Daftar isi
Praktikum Biotek Isolasi DNA
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Pengembangan ilmu pengetahuan tak henti-hentinya terus berlanjut dan berkembang hingga sekarang ini. Terkhusus pada dua bidang penting bagi keberlangsungan dan kesejahteraan makhluk hidup secara umum dan pada manusia secara khusus. Bidang tersebut adalah kesehatan secara umum dan khususnya dalam bidang biologi teknologi untuk mempelajari rahasia-rahasia yang belum terungkap oleh ilmu pengetahuan tentang struktur tubuh manusia mulai dari sistem organ hingga masuk ke rana rekayasa genetika.
Bioteknologi sendiri dibagi ke dalam dua kelompok yaitu, bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Bioteknologi konvensioanl merupakan bioteknologi yang lebih menekankan penggunaan bakteri atau jamur sebagai mikroorganisme yang berperan dalam proses fermentasi sehingga diperoleh hasil yang diinginkan. Sedangkan bioteknologi modern lebih menekankan adanya unsur-unsur rekayas genetik serta penggunaan teknologi-teknologi modern lainnya.
Pada praktikum kali ini, akan dilakukan proses ekstraksi DNA atau lebih tepatnya proses ekstraksi kromosom pada beberapa bagian dari tumbuhan. Walaupun praktikum kali ini melibatkan DNA atau ektraksi DNA, namun tidak serta merta dikatakan sebagai bioteknologi modern. Proses ekstraksi kromosom ini masih digolongkan sebagai bioteknologi konvensional dikarenakan metode yang digunakan masih menggunakan metode sederhana dengan bantuan alat-alat dapur dan sebagainya.
Praktikum ini penting untuk dilakukan sebagai keterampilan dasar dalam bioteknologi terutama yang berhubungan DNA. Hal tersebut tentunya akan mendukung proses belajar mengajar seseorang dalam membahas tentang DNA terutama seseorang yang berada dalam dunia pendidikan. Selain hal itu, keterbatasan alat untuk melihat DNA secara rinci adalah alasan yang tepat guna untuk mempelajari cara ekstraksi DNA dengan metode konvensional.
B. Tujuan
Untuk mengetahui cara ekstraksi kromosom dengan baik dan benar menggunkan metode konvensional.
C. Manfaat
Praktikan mengetahui cara ekstraksi kromosom dengan baik dan benar menggunkan metode konvensional.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Aplikasi bioteknologi sesungguhnya telah berlangsung cukup lama, dalam peradapan manusia; seperti upaya produksi antibiotik, fermentasi, alcohol, pangan dan teknologi pengolahan limbah ; yang kesemuanya dapat dikelompokan ke dalam biteknologi konvensional. Tetapi mengapa nampaknya biteknologi baru saja berkembang pada kurun abad ke dua puluh ini. Karena secara implisit yang dimaksud bioteknologi adalah biteknologi modern, yang intinya adalah rekayasa genetik, dengan teknik gen kloning yang berkembang berdasar penemuan struktur dan fungsi DNA oleh Watson dan Creck (Nurcahyo,2011).
DNA dapat diperoleh dari suatu makhluk hidup dengan suatu proses ekstraksi, sehingga memudahkan untuk mengidentifikasi DNA yang disebut proses isolasi DNA. Ada tiga langkah utama dalam ekstraksi DNA, yaitu perusakan dinding sel (lisis), pemisahan DNA dari bahan padat seperti selulosa dan protein, serta pemurnian DNA. Melalui proses tersebut DNA dipisahkan dari komponen seluler lain seperti protein, RNA (Riboksi nukleat acid), dan lemak (Langga, 2012).
Menurut (Clark,1997) dalam Yulianti (2006) Isolasi DNA merupakan teknik yang penting dalam pengembangan ilmu ini. Derajat kemurnian dan kualitas dalam isolasi DNA sangat mempengaruhi hasil yang akan diperoleh. Secara umum, prosedur ekstraksi yang baik untuk isolasi DNA mencakup tiga hal penting, yaitu harus bisa dihasilkan DNA dengan kemurnian yang tinggi, DNAnya harus utuh, dan jumlahnya mencukupi (konsentrasi tinggi).
Pengenalan isolasi DNA sangatlah penting, mengingat bioteknologi pada akhir-akhir ini semakin maju. Terlebih untuk bidang biologi molekuler. DNA adalah asam nukleat yang mengandung materi genetik dan berfungsi untuk mengatur perkembangan biologi seluruh bentuk kehidupan secara seluler. Isolasi DNA terhadap kopi arabika wamena dianggap penting sebagai langkah awal dalam mengenali profil pita DNA. Namun, yang menjadi kendala adalah terkadang dalam melakukan isolasi DNA, ditemukan DNA yang memiliki kualitas dan kuantitas yang rendah (Mawardi, 2016).
Isolasi DNA merupakan langkah awal prosedur kerja dalam genetika molekuler. Prosedur ekstraksi DNA dari jaringan tanaman, pertama diawali dengan penghancuran dinding sel untuk mengeluarkan isi sel. Cara yang lazim dilakukan untuk menghancurkan jaringan tanaman adalah dengan membuat sel-sel dalam keadaan dehidrasi atau dengan membekukan jaringan tanaman segar menggunakan es kering atau nitrogen cair. Jaringan yang sudah getasini kemudian digerus sampai menjadi serbuk. Selanjutnya DNA harus dipisahkan dari isi sel yang lainnya agar bercampur dengan buffer ekstraksi. Hal ini umum dilakukan dengan menggunakan deterjen, misalnya sodium dodecyl sulphate (SDS) atau cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB). Tahap akhir, DNA harus dimurnikan dari senyawa-senyawa non-DNA lainnya, seperti RNA, protein, polisakarida, metabolit sekunder dan sebagainya (Hala, 2016).
Pemecahan sel merupakan langkah penting dalam isolasi DNA. Jalan untuk memecah sel bisa dilakukan secara kimia, mekanik atau enzimatik. Prosedur yang paling baik untuk membuka sel adalah secara kimia atau enzimatik untuk mendapatkan DNA yang utuh. Pada metode dengan menggunakan detergen komersial kita memasukkan bahan tanaman ke dalam detergen pada saat bahan tersebut dihancurkan. Karena pada saat penghancuran, sel-sel yang lepas akan segera rusak membrannya karena aadnya detergen. Dan DNase akan segera dinonaktivkan. Selain waktunya lebih cepat, diharapkan dengan perlakuan seperti ini akan dapat mengurangi tingkat kerusakan DNA (Yulianti, 2006).
Isolasi DNA memiliki beberapatahapan, yaitu: (1)Isolasi sel; (2)Lisis din-ding dan membran sel; (3)Ekstraksi dalamlarutan; (4)Purifikasi; dan (5)Presipitasi.Prinsip-prinsip dalam melakukan isolasiDNA ada 2, yaitu sentrifugasi dan presi-pitasi. Prinsip utama sentrifugasi adalahmemisahkan substansi berdasarkan beratjenis molekul dengan cara memberikangaya sentrifugal sehingga substansi yanglebih berat akan berada di dasar, sedangkansubstansi yang lebih ringan akan terletakdi atas. Teknik sentrifugasi tersebutdilakukan di dalam sebuah mesin yangbernama mesin sentrifugasi dengankecepatan yang bervariasi, contohnya 2500rpm (rotation per minute) atau 3000 rpm (Faatih, 2009).
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Hari/Tanggal : Rabu, 28 Desember 2016
Waktu : Pukul 16.00 s.d. 17.30 wita
Tempat : Lab Lt III jurusan Biologi FMIPA UNM
B. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Tabung reaksi
b. Pisau
c. Pipet 5 ml
d. garpu
e. gelas beaker 250 ml
f. mortal
g. saringan
2. Bahan
a. Tumbuhan (daun mangga, daun bayam, daun alpukat, buah pisang)
b. Es serut
c. NaCl 3 gr
d. Detergen
e. Etanol 95 % dingin
C. Prosedur kerja
1. Pilihlah buah yang masak dan potong dengan pisau,keluarkan isinya dengan menggunakan garpu dan simpan gelas beaker 250 ml. Kalau pada daun harus ditumbuk halus dengan menggunakan mortal
2. Tambahkan 3 gram NaCl yang telah dilarutkan, kemudian tambahkan 10 ml detergen, buat sampai volume 100 ml dengan menambahkan air
3. Campurkan dan aduk dengan garpu sampai benar-benar tercampur dan kemudian disaring kemudian disimpan cairan yang telah disaring tersebut
4. Biarkan beberapa menit kemudian isi sebanyak 6 ml cairan tersebut ke dalam tabung reaksi.
5. Tambahkan 9 ml etanhol dingin pada bagian bawah tabung reaksi dan tunggu beberapa menit untuk presipitasi DNA sampai terdapat dua bagian yang terpisah oleh etanol dan bagian yang berwarna putih.
6. Bagian yang putih dipindahkan ke tabun reaksi yang lain. Ini merupakan DNA hasil ekstraksi.
BAB IV
HASIL DAN PENBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
| No | Nama Sampel | Gambar Pengamatan | Reaksi |
| 1 | Strawberry | (+) terbentuk spindle | |
| 2 | Pear | (-) Tidak terbentuk spindel | |
| 3 | Kiwi | (+) terbentuk spindle | |
| 4 | Anggur | (+) terbentuk spindle | |
| 5 | Jeruk | (+) terbentuk spindle | |
| 6 | Pepaya | (+) terbentuk spindle | |
| 7 | Buah Naga | (+) terbentuk spindle |
B. Pembahasan
Berdasarkan hasil praktikum, diketahui bahwa 6 dari 7 ekstrak tumbuhan yang digunakan sebagai sampel berhasil diekstraksi kromosomnya. Hal ini nampak terlihat dengan adanya benang-benang spindel yang melingkar berbentuk cincin dipermukaan sampel. Sedangkan pada sampel yang gagal atau belum berhasil, yaitu pada buah pear dimana tidak nampak adanya benang spindel yang melingkar di atas permukaannya.
Untuk proses ektraksi kromosom telah dijelaskan dengan rinci oleh Surzycki (2000) dalam Yulianti (2006) dimana pemecahan sel merupakan langkah penting dalam isolasi DNA. Jalan untuk memecah sel bisa dilakukan secara kimia, mekanik atau enzimatik. Prosedur yang paling baik untuk membuka sel adalah secara kimia atau enzimatik untuk mendapatkan DNA yang utuh. Pembukaan sel secara mekanik seperti sonikasi, penggilingan, dan pemberian tekanan tinggi tidak dapat digunakan untuk preparasi DNA, karena dapat memotong DNA menjadi potongan-potongan kecil. Metode yang baik adalah menggunakan detergen (secara kimia) dan/atau secara enzimatik. Detergen dapat melarutkan lemak dalam membran sel, sehingga sel bisa lisis. Selain itu, detergen ini dapat menghambat DNase yang dapat merusak DNA dan dapat mendenaturasi protein, sehingga protein dapat dihilangkan dari larutan. Biasanya sel tumbuhan tidak dapat dirusak hanya dengan menggunakan detergen. Untu melisiskan sel dapat diberikan perlakuan dengan enzim, sehingg membran sel dapat berinteraksi dengan detergen. Dinding sel tumbuhan dapat dihilangka dengan enzim untuk menghilangkan selulosa yang terdapat di dalam dinding sel. Namu penggunaan enzim ini mahal dan memerlukan banyak waktu, sehingga untuk sel tumbuhan dapat diganti dengan penggerusan dengan menggunakan pestle atau blender. Penggerusan yang dilakukan tidak boleh terlalu kuat, karen dapat memotong DNA.
DAFTAR PUSTAKA
Faatih, M. 2009. Isolasi Dan Digesti Dna KromosomIsolation And Digestion Of Chromosomal Dna. Jurnal Penelitian Sains & Teknolog. 10 (1).
Hala, Yusminah dan Hartono. 2016. Penuntun Praktikum Pengantar Bioteknologi. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Makassar.
Langga, Indah Fajarwati., Muh. Restu dan Tutik Kuswinanti. 2012. Optimalisasi Suhu dan Lama Inkubasi dalam Ekstraksi DNA Tanaman Bitti (Vitex Cofassus Reinw) serta Analisis Keragaman Genetik dengan Teknik RAPD-PCR. Jurnal Sains & Teknologi,12 (3) : 265 – 276.
Mawardi, Arsyam & Simonapendi, Maria L. 2016 Uji Efektivitas Metode Isolasi DNA Genom Kopi Arabika (Coffea arabica L.) Asal Kabupaten Jayawijaya. JURNAL BIOLOGI PAPUA ISSN: 2086-3314 Vol 8
Nurcahyo, Heru. 2011. Diktat Mikrobiologi. jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY. Yogyakarta.
Yulianti, Evy. 2006. Pengembangan Teknik Isolasi DNA Tumbuhan Menggunakan Detergen Komersial. Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY: Yogyakarta.
