Bioteknologi Forensik Fix [PDF]

Citation preview

1



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Forensik (berasal dari bahasa Latin forensis yang berarti “dari luar”, dan serumpun dengan kata forum yang berarti “tempat umum”) adalah bidang ilmu pengetahuan yang digunakan untuk membantu proses penegakan keadilan melalui proses penerapan ilmu atau sains. Dalam kelompok ilmu-ilmu forensik ini dikenal antara lain ilmu fisika forensik, ilmu kimia forensik, ilmu psikologi forensik, ilmu kedokteran forensik, ilmu toksikologi forensik, ilmu psikiatri forensik, komputer forensik, dan sebagainya. Seiring dengan perkembangan zaman, maka banyak sekali dikembangkan prinsip bioteknologi yang mendukung bidang forensic, seperti analisis sidik jari DNA, analisis mitokondria maternal, dan analisis kromosom Y. Penerapan bioteknologi dalam bidang forensic banyak membantu dalam memunculkan bukti yang akurat dalam suatu kasus permaslahan. Dengan adanya bioteknologi dalam bidang forensic dapat diketahui ayah atau ibu kandung dari seseorang, dapat diketahu tersangka dalam kasus criminal, dan masih banyak lagi. Oleh karena itu, sangatlah penting mempelajari dan mengembangkan bioteknologi bidang forensic. Makalah ini bertujuan untuk memberikan penjelasan mengenai prinsip bioteknologi yang dapat digunakan dalam bidang forensic dengan harapan dapat berguna bagi pembacanya.



1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam makalah ini adalah: 1. Apakah yang dimaksud dengan bioteknologi forensik? 2. Bagaimanakanh prinsip sidik jari DNA? 3. Bagaimanakah konsep penentuan hubungan keluarga menggunakan profil DNA? 1.3 Tujuan Tujuan dalam makalah ini adalah: 1. Menjelaskan makna bioteknologi forensik? 2. Menjelaskan prinsip sidik jari DNA 3. Menjelaskan konsep penentuan hubungan keluarga menggunakan profil DNA



BAB II ISI 2.1 Bioteknologi Forensik



2



Forensik (berasal dari bahasa Latin forensis yang berarti “dari luar”, dan serumpun dengan kata forum yang berarti “tempat umum”) adalah bidang ilmu pengetahuan yang digunakan untuk membantu proses penegakan keadilan melalui proses penerapan ilmu atau sains dan dapat digunakan untuk membebaskan orang yang tidak bersalah. Contohnya diakhir tahun 1800, ditemukan teknologi baru untuk memerangi tindak kejahatan yaitu adanya fotografi, dimana dengan foto dapat menggambarkan secara jelas dan pasti keakuratan gambar tahanan atau penjahat sebagai acuhan atau referensi diskripsi. Pada tahun 1985, muncul teknologi revolusioner baru sebagai alat forensik yang penting. Yaitu mengandalkan sidik jari kiri, dimana dengan menggunakan sidik jari dapat mengungkapkan karakteristik dari masing-masing orangnya dengan penanda gennya. Dalam setiap tubuh manusia terdapat sebuah struktur DNA yang unik, DNA merupakan struktur kimiawi



yang



menyusun



kromosom.



DNA fingerprint



merupakan



teknik



untuk



mengidentifikasi seseorang berdasarkan pada profil DNA-nya atau fragmen DNA-nya. 2.2 DNA Fingerprint Kita tahu bahwa setiap manusia memiliki gen bawaan yang unik. Struktur kimia DNA pada manusia selalu sama, tetapi pasangan basa kromosomnya yang berbeda satu sama lain. Kita tahu bahwa setiap sel mengandung duplikasi atau copy DNA yang mendefinisikan organisme secara keseluruhan, meskipun setiap sel memiliki fungsi yang berbeda-beda. Ada dua aspek DNA yang digunakan dalam DNA fingerprint yaitu, didalam satu individu terdapat DNA yang seragam dan variasi genetik terdapat di antara individu dan membuat pembacaan sidik jari menjadi mungkin. Karena setiap sel didalam tubuh membagi DNA yang sama. A. Bagaimana Pembacaan DNA dapat Terbentuk ? Ada dua tipe uji coba DNA forensik yaitu yang didasarkan pada batas panjang fragmen polimorfisme (RFLP) dan polymerase chain reaction (PCR). Dapat dilihat pada gambar 1 merupakan contoh dari proses RFLP pada DNA Fingerprints.



Gambar 1 : Restriction Fragment Legth Polymorphisms (RFLPs)



3



RFLPs dapat digunakan untuk menghasilkan DNA sidik jari, enzim restriksi mengenali sekuen pendek dari nukleotida dan memotong DNA. Mutasi acak tercampur dengan enzim yang dikenali, kemudian menciptakan DNA panjang yang berbeda. Pola dari pemotongan fragmen dapat digunakan untuk menentukan persamaan dan perbedaan fragmen. Proses pembacaan sidik jari manusia dapat berpindah dengan menggunakan analisis STR karena hanya membutuhkan lebih sedikit DNA untuk proses PCR. Individu 1 memiliki 3 potong DNA sedangkan untuk Individu 2 hanya memiliki 2 potong DNA. Pengujian menggunakan PCR membutuhkan lebih sedikit DNA dibandingkan dengan pengujian RFLP. Akan tetapi pengujian PCR lebih rentan atau sensitif terhadap kontaminasi oleh DNA asing baik di tempat kejadian atau di laboratorium. Sidik jari DNA yang menggunakan PCR biasanya dibatasi untuk mendeteksi microsatellites.



4



Gambar 2 : Anatomy of a DNA Microsatellite Microsatellite merupakan variabel number berulang dari nukleotida yang terjadi pada lokasi tertentu pada gen. Menggunakan primer untuk mengapit daerah pada akhir microsatellite untuk mengizinkan terjadinya amplifikasi menggunakan PCR. Individu mewarisi number yang spesifik dari orang tuanya, tetapi number atau angka dari variasi yang berulang juga terkait dengan individu memasing dan membentuk pola yang berbeda atau sidik jari. B. Mempersiapkan DNA Sidik Jari DNA sidik jari membutuhkan koleksi spesimen, isolasi dan kuantifikasi (jumlah) DNA dan amplifikasi PCR. Koleksi Spesimen Investigasi kejahatan secara rutin mencari sumber DNA, misalnya pada pakaian kotor, pemukaan yang tersentuh, puntung rokok atau pun benda lain yang mungkin dapat menjadi sumber bagi sel manusia untuk tertinggal atau menempel. Sejumlah kecil darah atau setetes saliva terkadang sering digunakan untuk memecahkan suatu kasus. Setiap makhluk hidup memiliki DNA , sehingga setiap tempat kejahatan penuh oleh sumber yang memiliki kemungkinan terjadinya kontaminasi. Dengan adanya hal tersebut perhatian yang sangat teliti dibutuhkan untuk mengkoleksi dan menjaga bukti. Untuk melindungi bukti, investigator harus melakukan tindakan pencegahan misalnya: 1. Menggunakan sarung tangan sekali pakai 2. Alat-alat yang dapat dicuci



5



3. Mencegah berbicara, bersin dan batuk untuk mencegah terjadinya kontaminasi oleh setetes saliva 4. Menghindari menyentuh apapun yang mungkin mengandung DNA ketika membawa bukti 5. Meletakkan bukti pada tempat yang sesuai dengan kebutuhan Salah satu hal yang dapat menyebabkan kerusakan DNA adalah cahaya matahari, suhu tinggi, bakteri dan juga kelembaban. DNA sidik jari merupakan proses pembandingan, DNA dari TKP harus dibandingkan dengan contoh DNA dari tersangka. C. Ekstraksi DNA untuk Analisis Setelah sampel telah dikoleksi dari sumber yang telah diketahui, seorang teknisi laboratorium bertanggung jawab untuk menentukan profil genetiknya. Pertama, teknisi harus mengesktrak DNA dari sampel. DNA dapat dipurifikasi secara kimia (menggunkan detergen yang menghilangkan materi seluler yang tidak diinginkan) atau mekanik (menggunakan tekanan untuk memaksa DNA keluar dari sel). Sekali DNA terektraksi teknisi harus mengikuti beberapa langkah bentukan unik dari DNA dalam bukti nyata: D. PCR dan Amplifikasi DNA Beberapa ribu sel dibutuhkan untuk analisis RFLP yang seing dikoleksi dari TKP. Bayangkan ketika ada kasus diamana, bukti yang terdapat hanyalah setetes saliva pada permukaan benda atau percikan darah yang tidak terlihat oleh mata telanjang. Dikarenakan hal ini PCR secara normal dapat digunakan untuk “menumbuhkan”/ memperbanyak sample sehingga tercapai jumlah yang dibutuhkan untuk analisis. PCR seperti mesin fotocopy utuk DNA, langkah pertama termasuk menentukan porsi DNA yang dapat digunakan sebagai pembading. Primer merupakan alat yang digunakan untuk menemukan porsi dari masing-masing strain DNA dari arah 5 – 3. Sifat primer mirip seperti penyelidik dan pencari bagian pelengkap dari DNA. Ketika segmen pelengkap terdeteksi, pengkopi mulai menggunakan alat siklus termal. Dengan menggunakan enzim TAQ polimerase dan DNA nukleotida siklus panas dan dingin mengakibatkan DNA untuk berpisah dan bereplikasi berulang. Dalam hitungan jam segmen DNA dapat mencapai miliaran atau triliun copy.



Pertumbuhan yang cepat



menunjukkan kemungkinan adanya masalah, dimana PCR bersifat sensitif terhadap



6



kontaminasi dan kesalahan kecil dalam proses lab dapat menghasilkan copy-an sample DNA yang tidak berguna dalam analisis.



Analisis STR Setelah STR teramplifikasi dengan PCR, alel-alel yang terpisah dan terdeteksi menggunkan elektroforesis kapiler, yang mana pemisahan panjang DNA yang teramplifikasi mengizinkan kromosom untuk dibaca. Sejumlah besar dari masing-msing STR menyediakan variabilitas untuk membedakan individu yang berbeda menggunakan sidik jari DNA. E. Pengaplikasian DNA untuk dimanfaatkan Proses pembacaan sidik jari DNA mirip dengan analisis sidik jari, dimana dalam kedua hal ini bukti yang dikoleksi dari TKP dibandingkan dengan bukti yang dikoleksi dari sumber yang telah diketahui. Selama proses evaluasi dari sample, analis mencari hubungan dari keduanya. Jika dua sample tersebut berasal dari orang yang sama atau



7



kembar identik, ban yang dihasilkan sama persis. Semua tes didasarkan pada pengecualian dalam kata lain pengujian dilanjutkan jika ditemukan suatu perbedaan. Jika tidak ditemukan perbedaan setelah tes dilakukan kemungkinan untuk cocok itu tinggi. The Narbourogh Village Murder Case Led mengarah pada sebuah metode baru, pemisahan DNA Sir Alex Jafferis, Dr. Petter gill dan Dr. Dave Werrett membangun suatu teknik untuk ekstrak DNA dan penampilan profil menggunakan sample lama dari jaringan manusia. Dr Gill juga membangun suatu metode untuk memisahkan sperma dari sel vagina, yang mana menizinkan sistem sidik jari untuk memindai atau menganalisis sel vagina terlebih dahulu baru kemudian sel sperma, dengan tujuan untuk menyediakan sample yang dapat dibandingkan. Dalam kasus ini Jafferis dan kolega membandingkan bukti DNA yang diambil dari TKP dengan sample semen dari pembunuh dan pemerkosa pada kasus sebelumya dan hasil analisis mengindikasikan kedua kejahatan tersebut dilakukan oleh orang yang sama. Pada titik ini polisi memiliki tersangka utama. Namun, ketika bukti DNA dibandingan dengan sampel DNA dari tersangka, DNA-nya tidak cocok. Tersangka utama akhirnya dikeluarkan dari kemungkinan sebagai pelaku. Investigasi dilanjutkan, polisi melakukan pemindaian DNA dengan mengumpulkan 5500 sample



populasi laki-laki dengan



menggunakan tes darah. 10 persen dari keseluruhan dinyatakan keluar dari kelompok, setelah dilakukan analisis ulang investigasi mencapai suatu kesimpulan taka da satupun dari keseluruhan sampel yang cocok dengan profil si pembunuh. Intinya pembuktian DNA hanya dapat digunakan ketika DNA pembanding telah diketahui. Sehingga dapat membuktikan pelaku tindak kejahatan.



8



Gambar 4 : Isolation of sperm DNA or Vaginal Cell DNA from Mixed Source



9



2.3 Konsep Penentuan Hubungan Keluarga Menggunakan Profil DNA Pemecahan kasus criminal tidak hanya membutuhkan penentuan tersangka dengan menggunakan DNA fingerprinting. Akan tetapi, hal tersebut juga terkadang membutuhkan penentuan hubungan



keluarga.



Hubungan keluarga dapat dianalsis



menggunakan



bioteknologi dengan menggunakan dua prinsip utama yakni: 1)Analisis DNA mitokondria dan 2) Analisis kromosom Y. A. Analisis DNA mitokondria Analisis DNA mitokondria dapat dilakukan dengan cara mengekstrak DNA dari organel seluler yakni mitokondrion. Hal ini berbeda dengan analisis dengan RFLP dan STR yang harus menggunakan DNA nuclear. Sampel biologis yang sedikit mengandung DNA nuclear antara lain rambut, tulang, dan gigi yang ketiganya sulit dianlisis denag STR atau RFLP, tetapi semuanya dapat dianalisis dengan mtDNA. Semua anak perempuan memiliki DNA mitokondria yang sama dengan ibunya karena mitokondria yang dimiliki embrio berasal dari sel telur ibu. Sperma ayah hanya berkontribusi terhadap DNA nuclear dan tidak untuk mitokodria. Dengan mengkomparasikan mtDNA dapt diketahui mana mitokondria yang memiliki profil yang sama yang menunjukkan adanya hubungan keluarga secara maternal. mtDNA memiliki karakter yang sama dari generasi ke ke genrasi dan hanya berubah sekitar 2%-4% tiap satu juta tahun karena kemungkinan mutasi.Hal ini memungkinkan adanya garis maternal yang tidak pernah putus.



10



B. Analisis kromosom Y Kromosom Y akan langsung diturunkan dari ayah kepada anak lelakinya saja, sehingga kromosom Y juga dapat digunakan sebagai penanda genetic. Kromosom Y dapat dianalisis menggunakan DNA nuclear menggunakn metode PCR. Dengan dikembangkannya konsep ini, bahkan dapt diketahui siapa ayah kandung dari baqyi yang masih di dalm kandungan. Hal tersebut dilakukan dengan mengambil cairan amniotic di kandungan untuk menudian dilakukan kultur terhadap selnya, lalu dilakukan analisis kromosom Y dari DNA nuclear sel tersebut. Selain mengguankan dua prinsip pada poin di atas. DNA juga dapat dikembangkan untuk menganalisis kekerabatan atara tumbuhan ataupun hewan. Hal tersbut juga dapat dimanfaatkan untuk mengecek tingkat keseragaman anakan dari suatu varietas tanaman unggul, sehingga dapat dibuktikan adanya penipuan berupa pencampuran benih atau tidak pada suatu kasus tertentu.



11



BAB III PENUTUP 3.1.



Kesimpulan



Forensik adalah bidang ilmu pengetahuan yang digunakan untuk membantu proses penegakan keadilan melalui proses penerapan ilmu atau sains.. Seiring dengan perkembangan zaman, maka banyak sekali dikembangkan prinsip bioteknologi yang mendukung bidang forensic, seperti analisis sidik jari DNA, analisis DNA mitokondria, dan analisis kromosom Y. Penerapan bioteknologi dalam bidang forensic banyak membantu dalam memunculkan bukti yang akurat dalam suatu kasus permasalahan. Dengan adanya bioteknologi dalam bidang forensic dapat diketahui ayah atau ibu kandung dari seseorang, dapat diketahu tersangka dalam kasus criminal, dan masih banyak lagi. Konsep yang diguanakn dalam analisis sidik jari DNA adalah karena setiap individu memliki materi geneti yang unik dan tidak satupan yang sama persis dengan individu lainnya. Adapun dalam penentuan hubungan keluarga dapt digunakan analisis mtDNA karean semua anak perempuan memiliki DNA mitokondria yang sama dengan ibunya karena mitokondria yang dimiliki embrio berasal dari sel telur ibu, sedangkan sperma ayah hanya berkontribusi terhadap DNA nuclear dan tidak untuk mitokodria. Analisis kromosom Y juga dapt digunakan sebagai penanda genetic sebab kromosom Y akan langsung diturunkan dari ayah kepada anak lelakinya saja.



12



DAFTAR RUJUKAN Thieman, W. & Palladino, M.A. 2013. Introduction to Biotechnology. San Fransisco: Pearson Education Inc.