Makalah Fingerprint [PDF]

Citation preview

MAKALAH BIOTEKNOLOGI



DNA FINGERPRINTING (BIOTEKNOLOGI FORENSIK)



MAKALAH



Untuk memenuhi tugas mata kuliah Bioteknologi yang dibina oleh Bapak Dr. Agr. Moh. Amin, M.Si., Ibu Dr. Umie Lestari, M.Si dan Ibu Dr. Endang Suarsini, M.Pd



Disusun Oleh



Bevo Wahono Indi Maulidya Vera Pramesti Wijaya Siti Nurhidayati



NIM 100341507507 NIM 1003415 NIM 1003415 NIM 1003415



UNIVERSITAS NEGERI MALANG PPROGRAM PASCA SARJANA PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI OKTOBER 2011 1



KATA PENGANTAR



Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam. Allah-lah yang meninggikan langit, menghamparkan bumi dan menghidupkan kita semua diantaranya. Syukur yang tiada henti-hentinya senantiasa kita panjatkan kehadirat-Nya atas rahmat, hidayah serta inayahNya yang berupa kesempatan, kelapangan, kesehatan serta kemampuan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang DNA Fingerprinting dan analisis forensik ini. Dalam proses penyusunan makalah DNA Fingerprinting dan analisis forensic ini banyak pihak yang telah membantu dan memberikan dorongan semangat, maka dari itu kami sampaikan



terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam



penyusunan makalah ini, yaitu di antaranya Bapak Dr. Agr. Moh. Amin, M.Si., Ibu Dr. Umie Lestari, M.Si dan Ibu Dr. Endang Suarsini, M.Pd selaku dosen pembimbing matakuliah Bioteknologi penuh kasih sayang serta kesabaran telah membimbing kami. Segala upaya telah kami lakukan dalam menyusun makalah ini, namun wajar bila masih banyak kesalahan dan kekurangan, karena kesempurnaan hanya milik Allah semata. Oleh karena itu, kami mengharapkan saran dan kritik yang dapat dijadikan masukan dalam penyusunan makalah dimasa yang akan datang. Semoga makalah ini bermanfaat bagi civitas akademika dan juga bagi pengembangan diri kami, terutama yang berkaitan dengan Bioteknologi. Akhirnya semoga semua amalan ini mendapat ridho di sisi Allah SWT. Amin..



Malang, Oktober 2011 Penulis



2



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Dalam kejahatan yang kejam, cairan tubuh atau potongan kecil jaringan mungkin tersisah di tempat kejadian perkara, atau pada pakaian atau benda lain milik sang korban atau penyerang. Jika ada cukup darah, semen, atau jaringan, laboratorium forensic dapat menentukan golongan darah atau tipe jaringan dengan menggunakan antibody untuk mendeteksi protein-protein permukaan sel yang specific. Akan tetapi, uji semacam itu membutuhkan sampel yang cukup segar dalam jumlah yang relatif besar. Selain itu karena, banyak orang memiliki golongan darah atau tipe jaringan yang sama, pendekatan ini hanya dapat melepaskan kecurigaan dari seseorang, namun tidak dapat memberikan bukti yang kuat bahwa tersangka bermasalah. Perkembangan jaman menuntut analisis yang lebih analitik untuk mendapatkan hasil yang memiliki validitas lebih tinggi untuk kepentingan penyelidikan. Sehingga dikembangkan DNA Fingerprinting, yang pertama kali diadopsi pada 1984 oleh Alec Jeffreys dari Oxford University (Mongelli, 2004). Penemuan Jeffrey ini dapat memberikan metode baru yang dapat mengungkap karakteristik dari masing-masing orang, dengan penanda gennya karena idalam setiap tubuh manusia, binatang, serta tanaman, dan mikroorganisme, terdapat sebuah struktur DNA yang unik. Di Indonesia, DNA fingerprint mencuat namanya sebagai cara identifikasi kejahatan dan korban yang telah hancur setelah terjadi peristiwa peledakan bom di tanah air seperti kasus bom Bali, bom Marriot, peledakan bom di depan Kedubes Australia dan lain-lain. Pengunaan informasi DNA fingerprint di Indonesia boleh dibilang masih sangat baru sedangkan di negara-negara maju, hal ini telah biasa dilakukan (Putra, 2007). Steven Friedland dalam artikelnya “The Criminal Law Implications of The Human Genom” di Kentucky Law Journal tahun 1997 menyebutkan bahwa dengan menangani dan menggunakan barang bukti DNA secara tepat, kasus-kasus yang sulit terungkap bukan tidak mungkin akan terpecahkan. Dengan teknologi DNA ini pula hukum dan keadilan akan lebih dipercaya (Kompas Cybermedia dan Berbagai Sumber, 2007). Dengan teknologi DNA ini pula hukum dan keadilan akan lebih dipercaya. Menurut Dr Bruce Weir, profesor ilmu statistik-genetik dari North Carolina State University, DNA fingerprinting atau tes DNA adalah karakterisasi DNA untuk mengidentifikasi susunan 3



DNA seseorang. Barang bukti DNA dapat diambil dari barang bukti biologis, baik dalam keadaan utuh maupun tidak utuh. Berbeda dengan analisis sidik jari, yang mudah rusak atau hilang dan akurasinya sangat tergantung dengan keutuhan Menurut Beverly Himick, seorang peneliti forensik dari Washington State Patrol Crime Lab, tes DNA dapat dilakukan hanya dengan barang bukti DNA yang jumlahnya sedikit (Kompas Cybermedia dan Berbagai Sumber, 2007). Dalam makalah ini akan disajikan tentang DNA Fingerprint secara lebih mendalam, mulai dari pengertian DNA Fingerprint, mengapa menggunakan Fingerprint, Metode apa saja yang digunakan dalam



Fingerprint dan apa saja aplikasi DNA



Fingerprint. Sehingga pembaca memperoleh wawasan dan kerangka berfikir yang baik tentang hal tersebut.



B. Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam makalah ini adalah. 1.



Apakah DNA Fingerprint itu?



2.



Bagaimana Teknik yang digunakan pada DNA Fingerprint?



3.



Apa saja aplikasi DNA Fingerprint?



4.



Bagaimanakah diagram alir pelaksanaan DNA Fingerprint?



C. Tujuan Penulisan Makalah Tujuan pembuatan makalah ini adalah. 1.



Mengetahui apakah DNA Fingerprint itu.



2.



Mengetahui teknik-tehnik yang digunakan pada DNA Fingerprint



3.



Mengetahui aplikasi DNA Fingerprint



4.



Mengetahui diagram alir pelaksanaan fingerprint.



4



BAB II PEMBAHASAN



A. DNA FINGERPRINTING DNA fingerprint merupakan salah satu bagian atau tipe dari bioteknologi yaitu tipe bioteknologi forensik. Bioteknologi itu sendiri berarti seperangkat teknik yang memanfaatkan organisme hidup atau bagian dari organisme hidup, untuk menghasilkan atau



memodifikasi



produk,



meningkatkan



kemampuan



tumbuhan



dan



hewan,



mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus yang berguna bagi kehidupan manusia atau lingkungan. DNA fingerprinting adalah teknik untuk mengidentifikasi seseorang berdasarkan pada profil DNAnya. Ada dua aspek DNA yang digunakan dalam DNA fingerprinting, yaitu di dalam satu individu terdapat DNA yang seragam dan variasi genetik terdapat diantara individu. Prosedur DNA fingerprinting memiliki kesamaan dengan mencocokkan sidik jari seseorang dengan orang lain. Hanya saja perbedannya adalah proses ini dilakukan tidak menggunakan sidik jari, tetapi menggunakan DNA individu karena secara individu DNA seseorang itu unik. Digunakan DNA karena DNA memiliki materi hereditas yang berfungsi untuk menentukan suatu urutan keturunan dalam suatu keluarga secara turunmenurun dengan pola yang acak (karena berasal dari fusiinti ovum dan sperma) sehingga dapat digunakan untuk identifikasi pelaku kejahatan walaupun telah berganti wajah. 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. Fingerprint adalah gurat-gurat yang terdapat di kulit ujung jari. Fungsinya adalah untuk memberi gaya gesek lebih besar agar jari dapat memegang benda-benda lebih erat. Sidik jari dapat digunakan sebagai sarana pengamanan dalam melakukan akses ke komputer karena sidik jari mempunyai ciri yang unik, setiap manusia memilikinya, dan



5



selalu ada perbedaan antara yang satu dengan yang lain. Hal ini mulai dilakukan pada akhir abad ke-19 (Angraini, 2009). Berikut adalah gambar beberapa macam tipe fingerprint. Perkembangan jaman menuntut analisis yang lebih analitik untuk mendapatkan hasil yang memiliki validitas lebih tinggi untuk kepentingan penyelidikan. Sehingga dikembangkan DNA Fingerprinting, yang pertama kali diadopsi pada 1984 oleh Alec Jeffreys dari Oxford University (Mongelli, 2004). Penemuan Jeffrey ini dapat memberikan metode baru yang dapat mengungkap karakteristik dari masing-masing orang, dengan penanda gennya karena idalam setiap tubuh manusia, binatang, serta tanaman, dan mikroorganisme, terdapat sebuah struktur DNA yang unik. Analisa DNA fingerprinting adalah teknik analisis untuk mengidentifikasi suatu individu berdasarkan pada fragmen DNA-nya. Keuntungan dari analisis fingerprinting ini, dapat mengetahui kekerabatan, karakterisasi, dan penanda suatu spesies baik hewan maupun tumbuhan (Turanggaseta, 2009). DNA fingerprinting setiap individu berbeda-beda sehingga dapat digunakan sebagai bukti forensik pada kasus kejahatan. Tes DNA ini bisa digunakan DNA yang terdapat pada inti sel atau DNA mitokondria. Namun DNA inti yang sering digunakaan karena DNA mitokondria sering mengalami mutasi (Christina, 2009). DNA (asam deoksiribonukleat) merupakan cetak biru genetik manusia. Itu ada di hampir setiap sel dari tubuh manusia dan berbeda dalam urutan nukleotida nya (molekul yang membentuk DNA, disingkat dengan huruf, A, T, G, C, atau, adenin, timin, guanin, dan sitosin) . Genom manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida, dimana 99,9% identik dari satu orang ke yang berikutnya. Variasinya sekitar 0,1%, karena itu, dapat digunakan untuk membedakan orang yang satu dengan yang lain. Ini adalah perbedaan yang dapat digunakan oleh para ilmuwan forensik untuk mencocokkan spesimen folikel darah, jaringan, atau rambut untuk individu dengan tingkat keakuratan yang tinggi. DNA dari setiap individu adalah unik, dengan pengecualian pada kembar identik. Sebuah sidik jari DNA,



adalah pola DNA yang memiliki urutan yang unik



sedemikian rupa sehingga dapat dibedakan dari pola DNA individu-individu lainnya. DNA fingerprinting juga disebut “ketikan DNA”. Sidik jari DNA pertama kali digunakan untuk identifikasi sampel setelah ahli genetika Alec Jeffreys J. dari Universitas Leicester di Inggris menemukan bahwa ada pola materi genetik yang unik untuk setiap individu. Dia menyebut urutan DNA berulang "minisatellites." Dua kegunaan utama untuk informasi yang diberikan oleh analisis DNA fingerprinting adalah untuk identifikasi individu dan untuk penentuan ayah. 6



DNA fingerprinting didasarkan pada DNA yang dianalisis dari daerah dalam genom yang terpisah yang disebut intron gen. Intron adalah daerah dalam suatu gen yang bukan bagian dari protein gen pengkode. Mereka keluar disambung selama pemrosesan dari messenger RNA, yang merupakan molekul antara yang memungkinkan DNA untuk mengkodekan protein. Hal ini berbeda dengan analisis DNA dalam penentuan mutasi yang menyebabkan penyakit, dimana sebagian besar mutasi melibatkan daerah dalam gen yang kode untuk protein yang disebut ekson. DNA fingerprinting biasanya melibatkan intron karena ekson jauh lebih dilestarikan dan karenanya, memiliki variabilitas yang lebih kecil dalam urutannya. DNA fingerprinting pada awalnya digunakan untuk mengidentifikasi penyakit genetik dengan menghubungkan gen penyakit dalam sebuah keluarga yang didasarkan pada penanda dan kemungkinan mereka akan berada dalam jarak dekat, tetapi juga menjadi digunakan untuk investigasi kriminal dan ilmu forensik. Secara umum, pengadilan Amerika Serikat menerima keandalan analisis DNA dan telah memasukkan hasil ini menjadi bukti dalam banyak kasus di pengadilan. Namun, akurasi hasil, biaya pengujian, dan penyalahgunaan teknik telah membuat kontroversial. Di laboratorium forensik, DNA dapat dianalisis dari berbagai sampel manusia termasuk darah, air mani, air liur, urin, rambut, (sel pipi) bukal, jaringan, atau tulang. DNA dapat diekstraksi dari sampel dan dianalisa di laboratorium dan hasil dari studi ini dibandingkan dengan DNA dianalisis dari sampel yang dikenal. DNA diekstraksi dari sampel yang diperoleh dari TKP kemudian dapat dibandingkan dan mungkin cocok dengan DNA yang diekstraksi dari korban atau tersangka. DNA dapat diekstraksi dari dua sumber yang berbeda dalam sel. DNA ditemukan dalam inti sel, juga disebut DNA inti (nDNA) yang lebih banyak memberikan informasi . DNA juga dapat ditemukan dalam organel dalam sel yang disebut mitokondria, yang berfungsi untuk menghasilkan energi yang menggerakkan semua proses seluler yang diperlukan untuk kehidupan. DNA mitokondria (mtDNA) adalah jauh lebih kecil, hanya berisi 16.569 basa nukleotida (dibandingkan dengan nDNA, yang mengandung 3,9 miliar.



B. TEKNIK-TEKNIK YANG DIGUNAKAN PADA DNA FINGERPRINTING Analisis DNA fingerprinting adalah prosedur laboratorium yang memerlukan sejumlah langkah. Ada sejumlah teknik yang digunakan oleh laboratorium yang berbeda, namun dalam makalah ini dua teknik akan ditinjau: Restriction Fragment Length 7



Polymorphism (RFLP), dan Polymerase Chain Reaction (PCR). Dari kedua teknik tersebut, ternyata terdapat beberapa kelemahan dan kelebihan. DNA fingerprinting dengan teknik Retriction Fragmen Light Polymorphism (RFLP) dianggap lebih akurat daripada (Polymerase Chain Reaction) PCR jika dilihat dari ukuran sampel yang dianalisis dan bahan yang digunakan, yaitu sampel DNA segar. Sedangkan kelemahan RFLP ini adalah biaya yang dibutuhkan lebih mahal dan membutuhkan waktu yang lama untuk menyelesaikan analisis. Langkah pertama dalam kedua prosedur melibatkan ekstraksi dan pemurnian DNA. Sebelum sampel DNA dapat dianalisis, DNA harus terisolasi dari yang lain organik dan non-organik bagian-bagian dari sampel. Jenis sampel akan menentukan teknik yang digunakan untuk mengisolasi DNA. Sampel mungkin direbus dengan deterjen yang memecah protein dan materi selular lain tetapi tidak mempengaruhi DNA. Enzim dapat ditambahkan untuk mendobrak protein dan bahan selular lainnya. Pelarut organik dapat digunakan untuk memisahkan DNA dari lainnya organik dan non-organik material. DNA ini kemudian dipisahkan dari protein dan lainnya selular material (DNA Forensik, Soal Set 1 dalam Mongelli (2004)).



Persiapan DNA Fingerprint 1.



Menyiapkan Koleksi Spesimen/pengumpulan Spesimen Peneliti dapat melihat dari kejadian dan barang-barang ditempat kejadian perkara



agar dapat menemukan DNA misalnya, pada pakaian kotor, jilatan pada amplop, puntung rokok, secangkir kopi yang digunakan di wastafel, atau sumber lain untuk sel manusia. Noda darah kecil, noda air mani kering untuk jejak air liur sering semua diperlukan untuk memecahkan kasus (William dan Michael, 2004). Atau Investigator peristiwa kriminal secara rutin mencari sumber DNA: binatu kotor, jilatan amplop, puntung rokok, sebuah cangkir kopi, atau lainnya yang merupakan sumber sel manusia. Bercak darah, noda air mani yang telah kering, atau bekas ludah semua diambil untuk memcahkan sebuah kasus. Setiap makhluk hidup memiliki DNA, jadi setiap lokasi kasus kejahatan pasti penuh dengan sumber-sumber yang telah terkontaminasi. Dengan alasan tersebut, perhatian yang cermat sangat dibutuhkan pada saat mengumpulkan bukti. Untuk melindungi bukti-bukti tersebut, petugas pada lokasi kejahatan harus melakukan tindakan pencegahan sebagai berikut: 1.



Menggunakan dan menyediakan sarung tangan dan menggantinya secara teratur. 8



2.



Menggunakan peralatan yang disediakan (seperti penjepit atau kain lap). Bila alat-alat yang diperlukan tidak tersedia, pastikan bahwa peralatan yang digunakan bersih sepenuhnya baik sebelum maupun sesudah memegang masingmasing sampel.



3.



Tidak



berbicara,



bersin,



dan



batuk



untuk



mencegah



kontaminasi



mikroorganisme dari ludah. 4.



Tidak menyentuk barang apapun yang mengandung DNA (seperti wajah, hidung,mulut sendiri) selama memegang barang bukti.



5.



Sinar matahari dan suhu tinggi dapat merusak DNA. Bakteri sebagai dekomposer dapat mengkontaminasi sebelum atau selama pemeliharaan sampel. Jadi barang bukti tidak boleh disimpan dalam kantong plastik karena dapat merusak kelembaban.



6.



DNA fingerprinting merupakan proses perbandingan, yaitu DNA dari lokasi kejahatan dibandingkan dengan sampel DNA tersangka. Spesimen yang dibandingkan sebanyak 1 ml atau lebih ditambah agen anti pembekuan yang disebut Ethylene Diamine Tetraacetic Acid (EDTA)



2.



Isolasi DNA untuk Analisis. Setelah sampel terkumpul, para teknisi bertanggung jawab untuk menetapkan



riwayat genetiknya. Pertama, ekstraksi DNA dari sampel. DNA dapat dipurifikasi secara kimiawi (menggunakan detergen yang dapat melepaskan materi sel yang tidak diinginkan) atau secara mekanis (menggunkan tekanan untuk memaksa DNA keluar sel)



3.



Analisis RFLP Karena proses ini akan memakan banyak waktu untuk menganalisis tiga milyar



pasang basa, digunakan sebuah metode yang bergantung pada VNTRs. Konsentrasi pada urutan yang berulang lebih bijaksana daripada menganalisis masing-masing pasang basa. Untuk isolasi VNTRs, DNA diperlakukan dengan enzim restriksi endonuklease, yang memotong heliks DNA dimanapun urutan spesifik muncul pada rantai. Proses tersebut disebut Restriction Fragment Length Polymorfism (RFLP). Restriksi endonuklease ditemukan pada bakteri E. coli. Setelah berbentuk fragmen, teknisi menggunakan elekroforesis untuk memisahkan potongan-potongan tersebut. Fragmen DNA berjalan melewati medium gel menuju ke sisi 9



positif elektroda. Pergerakan fragmen diperlambat oleh adanya pori-pori pada gel. Fragmen yang lebih kecil dan ringan berjalan lebih cepat. Jadi fragmen-fragmen tersebut berjalan lebih jauh melewati gel. Hasilnya adalah sebuah gel dengan DNA pendek pada ujung fragmen genetik. Gel kemudian diperlakukan secara kimiawi atau dipanaskan untuk mendenaturasi DNA dan membentuk kembali double-heliks. Berikut adalah ukuran sampel yang paling sering digunakan dalam teknik RFLP:



Analisis Restriction fragment length polymorphism (RFLP) adalah salah satu teknik pertama yang secara luas digunakan untuk mendeteksi variasi pada tingkat sekuen DNA. Deteksi RFLP dilakukan berdasar pada adanya kemungkinan untuk membandingkan profil pita-pita yang dihasilkan setelah dilakukan pemotongan dengan enzim restriksi terhadap DNA target/dari individu yang berbeda. Berbagai mutasi yang terjadi pada suatu organisma mempengaruhi molekul DNA denganberbagai cara, menghasilkan fragmenfragmen dengan panjang yang berbeda. Perbedaan panjang fragmen ini dapat dilihat setelah dilakukan elektroforesis pada gel, hibridisasi dan visualisasi. Aplikasi teknik RFLP biasa digunakan untuk mendeteksi diversitas genetic, hubungan kekerabatan, sejarah domestikasi, asal dan evolusi suatu spesies, genetic drift dan seleksi, pemetaan keseluruhan genom, tagging gen, mengisolasi gen-gen yang berguna dari spesies liar, mengkonstruksi perpustakaan DNA.



4.



Southern Blot Proses hibridisasi dan visualisasi diawali dengan transfer DNA dari gel agarose ke



nilon berpori atau membrane nitroselulosa. Transfer DNA disebut „Southern blotting‟, mengacu kepada nama penemu teknik tersebut yaitu E.M. Southern (1975). Pada metode ini mula-mula gel didenaturasi dengan larutan dasar dan diletakkan pada suatu nampan. Selanjutnya di atas gel hasil elektroforesis diletakkan nilon berpori atau membrane 10



nitroselulosa, kemudian di atasnya diberi pemberat. Semua fragment hasil pemotongan dengan enzim restriksi yang pada awalnya berada pada gel akan ditransfer secara kapiler ke membrane tersebut dalam bentuk untai tunggal. Pola fragmen akan sama dengan yang berada pada gel. Setelah DNA dipisahkan dan diurutkan berdasarkan elektrophoresis, maka dilakukan



transfer fragmen gel membran nitroselulosa atau nilon. Proses transfer ini



dikenal sebagai teknik blot Southern. Setelah DNA secara permanen berada pada membran nitro-selulosa atau nilon, maka membran diinkubasi dengan radioaktif dari DNA yang disebut probe, yang bergabung dengan sampel. Probe fragmen untai tunggal DNA atau RNA yang mengandung kode komplementer untuk urutan basa tertentu. Wilayah yang ditargetkan pada plet DNA disebut lokus.



Gambar 4: Teknik Southern Blot (sumber: William and Michael, 2004)



5.



Hibridisasi dan Visualisasi DNA yang ditransfer pada nilon berpori atau membrane nitroselulosa selanjutnya



dihibridisasi dengan probe. Membran diinkubasi bersama probe DNA. Bila antara probe dan DNA target merupakan komplemen maka akan terjadi hibridisasi. Bila probe yang digunakan dilabeli maka selanjutnya dupleks yang terjadi dapat dideteksi. Bila kondisi hibridisasi yang digunakan mempunyai stringency yang tinggi (highly stringent), maka tidak akan terjadi hibridisasi dengan DNA yang mempunyai kekerabatan yang jauh atau 11



non homolog. Jadi probe DNA akan mengenali hanya sekuen yang komplemen dan secara ideal homolog diantara beribu-ribu atau bahakan berjuta-juta fragmen yang bermigrasi sepanjang gel. Fragmen yang diinginkan dapat dideteksi setelah dilakukan pemaparan membrane yang telah mengalami hibridisasi pada film. Probe DNA umumnya berasal dari perpustakaan DNA (DNA library), baik dari genom maupun cDNA, yang merupakan sekumpulan vector yang mengandung wakil dari DNA original yang dipotong menjadi banyak potongan. Vektor tersebut dapat ditransfer pada bakteri sehingga DNA yang dibawanya dapat dilipatgandakan. Probe DNA juga dikonversi menjadi molekul untai tunggal dan dilabeli menggunakan metode standar seperti radioisotope dan digoxygenin, dan selanjutnya digunakan untuk hibridisasi. Teknik ini menggunakan enzim-enzim restriksi yang berfungsi sebagai pemotong DNA rantai ganda pada sekuens yang spesifik, untuk menentukan apakah dua fragmen DNA memiliki kesamaan. Dalam teknik ini, DNA dipotong dengan enzim restriksi tertentu, kemudian dielektroforesis pada gel agarose yang akan memisahkan fragmen DNA yang dipotong sesuai dengan ukurannya. Kalau DNA tidak identik ukurannya, maka pola fragmen DNA pada gel tidak akan sepadan. Bila pola fragmen DNA sama, maka enzirn restriksi tersebut akan digunakan untuk menentukan apakah dua rantai DNA memiliki kesamaan



6.



Teknik Amplifikasi PCR PCR adalah teknik baru yang dikembangkan pada tahun 1986 oleh Kary Mullis



diterapkan untuk forensik pada tahun 1991. Teknik PCR memiliki kemampuan untuk mereplikasi materi genetik, dan bahkan mengoreksi dan melakukan koreksi pada salinan. Ini melibatkan menyalin ulang daerah tertentu dari molekul DNA. Daerah ini merupakan alel dan urutan tertentu pasangan basa. Daerah-daerah sasaran adalah variabel daerah. PCR adalah sebuah teknik biologi molekuler untuk mereplikasikan DNA dengan menggunakan enzim Taq polimerase. PCR digunakan untuk mengamplifikasi bagian DNA yang pendek (sampai 10 kb). Sejak ditemukan oleh Kary Mullis pada tahun 1983, teknik ini telah melahirkan teknik PCR-based marker teknik lainnya yang sangat bervariasi. Prinsip dasar PCR adalah: 1. DNA untai ganda didenaturasi pada suhu 95C sehingga membentuk DNA untai tunggal yang berfungsi sebagai cetakan.



12



2. DNA untai tunggal yang pendek (disebut primer) berikatan dengan DNA cetakan pada temperature rendah. Ikatan primer terjadi pada untai yang komplementer dengan cetakan pada daerah ujung batas sekuen DNA target. 3. Suhu ditingkatkan menjadi 72C sehingga enzim DNA polymerase dapat melakukan sintesis DNA membentuk untai ganda DNA baru. 4. Untai ganda DNA yang baru disintesis, didenaturasi pada suhu tinggi dan siklus berulang. PCR dilakukan dengan menggunakan mesin Thermal Cycler yang dapat menaikkan dan menurunkan suhu dalam waktu cepat sesuai kebutuhan siklus PCR. Pada awalnya orang menggunakan tiga penangas air (water bath) untuk melakukan denaturasi, annealing dan ekstensi secara manual, berpindah dari satu suhu ke suhu lainnya menggunakan tangan. Tapi syukurlah sekarang mesin Thermal Cycler sudah terotomatisasi dan dapat diprogram sesuai kebutuhan. DNA fingerprint dengan menggunakan PCR, kelebihannya yaitu kemampuan untuk membedakannya lebih akurat dan dapat digunakan untuk menganalisa sampel yang tersedia dalam jumlah kecil maupun yang telah terdegradasi oleh cahaya matahari. PCR mampu mengamplifikasi sejumlah daerah spesifik yang terdapat pada DNA menggunakan primer oligonukleotida dan DNA polimerase yang termostabil. Salah satu contoh DNA profilling menggunakan PCR adalah dengan HLA-DQ lphareverse dot blot strips. Pada teknik ini digunakan strips yang mengandung titik (dot) dimana setiap dot mengandung DNA probe yang berbeda dari DNA manusia (HLA). Probe DNA berupa dot pada strip nitroselulosa ditempeli dengan enzim yang dapat merubah substrat yang tidak berwarna menjadi berwarna ketika probe berikatan dengan DNA. Jika DNA hasil PCR berikatan dengan probe yang komplemen pada strip, maka titik (dot) pada strip akan berwarna.



7.



Dot Blot (atau Blot Slot) Analisis . Sekarang saatnya untuk beralih ke analisis. Karena DNA yang dihasilkan



menggunakan proses PCR identik, elektroforesis tidak diperlukan untuk memilah dan memisah. Sebaliknya, DNA diterapkan untuk strip blot disiapkan secara khusus. Setiap titik pada strip berisi probe DNA yang berbeda dari DNA manusia (antigen leukosit manusia, atau HLA). Probe DNA hadir dalam "titik" pada strip nitrocellulose yang melekat ke sebuah kompleks enzim yang dapat mengkonversi substrat berwarna menjadi satu 13



warna jika terjadi pengikatan. Dalam kasus ini, probe tidak bersifat radioaktif, melainkan kimia reaktif, dan lebih mudah untuk melakukannya daripada RFLPs. Sebagai salah satu pencegahan terhadap hasil yang salah, strip memiliki titik-titik kontrol. Jika titik kontrol tidak berubah warna, DNA terlalu sedikit untuk mendapatkan hasil yang akurat. Sekarang mari kita lihat bagaimana analisis sidik jari DNA yang dilakukan



Gambar 5 : Dot or Blot Procedure for analysis (sumber: William and Michael, 2004)



C. APLIKASI PENGGUNAAN FINGERPRINTING 1. Sebagai bukti kejahatan Penggunaan teknik DNA fingerprinting dalam menyelesaikan kasus kriminal yang menyangkut pembunuhan dan pemerkosaan seorang gadis sekolah dilakukan oleh sir Alex Jefferies dan rekan kerjanya yaitu Dr. Peter Gill dan Dr. Dave warret di Inggris. Mereka melakukan penyelidikan dengan memeriksa bukti berupa noda yang sudah mengering. Yang terpenting yang dilakukan oleh Dr. Gill adalah mengembangkan penyelidikan dengan metode memeriksa sebaran sperma di sekitar sel vagina. Deterjen bisa menghilangkan sel vagina tapi tidak untuk sel sperma. Tanpa pengembangan ini sangat sulit untuk menggunakan DNA sebagai bukti dalam menangani kasus-kasus pemerkosaan. 14



Menurut Fridell (2001), Jefri dan rekan kerjanya membandingkan bukti DNA yang dikumpulkan dalam kasus yang mereka tangani dengan contoh air mani dari pembunuhan yang mirip yang terjadi sebelumnya. Hasil analisis menunjukkan bahwa kedua kejahatan itu dilakukan oleh orang yang sama. Dari sini, polisi memiliki satu tersangka utama. Tetapi ketika bukti DNA yang ada dibandingkan dengan darah tersangka ternyata sangat jelas perbedaanya. Kedua DNA tersebut sama sekali tidak cocok. Penyelidikan kemudian dilanjutkan, polisi mengumpulkan bukti-bukti DNA sebanyak 5500 buah dari berbagai populasi dengan cara tes darah sederhana, dari sini kemudian diambil 10 % untuk penyelidikan lebih lanjut. Setelah perdebatan yang cukup rumit tentang hasil analisis, penyelidikan akhirnya dihentikan karena tidak ada profil yang cocok dengan si pembunuh. Setelah beberapa lama muncullah titik terang, seorang pria berkata bahwa ia dapat memberikan sampel atas nama temannya, pria itu kemudian diperiksa, ternyata serangkaian tes bisa dimengerti dan DNAnyapun dianalisis. Hasilnya ternyata pola dari DNA pria itu cocok dengan DNA dalam semen tersangka. Pria tersebut akhirmya mengaku telah melakukan dua kejahatan dan akhirnya harus mendekam dalam penjara untuk mempertanggung jawabkan perbuatannya itu.



2. Untuk mengetahui hubungan kekerabatan organisme Contoh manfaat DNA fingerprinting adalah untuk mengetahui hubungan kekerabatan suatu individu. Misalnya seperti yang diungkapkan oleh Fridell (2001) adalah untuk mengetahui orangtua dari seorang anak di Inggris. Setelah diselidiki, maka ditemukan ibu dari anak tersebut berdasarkan perbandingan DNA anak dengan ibunya serta dengan keluarga ayahnya karena kebetulan ayah dari anak tersebut tidak dapat ditemukan. Berdasarkan kasus tersebut, maka terlihat jelas bahwa DNA fingerprinting ini dapat dimanfaatkan untuk mengetahui hubungan kekeluargaan individu.



3. Untuk perlindungan terhadap cagar alam Pemanfaatan DNA fingerprinting dalam perlindungan hewan dan tumbuhan dapat dilihat pada penebangan pohon di hutan. Menurut Luntz (2011), DNA fingerprinting ini digunakan dalam mengetahui jenis pohon yang ditebang berdasarkan produk hasil dari pohon tersebut. Berdasarkan penanda yang telah digunakan maka suatu perusahaan dapat diketahui pohon yang ditebangnya berasal dari daerah mana sehingga dapat diketahui lebih 15



lanjut apakah perusahaan tersebut menyalahgunakan izin yang diberikan. Misalnya izin penebangan hutan di Indonesia tetapi setelah diperiksa, pohon hasil dari perusahaan tersebut adalah dari Kongo. Contoh lain adalah melalui penelitian yang dilakukan oleh Durhan (2011). Hasil penelitian memberikan informasi bahwa, ditemukannya populasi tanaman kakao di Peru yang setelah diidentifikasi ternyata memiliki berbagai keunggulan. Keunggulan tersebut antara lain tahan terhadap hama, memiliki variasi rasa baru dan memiliki sekelompok jamur yang bermanfaat bagi kakao tersebut. Hasil ini tentunya sangat bermanfaat karena menambah pengetahuan sehingga dapat mengeksplorasi berbagai jenis kakao sehingga pada akhirnya dapat melestarikan tanaman kakao itu sendiri. Manfaat dalam hal perlindungan hewan dan tumbuhan melalui DNA fingerprinting juga melalui penelitian yang dilakukan oleh Avolio dkk (2011). Penelitiannya bertujuan untuk mengetahui genotip dari rumput-rumputan yang dominan pada suatu padang rumput dan bagaimana keanekaragaman genetik dari rerumputan yang dominan berpengaruh terhadap proses yang terjadi dalam ekosistem. Pada akhirnya dapat diketahui bahwa kehadiran spesies rumput yang umum dan jarang berdampak pada komunitas dan proses yang terjadi dalam ekosistem.



4. Bahan untuk penelitian biologi lanjut Sebagai bahan untuk penelitian lanjutan misalnya untuk mengetahui keragaman organisme yang bisa dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Seperti halnya dengan penelitian yang dilakukan oleh Rodiyah dkk (2004) yang memperoleh hasil tentang distribusi dan keragaman genetik bakteri diazotrof endofit pada tanaman tebu. Hasil penelitian ini dapat dimanfaatkan untuk lebih memanfaatkan bakteri diazotrof itu dalam menambat nitrogen yang nantinya dapat digunakan dalam menyuburkan tanaman tebu itu sendiri. Contoh lain penelitian tentang DNA fingerprinting ini adalah penelitian yang dilakukan oleh Azrai dkk (2003) tentang identifikasi lokus karakter kuantitatif ketahanan penyakit bulai pada jagung. Penelitian ini menggunakan metode RFLP yang kemudian hasilnya diketahui marka yang prospektif digunakan sebagai alat bantu seleksi untuk mempercepat program pemuliaan dalam pembentukan kultivar unggul jagung tahan penyakit bulai.



16



D. Diagram Alir Aplikasi DNA Fingerprint Untuk Forensik



Pengumpulan Specimen



Isolasi DNA



DNA



Analisis



RFLP



PCR



Fragmentfragment DNA



Blot Strip



Elektroforesis



Perubahan warna



Southern Blot



Compare



Visualisasi



17



BAB III PENUTUP



A. Kesimpulan 1. DNA fingerprinting adalah teknik untuk mengidentifikasi seseorang berdasarkan pada profil DNAnya. Ada dua aspek DNA yang digunakan dalam DNA fingerprinting, yaitu di dalam satu individu terdapat DNA yang seragam dan variasi genetik terdapat diantara individu. 2. Ada sejumlah teknik yang digunakan oleh laboratorium yang berbeda namun garis besar yang umum digunakan yaitu Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP), Polymerase Chain Reaction (PCR), Isolasi DNA, Elektroforesis, Sothern Blot, Blot Strip dll. 3. Aplikasi DNA Fingerprint antara lain sebagai bukti kejahatan, untuk mengetahui hubungan kekerabatan organism, untuk perlindungan terhadap cagar alam dan bahan untuk penelitian biologi lanjut.



B. Saran Sebagai anggota masyarakat yang terpelajar dan diberkahi pengetahuan tentang fingerprint kita sebagai mahasiswa hendaknya dapat memahami dan mempercayai tentang hasil yang didapatkan oleh fingerprint ini terutama jika ada kasus tertentu di masyarakat dan kepada pemerintah agar dapat lebih menyiapkan sarana dan prasarana berkaitan dengan DNA Fingerprint agar lebih mudah mengaplikasikannya.



18



DAFTAR RUJUKAN



Avolio, M.L., Chang, C.C., Smith, M.D. 2011. Assesing Fine-Scale Genotypic Structure of A Dominnant Species in Native Grasslands. The American Midland Naturalist 165(2): 211-224. Azrai, M., Kasim, F., Sutrisno. Moeljopawiro, S. 2003. Identifikasi Lokus Karakter Kuantitatif Ketahanan Penyakit Bulai pada Jagung. Jurnal Bioteknologi Pertanian, 8(1): 8-14. Budhi, H. 2008. DNA Fingerprint, Metode Analisis Kejahatan pada Forensik. (Online), (www.bioscience05.blogspot.com, Diakses 4 Oktober 2011). Christina. 2009. DNA fingerprinting, Variasi DNA, Regulasi Gen, Cross Spesies Recombinant, dan Mental Disorder. (Online), (http://r2dyluminescence. wordpress.com/2009/12/19/resume-presentasi-3-dna-fingerprint-variasi-dnaregulasi-gen-cross-species-recombinant-dan-mental-disorder/), diakses tanggal 1 Oktober 2011. Fridell, R. 2001. DNA Fingerprinting: the Ultimate Identitty. Canada: Franklin Watts. Heri.



2011. RFLP (Restriction Fragment Length Polymorfism). (www.catatankuliah-heri.blogspot.com, diakses 4 Oktober 2011).



(Online),



Kemp, Jennifer T.., Ronald W. Davis., Robert L. White., Shan X. Wang., and Chris D. Webb. 2005. A Novel Method for STR-based DNA Profiling Using Microarrays. Journal Forensic science, 50(5): 1-5. Luntz, S. 2011. Forests Meet Forensics. Australian Science, 32(7): 6. Mongelli, Kerri. 2004. DNA Fingerprinting. Jurnal IQP-52-DSA-4122. Rodiyah, Soedarsono, J., Yuwono, T. 2004. Distribusi dan Diversitas Genetik Bakteri Diazotrof Endofit pada Tanaman Tebu (Saccharum officinarum L.). Jurnal Sains dan Sibernatika, 17(2). William, J.T., Michael, A.P. Introduction to Biotechnology. Person Education, Inc Publishing as Benjamin Cumming, Fransisco.



19



SELF ASESSMENT No



Nama



Judul bahan



Lama



Kontribusi dalam



bacaan



akses/membaca



kelompok T



1



Bevo Wahono



Introduction to Biotechnology Biologi,Campb ell dkk Edisi Kedelapan Jilid III Internet



2



Indi Maulidya



Introduction to Biotechnology Biologi,Campb ell dkk Edisi Kedelapan Jilid III Internet



3



Vera Pramesti



Introduction to Biotechnology Biologi,Campb ell dkk Edisi Kedelapan Jilid III Internet



4



Siti Nurhidayati



Introduction to Biotechnology Biologi,Campb ell dkk Edisi Kedelapan Jilid III Internet



S



R



4 Jam



2 Jam



T



3 Jam 2 Jam



1 Jam



T



2 Jam 2 Jam



1 Jam



T



3 Jam 1 Jam



-



T



1 Jam



20