Makalah Biologi Molekuler ASAM NUKLEAT

Makalah Biologi Molekuler

Asam Nukleat

Disusun oleh : Kelompok DNA

Harly Ilyasaakbar (1206263313)

Hasanuddin (1206230725)

Muchtazam M. (1206221683)

Paramita Dona Fitria (1206263383)

Reyhan Jonathan (1206263420)

Yoshua Reynaldo (1206263414)

Departemen Teknik KimiaFakultas Teknik

Universitas IndonesiaDepok 2014

ASAM NUKLEAT

Kata Pengantar

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah Biologi Molekuler yang berjudul “Asam Nukleat“. Penulisan makalah ini dimaksudkan untuk menyelesaikan salah satu tugas mata kuliah kami di semester empat ini, yaitu mata kuliah Biologi Molekuler.

Selesainya penyusunan makalah “Asam Nukleat” ini tidak terlepas berkat bantuan dari berbagai pihak, terutama kepada Bapak Muhamad Sahlan selaku dosen mata kuliah Biologi Molekuler. Oleh karena itu melalui kesempatan yang sangat berharga ini, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu pembuatan makalah ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalasnya dengan yang lebih baik.

Akhir kata “tiada gading yang tak retak, tiada manusia yang sempurna”, begitupun dengan karya tulis ini. Kami menyadari bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk lebih menyempurnakan makalah ini. Akhir kata kami, ucapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat.

Depok, Februari 2014

Penulis

2 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA|

ASAM NUKLEAT

DAFTAR ISI

Kata Pengantar 2Daftar Isi 3

BAB I. Isi 41.1 Struktur Asam Nukleat 4

1. Asam Nukleat 42. DNA (deoxyribonucleic acid)........................................................................... 83. RNA (ribonucleic acid)....................................................................................12

1.2 Fungsi Asam Nukleat 151. Fungsi DNA (deoxyribonucleic acid) 152. Fungsi RNA (ribonucleic acid) 18

1.3 Sintesis Asam Nukleat 231. Sintesis DNA (deoxyribonucleic acid) 232. Sintesis RNA (ribonucleic acid) 27

1.4 Deteksi Asam Nukleat 31 1. Metode Kualitatif 312. Metode Kuantitatif 38

1.5 Aplikasi Asam Nukleat dalam Kehidupan Manusia 401. Pemanfaatan Asam Nukleat dalam bidang forensik 402. Pemanfaatan Asam Nukleat dalam bidang rekayasa genetika 403. Pemanfaatan Asam Nukleat dalam bidang kesehatan 444. Pemanfaatan Asam Nukleat dalam bidang bioinformatika............................ 47

BAB II Kesimpulan 49

Daftar Pustaka 51


ASAM NUKLEAT

BAB I. ISI

1.1 Struktur Asam Nukleat

Oleh: Paramita Dona Fitria Siregar (1206263383)

Yoshua Reynaldo (1206263414)

1. Asam Nukleat

1.1. Pengertian dan Struktur Penyusun Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan suatu polimer nukleotida yang berperan dalam penyimpanan serta pemindahan informasi genetik. Asam nukleat terdapat pada semua sel hidup dan bertugas untuk menyimpan dan mentransfer genetic, kemudian menerjemahkan informasi ini secara tepat untuk mensintesis protein yang khas bagi masing-masing sel. Asam nukleat, jika unit-unit pembangunnya deoksiribonukleotida, disebut asam deoksiribonukleotida (DNA atau deoxyribonucleic acid) dan jika terdiri- dari unit-unit ribonukleaotida disebut asam ribonukleaotida (RNA atau ribonucleic acid).

Struktur asam nukleat terdiri dari nukleotida, dimana satu nukleotida terdiri atas tiga bagian, yaitu basa nitrogen, molekul gula dengan 5 atom C (pentosa), dan gugus fosfat. Basa nitrogen dan gula (pentosa) biasa disebut dengan nukleosida. Nukleosida adalah ikatan N-glikosida dari basa yang terikat pada satu gugus gula.

Gambar 1. Molekul sederhana asam nukleat

(sumber: http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/biomolekul/asam-

nukleat/)


http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/biomolekul/asam-nukleat/


ASAM NUKLEAT

Dari gambar tersebut, tampak bahwa struktur utama asam nukleat adalah molekul gula yang mengandung asam posfat dan basa Nitrogen yang dihubungkan dengan ikatan posfodiester membentuk rantai panjang.

Gambar 2. Molekul Nukleotida Gambar 3. Molekul Nukleosida(sumber: http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/biomolekul/asam-

nukleat/)

1.2. Gugus Penyusun Asam Nukleat

A. Cincin Purin atau Pirimidin (Basa Nitrogen)

Cincin purin atau pirimidin adalah basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 suatu molekul gula (ribosa atau deoksiribosa) melalui ikatan N-glukosidik. Ada dua macam basa nitrogen yang menyusun asam nukleat, yaitu Purin dan Pirimidin. Basa purin berikatan ke gula ribosa pada atom N-9 dari struktur cincinnya, sedangkan basa pirimidin berikatan ke gula ribosa pada atom N-1 dari struktur cincinnya.

Gambar 4. Struktur dasar nukleotida(sumber: http://sciencebiotech.net/mengenal-dna-lebih-dekat-anatomi-dna/)


http://sciencebiotech.net/mengenal-dna-lebih-dekat-anatomi-dna/



ASAM NUKLEAT

Gambar 5. Struktur dasar basa Purin dan Pirimidin(sumber:

https://www 2 .chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/nucacids.htm )

Gambar 6. Struktur dasar basa nitrogen asam nukleat(sumber: https://www 2 .chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/nucacids.htm )

Pada dasarnya, basa purin dan pirimidin memiliki perbedaan pada strukturnya. Hal ini akan berpengaruh pada jumlah ikatan hidrogen saat akan berpasangan dengan basa nitrogen pasangannya. Basa purin memiliki dua buah cincin (bisiklik), sedangkan basa pirimidin hanya memiliki satu cincin (monosiklik). Basa purin untuk DNA dan RNA tidak memiliki perbedaan, yaitu terdiri atas Adenine (A) dan Guanine (G). Perbedaan antara Adenin dan Guanin terletak pada jenis dan posisi gugus kimia yang terikat pada cincin purin tersebut.

Basa pirimidin yang hanya memiliki satu cincin (monosiklik), terdiri dari dari thymine (T), cytosine (C), dan urasil (U). Basa pirimidin pada DNA berbeda dengan basa pirimidin pada RNA. Pada DNA basa pirimidin terdiri dari thymine (T) dan cytosine (C), sedangkan pada RNA tidak terdapat tymine (T), melainkan urasil (U). Akan tetapi ada perkecualian, yaitu bahwa pada beberapa molekul t-RNA terdapat basa T, sedangkan pada beberapa bakteriofag DNA-nya tersusun atas urasil (U) dan bukan basa thymine (T). Berdasarkan strukturnya, thymine (T) berbeda dengan urasil (U) karena pada thymine (T) terdapat gugus metil pada posisi nomor 5 sehingga dapat disebut dengan 5-metilurasil. Sama halnya dengan basa purin, ketiga jenis basa pirimidin ini memiliki perbedaan pada jenis dan posisi gugus kimia yang terikat pada cincin pirimidin tersebut.


https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/nucacids.htm


ASAM NUKLEAT

B. Gugus Fosfat

Selain ikatan glikosidik yang menghubungkan gula pentosa dengan basa N, pada asam nukleat terdapat pula ikatan kovalen melalui gugus fosfat yang menghubungkan antara gugus hidroksil (OH) pada posisi 5’ gula pentosa dan gugus hidroksil pada posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya. Ikatan ini dinamakan ikatan fosfodiester karena secara kimia gugus fosfat berada dalam bentuk diester.

Oleh karena ikatan fosfodiester menghubungkan gula pada suatu nukleotida dengan gula pada nukleotida berikutnya, maka ikatan ini sekaligus menghubungkan kedua nukleotida yang berurutan tersebut. Dengan demikian, akan terbentuk suatu rantai polinukleotida yang masing-masing nukleotidanya satu sama lain dihubungkan oleh ikatan fosfodiester.

Pada pH netral adanya gugus fosfat akan menyebabkan asam nukleat bermuatan negatif. Inilah alasan pemberian nama ’asam’ kepada molekul polinukleotida meskipun di dalamnya juga terdapat banyak basa N. Kenyataannya, asam nukleat memang merupakan anion asam kuat atau merupakan polimer yang sangat bermuatan negatif.

C. Molekul gula dengan 5 atom C (pentosa)

Jenis gula pada asam nukleat adalah ribosa. Ribosa (b-D-furanosa) adalah gula pentosa karena memiliki jumlah karbon sebanyak 5. Pada RNA gulanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gulanya adalah deoksiribosa. Perbedaan antara kedua bentuk gula tersebut terletak pada atom C nomor 2. Pada RNA, atom C nomor 2 berikatan dengan gugus hidroksil (OH), sedangkan pada DNA atom C nomor 2 berikatan dengan atom H.

Gambar 8. Perbedaan gugus gula pada DNA dan RNA(sumber: http://sciencebiotech.net/mengenal-dna-lebih-dekat-anatomi-dna/)



ASAM NUKLEAT

Gambar 9. Komponen Asam Nukleat(sumber: https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/nucacids.htm)

2. DNA (deoxyribonucleic acid)

2.1. Bentuk dan Struktur DNA

DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik. Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick. DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.

Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu : Molekul gula dengan 5 atom C (2-deoksiribosa) Basa nitrogen yang terdiri dari basa purin yaitu adenine (A) dan guanine (G), serta basa

pirimidin yang terdiri dari thymine (T), dan cytosine (C). Gugus fosfat

Baik basa purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis DNA. Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat. DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata. Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenine (A) selalu sama dengan jumlah thymine (T). Demikian pula jumlah guanine (G) dengan cytosine (C) selalu sama. Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff. Adenine (A) selalu berpasangan dengan thymine (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedangkan cytosine (C) selalu berpasangan dengan guanine (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).



ASAM NUKLEAT

Gambar 10. Susunan struktur kimia komponen penyusun DNA(sumber: http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/molecular%20biology/dna-

structure.html)

Stabilitas DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang terbentuk sepanjang rantai tersebut. Karena perubahan jumlah hidrogen ini, tidak mengherankan bahwa ikatan C=G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk memisahkannya. DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin. Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga. Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C. Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa. Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester. DNA heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas. Polaritas

heliks ganda berlawanan orientasi satu sama lain. Kedua rantai polinukleotida DNA yang membentuk heliks ganda berjajar secara antipararel.

Gambar 11. Double helix(sumber: http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/molecular%20biology/dna-structure.html)

2.2. Tipe-tipe DNA


http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/molecular%20biology/dna-structure.html




ASAM NUKLEAT

Tabel 1. Tipe-tipe DNA

Struktur DNA seperti yang dikemukakan oleh Watson dan Crick dapat dikelompokkan pada tipe B. Molekul DNA tipe B mempunyai lekukan besar dan lekukan kecil. Dibandingkan dengan tipe A, lekukan besar pada tipe B lebih mudah mengikat protein tertentu karena lekukan besar pada tipe A lebih dalam. Bentuk A lebih menyerupai konformasi bagian untai-ganda molekul RNA (misalnya pada tRNA). Molekul hibrid DNA-RNA juga cenderung mempunyai bentuk tipe A.DNA tipe Z adalah satu-satunya DNA yang untaiannya mempunyai orientasi putar-kiri (left-handed). Molekul DNA tipe semacam ini mempunyai kerangka gula-fosfat yang berbentuk zigzag (sehingga disebut Z).

Gambar 12. Struktur DNA tipe B, A, dan Z

(sumber: http://oregonstate.edu/instruction/bb492/lectures/StructureI.html)

2.3. Jenis Ikatan Kimia dalam DNA


http://oregonstate.edu/instruction/bb492/lectures/StructureI.html

ASAM NUKLEAT

A. Ikatan Hidrogen

Interaksi ikatan hidrogen antara masing-masing basa nitrogen menyebabkan bentuk dari dua rantai DNA menjadi sedemikian rupa, bentuk ini disebut double helix. Interaksi spesifik ini terjadi antara basa A dengan T, dan C dengan G.

Gambar 13. Ikatan Hidrogen antara basa-basa nitrogen(sumber: http://sciencebiotech.net/mengenal-dna-lebih-dekat-anatomi-dna/)

B. Ikatan Fosfodiester

Pada asam nukleat terdapat pula ikatan kovalen melalui gugus fosfat yang menghubungkan antara gugus hidroksil (OH) pada posisi 5’ gula pentosa dan gugus hidroksil pada posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya. Ikatan ini dinamakan ikatan fosfodiester karena secara kimia gugus fosfat berada dalam bentuk diester.

Gambar 14. Ikatan Fosfodiester(sumber: http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/lectures/chemistry.htm)

C. Ikatan Glikosidik

Ikatan yang menghubungkan antara gula pentosa dengan basa nitrogen. Ikatan ini terletak pada posisi 1’ pada gula dengan posisi 9 (N-9) pada basa purin atau posisi 1 (N-1) pada basa pirimidin.


http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/lectures/chemistry.htm


ASAM NUKLEAT

Gambar 15. Ikatan Glikosidik(sumber: http://chemwiki.ucdavis.edu/Organic_Chemistry/Organic_Chemistry_With_a_Biological_Emphasis/Chapter_11%3A_Nucleophilic_carbonyl_addition_reactions/Section_11.5%3A_N-glycosidic_bonds)

3. RNA (ribonucleic acid)

3.1 Bentuk dan Struktur RNA

Molekul RNA pada umumnya berupa untai tunggal (single helix) sehingga tidak memiliki struktur tangga berpilin. Namun, modifikasi struktur juga terjadi akibat terbentuknya ikatan hidrogen di dalam untai tunggal itu sendiri (intramolekuler).Dengan adanya modifikasi struktur molekul RNA, kita mengenal tiga macam RNA, yaitu RNA duta atau messenger RNA (mRNA), RNA pemindah atau transfer RNA(tRNA), dan RNA ribosomal (rRNA). Struktur mRNA dikatakan sebagai struktur primer, sedangkan struktur tRNA dan rRNA dikatakan sebagai struktur sekunder. Perbedaan di antara ketiga struktur molekul RNA tersebut berkaitan dengan perbedaan fungsinya masing-masing.

Gambar 14. Struktur RNA(sumber:

http://biology.kenyon.edu/courses/biol114/Chap04/Chapter_04.html)

3.2 Tipe RNA

A. m –RNA (messenger –RNA) m –RNA (messenger –RNA ) merupakan bagian dari DNA yang berisi informasi urutan utama asam amino dalam protein yang akan di sintesis. Tipe RNA ini merupakan pembawa informasi utama dari DNA. Struktur dari m –RNA ini sesuai dengan DNA yang akan direplikasi.


http://biology.kenyon.edu/courses/biol114/Chap04/Chapter_04.html

http://chemwiki.ucdavis.edu/Organic_Chemistry/Organic_Chemistry_With_a_Biological_Emphasis/Chapter_11%3A_Nucleophilic_carbonyl_addition_reactions/Section_11.5%3A_N-glycosidic_bonds



ASAM NUKLEAT

Gambar 15. Struktur m –RNA(sumber: http://www.whoi.edu/news-release/DeepBiosphere_mRNA)

B. t –RNA (transfer –RNA)

t –RNA (transfer –RNA) mempunyai struktur primer berupa rantai nukleotida linear dengan ukuran panjang 73 sampai 93 nukleotida dengan berat molekul total antara 25 sampai 30 kilo dalton. t –RNA (transfer –RNA) bertugas untuk membaca kode dan asam amino yang akan dimasukkan ke dalam protein yang akan di translasi. t –RNA disebut juga antikodon yang memiliki kodon komplemen dari mRNA atau kodon.

Sebagian besar RNA memiliki struktur sekunder yang terdiri dari domain stem (batang) dan loop (lingkaran). Struktur yang berbentuk stem terbentuk karena adanya ikatan pasangan basa nitrogen yang saling berkomplemen, walaupun berada pada satu untaian yang sama. Sedangkan struktur loop terbentuk ketika paangan basa nitrogen tidak saling berkomplemen sehingga tidak terbentuk ikatan.

Gambar 17. Struktur t –RNA(sumber:http://biology.kenyon.edu/courses/biol114/Chap04/Chapter_04.html)


http://www.whoi.edu/news-release/DeepBiosphere_mRNA

ASAM NUKLEAT

C. r –RNA (ribosomal –RNA)

r –RNA berfungsi untuk mensintesis protein bagi makhluk hidup. Ribosom akan terbentuk dari r- RNA dan protein ribosomal dengan persentase berat 60% dengan 40%. r –RNA merupakan jenis RNA terbanyak dalam tubuh kita, yaitu sebanyak 75% total RNA didalam tubuh kita adalah RNA dengan jenis r –RNA.


ASAM NUKLEAT

1.2 Fungsi Asam Nukleat

Oleh: Harly Ilyasaakbar (1206263313)

1. DNA (deoxyribonucleic acid)

DNA adalah materi genetik yang diwarisi organisme dari orangtuanya. Suatu molekul DNA sangat panjang dan umumnya terdiri atas ratusan atau bahkan ribuan gen. Ketika suatu sel bereproduksi sendiri dengan cara membelah, DNA-nya akan disalin dan diteruskan dari satu generasi sel ke generasi sel berikutnya. Informasi yang terkode dalam struktur DNA memprogram semua aktivitas sel tersebut.

Gambar 1. Struktur DNA(sumber: http://www.biologimediacentre.com)

Molekul DNA sel sesungguhnya terdiri dari dua polinukleotida yang membentuk spiral di sekitar suatu sumbu imajiner untuk membuat sebuah heliks ganda. Kedua untaian heliks ganda itu bersifat komplementer satu sama lain, masing – masing merupakan pasangan dari yang satunya yang dapat diprediksi. Inilah ciri DNA yang memunginkan dilakukan penyalinan secara tepat gen – gen yang bertanggung jawab atas penurunan sifat genetik.

Dalam persiapan untuk pembelahan sel, kedua untaian dari masing – masing molekul DNA itu akan memisah, dan masing – masing untai akan berfungsi sebagai cetakan untuk mengurutkan nukleotida – nukleotida ke dalam suatu untaian komplementer baru. Salinan identik molekul DNA itu menyebabkan berfungsinyA DNA-A dalam penghantaran informasi genetik ketika suatu sel bereproduksi.


http://www.biologimediacentre.com/

ASAM NUKLEAT

Gambar 2. Proses Replikasi DNA(sumber: http://www.swewe.com)

1.1 Fungsi DNA secara umum

DNA sebagai bentuk kimiawi gen merupakan pembawa informasi genetik makhluk hidup. DNA membawa instruksi bagi pembentukan ciri dan sifat makhluk hidup. DNA harus mampu menyimpan informasi genetik dan dengan tepat dapat meneruskan informasi tersebut dari tetua kepada keturunannya, dari generasi ke generasi. Fungsi ini merupakan fungsi genotipik, yang dilaksanakan melalui replikasi.

DNA harus mengatur perkembangan fenotipe organisme. Artinya, materi genetik harus mengarahkan pertumbuhan dan diferensiasi organisme mulai dari zigot hingga individu dewasa. Fungsi ini merupakan fungsi fenotipik, yang dilaksanakan melalui ekspresi gen.

DNA sewaktu-waktu harus dapat mengalami perubahan sehingga organisme yang bersangkutan akan mampu beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berubah. Tanpa perubahan semacam ini, evolusi tidak akan pernah berlangsung. Fungsi ini merupakan fungsi evolusioner, yang dilaksanakan melalui peristiwa mutasi

Oleh karenDNA-A mengandung semua informasi sifat makhluk hidup, ia juga harus memiliki informasi bagi perbanyakan diri (replikasi). Replikasi DNA memberikan jalan bagi DNA untuk diwariskan dari satu sel ke sel lainnya

Gen-gen membawa informasi untuk membentuk protein tertentu. Proses ini terjadi melalui mekanisme sintesis protein. Proses pembentukan protein ini terjadi melalui proses transkripsi DNA menjadi RNA dan translasi RNA membentuk rantai polipeptida. Fungsi ini disebut fungsi heterokalis DNA karenDNA-A mampu mensintesis senyawa lain yaitu RNA.

1.2 Jenis-jenis DNA

Jenis DNA dibedakan oleh pembentukan dan struktur heliks. DNA-B adalah bentuk yang umumnya diamati pada kromsom. DNA-B adalah helis tangan kanan dengan 10 pasangan basa per putaran. DNA-B direplikasi dan digunakan dalam transkripsi dan translasi RNA, DNA-B dapat terdenaturasi, yang berarti ikatan hidrogennya dihilangkan. Hal tersebut pada dasarnya adalah langkah pertama dalam replikasi DNA dalam sel. DNA-A


http://www.swewe.com/

ASAM NUKLEAT

juga merupakan heliks tangan kanan. Namun, ada banyak pasangan basa per puTarannya. DNA-A memiliki 11 pasangan basa per putaran.

DNA-Z adalah jenis DNA yang merupakan heliks tangan kiri. DNA-Z memiliki 12 pasangan basa per putaran, sehingga membawa sebagian besar gen antara setiap pergntian. DNA-Z berperan dalam transkripsi RNA, yang merupakan proses sintesis protein untuk menciptakan mRNA. Protein yang terikat dengan DNA Z membuat struktur DNA–Z menjadi stabil. Salah satu contoh dari DNA-Z yang terikat dengan protein ialah E3L, yang memiliki peran penting terhadap parthenogenesis (reproduksi biologis dimana sel gamet betina berkembang menjadi individual baru tanpa adanya pembuahan) dari virus vaccina.

Gambar 3. Struktur dari DNA-A, DNA- B, dan DNA- Z( Sumber : http://www.news-medical.net)

DNA mitokondria, Berbeda dengan organel sel lainnya, mitokondria memiliki materi genetik sendiri yang karakteristiknya berbeda dengan materi genetik di inti sel. Mitokondria, sesuai dengan namanya, merupakan rantai DNA yang terletak di bagian sel yang bernama mitokondria. DNA mitokondria memiliki ciri-ciri yang berbeda dari DNA nukleus ditinjau dari ukuran, jumlah gen, dan bentuk. Di antaranya adalah memiliki laju mutasi yang lebih tinggi, yaitu sekitar 10-17 kali DNA inti. Tidak seperti DNA nukleus yang berbentuk linear, mtDNa berbentuk lingkaran. Sebagian besar mtDNA membawa gene yang berfungsi dalam proses respirasi sel. Sebagian besar gen tersebut berisi instruksi unuk mensintesis enzim yang berperan dalam fosforilasi oksidatif. Sisanya berisi instruksi untuk mensintesis tRNA dan rRNA.

DNA mitokondria juga digunakan untuk melakukan identifikasi keluarga dari jasad manusia yang telah meninggal. Hal ini karena jumlahnya yang banyak sehingga memungkinkan untuk melakukan pencocokkan yang akurat dengan DNA mitokondria keluarga yang hidup.


http://www.news-medical.net/

ASAM NUKLEAT

Gambar 4. Struktur dari DNA mitokondria(Sumber : http://www.s3.amazonaws.com)

2. RNA (ribonucleic acid)

Asam ribonukleat (RNA) merupakan polimer ribonukleotida purin dan pirimidin yang dihubungkan menjadi satu lewat jembatan 3´,5´-fosfodiester yang sama seperti di dalam DNA. Meskipun mempunyai banyak sifat yang sama seperti yang dimiliki DNA, RNA memperlihatkan beberapa perbedaan yang khas:

a. Dalam RNA, gula tempat melekatnya fosfat dan basa purin serta pirimidin adalah ribosa dan bukan 2´-deoksiri-bosa seperti halnya DN

b. Komponen pirimidin RNA berbeda dengan komponen pirmidin DNA

c. RNA terdapat sebagai seutas benang tunggal, sedangkan DNA sebagai molekul heliks berbenang–ganda

d. RNA dapat dihidrolisis oleh alkali


http://www.s3.amazonaws.com/

ASAM NUKLEAT

Gambar 5. Struktur RNA(Sumber : http://www.javje.com)

2.1 Jenis-jenis RNA dan fungsinya

RNA dibedakan menjadi dua kelompok yaitu RNA genetik dan non – genetik.

1. RNA genetik

RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakan molekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalam membawa segala materi genetis, seperti yang dimiliki oleh DNA. Dengan kata lain, RNA ini berfungsi sebagai DNA. RNA genetik ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, seperti pada beberapa jenis virus (Lehninger,1994). Sebelum DNA mencetak RNA, double helix molekl DNA terlebih dahulu membuka spiralnya dengan bantuan enzim RNA polimerase. Setelah mRNA selesai dicetak (telah menerima keterangan gnetik dari DNA ) maka mRNA keluar dari nukleus melalui pori – pori dinding nukleus menuju ribosom.

2. RNA nongenetik

RNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA. RNA nongenetik dimiliki oleh makhluk hidup yang materi genetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalam selnya terdapat DNA dan RNA (Lehninger,1994).

mRNA (messenger RNA) atau ARNd (ARN duta)

mRNA merupakan RNA yang urutan basanya komplementer (berpasangan) dengan salah satu urutan basa rantai DNA. RNA jenis ini merupakan polinukleotida berbentuk pita tunggal linier dan disintesis oleh DNA di dalam nukleus. Panjang pendeknya mRNA berhubungan dengan panjang pendeknya rantai polipeptida yang akan disusun. Urutan asam amino yang menyusun rantai polipeptida itu sesuai dengan urutan kodon yang terdapat di dalam molekul mRNA yang bersangkutan. mRNA bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Adapun fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA di inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma. mRNA ini dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai, maka akan dihancurkan dalam plasma.

Gambar 6. Skema proses pencetakan m –RNA (Sumber : http://www.budisma.web.id)


http://www.budisma.web.id/

http://www.javje.com/

ASAM NUKLEAT

Transfer RNA (t –RNA)

Molekul tRNA terdiri dari kurang lebih 75 buah nukleotida. Molekul-molekul tersebut juga dihasilkan lewat pemrosesan molekul prekursor di dalam nukleus. Molekul-molekul tRNA bertindak sebagai penyelaras untuk translasi informasi dalam rangkaian nukleotida mRNA ke dalam asam-asam amino yang spesifik. Selain itu, tRNA berfungsi mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungan dengan kodon yang disebut antikodon dan bagian yang berfungsi sebagai pengikat asam amino (Lehninger,1994). Bagian tRNA yang berhubungan dengan kodon dinamakan antikodon.

Gambar 7. t –RNA (Sumber : http://www.zivotinjsko-carstvo.com)

Ribosomal RNA (r –RNA)

Ribosom adalah suatu struktur nucleoprotein sitoplasma yang bertindak sebagai mesin untuk sintesis protein dari cetakan mRNA. Pada ribosom, molekul-molekul mRNA dan tRNA saling interaksi untuk melakukan translasi ke dalam informasi molekul protein spesifik yang ditranskripsikan dari gen. dalam sitoplasma, tetap stabil dan mampu mengadakan banyak siklus translasi. Fungsi molekul-molekul ribosomal RNA dalam partikel ribosom belum sepenuhnya dipahami, namun diperlukan untuk penyusunan ribosom dan tampaknya memainkan peranan penting dalam pengikatan mRNA pada ribosom serta translasinya.


http://www.zivotinjsko-carstvo.com/

ASAM NUKLEAT

Gambar 7. r –RNA pada eukariot dan ekariot(Sumber : http://www.mind42.com)

mi –RNA

RNA-mikro, disingkat microRNA atau mi –RNA, adalah segolongan asamribonukleat (RNA) berkas tunggal berukuran kecil (panjang antara 21 hingga 25 nukleotida) yang menghambat peran (downregulate) gen sasarannya pada tahap pasca-transkripsi dari ekspresi gen. target. Perubahan tingkat microRNA dapat berkontribusi dengan kondisi patologis, termasuk tumorigenesis, yang berkaitan dengan hilangnya kontrol siklus sel. Pada hewan, mekanisme penghambatan (suppression) terjadi tanpa degradasi, sementara pada tumbuhan miRNA akan menempel pada mRNA, sehingga terjadi RNA berkas ganda, yang merupakan substrat bagi enzim-enzim peredam (silencer). Proses yang melibatkan miRNA sekarang diketahui mencakup berbagai bidang yang luas, termasuk di dalamnya perkembangan, pengisyaratan (signalling) hormon, pemeliharaan homoeostasis, dan tanggapan terhadap isyarat lingkungan dan nutrisi.

Gambar 8. Sebuah struktur sekunder stem-loop dari Brassica oleracea pre-microRNA(Sumber : http://id.shvoong.com)

si –RNA

si –RNA (small interfering RNA), sesuai dengan namanya, adalah RNA pendek yang terdiri atas 21-23 pasangan basa (base pair). Adapun fungsi alami dari siRNA ini adalah untuk regulator ekspresi gen, baik gen yang ada dalam tubuhnya sendiri maupun gen yang datang dari luar. Ini merupakan sistem pertahanan alami yang dimiliki setiap makhluk hidup. Penemuan ini menarik perhatian banyak ahli untuk mengaplikasikannya sebagai salah satu terapi untuk berbagai penyakit menular, terutama yang disebabkan oleh virus yang sudah diketahui keseluruhan gennya. Artinya, penggunaan siRNA yang spesifik dengan RNA suatu virus akan menghambat ekspresi RNA virus tersebut. Secara tidak langsung akan menghambat pula perkembangbiakan virus sehingga pasien akhirnya bebas dari infeksi virus


http://id.shvoong.com/

http://www.mind42.com/

ASAM NUKLEAT

Gambar 9. Skema molekul si –RNA(sumber: http://www.scq.ubc.ca)

Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimanDNA-A pada organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru.

Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA-A dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk 'triplet', tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihat ekspresi genetik untuk keterangan lebih lanjut.


http://www.scq.ubc.ca/

ASAM NUKLEAT

1.3 Sintesis Asam Nukleat

Oleh : Muchtazam Mulsiansyah (1206221683)

1. Sintesis DNA

Proses replikasi DNA merupakan proses pengkopian sel DNA induk untuk menghasilkan DNA anak yang mempunyai urutan nukleotida yang identik. Sebelum mempelajari lebih jauh tentang sintesis DNA, saya akan memberikan sedikit konsep tentang Asam nukleat yang akan memudahkan pemahaman akan proses sintesis DNA selanjutnya. DNA terbuat antiparallell. Asam nukleat (baik DNA ataupun RNA) selalu terbuat dengan bergerak dari arah komponen 5’ (phosphate) ke komponen 3’ (hydroxil) terlihat dengan arah (direction) seperti gambar di bawah.

Gambar 1. DNA Antiparallel

1.1 Replikasi DNA

Sintesis DNA dinamakan dengan proses Replikasi DNA. Replikasi DNA dimulai pada lokasi spesifik disebut sebagai lokasi asal replikasi, yang memiliki urutan tertentu yang bisa dikenali oleh protein yang disebut inisiator DnaA. Mereka mengikat molekul DNA di tempat asal, sehingga mengendur untuk masuknya protein dan enzim yang penting untuk replikasi DNA. Enzim helikase digunakan untuk membuka untai heliks menjadi rantai tunggal.

Proses replikasi DNA terjadi dalam beberapa tahap. Tahap pertama dalam proses replikasi DNA adalah pemisahan rantai double helix DNA menjadi dua buah untaian rantai DNA yang terpisah. Untaian/strand yang pertama dinamakan dengan Leading strand (3’ Strand), dan untaian yang kedua dinamakan dengan Lagging strand (5’ strand), perbedaan antara Leading strand dan Lagging strand ini berdasarkan arah (direction) dimana komponen nukleotida yang akan bergabung. Pemisahan dua rantai DNA ini dibantu oleh enzim yang dinamakan enzim helicase. Saat kedua helix dari DNA berpisah, kemudian akan menempel protein yang dinamakan Single-strand binding protein (SSBD) pada permukaan masing-masing untaian/strand dari DNA. Menempelnya SSBD pada permukaan strand DNA ini berguna untuk menjaga kestabilan dari strand DNA, agar tidak terbelah, dan terdeformasi atau mengalami perubahan bentuk. Singkatnya, pada saat enzim helicase


ASAM NUKLEAT

melakukan pembukaan pada double helix DNA, SSBD melakukan tugasnya agar rantai yang telah terbuka tetap terbuka.

Gambar 1.1. Pemisahan Double helix DNA oleh enzim helicase

1.1.1 Leading StrandSeperti yang telah dipelajari sebelumnya, bahwa DNA terbentuk dengan

bergerak dari arah nukleotida 5’ ke nukleotida 3’ sehingga proses penambahan nukleotida pada leading strand tidak berjalan cukup kompleks dan dapat berlansung secara kontinyu.

Gambar 1.1.2 Penambahan nukleotida dari 5’ ke 3’

Pada prosesnya, sebelum nukleotida ditambahkan pada leading strand, enzim primase memulai inisiasi dengan membentuk/mensintesis RNA primer pada awalan untaian leading strand yang kemudian akan diteruskan dengan penambahan nukleotida yang akan dibantu oleh enzim DNA polymerase III. Baik sel prokariotik dan eukariotik memiliki beberapa jenis DNA polimerase. Beberapa enzim DNA polimerase berpartisipasi dalam membuat DNA baru untuk mempersiapkan pembelahan sel.

Gambar 1.1.3. Penambahan nukleotida dibantu dengan enzim DNA polymerase III


ASAM NUKLEAT

Enzim Primase memegang peranan kunci pada replikasi asam nukleat. Karena enzim DNA polymerase tidak dapat memulai sintesis dari DNA strand untuk menambahkan nukleotida-nukleotida tanpa diawali inisiasi dengan DNA atau RNA primer sebelum elongasi.

1.1.2 Lagging Strand

Pada legging strand, terlihat perbedaan bahwa nukleotida yang akan terpasang diawali dengan nukleotida 3’ yang artinya nukleotida tersebut tidak dapat bergerak ke nukleotida 5’. Oleh karena itu, proses pada lagging strand akan berjalan lebih kompleks dan tidak terjadi secara kontinyu seperti proses replikasi yang terjadi pada leading strand.

Gambar 1.1.4 Penambahan nukleotida tidak dapat bergerak dari arah 3’ ke 5’

Dengan enzim helicase bergerak membuka double helix DNA maka proses replikasi dimulai dari arah terbukanya DNA tersebut, dengan kata lain enzim DNA polymerase III bekerja berlawanan arah dengan proses replikasi pada leading strand. Karena proses replikasi yang tidak berjalan kontinyu, maka nukleotida-nukloetida yang berikatan pada lagging strand akan membentuk fragmen-fragmen yang dinamakan okazaki fragment.

Gambar 1.1.5 Terbentuk celah dan fragmen yang disebut okazaki fragment

Seperti yang dipelajari sebelumnya, bahwa enzim DNA polymerase III tidak dapat bekerja tanpa diawali dengan adanya RNA primer yang telah disintesis oleh enzim primase.


ASAM NUKLEAT

1.1.6 Terlihat masih tersisa RNA primer (hijau) pada lagging strand

Untuk menghilangkan RNA primer tersebut dibutuhkan enzim DNA polymerase I, dan enzim DNA polymerase I inilah yang akan mengganti nukleotida RNA primer dengan nukleotida DNA. Celah yang terbentuk antara okazaki fragments akan dihubungkan oleh enzim DNA ligase dengan mengkatalisasi pembentukan ikatan phosphodiester

Gambar 1.1.7 Celah diantara okozaki fragments akan dihubungkan oleh enzim DNA ligase dengan mengkatalisasi pembentukan ikatan phosphodiester

Penghilangan rantai RNA Primer oleh enzim DNA polymerase I terjadi pada leading strand dan legging strand.

1.1.3 Terminasi Replikasi

Replikasi terhenti di tempat khusus terminasi yang terdiri dari urutan nukleotida yang unik. Urutan ini diidentifikasi oleh protein khusus yang disebut tus yang mengikat ke tempat tersebut, sehingga secara fisik dapat menghalangi jalur helikase. Ketika helikase bertemu protein tus tersebut, helikase akan terlepas bersamaan dengan protein SBB.


ASAM NUKLEAT

2. Sintesis RNA

Transkripsi adalah sintesis RNA dibawah arahan DNA. Kedua asam nukleat menggunakan bahasa yang sama, dan informasi hanya ditranskripsi, atau disalin, dari satu molekul menjadi molekul lain. Sintesis RNA disebut juga dengan transkripsi DNA, sehingga terjadi proses pemindahan informasi genetik dari DNA ke RNA. Fungsi ini disebut fungsi heterokatalis DNA karena DNA mampu mensintesis senyawa lain yaitu RNA. Sebuah rantai DNA digunakan untuk mencetak rantai tunggal mRNA dengan bantuan enzim RNA polimerase. Enzim tersebut menempel pada kodon permulaan, umumnya adalah kodon untuk asam amino metionin. Pertama-tama, ikatan hidrogen di bagian DNA yang disalin terbuka. Akibatnya, dua utas DNA berpisah. Salah satu polinukleotida berfungsi sebagai pencetak atau sense, yang lain sebagai gen atau antisense. Misalnya pencetak memiliki urutan basa G-A-G-A-C-T, dan yang berfungsi sebagai gen memiliki urutan basa komplemen C-T-C-T-G-A. Karena pencetaknya G-A-G-A-C-T, maka RNA hasil cetakannya C-U-C-U-G-A. Jadi, RNA C-U-C-U-G-A merupakan hasil kopian dari DNA C-T-C-T-G-A (gen), dan merupakan komplemen dari pencetak.

Transkripsi DNA akan menghasilkan mRNA (messenger RNA). Pada organisme eukariot, mRNA yang dihasilkan itu tidak langsung dapat berfungsi dalam sintesis polipeptida, sebab masih mengandung segmen-segmen yang tidak berfungsi yang disebut intron. Sedangkan segmen-segmen yang berfungsi untuk sintesis protein disebut ekson. Di dalam nukleus terjadi pematangan atau pemasakan mRNA yaitu dengan jalan melepaskan segmen-segmen intron dan merangkaikan segmen-segmen ekson. Gabungan segmen-segmen ekson membentuk satu rantai atau utas mRNA yang mengandung sejumlah kodon untuk penyusunan polipeptida. Rantai mRNA ini dikenal sebagai sistron.

Transkripsi merupakan proses yang memiliki selektivitas sangat tinggi. Pada kebanyakan sel mamalia hanya 1% dari urutan nukleotida DNA yang disalin menjadi urutan fungsional RNA (messenger RNA dewasa atau struktural DNA. Selektivitas terjadi pada dua tingkatan, yaitu (1) hanya sebagian dari urutan DNA ditranskripsi untuk menghasilkan RNA nuklir, dan (2) hanya sebagian kecil dari urutan nukleotida dalam RNA nuklir bertahan pada tahap-tahap proses RNA sebelum perpindahan molekul RNA ke sitoplasma.

2.1 Proses Sintesis RNA

2.1.1 InisiasiDisebutkan sebelumnya proses sinteseis dari RNA dibantu oleh enzim RNA

polymerase. Seperti yang dipelajari sebelumnya, proses sintesis RNA sangat selektif. Enzim RNA polymerase dapat menemukan tempat yang tepat untuk memulai inisiasi pada duplex DNA, mengikat DNA untuk terpisah sementara pada tempat tersebut, dan memulai membuat RNA strand yang baru. Lokasi dan pengaturan penggunaan tempat awal transkripsi untuk menghasilkan mRNA membutuhkan banyak protein pada sel eukariotik dan beberapa protein pada bakteri.


ASAM NUKLEAT

Gambar 2.1 Enzim RNA polymerase mencari tempat, dan mengikat sementara salah satu DNA strand agar double helix DNA terbuka

2.1.2 ElongasiPada saat double helix dari DNA terbuka, enzim RNA polymerase dapat mulai

menambahkan monomer Ribonucleotide triphosphate pada daerah tempat transkripsi RNA.

Gambar 2.2 Penambahan monomer ribonucleotide triphosphate dengan bantuan enzim RNA polymerase

Pembentukan asam nukleat bergerak dari 5’ ke 3’, sehingga pergerakan pembentukan pada transkrip RNA juga bergerak dari 5’ ke 3’, proses inilah yang disebut dengan proses elongasi.

Gambar 2.3 Proses transkripsi RNA terbentuk dengan bergerak dari 5’ ke 3’


ASAM NUKLEAT

2.1.3 TerminasiSetelah proses transkripsi RNA selesai dimana enzim RNA polymerase mencapai akhir dari tempat yang tepat untuk transkripsi sebelumnya, enzim RNA polymerase dan RNA yang baru hasil proses transkripsi dilepaskan dari DNA, dan double helix DNA kembali berikatan satu sama lain (tanpa melalui proses replikasi). Proses inilah akhir dari proses transkripsi RNA yang dinamakan dengan terminasi.

Gambar 2.4 Proses terminasi dengan dilepasnya RNA yang baru dan enzim RNA polymerase dari “cetakan DNA”

2.2 Perbedaan Proses Transkripsi pada Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik

2.2.1 Transkripsi Sel Prokariotik

Salah satu ciri dari prokariot adalah adanya struktur operon. Operon adalah organisasi dari beberapa gen yang ekspresinya dikendalikan oleh satu promotor. Misal operon lac, pada metabolisme laktosa pada bakteri E.coli. Pada waktu ditranskripsi operon lac akan menghasilkan satu mRNA yang membawa kode-kode genetik untuk polipeptida berbeda yang disebut dengan mRNA polisistronik.

Operon lac mempunyai 3 gen struktural yaitu lac Z, lac Y dan lac A. Masing-masing dari gen tersebut memiliki kodon permulaan dan kodon akhir yang berbeda. Namun, ekspresinya tetap dikendalikan oleh operon yg sama. Pada saat transkripsi hasilnya 1 mRNA yg dibawa oleh kodon-kodon untuk 3 macam polipeptida yg berbeda. Pada akhirnya akan membentuk 3 polipeptida yang independen.Ciri utama gen struktural pada prokariot adalah mulai dari sekuens inisiasi translasi (ATG) sampai kodon terakhir sebelum titik akhir translasi (kodon STOP yaitu TAA/TAG/TGA) akan diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino. Jadi, pada sel prokariot tidak ada intron (sekuens penyisip) kecuali pada beberapa archaea tertentu.Pada prokariot, RNA polimerase menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter tanpa melalui suatu ikatan dengan protein lain (yang membedakan dengan eukariot). Pada prokariot, proses transkripsi dan translasi berlangsung hampir secara serentak, artinya sebelum transkripsi selesai dilakukan, translasi sudah dapat dimulai.

Urutan nukleotida RNA hasil sintesis adalah urutan nukleotida komplementer dengan cetakannya. Misalnya urutan ATG pada DNA, maka


ASAM NUKLEAT

hasil transkripsinya adalah UAC. Molekul DNA yang ditranskripsi adalah untai ganda, namun yang berperan sebagai cetakan, hanya salah satu untaiannya.

Tahapan transkripsi pada prokariot meliputi :

1. Inisiasi transkripsi (terbentuk gelembung transkripsi).2. Pemanjangan3. Terminasi (tergantung faktor rho)

2.2.2 Transkripsi Sel Eukariotik

Mekanisme transkripsi pada eukariot pada dasarnya menyerupai mekanisme pada prokariot. Proses transkripsi diawali oleh proses penempelan faktor-faktor transkripsi dan kompleks enzim RNA polimerase pada daerah promoter. RNA Polimerase eukariot tidak menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter, melainkan melalui perantaraan protein-protein lain, yang disebut sebagai faktor transkripsi (Trancription Factor = TF).

Pada eukariot, proses transkripsi dan translasi tidak berlangsung secara serentak. Transkripsi berlangsung di dalam nukleus, sedangkan translasi berlangsung di dalam sitoplasma (ribosom). Dengan demikian, ada jeda waktu antara transkripsi dengan translasi, yang disebut sebagai fase pasca-transkripsi.Pada fase ini, terjadi proses :1. Pemotoongan dan penyambungan RNA.2. Poliadenilasi (penambahan gugus poli-A pada ujung 3’mRNA).3. Penambahan tudung pada ujung 5’ mRNA.4. Penyuntingan mRNA.Gen eukariot mempunyai struktur berselang-seling antara sekuens yang mengkode suatu urutan spesifik (ekson) dan sekuens yang tidak mengkode urutan spesifik (intron).


ASAM NUKLEAT

1.4 Deteksi Asam Nukleat

Oleh : Reyhan Jonathan (1206263420)

Asam nukleat yang berperan sebagai materi genetik adalah DNA dan RNA. Sedangkan yang berperan sebagai koenzim antara lain adalah adalah ATP atau Adenosine Triphospate, NAD atau Nicotinamide-adenine Dinucleotide, dan lain-lain. Nukleotida sebagai monomer dari asam nukleat tersusun dari basa nitrogen, sebuah gula pentosa, dan gugus fosfat. Analisis asam nukleat terbagi menjadi dua, yaitu kualitatif dan kuantitatif.

1. Metode kualitatif

1.1 PCR

Polymerase Chain Reaction (PCR) adalah teknologi biokimia dalam biologi molekuler untuk memperkuat satu salinan tunggal atau beberapa sepotong DNA di beberapa kali lipat, menghasilkan ribuan sampai jutaan salinan tertentu urutan DNA.

Dikembangkan pada tahun 1983 oleh Kary Mullis , PCR sekarang menjadi teknik umum dan sering sangat diperlukan digunakan di laboratorium penelitian medis dan biologi untuk berbagai aplikasi. Ini termasuk kloning DNA untuk sekuensing , DNA- berdasarkan filogeni , atau analisis fungsional dari gen , diagnosis penyakit keturunan , identifikasi sidik jari genetik (digunakan dalam ilmu forensik dan pengujian paternitas ), dan deteksi dan diagnosis penyakit menular . Pada tahun 1993, Mullis dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Kimia bersama dengan Michael Smith untuk karyanya pada PCR.

Metode ini bergantung pada siklus termal , yang terdiri dari siklus pemanasan dan pendinginan berulang reaksi untuk mencair DNA dan enzim replikasi DNA. Primer (fragmen DNA pendek) yang mengandung urutan komplementer ke wilayah sasaran bersama dengan DNA polimerase (setelah itu Metode bernama) merupakan komponen kunci untuk mengaktifkan amplifikasi selektif dan diulang. Sebagai PCR berlangsung, DNA yang dihasilkan itu sendiri digunakan sebagai template untuk replikasi, pengaturan menggerakkan reaksi berantai di mana template DNA secara eksponensial diperkuat. PCR dapat dimodifikasi secara luas untuk melakukan beragam manipulasi genetik .

Hampir semua aplikasi PCR menggunakan DNA polimerase panas-stabil, seperti Taq polymerase (enzim awalnya diisolasi dari bakteri Thermus aquaticus ). DNA polimerase ini enzimatis merakit untai DNA baru dari DNA bangunan-blok, nukleotida , dengan menggunakan DNA beruntai tunggal sebagai template dan DNA oligonukleotida (juga disebut primer DNA ), yang dibutuhkan untuk inisiasi sintesis DNA. Sebagian besar metode PCR menggunakan siklus termal , yaitu, bergantian pemanasan dan pendinginan sampel PCR melalui serangkaian langkah didefinisikan suhu.

Pada langkah pertama, dua untai heliks ganda DNA secara fisik terpisah pada suhu tinggi dalam proses yang disebut leleh DNA . Pada langkah kedua, suhu diturunkan dan dua untai DNA menjadi template untuk polimerase DNA untuk selektif memperkuat DNA target. Selektivitas PCR hasil dari penggunaan primer yang komplementer ke wilayah DNA yang ditargetkan untuk amplifikasi dalam kondisi siklus termal tertentu.

1.1.1 Komponen PCR


http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Complementary_DNA&usg=ALkJrhglz5EqgCFQJjyT5e06ZXoi2MswBA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Primer_(molecular_biology)&usg=ALkJrhheIWKu3mEvK4qYndXjD_eaKLyy9w

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA&usg=ALkJrhj0bnOC300JxUcF14wG3klOUyLqag#Polymerases

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_melting&usg=ALkJrhgk2Qa4XdVBAPH46vxCOWavEY4jag

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Thermocycler&usg=ALkJrhhqrK1S1qXXeQFvj63kjFOMpsfLuQ


http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Oligonucleotide&usg=ALkJrhh8pPNLklK0ROiFiWJd8Tgx9G8b6A

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Nucleotide&usg=ALkJrhj2DCb21Ht2rCHzC3nWLT8eBIFhgg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Enzyme&usg=ALkJrhhK6OEgSOmAiuvLO1YFIHbRvZqbMg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Thermus_aquaticus&usg=ALkJrhh6e13N4rmSqi9PoU1YywwE5r8xsQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Taq_polymerase&usg=ALkJrhh_5aW8pa8tVuc-mV6bpX8JpmCM_Q

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Taq_polymerase&usg=ALkJrhh_5aW8pa8tVuc-mV6bpX8JpmCM_Q

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_engineering&usg=ALkJrhi87EtdM6Y6YuJKtVyaBxbLScBJDQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Exponential_growth&usg=ALkJrhj-fh3izYLZTC0HDr0pEIXQ-PUiGA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chain_reaction&usg=ALkJrhjQiqtTTwiYEc91Xtnb4o3ev5TGfA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_polymerase&usg=ALkJrhjOcjUH5iBfTuC0d9IwNArtDiEGOw


http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication&usg=ALkJrhgWxaGjB408Y9m6-PQW0yNRIfzgjA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Enzyme&usg=ALkJrhhK6OEgSOmAiuvLO1YFIHbRvZqbMg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_melting&usg=ALkJrhgk2Qa4XdVBAPH46vxCOWavEY4jag

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_cycler&usg=ALkJrhhqmbAUJF0_kw7J2zV7QrbMVet4mA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Michael_Smith_(chemist)&usg=ALkJrhh2BZ9O3JhhtGvfbfgzANe_TEIYyg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Nobel_Prize_in_Chemistry&usg=ALkJrhiJPrq9IQdF-s2kcb1s7bieYlm9KA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Nobel_Prize_in_Chemistry&usg=ALkJrhiJPrq9IQdF-s2kcb1s7bieYlm9KA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Infectious_disease&usg=ALkJrhiALJySsQMy4dOPPDUz7OgF0vVtXg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Parental_testing&usg=ALkJrhiVEo0uKY7bxtxUrtGGIwgx_-_m8g

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Forensic_science&usg=ALkJrhipVBDSEMhpvReq1vQYZqxPE206uw

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_fingerprint&usg=ALkJrhj8roFxZ7Ei1mZcwEw2AXt64xLcnQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_fingerprint&usg=ALkJrhj8roFxZ7Ei1mZcwEw2AXt64xLcnQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Hereditary_disease&usg=ALkJrhjVwzIcaV1H_OfAIzq93q3GQv21wQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Gene&usg=ALkJrhgLJ8rZeC6aA_qVlLfhaK-O3mlQpA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Phylogeny&usg=ALkJrhiuxWfePVtJAtzLt-I8boQ0lepPFw

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_sequencing&usg=ALkJrhhXLRXlrZw7HyJAlddK6GhIyNTDCw

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_cloning&usg=ALkJrhgUgTl8RHKnBZLOi6nEmXVWmlzP3A

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Kary_Mullis&usg=ALkJrhiOfMsjmRPc-6KKutYLzWT19kTKzQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_sequence&usg=ALkJrhhtxMoZY_ug9d40DT2CdgOPZ6Wz0g

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA&usg=ALkJrhj0bnOC300JxUcF14wG3klOUyLqag

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication&usg=ALkJrhgWxaGjB408Y9m6-PQW0yNRIfzgjA

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_biology&usg=ALkJrhjgnq9U2ES8eJePnrcfdC9urVJ_9A

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3DPCR%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Molecular_biology&usg=ALkJrhjgnq9U2ES8eJePnrcfdC9urVJ_9A

ASAM NUKLEAT

Selain DNA template yang akan digandakan dan enzim DNA polymerase, komponen lain yang dibutuhkan adalah:

a. Primer

Primer adalah sepasang DNA utas tunggal atau oligonukleotida pendek yang menginisiasi sekaligus membatasi reaksi pemanjangan rantai atau polimerisasi DNA. Jadi jangan membayangkan kalau PCR mampu menggandakan seluruh DNA bakteri E. coli yang panjangnya kira-kira 3 juta bp itu. PCR hanya mampu menggandakan DNA pada daerah tertentu sepanjang maksimum 10000 bp saja, dan dengan teknik tertentu bisa sampai 40000 bp. Primer dirancang untuk memiliki sekuen yang komplemen dengan DNA template, jadi dirancang agar menempel mengapit daerah tertentu yang kita inginkan.

b. dNTP (deoxynucleoside triphosphate)

dNTP alias building blocks sebagai ‘batu bata’ penyusun DNA yang baru. dNTP terdiri atas 4 macam sesuai dengan basa penyusun DNA, yaitu dATP, dCTP, dGTP dan dTTP.

c. Buffer

Buffer yang biasanya terdiri atas bahan-bahan kimia untuk mengkondisikan reaksi agar berjalan optimum dan menstabilkan enzim DNA polymerase.

d. Ion Logam

Ion logam bivalen, umumnya Mg++, fungsinya sebagai kofaktor bagi enzim DNA polymerase. Tanpa ion ini enzim DNA polymerase tidak dapat bekerja.

Ion logam monovalen, kalsium (K+).

1.1.2 Tahapan Reaksi

Inisialisasi langkah: Langkah ini terdiri dari pemanasan reaksi untuk suhu 94-96 ° C (98 ° C atau jika polimerase sangat termostabil yang digunakan), yang diselenggarakan selama 1-9 menit. Hal ini hanya diperlukan untuk polimerase DNA yang memerlukan aktivasi panas dengan hot-start PCR .

Denaturasi langkah : Langkah ini adalah acara bersepeda reguler pertama dan terdiri dari pemanasan reaksi 94-98 ° C selama 20-30 detik. Hal ini menyebabkan leleh DNA dari template DNA dengan mengganggu ikatan hidrogen antara basa komplementer, menghasilkan molekul DNA beruntai tunggal.

Annealing langkah : Suhu reaksi diturunkan menjadi 50-65 ° C selama 20-40 detik memungkinkan anil primer ke template DNA beruntai tunggal. Biasanya suhu anil adalah sekitar 3-5 ° C di bawah Tm dari primer yang digunakan. Ikatan hidrogen DNA-DNA yang stabil hanya terbentuk ketika urutan primer sangat erat sesuai urutan Template. Polimerase mengikat hibrida primer-template dan mulai pembentukan DNA.

Perpanjangan / elongasi langkah: Suhu pada langkah ini tergantung pada polimerase DNA yang digunakan; Taq polymerase memiliki optimum aktivitas suhu 75-80 ° C, dan umumnya suhu 72 ° C digunakan dengan enzim ini . Pada langkah ini polimerase DNA mensintesis untai DNA baru melengkapi untai cetakan DNA dengan menambahkan dNTP yang melengkapi template dalam 5 'ke 3' arah, kondensasi 5'- gugus fosfat dari dNTP dengan 3'- hidroksil kelompok pada akhir baru lahir (memperpanjang) untai DNA. Waktu perpanjangan tergantung baik pada polimerase DNA yang digunakan dan pada panjang fragmen DNA yang akan diamplifikasi. Sebagai ibu jari aturan-of-, pada suhu optimal, DNA polimerase akan polimerisasi


ASAM NUKLEAT

seribu basis per menit. Dalam kondisi optimum, yaitu, jika tidak ada keterbatasan karena membatasi substrat atau reagen, pada setiap langkah ekstensi, jumlah target DNA dua kali lipat, yang mengarah ke eksponensial (geometris) amplifikasi fragmen DNA spesifik.

Elongasi akhir: langkah ini kadang-kadang dilakukan pada suhu 70-74 ° C selama 5-15 menit setelah siklus PCR terakhir untuk memastikan bahwa setiap DNA beruntai tunggal yang tersisa sepenuhnya diperpanjang.

Terus akhir: Langkah ini pada 4-15 ° C untuk waktu yang tidak tertentu dapat digunakan untuk penyimpanan jangka pendek reaksi.

Gambar 1. Metode PCR(Sumber : www.affemetrix.com)

1.2 LCR

Reaksi berantai ligase (LCR) adalah metode amplifikasi DNA . Sementara lebih terkenal PCR melaksanakan amplifikasi dengan polimerisasi nukleotida, LCR malah menguatkan asam nukleat digunakan sebagai probe. Untuk masing-masing dua untai DNA, dua probe parsial diikat untuk membentuk sebenarnya satu, dengan demikian, LCR menggunakan dua enzim: a polimerase DNA dan DNA ligase . Setiap siklus dalam menghasilkan dua kali lipat dari target molekul asam nukleat. Keuntungan utama dari LCR adalah kekhususan yang lebih besar dibandingkan dengan PCR).

LCR pertama kali dikembangkan oleh Barany, yang menggunakan DNA ligase termostabil untuk membedakan antara normal dan mutan DNA dan untuk memperkuat produk-alel spesifik. Sebuah ketidakcocokan pada ujung 3 'dari primer diskriminatif mencegah ligase DNA dari bergabung dengan dua fragmen bersama-sama. Dengan


http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dligase%2Bchain%2Breaction%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_ligase&usg=ALkJrhgsFDyNUBVseLQHojNkN6LHHeYcOw

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dligase%2Bchain%2Breaction%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_polymerase&usg=ALkJrhjAd0F4uvBnIM99MvKdEBNWkm2TiQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dligase%2Bchain%2Breaction%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/PCR&usg=ALkJrhhT2hafY2BKmeuPRXiKxW_SQKp2uw

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dligase%2Bchain%2Breaction%26biw%3D1366%26bih%3D665&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_amplification&usg=ALkJrhizmJ_4FMLRJXbZTJnDb242tZfGlQ

http://www.affemetrix.com/

ASAM NUKLEAT

menggunakan kedua untai DNA genom sebagai target untuk oligonukleotida hibridisasi, produk yang dihasilkan dari dua set primer oligonukleotida yang berdekatan, melengkapi setiap helai target dalam satu putaran ligasi, dapat menjadi target untuk putaran berikutnya. Jumlah produk sehingga dapat meningkat secara eksponensial dengan siklus termal berulang.

Gambar 2. Metode LCR(Sumber : http://www.clincancerres.aacrjournals.org)

1.3 Hibridisasi

Hibridisasi bisa terjadi antara :1. DNA target dengan pelacak cDNA/mRNA (disebut Southern Blot Technique)2. RNA target dengan pelacak RNA/DNA (disebut Northern Blot Technique)

1.3.1 Southern Blot

Jika kita mempunyai DNA utas ganda dan dupisahkan menjadi utas tunggal kemudian dicampur sebelumya didinginkan dan ditempelkan kembali. Jika terdapat molekul DNA yang original yang mempunyai sekuen yang mirip. Utas tunggal dari berbagai banyak bangian dengan utas lawannya dari berbagai DNA molekul. Lawan itu diketahui sebagai proses hibridisasi dan dapat digunakan utuk menentukan berbagai sekuen, dipisahkan sampel yang berhubungan dari DNA dan RNA.

Percobaan hibridisasi, yang diartikan digunakan untuk megetahui sekuen DNA atau gen yang digunakan untuk memilih sampel atau memilih DNA yang mirip. molekul probe Southern blot digunakan untuk menentukan hubungan DNA dengan DNA yang lainnya dari berbgai sumber. Teknik ini diikuti dengan membentuk molekul DNA berpasangan melalui pencampuran DNA dari berbagai sumber. Analisis ini menggunakan dua komponen, Probe (berisikan sekuen dari gen yang menarik) dan DNA target (berasalkan dari berbagai organism). Sourthern dimulai dengan isolasi DNA target, DNA hasil isolasi kemudian dipotong dengan enzim restriksi, dan potongan DNA divisualisasi kedalam elektroforesis. Hasil elektroforesis direndam kedalam larutan asam pekat, yag bertujuan untuk memecah


http://clincancerres.aacrjournals.org/content/10/7/2379/F1.expansion

ASAM NUKLEAT

ikatan ganda DNA menjadi utas tunggal. Melalui prinsip kalilaritas, DNA dalam gel dipindahkan kedalam membrane.

(Sumber : library.thinkquest.com)

Kemudian, probe dipersiapkan. Pertama, mengetahui sekuen atau gen harus diisolasi dan ditandai disalahsatu sisi (penanda menggunakan radioaktif, atau alkaline phosphatase). Mengidentidfikasi gen yang sekarang telah menjadi mudah bahawa banyak genom sudah diketahui urutan sekuennya. Probe dapat dibuat sekuen oligonukleotida yang unik dan diatur hanya untuk gen yang kita targetkan. Jika prob yang digunakan berisikan ologinuklotida yang umum maka probe akan menempel disembarang tempat. Bagaimanapun juga oligonukleotidan yang digunakan probe aruslah panjang dan hanya menempel pada satu tempat, sepesifik tempat didalam suatu target genom. Probe dipersiapkan untuk shorthorn, mereka ditandai menggunakan radio aktiv, biotin atau digoxigenin. Akhirnya pelabelan DNA didenaturasi pada suhu tinggi untuk membuat utas tunggal. Analisis ini untuk dapat berhasil maka probe dan DNA utas ganda diinkubasikan pada temperature yang diikuti perkawinan utas DNA untuk membentuk tetapi diikuti jumlah yang rendah dari ketidak cocokkan. Toleransi suhu dan ketidak cocokan, kemudian berhubungan berbagai jenis bagaimana mencari kesepesifikan. Jika probe ditempeli dengan radioaktif bahwa membrane divisualisasi ke X ray.

(Sumber : clincancerres.aacrjournals.org)

Southern bloting digunakan target untuk fragemt yang kecil dan run diagarose gel. Fragment dideaturasi secara kimia untuk membawa utas tunggal dan dipindahkan ke membrane nylon. Sebuah probe radioaktif diinkubasikan dengan membrane pada temperature untuk mengikuti hibridisasi untuk membentuk. Sejak di filemkan photografik adalah ditempatkan dibagian atas membrane, lokasi dari hibridisasi radioaktiv melekul adalah relevan. Probe juga dapat ditempeli dengan biotin atau digoxigenin pada membrane dalam fisualisasi digunakan chemiluminescent untuk menditeksi probe dan divisualisasi di x ray. Band hitam pada filem sehingga dapat diketahui posisi fragment dengan sekuen yang mirip dengan probe. Alternatifnya, label biotin dan digoxigenin kemungkinan divisualisasikan melalui perlakuan dengan sebuah substrad chromogenic. Hasil visualisasinya band nya biru akan dibentuk secara langsung dimembran pada posisi sekuen yang berhubungan.


http://clincancerres.aacrjournals.org/content/10/7/2379/F1.expansion

http://4.bp.blogspot.com/-vrl6eRETBQ4/TZO7gHOCxDI/AAAAAAAAAFo/Jx_uQ8y9sQA/s1600/blot+1.jpg

http://2.bp.blogspot.com/-HPqAB24nFT0/TZO72BDuM5I/AAAAAAAAAFs/Z9vmM_czKyw/s1600/blot2.png.jpg

ASAM NUKLEAT

1.3.2 Northern Blot

Teknik ini pada dasarnya hibridisasi asam nukleat, perbedaannya pada RNA sebagai target. Probe sama dengan southern blot dengan target adalah mRNA. Didalam eukariot pemilihan mRNA lebih efisien karena genomic DNA tidak mempunyai intron yang mungkin interference yang mengikat probe untuk mengoreksi sekuen. Dasarnya, teknik ini menggunakan mRNA sehingga pada agarose gel tidak menggunakan perlakuan denaturasi dengan asam kuat. Tahapan yang digunakan dalam metode ini yaitu: pemisahan mRNA dengan elektroforesis, dipindahkan kedalam membrane nylon dan diinkubasi dengan probe yang utas tunggal. Probe yang sebelumnya dilabel dengan biotin atau digoxigenin atau radioaktif. Membran kemudian diperlihatkan difilem atau substrad kromegenic. Variasi dari hibridisasi nortnblot adalah dengan teknik blot titik dimana sampel tidak diseparasi berdasarkan ukuran. Melalui teknik ini mudah dilakukan hanya dengan membrane ditetesi dengn mRNA dan probe. Sepertihalnya sourthern blot DNA harus dibuat utas tuggal sebelum dblot. Sebelum ditetesi dengan DNA sampel maka probe terlebih dahulu untuk menghibridisasi probe. Kemudian membrane difisualisasikan di filem. Jika probe dan DNA atau RNA target mirip maka filem akan berwarna hitam. Dot blot sangat mudah dan cepat untuk menentukan sampel target yang berhubungan dengan sekuen sebelum dilakukan percobaan sesungguhnya.

(Sumber : www.textmed.com)

Sourthen dari perkawinan molekul DNA untuk menentukan jika sebuah sempel mempunyai kehomologian dengan probe. Northen menentukan jika sampel mempuyai kesamaan dengan DNA probe didalam jumlah genom banyak, menggunakan mRNA lebih efisien karaa intron sudah hilang

1.4 Elektroforesis

Elektroforesis gel adalah salah satu alat utama biologi molekuler. Prinsip dasarnya adalah bahwa DNA, RNA, dan protein semuanya dapat dipisahkan melalui medan listrik. Dalam elektroforesis gel agarosa, DNA dan RNA dapat dipisahkan berdasarkan ukuran dengan menjalankan DNA melalui gel agarosa. Protein dapat dipisahkan berdasarkan ukuran dengan menggunakan gel SDS-PAGE, atau berdasarkan ukuran dan muatan listrik mereka dengan menggunakan apa yang dikenal sebagai elektroforesis gel 2D.

Elektroforesis gel merupakan salah satu teknik utama dalam biologi molekular. Prinsip dasar teknik ini adalah bahwa DNA, RNA, atau protein dapat dipisahkan oleh medan listrik. Dalam hal ini, molekul-molekul tersebut dipisahkan berdasarkan laju perpindahannya oleh gaya gerak listrik di dalam matriks gel. Laju perpindahan tersebut bergantung pada ukuran molekul bersangkutan. Elektroforesis gel biasanya dilakukan untuk tujuan analisis,


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gaya_gerak_listrik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Protein

http://id.wikipedia.org/wiki/RNA

http://id.wikipedia.org/wiki/DNA

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektroforesis

http://www.textmed.com/

http://2.bp.blogspot.com/-5B77xthng6c/TZRS2rVb0WI/AAAAAAAAAFw/76sNxnNgz_k/s1600/Picture1.jpg

ASAM NUKLEAT

namun dapat pula digunakan sebagai teknik preparatif untuk memurnikan molekul sebelum digunakan dalam metode-metode lain seperti spektrometri massa, PCR, kloning, sekuensing DNA, atau immuno-blotting yang merupakan metode-metode karakterisasi lebih lanjut.

Gel yang digunakan biasanya merupakan polimer bertautan silang (crosslinked) yang porositasnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Untuk memisahkan protein atau asam nukleat berukuran kecil (DNA, RNA, atau oligonukleotida), gel yang digunakan biasanya merupakan gel poliakrilamida, dibuat dengan konsentrasi berbeda-beda antara akrilamida dan zat yang memungkinkan pertautan silang (cross-linker), menghasilkan jaringan poliakrilamida dengan ukuran rongga berbeda-beda. Untuk memisahkan asam nukleat yang lebih besar (lebih besar dari beberapa ratus basa), gel yang digunakan adalah agarosa (dari ekstrak rumput laut) yang sudah dimurnikan.

Dalam proses elektroforesis, sampel molekul ditempatkan ke dalam sumur (well) pada gel yang ditempatkan di dalam larutan penyangga, dan listrik dialirkan kepadanya. Molekul-molekul sampel tersebut akan bergerak di dalam matriks gel ke arah salah satu kutub listrik sesuai dengan muatannya. Dalam hal asam nukleat, arah pergerakan adalah menuju elektrode positif, disebabkan oleh muatan negatif alami pada rangka gula-fosfat yang dimilikinya. Untuk menjaga agar laju perpindahan asam nukleat benar-benar hanya berdasarkan ukuran (yaitu panjangnya), zat seperti natrium hidroksida atau formamida digunakan untuk menjaga agar asam nukleat berbentuk lurus. Sementara itu, protein didenaturasi dengan deterjen (misalnya natrium dodesil sulfat, SDS) untuk membuat protein tersebut berbentuk lurus dan bermuatan negatif.

Setelah proses elektroforesis selesai, dilakukan proses pewarnaan (staining) agar molekul sampel yang telah terpisah dapat dilihat. Etidium bromida, perak, atau pewarna "biru Coomassie" (Coomassie blue) dapat digunakan untuk keperluan ini. Jika molekul sampel berpendar dalam sinar ultraviolet (misalnya setelah "diwarnai" dengan etidium bromida), gel difoto di bawah sinar ultraviolet. Jika molekul sampel mengandung atom radioaktif, autoradiogram gel tersebut dibuat.

Pita-pita (band) pada lajur-lajur (lane) yang berbeda pada gel akan tampak setelah proses pewarnaan; satu lajur merupakan arah pergerakan sampel dari "sumur" gel. Pita-pita yang berjarak sama dari sumur gel pada akhir elektroforesis mengandung molekul-molekul yang bergerak di dalam gel selama elektroforesis dengan kecepatan yang sama, yang biasanya berarti bahwa molekul-molekul tersebut berukuran sama. "Marka" atau penanda (marker) yang merupakan campuran molekul dengan ukuran berbeda-beda dapat digunakan untuk menentukan ukuran molekul dalam pita sampel dengan meng-elektroforesis marka tersebut pada lajur di gel yang paralel dengan sampel. Pita-pita pada lajur marka tersebut dapat dibandingkan dengan pita sampel untuk menentukan ukurannya. Jarak pita dari sumur gel berbanding terbalik terhadap logaritma ukuran molekul.

1.5 Spektroskopi IR ( Infra Red)

Spektroskopi IR merupakan suatu teknik analisis spektroskopi molekuler yang memanfaatkan sinar infra merah. Teknik ini berguna untuk mengetahui gugus fungsi pada senyawa organik. Prinsip kerja dari spektroskopi IR adalah menembakan sinar infra merah (panjang gelombang diantara 0,75 – 1000 μm) pada sampel. Senyawa yang diradiasikan akan menyerap sebagian energi. Energi yang diserap akan membuat gerakan vibrasi molekuler apabila energi pada ikatan gugus fungsi sama dengan energi yang diserap.


http://id.wikipedia.org/wiki/Logaritma

http://id.wikipedia.org/wiki/Penanda_genetik

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Autoradiogram&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Radioaktivitas

http://id.wikipedia.org/wiki/Foto

http://id.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet

http://id.wikipedia.org/wiki/Perak

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Etidium_bromida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Deterjen

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Formamida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Natrium_hidroksida

http://id.wikipedia.org/wiki/Fosfat

http://id.wikipedia.org/wiki/Gula

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrode

http://id.wikipedia.org/wiki/Muatan_listrik

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kutub_listrik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Larutan_penyangga

http://id.wikipedia.org/wiki/Rumput_laut

http://id.wikipedia.org/wiki/Agarosa

http://id.wikipedia.org/wiki/Basa

http://id.wikipedia.org/wiki/Akrilamida

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Poliakrilamida&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Oligonukleotida

http://id.wikipedia.org/wiki/RNA

http://id.wikipedia.org/wiki/DNA

http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_nukleat

http://id.wikipedia.org/wiki/Protein

http://id.wikipedia.org/wiki/Polimer

http://id.wikipedia.org/wiki/Sekuensing

http://id.wikipedia.org/wiki/Kloning

http://id.wikipedia.org/wiki/PCR

http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrometri_massa

ASAM NUKLEAT

Proses-proses yang dilakukan untuk melakukan analisis spektroskopi IR adalah sebagai berikut:

Melakukan preparasi sampel dan meletakan sampel pada ruang sampel pada alat dan meletakan standar/referensi (bila ada) pada ruang referensi.

Menembakan sinar infra merah pada senyawa (dan referensi). Sinar akan diteruskan ke monokromator dan detektor. Detektor akan memberikan spektra IR dari sampel (dan referensi). Hasil spektra kemudiaan akan dianalisis dan dibandingkan.

Gambar berikut merupakan contoh spektra IR untuk DNA dan beberapa senyawa lainnya:

Gambar 5. Spektra IR untuk DNA dan Beberapa Senyawa Lain(sumber: sitemaker.umich.edu)

Keuntungan dari teknik spektroskopi IR adalah hasil analisis teliti karena menggunakan referensi. Keuntungan lainnya adalah analisis dapat berjalan baik untuk DNA, RNA, maupun protein. Namun, teknik ini memiliki kerugian yang salah satunya adalah peralatan yang mahal.

2. Metode Kuantitatif

2.1 Spektroskopi UV-Vis

Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan transparan.

Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat berwarna dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat langsung dianalisa meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat, sampel keruh tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah sampel harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi suspensi. Alat ini menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. Untuk sistem


ASAM NUKLEAT

spektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna. DNA yang mengandung basa-basa purin dan pirimidin dapat menyerap cahaya UV.

Alat yang digunakan dalam uji ini dengan metode spektrofotometri UV-Vis antara lain : mikropipet, kuvet, nanodrop spektrofotometer dan seperangkat komputer. Bahan yang digunakan adalah isolat DNA dan aquadest sebagai blanko. Cara kerja pengujian kuantitatif DNA diawali dengan menghidukan alat nanodrop spektrofotometer. Kemudian melakukan uji blanko menggunakan aquadest. Setelah itu dilanjutkan dengan menguji isolat DNA dengan cara meneteskannya pada tempat sampel sebanyak 1 mikroliter. Kemudian mengukur kemurnian DNA dan baca hasil kemurnian DNA-nya.

2.2 qPCR

qPCR (Quantitative Polymerase Chain Reaction) merupakan salah satu teknik analisis kuantitatif asam nukleat dengan memanfaatkan metode PCR. Metode qPCR sering juga dikenal dengan Real-Time PCR. Prinsip kerja dari metode qPCR mirip dengan metode PCR. Yang membedakan kedua metode ini adalah pada metode qPCR, detektor langsung diberikan dalam analisis. Detektor dapat berupa pewarna fluorosen. Detektor bekerja dengan mengeluarkan cahaya fluoresen (warna hijau) yang nantinya akan dianalisis untuk menghitung konsentrasi asam nukleat dalam sampel. Cahaya fluorosen yang dilepaskan akan ditangkap oleh sistem komputasi dalam instrument qPCR.

(Sumber : www.quantabio.com)


ASAM NUKLEAT

1.5 Aplikasi Asam Nukleat dalam Kehidupan Manusia

Oleh Hasanuddin (1206230725)

1. Pemanfaatan Asam Nukleat dalam bidang forensik

Forensik adalah proses penerapan konsep-konsep ilmiah dalam konteks hukum. Aplikasi yang paling umum digunakan dalam DNA forensik adalah dalam analisis TKP. Namun, proses ini juga digunakan dalam proses hukum sipil. Seringkali, analis forensik diminta untuk mencoba menyelesaikan paternitas seorang anak. Hal ini diperlukan untuk menentukan siapa yang bertanggung jawab secara hukum untuk pembayaran tunjangan anak.Aplikasi yang paling umum digunakan dalam DNA forensik adalah dalam analisis TKP.

1.1 Fungsi DNA Forensik

Untuk melakukan analisis DNA, sampel harus dikumpulkan dan dibandingkan. Sampel dapat berasal dari berbagai macam bahan, termasuk darah, air liur, kulit, kuku jari atau air mani. Dalam investigasi kriminal, urutan DNA yang unik, yang disebut penanda, dibandingkan dengan penanda dalam sampel DNA dikumpulkan dari tersangka atau informasi yang terkandung dalam database DNA yang disebut Combined DNA Indeks System (CODIS). Dalam kasus perdata, misalnya penetapan paternitas, penanda DNA dibandingkan antara anak dan orang yang diyakini ayah.

1.2 Manfaat DNA Forensik

DNA yang digunakan dalam forensik telah menghasilkan manfaat dalam banyak cara. Sebagai contoh, telah digunakan untuk membangun rekor individu anggota keluarga yang hilang sebagai akibat dari Holocaust. Perbandingan DNA telah dilakukan untuk membantu mengidentifikasi korban tak dikenal dimakamkan di kuburan di seluruh benua Eropa.

Analisis DNA mitokondria telah digunakan untuk tidak hanya mendokumentasikan migrasi populasi manusia di seluruh dunia, tetapi juga untuk mengidentifikasi hubungan leluhur. Banyak Afrika-Amerika yang keturunan dari budak Afrika telah menggunakan proses ini untuk mempersempit wilayah benua Afrika yang merupakan tempat kelahiran nenek moyang mereka.

2. Pemanfaatan Asam Nukleat dalam bidang rekayasa genetik

1.1 Makanan Transgenik

Makanan transgenik adalah bahan pangan yang telah diubah, baik fenotipe maupun genotipe-nya dengan jalan rekayasa genetika. Para ahli rekayasa genetika telah menerapkan pengetahuan yang mereka pelajari pada pangan dengan tujuan untuk meningkatkan dan menyempurnakan kualitas dan kuatitas pangan. Rekayasa genetika adalah penggunaan teknik biologi yang cermat untuk menata ulang gen dengan menyingkirkan, menambahkan atau menukar gen dari satu organisme ke organisme lain untuk mendapatkan jenis baru yang lebih baik dari sifat aslinya. Bagian tubuh makhluk hidup yang dapat disingkirkan, ditambah atau ditukar adalah bahan inti sel yang disebut deoxiribo nucleic acid (DNA).

Makanan transgenik dapat membantu usaha manusia dalam meningkatkan produksi pangan. Bahan makanan transgenik dapat memiliki sifat tahan hama dan penyakit, biji lebih besar, cepat tumbuh dan hasilnya lebih banyak. Seperti yang diketahui bahwa pertambahan jumlah populasi penduduk dunia tidak sebanding dengan pertambahan produksi pangan.


ASAM NUKLEAT

Dalam hal ini, Thomas Robert Malthus, seorang ahli ekonomi abad 18 mengatakan,” Penduduk cenderung tumbuh secara deret ukur (misalnya, dalam lambang 1, 2, 4, 8, 16 dst.) sedangkan persediaan makanan cenderung tumbuh secara deret hitung (misalnya, dalam deret 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dst.)”.

Hal ini menyebabkan timbulnya kelaparan di berbagai belahan dunia. Karena terbatasnya lahan pertanian sedangkan kebutuhan pangan terus melonjak, maka makanan transgenik bisa digunakan sebagai pilihan penyediaan sumber pangan di masa yang akan datang.

Beberapa makanan transgenik yang telah berhasil direkayasa adalah tomat yang peka terhadap dingin. Para ahli rekayasa genetika mengidentifikasi sebuah gen di dalam ikan flounder yang memungkinkan ikan tersebut bertahan hidup di dalam perairan yang dingin dan menggunting gen itu dari ikan tersebut dan merekatkan gen antibeku tersebut ke dalam untaian DNA tomat. Keturunan baru dari buahnya mampu bertahan terhadap kondisi beku. Hal ini berarti tomat ini memiliki musim tumbuh yang lebih lama karena bisa ditanam pada musim dingin sekalipun.

Di Indonesia, penelitian tentang makanan transgenik juga dilakukan oleh para ahli rekayasa genetika. Contoh makanan transgenik yang telah dihasilkan adalah kentang transgenik atau kentang Bt ( bacillius thuringiensis) yang tahan terhadap cendawan dan nematoda. Kentang Bt mampu menekan pemakaian pestisida sehingga dapat menghemat pengeluaran.

Sampai saat ini nilai perdagangan produk bioteknologi modern di pasar global mencapai 44,3 miliar dollar AS. Pasar terbesar atau 60 persen di Amerika Serikat, disusul Jepang 6,9 persen, Jerman 6,4 persen, Prancis 5,4 persen, dan Italia, Spanyol, serta Inggris yang masing-masing di bawah 4 persen. Saat ini tanaman transgenik sudah diadopsi di 12 negara berkembang dan 11 negara industri maju.

Akan tetapi, kita juga harus berhati – hati terhadap makanan transgenik karena kita belum mengetahui dampak negatif yang dapat timbul dari pengonsumsian jenis makanan baru ini. Bahan pangan transgenik dikhawatirkan mengandung senyawa yang membahayakan kesehatan, misalnya senyawa allergens yang dapat menimbulkan alergi. Selain itu, bila tanaman transgenik ini mengandung gen yang dapat meracuni serangga yaitu senyawa Bt-endotoxin, dikhawatirkan juga dapat meracuni manusia yang mengonsumsinya. Selain itu, berdasarkan laporan jurnal ilmiah tahun 2005—2006, pangan transgenik diketahui menyebabkan kerusakan fungsi hati, sel darah dan serta menurunkan kekebalan tubuh pada tikus percobaan. Hal ini tentunya sangat membahayakan bila dikonsumsi oleh manusia.

Untuk meminimalisasi dampak negatif yang timbul, makanan transgenik harus memenuhi syarat yang tercantum dalam Protokol Cartagena sebelum dilepas dan disebarkan ke masyarakat. Protokol Cartagena yaitu suatu kesepakatan bersama yang mengatur tata cara pelepasan produk transgenik. Hal lain yang tidak kalah penting adalah pelabelan makanan transgenik. Selain hal tersebut merupakan hak konsumen, pelabelan juga dimaksudkan agar para konsumen dapat memilih makanannya, bukan hanya untuk rasa dan selera, tetapi juga untuk keamanan dan kesehatan kita semua.

1.2 Kloning domba dolly

Kloning hewan adalah proses dimana seluruh organisme direproduksi dari sel yang diambil dari organisme induk sehingga menghasilkan keturunan yang secara genetik identik. Ini berarti hewan kloning merupakan duplikat sama persis dari induknya, yang berarti juga memiliki DNA yang sama. Kloning sebenarnya banyak terjadi di alam. Reproduksi aseksual


ASAM NUKLEAT

pada organisme tertentu dan terjadinya kembar dari sel telur yang sama merupakan contoh kloning.Dengan kemajuan teknologi, proses kloning saat ini bisa dilakukan di laboratorium.

1.2.1 Kloning Hewan di Laboratorium

Para ilmuwan telah mencoba mengkloning hewan untuk waktu yang lama. Banyak upaya awal belum menunjukkan hasil positif.Hasil kloning pertama yang cukup sukses yaitu ketika kecebong berhasil dikloning dari sel embrio katak.Hal ini dilakukan dengan proses transfer nukleus. Hanya saja kecebong hasil kloning tidak hidup lama untuk tumbuh menjadi katak dewasa. Namun hal ini tetap menjadi terobosan yang penting.

Contoh kloning hewan pertama yang benar-benar berhasil dilakukan pada domba.Dolly, nama domba hasil kloning tersebut, tidak hanya hidup lama tetapi juga mampu bereproduksi secara alami.Dolly dikloning oleh Ian Wilmut dan timnya di Institut Roslyn di Edinburgh, Skotlandia, pada tahun 1997.Tidak seperti kasus sebelumnya, Dolly tidak dikloning dari sel embrio, tetapi dari sel kelenjar susu yang diambil dari domba dewasa. Sejak saat itu ilmuwan berhasil mengkloning berbagai jenis hewan seperti tikus, kucing, kuda, lembu, babi, rusa, dll.Bahkan, kloning manusia sudah dimungkinkan saat ini meskipun perdebatan tentang etika masih tetap berlangsung.

Gambar 1. Kloning Domba Dolly

1.2.2 Proses Kloning Hewan

Upaya awal kloning hewan dilakukan dengan menggunakan sel embrio.Inti DNA diekstraksi dari sel embrio dan ditanamkan ke sel telur yang belum dibuahi.Proses pembuahan dirangsang dengan memberikan kejutan listrik atau dengan bahan kimia tertentu.Sel-sel yang berkembang kemudian ditanamkan ke rahim induk betina.

Hewan kloning yang dihasilkan memiliki ciri identik dengan sel asli.Sejak kloning Dolly, saat ini dimungkinkan membuat kloning dari sel non-embrio.Kloning hewan dapat dilakukan baik untuk tujuan reproduksi dan non-reproduksi atau terapeutik.Dalam kasus kedua, kloning dilakukan untuk menghasilkan sel punca yang dapat digunakan untuk tujuan


ASAM NUKLEAT

terapeutik, misalnya untuk penyembuhan atau menciptakan organ yang rusak (tidak menduplikasi seluruh organisme).

1.2.3 Etika Kloning Hewan

Sementara kebanyakan ilmuwan menganggap kloning hewan sebagai terobosan besar, banyak orang merasa tidak nyaman dengan ide itu karena alasan etika.Yang benar adalah bahwa sebagian besar masyarakat umum tidak memahami apa sebenarnya kloning sehingga menimbulkan kesalahpahaman.Di beberapa negara, kloning hewan diperbolehkan, meskipun belum mengijinkan kloning manusia.Sedangkan sebagian yang lain melarang kloning untuk tujuan terapi meskipun hal ini berpotensi menyelamatkan banyak orang dari penyakit mematikan.

1.2.4 Plus Minus Kloning Hewan

Proses kloning bisa saja mengalami kegagalan seperti terjadinya cacat bawaan.Namun di sisi lain, koning hewan berpotensi menyelamatkan spesies langka yang terancam kepunahan.Sebagai sebuah terobosan baru, kloning masih tetap memicu kontroversi dari pihak yang pro dan kontra hingga saat ini.

1.2.5 Fakta tentang Kloning

Sebelum Dolly, para ilmuwan telah melakukan percobaan kloning sejak beberapa dekade lalu.Kloning hewan pertama adalah kecebong yang dilakukan oleh Robert Briggs dan Thomas J. King pada tahun 1952.Sedangkan Dolly, sang domba kloning, ‘diciptakan’ oleh ilmuwan Skotlandia di Roslin Institute di Edinburgh, Inggris, dan mampu hidup hingga 6 tahun.

Pada awalnya Dolly diperkirakan bisa hidup setidaknya 11 sampai 12 tahun.Akan tetapi penyakit paru-paru progresif dan arthritis membuat Dolly tidak hidup sampai usia yang diperkirakan.Keberhasilan kloning Dolly semakin memicu kontroversi. Pro dan kontra terus mengemuka dan menjadi perdebatan yang belum juga final.

Beberapa minggu setelah pengumuman penciptaan Dolly, Presiden Bill Clinton mengeluarkan moratorium untuk menghentikan semua proyek kloning yang didanai pemerintah federal.Hal ini dilakukan untuk menghindari ancaman penyalahgunaan dari terobosan medis ini.

Bagi aktivis anti-kloning, kloning merupakan ancaman besar bagi kehidupan dan perdamaian karena dapat dengan mudah disalahgunakan.Namun, di banyak negara, penelitian tentang kloning masih terus dilakukan untuk mengeksplorasi kemungkinan manfaatnya bagi kepentingan medis.

Setelah keberhasilan melakukan kloning pada hewan, isu kini bergeser tentang kemungkinan melakukan kloning pada manusia.Kloning pada manusia dipercaya menjadi salah satu alternatif untuk memenangkan pertempuran melawan berbagai penyakit mematikan yang masih menjadi masalah tak terpecahkan. Setelah Dolly, pada tahun 2002 menyusul diciptakan kloning kucing dan kelinci.Demikian pula pada tahun 2003, kloning pertama kuda (Prometea) dan tikus (Ralph) diperkenalkan di Perancis dan Italia.Menariknya, pada tahun 2008, FDA (BPPOM AS) menyatakan bahwa mengonsumsi hewan hasil kloning dianggap aman.Hal ini tentu menjadi angin segar bagi para peternak karena menjadi metode ampuh untuk meningkatkan produksi mereka.

Namun, tidak semua pihak setuju dan meminta FDA melakukan studi lebih lanjut mengenai hal tersebut.Tidak semua kebijakan pro terhadap kloning. Pada bulan Oktober 2010, Uni Eropa memberlakukan larangan sementara penggunaan produk dari hewan kloning.Meskipun kloning dianggap sebagai alternatif solusi bagi kelangkaan bahan pangan,


ASAM NUKLEAT

faktor biaya produksi dianggap masih menjadi kendala.Sebagai contoh, sapi hasil perkembangbiakan normal bisa dijual seharga USD 1000 per ekor, sedangkan sapi kloning masih harus dijual di atas USD 1500 untuk menutup semua ongkos produksi.

3. Pemanfaatan DNA dalam bidang kesehatan

Dalam bidang kesehatan biasanya digunakan untuk terapi gen, meningkatkan kemampuan mengingat atau mencegah alzheimer, manajemen depresi, meningkatkan energi, pemulihan pasca operasi, serta mencegah kanker.

3.1 Terapi gen

Terapi gen adalah suatu pendekatan untuk mencegah atau mengobati penyakit dengan mengganti, menghapus, atau memperkenalkan gen, atau memanipulasi bahan genetik. Terapi, merupakan suatu program perawatan yang dilakukan pada penderita. Selama ini, pendekatan terapi gen yang berkembang adalah menambahkan gen gen normal ke dalam sel yang mengalami ketidaknormalan.

Terapi gen (Gene Therapy) adalah penyisipan gen ke individu sel dan jaringan untuk mengobati penyakit. Penyakit yang dapat diobati seperti penyakit keturunan di mana merugikan muatan alel digantikan dengan satu fungsional. Walaupun teknologi ini masih dalam masa bayi, telah digunakan dengan beberapa keberhasilan. Terobosan ilmiah terus bergerak menuju arus utama gen terapi obat.

Pendekatan lain adalah melenyapkan gen abnormal dengan gen normal dengan melakukan rekombinasi homolog. Pendekatan ketiga adalah mereparasi gen abnormal dengan cara mutasi balik selektif, sedemikian rupa sehingga akan mengembalikan fungsi normal gen tersebut. Selain pendekatan-pendekatan tersebut, ada pendekatan lain untuk terapi gen, yaitu mengendalikan regulasi ekspresi gen abnormal tersebut.

Terapi gen daibagi menjadi terapi ex vivo dan in vivo. Misalnya terapi gen pada penderita gangguan liver

Gambar 2. Terapi gen


ASAM NUKLEAT

Dalam terapi gen ex vivo, sel hati (misalnya) dari pasien yang hatinya telah mengalami kerusakan dipindahkan melalui pembedahan dan perawatan. Kemudian melalui terapi gen akan menyalurkannya dengan menggunakan vektor. Sel-sel hati yang dirubah secara genetik kemudian akan ditransplantasikan kembali dalam tubuh pasien tanpa khawatir akan kegagalan dari proses pencangkokan jaringan tersebut karena sel-sel ini pada awalnya berasal dari pasien.Strategi terapi gen in vivo meliputi pemasukan gen ke dalam jaringan dan organ di dalam tubuh tanpa diikuti oleh pemindahan sel-sel tubuh. Tantangan utama dalam terapi gen in vivo adalah pengiriman gen hanya terjadi pada jaringan yang diharapkan dan tidak terdapat pada jaringan yang lain. Pada terapi ini, virus digunakan sebagai vektor untuk pengiriman gen.

3.2 Pencegahan alzeimer dengan Terapi Gen

Para dokter di California, Amerika Serikatmenemukan cara memperlambat perkembangan penyakit kehilangan ingatan atau alzheimer. Mereka menggunakan terapi gen. Hasil dalam penelitian di Universitas California San Diego, AS menunjukkan penyakit kehilangan ingatan dapat dikurangi dengan terapi. Terapi diyakini bisa menumbuhkan kembali sel-sel otak yang rusak sehingga pasien dapat kembali melakukan aktivitas berpikir dan mengingat dengan baik.

Dalam penelitiannya, para pakar mengambil sel kulit penderita alzheimer ringan. Sel itu lalu dimodifikasi secara genetis agar memproduksi protein nerve growth factor (NGF). Protein ini untuk mencegah kematian sel dan merangsang fungsi sel. Sel-sel itu lantas ditanam kembali ke otak pasien.Adalah Lola Crosswhite yang sudah merasakan manfaat terapi ini. Perempuan berusia 75 tahun ini menderita kehilangan ingatan dua tahun terakhir. Namun, sejak bergabung dengan tim relawan untuk menjalani terapi gen daya ingatnya mulai membaik.

Jika disetujui, terapi ini menjadi cara paling efektif menghambat alzheimer. Tapi metode ini bukan tanpa bahaya. Buktinya seorang dari dua pasien yang menderita kerusakan otak tewas selama masa uji coba.Saat ini, pengobatan penyakit kehilangan ingatan yang menggunakan metode PET (positron emission tomography) memang bisa mengembalikan fungsi kognitif para pasien. Namun bila tak dilakukan secara periodik, dalam jangka waktu 22 bulan fungsi kognitif akan menurun sebanyak 51 persen.

3.3 Penyembuhan Kanker dengan Terapi Gen

Pengobatan kanker dengan terapi gen telah berkembang dengan pesat sejak clinical trial terapi ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1990. Terapi gen adalah teknik untuk mengoreksi gen-gen yang cacat yang bertanggung jawab terhadap suatu penyakit. Selama ini pendekatan terapi gen yang berkembang adalah menambahkan gen-gen normal ke dalam sel yang mengalami ketidaknormalan.

Pendekatan lain adalah melenyapkan gen abnormal dengan gen normal dengan melakukan ekombinasi homolog. Pendekatan ketiga adalah mereparasi gen abnormal dengan cara mutasi balik selsektif, sedemikian rupa sehingga akan mengembalikan fungsi normal gen tersebut. Selain pendekatan-pendekatan tersebut ada pendekatan lain untuk terapi gen tersebut, yaitu mengendalikan regulasi ekspresi gen abnormal tersebut.

Saat ini para ilmuwan sedang mencoba beberapa cara kerja terapi gen untuk pengobatan kanker:

3.3.1 Menambahkan gen sehat pada sel yang memiliki gen cacat atau tidak lengkap. Contohnya, sel sehat memiliki “gen penekan tumor” seperti p53 yang mencegah terjadinya kanker. Setelah diteliti, ternyata pada kebanyakan sel kanker gen p53


ASAM NUKLEAT

rusak atau bahkan tidak ada. Dengan memasukkan gen p53 yang normal ke dalam sel kanker, diharapkan sel tersebut akan normal dan sehat kembali.

3.3.2 Menghentikan aktivitas “gen kanker” (oncogenes). “Gen kanker” merupakan hasil mutasi dari sel normal, yang menyebabkan sel tersebut membelah secara liar menjadi kanker. Ada juga gen yang menyebabkan sel kanker bermetastase (menjalar) ke bagian tubuh lain. Menghentikan aktivitas gen ini atau protein yang dibentuknya, dapat mencegah kanker membesar maupun menyebar.

3.3.3 Menambahkan gen tertentu pada sel kanker sehingga lebih peka terhadap kemoterapi maupun radiasi, atau menghalangi kerja gen yang dapat membuat sel kanker kebal terhadap obat-obat kemoterapi. Juga dicoba cara lain, membuat sel sehat lebih kebal terhadap kemoterapi dosis tinggi, sehingga tidak menimbulkan efek samping.

3.3.4 Menambahkan gen tertentu sehingga sel-sel tumor/kanker lebih mudah dikenali dan dihancurkan oleh sistem kekebalan tubuh. Sebaliknya, menambahkan gen pada sel-sel kekebalan tubuh sehingga lebih mudah mendeteksi dan menghancurkan sel-sel kanker.

3.3.5 Menghentikan gen yang berperan dalam pembentukan jaringan pembuluh darah baru (angiogenesis) atau menambahkan gen yang bisa mencegah angiogenesis. Jika suplai darah dan makanannya terhenti, kanker akan berhenti tumbuh,bahkan mengecil lalu mati.

3.3.6 Memberikan gen yang mengaktifkan protein toksik tertentu pada sel kanker, sehingga sel tersebut melakukan aksi “bunuh diri” (apoptosis). Satu dari banyak tantangan dalam pengembangan pendekatan DNA rekombinan adalah bagaimana mengantarkan “gen pembunuh” hanya ke dalam sel tumor dan tidak ke sel normal.Sejak kanker diketahi sebagai suatu penyakit genetik yang disebabkan oleh mutasi atau perubahan – perubahan lain pada gen. penggunaan teknik DNA rekombinan semakin sering digunakan dalam menghambat perkembangan penyakit tersebut. Salah satu metode yang sering diandalkan adalah pendekatan terapi gen

Sejak diketahui bahwa kanker merupakan penyakit akibat mutasi gen, para ahli mulai berfikir bahwa terapi gen tentu efektif untuk mengobatinya. Apalagi kanker jauh lebih banyak penderitanya dibandingkan dengan penyakit keturunan akibat kelainan genetis yang selama ini diobati dengan terapi gen.

Terapi gen yang dilakukan adalah yang menggunakan pendekatan ex vivo (di luar organisme hidup), di mana sel dipindahkan dari tubuh, dimanipulasi, dan selanjutnya dikembalikan ke tubuh, tetapi pendekatan ex vivo tidak dapat digunakan pada sel tumor karena sel tumor tidak dapat dipindahkan secara total dari tubuh.Walau demikian, suatu pendekatan in vivo (di dalam organisme hidup) yang menjanjikan telah berhasil dilakukan dalam mengatasi sel tumor, yaitu menggunakan gen virus herpes simplex-timidin kinase (HSV-tk) sebagai “gen pembunuh”.

Terapi gen pada prinsipnya adalah menyisipkan materi genetik ke dalam sel kanker di tubuh untuk mengganti atau memperbaiki gen yang rusak/tidak normal karena kanker dalam rangka pengobatan penyakit. Materi genetik atau gen yang berupa kumpulan asam amino disintesa di laboratorium. Untuk memasukkan gen ke tubuh digunakan pelbagai bahan pembawa yaiyu virus(vektor). Bahan itu antara lain protein yang sesuai dengan sel organ yang dituju. Materi genetik ditempelkan ke protein kemudian dimasukkan tubuh lewat mulut, injeksi maupun inhalasi (dihirup). Dalam tubuh protein akan menempel ke reseptor sel organ sehingga DNA bisa masuk ke dalam sel kanker. Sebagaimana untuk imunisasi, kemampuan bereplikasi virus dihilangkan untuk mencegah infeksi.

Terapi genetik adalah pengobatan yang dilakukan setelah menentukan tempat yang menjadi penyebab kanker secara tepat ( tempat ini dapat berupa molekul protein dalam sel tumor, dan juga dapat berupa bagian dari gen ), lalu dirancang obat yang efektif untuk


ASAM NUKLEAT

pengobatan jenis tumor tersebut, setelah obat masuk ke dalam tubuh akan secara otomatis memilih tempat yang menjadi penyebab kanker dan membunuh sel tumor, tanpa merusak atau mempengaruhi jaringan normal sekitarnya.

Tahap-tahap medis dalam terapi gen dapat menggunakan gen HSV-tk untuk mematikan sel-sel kanker melalui suatu pendekatan in vivo (di dalam organisme hidup) karena sel sisa tumor oleh penyakit kanker tidak dapat dipindahkan secara total dari tubuh

Resiko Terapi Gen ialah:

a. Virus yang disuntikkan ke dalam tubuh bisa saja virus tersebut memasuki sel tubuh yang lain (bukan hanya sel kanker seperti yang diharapkan) dan bila mengenai sel reproduksi, maka mutasi ini akan diturunkan juga pada keturunan penderita

b. Gen yang ditransfer dan menempel pada lokasi yang salah dalam rantai DNA, bisa menimbulkan mutasi genetik yang berbahaya merusak DNA, bahkan kanker jenis baru.

c. Gen yang ditransfer bila bereaksi berlebihan di lingkungan barunya (sel kanker) sehingga akan menimbulkan peradangan, atau memicu reaksi pertahanan/perlawanan sel kankernya.

d. Terapi gen melalui virus vector dapat menyebabkan infeksi dan / atau peradangan dari jaringan, dan pengenalan buatan virus ke dalam tubuh dapat memulai proses penyakit lain.

4. Pemanfaatan DNA dalam bidang bioinformatika

Istilah bioinformatka mulai dikemukakan pada pertengahan era 1980 yang mengacu pada penerapan ilmu komputer dalam bidang biologi. Kemajuan teknik biologi molekular dalam mengungkap sekuens biologis dari protein (sejak awal 1950) dan asam nukleat (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun 1960-an di Amerika Serikat, sementara basis data sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970-an di Amerika Serikat dan Jerman (pada European Molecular Biology Laboratory, Laboratorium Biologi Molekular Eropa). Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil diungkapkan pada 1980-an dan 1990-an, menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.

Database untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah GenBank (Amerika Serikat), EMBL (Eropa), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan). BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) merupakan tools bioinformatika yang berkaitan erat dengan penggunaan basis data sekuens biologis. BLAST pada basis data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens asam nukleat maupun protein yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal ini digunakan untuk menemukan gen sejenis pada beberapa organisme atau untuk memeriksa keabsahan hasil sekuensing maupun untuk memeriksa fungsi gen hasil sekuensing.

Penyejajaran sekuens (sequence alignment) adalah proses penyusunan/pengaturan dua atau lebih sekuens sehingga persamaan sekuens-sekuens tersebut tampak nyata. Hasil dari proses tersebut disebut sebagai sequence alignment atau alignment. Sequence alignment merupakan metode dasar dalam analisis sekuens. Metode ini digunakan untuk mempelajari evolusi sekuens-sekuens dari leluhur yang sama (common ancestor). Ketidakcocokan dalam alignment diasosiasikan dengan proses mutasi, sedangkan


ASAM NUKLEAT

kesenjangan diasosiasikan dengan proses insersi atau delesi. Sequence alignment memberikan hipotesis atas proses evolusi yang terjadi dalam sekuens-sekuens tersebut.


ASAM NUKLEAT

BAB III. KESIMPULAN

Asam nukleat merupakan suatu polimer nukleotida yang berperan dalam penyimpanan serta pemindahan informasi genetik, dimana satu nukleotida terdiri atas tiga bagian, yaitu cincin purin atau pirimidin, molekul gula dengan 5 atom C (pentosa), dan gugus fosfat. Cincin purin atau pirimidin adalah basa nitrogen yang terbagi menjadi dua macam, yaitu basa purin yang terdiri dari adenine (A) dan guanine (G), serta basa pirimidin yang terdiri dari thymine (T), cytosine (C), dan urasil (U).

Terdapat dua jenis asam nukleat, yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Pada dasarnya, yang membedakan DNA dan RNA terletak pada jenis gula yang terdapat didalamnya. Ketika DNA memiliki gula deoksiribosa, RNA memiliki gula ribosa. Selain itu, DNA terdiri dari dua untai yang saling komplementer membentuk helix ganda, tetapi RNA hanya terdiri dari satu untai tunggal, akan tetapi dapat melipat-lipat dirinya dalam suatu aturan tertentu. Perbedaan selanjutnya terdapat dalam basa nitrogennya, dimana DNA memiliki adenine (A) guanine (G), thymine (T), dan cytosine (C) sebagai basa nitrogennya, sedangkan RNA memiliki urasil (U) sebagai pengganti dari thymine (T). DNA terbagi ke dalam tiga jenis, yaitu DNA-A, DNA-B, dan DNA-Z. Begitu pula dengan RNA yang terbagi menjadi tiga jenis, yaitu m –RNA, t –RNA, dan r –RNA.

Molekul DNA sel sesungguhnya terdiri dari dua polinukleotida yang membentuk spiral di sekitar suatu sumbu imajiner untuk membuat sebuah heliks ganda. Beberapa fungsi DNA antara lain; pembawa informasi genetik makhluk hidup, memiliki informasi bagi perbanyakan diri, mensintesis senyawa lain seperti RNA. Sedangkan, Asam ribonukleat (RNA) merupakan polimer ribonukleotida purin dan pirimidin yang dihubungkan menjadi satu lewat jembatan 3´,5´-fosfodiester. RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA. RNA non-genetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA. RNA non-genetik dimiliki oleh makhluk hidup yang materi genetiknya diatur oleh DNA.

Asam nukleat (baik DNA (Deoxyribonucleic acid) maupun RNA (Ribonucleic acid) merupakan molekul yang sangat penting bagi kelansungan hidup sebuah sel. Informasi-informasi genetik dalam sebuah sel tersimpan pada DNA, sedangkan RNA salah satu fungsinya adalah mensintesis protein dalam sel. Oleh sebab itu sintesis / pembentukan asam nukleat (DNA (terjadi saat sel akan membelah diri (kecuali sel gamet) agar setiap sel turunan memiliki informasi genetik yang sama) dan RNA) di dalam sel memegang peranan yang vital dalam keberlansungan hidup sebuah organisme. Pembentukan Asam Nukleat (baik DNA maupun RNA) melalui tahapan-tahapan yang berurutan dan sistematis. Proses pembentukan DNA dinamakan replikasi DNA, replikasi DNA berlansung dengan bantuan beberapa enzim, diantaranya; DNA helicase, DNA polymerase III, DNA primase, DNA polymerase I, dan DNA ligase. Proses pembentukan RNA dinamakan dengan proses transkripsi yang melewati tahapan inisiasi (permulaan), elongasi (perpanjangan) dan terminasi (pengakhiran). Proses sintesis RNA terjadi dengan bantuan enzim RNA polymerase.

Pada analisis asam nukleat, yaitu utamanya adalah DNA dan RNA, terdapat dua macam analisis. Analisis pertama adalah analisis kualitatif dengan metode gel elektroforesis, staining, sequencing, hibridisasi, dan sentrifugasi. Metode tersebut pada prinsipnya adalah untuk menganalisis urutan dan mengidentifikasi DNA atau RNA yang menjadi sampel. Analisis kedua adalah analisis kuantitatif yaitu mengukur kadar atau konsentrasi molekul asam nukleat dengan metode blotting yaitu northern dan southern blotting dan metode spektrofotometri. Asam nukleat merupakan makromolekul yang tersusun dari polimer nukleotida. Asam nukleat memiliki fungsi utama dalam tubuh yaitu antara lain sebagai materi genetik dan juga koenzim.


ASAM NUKLEAT

Asam nukleat yang mempunyai beragam aplikasi baik di tubuh manusia maupun di bidang forensic, rekayasan gen, kesehatan maupun bioinformatika. Pada tubuh manusia, aplikasi Asam Nukleat terbagi menjadi aplikasi DNA dan RNA yang memiliki perannya masing-masing.dalam bidang forensic, DNA dapat mengetahui paternitas seorang anak dibandingkan dengan kedua orangtuanya. Dalam bidang rekayasa genetic aplikasi asam nukleat dapat membantu pengadaan makanan transgenic. Selain itu rekayasa gen juga pernah berhasil pada binatang yaitu domba dolly. Dalam bidang kesehatan, pemanfaatan DNA dapat digunakan untuk terapi gen, pencegahan Alzheimer dan penyembuhan kanker. Selain itu muncul juga aplikasi dalam bidang bioinformatika yang menggabungkan ilmu computer dan biologi.


ASAM NUKLEAT

DAFTAR PUSTAKA

Cox, Michael M., David L. Nelson. 2008. Principles Of Biochemistry. Fifth edition. London: Lehninger.

Koolman, Jan, Klaus-Heinrich Rochm. 2005. Color Atlas of Biochemistry. Second Edition. German: Thieme.

Yuwono, Triwibowo. 2005. Biologi Molekuler. Jakarta: Erlangga.

Alberts B. (1994). Biologi Molekuler Sel. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama

Campbell. (2002). Biologi. Jakarta : Penerbit Erlangga

Lister Hill National Center for Biomedical Communications. (2014). Genetics Home Refernece. U.S National Library of Medicine

Nelson, David L. Lehninger Principles of Biochemistry. New York : W.H Freeman and Company

Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Molecular cell biology (4th ed.). New York: W. H. Freeman.

Alberts, B., Bray, D., Lewis, J., Raff, M., Reoberts, K., & Watson, J D. (1994). Molecular biology of the cell (3rd ed.). New York: Garland Science.

Interactive Concepts of Biochemistry: RNA [online]. Tersedia di: <http://www.wiley.com/college/boyer/0470003790/structure/tRNA/trna_intro.htm>[diakses pada 17 Februari 2014]

Hendro Pramono. (2007) Penggolongan Mikroba. [Online] Tersedia di : <http://www.lifetechnologies.com/id/en/home/life-science/dna-rna-purification-analysis/nucleic-acid-gel-electrophoresis/northern-blotting.html>>[diakses pada 18 Februari 2014]

Oseana. (2005) Mengenal Metode Elektroforesis. [Online] Tersedia di: <http://biomol.edublogs.org/kompetensi/bahan-ajar-20092010/bab-x-perpustakaan-gen/>>[diakses pada 18 Februari 2014]

Ida Ayu Pasti Apsari. (2012) Pengembangan Diagnosis Molekuler Toksoplasmosis Berdasarkan Sekuen Spesifik Deoxyribonucleic Acid Stadium Takizoit Dan Bradizoit. [Online] Tersedia di :

<http://lib.ugm.ac.id/digitasi/upload/3027_RD12100011-ida-ayu-pasti-apsari.pdf>>[diakses pada 17 Februari 2014]


http://lib.ugm.ac.id/digitasi/upload/3027_RD12100011-ida-ayu-pasti-apsari.pdf

http://biomol.edublogs.org/kompetensi/bahan-ajar-20092010/bab-x-perpustakaan-gen/

http://biomol.edublogs.org/kompetensi/bahan-ajar-20092010/bab-x-perpustakaan-gen/

http://www.lifetechnologies.com/id/en/home/life-science/dna-rna-purification-analysis/nucleic-acid-gel-electrophoresis/northern-blotting.html

http://www.lifetechnologies.com/id/en/home/life-science/dna-rna-purification-analysis/nucleic-acid-gel-electrophoresis/northern-blotting.html

http://www.wiley.com/college/boyer/0470003790/structure/tRNA/trna_intro.htm

http://www.whfreeman.com/

ASAM NUKLEAT

Fatchiyah. (2012) Buku PraktikumTeknik Analisa Biologi Molekuler. [Online] Tersedia di: <http://sciencebiotech.net/mengenal-pcr-polymerase-chain-reaction/>[diakses pada 17 Februari 2014]

Anonim. (2008) Deteksi dan Identifikasi DNA. [Online] Tersedia di: <http://jurnal.unpad.ac.id/akuatika/article/download/507/593>>[diakses pada 18 Februari 2014]

< http://biology.kenyon.edu/courses/biol114/Chap04/Chapter_04.html> [diakses pada 18 Februari 2014]

<https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/nucacids.htm> [diakses pada 18 Februari 2014]

<http://sciencebiotech.net/mengenal-dna-lebih-dekat-anatomi-dna/> [diakses pada 18 Februari 2014]

<http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/biomolekul/asam-nukleat/> [diakses pada 18 Februari 2014]





http://biology.kenyon.edu/courses/biol114/Chap04/Chapter_04.html

http://jurnal.unpad.ac.id/akuatika/article/download/507/593

http://sciencebiotech.net/mengenal-pcr-polymerase-chain-reaction/

Makalah Biologi Molekuler ASAM NUKLEAT

Documents

Transcript of Makalah Biologi Molekuler ASAM NUKLEAT