41
LAPORAN DISKUSI MODUL BIOLOGI MOLEKULER PEMICU I Disusun Oleh: Kelompok Diskusi 3 1. Nur’azmi Ayu N. (I11111009) 2. Prisa Dwicahmi (I11111010) 3. Heriyanto A. (I11111017) 4. Leo Rinaldi (I11111023) 5. Isma Resti P. (I11111029) 6. Agnes W.S. (I11111032) 7. Yunior Harris (I11111039) 8. Buddy Dayono (I11111055) 9. Fitrianto Dwi U. (I11111068) 10. Syarifi (I11111072) 11. Maria Enjelina (I11111077) PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

  • Upload
    cahmi

  • View
    265

  • Download
    40

Embed Size (px)

DESCRIPTION

biomol

Citation preview

Page 1: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

LAPORAN DISKUSI

MODUL BIOLOGI MOLEKULER

PEMICU I

Disusun Oleh:

Kelompok Diskusi 3

1. Nur’azmi Ayu N. (I11111009)

2. Prisa Dwicahmi (I11111010)

3. Heriyanto A. (I11111017)

4. Leo Rinaldi (I11111023)

5. Isma Resti P. (I11111029)

6. Agnes W.S. (I11111032)

7. Yunior Harris (I11111039)

8. Buddy Dayono (I11111055)

9. Fitrianto Dwi U. (I11111068)

10. Syarifi (I11111072)

11. Maria Enjelina (I11111077)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

2011/2012

Page 2: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

LAPORAN DISKUSI KELOMPOK 3

PEMICU 1 :

Dewi dan teman sekelompoknya berdiskusi tentang peranan gen dalam

penentuan jenis kelamin sejak masa embrional. Mereka belajar bahwa jenis

kelamin ditentukan oleh gen SRY. Mereka menyimpulkan bawa molekul DNA

membawa infomasi genetik yang selanjutnya diekspresikan secara spesifik

didalam sel. Untuk mengidentifikasi DNA dan ekspresinya dapat dilakukan

dengan beberapa teknik di laboratorium biologi molekuler.

1. Klarifikasi dan Definisi

a. Gen

Gen adalah unit tunggal yang mengalami segregasi saat

pembelahan dan membawa informai tentang sifat-sifat yang diwariskan.

Gen dengan ciri dan fungsi tertentu mempunyai lokus dengan fungsi

tertentu pula. Gen juga merupakan rangkaian nukleotida pada lokus

genetik yang membawa informasi genetik.

b. Gen SRY

Gen SRY (Sex Determining reagion Y) adalah gen yang berperan

penting dalam penentuan jenis kelamin laki-laki dan pengkodean suatu

gen untuk merangsang pembentukan testis. Gen SRY terdapat di lengan

pendek kromosom Y dan jumlah ada 231 pasang.

c. Biologi Molekuler

Biologi Molekuler adalah semua senyawa yang terdapat di dalam sel

hidup yang mempelajari tentang struktur molekul dan kejadian yang

mendasari proses biologis. Selain itu, Biologi molekuler juga didefinisikan

sebagai ilmu yang mempelajari fungsi dan organisasi jasad hidup

(organisme) ditinjau dari struktur dan regulasi molekuler unsur atau

komponen penyusunnya. Sedangkan biologi molekuler secara sempit

diartikan sebagai suatu ilmu yang mempelajari organisasi, aktivitas dan

regulasi gen pada aras molekul. Termasuk di dalam batasan ini adalah

Page 3: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

kajian mengenai replikasi DNA, transkripsi, translasi, rekombinasi, dan

translokasi.

d. Masa Embrional

Masa Embrional adalah perkembangan prenatal yang berlangsung

dari minggu kedua sampai minggu kedelapan, pada masa ini terjadi

difrensiasi organmembentuk sistem organ.

e. Ekspresi Gen

Ekspresi Gen adalah proses dimana informasi dari gen yang

digunakan dalam sintesis produk gen fungsional.

2. Kata Kunci

Gen SRY, penentuan jenis kelamin pada masa embrional, peranan gen,

mengidentifikasi DNA, informasi genetik, dan teknik uji laboratorium

molekuler.

3. Rumusan Masalah

Bagaimana mekanisme ekspresi gen di dalam sel dan peranannya, serta

teknik yang apakah yang dapat digunakan untuk identifikasi DNA dan

ekspresinya?

Page 4: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

4. Analisis Masalah

5. Hipotesis

Mekanisme ekspresi gen di dalam sel meliputi transkipsi dan translasi,

salah satu peranannya adalah penentuan jenis kelamin sejak masa embrional

serta teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi DNA dan ekspresinya

adalah PCR.

Materi genetik

Definisi struktur Sifat fisikokimia

Ekspresi gen Teknik identifikasi

Sintesis protein

Transkipsi dan translasi

Peran gen dalam penentuan jenis

kelamin

mRNA

tRNA

rRNA

Asam nukleat

Watson & crick

Hukum chargaff

Page 5: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

6. Pertanyaan Diskusi

1) Apa definisi materi genetik?

2) Bagaimana struktur materi genetik?

3) Bagaimana sifat fisikokimia asam nukleat?

4) Bagaimana mekanisme ekspresi gen?

5) Apa itu mRNA, tRNA, dan rRNA?

6) Bagaimana mekanisme ekspresi gen SRY dalam menentukan jenis

kelamin?

7) Bagaimana teknik isolasi dan purifikasi DNA dari sel?

8) Apa saja uji lab yang digunakan pada teknik identifikasi DNA dan prinsip

kerjanya?

Page 6: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

PEMBAHASAN PERTANYAAN DISKUSI

I. Materi Genetik

I.1. Definisi materi genetik

a. DNA (Deoxyribonucleic Acid)

DNA (Deoxyribonucleic Acid) merupakan dasar kimiawi hereditas dan

disusun menjadi gen, unit dasar informasi genetik. DNA mengarah

kepada sintesis RNA, yang selanjutnya mengrah ke sintesis protein. DNA

juga merupakan polimer asam nukleat yang tersusun secara sistematis

dan merupakan pembawa informasi genetik yang diturunkan kepada

jasad keturunannya.

(sumber: Murray, Robert K. Dkk.2009.Biokimia Harper edisi

27.EGC.Jakarta ; Yuwono, Triwibowo. 2005.Biologi Molekuler. Erlangga.

Jakarta)

b. RNA ( Ribonucleic Acid)

RNA ( Ribonucleic Acid) merupakan polimer ribonukleotida purin dan

pirimidin yang disatukan oleh jembatan 3’,5’-fosfodiester yang analog

dengan jembatan fosfodiester di DNA.

(sumber: Yuwono, Triwibowo. 2005.Biologi Molekuler. Erlangga. Jakarta)

I.2. Struktur materi genetik

Materi genetik yang terdapat didalam suatu organisme eukariotik yaitu

berupa Asam nukleat. Asam nukleat merupakan salah satu makromolekul

yang memegang peranan sangat penting dalam kehidupan organisme

karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. Asam nukleat sering

dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul

nukleotida sebagai monomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur

yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen atau basa

nukleotida(basa N).

Page 7: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Ada dua macam asam nukleat, yaitu asam deoksiribonukleat atau

deoxyribonucleic acid (DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid

(RNA). Dilihat dari strukturnya, perbedaan di antara kedua macam asam

nukleat ini terutama terletak pada komponen gula pentosanya. Pada RNA

gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya

mengalami kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga

dinamakan gula 2’-deoksiribosa Perbedaan struktur lainnya antara DNA

dan RNA adalah pada basa N-nya. Basa N, baik pada DNA maupun pada

RNA, mempunyai struktur berupa cincin aromatik heterosiklik

(mengandung C dan N) dan dapat dikelompokkan menjadi dua golongan,

yaitu purin dan pirimidin. Basa purin mempunyai dua buah cincin (bisiklik),

sedangkan basa pirimidin hanya mempunyai satu cincin (monosiklik).

Pada DNA, dan juga RNA, purin terdiri atas adenin(A) dan guanin (G).

Akan tetapi, untuk pirimidin ada perbedaan antara DNA dan RNA. Kalau

pada DNA basa pirimidin terdiri atas sitosin (C) dan timin (T), pada RNA

tidak ada timin dan sebagai gantinya terdapat urasil (U). Timin berbeda

dengan urasil hanya karena adanya gugus metil pada posisi nomor 5

sehingga timin dapat juga dikatakan sebagai 5-metilurasil.

Komponen utama Asam nukleat terdiri atas: gugus fosfat, gula

pentosa dan basa N. Di antara ketiga komponen monomer asam nukleat

tersebut, hanya basa N-lah yang memungkinkan terjadinya variasi. Pada

kenyataannya memang urutan (sekuens) basa N pada suatu molekul

asam nukleat merupakan penentu bagi spesifisitasnya. Dengan perkataan

lain, identifikasi asam nukleat dilakukan berdasarkan atas urutan basa N-

nya sehingga secara skema kita bisa menggambarkan suatu molekul

asam nukleat hanya dengan menuliskan urutan basanya saja.

Penomoran posisi atom C pada cincin gula dilakukan menggunakan

tanda aksen (1’, 2’, dan seterusnya), sekedar untuk membedakannya

dengan penomoran posisi pada cincin basa. Posisi 1’ pada gula akan

berikatan dengan posisi 9 (N-9) pada basa purin atau posisi 1 (N-1) pada

basa pirimidin melalui ikatan glikosidik atau glikosilik. Kompleks gula-basa

ini dinamakan nukleosida. Selain ikatan glikosidik yang menghubungkan

Page 8: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

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

Di atas telah disinggung bahwa asam nukleat tersusun dari monomer-

monomer berupa nukleotida, yang masing-masing terdiri atas sebuah

gugus fosfat, sebuah gula pentosa, dan sebuah basa N. Dengan

demikian, setiap nukleotida pada asam nukleat dapat dilihat sebagai

nukleosida monofosfat. Namun, pengertian nukleotida secara umum

sebenarnya adalah nukleosida dengan sebuah atau lebih gugus fosfat.

Sebagai contoh, molekul ATP (adenosin trifosfat) adalah nukleotida yang

merupakan nukleosida dengan tiga gugus fosfat.

Jika gula pentosanya adalah ribosa seperti halnya pada RNA, maka

nukleosidanya dapat berupa adenosin, guanosin, sitidin, dan uridin.

Begitu pula, nukleotidanya akan ada empat macam, yaitu adenosin

monofosfat, guanosin monofosfat, sitidin monofosfat, dan uridin

monofosfat. Sementara itu, jika gula pentosanya adalah deoksiribosa

seperti halnya pada DNA, maka (2’-deoksiribo)nukleosidanya terdiri atas

deoksiadenosin, deoksiguanosin, deoksisitidin, dan deoksitimidin.

(sumber: Susanto,A.H.2002.Bahan Ajar Genetika Dasar,Fakultas Biologi

UNSOED Purwokerto)

Menurut Hukum Chargaff: di dalam molekul DNA, konsentrasi

nukleitida deoksiadenosin (A) setara dengan nukleotida timidin (T), (A=T),

sedangkan konsentrasi deoksiguanosin (G) setara dengan deoksitidin

(C), (G=C). Struktur yang diusulkan adalah bahwa molekul untai ganda

dalam bentuk heliks yang berubah ke kanan, memiliki alur besar dan

kecil, adalah antiparalel, dan memiliki A dua ikatan hidrogen membentuk

dengan T, dan C membentuk tiga ikatan hidrogen dengan G.

Page 9: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

(sumber : Murray, Robert K. Dkk.2009.Biokimia Harper edisi

27.EGC.Jakarta; Khanna Pragya. 2010. Essentials of Genetics. New

Delhi: I. K. International.)

a. Struktur tangga berpilin (double helix) DNA

Secara strukturnya, DNA mempunya tiga bentuk yaitu DNA bentuk Z,

B dan A. Dalam bentuk Z, basa pada kedua untai DNA terletak kea rah

perifer heliks yang berputar ke kiri. Bentuk heliks ini ditandai “Z” karena

pada masing – masing untai garis yang menghubungkan fosfat adalah

berliku – liku (“zig” dan “zag”). Pada DNA bentuk B, heliks berputar ke

arah kanan (right – handed helix) sementara pada DNA bentuk A, heliks

berputar ke arah kiri (left – handed helix).

Dua orang ilmuwan, J.D.Watson dan F.H.C.Crick, mengajukan model

struktur molekul DNA yang hingga kini sangat diyakini kebenarannya dan

dijadikan dasar dalam berbagai teknik yang berkaitan dengan manipulasi

DNA. Model tersebut dikenal sebagai tangga berplilin (double helix).

Secara alami DNA pada umumnya mempunyai struktur molekul tangga

berpilin ini.

Model tangga berpilin menggambarkan struktur molekul DNA sebagai

dua rantai polinukleotida yang saling memilin membentuk spiral dengan

arah pilinan ke kanan.  Fosfat dan gula pada masing-masing rantai

menghadap ke arah luar sumbu pilinan, sedangkan basa N menghadap

ke arah dalam sumbu pilinan dengan susunan yang sangat khas sebagai

pasangan – pasangan basa antara kedua rantai. Dalam hal ini, basa A

pada satu rantai akan berpasangan dengan basa T pada rantai lainnya,

sedangkan basa G berpasangan dengan basa C. Pasangan-pasangan

basa ini dihubungkan oleh ikatan hidrogen yang lemah (nonkovalen).

Basa A dan T dihubungkan oleh ikatan hidrogen rangkap dua, sedangkan

basa G dan C dihubungkan oleh ikatan hidrogen rangkap tiga. Adanya

ikatan hidrogen tersebut menjadikan kedua rantai polinukleotida terikat

satu sama lain dan saling komplementer. Artinya, begitu sekuens basa

Page 10: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

pada salah satu rantai diketahui, maka sekuens pada rantai yang lainnya

dapat ditentukan.

Oleh karena basa bisiklik selalu berpasangan dengan basa monosiklik,

maka jarak antara kedua rantai polinukleotida di sepanjang molekul DNA

akan selalu tetap. Dengan perkataan lain, kedua rantai tersebut sejajar.

Akan tetapi, jika rantai yang satu dibaca dari arah 5’ ke 3’, maka rantai

pasangannya dibaca dari arah 3’ ke 5’. Jadi, kedua rantai tersebut sejajar

tetapi berlawanan arah (antiparalel).

Jarak antara dua pasangan basa yang berurutan adalah 0,34 nm.

Sementara itu, di dalam setiap putaran spiral terdapat 10 pasangan basa

sehingga jarak antara dua basa yang tegak lurus di dalam masing-masing

rantai menjadi 3,4 nm. Namun, kondisi semacam ini hanya dijumpai

apabila DNA berada dalam medium larutan fisiologis dengan kadar garam

rendah seperti halnya yang terdapat di dalam protoplasma sel hidup. DNA

semacam ini dikatakan berada dalam bentuk B atau bentuk yang sesuai

dengan model asli Watson-Crick. Bentuk yang lain, misalnya bentuk A,

akan dijumpai jika DNA berada dalam medium dengan kadar garam

tinggi. Pada bentuk A terdapat 11 pasangan basa dalam setiap putaran

spiral. Selain itu, ada pula bentuk Z, yaitu bentuk molekul DNA yang

mempunyai arah pilinan spiral ke kiri. Bermacam-macam bentuk DNA ini

sifatnya fleksibel, artinya dapat berubah dari yang satu ke yang lain

bergantung kepada kondisi lingkungannya.

b. Modifikasi struktur molekul RNA

Tidak seperti DNA, molekul RNA pada umumnya berupa untai tunggal

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

Page 11: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

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.

(sumber: Susanto,A.H.2002.Bahan Ajar Genetika Dasar,Fakultas Biologi

UNSOED Purwokerto)

II. Sifat fisikokimia asam nukleat

Di bawah ini akan dibicarakan sekilas beberapa sifat fisika-kimia asam

nukleat. Sifat-sifat tersebut adalah stabilitas asam nukleat, pengaruh

asam, pengaruh alkali, denaturasi kimia, viskositas, dan kerapatan apung.

a. Stabilitas Asam Nukleat

Ketika kita melihat struktur tangga berpilin molekul DNA atau pun

struktur sekunder RNA, sepintas akan nampak bahwa struktur tersebut

menjadi stabil akibat adanya ikatan hidrogen di antara basa-basa yang

berpasangan. Padahal, sebenarnya tidaklah demikian. Ikatan hidrogen di

antara pasangan-pasangan basa hanya akan sama kuatnya dengan

ikatan hidrogen antara basa dan molekul air apabila DNA berada dalam

bentuk rantai tunggal. Jadi, ikatan hidrogen jelas tidak berpengaruh

terhadap stabilitas struktur asam nukleat, tetapi sekedar menentukan

spesifitas perpasangan basa. Penentu stabilitas struktur asam nukleat

terletak pada interaksi penempatan (stacking interactions) antara

pasangan-pasangan basa. Permukaan basa yang bersifat hidrofobik

menyebabkan molekul-molekul air dikeluarkan dari sela-sela

perpasangan basa sehingga perpasangan tersebut menjadi kuat. 

b. Pengaruh Asam

Page 12: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Di dalam asam pekat dan suhu tinggi, misalnya HClO4 dengan suhu

lebih dari 100ºC, asam nukleat akan mengalami hidrolisis sempurna

menjadi komponen-komponennya. Namun, di dalam asam mineral yang

lebih encer, hanya ikatan glikosidik antara gula dan basa purin saja yang

putus sehingga asam nukleat dikatakan bersifat apurinik.

c. Pengaruh Alkali

Pengaruh alkali terhadap asam nukleat mengakibatkan terjadinya

perubahan status tautomerik basa. Sebagai contoh, peningkatan pH akan

menyebabkan perubahan struktur guanin dari bentuk keto menjadi bentuk

enolat karena molekul tersebut kehilangan sebuah proton. Selanjutnya,

perubahan ini akan menyebabkan terputusnya sejumlah ikatan hidrogen

sehingga pada akhirnya rantai ganda DNA mengalami denaturasi. Hal

yang sama terjadi pula pada RNA. Bahkan pada pH netral sekalipun,

RNA jauh lebih rentan terhadap hidrolisis bila dibadingkan dengan DNA

karena adanya gugus OH pada atom C nomor 2 di dalam gula ribosanya.

d. Denaturasi Kimia

Sejumlah bahan kimia diketahui dapat menyebabkan denaturasi asam

nukleat pada pH netral. Contoh yang paling dikenal adalah urea

(CO(NH2)2) dan formamid (COHNH2). Pada konsentrasi yang relatif tinggi,

senyawa-senyawa tersebut dapat merusak ikatan hidrogen. Artinya,

stabilitas struktur sekunder asam nukleat menjadi berkurang dan rantai

ganda mengalami denaturasi.

e. Viskositas

DNA kromosom dikatakan mempunyai nisbah aksial yang sangat tinggi

karena diameternya hanya sekitar 2 nm, tetapi panjangnya dapat

mencapai beberapa sentimeter. Dengan demikian, DNA tersebut

berbentuk tipis memanjang. Selain itu, DNA merupakan molekul yang

relatif kaku sehingga larutan DNA akan mempunyai viskositas yang tinggi.

Karena sifatnya itulah molekul DNA menjadi sangat rentan terhadap

Page 13: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

fragmentasi fisik. Hal ini menimbulkan masalah tersendiri ketika kita

hendak melakukan isolasi DNA yang utuh.

f. Kerapatan Apung

Analisis dan pemurnian DNA dapat dilakukan sesuai dengan

kerapatan apung (bouyant density)-nya. Di dalam larutan yang

mengandung garam pekat dengan berat molekul tinggi, misalnya sesium

klorid (CsCl) 8M, DNA mempunyai kerapatan yang sama dengan larutan

tersebut, yakni sekitar 1,7 g/cm3.  Jika larutan ini disentrifugasi dengan

kecepatan yang sangat tinggi, maka garam CsCl yang pekat akan

bermigrasi ke dasar tabung dengan membentuk gradien kerapatan.

Begitu juga, sampel DNA akan bermigrasi menuju posisi gradien yang

sesuai dengan kerapatannya. Teknik ini dikenal sebagai sentrifugasi

seimbang dalam tingkat kerapatan (equilibrium density gradient

centrifugation) atau sentrifugasi isopiknik. Oleh karena dengan teknik

sentrifugasi tersebut pelet RNA akan berada di dasar tabung dan protein

akan mengapung, maka DNA dapat dimurnikan baik dari RNA maupun

dari protein. Selain itu, teknik tersebut juga berguna untuk keperluan

analisis DNA karena kerapatan apung DNA (ρ) merupakan fungsi linier

bagi kandungan GC-nya.  Dalam hal ini,  ρ = 1,66 + 0,098% (G + C).

Selain sifat fisikokimia asam nukleat juga memiliki sifat Spektroskopik-

Termal. Sifat spektroskopik-termal asam nukleat meliputi kemampuan

absorpsi sinar UV, hipokromisitas, penghitungan konsentrasi asam

nukleat, penentuan kemurnian DNA, serta denaturasi termal dan

renaturasi asam nukleat. Masing-masing akan dibicarakan sekilas berikut

ini.

a. Absorpsi UV

Page 14: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Asam nukleat dapat mengabsorpsi sinar UV karena adanya basa

nitrogen yang bersifat aromatik; fosfat dan gula tidak memberikan

kontribusi dalam absorpsi UV. Panjang gelombang untuk absorpsi

maksimum baik oleh DNA maupun RNA adalah  260 nm atau dikatakan

λmaks = 260 nm. Nilai ini jelas sangat berbeda dengan nilai untuk protein

yang mempunyai λmaks = 280 nm.  Sifat-sifat absorpsi asam nukleat dapat

digunakan untuk deteksi, kuantifikasi, dan perkiraan kemurniannya.

b. Hipokromisitas

Meskipun λmaks untuk DNA dan RNA konstan, ternyata ada perbedaan

nilai yang bergantung kepada lingkungan di sekitar basa berada. Dalam

hal ini, absorbansi pada λ 260 nm (A260) memperlihatkan variasi di antara

basa-basa pada kondisi yang berbeda. Nilai tertinggi terlihat pada

nukleotida yang diisolasi, nilai sedang diperoleh pada molekul DNA rantai

tunggal (ssDNA) atau RNA, dan nilai terendah dijumpai pada DNA rantai

ganda (dsDNA). Efek ini disebabkan oleh pengikatan basa di dalam

lingkungan hidrofobik. Istilah klasik untuk menyatakan perbedaan nilai

absorbansi tersebut adalah hipokromisitas. Molekul dsDNA dikatakan

relatif hipokromik (kurang berwarna) bila dibandingkan dengan ssDNA.

Sebaliknya, ssDNA dikatakan hiperkromik terhadap dsDNA.

c. Penghitungan konsentrasi asam nukleat

Konsentrasi DNA dihitung atas dasar nilai A260-nya. Molekul dsDNA

dengan konsentrasi 1mg/ml mempunyai A260 sebesar 20, sedangkan

konsentrasi yang sama untuk molekul ssDNA atau RNA mempunyai A260

lebih kurang sebesar 25. Nilai A260 untuk ssDNA dan RNA hanya

merupakan perkiraan karena kandungan basa purin dan pirimidin pada

kedua molekul tersebut tidak selalu sama, dan nilai A260  purin tidak sama

dengan nilai A260 pirimidin. Pada dsDNA, yang selalu mempunyai

kandungan purin dan pirimidin sama, nilai A260 -nya sudah pasti.

d. Kemurnian asam nukleat

Page 15: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Tingkat kemurnian asam nukleat dapat diestimasi melalui penentuan

nisbah A260 terhadap A280. Molekul dsDNA murni mempunyai nisbah  A260

/A280 sebesar 1,8. Sementara itu, RNA murni mempunyai nisbah  A260 /A280 

sekitar 2,0.  Protein, dengan λmaks = 280 nm, tentu saja mempunyai nisbah

A260 /A280  kurang dari 1,0.  Oleh karena itu, suatu sampel DNA yang

memperlihatkan nilai A260 /A280 lebih dari 1,8 dikatakan terkontaminasi oleh

RNA. Sebaliknya, suatu sampel DNA yang memperlihatkan nilai A260 /A280

kurang dari 1,8 dikatakan terkontaminasi oleh protein.

e. Denaturasi termal dan renaturasi

Di atas telah disinggung bahwa beberapa senyawa kimia tertentu

dapat menyebabkan terjadinya denaturasi asam nukleat. Ternyata, panas

juga dapat menyebabkan denaturasi asam nukleat. Proses denaturasi ini

dapat diikuti melalui pengamatan nilai absorbansi yang meningkat karena

molekul rantai ganda (pada dsDNA dan sebagian daerah pada RNA)

akan berubah menjadi molekul rantai tunggal.

Denaturasi termal pada DNA dan RNA ternyata sangat berbeda. Pada

RNA denaturasi berlangsung perlahan dan bersifat acak karena bagian

rantai ganda yang pendek akan terdenaturasi lebih dahulu daripada

bagian rantai ganda yang panjang. Tidaklah demikian halnya pada DNA.

Denaturasi terjadi sangat cepat dan bersifat koperatif karena denaturasi

pada kedua ujung molekul dan pada daerah kaya AT akan

mendestabilisasi daerah-daerah di sekitarnya.

Suhu ketika molekul asam nukleat mulai mengalami denaturasi

dinamakan titik leleh atau melting temperature (Tm). Nilai Tm merupakan

fungsi kandungan GC sampel DNA, dan berkisar dari 80 ºC hingga 100ºC

untuk molekul-molekul DNA yang panjang.

DNA yang mengalami denaturasi termal dapat dipulihkan (direnaturasi)

dengan cara didinginkan. Laju pendinginan berpengaruh terhadap hasil

renaturasi yang diperoleh. Pendinginan yang berlangsung cepat hanya

memungkinkan renaturasi pada beberapa bagian/daerah tertentu.

Page 16: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Replikasi DNA RNA ProteinTranskripsi Translasi

Sebaliknya, pendinginan yang dilakukan perlahan-lahan dapat

mengembalikan seluruh molekul DNA ke bentuk rantai ganda seperti

semula. Renaturasi yang terjadi antara daerah komplementer dari dua

rantai asam nukleat yang berbeda dinamakan hibridisasi.

(sumber: Susanto,A.H.2002.Bahan Ajar Genetika Dasar,Fakultas Biologi

UNSOED Purwokerto)

III. Mekanisme ekspresi gen

Ekspresi genetik adalah suatu rangkaian proses kompleks yang

melibatkan banyak faktor. Salah satu ciri penting pada sistem jasad hidup

adalah keteraturan sistem. Oleh karena itu dalam ekspresi genetik proses

pengendalian (regulasi) sistem menjadi bagian yang mendasar dan

penting. Secara umum dapat dikatakan bahwa proses ekspresi gen

dimulai dan diatur sejak pra-inisiasi transkripsi. Pada organisme eukaryot

pengendalian ekspresi genetik terjadi mulai dari transkripsi sampai pasca-

translasi. Selain itu, Sifat yang tampak pada suatu organisme (fenotipe-

nya) sangat ditentukan oleh hasil interaksi-protein di dalam sel. Setiap

protein tersusun dari sejumlah asam amino dengan urutan tertentu, dan

setiap asam amino, pembentukannya disandi oleh urutan basa nitrogen di

dalam molekul DNA. Rangkaian proses ini, mulai dari DNA hingga

terbentuknya asam amino, dikenal sebagai dogma sentral biologi

molekuler.

Diagram Dogma Sentral Biologi Molekuler

Pada ekspresi gen terdapat beberapa proses yaitu :

a. Transkripsi

Page 17: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Transkipsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang ada

pada urutan DNA menjadi molekul RNA. Transkipsi adalah proses yang

mengawali ekspresi sifat genetik yang nantinya akan muncul sebagai

fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul DNA

digunakan sebagai cetakan (template) untuk sintesis molekul RNA yang

komplementer. Molekul RNA yang disintesis pada garis besarnya dapat

dibedakan menjadi 3 (tiga) kelompok molekul RNA, yaitu: (1) mRNA

(messenger RNA), (2) tRNA ( transper RNA), dan (3) rRNA (ribosomal

RNA).

Ada beberapa tahap dalam proses transkipsi yaitu:

1. Pengenalan Promoter

Enzim RNA polymerase mengikat untaian DNA cetakan pada suatu

daerah yang mempunyai ururtan basa tertentu yang dinamakan

promoter. Promoter selalu membawa urutan basa yang tetap atau

hamper tetap sehingga urutan ini dinamakan urutan consensus. Pada

eukariot, urutan konsensusnya adalah TATAAAT dan disebut kotak

TATA. Urutan consensus ini akan menunjukkan kepada RNA

polymerase tempat sintesis dimulai.

2. Inisiasi

Setelah mengalami pengikatan oleh promoter, RNA polymerase akan

terikat pada suatu tempat di dekat daerah promoter, yang dinamakan

tempat awal polimerasi. Nukleotida trifosfat pertama akan diletakkan di

tempat ini dan sintesis RNA pun segera dimulai.

3. Elongasi

Selama sintesis RNA berlangsung, RNA polymerase bergerak di

sepanjang molekul DNA cetakan sambil menambahkan nukleotida demi

nukleotida kepada untai RNA yang sedang diperpanjang.

Page 18: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

4. Terminasi

Molekul RNA yang baru saja selesai disintesis, dan juga enzim RNA

polymerase, segera terlepas dari untai DNA cetakan begitu enzim

tersebut mencapai urutan basa pengakhir (terminasi). Terminasi terdiri

dari terminasi diri (bergantung pada urutan basa cetakan) dan terminasi

oleh suatu protein yang disebut protein rho.

Pada eukariot, produk langsung transkripsi (transkrip primer) harus

mengalami processing DNA menjadi mRNA. Processing ini meliputi 2

tahap:

1. Modifikasi ujung transkrip primer:

a) Ujung 5` dimodifikasi dengan penambahan guanosin dalam ikatan

5`-5` membentuk cap

b) Ujung 3` dimodifikasi dengan urutan poliadenosin (poli A)

sepanjang +- 200 basa.

2. Pembuangan urutan basa pada transkrip yang tidak akan ditranslasi

(intron) and penyatuan ekson menjadi mRNA, disebut RNA splicing.

b. Translasi

Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada

pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang

menyusun suatu polipeptida atau protein. Pada proses translasi hanya

molekul mRNA yang ditranslasi sedangkan tRNA dan rRNA tidak

ditranslasi. Translasi berlangsung di dalam ribosom. Tiap ribosom

mempunyai dua tempat pengikatan tRNA, yang masing-masing

dinamakan tapak aminoasil (tapak A) dan tapak peptidil (tapak P).

Molekul aminoasil-tRNA yang baru memasuki ribosom akan terikat di

tapak A, sedangkan molekul tRNA yang membawa rantai polipeptida

yang sedang diperpanjang terikat di tapak P.

(sumber: Susanto,A.H.2002.Bahan Ajar Genetika Dasar,Fakultas Biologi

UNSOED Purwokerto)

Page 19: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

1. Pada eukariot, pengikatan ribosom dilakukan di ujung 5` mRNA.

Selanjutnya, berbagai aminoasil t-RNA akan berdatangan satu per

satu ke kompleks ribosom mRNA ini dengan urutan sesuai dengan

antikodon dan asam amino yang dibawanya. Urutan ini ditentukan

oleh urutan triplet kodon pada mRNA. Ikatan peptide terbentuk di

antara asam-asam amino yang terangkai menjadi rantai polipeptida di

tapak P ribosom. Penggabungan asam-asam amino terjadi karena

gugus amino pada asam amino yang baru masuk berikatan dengan

gugus karboksil pada asam amino yang terdapat pada rantai

polipeptida yang sedang diperpanjang.

2. Translasi memerlukan keterlibatan tRNA dan rRNA

a) Molekul tRNA berukuran kecil, anjangnya hanya sekitar 70 – 90

nukleotida, dan berada dalam sitoplasma.

1) Setiap molekul tRNA berbentuk seperti daun semanggi tiga

dimensi. Salah satu ujung daun semanggi berisi anti-kodon.

Triplet basa nukleotida yang merupakan pelengkap dari kodon

mRNA.

2) Ujung lainnya berisi salah satu dari 20 jenis asam amino

(ditemukan bebas dalam sitoplasma), yang secara enzimatis

telah terikat pada ikatan berenergi tinggi (ATP).

b) Molekul rRNA membentuk anti struktural ribosom, kompleks yang

terdiri dari Rrna dan hampir 100 jenis protein. Ribosom berfungsi

sebagai sisi biokimia tempat molekul tRNA berada untuk

membaca pesan berbentuk kode pada mrna.

3. Inisiasi pemasangan protein

a) Satu ribosom memiliki satu sub-unit kecil dan satu sub-unit besar

Transkip rantai RNA yang baru, melekat pada sub-unit yang lebih

kecil dan berada pada suatu celah diantara sub-unit kecil dan

sub-unit ribosom yang lebih besar.

Page 20: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

b) Antikodon dari molekul tRNA inisiator, membawa satu asam

amino, mengenali dan berikatan dengan kodon pembuka pada

mRNA untuk membentuk kompleks inisiasi.

1) Kodon pembuka selalu AUG, yang merupakan kode asam

amino mtionin. Molekul tRNA inisiator memiliki anti kodon

UAC dan membawa metionin.

2) Kompleks antikodon / kodon melekat pada titik yang tepat

untuk memulai rantai polipetida.

3) Ikatan tersebut mengelompokkan basa-basa nukleotida ke

dalam kerangka pembacaaan yang menentukan tempat

dimulainya pembacaan triplet nukleotida.

4. Pemanjangan rantai polipeptida

a. Selain sisi pengikat mRNA, setiap subunit ribosom yang lebih

besar memiliki pengikat tRNA.

1) Sisi P (untuk polipeptida) mengikat tRNA dengan rantai

polipeptida yang terus memanjang.

2) Sisi A (ntuk asam amino) mengikat tRNA dengan asam amino

beikutnya yang akan ditambahkan ke dalam rantai.

b. Molekul tRNA inisiator masuk dengan pas pada sisi P di subunit

ribosom asam amino pada molekul tersebut membentuk ujung

depan rantai polipeptida.

c. Jika inisiasi telah selesai, maka tRNA kedua (tRNA yang memiliki

antikodon yang sesuai untuk kodon pada mRNAbergerak masuk

ke sisi A. Asam amino tRNA kedua dihubungkan pada asam

amino pembuka oleh ikatan peptida.

d. tRNA pada sisi P keluar dari ribosom dan menjauhi Mrna.

Kemudian Trna melepas asam aminonya dan kembali bebas

untuk mengikat asam amino lain.

e. Saat ribosom menggerakkan tiga nukleotida ke sisi kanan molekul

mRNA, proses yang disebut translokasi, tRNA pada sisi A

pembawa polipeptida yang sedang memanjang, bergerak ke sisi P

dan membiarkan sisi A terbuka untuk tRNA ketiga yang akan

datang.

Page 21: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

f. tRNA dengan asam amino yang melekat padanya bergerak ke sisi

A. Dengan demikian satu kodon pada saat itu telah ditranslasikan

yaitu dengan memakai molekul tRNA yang tepat untuk

menambahkan asam amino pada rantai polipeptida.

g. Setelah masing-masing asam amino berikatan dengan asam

amino tetangga, tRNA dibebaskan sehingga keluar ke sitoplasma

dan menjalani siklus ulang; yaitu, menarik asam amino lain.

5. Terminasi

a. Jika ribosom bergerak ke salah satu dari beberapa terminasi

mRNA atau kodon penghentian di sisi A, maka protein yang

dilepas akan berikatan dengan kodon penghentian untuk

mengakhiri proses translasi

b. Rantai polipeptida kemudian dilepas dari ribosom.

c. Protein yang dilepas bergerak menjauhi sisi A dan subunit

ribosom memisah dan bergerak ke dalam sitoplasma untuk

melakukan siklus sintesis protein yang berikutnya.

(sumber: Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi Dasar. Jakarta:

Penerbit Buku Kedokteran.EGC)

IV. Molekul RNA

Disemua organisme prokariot dan eukariot, terdapat tiga kelas utama

molekul RNA: RNA messenger (mRNA), RNA transfer (tRNA), dan RNA

ribosom (rRNA).

a. mRNA (messenger RNA)

mRNA (messenger RNA) adalah RNA yang merupakan salinan kode-

genetik pada DNA yang dalam proses selanjutnya (yaitu proses translasi)

akan diterjemahkan menjadi urutan asam-asam amino yang menyusun

suatu polipeptida atau protein tertentu. RNA duta atau messenger RNA

(mRNA), yang mempunyai struktur linier kecuali bagian ujung terminasinya

Page 22: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

yang berbentuk batang dan kala .Molekul mRNA membawa urutan basa

yang sebagian di antaranya akan ditranslasi menjadi urutan asam amino.

Urutan basa yang dinamakan urutan penyandi (coding sequences) ini

dibaca tiga demi tiga. Artinya, tiap tiga basa akan menyandi pembentukan

satu asam amino sehingga tiap tiga basa ini dinamakan triplet kodon. Pada

prokariot bagian mRNA yang tidak ditranslasi terletak di depan urutan

penyandi (disebut pengarah atau leader) dan di antara dua urutan

penyandi (disebut spacer sequences atau noncoding sequences).

Sementara itu, pada eukariot di samping kedua bagian tadi ada juga

bagian di dalam urutan penyandi yang tidak ditranslasi. Bagian inilah yang

dinamakan intron seperti telah dijelaskan di atas. Molekul mRNA pada

prokariot sering kali membawa sejumlah urutan penyandi bagi beberapa

polipeptida yang berbeda. Molekul mRNA seperti ini dinamakan mRNA

polisistronik. Dengan adanya mRNA polisistronik, sintesis beberapa protein

yang masih terkait satu sama lain dapat diatur dengan lebih efisien karena

hanya dibutuhkan satu sinyal. Pada eukariot hampir tidak pernah dijumpai

mRNA polisistronik. mRNA memiliki fungsi sebagai perantara yang

menyampaikan informasi dalam suatu gen ke mesin pembentuk protein,

dan masing-masing mRNA ini berfungsi sebagai cetakan untuk membentuk

polimer asam amino dengan sekuens spesifik sehingga membentuk

molekul protein spesifik. Pada mRNA terminal 5’ ditutup oleh ‘’tudung’’ 7

metil guanosin triposfat yang berikatan dengan 2-0-metil ribonukleosida

disebelahnya pada 5’-hidroxil melalui 3 posfatnya, peranan tudung adalah

agar mesin translasi dapat mengenali mRNA dengan mencegah serangan

5’ eksonuklease. mRNA eukariotik memiliki suatu struktur yang dikenal

sebagai cap di ujung 5’nya. Cap terdiri dari guanosin trifosfat termetilasi

yang melekat ke gugus hidroksil – 5’ pada ribose di ujung – 5’ mRNA.

Gugus hidroksil – 2’ pada bagian ribose dari nukleotida mRNA pertama dan

kedua juga dapat mengalami metilasi.

b. tRNA (transfer RNA)

Page 23: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

tRNA (transfer RNA) adalah RNA yang berperan membawa asam-asam

amino spesifik yang akan digabungkan dalam proses sintesis protein

(translasi). RNA pemindah atau transfer RNA (tRNA), yang strukturnya

mengalami modifikasi hingga berbentuk seperti daun semanggi. Seperti

halnya struktur ujung terminasi mRNA, struktur seperti daun semanggi ini

terjadi karena adanya urutan palindrom yang diselingi oleh beberapa basa

(Gambar 3). Pada salah satu kalanya, tRNA membawa tiga buah basa

yang komplemeter dengan triplet kodon pada mRNA. Ketiga basa ini

dinamakan antikodon. Sementara itu, pada ujung 3’-nya terdapat tempat

pengikatan asam amino tertentu. Pengikatan yang membentuk molekul

aminoasil-tRNA ini terjadi dengan bantuan enzim aminoasil-tRNA sintetase.

Dalam hal ini gugus hidroksil (OH) pada ujung 3’ tRNA terikat sangat kuat

dengan gugus karboksil (COOH) asam amino. Macam asam amino yang

dibawa ditentukan oleh urutan basa pada antikodon. Jadi, ada beberapa

macam aminoasil-tRNA sesuai dengan antikodon dan macam asam amino

yang dibawanya. tRNA memiliki panjang 74-94 nukleotida, tRNA dihasilkan

oleh prekusor di nukleus. tRNA befungsi sebagai adaptor untuk translasi

informasi dalam sekuens nukleotida mRNA menjadi asam-asam amino

spesifik. tRNA mempunyai 4 lengan utama yaitu lengan akseptor, lengan

D, lengan T C dan lengan ekstra membantu penentuan tRNA spesifik.

Selama sintesis protein, molekul tRNA membawa asam amino ke ribosom

dan memastikan bahwa asam amino tersebut bergabung dengan posisi

yang tepat pada rantai polipeptida yang sedang tumbuh. Oleh karena itu,

sel memiliki paling sedikit 20 molekul tRNA yang berbeda, satu untuk

masing – masing asam amino yang digunakan dalam sintesis protein.

Banyak asam amino memiliki lebih dari satu tRNA. Molekul tRNA

mengandung tidak saja nukleotida yang biasa dijumpai, tetapi juga turunan

dari nukleotida tersebut yang dihasilkan melalui modifikasi pasca

transkripsional.

c. rRNA ( ribosomal RNA)

rRNA ( ribosomal RNA) adalah RNA yang digunakan untuk menyusun

ribosom, yaitu suatu partikel di dalam sel yang digunakan sebagai tempat

tempat sintesis protein. Molekul rRNA diperlukan untuk perakitan ribosomal

Page 24: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

dan tampaknya berperan kunci dalam pengikatan mRNA pada ribosom dan

translasinya. Ribosom adalah struktur subsel tempat berlangsungnya

sintesis protein. Pada prokariot dan di dalam sitoplasma serta mitokondria

sel eukariotik ditemukan jenis ribosom yang berbeda. Ribosom prokariotik

mempunyai tiga jenis molekul rRNA dengan koefisien sedimentasi 16, 23

dan 5S. Sementara pada eukariotik terdapat empat jenis molekul rRNA

dengan koefisien sedimentasi 18, 25, 5 dan 5.8S.

(sumber: Murray, Robert K. Dkk.2009.Biokimia Harper edisi

27.EGC.Jakarta; Susanto,A.H.2002.Bahan Ajar Genetika Dasar,Fakultas

Biologi UNSOED Purwokerto )

V. Mekanisme ekspresi gen SRY

Embrio awal dari laki-laki dan perempuan - melalui minggu

keenam dari pertumbuhan dan perkembangan manusia - memiliki genitalia

yang identik dan belum terdiferensiasi. Kejadiannya, kromosom Y

mengandung sebuah gen, testes-determining factor (TDF), yang

menginduksi diferensiasi testis, yang dimana pada sekresi hormonalnya,

meningkatkan perkembangan dan pertumbuhan laki-laki. Kromosom ini

juga disebut sebagai gen SRY (Sex-determining Region of Y) yang

mengkode 80 residu dari motif ikatan DNA.

VI. Teknik Isolasi dan purifikasi dasi sel

Ada 4 tahap dalam proses isolasi DNA atau purifikasi DNA dari sel :

a) melisiskan sel dengan cell lysis solution

b) melisiskan inti sel dengan nuclei lysis solution kemudian menguraikan atau merusak molekul DNA dengan RNase solution

c) mempresipitasikan protein dengan protein precipitation solution

d) mengkonsentrasikan DNA genom yang diperoleh

(Sumber: buku penuntun praktikum modul biologi molekular FKUI)

Page 25: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

VII. Teknik Identifikasi DNA

Ada beberapa teknik untuk identifikasi DNA yaitu :

1. PCR

Pada pemeriksaan dengan metode pemeriksaan DNA berbasis PCR

mula-mula dilakukan penggandaan DNA pada lokus DNA target dengan

metode PCR. Proses selanjutnya yang dapat dilakukan terhadap produk

PCR antara lain:

a. Pemeriksaan amp-FLP

Produk PCR dipotong dengan menggunakan enzin restriksi tertentu,

lalu hasilnya dielektroforesis untuk dilihat pola pitanya. Polimorfisme

yang diharapkan dari pemeriksaan ini adalah ada tidaknya daerah

tertentu yang dapat dipotong dengan enzim restriksi. Untuk pemeriksaan

ini biasanya dilakukan pemotongan dengan berbagai enzim restriksi.

b. Pemeriksaan VNTR

Prodk PCR langsung dielektroforesis untuk dilihat pola pitanya pada

gel agarose atau poliakrilamid. Pada metode ini yang tampak pada gel

hanya sepasang alel yang masing-masingnya berasal dari salah satu

orangtua. Adanya banyak kemungkinan alel yang berbeda panjangnya

membuat metode pemeriksaan ini cukup akurat, terutama jika dilakukan

pemeriksaan pada bebrapa lokus. Pemeriksaan yang paling mutakhir

dari metode ini adalah pemeriksaan Short Tandem Repeats (STR) yang

merupakan VNTR dengan jumlah basa inti yang sangat pendek sehingga

memungkinkan untuk dilakukan pada bahan sampel yang amat

teregradasi serta jumlah sampel yang amat minim. Kelebihan lain dari

pemeriksaan STR ini adalah memungkinkannya dilakukan multiplex PCR,

yaitu proses PCR yang dilakukan terhadap beberapa lokus sekaligus

sehingga mempercepat dan mempermudah pemeriksaan.

c. Pemeriksaan based Polymorphism

Pada polimorfisme yang bersifat base polymorphism, panjang alel

adalah sama, tetapi urutan basa dalam ale-alel tersebut yang berbeda.

Untuk polimorfisme seperti ini pemeriksaan DNA hanya dapat dilakukan

dengan salah satu dari tiga metode berikut:

Page 26: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

1) Metode dot blot

Pada metode ini produk PCR diimobilisasi pada beberapa kertas

nilon, lalu terhadap masing-masingnya dilakukan hibridisasi

dengan basa komplemen dari alel-alel yang mungkin. Adanya

hibridisasi, DNA dapat ditampilkan secara enzimatik byang

ditandai dengan adanya perubahan warna menjadi biru. Adanya

alel tertentu tampak berupa bulatan biru pada alel yang sesuai.

2) Metode reverse dot blot

Pada metode ini, berbagai alel mungkin diimobilisasi pada satu

kertas nilon. Produk PCR lalu dihibridisasikan di atas kertas nilon

tersebut. Dengan proses enzimatik yang sama, adanya hibridisasi

pada alel yang sesuai akan tampak berupa bulatan biru.

Dibandingkan dengan metode dot blot, metode reverse dot blot ini

lebih banyak dipakai karena lebih praktis.

3) Metode sekuensing

Pada metode ini, produk PCR dianalisis urutan basanya dengan

proses sekuensing untuk dapat ditentukan jenis alelnya. Pada

sekuensing ini elektroforesis DNA dilakukan dengan

menggunakan gel yang berbeda yaitu gel poliakrilamid.

(sumber: Yuwono, Triwibowo. 2005.Biologi Molekuler. Erlangga. Jakarta)

2. Elektroforesis

Elektroforesis 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 negatif 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

negatif ke kutub positif.kecepatan gerak molekul tersebut tergantung pada

nisbah (rasio) muatan terhada massanya, serta tergantung pula pada bentuk

Page 27: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

molekulnya.teknik elektroforesis dapat digunakan untuk analisis DNA, RNA,

maupun protein.

(sumber: Yuwono, Triwibowo. 2005.Biologi Molekuler. Erlangga. Jakarta)

3. RFLP

Polimorfisme yang dinamakan Restriction Fragment Length

Polymorphism (RFLP) adalah suatu polimorfisme DNA yang terjadi akibat

adanya variasi panjang fragmen DNA setelah dipotong-potong dengan

enzim restriksi tertentu. Suatu enzim restriksi mempunyai kemampuan

untuk memotong DNA pada suatu urutan basa tertentu pada lokasi

pemotongan DNA pada suatu urutan basa tertentu sehingga akan

menghasilkan potongan-potongan DNA tertentu. Adanya mutasi tertentu

pada lokasi pemotongan dapat membuat DNA yang biasanya dapat

dipotong menjadi tak dapat dipotong sehingga membentuk fragmen DNA

yang lebih panjang. Variasi inilah yang mendasari dasar metode analisis

RFLP.

4. Blot Transfer

Teknik blotting. Pada prosedur Southern blot, molekul DNA

dipisahkan oleh elektroforesis, didenaturasi, dipindahkan ke kertas

nitroselulosa (dengan cara blotting), dan dihibridisasi dengan probe

cDNA. Pada prosedur Northern blot, dilakukan elektroforesis dan

pengolahan dengan cara yang sama terhadap RNA, kecuali tidak

digunakan basa karena basa menyebabkan hidrolisis RNA. Pada

Western blot, dilakukan elektroforesis terhadap protein dan digunakan

probe bersama antibody spesifik. Probe diberi label untuk melihat pita –

pita yang membentuk hibridisasi dengan probe tersebut. Teknik Northen

untuk mengetahui ukuran dan jumlah molekul RNA dan protein spesifik,

pada teknik northen pada RNA dilakukan elektroforesis sebelum blot

transfer. Hal ini memerlukan beberapa tahap yang berbeda dengan

tahapan yang dilakukan dengan pemindahan DNA, terutama untuk

memastikan bahwa RNA gen utuh, dan umumnya agak lebih sulit.

(sumber: Murray, Robert K. Dkk.2009.Biokimia Harper edisi

27.EGC.Jakarta)

Page 28: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Kesimpulan:

Mekanisme ekspresi gen di dalam sel meliputi proses transkipsi dan

translasi, salah satu peranannya adalah penentuan jenis kelamin sejak masa

embrional serta teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi DNA dan

ekspresinya adalah PCR, Elektroforesis, RFLP, dan Blot transfer.

DAFTAR PUSTAKA

Page 29: Laporan Diskusi Kelompok 3, Dk1p1

Buku Penuntun Praktikum Modul Biologi Molekular FKUI

Khanna Pragya. 2010. Essentials of Genetics. New Delhi: I. K. International

Murray, Robert K. Dkk.2009.Biokimia Harper edisi 27.EGC.Jakarta

Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi Dasar. Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran. EGC

Susanto,A.H.2002.Bahan Ajar Genetika Dasar,Fakultas Biologi UNSOED

Purwokerto

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