Laporan Praktikum Hari, Tanggal : Kamis, 6 November 2014

Bioinformatika Waktu : 10.00 – 11.00

PJP : Dr Laksmi Ambarsari, MS

Asisten : M. Maftuchin S.

Asep Didi S.

Rini Kurniasih

ANALISIS STRUKTUR HASIL ELEKTROFORESIS DAN

KOLONI DENGAN PHOTO-CAPMW

Kelompok 20

Yoana Puspita Sari

(G84110066)

DEPARTEMEN BIOKIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

PENDAHULUAN

Bioinformatika merupakan penerapan teknik komputasional untuk

mengelola dan menganalisis informasi biologis. Bidang ini mencakup penerapan

metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan

masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan

asam amino serta informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama

bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran

sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk

struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis

ekspresi gen. Bioinformatika juga sangat berguna dalam bidang klinis berupa

manajemen data klinis, bidang virologi untuk mengklasifikasikan virus, bidang

obat-obatan dengan menemukan senyawa yang mampu menekan

perkembangbiakan suatu agen penyakit, dan bidang identifikasi agen penyakit

baru karena bioinformatika menyediakan tool untuk mengidentifikasi ciri agen

penyakit yang belum diketahui masyarakat.

Bioinformatika terbagi menjadi dua macam yaitu bioinformatika klasik

dan bioinformatika pasca genom. Bioinformatika klasik menitikberatkan pada

analisis sekuen. Bioinformatika pasca genom dimulai ketika masa pemetaan

genom manusia sudah diselesaikan. Jenis bioinformatika baru ini mampu

membantu kita melakukan perbandingan genom dari berbagai jenis spesies,

mengukur jumlah relatif cetakan dari sebuah pesan genetik, menemukan fungsi

dan keterkaitan gen, serta melihat kerja fungsi genom.

Beberapa jenis data biologi dalam bioinformatika antara lain manajemen

data yang dapat digunakan sebagai pemeliharaan database dan pemrosesan data,

struktur dan sekuens protein dan gen untuk merepresentasikan molekul makro dan

penerjemahan data genomik, struktur molekular 3D untuk pengukuran fisik

menggunakan sinar-X atau resonansi magnetik nuklir, dan data bibliografik

seperti abstrak dari suatu artikel sains.

Photo-CapMW merupakan salah satu software pendukung perkembangan

bioinformatika yang biasa digunakan untuk menganalisis hasil elektroforesis suatu

sampel berupa data elektroforegram dan mengkuantifikasi jumlah maupun luas

suatu koloni hasil penelitian dalam format *jpeg. Tujuan dari praktikum

bioinformatika ini adalah mengetahui dan dapat menggunakan aplikasi Photo-

CapMW yang bisa bermanfaat dalam melakukan penelitian.

METODE

Waktu dan Tempat

Praktikum Protein ini dilaksanakan di Ruang Kelas C9-C10, Fakultas

Peternakan IPB, pada tanggal 6 November pukul 09.00-11.00 WIB.

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah laptop, flashdrive,

terminal. Bahan-bahan yang digunakan adalah program Photo-CapMW, gambar

gel hasil elektroforesis, gambar koloni pada cawan petri.

Prosedur Percobaan

Analisis hasil elektroforesis. Untuk menganalisis gel, dibuka program

Photo-CapMW. Ikon Open diklik untuk mengambil gambar gel hasil

elektroforesis dengan format JPG. Lalu, ikon image quantification diklik, setelah

itu ikon Molecular Weight diklik untuk membuka window analisis bobot molekul.

Seting juga dilakukan untuk jumlah analat yang dianalisis. Ikon Separation diklik

untuk memilih area gel yang akan dianalisis. Photo-CapMW akan langsung

memilih secara otomatis area running dari gel tersebut. Ikon Detection diklik,

kemudian Detect. Akan dilakukan deteksi otomatis terhadap gel yang ada.

Apabila diantara hasil gel tersebut ada yang meragukan atau tidak terdeteksi ikon

Line Cur atau Rect Cur dapat dipilih untuk melakukan penyesuain manual

terhadap analisis gel yang ada. Nilai standar dimasukkan dengan ikon Marker

Value diklik dan pilih New. Nilai standar dimasukkan dalam satuan kilobasa atau

kilodalton. Hasil dapat diperoleh dengan ikon Result dan New diklik. Maka bobot

molekul dari sampel langsung terukur. Ikon Volume diklik untuk kuantifikasi

analat berdasarkan luas area di bawah kurva. Sedangkan ikon Treshold diklik

untuk analisis tinggi secara manual.

Analisis hasil pertumbuhan koloni. Program Photo-CapMW dibuka, lalu

ikon Open dibuka dan gambar hasil pertumbuhan koloni dimasukkan dengan

format JPG. Ikon Colony Counting diklik untuk mulai menghitung koloni. Lalu

ikon Automatic Colony Counting untuk menghitung koloni secara otomatis. Luas

area pengamatan dapat diset berdasarkan bentuk persegi atau lingkaran. Perangkat

ini hanya membedakan dua jenis koloni. Ikon Count diklik untuk mulai

menghitung koloni, setelah beberapa saat akan ditampilkan dari Photo-CapMW

jumlah koloni beserta volume dari koloni tersebut. Ikon Display Colony Number

diklik untuk penomoran jumlah koloni, ikon Manual Colony Counting diklik jika

penghitungan dilakukan secara manual.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Elektroforegram yang akan dianalisis menggunakan aplikasi Photo-CapMW

berasal dari jurnal yang berjudul Optimalisasi Ekstraksi DNA dan PCR-RAPD pada

Grevillea Spp. (Proteaceae). Berikut ini merupakan langkah-langkah untuk

menganalisis elektroforegram tersebut.

Klik File Open

Akan terlihat tampilan seperti di bawah ini

Open

Window

Inversion

Image

Quanifica

tion

Colony

counting

Help Mode

About

Paste

Save

Comment

on Image

Contrast

Brightness

Image

rotation

GLP

Visualiza

tion

Print

Vertical

Mirror

Horizontal

Mirror

Undo

adjustment

Klik image quantification

Pilih Lane definition

Klik Molecular weight Pilih Detect Klik Detect Ok

Lane

definition

Detection of

bands

Marker value

M.W. result

Volumes

Klik Molecular Weight Klik M.W. Marker

Maka hasilnya akan terlihat seperti di bawah ini

Marker visualization bisa dimodifikasi

Jika mengklik ikon Volume, maka akan terlihat seperti di bawah ini

Jika ingin mengetahui bobot volumenya, klik Threshold

Pola-pola hasil RAPD dipengaruhi oleh komponen PCR meliputi

konsentrasi DNA cetakan, MgCl2, primer serta dipengaruhi oleh jumlah siklus

termal. Tingkat sensitifitas hasil PCR-RAPD bervariasi terhadap perubahan yang

diakibatkan perbedaan konsentrasi tiap komponen. Pengaruh perbedaan

konsentrasi komponen dan perbedaan siklus termal pada PCR-RAPD Grevillea

dan kondisi optimal untuk protokol PCR-RAPD ditampilkan pada gambar di atas.

Semua komponen PCR yang diuji pada Grevillea berpengaruh terhadap

pola-pola PCR-RAPD yang dihasilkan. Pada konsentrasi DNA rendah (10 ng

sampai 25 ng), PCR menghasilkan pola yang konstan, tetapi saat konsentrasi

DNA dinaikkan menjadi 45 ng, terdapat band DNA yang tidak teramplifikasi.

Beberapa penelitian lain menunjukkan hasil yang berlawanan yaitu rentang

konsentrasi DNA cetakan dalam PCR-RAPD sangat luas dan pola-pola DNA

yang dihasilkan relatif konstan.

Adanya band yang tidak muncul pada konsentrasi DNA di atas 25 ng

dapat disebabkan tidak menempelnya primer pada situs penempelan primer. Salah

satu penyebab terjadinya hal ini adalah kualitas DNA yang kurang baik. DNA

yang pemurniannya tidak sempurna kemungkinan masih mengandung

polisakarida, senyawa fenolik atau kontaminan lain, sehingga dengan

meningkatnya konsentrasi DNA maka jumlah kontaminan juga bertambah. Rasio

yang rendah antara primer dan DNA cetakan dapat menyebabkan produk RAPD

yang dihasilkan tidak konsisten

Hal lain yang mempengaruhi produk RAPD adalah siklus termal yang

digunakan. Jumlah siklus dapat mengubah pola-pola DNA produk RAPD.

Denaturasi awal pada suhu 95oC berfungsi memisahkan utas ganda DNA serta

membuat protease menjadi tidak aktif. Suhu penempelan primer 35oC sampai

36oC, sedangkan suhu pemanjangan 72

oC selama 2 menit cukup untuk

mengamplifikasi produk yang berukuran besar (sampai 4 kb). Jumlah siklus 40 x,

dipilih sebagai jumlah siklus optimal untuk meminimalkan amplifikasi produk

RAPD yang tidak spesifik.

Praktikum ini selanjutnya menjelaskan cara menghitung koloni dengan

menggunakan aplikasi Photo-CapMW.

Isolasi bakteri kitinolitik pada jurnal Isolasi dan Pengamatan Morfologi

Koloni Bakteri Kitinolitik berasal dari sampel air laut di kawasan Banda Aceh.

Seluruh sampel ditumbuhkan pada media agar kitin sehingga didapatkan 18 isolat

bakteri yang mampu tumbuh pada media tersebut. Isolasi bakteri merupakan

pengambilan atau memindahkan mikroba dari lingkungannya di alam dan

menumbuhkannya sebagai biakan murni dlam medium buatan.

Klik Open Colony Counting

Koloni berwarna hijau memiliki batas antara 100-120, sedangkan koloni merah

memiliki batas jumlah antara 150-175. Gambar di bawah ini merupakan contoh

perhitungan jumlah koloni secara manual.

SIMPULAN

Photo-CapMW merupakan salah satu software pendukung perkembangan

bioinformatika yang biasa digunakan untuk menganalisis hasil elektroforesis suatu

sampel berupa data elektroforegram dan mengkuantifikasi jumlah maupun luas

suatu koloni hasil penelitian dalam format *jpeg.

DAFTAR PUSTAKA

Fitri L, Yasmin Y. 2011. Isolasi dan Pengamatan morfologi koloni bakteri

kitinolitik. Jurnal Ilmiah Pendidikan Biologi, Biologi Edukasi 3:20-25.

Pharmawati M. 2004. Optimalisasi kstraksi DNA dan PCR-RAPD pada Grevillea

spp. Jurnal Biologi XIII (1):12-16.