REKAYASA GENETIKA

REKAYASA GENETIKA
By: Ace Baehaki, S.Pi, M.Si
Dalam rekayasa genetika  DNA dan RNA
DNA (deoxyribonucleic Acid) : penyimpan
informasi genetika
Informasi  melambangkan suatu keteraturan
kebalikan dari entropi yaitu ketidakteraturan atau
acak
Komputer penyimpan, pengolah dan
penarikan informasi, bahasa komputer: unit
informasi bit (binary digit)
Jumlah dan jenis informasi yg terdapat di dalam
sel manusia masih melampaui sel pembuatan
program oleh komputer
20 asam amino  bukan hanya 20 unit
penyandi karena setiap asam amino dpt
memberikan arti yang berbeda-beda pada
protein
Contoh: serin  memberikan gugus
esensial pada sisi aktif suatu protein
(tripsin) atau gugus esensial pd sisi
pengaturan (glikogen fosforilase) atau
molekul pembawa gugus fosfat
DNA : molekul yang sangat panjang terdiri dari
ribuan deoksinukleotida (4 jenis) yang
bergabung dalam suatu urutan yg bersifat khas
bagi setiap organisme
Sel eukariotik memiliki DNA yang lebih besar
dibandingkan dgn prokariotik, DNA ini
membentuk kromosom dalam nukleus yang
dikelilingi membran
Virus terdapat RNA atau DNA
RNA dalam sel : RNA ribosom (r RNA), RNA
pemindah (t RNA) dan RNA data (m RNA)
Purin :
DNA
adenin (A)
RNA
Adenin (A)
Guanin (G)
Guanin (G)
Pirimidin: Sitosin (C)
Sitosin (C)
Timin (T)
Urasil (U)
Ikatan fosfodiester menggabungkan
nukleotida berikutnya
DNA double helix
Teknologi DNA rekombinan atau rekayasa genetika
memungkinkan ilmuwan utk mengindentifikasi,
mengisolasi dan memperbanyak fragmen bahan genetik
DNA
Cara pengerjaan ini dilakukan in vitro dgn bantuan
bahan biologi enzim, plasmid dan virus
Teknologi rekombinan dpt dikatakan merupakan
penjabaran proses evolusi dan penyesuaian diri secara
alamiah terhadap lingkungan
Populasi organisme dpt menyesuaikan diri karena
populasi tersebut bersifat heterogen akibat mutasi gen
Proses alamiah restrukturisasi genetika membentuk
pokok2 teknologi DNA rekombinan dengan perbedaan
yg penting yaitu hasil di laboratorium tergantung pada
ilmuwan, tidak lagi pada seleksi alam
Plasmid
• DNA (sirkular) di luar kromosom
• Biasanya mengandung sifat penciri, seperti ketahanan terhadap
antibiotika
• Plasmid hasil rekayasa dipakai sebagai vektor/kendaraan
pembawa gen asing di dalam kloning. Pada plasmid rekayasa
ditambahkan beberapa lokasi penting, seperti tempat yang bisa
dikenali oleh beberapa enzim pemotong DNA (Endonuklease
restriksi).
DNA bakteri
dan virus
Replikasi DNA
Gambar Keseluruhan Replikasi
Sense strand
TRANSLASI, DARI RNA KE PROTEIN
protein
Dari RNA ke
KODE GENETIK
Perkembangan dan aplikasi nyata metode DNA
rekombinan pd organisme prokariotik dan
eukariotik didorong oleh berbagai penemuan
biokimiawi, terutama penemuan enzim
endonuklease restriksi yg mula2 berhasil
diisolasi dari golongan prokariotik
Enzim ini memecah untai ganda DNA secara
spesifik pada daerah DNA dengan deret tertentu
Penemuan lain adalah penemuan enzim
transkriptase kebalikan (reverse transkriptase)
yaitu enzim yg mengkatalisis reaksi biosintesis
DNA dari RNA sehingga dapat dibuat molekul
DNA komplemneter (cDNA) dari molekul mRNA
yg telah dimurnikan terlebih dahulu
Teknik umum DNA rekombinan
1. Kloning
Teknik inti dlm DNA rekombinan adalah kloning
molekler yaitu isolasi dan pengembangbiakan fragmen
DNA sejenis
Kloning terdiri 2 tahap yaitu
1. DNA yg diinginkan atau DNA yg dimasukan,
digabungkan dgn molekul DNA yg disebut vektor
kloning utk membentuk DNA rekombinan atau klon
2. Molekul DNA rekombinan dimasukan ke dlm sel
melalui proses transformasi. Sel inang yg menangkap
molekul DNA disebut transforman atau sel yg
ditransformasi.
Suatu transforman mengalami banyak
siklus pembelahan sel utk mendapatkan
koloni sel yg berasal dari sel inag pemula
(asli)
Pd setiap siklus pembelahan, DNA
rekombinan di dalam sel juga ikut
membelah.
Pada saat koloni sudah terbentuk
sempurna, molekul DNA rekombian
tunggal telah membelah secara sempurna
bahkan sampai beberapa kali.
RESTRICTION ENDONUKLEASE DAN
DASAR REKAYASA GENETIKA
• Endonuklease restriksi
memotong DNA pada sisi
spesifik.
• Dasar rekayasa genetika
adalah memotong DNA
target dan vektor
pembawa/plasmid dengan
endonuklease restriksi pada
sisi spesifik, menyambung
dengan DNA ligase dan
transformasi ke dalam
bakteri inang yang cocok
untuk diperbanyak dan
diekspresikan.
KLONING 1
KLONING 2
Figure: Cloning a Restriction Fragment into a Plasmid
2. Mutagenesis
Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan
mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada
untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi
perubahan sifat pada organisme tersebut, contoh: semula
sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama.
Gambar 2. Proses Mutagenesis