor dan plasmid linier sekarang

    dicampur. Ujung-ujung lancip dari DNA donor berpasangan dengan DNA

    plasmid dan digabungkan secara kovalen dengan enzim DNA ligase. DNA

    plasmid rekombinan yang dihasilkan selanjutnya dimasukkan ke dalam sel inang

    bakteri yang sudah dibuat permeabel terhadap DNA. Pengambilan DNA oleh sel

    bakteri disebut transfeksi; sel bakteri dikatakan ditransfeksi oleh DNA plasmid

    rekombinan. Sel bakteri diupayakan tumbuh dan membelah. Selama pembelahan,

    plasmid rekombinan akan bereplikasi beberapa kali dalam sel.

    Vektor kloning yang bermanfaat adalah vektor kloning yang membawa satu

    atau lebih gen yang resisten antibiotik dan penggunaan sel inang yang sensitif

    terhadap antibiotik. Setelah transfeksi, sel ditumbuhkan dalam media yang

    mengandung antibiotik. Hanya sel yang mengandung DNA plasmid yang resisten

    terhadap antibiotik dan dapat tumbuh dalam media antibiotik. Jika sel

    ditumbuhkan pada media padat agar, setiap sel akan memperbanyak diri

    membentuk koloni bakteri yang membawa fragmen DNA yang sama. Tahap

    selanjutnya adalah identifikasi koloni bakteri tertentu yang mengandung fragmen

    DNA yang diinginkan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.8

    berikut ini.

  • 31

    Gambar 2.8 Metode Kloning DNA Sederhana Menggunakan Vektor Plasmid

    2.6.3 Pustaka DNA

    Pustaka DNA adalah koleksi fragmen DNA klon dalam vektor kloning,

    selanjutnya akan dicari DNA yang diinginkan (Redhana, 2004). Ada dua jenis

    pustaka yang dapat dibuat.

    a. Pustaka DNA genom.

    Pustaka DNA genom dibuat dari DNA genom organisma. Misalnya, pustaka

    genom bakteri dapat dibuat dengan memotong kromosom bakteri menggunakan

    endonuklease restriksi (enzim restriksi) menghasilkan fragmen-fragmen DNA

    yang berbeda, tetapi semuanya mempunyai ujung lancip yang identik. Fragmen-

    fragmen DNA yang dihasilkan kemudian diligasikan ke dalam molekul vektor

  • 32

    plasmid yang telah dipotong dengan enzim restriksi yang sama atau diligasikan

    ke dalam vektor virus yang sesuai.

    Pustaka genom ini mengandung semua urutan DNA kromosom bakteri dan

    dapat dicari gen bakteri yang diinginkan. Setiap klon dalam pustaka genom

    disebut klon DNA genom. Tidak setiap klon DNA genom mengandung gen

    lengkap karena ada kemungkinan enzim restriksi akan memotong paling sedikit

    satu kali dalam gen. Beberapa klon dapat mengandung hanya bagian dari gen.

    b. Pustaka cDNA.

    Pustaka cDNA dibuat dengan menggunakan enzim transkriptase balik

    (reverse transcriptase) retrovirus untuk mensintesis DNA komplementer (cDNA)

    dari mRNA total sel. cDNA rantai tunggal diubah menjadi DNA heliks ganda dan

    selanjutnya diinsersikan ke dalam vektor. Setiap klon dalam pustaka cDNA

    disebut klon cDNA. Pada pustana DNA genom ditemukan semua urutan DNA inti

    organisme, sedangkan pada pustaka cDNA, hanya terdapat urutan yang

    diekspresikan sebagai mRNA, yaitu urutan ekson karena pustaka cDNA

    diturunkan dari mRNA.

    2.6.4 Screening Pustaka DNA

    Pustaka genom diskrening dengan teknik hibridisasi menggunakan pelacak

    DNA yang komplementer dengan bagian urutan nukleotida dari gen yang

    diinginkan. Pelacak dapat berupa fragmen restriksi DNA atau bagian dari klon

    cDNA. Pendekatan yang lain adalah pembuatan pelacak dari deduksi urutan asam

    amino dalam protein yang dikode oleh gen yang diinginkan. Dengan penggunaan

    kode genetik ini, dapat meramalkan urutan DNA dan kemudian mensintesis

  • 33

    oligonukleotida hasil deduksi yang akan digunakan sebagai pelacak. Untuk lebih

    jelas dapat dilihat pada Gambar 2.9 berikut ini.

    Gambar 2.9 Screening Pustaka Genom Melalui Teknik Hibridisasi

    Dapat dijelaskan pada Gambar 2.9 diatas yaitu, jika menggunakan vektor

    plasmid, screening pustaka genom dilakukan dengan menempatkan membran

    nitroselulosa di atas sel bakteri yang membawa pustaka genom pada media padat

    agar. Membran nitroselulosa ini selanjutnya dilepaskan dan membran ini

    merupakan replika dari media padat agar dan mempunyai pola yang sama seperti

    koloni pada media padat agar. Membran nitroselulosa ini sering disebut colony lift

    (Redhana, 2004).

    Selanjutnya ini direndam dalam larutan alkali untuk melisis sel bakteri dan

    mendenaturasi DNA, lalu dihibridisasikan dengan pelacak DNA yang telah

    dilabel dengan radioisotop. Setelah pencucian terhadap pelacak yang tidak

  • 34

    bereaksi, audiografi terhadap membran dilakukan untuk menunjukkan koloni

    bakteri yang berhibridisasi dengan pelacak dan mengandung urutan DNA yang

    diinginkan. Hasil ini kemudian dikomparasikan ke media padat agar untuk

    mengetahui koloni bakteri yang membawa urutan DNA yang diinginkan.

    Jika bakteriofag digunakan sebagai vektor kloning, hasil screening pustaka

    genom berupa bercak (plaque). Bercak ini merupakan hasil lisis bakteri yang

    membawa gen yang diklon. Metode screening hibridisasi digunakan dengan cara

    yang sama seperti yang diuraikan untuk screening plasmid di atas, dalam hal ini

    membran replika disebut plaque lift.

    Untuk pustaka cDNA, screening dilakukan dengan cara yang mirip dengan

    teknik hibridisasi. Di samping itu, kita dapat membuat pustaka cDNA

    menggunakan vektor yang akan mentranskripsi sisipan cDNA dan kemudian

    mentranslasi mRNA yang dihasilkan membentuk protein yang berhubungan

    dengan gen yang diklon. Pustaka yang dibuat dengan vektor ekspresi merupakan

    pustaka cDNA ekspresi. Pustaka ini dapat discreening menggunakan antibodi

    yang dilabel untuk mengenal protein spesifik. Dengan demikian, kita dapat

    mengetahui bakteri yang mengandung gen yang diinginkan.

    2.7 Penentuan Urutan Basa DNA

    2.7.1 Metode Penentuan Urutan Basa DNA

    Terdapat dua metode utama yang dirancang untuk mengurutkan basa-basa

    DNA yaitu, metode kimia (metode Maxam-Gilbert) dan metode terminasi rantai

    (Redhana, 2004). Pada metode terminasi rantai, menggunakan DNA tunggal

    sehingga DNA dapat bekerja sebagai cetakan untuk sintesis DNA. DNA

  • 35

    polimerase E. coli digunakan untuk mengkopi cetakan DNA tetapi, enzim DNA

    polimerase ini memerlukan primer untuk memulai sintesis. Primer yang

    digunakan dapat berupa fragmen restriksi DNA yang komplementer dengan

    cetakan DNA rantai tunggal atau merupakan urutan komplementer DNA pendek

    yang disintesis secara kimia (oligonukleotida sintetik).

    2.7.2 Metode Terminasi Rantai

    Adapun metode terminasi rantainya adalah campuran yang akan diinkubasi

    diatur agar mengandung cetakan DNA rantai tunggal, primer, DNA polimerase

    dan empat deoksiribonukleosida trifosfat (dATP, dGTP, dCTP dan dTTP). Salah

    satu dari keempat nukleotida ini dilabel dengan radioisotop dan ditambahkan

    analog 2 3 dideoksiribonukleosida trifosfat tunggal, misalnya ddGTP (Redhana,

    2004).

    Pada saat inkubasi, DNA polimerase mulai mengkopi molekul cetakan

    dengan memperluas primer yang terikat. Selama sintesis DNA baru, setiap ada

    peluang penggabungan dGTP, terdapat juga kesempatan penggabungan ddGTP.

    Jika ddGTP yang digabungkan, perpanjangan rantai DNA baru akan berhenti

    karena dideoksi analog tidak mempunyai ujung 3-OH yang dapat digunakan

    untuk membentuk ikatan 3 5 fosfodiester berikutnya.

    Dengan demikian, pemanjangan rantai akan berakhir pada titik ini. Pada

    campuran inkubasi pertama, ketika sejumlah cetakan DNA sedang dikopi, setiap

    rantai DNA baru yang disintesis akan berhenti secara random pada posisi G. Ini

    berarti bahwa setiap G dalam urutan kompelmenter akan ada beberapa rantai

  • 36

    DNA baru yang diakhiri pada titik ini. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada

    Gambar 2.10 berikut ini.

    Gambar 2.10 Penentuan Urutan Basa DNA

    Dimana, empat campuran yang sama inkubasi harus disediakan dan masing-

    masing mengandung dideoksi analog yang berbeda, salah satu dari ddATP,

    ddCTP, ddTTP atau ddGTP. Prosedur ini akan menghasilkan empat jenis fragmen

    terminasi rantai yang berhubungan dengan posisi A, C, T dan G dalam urutan

    DNA baru yang disintesis. Setelah inkubasi, empat campuran reaksi

    dielektroforesis dalam gel poliakrilamida dan kemudian diselidiki audiografinya

    dengan menempatkan film sinar-X di atas gel.

  • 37

    Urutan DNA ditentukan secara sederhana dengan membaca pola pita pada

    audiogram dari bawah ke atas pada film sinar-X. Urutan DNA yang dibaca pada

    film sinar-X atau gel adalah urutan rantai DNA yang disintesis dan dengan

    demikian urutan komplementer pada cetakan DNA dapat ditentukan.

    2.7.3 Penentuan Urutan Basa DNA secara Automatis

    Penentuan urutan basa DNA secara automatis sekarang ini sudah umum

    dilakukan, didasarkan pada metode terminasi rantai. Setiap primer dilabel dengan

    zat warna fluoresen berbeda, tidak dengan radioisotop. Untuk prosedur ini

    diperlukan empat campuran reaksi. Setiap campuran reaksi ditambahkan primer

    yang terikat oleh zat warna fluorescen yang berbeda. Setelah diinkubasi, keempat

    campuran digabungkan dan dielektroforesis pada satu lajur gel. Sistem deteksi

    laser digunakan untuk membedakan identitas dari masing-masing produk

    terminasi. Urutan produk fluoresen ini akan menghasilkan urutan DNA (Redhana,

    2004).

    2.8 Polymerase Chain Reaction (PCR)

    Polymerase chain reaction (PCR) merupakan suatu teknik perbanyakan

    (amplifikasi) potongan DNA secara in vitro pada daerah spesifik yang dibatasi

    oleh dua buah primer oligonukleotida. Primer yang digunakan sebagai pembatas

    daerah yang diperbanyak adalah DNA untai tunggal yang urutannya komplemen

    dengan DNA templatnya. Proses tersebut mirip dengan proses replikasi DNA

    secara in vivo yang bersifat semi konservatif (Redhana, 2004). Kemudian Nasir

  • 38

    (2002) merumuskan bahwa PCR suatu metode in vitro untuk menghasilkan

    sejumlah besar fragmen DNA spesifik dengan panjang sekuens yang telah

    ditentukan dari sejumlah kecil template kompleks. PCR merupakan suatu teknik

    yang sangat kuat dan sensitif yang dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang

    seperti biologi molekuler, diagnostik, genetika populasi dan analisis forensik.

    Proses sederhana PCR dapat dilihat pada Gambar 2.11 dibawah ini.

    Gambar 2.11 Siklus PCR

    2.8.1 Prinsip PCR

    Reaksi PCR mengandung DNA rantai ganda target, dua primer yang dapat

    berhibridisasi pada ujung-ujung DNA target, empat deoksiribonukleotida trifosfat

    dan DNA polimerase. Karena reaksi dipanaskan secara periodik pada suhu tinggi,

    PCR sangat tergantung pada penggunaan DNA polimerase yang stabil pada suhu

    tinggi. Beberapa enzim yang stabil pada suhu tinggi diisolasi dari bakteri

  • 39

    termofilik (bakteri yang dapat hidup dalam lingkungan suhu tinggi). DNA

    polimerase yang pertama digunakan adalah Taq polimerase yang diisolasi dari

    bakteri temofilik Thermus aquaticus (Redhana, 2004).

    Setiap siklus PCR terdiri dari tiga tahap yaitu sebagai berikut.

    a. Tahap peleburan atau denaturasi. Pada tahap ini campuran reaksi dipanaskan

    sampai suhu 95oC dalam waktu singkat (kira-kira 15-30 detik) untuk

    mendenaturasi DNA menjadi rantai tunggal yang dapat bekerja sebagai

    cetakan untuk sintesis DNA.

    b. Tahap penggabungan (annealing) primer. Pada tahap ini campuran

    didinginkan dengan cepat sampai pada suhu tertentu (tergantung pada

    primer) sehingga memungkinkan dua primer mengikat pada masing-masing

    rantai DNA target. Suhu penggabungan ini dapat dihitung dengan hati-hati

    agar primer dapat terikat hanya pada urutan DNA yang diinginkan dimana

    satu primer terikat pada satu rantai DNA. Dua rantai DNA target tidak dapat

    bergabung satu sama lain karena primer berada dalam jumlah yang lebih

    banyak daripada DNA target.

    c. Tahap perpanjangan atau elongasi. Pada tahap ini suhu campuran dinaikkan

    sampai 72oC dan dipertahankan selama periode tertentu agar DNA

    polimerase dapat memperpanjang setiap primer dengan mengkopi cetakan

    DNA rantai tunggal. Pada akhir inkubasi, kedua cetakan rantai tunggal

    sudah dibuat menjadi DNA rantai ganda. DNA yang baru disintesis

    mengalami perpanjangan pada ujung 3-nya.

    Pada siklus kedua (tahapnya sama dengan siklus pertama), empat rantai

    DNA mengalami denaturasi, mengikat primer dan selanjutnya mengalami

  • 40

    perpanjangan. Tidak ada reaktan lain yang ditambahkan. Tiga tahap ini diulangi

    sekali lagi pada siklus ketiga dan seterusnya. Thermocycler sekarang ini sudah

    digunakan secara rutin dalam PCR. Setelah 20 siklus, DNA target sudah

    diamplifikasi 106 kali dari semula dan akan menjadi 109 kali setelah 30 siklus.

    Semua proses ini berlangsung kurang dari satu jam. Urutan DNA target yang

    diamplifikasi terletak di antara dua sisi pengikat primer. Perpanjangan primer

    tidak terjadi di luar sisi pengikat primer.

    2.8.2 Aplikasi PCR

    Polymerase chain reaction mempunyai aplikasi yang sangat luas

    diantaranya sebagai berikut.

    a. PCR dapat mengamplifikasi molekul DNA tunggal dari campuran

    kompleks, menghindari penggunaan kloning DNA dalam sel untuk

    mendapatkan molekul DNA murni yang diinginkan. Variasi teknik ini dapat

    digunakan untuk mengamplifikasi molekul RNA tunggal dengan cara yang

    sama dari campuran kompleks RNA.

    b. Penentuan urutan basa DNA dapat disederhanakan dengan menggunakan

    PCR, dan aplikasi ini sekarang sangat umum.

    c. Dengan menggunakan primer yang sesuai, melalui PCR dapat dibuat mutasi

    titik, insersi dan delesi DNA target yang dapat membantu analisis ekspresi

    dan fungsi gen.

    d. PCR sangat sensitif dan dapat mengamplifikasi DNA dalam jumlah yang

    sedikit. Dengan menggunakan primer yang sesuai, DNA bakteri atau virus

  • 41

    dalam jumlah sedikit dapat dideteksi dalam jaringan. Hal ini menyebabkan

    PCR tidak terlalu mahal untuk diagnosa medis.

    e. PCR cukup murah untuk mengkarakterisasi sampel DNA secara medis.

    Misalnya, dalam penentuan penyakit genetik manusia. Pada penentuan

    penyakit genetik, PCR didasarkan pada analisis daerah microsatellites dalam

    DNA Microsatellites ini merupakan urutan di, tri dan tetranukleotida

    berulang dalam DNA, yaitu jenis (CA)n atau (CCA)n di mana n adalah

    bilangan dari 10 sampai 30. Microsatellites dapat digunakan sebagai

    penanda, seperti pada RFLP. Metode ini sangat cepat dan tepat serta

    menggunakan jumlah materi yang sangat sedikit.

    f. Karena sensitivitasnya, PCR sangat penting dalam forensik. PCR

    mengamplifikasi DNA dari rambut manusia atau tetesan darah yang

    tertinggal pada tindakan kriminal untuk membuktikan tersangkanya

    (Redhana, 2004).

    2.9 Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan Media pembelajaran teknologi DNA rekombinan memberikan penjelasan

    serta contoh-contoh soal dan penyelesaian yang berkaitan dengan materi teknologi

    DNA rekombinan seperti penjelasan tentang enzim restriksi, penjelasan tentang

    hibridisasi asam nukleat, penjelasan kloning DNA, penjelasan tentang penentuan

    urutan asam amino, penjelasan tentang polymerase chain reaction dan penjelasan

    tentang aplikasi yang dihasilkan dari teknologi DNA rekombinan. Dalam media

    pembelajaran ini juga disertakan soal-soal latihan yang dapat melatih dan

    mengukur sejauh mana pengetahuan peserta didik tentang materi teknologi DNA

    rekombinan. Media pembelajaran teknologi DNA rekombinan ini disajikan

  • 42

    dengan perpaduan animasi teks dan gambar dengan mengimplementasikan proses-

    proses dan tahapan-tahapan penting dalam teknologi DNA rekombinan sehingga

    media ini dapat mempermudah peserta didik untuk memahami materi yang sulit.

  • 43

    BAB III

    PEMBAHASAN

    3.1 Gambaran Umum Sistem

    Media pembelajaran teknologi DNA rekombinan merupakan media

    pembelajaran yang menyajikan dan membahas tentang tahapan-tahapan dan

    proses yang ada pada teknologi DNA rekombinan atau sering disebut kloning

    DNA. Selain itu, pada media ini juga membahas materi-materi yang terkait

    dengan teknologi DNA rekombinan diantaranya yaitu, penjelasan tentang enzim

    restriksi, penjelasan tentang hibridisasi asam nukleat, pembahasan tentang kloning

    DNA, penjelasan tentang penentuan urutan asam amino, pembahasan tentang

    polymerase chain reaction (PCR) dan menyajikan salah satu contoh aplikasi yang

    dapat dihasilkan dari proses teknologi DNA rekombinan tersebut.

    Media pembelajaran teknologi DNA rekombinan disajikan dengan

    perpaduan animasi teks dan gambar yang digunakan untuk mengimplementasikan

    proses-proses pada teknologi DNA rekombinan sehingga dapat memudahkan

    pengguna dalam mempelajari dan memahami materi yang lebih sulit.

    Dalam media ini pengguna dapat melihat informasi dengan memilih salah

    satu menu yang terdapat di sebelah kiri tampilan utama media. Informasi yang

    telah dipilih akan ditampilkan pada sisi sebelah kanan. Terdapat delapan menu

    utama yaitu, menu pendahuluan, enzim restriksi, hibridisasi asam nukleat, kloning

    DNA, penentuan urutan basa DNA, PCR, aplikasi dan tes. Pada masing-masing

    menu memiliki sub menu yang jumlahnya berbeda-beda kecuali menu

    pendahuluan dan tes. Menu enzim restriksi memiliki empat sub menu, menu

  • 44

    hibridisasi asam nukleat memiliki lima submenu, menu kloning DNA memiliki

    empat sub menu, menu penentuan urutan basa DNA memiliki tiga sub menu dan

    menu PCR memiliki dua sub menu.

    Menu enzim restriksi terdiri dari sub menu pemotongan DNA, tata nama,

    elektroforesis gel, dan peta restriksi. Menu hibridisasi asam nukleat terdiri dari

    sub menu reaksi hibridisasi, monitoring urutan asam nukleat, southern blotting,

    northern blotting dan hibridisasi in situ. Kemudian menu kloning DNA terdiri dari

    sub menu prinsip kloning DNA, dasar-dasar kloning DNA, pustaka DNA dan

    screening pustaka DNA. Menu penentuan urutan basa DNA terdiri dari sub menu

    metode, terminasi rantai dan penentuan secara otomatis. Selanjutnya menu PCR

    yang terdiri dari sub menu prinsip PCR dan aplikasi PCR. Untuk menu aplikasi

    terdiri dari sub menu tanaman transgenik dan human kloning (hewan).

    3.2 Model Pengembangan Media Pembelajaran

    Media pembelajaran teknologi DNA rekombinan dirancang dengan

    menggunakan block diagram. Block diagram adalah suatu sistematika yang

    menunjukkan hubungan antara satu langkah ke langkah lainnya yang membentuk

    suatu proses dari gabungan sebab dan akibat antara masukan dan keluaran dari

    suatu sistem. Block diagram ini menjelaskan hubungan secara langsung satu

    entitas yaitu antara pengguna (user) dengan sistem pada media pembelajaran

    teknologi DNA rekombinan. Tahapan-tahapan dari pengembangan media

    pembelajaran teknologi DNA rekombinan terdiri dari tahap persiapan, tahap

    pembuatan, dan tahap evaluasi. Berikut ini dapat dijelaskan tahapan-tahapan

    tersebut adalah sebagai berikut.

  • 45

    a. Tahap Persiapan

    Pada tahap persiapan adalah suatu langkah awal dalam pengembangan

    media pembelajaran untuk mengidentifikasi masalah, proses mencari ide utama,

    proses pengumpulan data dan proses pembuatan skenario sehingga dapat

    menghasilkan keluaran yang baik dan mampu memberikan informasi yang akurat

    serta kedepannya media pembelajaran ini dapat berguna.

    b. Tahap Pembuatan

    Tahap pembuatan merupakan tahap dimana media pembelajaran diuji

    keberhasilannya. Tahap ini bertujuan untuk melakukan perbaikan terhadap media

    pembelajaran yang telah dikembangkan sehingga mencapai maksimal. Proses ini

    dapat dilakukan berulang-ulang demi kepuasan dan meminimalisir kesalahan atau

    kekurangan yang terjadi. Pada tahap ini terdapat proses perancangan media

    pembelajaran mulai dari perancangan antarmuka, pembuatan animasi, proses

    animasi, dubbing suara, penambahan musik, test movie dan finishing proses

    pembuatan.

    c. Tahap Evaluasi

    Pada tahap evaluasi merupakan proses post produksi media pembelajaran

    teknologi DNA rekombinan, proses finishing media pembelajaran teknologi DNA

    rekombinan dan menghasilkan media pembelajaran teknologi DNA rekombinan.

    Block diagram dari media pembelajaran teknologi DNA rekombinan dapat

    dilihat pada Gambar 3.1 berikut ini.

  • 46

    Gambar 3.1 Block Diagram Proses Perancangan Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan

    Berikut tahapan-tahapan dari pembuatan media pembelajaran teknologi

    DNA rekombinan adalah sebagai berikut.

  • 47

    3.2.1 Proses Ide Utama

    Ide utama merupakan gagasan pokok yang harus dimiliki oleh seseorang

    untuk mengembangkan media guna mengetahui tujuan yang akan dicapai. Dalam

    kasus ini pengembang memiliki ide utama untuk mengembangkan suatu media

    pembelajaran. Ide utama kali ini adalah mengembangkan media pembelajaran

    teknologi DNA rekombinan menggunakan adobe flash CS3.

    3.2.2 Proses Pengumpulan Data Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan

    Setelah ide utama sudah ditentukan maka proses yang dilakukan selanjutnya

    adalah proses pengumpulan data. Data-data yang diperlukan diperoleh dari

    berbagai sumber yaitu, diberikan dari narasumber, dapat dicari melalui media

    internet dan media cetak. Data-data yang dikumpulkan untuk pengembangan

    media pembelajaran teknologi DNA rekombinan yaitu penjelasan tentang

    teknologi DNA rekombinan, enzim restriksi, hibridisasi asam nukleat, kloning

    DNA, penentuan urutan basa DNA dan polymerase chain reaction (PCR).

    3.2.3 Proses Pembuatan Skenario atau Naskah Media Pembelajaran

    Tahap ini dikenal juga dengan istilah membuat rancangan (blue-print). Hal

    pertama yang dilakukan merumuskan tujuan yang SMAR (spesifik, measurable,

    applicable, dan realistic). Selanjutnya langkah yang dilakukan adalah menyusun

    rancangan program yang akan dikembangkan, dimana rancangan tersebut harus

    didasarkan pada tujuan yang telah dirumuskan.

    Pada tahap ini biasanya naskah media pembelajaran dibuat untuk

    mempermudah pengembang sistem dalam mendisain serta merancang media yang

  • 48

    akan dikembangkan. Naskah merupakan bentuk tulisan dari keseluruhan media

    pembelajaran. Naskah dalam bentuk dasar merupakan rangkaian adegan yang

    tidak dirinci secara mendetail. Naskah biasanya berisi gambaran umum visual dan

    audio serta penjelasan masing-masing alur flowchart dari media pembelajaran.

    Satu kolom naskah media pembelajaran mewakili satu tampilan di layar

    monitor. Berikut merupakan naskah media pembelajaran dari media pembelajaran

    teknologi DNA rekombinan yang ditunjukkan oleh Tabel 3.1 berikut ini.

    Tabel 3.1 Naskah Media Pembelajaran Teknologi DNA Rekombinan

    No. Aktifitas 1. Intro yang menampilkan judul Media Pembelajaran Teknologi DNA

    Rekombinan selanjutnya menampilkan beberapa gambar terkait dengan teknologi DNA rekombinan yang dianimasikan.

    Visual :

    Media PembelajranTeknologi DNA Rekombinan

    skip intro

    skip intro

    gambar keterangan gambar

    Audio : Musik Intrumental. 2. Tampilan menu utama yang terdapat delapan menu yaitu pendahuluan,

  • 49

    No. Aktifitas enzim restriksi, hibridisasi asam nukleat, kloning DNA, penentuan urutan basa DNA, PCR, aplikasi dan tes. Pada bagian bawah menu utama terdapat tiga tombol yaitu musik untuk mengatur volume musik, suara untuk mengatur volume suara dubbing dan keluar untuk keluar dari media pembelajaran. Selanjutnya dibagian tengah terdapat daerah untuk menampilkan informasi.

    Visual :

    Audio: Musik instrumental. 3. Tampilan menu pendahuluan terdapat penjelasan tentang pengertian

    teknologi DNA rekombinan dengan animasi tulisan dan gambar yang terkait teknologi DNA rekombinan.

    Visual :

  • 50

    No. Aktifitas

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : 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.

    4. Pada menu enzim restriksi terdapat empat sub menu diantranya yaitu, pemotongan DNA, tata nama, elektroferesis gel dan peta restriksi. Terdapat informasi penjelasan tentang enzim restriksi. Kemudian pada masing-masing sub menu juga menampilkan informasi sesuai dengan subnya masing-masing. Di bawah menu terdapat tombol menu untuk kembali ke menu utama.

    Visual :

  • 51

    No. Aktifitas

    Audio : Musik Instrumental.

    Narasi : Enzim restriksi atau endonuklease restriksi adalah enzim yang memotong molekul DNA pada tempat-tempat tertentu yang spesifik. Enzim ini memotong DNA pada rangka gula-fosfat tanpa merusak basa. Setiap enzim mempunyai sekuens pengenalan yang unik pada utas DNA, biasanya sepanjang 4-6 pasang basa.

    5. Tampilan sub menu pada menu enzim restriksi yaitu sub menu pemotongan DNA. Pada sub menu ini menampilkan penjelasan tentang pemotongan DNA dengan enzim restriksi. Selain itu terdapat animasi bagaimana proses pemotongan DNA terjadi.

    Visual :

  • 52

    No. Aktifitas Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Pemotongan terjadi pada kedua rantai DNA pada tempat spesifik. Pada dasarnya, ada tiga cara pemotongan DNA. Pertama, pemotongan DNA menghasilkan ujung 5 lancip, yaitu DNA rantai tunggal pendek yang ditinggalkan mempunyai ujung 5. Kedua, pemotongan DNA menghasilkan ujung 3 lancip, yaitu DNA rantai tunggal pendek yang ditinggalkan mempunyai ujung 3 dan ketiga, pemotongan DNA menghasilkan ujung tumpul, yaitu pemotongan pada tempat yang sama pada kedua rantai.

    6. Tampilan pada sub menu tata nama dari menu enzim restriksi terdapat penjelasan tentang tata nama enzim restriksi.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Nama enzim restriksi terdiri dari tiga huruf. Huruf pertama diturunkan dari nama genus dan dua huruf berikutnya diturunkan dari nama spesies. Masing-masing bakteri mengandung beberapa enzim restriksi yang berbeda, untuk itu bilangan romawi digunakan untuk membedakan masing-masing enzim. Pada dasarnya, penamaan enzim restriksi diambil dari nama bakteri yang menghasilkan enzim tersebut. Seperti contohnya enzim EcoRI yang memiliki pola seperti berikut.

    7. Tampilan sub menu elektroforesis gel dari menu enzim restriksi menampilkan penjelasan proses elektroforesis gel beserta animasinya.

    Visual :

  • 53

    No. Aktifitas

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Elektroforesis gel merupakan suatu teknik analisis penting dan sangat sering dipakai dalam bidang biokimia dan biologi molekular. Secara prinsip, teknik ini mirip dengan kromatografi yaitu, memisahkan campuran bahan-bahan berdasarkan perbedaan sifatnya. Dalam elektroforesis gel, pemisahan dilakukan terhadap campuran bahan dengan muatan listrik yang berbeda-beda.

    8. Tampilan sub menu peta restriksi pada menu enzim restriksi menampilkan penjelasan peta restriksi dan gambar peta restriksi.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

  • 54

    No. Aktifitas Narasi : Peta restriksi dari molekul DNA dapat digambar dengan menunjukkan posisi tempat sisi pemotongan oleh enzim restriksi (sisi restriksi). Peta restriksi sangat penting dalam pembuatan DNA rekombinan, karena dapat digunakan untuk menentukan lokasi pomotongan molekul DNA dan untuk memonitor berhasil tidaknya eksperimen.

    9. Tampilan menu hibridisasi asam nukleat menampilkan penjelasan tentang hibridisasi asam nukleat.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Hibridisasi asam nukleat adalah dasar untuk esei yang cepat dan terpercaya. Basis fisis dari sistem ini adalah pemasangan basa nukleotida yang tepat dan ikatan hidrogen antara satu string dari nukleotida dan sekuens nukleotida komplemennya.

    10. Tampilan sub menu reaksi hibridisasi menampilkan penjelasan reaksi hibridisasi.

    Visual :

  • 55

    No. Aktifitas

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Jika DNA heliks ganda dipanaskan, kedua rantai DNA akan memisah pada suhu tertentu. Proses ini disebut denaturasi. Jika Suhu sekarang diturunkan hingga mencapai di bawah Tm, dua rantai komplementer bergabung kembali membentuk molekul DNA heliks ganda. Proses ini disebut renaturasi (reannealing).

    11. Tampilan sub menu monitoring urutan asam nukleat menampilkan penjelasan tentang monitoring urutan asam nukleat.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Pelacak DNA adalah fragmen DNA yang komplementer dengan

  • 56

    No. Aktifitas asam nukleat yang diselidiki. Pelacak DNA ini harus dilabel agar dapat dideteksi ketika terjadi hibridisasi antara pelacak DNA dan asam nukleat target.

    12. Tampilan sub menu southern blotting menampilkan penjelasan tentang southern blotting.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Southern blotting (bercak southern) merupakan proses mendeteksi satu atau lebih fragmen DNA yang mengandung urutran nukleotida spesifik.

    13. Tampilan sub menu northern blotting menampilkan penjelasan tentang northern blotting.

    Visual :

  • 57

    No. Aktifitas

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Northern blotting merupakan prosedur yang sama dengan southern blotting, tetapi sampel yang dianalisis adalah RNA, bukan DNA. Dengan teknik northern blotting dapat mendeteksi molekul RNA dengan pelacak DNA.

    14. Tampilan sub menu hibridisasi in situ menampilkan penjelasan tentang hibridisasi in situ.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Hibridisasi in situ merupakan teknik untuk mendeteksi lokasi urutan DNA tertentu dalam kromosom.

  • 58

    No. Aktifitas 15. Tampilan menu kloning DNA menampilkan sub menu prinsip kloning,

    dasar-dasar kloning, pustaka DNA dan screening pustaka DNA. Dimana jika masing masing sub menu dipilih maka akan menampilkan informasi.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental. 16. Tampilan sub menu prinsip kloning DNA menampilkan penjelasan dari

    prinsip kloning DNA.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

  • 59

    No. Aktifitas Narasi : Prinsip dasar kloning DNA adalah pada kloning DNA dapat membuat sejumlah DNA tertentu dalam bentuk murni dari campuran fragmen DNA.

    17. Tampilan sub menu dasar-dasar kloning DNA menampilkan penjelasan tentang dasar-dasar dari kloning DNA. Selain itu pada sub menu ini menampilkan animasi proses terjadinya kloning DNA.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Ada beberapa prosedur untuk mengklon DNA ke dalam vektor plasmid. Untuk mengklon DNA ke dalam vektor plasmid, DNA plasmid sirkuler dipotong dengan enzim restriksi yang hanya mempunyai satu sisi pengenalan dalam plasmid. Pemotongan ini akan menghasilkan molekul plasmid linier dengan ujung lancip. Fragmen DNA (DNA donor) selanjutnya diinsersikan ke dalam plasmid dan plasmid juga dipotong dengan enzim restriksi yang sama.

    18. Tampilan sub menu pustaka DNA menampilkan penjelasan tentang pustaka DNA.

    Visual :

  • 60

    No. Aktifitas

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Ada beberapa prosedur untuk mengklon DNA ke dalam vektor plasmid. Untuk mengklon DNA ke dalam vektor plasmid, DNA plasmid sirkuler dipotong dengan enzim restriksi yang hanya mempunyai satu sisi pengenalan dalam plasmid. Pemotongan ini akan menghasilkan molekul plasmid linier dengan ujung lancip. Fragmen DNA (DNA donor) selanjutnya diinsersikan ke dalam plasmid dan plasmid juga dipotong dengan enzim restriksi yang sama.

    19. Tampilan sub menu screening pustaka DNA menampilkan penjelasan tentang screening pustaka DNA.

    Visual :

  • 61

    No. Aktifitas Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Pustaka genom diskrening dengan teknik hibridisasi menggunakan pelacak DNA yang komplementer dengan bagian urutan nukleotida dari gen yang diinginkan. Pelacak dapat berupa fragmen restriksi DNA atau bagian dari klon cDNA.

    20. Tampilan menu penentuan urutan basa DNA menampilkan tiga sub menu yaitu metode, terminasi rantai dan penentuan secara otomatis. Masing-masing sub menu tersebut memiliki informasi yang akan ditampilkan saat sub menu dipilih.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental. 21. Tampilan sub menu metode menampilkan penjelasan tentang metode

    yang digunakan dalam penentuan urutan basa DNA.

    Visual :

  • 62

    No. Aktifitas

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Terdapat dua metode utama yang dirancang untuk mengurutkan basa-basa DNA yaitu, metode kimia (metode Maxam-Gilbert) dan metode terminasi rantai.

    22. Tampilan sub menu terminasi rantai menampilkan penjelasan tentang metode terminasi rantai.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Adapun metode terminasi rantainya adalah campuran yang akan diinkubasi diatur agar mengandung cetakan DNA rantai tunggal, primer, DNA polimerase dan empat deoksiribonukleosida trifosfat (dATP,

  • 63

    No. Aktifitas dGTP, dCTP dan dTTP).

    23. Tampilan sub menu penentuan secara otomatis menampilkan penjelasan tentang metode penentuan secara otomatis.

    Visual :

    Audio : Musik instrumental.

    Narasi : Penentuan urutan basa DNA secara automatis sekarang ini sudah umum dilakukan, didasarkan pada metode terminasi rantai. Setiap primer dilabel dengan zat warna fluoresen berbeda, tidak dengan radioisotop.

    24. Tampilan menu PCR menampilkan penjelasan tentang PCR itu sendiri dan terdapat du