direktorat jenderal pendidikan menengah

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
OLIMPIADE SAINS NASIONAL
Test Seleksi Calon Peserta
International Biology Olympiad (IBO) 2012
Tingkat: Nasional
11–16 September 2011
Manado, Sulawesi Utara
TES PRAKTIKUM 3
BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER
Total Point : 100
Durasi: 40 Menit
www.tobi.or.id
TES PRAKTIKUM 3
BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER
Bagian I: Biologi Molekuler (40 menit – 100 poin)
PETUNJUK UMUM






Pada test ini, anda diberi 3 tugas:
Tugas I : Pemotongan dengan Enzim Restriksi (nilai 35)
Tugas II : Elektroforesis Hasil restriksi DNA plasmid (nilai 35)
Tugas III : Analisis Hasil Restriksi (nilai 30)
Tuliskan hasil dan jawaban pada lembar jawaban. Jawaban pada lembar soal tidak akan
dinilai. Gunakan pulpen untuk menulis jawaban anda.
Pastikan semua alat dan bahan dalam daftar telah diterima. Bila ada yang kurang, angkat
tangan anda.
Bekerjalah seefisien mungkin. Pastikan anda punya cukup waktu untuk mengerjakan seluruh
tugas dan menjawab seluruh pertanyaan pada Tugas I, Tugas II dan Tugas III
Berhentilah bekerja segera saat tanda dibunyikan oleh pengawas.
Anda tidak boleh membawa kertas atau bahan apapun keluar dari tempat tes praktikum.
ALAT DAN BAHAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Alat dan Bahan
Microtube 1,5 mL berisi Enzim EcoRI
Microtube 1,5 mL berisi Green restriction buffer 10x
Microtube 1,5 mL berisi DNA plasmid A
Microtube 1,5 mL berisi ddH20
Microtube 1,5 mL
Sarung tangan (telah dibagikan sebelumnya)
Mangkuk berisi es
Mikropipet 1-10 L dan tips
Mikropipet 10-100 L dan tips
Spidol marker
Penggaris
Kertas grafik
1
Jumlah
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Tugas I (Nilai 35)
Pemotongan dengan Enzim Restriksi
Waktu : 10 menit
PENDAHULUAN
Plasmid merupakan DNA untai ganda yang memiliki berbagai macam konformasi, yaitu
linier, sirkular dan superkoil. Plasmid secara alami dimiliki oleh bakteri dan dapat
bereplikasi sendiri di dalam sel.
Gambar. Konformasi plasmid
Sebagai pertahanan terhadap serangan virus, bakteri menghasilkan enzim restriksi yang
dapat memotong DNA pada urutan yang spesifik. Tempat dimana enzim restriksi
memotong DNA disebut sebagai sisi restriksi / sisi pemotongan. Baik plasmid maupun
enzim restriksi dapat diekstraksi dari bakteri atau diproduksi secara rekombinan untuk
digunakan dalam riset biologi molekuler. Contoh penggunaannya adalah untuk
memotong vektor dan gen pada teknologi plasmid. Enzim restriksi dinamai berdasarkan
bakteri asalnya beserta kode strain, misalnya enzim EcoRI (berasal dari Escherichia
coli), enzim HindIII (berasal dari Haemophilus influenza) atau enzim BamHI (berasal
dari Bacillus amyloliquefaciens)
Separasi DNA dilakukan melalui teknik elektroforesis, yaitu pemisahan molekul DNA
berdasarkan ukurannya (dalam pasang basa atau pb), melalui matriks gel agarosa. DNA
yang bermuatan negatif akan bergerak ke kutub positif dalam chamber elektroforesis.
Dalam penentuan ukuran DNA, digunakan marker, yaitu fragmen-fragmen DNA yang
telah diketahui ukurannya. Marker berperan seperti “penggaris”, sehingga kita bisa
menentukan ukuran fragmen DNA yang dimiliki, dibandingkan dengan ukuran pada
marker.
2
Pada percobaan disediakan sebuah plasmid sirkular (plasmid A) dan enzim restriksi EcoRI.
Peta plasmid digambarkan sebegai berikut :
Plasmid A
4305 bp
Perhatikan jumlah sisi pemotongan enzim restriksi EcoRI pada plasmid. Jumlah sisi
restriksi ini akan menentukan jumlah dan ukuran fragmen DNA yang dihasilkan setelah
pemotongan dengan enzim tersebut
Anda akan menggunakan enzim tersebut untuk memotong DNA plasmid A dan
melakukan elektroforesis. Faktor yang dinilai adalah :
- teknik penggunaan mikropipet
- teknik elektroforesis
TUGAS
Pada tugas ini Anda diminta untuk melakukan percobaan berikut ini:
1. Ambil satu microtube 1,7 mL kosong
2. Berikan label microtube 1.7 mL dengan singkatan nama anda dan nomor urut
menggunakan spidol marker.
3. Tambahkan larutan sesuai tabel di bawah ini ke dalam microtube (gunakan tips baru
untuk setiap larutan).
3
Nomer
1
2
3
4
Larutan
Volume (L)
15
2
1
2
20
ddH2O
Green restriction buffer 10x
Enzim EcoRI
DNA Plasmid A
TOTAL
4. Campurkan dengan mengetok bagian bawah microtube perlahan-lahan. Letakkan hasil
kerja anda di dalam es. Setelah waktu habis, hasil pekerjaan akan diambil dan
diinkubasi pada suhu 37oC selama 5 menit oleh asisten.
Catatan : Apabila ditemukan tetesan larutan pada bagian dalam dinding tabung,
resuspensi sampel anda dengan menggunakan mikropipet
4
Tugas II (Nilai 35)
Elektroforesis Hasil Restriksi DNA Plasmid
PENDAHULUAN
Sudah disiapkan gel agarosa 0,8%. Masukkan 10 µL sampel, yang mengandung DNA
plasmid yang dipotong dengan enzim restriksi ke dalam sumur di dalam gel.
PERHATIKAN bahwa posisi tips harus 1 – 2 mm di atas dasar sumur sehingga pada waktu
memasukkan sampel, dasar sumurnya tidak tertusuk.
TUGAS
Pada tugas ini Anda diminta untuk melakukan percobaan berikut ini:
1. Praktikan akan dipanggil asisten sesuai nomor urut
2. Masukkan 10 µL campuran plasmid yang telah dipotong enzim restriksi ke dalam
sumur.
Perhatikan pemasukan sampel harus sesuai dengan urutan yang telah diberikan.
Asisten akan menilai kemampuan anda dalam memasukan sampel.
Pemasukan sampel hasil restriksi ke dalam sumur gel agarosa
 Merusak sumur orang lain = DISKUALIFIKASI
 Merusak sumur, sampel tidak masuk ke sumur = nilai 0
 Tidak ada sampel yang berhasil masuk ke dalam sumur gel agarosa = nilai 0
 Hanya setengah volume sampel yang berhasil masuk ke dalam sumur gel
agarosa = nilai 20
 Tegak lurus dan tidak ada sampel yang terbuang = nilai 35
3. Setelah memasukkan sampel ke dalam sumur praktikan dapat kembali ke tempat
masing-masing
4. Elektroforesis 100 volt selama 20 menit akan dilakukan oleh Asisten
5. Asisten akan mengambil gambar dari gel dan melakukan penilaian terhadap hasil
kerja anda
Pemisahan fragmen restriksi DNA plasmid dengan gel agarosa
 Tidak ada pita DNA = nilai 0
 Ada pita DNA tetapi tidak terjadi pemotongan = nilai 5
 Pita DNA jelas tapi tidak tajam; pemotongan tidak sempurna; pita tipis = nilai
20
 Pita DNA jelas dan tajam, pemotongan sempurna, pita tebal = Nilai 35
5
Tugas III (Nilai 30)
Analisis Hasil Restriksi
1. Gambar berikut adalah gambar hasil elektroforesis hasil restriksi DNA plasmid dengan
berberapa enzim restriksi. Sumur 1 merupakan plasmid uncut (plasmid utuh, tidak
dipotong enzim restriksi). Sumur 2 hingga sumur ke- 4 merupakan plasmid yang telah
dipotong dengan enzim restriksi yang berbeda. Sementara sumur ke-5 merupakan marker
DNA. Di sebelah kanan gel ditampilkan ukuran fragmen DNA dari marker DNA.
Seluruh sampel dimasukkan pada tiap sumur dengan jumlah volume yang sama.
Pertanyaan :
(i) Berapakah ukuran dari DNA plasmid sebelum dilakukan pemotongan menggunakan
enzim restriksi? Beri tanda (X) pada kolom jawaban yang dianggap benar
a. 14.56 kb
b. 6.86 kb
c. 9.56 kb
d. 6.56 kb
e. 10.56 kb
(ii) Sumur ke berapakah yang menunjukan hasil pemotongan menggunakan enzim
restriksi secara sempurna? Beri tanda (X) pada kolom jawaban yang dianggap benar
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
6
2. Suatu DNA linier berukuran 5000 bp dipotong menggunakan 3 jenis enzim restriksi, yaitu
ApaI, ClaI dan HindIII. Elektroforesis hasil pemotongannya adalah sebagai berikut :
M
1
2
3
4
5000
4500
4000
3500
3000
2000
1000
500
Keterangan :
M : Marker (bp)
1 : DNA dipotong dengan ApaI
2 : DNA dipotong dengan ClaI
3 : DNA dipotong dengan HindIII
4 : DNA dipotong dengan ApaI, ClaI dan HindIII
Secara diagramatis, DNA linier tersebut digambarkan sebagai berikut, dengan huruf
kapital menunjukkan sisi restriksi.
A
B
500 bp 500 bp
C
500 bp
500 bp
500 bp
500 bp
D
500 bp
500 bp
E
500 bp
DNA linier (5000 bp)
Tentukanlah enzim restriksi pada setiap posisi sisi restriksi :
A : enzim .........
C
: enzim .........
B : enzim .........
D
: enzim .........
7
E
: enzim .........
500 bp
3. DNA plasmid sirkular dipotong menggunakan enzim restriksi BamHI, menghasilkan 5
fragmen. Berapakah jumlah sisi restriksi BamHI pada plasmid tersebut?
Jawab :
.
8