Tahap Proses DNA Rekombinan, Rekayasa Genetika,

Pengertian Dioxyribo Nucleic Acid (DNA) atau dalam bahasa Indonesia Asam Deoksiribo Nukleat adalah senyawa kimia berupa polimer asam nukleat yang tersusun secara sistematis dan merupakan pembawa informasi genetik yang diturunkan kepada makhluk keturunannya.

DNA ditemukan pada tahun 1869 oleh seorang dokter muda yaitu Friedrich Miescher yang percaya bahwa rahasia kehidupan dapat diungkap melalui penelitian kimia pada sel – sel makhluk hidup.

DNA (Deoxyribonucleic acid) bertanggung jawab dalam menentukan sifat – sifat yang dimiliki oleh makhluk hidup. DNA mempunyai susunan struktur yang khas untuk tiap organismenya.

Model Struktur DNA dibangun berdasarkan pada data kimia dan fisiknya yang kemudian disebut struktur untai-ganda atau double helix. Untai ganda DNA ini dibangun oleh dua rantai yang berpilin.

Untaian DNA dapat diubah susunannya, sehingga akan diperoleh untaian baru yang mengekspresikan sifat – sifat baru yang diinginkan. Perubahan susunan DNA ini diperoleh dengan teknik atau metoda DNA rekombinan.

Manfaat Tahapan Teknologi dna-rekombinan-pengertian-penjelasan-contoh-soal-pembahasan
Manfaat Tahapan Teknologi dna-rekombinan-pengertian-penjelasan-contoh-soal-pembahasan

Komponen DNA Rekombinan

Adapun komponen yang terlibat dalam proses DNA rekombinan adalah DNA donor (insert ), Enzim Endonuklease Restriksi, Enzim Endonuklease Restriksi, Vektor, DNA Ligase, Sel Inang (Host Cell ).

DNA donor (insert )

DNA donor (insert ) merupakan Sumber dari DNA atau gen yang digabungkan atau disisipkan atau disambungkan kepada DNA dari organisme lain.

Enzim Endonuklease Restriksi

Endonuklease restriksi adalah enzim yang digunakan untuk memotong DNA donor dan vector pada lokasi spesifik, sehingga DNA donor dapat disambungkan ke dalam vektor

Vektor

Vektor adalah Plasmid atau bakteriofage yang digunakan untuk mengintroduksi gen agar dapat ditransform ke dalam suatu sel inang yang cocok

DNA Ligase

DNA ligase merupakan Enzim yang digunakan untuk menggabungkan ujung sambungan (splice ) dari vektor dan DNA donor, dan kemudian membentuk suatu vektor rekombinan

Sel Inang (Host Cell )

Sel inang yang umum digunakan Biasanya adalah suatu bakteri atau yeast. Tempat diintroduksikan vektor rekombinan ke dalam sel inang.

Tahap DNA Rekombinan.

Teknologi DNA rekombinan banyak melibatkan bakteri atau virus sebagai vektor (perantara). Proses DNA rekombinan dilakukan dengan 3 tahapan. Tahap pertama adalah mengisolasi DNA, tahap kedua memotong dan menyambung DNA (transplantasi gen atau DNA), dan tahap ketiga memasukkan DNA ke dalam sel hidup.

Isolasi DNA

Isolasi DNA dilakukan dengan tujuan untuk memilih dan memisahkan DNA maupun gen yang dikehendaki. Isolasi ini dilakukan dengan cara mengekstrak kromosom dari organisme donor maupun organisme vector.

Isolasi Vector plasmid atau DNA donor yang diinginkan bertujuan mengekstrak plasmid atau DNA donor yang diinginkan dan memisahkannya dari berbagai komponen selular bakteri dan Organismes lainnya, seperti protein, lemak, RNA, dan DNA kromosomal.

Prinsip dasar isolasi DNA dari jaringan adalah dengan memecah dan mengekstraksi jaringan tersebut sehingga akan terbentuk ekstrak sel yang terdiri atas sel- sel jaringan dan DNA.

Langkah pertama untuk mendapatkan DNA plasmid adalah dengan menumbuhkan sel- sel bakteri yang mengandung plasmid rekombinan. Setelah itu sel dipanen, dinding serta membran sel dipecah sehingga isi sel (ekstrak sel) keluar. Ekstrak sel ini kemudian dipurifikasi dengan serangkaian perlakuan sehingga diperoleh DNA plasmid yang murni.

Memotong Dan Menyambung DNA

Pemotongan gen dalam satu untaian DNA menggunakan enzim endonuklease restriksi. Enzim ini berperan sebagai gunting biologi.

DNA insert donor dari suatu organisme dapat diisolasi dengan memotongnya menjadi segmen- segmen kecil dengan menggunakan enzim endonuklease restriks. Bagian Segmen DNA yang diperoleh, kemudian dimasukkan dalam suatu vektor.

Vektor ini harus mampu berikatan dengan DNA insert donor, memperbanyak diri, dan mengekspresikan gen tersebut. Vektor (organisme pembawa) pada proses ini adalah plasmid atau virus.

Plasmid adalah rantai DNA melingkar di luar kromosom bakteri. DNA Plasmid maupun DNA virus harus dipotong terlebih dahulu sebelum dapat digunakan sebagai vektor.

Enzim yang digunakan adalah sama dengan enzim untuk memotong DNA Insert donor yang dikehendaki. Pemotongan ini menggunakan enzim endonuklease restriksi.

Isolasi Pemotongan DNA Insert Yang Dinginkan Donor Vector Plasmids\
Isolasi Pemotongan DNA Insert Yang Dinginkan Donor, Vector Plasmids.

DNA insert Donor yang telah diisolasi dan dipotong selanjutnya dicangkokkan ke dalam plasmid vector. Proses pencangkokan ini dikenal dengan sebutan transplantasi gen atau DNA. Transplantasi dilakukan dengan cara mencangkokkan (atau menyambung) DNA insert donor yang telah diisolasi ke dalam DNA plasmid vector.

Penyambungan gen tersebut menggunakan enzim ligase yang mampu menyambungkan ujung- ujung nukleotida. Enzim ligase berfungsi sebagai lem biologi. Setelah proses penyambungan ini, maka plasmid vektor mengandung DNA asli dan DNA sisipan (asing).

Dengan demikian, didapatkan organisme baru yang memiliki rantai DNA gabungan atau kombinasi baru. Rantai DNA gabungan atau kombinasi baru ini disebut DNA rekombinan.

Penyambungan DNA Insert Donor Diinginkan Dan Vector Plasmid Dengan Enzim Ligase
Penyambungan DNA Insert Donor Diinginkan Dan Vector Plasmid Dengan Enzim Ligase.

Memasukan Ke Sel Hidup

DNA baru yang telah membawa segmen DNA cangkokan kemudian memasuki tahapan akhir, yaitu dimasukkan ke dalam vektor sel bakteri maupun virus. Pemasukan ini melalui proses pemanasan dalam larutan NaCl atau melalui proses elektroporasi.

Transformasi DNA Rekombinan Ke Vector Plasmid
Transformasi DNA Rekombinan Ke Vector Plasmid

Kemudian, bakteri ini (misalkan saja: Escherichia coli) melakukan replikasi dengan cara membelah diri. Melalui proses pembelahan ini, didapatkan plasmid-plasmid hasil dari transplantasi gen (DNA rekombinan) dalam jumlah banyak.

DNA rekombinan merupakan teknik atau metoda yang paling banyak digunakan untuk mendapatkan organisme transgenik (dengan melalui transplantasi gen). Selain menggunakan teknologi DNA rekombinan, dapat juga menggunakan prinsip lain yaitu dengan menggunakan prinsip fusi protoplasma.

Daftar Pustaka:

  1. Arumingtyas, Laras, Estri. Widyarti, Sri. Rahayu, Sri, 2011, “Biologi Molekular, Prinsip Dasar Analisis”, PT Penerbit Erlangga Jakarta.
  2. Starr, Cecie. Taggart, Ralph. Evers, Christine. Starr, Lisa, 2012, “Biologi Kesatuan dan Keragaman Makhluk Hidup”, Edisi 12, Buku 1, Penerbit Salemba Teknika, Jakarta.
  3. Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri. 1983, “Biologi”, Jilid 2, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.
  4. Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri,1983, “Biologi”, Jilid 1, Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta.
  5. Hartanto, L.N., 2004, “Biologi Dasar”, Edisi Ketiga, Penerbit Penebar Swadaya, Yogyakarta.
  6. Schlegel, H.G., 1994, “Mikrobiologi Umum”, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
  7. Ardra.Biz, 2019, “DNA Rekombinan, manfaat alkohol, manfaat polimer, Manfaat Tahapan Teknologi DNA Rekombinan Bagi Kehidupan, Pengertian Penjelasan Contoh Soal Pembahasan, Rekayasa Genetika,
  8. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian DNA (Deoxyribonucleic acid), Contoh Soal ujian Materi DNA, Gambar DNA, Susunan DNA, Struktur DNA, Untaian DNA, Perubahan susunan DNA, Cara rekombinan DNA, Tujuan rekombinan DNA, Manfaat Rekombinan DNA,
  9. Ardra.Biz 2019, “Contoh Rekombinan DNA, Teknologi Rekombinan DNA, Tahap DNA Rekombinan, Media Perantara Rekombinan DNA, Proses Isolasi DNA, memilih dan memisahkan DNA, cara mengekstrak kromosom dari organisme donor, Fungsi enzim endonuklease restriksi pada DNA rekombinan,
  10. Ardra.Biz, 2019, “Cara memotong gen uantaian DNA, Memotong Dan Menyambung DNA, Fungsi Vektor pada Rekombinan DNA, Fungsi plasmid atau virus pada rekombinan DNA, plasmid atau virus, Pengertian transplantasi gen, Cara mencangkokkan (atau menyambung) gen,
  11. Ardra.Biz. 2019, “Fungsi enzim ligase pada rekombinan DNA, Memasukan Ke Sel Hidup, Fungsi larutan NaCl pada DNA rekombinan, proses elektroporasi DNA, Escherichia coli, organisme transgenic,  transplantasi gen, prinsip fusi protoplasma, Rekayasa genetika, Cara rekayasa genetika, Fungsi Manfaat rekayasa genetika,