Laporan Tugas Akhir D3
-
Upload
kadek-restu-yani -
Category
Documents
-
view
396 -
download
12
description
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