PERTANYAAN BAB ISOLASI DNA Dari Buah [PDF]

Citation preview

PERTANYAAN BAB ISOLASI DNA dari buah : 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan asam nukleat, DNA, dan RNA 2. Sebutkan gugus-gugus yang menyusun molekul DNA 3. Carilah metode isolasi DNA untuk sampel selain buah-buahan (gunakan sumber yang terpercaya)



Jawaban : 1. Pengertian asam nukleat, DNA, RNA Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) dan Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus. Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA. Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan singkatan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah sejenis biomolekul yang menyimpan dan menyandi instruksi-instruksi genetika setiap organisme dan banyak jenis virus. Instruksi-instruksi genetika ini berperan penting dalam pertumbuhan, perkembangan, dan fungsi organisme dan virus. DNA merupakan asam nukleat; bersamaan dengan protein dan karbohidrat, asam nukleat adalah makromolekul esensial bagi seluruh makhluk hidup yang diketahui. Kebanyakan molekul DNA terdiri dari dua unting biopolimer yang berpilin satu sama lainnya membentuk heliks ganda. Dua unting DNA ini dikenal sebagai polinukleotida karena keduanya terdiri dari satuansatuan molekul yang disebut nukleotida. Tiap-tiap nukleotida terdiri atas salah satu jenis basa nitrogen (guanina(G), adenina (A), timina (T), atau sitosina (C)), gula monosakarida yang disebut deoksiribosa, dan gugus fosfat. Nukleotida-nukelotida ini kemudian tersambung dalam satu rantai ikatan kovalen antara gula satu nukleotida dengan fosfat nukelotida lainnya. Hasilnya adalah rantai punggung gula-fosfat yang berselang-seling. Menurut kaidah pasangan basa (A dengan T dan C dengan G), ikatan hidrogen mengikat basa-basa dari kedua unting polinukleotida membentuk DNA unting ganda Dua unting DNA bersifat anti-paralel, yang berarti bahwa keduanya berpasangan secara berlawanan. Pada setiap gugus gula, terikat salah satu dari empat jenis nukleobasa. Urutanurutan empat nukleobasa di sepanjang rantai punggung DNA inilah yang menyimpan kode informasi biologis. Melalui proses biokimia yang disebut transkripsi, unting DNA digunakan sebagai templat untuk membuat unting RNA. Unting RNA ini kemudian ditranslasikan untuk menentukan urutan asam amino protein yang dibangun. Struktur kimia DNA yang ada membuatnya sangat cocok untuk menyimpan informasi biologis setiap makhluk hidup. Rantai punggung DNA resisten terhadap pembelahan kimia, dan keduadua unting dalam struktur unting ganda DNA menyimpan informasi biologis yang sama. Karenanya, informasi biologis ini akan direplikasi ketika dua unting DNA dipisahkan. Sebagian besar DNA (lebih dari 98% pada manusia) bersifat non-kode, yang berarti bagian ini tidak berfungsi menyandikan protein.



Dalam sel, DNA tersusun dalam kromosom. Semasa pembelahan sel, kromosom-kromosom ini diduplikasi dalam proses yang disebut replikasi DNA. Organisme eukariotik (hewan, tumbuhan, fungi, dan protista) menyimpan kebanyakan DNA-nya dalam inti sel dan sebagian kecil sisanya dalam organel seperti mitokondria ataupun kloroplas.[1] Sebaliknya organisme prokariotik (bakteri dan arkaea) menyimpan DNA-nya hanya dalam sitoplasma. Dalam kromosom, protein kromatin seperti histon berperan dalam penyusunan DNA menjadi struktur kompak. Struktur kompak inilah yang kemudian berinteraksi antara DNA dengan protein lainnya, sehingga membantu kontrol bagian-bagian DNA mana sajakah yang dapat ditranskripsikan. Para ilmuwan menggunakan DNA sebagai alat molekuler untuk menyingkap teori-teori dan hukum-hukum fisika, seperti misalnya teorema ergodikdan teori elastisitas. Sifat-sifat materi DNA yang khas membuatnya sangat menarik untuk diteliti bagi ilmuwan dan insinyur yang bekerja di bidang mikrofabrikasi dan nanofabrikasi material. Beberapa kemajuan di bidang material ini misalnya origami DNA dan material hibrida berbasis DNA Asam ribonukleat (ARN, bahasa Inggris: ribonucleic acid, RNA) adalah molekul polimer yang terlibat dalam berbagai peran biologis dalam mengkode, dekode, regulasi, dan ekspresi gen. RNA dan DNA adalah asam nukleat, dan, bersama dengan protein dan karbohidrat, merupakan empat makromolekul utama yang penting untuk semua bentuk kehidupan yang diketahui. Seperti DNA, RNA dirakit sebagai rantai nukleotida, tetapi tidak seperti DNA, RNA lebih sering ditemukan di alam sebagai untai tunggal yang melipat ke dirinya sendiri, daripada untai ganda berpasangan. Organisme seluler menggunakan RNA duta (bahasa Inggris: messenger RNA, mRNA) untuk menyampaikan informasi genetik (menggunakan huruf G, U, A, dan C untuk menunjukkan basa nitrogen guanin, urasil, adenin, dan sitosin(bahasa Inggris: cytosine)) yang mengarahkan sintesis protein spesifik. Banyak virus mengkodekan informasi genetik mereka menggunakan genom RNA. Beberapa molekul RNA berperan aktif dalam sel dengan mengkatalis reaksi biologis, mengendalikan ekspresi gen, atau merasakan dan mengkomunikasikan tanggapan terhadap sinyal seluler. Salah satu dari proses aktif ini adalah sintesis protein, fungsi yang universal di mana molekul mRNA mengarhkan perakitan protein pada ribosom. Proses ini menggunakan molekul RNA transfer (bahasa Inggris: transfer RNA, tRNA) untuk memberikan asam amino ke ribosom, di mana RNA ribosomal (bahasa Inggris: ribosomal RNA, rRNA) kemudian menghubungkan asam amino bersama-sama untuk membentuk protein. 2. Gugus-gugus yang menyusun molekul DNA 1. Deoksiribosa 2-deoksiribosa atau gula deoksi adalah monosakarida dengan rumus molekul H-(C=O)-(CH2)(CHOH)3-H. Gula ini memiliki lima karbon dan merupakan gula ribosa yang kehilangan satu atom oksigen. Deoksiribosa mengikat gugus fosfat dan basa nitrogen (sitosin, timin, adenin, atau guanin).



2. Gugus Fosfat Fosfat adalah unsur non-organik dengan rumus molekul PO43−. Unsur ini berperan sebagai agen buffer. 3. Sitosin Sitosin (cytosine) adalah salah satu dari empat basa nitrogen. Dalam gen, sitosin dilambangkan huruf C. Di DNA, sitosin berikatan dengan guanin dan membentuk tiga ikatan hidrogen (pada gambar berupa garis titik-titik). 4. Timin Timin (thymine) adalah salah satu dari empat basa nitrogen. Timin juga disebut 5-metilurasil. Dalam RNA, timin digantikan oleh urasil. Pada DNA, timin berikatan dengan adenin membentuk dua ikatan hidrogen. Dalam gen, timin dilambangkan dengan huruf T. 5. Adenin Adenin (adenine) adalah salah satu dari empat basa nitrogen. Selain sebagai salah satu komponen penyusun DNA, adenin juga merupakan bagian dari ATP (adenosin trifosfat) yang kaya akan energi. Dalam gen, adenin dilambangkan dengan huruf A. 6. Guanin Guanin (guanine) adalah salah satu dari empat basa nitrogen. Pada DNA, guanin berikatan dengan sitosin dan membetuk tiga ikatan hidrogen. Dalam gen, guanin dilambangkan dengan huruf G. 3. Macam Metode Isolasi DNA Menurut Surzycky (2000) dalam Nurlaely (2016) terdapat beberapamacam metode isolasi DNA antara lain : a). Teknik Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) Teknik pengujian polimorfisme DNA berdasarkan pada amplifikasi dari segmen-segmen DNA acak yang menggunakan primer tunggal yang sekuen nukleotidanya ditentukan secara acak. Primer tunggal ini biasanya berukuran 10 basa. PCR dilakukan pada suhu anealing yang rendah yang memungkinkan primer menempel pada beberapa lokus pada DNA. Aturan sederhana untuk primer adalah terdiri atas 18-28 susunan basa dengan persentase G+C 50-60%. b)



Metode CTAB Menghasilkan pita DNA yang berukuran tebal dan dapat memisahkan DNA dari polisakarida karena adanya perbedaan karakteristik kelarutan (differensial of solubility). Disamping deperoleh fragmen DNA, dengan metode CTAB juga akan diperoleh RNA dengan pita tipis yang terletak jauh berada di bawah pita DNA. Keberadaan pita RNA tergantung bahan yang diekstraksi.



c)



Phenol:chloroform Mengunakan senyawa Phenol-choloroform-isoamyl alcohol, Metode standard untuk ekstraksi DNA, Akhir-akhir ini ditinggalkan, karena sifat toksik phenol.



d)



Salting Out Menggunakan garam konsentrasi tinggi (NaCl 6 M), untuk medenaturisasi protein menggunakan Proteinase K untuk denaturasi protein



e)



Guanidineisothiocyanate Metode ini lebih cepat dibanding dua metode sebelumnya, Thiocyanate bersifat toksik, untuk lisis dinding sel, Memerlukan chloroform untuk denaturasi protein.



f)



Silica Gel Silica gel dapat mengikat DNA dengan perantaraan garam/buffer tertentu (NaI), Cepat, tetapi recovery DNA kurang.