laporan biomol fix

Upload: djeng-kartini

Post on 12-Apr-2018

254 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    1/33

    1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1Latar BelakangGen adalah bagian dari DNA kromosom yang mengkode satu buah molekul RNA

    spesifik, yang selanjutnya mengkode untuk polipeptida tertentu. Gen tersusun dari DNA

    (Deoxy-ribo Nucleic Acid). DNA bersama-sama dengan protein histon dan non histon

    membentuk benang-benang kromatin yang selanjutnya menyusun kromosom. DNA

    merupakan dasar secara kimiawi dari hereditas. Percobaan yang membuktikan bahwa DNA

    mengandung informasi genetik, dilakukan pertama kali oleh Frederick Griffith dan co-

    workers (Priyani, 2004).

    Untuk mengidentifikasi keragaman DNA bakteri dapat dilakukan dengan teknik PCR.

    PCR-RAPD merupakan salah satu teknik molekuler berupa penggunaan penanda tertentu

    untuk mempelajari keanekaragaman genetika. Dasar analisis RAPD adalah menggunakan

    mesin PCR yang mampu mengamplifikasi sekuen DNA secara in vitro(Suryanto, 2003).

    Analisis sekuen merupakan suatu teknik yang dianggap paling baik untuk melihat

    keanekaragaman hayati suatu kelompok organisme. Teknik ini berkembang setelah orang

    menciptakan mesin DNA sequencer. Pada prinsipnya polimorfisme dilihat dari urutan atau

    sekuen DNA dari fragmen tertentu dari suatu genom organisme. Untuk melihat

    keanekaragaman jenis dapat dilakukan melalui analisis sekuen gen 16S-rRNA bagi organisme

    prokaryota atau 18S-rRNA bagi organisme eukaryota. Perbandingan sekuen rRNA

    merupakan alat yang baik untuk mendeduksi hubungan filogeni dan evolusi di antara

    organisme bacteria, archaebacteria, dan eukaryot (Weisburg et al., 1991).

    Panjang target DNA berkisar antara puluhan sampai ribuan nukleotida yang posisinya

    diapit sepasang primer. Primer yang berada sebelum target disebut primer forward dan primer

    yang berada setelah target disebut primer reverse. Enzim yang digunakan sebagai pencetak

    rangkaian molekul DNA baru disebut sebagai enzim polymerase. Untuk dapat mencetak

    rangkaian tersebut dalam teknik PCR, diperlukan juga dNTPs yang mencakup dATP

    (nukleotida berbasa Adenine), dCTP (nukleotida berbasa Cytosine) dan dTTP (nukleotida

    berbasa Thymine) (Muladno, 2002).

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    2/33

    2

    Produk hasil PCR tersebut kemudian dipisahkan dengan elektroforesis. Selama

    elektroforesis, medan listrik diterapkan sehingga DNA bermuatan negatif fragmennya

    bergerak menuju elektroda positif. Kecepatan di mana suatu fragmen DNA bergerak melalui

    medium berbanding terbalik dengan berat molekulnya. Proses elektroforesis dapat

    memisahkan produk ekstensi dengan ukuran pada satu resolusi. Metode elektroforesis mulai

    berkembang akhir abad ke-19 setelah ditemukan penelitian yang menunjukkan adanya

    penelitian yang menunjukkan adanya efek dari listrik terhadap partikel-partikel atau molekul-

    molekul yang bermuatan listrik, dalam hal ini termasuk juga protein. Metode elekroforesis

    telah digunakan dan dikembangkan didalam teknik analisa untuk penelitian di bidang biologi

    dan genetika. Di dalam ilmu biologi maupun biologi molekuler, metode elektrorofesis banyak

    digunakan untuk taksonomi, sistematik dan genetik dari hewan ataupun tumbuhan (O

    Vesterberg, 1993).

    1.2Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah yang kami angkat pada praktikum ini adalah bagaimana

    rangkaian proses pengisolasian dan amplifikasi gen 16s rRNA dari DNA bakteri endofit?

    1.3TujuanAdapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut:

    a. Mengetahui cara mengisolasi DNA bakteri endofitb. Mengetahui cara mengamplifikasi DNA bakteri endofit dengan teknik PCRc. Mengetahui cara elektroforesis DNA bakteri dengan penanda 16s rRNA

    1.4 Manfaat

    Adapun manfaat dari praktikum ini adalah sebagai berikut:

    a. Dihasilkan DNA yang dapat dipakai untuk keperluan penelitian lanjutan seperti identifikasibakteri menggunakan molecular.

    b. Memberikan informasi ilmiah pada mahasiswa dan masyarakat dalam bidang molekuler,khususnya isolasi DNA

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    3/33

    3

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    2.1Isolasi DNAAsam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit mononukleotida, jika unit-

    unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat itu disebut dioksiribonukleat (DNA).

    DNA terutama ditemui dalam inti sel, asam ini merupakan pengemban kode genetik dan dapat

    memproduksi atau mereplikasi dirinya dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk

    memproduksi organisme itu dalam sebagian besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan

    sintesis molekul RNA. DNA merupakan rantai rantai nukleutida yang secara kimia hampir

    tidak saling berbeda, sedangkan sebaliknya protein dari campuran 20 macam amino yang sangat

    berlainan, masing masing dengan sifat kimianya yang khas. Keragaman inilah yang

    memungkinkan sifat kimia yang serba canggih dimiliki oleh setiap protein, dan ini diduga dapat

    menjelaskan mengapa evolusi telah memilih protein daripada molekul RNA sebagai katalisator

    yang terbesar reaksinya di dalam sel (Pratiwi, 2001).

    DNA dapat dipisahkan menggunakan agarose. Faktor-faktor yang mempengaruhi

    pergerakan DNA dalam gel adalah ukuran DNA, konsentrasi agarose, konformasi DNA,

    tegangan arus listrik yang digunakan, arah pergerakan medan listrik, susunan basa DNA dan

    suhu, adanya pewarnaan pada gel, dan komposisi bufer. Visualisasi (pewarnaan) pada hasil

    running elektroforesis dihasilkan dengan menggunakan EtBr (Ethidium Bromide). EtBr

    digunakan untuk mengurangi waktu yang diperlukan antara penyelesaian proses running dan

    pengamatan hasil. Metode yang paling cocok untuk visualisasi DNA dalam gel agarosa adalah

    staining dengan EtBr yang menghasilkan fluoresensi warna. EtBr dapat digunakan untuk

    mendeteksi adanya asam nukleat (DNA dan RNA) baik yang single maupun double strand (

    Sambrook, et al, 1990).

    Isolasi DNA dilakukan berdasarkan metode standar menurut Sambrook & Russell (2001)

    dari kultur Escherichia coli. DNA genom yang diperoleh kemudian diperbanyak dengan

    menggunakan PCR dan dideteksi dengan elektroforesis. DNA genom kemudian dijadikan

    sebagai template PCR untuk memperbanyak gen penyandi yang dituju. Pendeteksian gen

    tersebut kemudian dilakukan dengan menggunakan elektroforesis. Adapun urutan teknik isolasi

    DNA dapat dilihat pada Gambar 2.1 (Muttaqin, 2011).

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    4/33

    4

    Gambar 2.1 Teknik Isolasi DNA

    Sumber:http://muslimahsakura90.wordpress.com/2010/02/24/isolasi-dna/

    Prinsip-prinsip dalam melakukan isolasi DNA ada 2, yaitu sentrifugasi dan presipitasi.

    Prinsip utama sentrifugasi adalah memisahkan substansi berdasarkan berat jenis molekul dengan

    cara memberikan gaya sentrifugal sehingga substansi yang lebih berat akan berada di dasar,

    sedangkan substansi yang lebih ringan akan terletak di atas (Calista, 2010).

    2.2 Isolasi DNA Bakteri

    Isolasi DNA kromosom bakteri secara garis besar meliputi tahap-tahap (1) pemanenansel,

    (2) perusakan dan pembuangan dinding sel, (3) lisis sel, (4) pembuangan remukan sel, serta (5)

    pemisahan DNA dari protein dan RNA. Pemanenan sel dilakukan dari biakan yang telah

    diinkubasi sebelumnya. Fragmen-fragmen DNA yang telah diisolasi kemudian

    dielektroforesis,untuk memisahkan fragmen-fragmen DNA. Elektroforesis merupakan

    teknik biologi sel untuk analisis DNA. Fragmen molekul DNA dapat ditentukan ukurannya

    melalui medium gel agarosa, suatu bahan semi-padat berupa polisakarida. Elektroforesis

    dilakukan berdasarkan ukuran makromolekul, dengan menggunakan medan listrik yang dialirkan

    pada suatu medium yang mengandung sampel yang akan dipisahkan. Kecepatan gerak molekul

    http://muslimahsakura90.wordpress.com/2010/02/24/isolasi-dna/http://muslimahsakura90.wordpress.com/2010/02/24/isolasi-dna/http://muslimahsakura90.wordpress.com/2010/02/24/isolasi-dna/
  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    5/33

    5

    pada elektroforesis bergantung pada nisbah (rasio) muatan terhadap massanya dan pada bentuk

    molekulnya. Fragmen yang kecil akan berjalan cepat, sedangkan fragmen yang berukuran lebih

    besar akan berjalan lebih lambat (Yuwono, 2008).

    2.3Poli ymerase Chain Reaction(PCR)Rantai polimerase reaksi (PCR) adalah teknik ilmiah dalam biologi molekuler untuk

    memperkuat tunggal atau beberapa salinan sepotong DNA di beberapa kali lipat, menghasilkan

    ribuan sampai jutaan salinan dari urutan DNA tertentu.

    Dikembangkan pada tahun 1983 oleh Kary Mullis, PCR sekarang teknik umum dan sering sangat

    diperlukan digunakan di laboratorium penelitian medis dan biologi untuk berbagai aplikasi.

    Reaksi berantai polimerase dapat digunakan untuk memperkuat DNA beruntai ganda dan tunggal

    kedua. Untuk melakukan PCR, orang harus tahu setidaknya sebagian dari urutan molekul DNA

    target yang harus disalin. Umumnya, PCR menggunakan DNA kecil target 100-1000 pasangan

    basa (bp) panjang. Ini secara teknis sulit untuk memperkuat target lebih dari 5000 bp panjang.

    Sepasang primer oligonukleotida tunggal terdampar, yang memiliki urutan DNA melengkapi

    daerah mengapit dari urutan target, harus disintesis. Primer yang melengkapi kedua ujung urutan

    target, tetapi terletak pada untaiyang berlawanan. Primer biasanya 20-30 nukleotida panjang dan

    mengikat ke wilayah mengapit komplementer pada ujung 3 ' (Rao, 2006).

    Polymerase Chain Reaction (PCR) adalah suatu proses pembentukan cetakan DNA

    secara berulang kali dengan menggunakan prosedur dan waktu yang tertentu (Wolfe, 1993). PCR

    menggunakan teknik amplifikasi (perbanyakan) secara spesifik pada suatu segmen DNA secara

    in vitro dengan menggunakan DNA polimerase, cetakan (template), DNA genom, dan primer

    oligonukleotida yang akan menempel pada segmen yang akan diamplifikasi (Davis et al,

    1994). Prinsip dasar dari teknik PCR tersebut merupakan adanya enzim DNA polimerase yang

    digunakan untuk membuat cetakan dari segmen DNA yang diinginkan (Wolfe, 1993).

    2.4Komponen PCRPada proses PCR selain DNA template yang akan digandakan dan enzim DNA

    polymerase, komponen lain yang dibutuhkan adalah:

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    6/33

    6

    1. PrimerPrimer adalah sepasang DNA utas tunggal atau oligonukleotida pendek yang menginisiasi

    sekaligus membatasi reaksi pemanjangan rantai atau polimerisasi DNA. Jadi jangan

    membayangkan kalau PCR mampu menggandakan seluruh DNA bakteri E. coli yang

    panjangnya kira-kira 3 juta bp itu. PCR hanya mampu menggandakan DNA pada daerah

    tertentu sepanjang maksimum 10000 bp saja, dan dengan teknik tertentu bisa sampai 40000

    bp. Primer dirancang untuk memiliki sekuen yang komplemen dengan DNA template, jadi

    dirancang agar menempel mengapit daerah tertentu yang kita inginkan.

    2. dNTP (deoxynucleoside tr iphosphate)dNTP alias building blocks sebagai batu bata penyusun DNA yang baru. dNTP terdiri atas

    4 macam sesuai dengan basa penyusun DNA, yaitu dATP, dCTP, dGTP dan dTTP.

    3. BufferBuffer yang biasanya terdiri atas bahan-bahan kimia untuk mengkondisikan reaksi agar

    berjalan optimum dan menstabilkan enzim DNA polymerase.

    4. Ion LogamIon logam bivalen, umumnya Mg++, fungsinya sebagai kofaktor bagi enzim DNA

    polymerase. Tanpa ion ini enzim DNA polymerase tidak dapat bekerja. Ion logam

    monovalen, kalsium (K+) (Innis, MA, et al, 1994).

    2.5Tahapan ReaksiBerdasarkan Mullis, et al, 1987 setiap siklus reaksi PCR terdiri atas tiga tahap, yaitu:

    1. DenaturasiDenaturasi dilakukan dengan pemanasan hingga 90C-95c selama 30-60 detik. Pada suhu

    ini DNA utas ganda akan memisah menjadi utas tunggal. Hal ini disebabkan karena suhu

    denaturasi yang tinggi menyebabkan putusnya ikatan hidrogen diantara basa-basa yang

    komplemen. Pada tahap ini, seluruh reaksi enzim tidak berjalan, misalnya reaksi

    polimerisasi pada siklus yang sebelumnya.

    2. AnnealingSetelah DNA menjadi utas tunggal, suhu diturukan ke kisaran 40C-60C selama 20-40

    detik untuk memberikan kesempatan bagi primer untuk menempel pada DNA template di

    tempat yang komplemen dengan sekuen primer. Pada tahap penempelan primer (annealing),

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    7/33

    7

    primer akan menuju daerah yang spesifik yang komplemen dengan urutan primer. Pada

    proses annealing ini, ikatan hidrogen akan terbentuk antara primer dengan urutan

    komplemen pada template. Selanjutnya, DNA polymerase akan berikatan sehingga ikatan

    hidrogen tersebut akan menjadi sangat kuat dan tidak akan putus kembali apabila dilakukan

    reaksi polimerisasi selanjutnya, misalnya pada 72oC.

    3. Ekstensi/elongasiDilakukan dengan menaikkan suhu ke kisaran suhu kerja optimum enzim DNA polymerase,

    biasanya 70C-72C. Pada tahap ini DNA polymerase akan memasangkan dNTP yang

    sesuai pada pasangannya, jika basa pada template adalah A, maka akan dipasang dNTP,

    begitu seterusnya (ingat pasangan A adalah T, dan C dengan G, begitu pula sebaliknya).

    Enzim akan memperpanjang rantai baru ini hingga ke ujung. Lamanya waktu ekstensi

    bergantung pada panjang daerah yang akan diamplifikasi, secara kasarnya adalah 1 menit

    untuk setiap 1000 bp. Primer yang telah menempel tadi akan mengalami perpanjangan pada

    sisi 3nya. Jika siklus dilakukan berulang-ulang maka daerah yang dibatasi oleh dua primer

    akan diamplifikasi secara eksponensial (disebut amplikon yang berupa untai ganda),

    sehingga mencapai jumlah copy yang dapat dirumuskan dengan (2n)x. Dimana n adalah

    jumlah siklus dan x adalah jumlah awal molekul DNA. Jadi, seandainya ada 1 copy DNA

    sebelum siklus berlangsung, setelah satu siklus, akan menjadi 2 copy, sesudah 2 siklus akan

    menjadi 4, sesudah 3 siklus akan menjadi 8 kopi dan seterusnya. Sehingga perubahan ini

    akan berlangsung secara eksponensial. PCR dengan menggunakan enzim Taq DNA

    polimerasepada akhir dari setiap siklus akan menyebabkan penambahan satu nukleotida A

    pada ujung 3 dari potongan DNA yang dihasilkan. Sehingga nantinya produk PCR ini dapat

    di kloning dengan menggunakan vektor yang ditambahkan nukleotida T pada ujung-ujung

    5-nya. Proses PCR dilakukan menggunakan suatu alat yang disebut thermocycler.

    Selain ketiga proses tersebut biasanya PCR didahului dan diakhiri oleh tahapan berikut:

    4. Pra-denaturasiDilakukan selama 1-9 menit di awal reaksi untuk memastikan kesempurnaan denaturasi dan

    mengaktifasi DNA Polymerase (jenis hot-start alias baru aktif kalau dipanaskan terlebih

    dahulu).

    5. Final Elongasi

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    8/33

    8

    Biasanya dilakukan pada suhu optimum enzim (70-72oC) selama 5-15 menit untuk

    memastikan bahwa setiap utas tunggal yang tersisa sudah diperpanjang secara sempurna.

    Proses ini dilakukan setelah siklus PCR terakhir. 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. Sekarang mesin Thermal Cycler sudah

    terotomatisasi dan dapat diprogram sesuai kebutuhan (Mullis, et al, 1987). Untuk lebih

    jelasnya mengenai tahapan PCR beserta siklus termal dan proses ampifikasinya dapat dilihat

    pada Gambar 2.2, Gambar 2.3 dan Gambar 2.4.

    Gambar 2.2 Tahapan PCR

    Sumber:http://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.html

    Gambar 2.3. Siklus termal suhu profil untuk PCR.

    http://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://3.bp.blogspot.com/_r3N6PvKLvx8/Rp11pRrWuxI/AAAAAAAAAAc/aI4UHkbC6UI/s1600-h/PCR+1.JPGhttp://lh5.ggpht.com/_qqJS-uiVmpI/SgKLr1XXTgI/AAAAAAAABi0/Pt8JWTW3SF0/pcrsteps.jpg?imgmax=640http://3.bp.blogspot.com/_r3N6PvKLvx8/Rp11pRrWuxI/AAAAAAAAAAc/aI4UHkbC6UI/s1600-h/PCR+1.JPGhttp://lh5.ggpht.com/_qqJS-uiVmpI/SgKLr1XXTgI/AAAAAAAABi0/Pt8JWTW3SF0/pcrsteps.jpg?imgmax=640http://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.html
  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    9/33

    9

    Sumber:http://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.html

    Siklus termal biasanya melibatkan tiga suhu yang berbeda yang diulang-ulang sebanyak

    25-35 kali. Pada 95C, untaian DNA dipisahkan atau denaturasi. Pada 60C, primer mengikat

    atau 'annealing' ke template DNA dan wilayah target yang diperkuat. Pada 72C, para polimerase

    DNA memperpanjang primer dengan menyalin wilayah target menggunakan blok bangunan

    tripospatedeoxynucliotide. Proses PCR dilakukan selama 3 jam dengan siklus masing-masing

    mengambil 5 menit pada cyclerstermal konvensional: 1 menit masing-masing pada 94C, 60C

    dan 72C dan sekitar 2 menit ramping antara tiga suhu.

    Gambar 2.4. Proses amplifikasi DNA dengan reaksi berantai polimerase

    Sumber:http://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.html

    Dalam siklus setiap dua untai DNA template pertama-tamadipisahkan(terdenaturasi) oleh

    panas. Sampel kemudian didinginkan kesuhu yang sesuai untuk mengikat(anneal) primer

    oligonukleotida. Akhirnya suhu sampeldinaikkan ketemperatur optimal untuk polimerase DNA

    dan yang meluas primer untuk menghasilkan salinan dari masing-masing untai DNA cetakan.

    Untuk setiap siklus, jumlah molekul DNA (dengan urutan antara dua primer PCR) ganda.

    http://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://4.bp.blogspot.com/_r3N6PvKLvx8/Rp1zlhrWuwI/AAAAAAAAAAU/_-607mwl6XM/s1600-h/PCR+2.JPGhttp://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.htmlhttp://www.faseb.org/opa/bloodsupply/pcr.html
  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    10/33

    10

    2.5ElektroforesisElektroforesis adalah suatu teknik yang mengukur laju perpindahan atau pergerakan

    partikel-partikel bermuatan dalam suatu medan listrik. Prinsip kerja dari elektroforesis

    berdasarkan pergerakan partikel-partikel bermuatan negatif (anion), dalam hal tersebut DNA,

    yang bergerak menuju kutub positif (anode), sedangkan partikel-partikel bermuatan positif

    (kation) akan bergerak menuju kutub negatif (anode). Elektroforesis digunakan untuk

    mengamati hasil amplifikasi dari DNA. Hasil elektroforesis yang terlihat adalah

    terbentuknya bandyang merupakan fragmen DNA hasil amplifikasi dan menunjukkan potongan-

    potongan jumlah pasangan basanya (Klug & Cummings, 1994).

    Teknik elektroforesis mempergunakan medium yang terbuat dari gel. Perpindahan

    partikel pada medium gel tersebut dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti ukuran partikel,

    komposisi dan konsentrasi gel, densitas muatan, kuat medan listrik dan sebagainya. Semakin

    kecil partikel tesebut, maka pergerakan atau migrasinya akan semakin cepat, karena matriks gel

    mengandung jaringan kompleks berupa pori-pori sehingga partikel-partikel tersebut dapat

    bergerak melalui matriks tersebut (Klug & Cummings, 1994).

    Di dalam elektroforesis digunakan sumber arus listrik searah (DC), ruang untuk

    elektroforesis (Comb, Well, platformdan cetakan wadah gel), larutan buffer(bufferionik

    danloading buffer), matriks elektroforesis, marker dan gel. Elektroforesis digunakan dengan

    tujuan untuk mengetahui ukuran dan bentuk suatu partikel baik DNA, RNA dan protein. Selain

    itu, elektroforesis juga digunakan untuk fraksionasi yang dapat digunakan untuk mengisolasi

    masing-masing komponen dari campurannya, mempelajari fitogenetika, kekerabatan dan

    mempelajari penyakit yang diturunkan. Elektroforesis dalam bidang genetika, digunakan untuk

    mengetahui ukuran dan jumlah basa yang dikandung suatu sekuen DNA tertentu (Klug &

    Cummings, 1994).

    Secara umum, elektroforesis digunakan untuk memisahkan, mengidentifikasi, dan

    memurnikan fragmen DNA. Prinsip kerja dari elektroforesis berdasarkan pergerakan partikel-

    partikel bermuatan negatif (anion), dalam hal tersebut DNA, yang bergerak menuju kutub positif

    (anode), sedangkan partikel-partikel bermuatan positif (kation) akan bergerak menuju kutub

    negatif (anode). Elektroforesis digunakan untuk mengamati hasil amplifikasi dari DNA. Hasil

    elektroforesis yang terlihat adalah terbentuknya band yang merupakan fragmen DNA hasil

    amplifikasi dan menunjukkan potongan-potongan jumlah pasangan basanya. Elektroforesis

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    11/33

    11

    digunakan dengan tujuan untuk mengetahui ukuran dan bentuk suatu partikel baik DNA, RNA

    dan protein. Selain itu, elektroforesis juga digunakan untuk fraksionasi yang dapat digunakan

    untuk mengisolasi masing-masing komponen dari campurannya, mempelajari fitogenetika,

    kekerabatan dan mempelajari penyakit yang diturunkan. Elektroforesis dalam bidang genetika,

    digunakan untuk mengetahui ukuran dan jumlah basa yang dikandung suatu sekuen DNA

    tertentu (Ward, 1998).

    Dalam kegiatan biologi molekuler, elektroforesis merupakan salah satu cara untuk

    memvisualisasikan keberadaan DNA, plasmid, dan produk PCR. DNA dapat dilihat secara

    langsung dan dapat ditentukan ukurannya berdasarkan migrasinya pada gel agarose maupun gel

    poliakrilamid. Migrasi DNA dalam gel disebut sebagai elektroforesis. Untuk dapat

    divisualisasikan, maka DNA yang terdapat di gel diwarnai dengan Ethidium Bromida (EtBr),

    kemudian dilihat di atas sinar ultra violet. Ethidium bromida dapat menangkap sinar ultra violet

    sehingga pendaran sinar UV ini dapat terlihat. Ethidium mengikat molekul DNA, sehingga

    molekul DNA dapat terlihat ketika dilihat di atas sinar ultra violet. DNA merupakan molekul

    bermuatan negatif, sehingga bila diletakkan dalam medan listrik, DNA akan bermigrasi dari

    kutub negatif ke kutub positif. Kecepatan migrasi ditentukan oleh : i) ukuran molekul DNA; ii)

    prosentase/kerapatan gel yang dilalui DNA; iii) arus listrik yang diberikan untuk memigrasikan

    molekul DNA. Semakin kecil ukurannya DNA akan semakin cepat migrasi DNA. Semakin rapat

    media yang digunakan, semakin tinggi prosentasenya, maka semakin lambat DNA bermigrasi.

    Semakin besar arus yang diberikan, maka semakin cepat DNA bermigrasi. Gel elektroforesis

    digunakan untuk memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukurannya. Dimana jika sentrifugasi

    berarti memisahkan molekul menggunakan kekuatan gravitasi sementara gel elektroforesis

    berarti memisahkan molekul dengan menggunakan kekuatan elektrik. Gel elektroforesis

    mengambil keuntungan bahwa, sebagai asam organik, DNA bermuatan negatif. Ketika

    diletakkan di dalam medan listrik, molekul DNA menuju ke kutub positif (anoda) dan menjauhi

    kutub negatif (katoda). Sebelum dilakukan elektroforesis, suspensi DNA terlebih dahulu harus

    ditambahkan loading buffer (dye), yang berfungsi untuk i) menambah densitas, sehingga DNA

    akan selalu berada di dasar well; ii) pewarna untuk memudahkan meletakkan sampel DNA ke

    dalam well, iii) agar dapat bergerak ke arah anoda dengan laju yang dapat diperkirakan sehingga

    dapat digunakan sebagai tanda migrasi DNA. Pewarna yang biasa digunakan adalah

    bromophenol blue dan xylene cyanol. (Zumft, 1997)

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    12/33

    12

    2.6 Elektroforesis Gel AgaroseMetoda Elektroforesis Gel Agarosa didasarkan pada pergerakan mulekul bermuatan

    dalam media penyangga matriks stabil di bawah pengaruh medan listrik. Media yang umum

    digunakan adalah gel agarosa atau poliakrilamid. Elektroforesis gel agarosa digunakan untuk

    memisahkan fragmen DNA yang berukuran lebih besar dari 100 pb dan dijalankan secara

    horizontal, sedangkan elektroforesis poliakrilamid dapat memisahkan 1 pb dan dijalankan secara

    vertikal. Elektroforesis poliakrilamid biasanya digunakan untuk menentukan urutan DNA

    (sekuensing).

    Larutan DNA yang bermuatan negatif dimasukkan ke dalam sumur-sumur yang terdapat

    pada gel agarosa dan diletakkan di kutup negatif, apabila dialiri arus listrik dengan menggunakan

    larutan buffer yang sesuai maka DNA akan bergerak ke kutup positif. Laju migrasi DNA dalam

    medan listrik berbanding terbalik dengan massa DNA. Migrasi DNA terutama ditentukan oleh

    ukuran panjang dan bentuk DNA. Fragmen DNA yang berukuran kecil akan bermigrasi lebih

    cepat dibanding yang berukuran besar, sehingga elektroforesis mampu memisahkan fragmen

    DNA berdasarkan ukuran panjangnya. Untuk visualisasi maka ditambahkan larutan etidium

    bromida yang akan masuk diantara ikatan hidrogen pada DNA, sehingga pita fragmen DNA akan

    kelihatan dibawah lampu UV. Panjang amplikon bisa diperkirakan dengan membandingkannya

    dengan pita DNA standar (Mahmuddin, 2010).

    2.7 16s rRNA16s rRNA merupakan salah satu penyusun subunit 30S, yang penting untuk translasi, dan

    terdiri dari 1542 pasangan basa.16s rRNA adalah suatu jenis RNA yang dilibatkan dalam

    produksi protein. Di antara berbagai teknik yang digunakan, RNA ribosomal paling banyak

    digunakan sebagai penanda molekuler. Padaprokaryota terdapat tiga jenis RNA ribosomal, yaitu

    5S, 16S, dan 23S rRNA. Di antara ketiganya, 16S rRNA yang paling sering digunakan. Molekul

    5S rRNA memiliki urutan basa terlalu pendek, sehingga tidak ideal dari segi analisis statistika,

    sementara molekul 23S rRNA memiliki struktur sekunder dan tersier yang cukup panjang

    sehingga menyulitkan analisis. Sekuens gen 16S rRNA ini dapat digunakan untuk identifikasi

    bakteri yang mengalami penyimpangan strain fenotip. Berikut potongan gen pada Prokariot

    beserta nama, ukuran dan lokasi terdapatnya dapat dilihat pada Tabel 1.

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    13/33

    13

    Tabel 1. s RNA Ribosom Pada Prokaryotik

    Nama Ukuran Lokasi

    5S 120

    16S 1500

    23S 2900

    Besar

    Kecil

    Besar

    Subunit Ribosom

    Subunit Ribosom

    Subunit Ribosom

    Perbandingan urutan basa yang konservatif berguna untuk mengkonstruksi pohon

    filogenetik universal karena mengalami perubahan relatif lambat dan mencerminkan kronologi

    evolusi bumi. Sebaliknya, urutan basa yang bersifat variatif dapat digunakan untuk melacak

    keragaman dan menempatkan galur-galur dalam satu spesies. Jika urutan basa 16S rRNA

    menunjukkan derajat kesamaan yang rendah antara dua taksa, deskripsi suatu takson baru dapat

    dilakukan tanpa hibridisasi DNA-DNA. Biasanya jika derajat kesamaan urutan basa gen

    penyandi 16S rRNA kurang dari 97% dapat dianggap sebagai spesies baru. Analisis gen

    penyandi 16S rRNA praktis untuk definisi spesies, karena molekul ini bersifat ubikuitus,sehingga dapat dirancang suatu primer yang universal untuk seluruh kelompok. Penentuan

    spesies baru pun dapat dilakukan tanpa mengisolasi mikroorganisme yang bersangkutan.

    (Stackebrandt dan Goebel, 1995)Data urutan basa gen penyandi 16S rRNA memungkinkan digunakan untuk

    mengkonstruksi pohon filogenetik yang dapat menunjukkan nenek moyang dan hubungan

    kekerabatan organisme, tetapi organisme yang sekerabat atau identik berdasarkan parameter ini

    belum tentu memiliki kesamaan secara fisiologi. Hal ini disebabkan gen penyandi 16S rRNA

    bukan merupakan suatu gen yang fungsional untuk kelangsungan hidup dan adaptasi prokaryota

    pada lingkungan tertentu. ESC menggabungkan informasi peranan mikroorganisme dalam

    lingkungannya dengan informasi genetik, berdasarkan pemikiran bahwa fenotipe merupakan

    kombinasi dari ekspresi genetik dan pengaruh lingkungan. (Boddinghaus et al., 1990)

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    14/33

    14

    BAB III

    METODE KERJA

    3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian

    Hari, tanggal : Kamis, 5,12 dan 19 September 2013

    Waktu : 09.30 s/d selesai

    Tempat : Laboratorium Mikrobiologi FPMIPA UPI

    3.2. Alat dan Bahan

    3.2.1. Isolasi DNA Bakteri

    Tabel 1. Daftar Nama Alat yang Digunakan

    No. Nama Alat Spesifikasi Jumlah

    1 Tabung ependorf Ukuran 1,5 ml 4

    2 Centrifuge Hettigen Zentrifuge 1

    3 Mikro pipet berbagai ukuran Gilson, Nesco 3

    4 Lemari es - 1

    5 Tips mikropipet berbagai

    ukuran

    - 5

    6 Beaker glass - 1

    7 Sendok - 1

    8 Water bath EYELA NTS-1300 1

    9 Vortex SIBATA TTM-1 2

    10 Spidol marker Snowmann 1

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    15/33

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    16/33

    16

    3.2.2. Tahap PCR

    Tabel 3. Daftar Nama Alat yang Digunakan

    No. Nama Alat Spesifikasi Jumlah

    1 PCR - 1

    3 Mikro pipet Gilson, Nesco 1

    4 Tips mikropipet - 3

    Gambar. Alat PCR

    (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013)

    Tabel 4. Daftar Bahan yang Digunakan

    No. Nama Bahan Jumlah

    1 Dream taq buffer 10x 25 l

    2 dNTPs 2 mM 25 l

    3 Primer forward 10 Mm 12,5 l

    4 Primer reverse 10 Mm 12,5 l

    5 DNA template 2,5 l

    6 Dream taq polymerase 1,25 N 1,6 l

    7 ddH2O 160,9 l

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    17/33

    17

    3.2.3. Tahap Spektrofotometer

    Tabel 5. Daftar Nama Alat yang Digunakan

    No. Nama Alat Spesifikasi Jumlah

    1 Spektrofotometer 1

    2 Cuvet - 1

    3 Mikro pipet digital Gilson, Nesco 1

    4 Tips mikropipet - 3

    Gambar. Spektrofotometer

    (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013)

    Tabel 6. Daftar Bahan yang Digunakan

    No. Nama Bahan Jumlah

    1 Sampel DNA 2,5 l

    2 ddH2O Secukupnya

    3 Alkohol Secukupnya

    4 Kertas saring Secukupnya

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    18/33

    18

    3.2.4. Elektroforesis

    Tabel 7. Daftar Nama Alat yang Digunakan

    No. Nama Alat Spesifikasi Jumlah

    1 Elektroforesis unit Meliputi comb dan tray 1

    2 Power supply - 1

    3 Mikro pipet digital Gilson, Nesco 2

    4 Transilluminator UV - 1

    Gambar. Elektroforesis

    (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013)

    Tabel 8. Daftar Bahan yang Digunakan

    No. Nama Bahan Jumlah

    1 Sampel DNA 5 l

    2 Buffer TE 10x (400 mM Tris asetat, 10 mM EDTA pH 8) 10x

    3 Etidium Bromida 2 l

    4 Loading dye 1 l

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    19/33

    19

    5 DNA Marker 2 l

    6 Agarose 3 gr

    7 ddH2O 3 l

    3.3. Langkah Kerja

    Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap yaitu tahap isolasi DNA bakteri, tahap PCR,

    tahap spektrofotometer serta tahap elektroforesis.

    3.3.1. Isolasi DNA Bakteri

    Pada praktikum isolasi DNA bakteri ini, kelompok kami menggunakan kultur bakteri

    G11 dan B15. Langkah kerja yang dilakukan pertama yaitu kultur bakteri dimasukkan ke dalam

    tabung eppendorf sebanyak 3 ml, kemudian disentrifugasi pada kecepatan 5000 rpm selama 2

    menit. Supernatan yang terpisah dibuang lalu resuspensi pelet dengan 500 l TE pH 8,0 atau

    NaCl 0,85%. Setelah itu ditambahkan 100 l SDS 10% kemudian dihomogenkan dengan cara

    dibolak-balik secara perlahan, setelah homogen ditambahkan 10 l proteinase-K. Kemudian

    diinkubasi pada waterbath dengan suhu 370C selama 1 jam, selama proses inkubasi tabung

    dibolak-balik selama 15 menit sekali.

    Ditambahkan NaCl 5 M sebanyak 100 l, kemudian 100 l CTAB yang telah dipanaskan

    sebelumnya pada suhu 650C selama 5 menit untuk menghancurkan makromolekul sel. Kemudian

    isolat DNA diinkubasi pada suhu 650C selama 20 menit. Ditambahkan 500 l Chloroform :

    Isoamil alkohol untuk membantu proses denaturasi protein. Selain itu Cl berfungsi sebagai anti

    buih ketika dikocok. Isolat kemudian disentrifugasi pada kecepatan 13.000 rpm selama 5 menit.

    Supernatan kemudian diambil dan ditambahkan 500 l Chloroform : Isoamil alkohol, dilanjutkan

    dengan sentrifugasi kecepatan 13.000 rpm selama 5 menit.

    Dipindahkan fasa cair dengan ujung tips yang steril ke tabung ependorf yang baru dan

    ditambahkan ethanol absolut dingin sebanyak 2x volume fasa cair. Tabung ependorf digoyang

    pelan lalu disimpan dalam suhu -200C selama 20 menit untuk melepas molekul air. Setelah

    proses pendinginan kemudian disentrifugasi 13.000 rpm selama 5 menit. Selanjutnya supernatan

    dibuang sehingga yang tersisa hanya pelet DNA. Pelet ini kemudian ditambahkan 1 ml Ethanol

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    20/33

    20

    70% dingin. Setelah itu, disentrifugasi pada 13.000 rpm selama 5 menit kemudian setelah

    disentrifugasi supernatan dibuang dan dikeringkan selama 30 menit sampai 1 jam untuk

    menguapkan sisa-sisa ethanol. Setelah itu, ditambahkan ddH2O steril untuk melarutkan DNA,

    kemudian diinkubasi pada suhu 370C selama 30 menit. Kemudian DNA genom bakteri tersebut

    disimpan pada suhu -200C.

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    21/33

    21

    Kultur bakteri sebanyak 3 ml dimasukkan ke tabung ependorf.

    Kultur bakteri tsb. disentrifugasi kecepatan 5000 rpm, 2 menit.

    Resuspensi pelet dengan 500 l TE pH 8, ditambahkan 100 l SDS10%.

    Dihomogenkan, lalu ditambahkan 10 l proteinase-K

    Diinkubasi 370C, 1 jam, setiap 15 menit sekali tabung dibolak-balik.

    Dimasukkan 100 l NaCl 5M kemudian setelah dipanaskanditambahkan 100 l CTAB

    Diinkubasi 370C, 1 jam, setiap 15 menit sekali tabung dibolak-balik.

    Ditambahkan 500 l Chloroform isoamil alkohol

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    22/33

    22

    Gambar. Diagram Alir Isolasi DNA Bakteri

    Disentrifugasi kecepatan 13000 rpm, 20 menit

    Ditambahkan 500 l Chloroform isoamil alkohol, supernatandibuang.

    Disentrifugasi kecepatan 13000 rpm, 5 menit

    Lapisan atas dipindahkan ke tabung baru, ditambah etanolabsolut,dihomogenkan. Kemudian disimpan pada suhu -20 0C,20 menit

    Ditambahkan 1 ml ethanol 70% dingin. Supernatan dibuang.

    Disentrifugasi kecepatan 13000 rpm, 5 menit

    Supernatan dibuang hingga tersisa pelet DNA di tabung,ditambahkan 20 l ddH2O.

    Diinkubasi 37 0C, 30 menit. Kemudian disimpan pada suhu -20

    0C

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    23/33

    23

    3.3.2. Tahap PCR

    Dalam proses PCR, materi pokok berupa DNA utas ganda hasil isolasi bakteri

    direaksikan dengan enzim DNA polymerase, deoxynucleoside triphosphates (dNTPs), MgCl2,

    dan primer (potongan pendek DNA utas tunggal, yang mengawali sintesis DNA). Setelah larutan

    mix PCR tersebut homogen, larutan itu siap dimasukkan ke dalam mesin PCR. PCR yang

    digunakan pada praktikum kali ini ada 2 yaitu, PCR 16 s rRNA dan PCRKetosynthase.

    Dalam mesin PCR terjadi proses sintesis dan penggandaan DNA yang terdiri dari 3

    tahap : Denaturation, Annealing, dan Extension. Sintesis DNA tersebut akan terus berlanjut

    melalui ketiga tahapan tersebut secara berulang. Pada akhirnya akan diperoleh produk PCR

    berupa sekuen DNA yang diinginkan dalam jumlah yang berlipat ganda, yakni sebanyak 2n

    (n=banyaknya siklus PCR yang digunakan). Selanjutnya produk PCR yang diperoleh dapat

    disimpan pada suhu 40C, sampai saatnya tiba untuk dianalisis lebih lanjut.

    Pada praktikum ini digunakan dua jenis PCR yang berbeda, yaitu PCR 16 s rRNA dan

    PCR Ketosynthase. Perbedaan dua jenis PCR ini pada suhu yang digunakan dalam proses mesin

    PCR. Adapun urutan proses yang terjadi dalam PCR 16 s rRNA yaitu pre denaturasi pada suhu

    950C selama 5 menit, lalu denaturasi pada suhu 94

    0C selama 2 menit, dimana ikatan hidrogen

    pada DNA lepas ketika proses ini. Setelah itu Annealing/renaturasi pada suhu 570C, 1 menit,

    pada tahap annealing ini primer yang berukuran kecil mulai menempel, lalu proses sintesis DNA

    pada suhu 720C selama 1 menit kemudian post PCR pada suhu 720C selama 10 menit.

    Sedangkan proses PCR pada PCR ketosynthase yaitu pertama pre-denaturasi pada suhu 940C, 5

    menit, lalu tahap denaturasi pada suhu 940C selama 2 menit, Annealing 51

    0C selama 1 menit,

    kemudian sintesis DNA 720C, 1 menit, dan terakhir tahap post PCR pada suhu 72

    0C selama 7

    menit.

    3.3.3. Spektrofotometer

    Sebelumnya mesin spektrofotometer dikalibarsi dahulu, dengan cara tabung cuvet diisi

    dengan ddH2O dan dimasukkan ke dalam mesin tersebut, lalu DNA sampel uji dimasukkan ke

    dalam tabung ependorf sebanyak 5l diencerkan ke dalam 500 l ddH2O. Masing-masing isolat

    DNA bakteri G11 dan B15 yang telah divortex diambil sebanyak 2,5 l kemudian dimasukkan

    ke dalam cuvet dan ditambahkan ddH2O, lalu bagian luar cuvet dibersihkan dengan

    menggunakan alkohol dan dikeringkan perlahan dengan menggunakan kertas saring. Setelah itu

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    24/33

    24

    cuvet dimasukkan ke dalam spektrofotometer. Tombol paling kiri ditekan, lalu data akan keluar

    dari layar spektrofotometer. Data ukuran absorbansi sampel DNA dicatat. Setelah itu, cuvet

    dikeluarkan dan dibersihkan dengan alkohol. Data yang telah didapat kemudian dihitung dengan

    rumus absorbansi.

    3.3.4. Elektroforesis

    Elektroforesis dengan agarose merupakan metode standar untuk memisahkan,

    mengidentifikasi, mengkarakterisasi dan purifikasi dari molekul DNA/RNA. Adapun prinsip

    kerja elektroforesis yaitu dimulai saat makromolekul yang bermuatan listrik ditempatkan pada

    medium berisi tenaga listrik. Molekul tersebut akan bermigrasi menuju kutub positif atau negatif

    berdasarkan muatan yang terkandung di dalamnya.

    Langkah pertama elektroforesis yaitu disiapkan tray/cetakan gel elektroforesis untuk

    membuat cetakan gel. Kemudian ditutup rapat sisi-sisi yang terbuka dengan menggunakan

    selotip. Gel agarose dibuat dengan konsentrasi yang dikehendaki dalam buffer TAE 1x.

    Campuran tersebut didihkan hingga campuran terlihat bening atau terpolarisasi. Kemudian

    agarose dibiarkan hingga suhunya hangat, lalu ditambahkan EtBr sebanyak 2 l. Setelah itu, gel

    agarose dituangkan ke dalam cetakan gel yang telah disiapkan, sisir dipasang dengan posisi tegak

    dan berjarak 0,3 0,5 mm dari dasar. Gel dibiarkan mengeras pada suhu ruangan kemudian

    disiapkan sampel DNA yang akan dielektroforesis. Sampel kemudian ditambahkan loading dye

    dengan perbandingan 5 bagian sampel DNA dan 2 bagian loading dye. Sampel tersebut

    kemudian dimasukkan ke dalam sumur yang terdapat dalam gel. Selanjutnya gel dimasukkan gel

    ke dalam buffer dan dipasangkan alat dan disambungkan ke sumber listrik kemudian

    dielektroforesis pada daya 100 volt selama 30 menit.

    [DNA] = A0260 nm x 50 x Faktor pengenceran

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    25/33

    25

    [DNA] = A260 nm x 50 x factor

    Purity = A 260 nm

    A 280 nm

    BAB IV

    HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

    Isolasi DNA diperoleh dari kultur bakteri dengan cara yaitu menambahkan beberapasenyawa kimia untuk membantu proses isolasi. Pada tahap pertama isolasi DNA, kultur bakteri

    didestruksi dengan sentrifugasi pada kecepatan 5000 rpm, hal ini untuk membantu ekstrasi dari

    komponen yang dikehendaki. Pada tahap kedua, dilakukan ekstraksi DNA dengan beberapa

    senyawa kimia, yaitu CTAB dan SDS yang merupakan detergen yang dapat melisiskan dan

    mendenaturasi protein. Selain itu CTAB dan EDTA adalah senyawa inhibitor yang dapat

    menghambat aktivitas enzim nuklease. Potasium asetat adalah senyawa yang dapat berikatan

    dengan debris sel dan protein sehingga membentuk senyawa kompleks dengan CTAB-Potasium

    asetat-protein-debris sel. Pada tahap ketiga, dilakukan presipitasi yaitu dengan alkohol 100%

    (Kusumawaty, tanpa tahun).

    Pada isolasi DNA yang telah dilakukan, pada tahap akhir DNA akan menggumpal dalam

    alkohol. DNA yang menggumpal tersebut diambil dan ditambahkan pelarut DNA. Hasil DNA

    yang telah diperoleh kemudian disimpan pada 500C selama 5 menit agar tercampur. Setelah

    diperoleh hasil diukurlah kadar kemurnian (purity) menggunakan spektrofotometer.

    Kemurnian (purity) dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:

    Berdasarkan rumus tersebut, dapat diketahui kemurnian DNA isolat B15 dan G11 yang terdapat

    dalam tabel 4.1

    Tabel 4.1 Hasil Purity DNA

    Abs Abs Abs Result

    260 nm 280 nm

    B15 0,081 0,052 0,004 1,604

    G11 0,135 0,098 0,028 1,853

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    26/33

    26

    Untuk isolat B15

    nilai A 260 adalah 0,081 dan nilai A 280 adalah 0,052, dari hasil

    tersebut diperoleh nilai purity DNA sebesar 1,6. Berdasarkan hasil tersebut dapat dikatakan

    bahwa hasil dari isolasi DNA B15

    kemurniannya kurang (hypocromicity) karena nilainya kurang

    dari 1,8, hal tersebut disebabkan ada kontaminan dari protein.

    Pada isolat G11

    nilai A 260 adalah 0,135 dan nilai A 280 adalah 0,098, dari hasil tersebut

    diperoleh nilai purity DNA sebesar 1,8. Berdasarkan hasil tersebut dapat dikatakan bahwa hasil

    dari isolasi DNA B15

    murni (pure) karena nilainya tepat 1,8, hal tersebut mengindikasikan tidak

    terdapat kontaminan.

    Setelah diketahui kemurnian DNA, dilakukan sintesis dan penggandaan DNA secara in

    vivo dengan teknik PCR (Polymerase Chain Reaction). Pada proses PCR ini, prinsipnya sama

    dengan proses replikasi DNA dalam sel. DNA yang telah diisolasi direaksikan dengan enzim

    DNA polymerase, deoxynucleoside triphosphates (dNTPs), MgCl2, dan primer (potongan

    pendek DNA utas tunggal, yang mengawali sintesis DNA). Setelah larutan mix PCR tersebut

    homogen, larutan itu siap direaksikan dalam mesin PCR (Aryani, 2007).

    Pada mesin PCR terjadi beberapa tahap yaitu ada pada bagan di bawah :

    Predenaturasi Denaturasi Annealing Sintesis Post sintesis

    16 s rRNA 950

    C, 5 940C, 2 720C, 1 720C, 10

    Ketosintase 940C, 5

    940C, 2 57

    0C, 1 720C, 1 720C, 10

    570C, 1 4

    0C

    Gambar 4.1 Proses dalam mesin PCR

    Pada tahap predenaturasi, adalah tahap persiapan sebelum memasuki tahap denaturasi. Pada

    tahap denaturasi, DNA utas ganda akan terpisah menjadi DNA utas tunggal. Selanjutnya yaitu

    annealing, dimana primer akan menempel terlebih dahulu karena ukurannya yang kecil. Tahap

    sintesis DNA dapat berlangsung dengan baik maka dalam reaksi tersebut diperlukan adanya

    enzim DNA polymerase, misalnya Taq (Thermus aquaticus) polymerase dan MgCl2, sementara

    kebutuhan energi dan nukleotida terpenuhi dari dNTPs (terdiri dari : dTTP, dGTP, dATP dan

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    27/33

    27

    dCTP) (Aryani, 2007). Tahap denaturasi, annealing dan sintesis dikatakan satu siklus, siklus

    untuk 16 s rRNA adalah 30 siklus dan untuk ketosintase adalah 35 siklus.

    Setelah dilakukan proses PCR, untuk melihat hasil amplifikasi DNA tersebut, maka

    produk PCR yang diperoleh dimigrasikan pada gel agarose (elektroforesis). Hasil elektroforesis

    dapat dilihat dalam gambar di bawah ini:

    Gambar 4.2. Hasil elektroforesis 16s rRNA

    yang berhasil

    (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013)

    Gambar 4.3. Hasil elektroforesis Ketosintase

    yang berhasil

    (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013)

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    28/33

    28

    Gambar 4.4. Hasil elektroforesis 16s rRNA

    yang tidak berhasil

    Gambar 4.5. Hasil elektroforesis Ketosintase

    yang tidak berhasil

    (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013) (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013)

    Pada hasil elektroforesis yang berhasil, diperoleh pita-pita yang menunjukkan ukuran

    fragmen DNA. Pada hasil elektroforesis ketosintase diperoleh markernya 100 bp, paling bawah

    ukuranya 100 bp, yang paling atas 1000 bp dan yang satu pita ukurannya 700 bp.

    Hasil elektroforesis yang telah dilakukan, tidak terdapat pita-pita tersebut yang berarti

    hasil amplifikasi DNA tidak terbaca. Keberhasilan amplifikasi DNA oleh PCR dipengaruhi oleh

    beberapa faktor yaitu kualitas dan kuantitas DNA, temperatur annealing primer, kualitas dan

    konsentrasi primer, konsentrasi MgCl2, dNTP, enzim DNA polymerase, dan jumlah siklus PCR

    yang digunakan (Aryani, 2007).

    Pada praktikum kali ini, kemungkinan kegagalannya karena kualitas dan kuantitas DNA,

    dimana berdasarkan nilai purity DNA kebanyakan kurang dari 1,8, hal ini menunjukkan kualitas

    DNA-nya pun tidak bagus karena terdapat kontaminan protein yang terdapat dalam DNA itu.

    Untuk temperatur annealing primer, kualitas dan konsentrasi primer, konsentrasi MgCl2, dNTP,

    enzim DNA polymerase, dan jumlah siklus PCR yang digunakan, para praktikan mengikuti

    sesuai dengan prosedur yang telah ditentukan.

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    29/33

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    30/33

    30

    DAFTAR PUSTAKA

    Aryani, A. (2012). Pedoman Praktikum Genetika (Isolasi DNA Skala Kecil).Bandung: Biologi

    FPMIPA UPI.Boddinghaus, I., Rogall, T., Flohr, T., Blocker, H., Bottger, E.C. (1990). Detection and

    identification of Mycobactera by amplification of rRNA.J. Clin. Microbiol,28: 1751-1759.

    Calista, Carla Dora. (2010). DNA [online]. Tersedia: http://carladc.student.umm.ac.id. [24

    Oktober 2011]

    Davis, L., M. Kuehl, & J. Battey. (1994). Basic methods: Molecular biology. 2nd ed. Appleton

    & Lange, Norwola: xii + 777 hlm.

    Innis, MA, Gelfand, DH. (1990). Optimization of PCRs. PCR Protocols: A guide to Methodsand Applications. Academic Press Inc., New York,p 3-12

    Klug, W. S. & M. R. Cummings. 1994. Concepts of genetics. 4th ed. Prentice Hall, Englewood

    cliffs: xvi + 779 hlm.

    Kusumawaty, D. (2012). Pedoman Praktikum Genetika (Isolasi DNA Skala Kecil). Bandung:

    Biologi FPMIPA UPI.

    Mahmuddin. (2010). Elektroforesis Gel Agarosa [online]. Tersedia: http://mahmuddin. wordp

    ress.com/elektroforesis-gel-agarosa/. [24 Oktober 2011]

    Muladno. (2002). Seputar Teknologi Rekayasa Genetika. Pustaka Wirausaha Muda dan USESE

    Foundation. Bogor.

    Mullis KB, Faloona FA. (1987). Specific synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed

    chain reaction.Methods Enzymol,155: 335350

    Muttaqin, Makhrikhul. (2011).Isolasi DNA Genom dan Polymerase Chain Reaction (PCR) Gen

    Pyandi 16s rRNA [online]. Tersedia: http://biofin.wordpress.com/2011 /03/17/isolasi-dna-

    genom-2/.[24 Oktober 2011]

    O, Vesterberg. (1993). A short history of electrophoretic methods. US National Library of

    Medicine National Institutes of Health, 12: 1243-9.

    Pratiwi, R. 2001. Mengenal Metode Elektroforesis. http://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/

    searchkatalog/download/Databyld/1933/1934.pdf diakses tanggal 6 Oktober 2012

    http://carladc.student.umm.ac.id/http://biofin.wordpress.com/2011%20/03/17/isolasi-dna-genom-2/http://biofin.wordpress.com/2011%20/03/17/isolasi-dna-genom-2/http://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/%20searchkatalog/download/Databyld/1933/1934.pdfhttp://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/%20searchkatalog/download/Databyld/1933/1934.pdfhttp://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/%20searchkatalog/download/Databyld/1933/1934.pdfhttp://katalog.pdii.lipi.go.id/index.php/%20searchkatalog/download/Databyld/1933/1934.pdfhttp://biofin.wordpress.com/2011%20/03/17/isolasi-dna-genom-2/http://biofin.wordpress.com/2011%20/03/17/isolasi-dna-genom-2/http://carladc.student.umm.ac.id/
  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    31/33

    31

    Priyani, Nunuk. (2004). Sifat Fisik dan Kimia DNA [online]. Tersedia:

    http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/825/1/biologi-nunuk2.pdf. [24 Oktober

    2011]

    Rao, Sridhar. (2006). Polymerase Chain Reaction [online]. Tersedia: http://www.microrao.

    com/micronotes/pcr.pdf . [24 Oktober 2011]

    Sambrook, L., Fritsch, and Maniatis. 1990.Molecular Cloning. CSH. USA.

    Stackebrandt, E. and B.M.Goebel. (1995). A place for DNA-DNA reassociation and 16S rRNA

    sequence analysis in the present species definition in bacteriology. International Jurnal of

    Systematic Bacteriology, 44: 846-849.

    Ward, D.M. (1998). A natural species concepts for procaryotes. Current Opinion in

    Microbiology,p 1: 271-277.

    Wolfe, S.L. (1993). Molecular and cellular biology. Wadsworth Publishing Company,

    Belmont:xviii + 1145 hlm.

    Yuwono, T. 2008. Biologi Molekuler. Jakarta : Erlangga

    Zumft, W.G. (1997). Cell biology and molecular basis of denitrification. Microbiology and

    Molecular Biology Review 61: 533-616.

    http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/825/1/biologi-nunuk2.pdf.%20%5b24http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/825/1/biologi-nunuk2.pdf.%20%5b24
  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    32/33

    32

    IDENTIFIKASI GEN 16s rRNA DAN KETOSYNTHASE PADA BAKTERI

    ENDOFIT

    Laporan Praktikum

    disusun untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Biologi Molekuler

    oleh:

    Kelompok 5

    Biologi C 2010

    Ervi Afifah 1006470

    Hanna Sari 1005275

    Reisya Hudya 1002527

    Trisnawati Ajeng K 1000037

    PROGRAM STUDI BIOLOGI

    JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

    FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

    UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

    BANDUNG

    2013

  • 7/21/2019 Laporan Biomol Fix

    33/33