Nama: Yasmine Nur Hasna Nim: 135100607111003 Kelas: K (PCR) 1. Apa kepanjangan dari PCR? Dan jelaskan pengertiannya! PCR merupakan singkatan dari Polymerase Chain Reaction atau dalam di Indonesia disebut reaksi berantai polimerase. PCR adalah suatu teknik atau metode enzimatis untuk memperbanyak (replikasi) DNA secara eksponensial suatu sekuen nukleotida tertentu secara in vitro. Prinsip kerja PCR adalah menggandakan potongan DNA tertentu dari seluruh untaian DNA, baik yang berasal dari DNA sel inti (nukleus) maupun organel sel seperti DNA mitokondria (mtDNA) atau Ribosom (rDNA). Untuk mendapat potongan DNA, diperlukan Primer yang berfungsi untuk menandai dimana ujung DNA yang akan digandakan. Primer biasanya berpasangan, yaitu Primer forward untuk menandai ujung depan untai DNA dan Primer Reverse untuk menandai dari ujung belakang. Karena DNA terdiri dari 2 untai pilinan ganda (double strand), maka DNA Primer forward bekerja pada strand yang satu sementara Primer Reverse bekerja pada untai pilinan yang satunya. Ada 3 tahap dalam kerja PCR, yaitu Denaturation, Annealing dan Extension. 1. Denaturation adalah proses memisahkan dua untai pilinan DNA. Pada tahap ini, ikatan hidrogen yang menyatukan kedua pilinan itu terlepas sehingga masing-masing akan menjadi untai tunggal. Biasanya suhu Denaturing berkisar antara 92-98 derajat celcius. 2. Annealing adalah tahapan dimana primer forward dan reverse mencari pasangannya di untai-untai DNA. Jika pas, maka dia akan melekat. Suhu Annealing biasanya berkisar antara 48-72 derajat Celcius. Suhu yang biasanya umum dipakai adalah 50-52 derajat C. 3. Setelah itu, mesin PCR akan kembali memanaskan 'sup DNA' lagi ke suhu 72 derajat celcius agar Taq polymerase bekerja menggandakan potongan DNA. Pertama ia, maksudnya si Taq, membaca primer seperti layaknya pesawat terbang lari di landasan pacu sebelum take off. (Cara kerja PCR) 2. Apa saja macam-macam PCR? Dan apa perbedaannya! a. Real-Time PCR Real-Time PCR merupakan suatu metode analisa yang dikembangkan dari reaksi PCR. Teknik ini digunakan untuk mengamplifikasi (memperbanyak) sekaligus kuantifikasi (menghitung) jumlah target molekul DNA hasil amplifikasi tersebut. b. Nested PCR Nested PCR adalah suatu teknik perbanyakan (replikasi) sampel DNA menggunakan bantuan enzim DNA polymerase yang menggunakan dua pasang primer untuk mengamplifikasi fragmen. c. Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction merupakan modifikasi dari PCR, di mana yang diamplifikasi berupa m-RNA. Seperti namanya, proses RT-PCR merupakan bagian dari proses PCR biasa. Perbedaanya dengan PCR yang biasa, pada proses ini berlangsung satu siklus tambahan yaitu adanya perubahan RNA menjadi cDNA (complementary DNA) dengan menggunakan enzim Reverse Transkriptase. d. PCR-ELISA PCR-ELISA merupakan metode yang digunakan untuk menangkap asam nukleat yang meniru prinsip dari enzim linked immunosorbant yang terkait. Di mana dalam sebuah pengujian hibridisasi hasil produk dari PCR akan terdeteksi dengan metode ini. e. Multiplex-PCR Multiplex PCR merupakan beberapa set primer dalam campuran PCR tunggal untuk menghasilkan amplikon dari berbagai ukuran yang spesifik untuk sekuens DNA yang berbeda. 3. Jelaskan prinsip kerja Real Time PCR! Prinsip kerja Real-Time PCR adalah mendeteksi dan menguantifikasi reporter fluoresen. Sinyal fluoresen akan meningkat seiring dengan bertambahnya produk PCR dalam reaksi. Dengan mencatat jumlah emisi fluoresen pada setiap siklus, reaksi selama fase eksponensial dapat dipantau. 4. Jelaskan prinsip kerja Reverse Transkriptase PCR! Prinsip kerja Reverse Transcriptase PCR adalah menggunakan sepasang primer, yang berkomplemen dengan sequens yang jelas dari masing-masing dua untai cDNA. Primer tersebut kemudian diperpanjang dengan bantuan enzim DNA polymerase dan akan menghasilkan sebuah untai gandaan pada setiap siklusnya dan seterusnya mengikuti amplifikasi logaritmik. 5. Jelaskan prinsip kerja ELISA! Prinsip kerja ELISA adalah dengan melakukan pengukuran sequen internal dalam produk PCR untuk mendeteksi sebuah pengujian hibridisasi hasil produk dari PCR. ELISA PCR akan mendeteksi dan membedakan antarabeberapa sasaran dari sequen yang diinginkan. (Teknik Rekayasa Genetika) 1. Jelaskan pengertian mengenai DNA sekuensing! Sekuensing DNA atau pengurutan DNA adalah proses atau teknik penentuan urutan basa nukleotida pada suatu molekul DNA. Urutan tersebut dikenal sebagai sekuens DNA, yang merupakan informasi paling mendasar suatu gen atau genom karena mengandung instruksi yang dibutuhkan untuk pembentukan tubuh makhluk hidup. Sekuensing DNA dapat dimanfaatkan untuk menentukan identitas maupun fungsi gen atau fragmen DNA lainnya dengan cara membandingkan sekuens-nya dengan sekuens DNA lain yang sudah diketahui. Dalam melakukan sekuensi DNA diperlukan beberapa komponen, antara lain: 1. DNA rantai tunggal 2. Primer 3. DNA polimerase 4. dATP, dCTP, dTTP, dan dGTP Secara lebih terperinci, proses DNA sekuen daapt dijelaskan sebagai berikut: a. Persiapan Yaitu menyiapkan salah satu untai fragmen DNA yang dibagi dalam 4 bagian, kemudian setiap bagian diinkubasi dengan semua bahan yang diperlukan untuk sintesis untas komplementer (primer, DNA polimerase, dan keempat deoksiribonukleotida triphospat) b. Sintesis untai DNA baru Dimulai pada primer dan berlanjut hingga dideoksiribonukleotida dimasukkan yang mencegah sintesis lebih lanjut. Dideoksiribonukleotida diselipkan begitu sering secara random sebagai ganti ekuivalensi normalnya. Pada akhirnya dihasilkan serangkaian untai radioaktif yang mempunyai panjang yang berbeda-beda. c. Elektroforesis Gel Untai DNA baru dalam setiap campuran, reaksi dipisahkan dengan cara elektroforesis pada gel poliakrilamid yang dapat memisahkan untai-untainya, bahkan yang hanya mempunyai perbedaan sekecil nukleotida panjangnya. (Proses DNA sekuensing) 2. Jelaskan pengertian hibridisasi! Hibridisasi adalah pembentukan ikatan dupleks stabil antara dua rangkaian nukleotida yang saling komplementer melalu perpasangan basa N. Hibridisasi dapat menunjukkan suatu keseragaman sekuens. Pasangan DNA–DNA, DNA–RNA, atau RNA–RNA dapat terbentuk melalui proses ini. Hibridisasi DNA–DNA terbentuk dalam Southern blotting sedangkan hibridisasi DNA–RNA terbentuk dalam Northern blotting. Teknik hibridisasi meliputi dua proses, yaitu proses denaturasi atau pemisahan dua rantai asam nukleat yang komplementer dari proses renaturasi atau perpaduan kembali dua rantai asam nukleat. Proses denaturasi biasanya dilakukan dengan cara pemanasan DNA untuk memecah ikatan hidrogen yang terdapat di antara pasangan basa sehingga rantai asam nukleat akan terpisah. Proses ini kemudian diikuti dengan proses renaturasi dengan cara pendinginan. (Proses hibridisasi) 3. Jelaskan prinsip kerja southern blot! Prinsip kerja dari metode southern blot adalah transfer molekul DNA dari gelelektroforesis ke membran nilon atau penyaring nitroselulosa. DNA diekstraksidari jaringan (darah, tulang, dan sebagainya), kemudian dilakukan proses digesti dengan lokasi yang spesifik oleh enzim restriksi. DNA kemudian didenaturasi secara in situ dan dipindahkan ke membran nilon. 4. Jelaskan prinsip kerja northern blot! Prinsip kerja dari metode northern blot sama dengan southern blot, namun menggunakan kertas DBM dan biasanya mendeteksi RNA. Pada dasarnya adalah kombinasi dari denaturasi RNA elektroforesis gel, dan sebuah noda. Dalam proses ini RNA dipisahkan berdasarkan ukuran dan kemudian ditransfer ke membran yang kemudian diperiksa dengan pelengkap berlabel urutan kepentingan. Hasilnya dapat digambarkan melalui berbagai cara tergantung pada label yang digunakan, namun hasil yang paling dalam penyataan band yang mewakili ukuran RNA terdeteksi dalam sampel. 5. Jelaskan prinsip kerja western blot! Prinsip kerja western blot adalah mengidentifikasi antibodi spesifik pada suatu protein dengan berat molekul tertentu yang telah diseparasi. Pada awalnya berat molekul protein diseparasi atau dipisahkan dengan menggunakan SDS-PAGE elektroforesis kemudian ditransfer ke kertas nitrocellulose (NC) untuk melakukan western blot.