Teknik Pemeriksaan DNAFakultas Kedokteran Univeritas Kristen Krida WacanaAlamat Korespondensi : Jalan Arjuna Utara No. 6 Jakarta Barat 11510PendahuluanDNA terdapat pada inti sel dan mitokondria sel manusia. DNA membentuk suatu kesatuan untaian yang disebut kromosom di dalam inti sel. Setiap manusia memiliki setengah pasang kromosom dari ayah dan setengah pasang kromosom dari ibu. Hal inilah yang berdampak pada setiap individu membawa sifat yang diturunkan baik dari ibu maupun ayah. DNA merupakan kependekan dari deoxyribonucleic acid atau dalam Bahasa Indonesia sering juga disebut ADN yang merupakan kependekan dari asam deoksiribonukleat. Dengan melakukan tes DNA, maka bila seseorang mengetahui bahwa ia rentan terhadap penyakit tertentu, secara teoritis ia akan melakukan usaha pencegahan, seperti mengontrol pola makan atau melakukan pemeriksaan rutin. Seseorang juga dapat mengetahui identitas dirinya. Di kepolisian, tes DNA juga digunakan untuk tes forensik. Tes DNA merupakan bukti yang paling akurat untuk tes identifikasi seseorang. Dengan tes DNA, kepolisian bisa memberi bukti autentik mengenai mayat yang sudah hancur, asalkan bisa diambil sampel jaringan pada tubuh mayat tersebut. Dalam makalah ini akan dibahas lebih lagi tentang DNA dan salah satu cara pemeriksaan DNA yaitu uji sidik jari DNA (DNA Finggerprinting).

PembahasanDNA DNA adalah singkatan dari Deoxyribo Nucleic Acid atau AsamDeoksiribo Nukleat, yaitu suatu senyawa kimiawi yang membentuk kromosom. Bagian dari suatu kromosom yang mendikte suatu sifat khusus disebut gen. DNA adalah materi genetik yang membawa informasi yang dapat diturunkan. Didalam sel manusia DNA dapat ditemukan didalam inti sel, DNA membentuksatu kesatuan untaian yang disebut kromosom. Setiap sel manusia yang normal memiliki 46 kromosom yang terdiri dari 22pasang kromosom somatik dan 1 pasang kromosom sex (XX atau XY). Asam nukleat pada setiap makhluk hidup, kecuali virus, terdiri atas asamribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukleat (DNA). DNA merupakan materi genetik yang berfungsi sebagai tempat (cetakan) untuk sintesis molekul protein dan sintesis informasi turunan dari suatu sel atau generasi ke sel atau generasiberikutnya. Basa purin dan pirimidin dalam molekul DNA berperan dalam membawa informasi genetik. Sedangkan gugus gula dan fosfat melakukanperanan struktural. Dengan demikian umumnya DNA berperan dalam pewarisan sifatsifat turunan organisme. Sementra itu RNA berperan langsung dalamsintesis protein. Fungsinya sebagai cetak biru yang berfungsi sebagai pemberi kode untuk tiap manusia seperti untuk warna rambut, bentuk mata, bentuk wajah, warna kulit, dan lainnya.1 Struktur DNA adalah untaian ganda (double helix), yaitu dua untaianbahan genetik yang membentuk spiral satu sama lain. Setiap utaian terdiri atas satu deretan basa (juga disebut nukleotida). Basa yang dimaksud adalah, salah satu dari keempat senyawa kimiawi yaitu adenin (A), guanin (G), cytosine (C), dan thymine (T). Kedua untaian DNA berhubungan pada setiap basa. Setiap basa hanya akan berikatan dengan satu basa lainnya, dengan aturan, adenine (A) hanya akan berkaitan dengan thymine (T), dan guanin (G) hanya akanberkaitan dengan cytosine (C). Masingmasing basa dihubungkan dengan suatu molekul gula dan suatu molekul fosfat. Gabungan basa, gula, dan fosfat disebut suatu nukleotida. Nukleotidanukleotida diatur dalam dua untaian yang panjang membenuk suatu spiral yang disebut double helix. Struktur dari double helix adalah seperti suatu tangga, dengan pembentukan pasanganpasangan basa danpembentukan molekulmolekul gula dan fosfat yang vertikal dari tangga.2

Isolasi DNAMolekul DNA dalam suatu sel dapat diekstraksi atau diisolasi untuk berbagai macam keperluan seperti amplifikasi dan analisis DNA melalui elektroforesis. Isolasi DNA dilakukan dengan tujuan untuk memisahkan DNA dari bahan lain seperti protein, lemak, dan karbohidrat. Prisnsip utama dalam isolasi DNA ada tiga yakni penghancuran (lisis), ektraksi atau pemisahan DNA dari bahan padat seperti selulosa dan protein, serta pemurnian DNA. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses isolasi DNA antara lain harus menghasilkan DNA tanpa adanya kontaminan seperti protein dan RNA; metodenya harus efektif dan bisa dilakukan untuk semua spesies metode yang dilakukan tidak boleh mengubah struktur dan fungsi molekul DNA; dan metodenya harus sederhana dan cepat.3Tahap pertama dalam isolasi DNA adalah proses perusakan atau penghancuran membran dan dinding sel. Pemecahan sel (lisis) merupakan tahapan dari awal isolasi DNA yang bertujuan untuk mengeluarkan isi sel. Tahap penghancuran sel atau jaringan memiliki beberapa cara yakni dengan cara fisik seperti menggerus sampel dengan menggunakan mortar dan pestle dalam nitrogen cair atau dengan menggunakan metode freezing-thawing dan iradiasi. Cara lain yakni dengan menggunakan kimiawi maupun enzimatik. Penghancuran dengan menggunakan kimiawi seperti penggunaan detergen yang dapat melarutkan lipid pada membran sel sehingga terjadi destabilisasi membran sel. Sementara cara enzimatik seperti menggunakan proteinase K seperti untuk melisiskan membran pada sel darah, serta mendegradasi protein globular maupun rantai polipeptida dalam komponen sel. Pada proses lisis dengan menggunakan detergen, sering digunakan sodium dodecyl sulphate (SDS) sebagai tahap pelisisan membran sel. Detergen tersebut selain berperan dalam melisiskan membran sel juga dapat berperan dalam mengurangi aktivitas enzim nuklease yang merupakan enzim pendegradasi DNA. 3Pada tahapan ekstraksi DNA, seringkali digunakan chelating agent seperti ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) yang berperan menginaktivasi enzim DNase yang dapat mendenaturasi DNA yang diisolasi, EDTA menginaktivasi enzim nuklease dengan cara mengikat ion magnesium dan kalsium yang dibutuhkan sebagai kofaktor enzim DNAse. DNA yang telah diekstraksi dari dalam sel selanjutnya perlu dipisahkan dari kontaminan komponen penyusun sel lainnya seperti polisakarida dan protein agar DNA yang didapatkan memiliki kemurnian yang tinggi. Fenol seringkali digunakan sebagai pendenaturasi protein, ekstraksi dengan menggunakan fenol menyebabkan protein kehilangan kelarutannya dan mengalami presipitasi yang selanjutnya dapat dipisahkan dari DNA melalui sentrifugasi. Selain fenol, dapat pula digunakan campuran fenol dan kloroform atau campuran fenol, kloroform, dan isoamil alkohol untuk mendenaturasi protein. Ekstrak DNA yang didapat seringkali juga terkontaminasi oleh RNA sehingga RNA dapat dipisahkan dari DNA ekstrak dengan cara pemberian RNAse.3

Polymerase Chain Reaction (PCR)Polymerase chain reaction (PCR) atau reaksi berantai polimerase adalah teknik yang dengan cepat dapat menghasilkan banyak salinan fragmen DNA. Sampel DNA yang akan dikopi ditambah dengan bahan tertentu, yaitu: nukleotida, enzim DNA polimerase, dan primer. Primer adalah potongan-potongan DNA berantai tunggal buatan yang mengandung antara 20-30 nukleotida, yang berfungsi sebagai pasangan pada ujung-ujung fragmen DNA yang akan disalin. Primer ini diperlukan agar DNA polimerase dapat melakukan replikasi (penggandaan) DNA. Setelah semua bahan ditambahkan, segera dilakukan pemanasan pada suhu tertentu. Ini berakibat kedua rantai DNA akan lepas menjadi rantai tunggal. Pendinginan yang dilakukan akan menyebabkan primer berikatan dengan masing-masing ujung rantai tunggal DNA. Atas kerja DNA polimerase, nukleotida akan menggenapi pasangan nukleotida pada masing-masing rantai tunggal DNA. Akhirnya diperoleh sepasang DNA yang identik. Jika diinginkan penambahan jumlah salinan, maka langkah PCR diulangi lagi. Sebagai contoh, jika dilakukan pengulangan dalam 30 siklus, maka akan diperoleh jutaan salinan DNA yang identik dengan DNA sampel.4 Berikut adalah tiga tahap bekerjanya PCR (Polimerase Chain Reaction) dlm satu siklus: 31. Tahap peleburan/melting/denaturasi PCR (Polimerase Chain Reaction). Tahap ini blangsung pd suhu tinggi, 9496C, ikatan hidrogen DNA tputus (denaturasi) & DNA menjadi berberkas tunggal. Biasanya pd tahap awal PCR (Polimerase Chain Reaction), tahap ini dilakukan agak lama (sampai 5 menit) utk memastikan semua berkas DNA terpisah. Pemisahan ini menyebabkan DNA tdk stabil & siap menjadi templat (patokan) bagi primer. Durasi tahap ini 12 menit.2. Tahap penempelan/annealing PCR (Polimerase Chain Reaction). Primer menempel pd bagian DNA templat yg komplementer urutan basanya. Ini dilakukan pd suhu antara 4560C. Penempelan ini bersifat spesifik. Suhu yg tdk tepat menyebabkan tdk terjadinya penempelan atau primer menempel di sembarang tempat. Durasi tahap ini 12 menit.3. Tahap pemanjangan/elongasi PCR (Polimerase Chain Reaction). Suhu untuk proses ini tergantung dari jenis DNA-polimerase (P pada gambar) yg dipakai. Dengan Taq-polimerase, proses ini biasanya dilakukan pada suhu 76C. Durasi tahap ini biasanya 1 menit.

ElektroforesisElektroforesis adalah suatu teknik pemisahan molekul seluler berdasarkan atas ukurannya, dengan menggunakan medan listrik yang dialirkan pada suatu medium yang mengandung sampel yang akan dipisahkan. Teknik ini dapat digunakan dengan memanfaatkan muatan listrik yang ada pada makromolekul, misalnya DNA yang bermuatan negatif. Jika molekul yang bermuatan negative dilewatkan melalui suatu medium, misalnya gel agarosa, kemudian dialiri arus listrik dari satu kutub ke kutub yang berlawanan muatannya, maka molekul tersebut akan bergerak dari kutub negative ke kutub positif. Kecepatan gerak molekul tersebut tergantung pada nisbah (rasio) muatan terhadap massanya, serta tergantung pula pada bentuk molekulnya. Teknik elektroforesis dapat digunakan untuk analisis DNA, RNA, maupun protein.5Elektroforesis DNA dilakukan misalnya untuk menganalisis fragmen-fragmen DNA hasil pemotongan dengan enzim restriksi. Fragmen molekul DNA yang telah dipotong-potong dapat ditentukan ukurannya dengan cara membuat gel agarosa, yaitu suatu bahan semi-padat berupa polisakarida yang diekstraksi dari rumput laut. Gel agarosa dibuat dengan melarutkannya dalam suatu buffer. Agar dapat larut dengan baik, pelarutannya dibantu dengan pemanasan, misalnya menggunakan oven gelombang mikro. Dalam keadaan panas, gel akan berupa cairan sehingga akan mudah dituang keatas suatu lempeng yang biasanya terbuat dari Perspex. Sebelum mendingin dan memadat, pada ujung gel tersebut dibuat lubang-lubang dengan menggunakan lembaran perspex tipis yang dibentuk menyerupai sisir. Sisir tersebut ditancapkan pada salah satu ujung gel yang masih cair. Dengan demikian, pada waktu gel memadat dan sisirnya diambil terbentuklah lubang-lubang kecil. Kedalam lubang-lubang kecil itulah sampel molekul DNA dimasukkan. Gel agarosa yang sudah terbentuk kemudian dimasukkan kedalam suatu tanki yang berisi buffer yang sama dengan yang digunakan untuk membuat gel.5Setelah DNA dimasukkan kedalam ruang sampel, arus listrik dialirkan. Kutub yang sejajar dengan ruang sampel DNA berupa kutub negative sedangkan kutub lainnya positif. Oleh karena DNA bermuatan negative maka molekul-molekul DNA akan bergerak kearah kutub positif. Setelah beberapa waktu gel kemudian direndam dalam larutan yang mengandung etidium bromida. Etidium bromida akan menginterkalasi (menyisip kedalam) DNA. Penggunaan etidium bromide dimaksudkan untuk membantu visualisasi karena etidium bromide akan memendarkan sinar ulraviolet. Jika gel disinari ultraviolet dari bawah, maka akan tampak citra berupa pita-pita pada gel. Pita-pita tersebut adalah molekul-molekul DNA yang bergerak sepanjang gel setelah dielektroforesis.5

DNA Fingerprinting DNA fingerprint merupakan gambaran pola potongan DNA dari setiap individu. Asam nukleat merupakan senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi tentang genetika. Penemuan tehnik Polymerase Chain Reaction (PCR) menyebabkan perubahan yang cukup revolusioner di berbagai bidang. Hasil aplikasi dari tehnik PCR ini disebut dengan DNA fingerprint yang merupakan gambaran pola potongan DNA dari setiap individu. Karena setiap individu mempunyai DNA fingerprint yang berbeda maka dalam kasus forensik, informasi ini bisa digunakan sebagai bukti kuat kejahatan di pengadilan. DNA yang biasa digunakan dalam tes adalah DNA mitokondria dan DNA inti sel. DNA yang paling akurat untuk tes adalah DNA inti sel karena inti sel tidak bisa berubah sedangkan DNA dalam mitokondria dapat berubah karena berasal dari garis keturunan ibu, yang dapat berubah seiring dengan perkawinan keturunannya. Dalam kasus-kasus kriminal, penggunaan kedua tes DNA diatas, bergantung pada barang bukti apa yang ditemukan di Tempat Kejadian Perkara (TKP). Seperti jika ditemukan puntung rokok, maka yang diperiksa adalah DNA inti sel yang terdapat dalam epitel bibir karena ketika rokok dihisap dalam mulut, epitel dalam bibir ada yang tertinggal di puntung rokok. Epitel ini masih menggandung unsur DNA yang dapat dilacak. Untuk kasus pemerkosaan diperiksa spermanya tetapi yang lebih utama adalah kepala spermatozoanya yang terdapat DNA inti sel didalamnya. Sedangkan jika di TKP ditemukan satu helai rambut maka sampel ini dapat diperiksa asal ada akarnya. Namun untuk DNA mitokondria tidak harus ada akar, cukup potongan rambut karena diketahui bahwa pada ujung rambut terdapat DNA mitokondria sedangkan akar rambut terdapat DNA inti sel. Bagian-bagian tubuh lainnya yang dapat diperiksa selain epitel bibir, sperma dan rambut adalah darah, daging, tulang dan kuku.6Sistematika ini dimulai dari proses pengambilan sampel sampai ke analisis dengan PCR. Pada pengambilan sampel dibutuhkan kehati-hatian dan kesterilan peralatan yang digunakan. Setelah didapat sampel dari bagian tubuh tertentu, maka dilakukan isolasi untuk mendapatkan sampel DNA. Bahan kimia yang digunakan untuk isolasi adalah Phenolchloroform dan Chilex. Phenolchloroform biasa digunakan untuk isolasi darah yang berbentuk cairan sedangkan Chilex digunakan untuk mengisolasi barang bukti berupa rambut. Lama waktu proses tergantung dari kemudahan suatu sampel di isolasi, bisa saja hanya beberapa hari atau bahkan bisa berbulan-bulan.4Tahapan selanjutnya adalah sampel DNA dimasukkan kedalam mesin PCR. Langkah dasar penyusunan DNA fingerprint dengan PCR yaitu dengan amplifikasi (pembesaran) sebuah set potongan DNA yang urutannya belum diketahui. Prosedur ini dimulai dengan mencampur sebuah primer amplifikasi dengan sampel genomik DNA. Satu nanogram DNA sudah cukup untuk membuat plate reaksi. Jumlah sebesar itu dapat diperoleh dari isolasi satu tetes darah kering, dari sel-sel yang melekat pada pangkal rambut atau dari sampel jaringan apa saja yang ditemukan. Kemudian primer amplifikasi tersebut digunakan untuk penjiplakan pada sampel DNA yang mempunyai urutan basa yang cocok. Hasil akhirnya berupa kopi urutan DNA lengkap hasil amplifikasi dari DNA Sampel. Selanjutnya kopi urutan DNA akan dikarakterisasi dengan elektroforesis untuk melihat pola pitanya. Karena urutan DNA setiap orang berbeda maka jumlah dan lokasi pita DNA (pola elektroforesis) setiap individu juga berbeda. Pola pita inilah yang dimaksud DNA fingerprint. Adanya kesalahan bahwa kemiripan pola pita bisa terjadi secara random (kebetulan) sangat kecil kemungkinannya, mungkin satu diantara satu juta. Finishing dari metode ini adalah mencocokkan tipe-tipe DNA fingerprint dengan pemilik sampel jaringan.3

PenutupKesimpulanDNA fingerprinting adalah teknik untuk mengidentifikasi seseorang berdasarkan pada profil DNAnya. DNA fingerprinting tidak dapat diubah oleh siapapun. Oleh karena itu DNA fingerprinting adalah metode yang sangat akurat untuk mengidentifikasi perbedaan diantara satu orang dengan orang lain.

Daftar Pustaka1. Safitri A. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga, 2006.h.107-82. Simarmata L. Kimia Dasar 2 Jakarta: Erlangga, 2006.h.3023. Raharjo B. Genetika. Jakarta: Erlangga, 2006.h.90-3, 113 dan 142-34. Hardani. Biologi. Jakarta: Erlangga, 2007.h.3965. Sudjadi. Bioteknologi Kesehatan. Yogyakarta: Kanisius, 208.h.94 dan 1056. Karmana O. Biologi. Jakarta: Grafindo Media Pratama, 2008.h.92