IMAD HASAN AQIL
XII IPA
SMA ARRAHMAN
BAB 1
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
DNA atau Deoxyribose Nucleic Acid adalah molekul utama yang mengkode semua informasi yang dibutuhkan untuk proses metabolisme dalam setiap organisme. DNA ini tersusun atas 3 komponen utama yaitu gula deoksiribosa, basa nitrogen dan fosfat yang tergabung membentuk nukleotida. Molekul DNA ini terikat membentuk kromosom, ditemukan di nukleus, mitokondria dan kloroplas. DNA yang menyusun kromosom ini merupakan nukleotida rangkap yang tersusun heliks ganda atau double helix, dimana basa nitrogen dan kedua benang polinukleotida saling berpasangan dalam pasangan yang tetap melalui ikatan hidrogen. Antara nukleotida yang satu dengan nukleotida yang lain dihubungkan dengan ikatan fosfat. DNA terdapat di dalam setiap sel makhluk hidup disebut sebagai cetak biru kehidupan karena molekul ini berperan penting sebagai pembawa informasi hereditas yang menentukan struktur protein dan proses metabolisme lain (Agus dan Sjafarenan, 2013).
Untuk mendapatkan DNA murni dari suatu sel dalam jaringan tubuh makhluk hidup dapat dilakukan suatu teknik isolasi DNA. Isolasi DNA adalah suatu teknik yang digunakan untuk mendapatkan DNA murni. Prinsip dasar isolasi DNA ada tiga yaitu penghancuran, ekstraksi dan pemurnian. Isolasi DNA bertujuan untuk memisahkan DNA dari zat-zat lain yang dapat dilakukan dengan berbagai cara, akan tetapi pada setiap jenis maupun bagian tanaman dapat menimbulkan masalah berbeda, antara lain karena adanya senyawa polifenol dan polisakarida dalam konsentrasi tinggi yang dapat menghambat pemurnian DNA dan juga mempengaruhi enzim-enzim seperti polimerase, ligase, endonuklease restriksi, atau enzim untuk kegiatan molekuler lain yang dapat menyebabkan DNA tidak dapat digunakan untuk aplikasi penelitian (Istanti, 1999).
Pengisolasian DNA secara sederhana dapat diawali dengan memecahkan dinding sel, membran plasma dan membran inti, baik secara mekanik maupun secara kimiawi. Secara kimiawi dapat dilakukan dengan pemberian detergen yang dapat menyebabkan rusaknya membran sel (Agus dan Sjafarenan, 2013).
I.2. Tujuan percobaan
Tujuan dari praktikum ini yaitu:
1. Untuk mengetahui cara atau metode yang benar untuk memisahkan atau mengisolasi DNA dari buah-buahan.
2. Mengetahui keefektifan deterjen dan buah yang dipakai untuk melakukan percobaan isolasi DNA
I.3. Waktu dan Tempat Percobaan
Percobaan ini dilaksanakan pada hari Kamis, pada tanggal 13 maret 2014, pukul 14.00-17.00 WITA, bertempat di Laboratorium Biologi Dasar, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
DNA adalah asam nukleat yang mengandung materi genetik dan berfungsi untuk mengatur perkembangan biologis seluruh bentuk kehidupan secara seluler. DNA terdapat pada nukleus, mitikondria, dan kloroplas. DNA terdiri dari tiga macam molekul, yaitu gula deoksiribosa, gugus fosfat dan basa nitrogen. Gula pentosa memiliki 5 atom C, dan pada DNA atom C nomor 2 berikatan dengan atom H. Gugus fosfat pada DNA berikatan dengan atom C nomor 5 melalui ikatan fosfoester. Gugus fosfat tersebut yang menyebabkan asam nukleat bermuatan negatif. Basa nitrogen yang menyusun asam nukleat ada dua macam, yaitu basa purin yang terdiri dari adenin dan guanin dan basa pirimidin yang terdiri dari timin dan sitosin. Ikatan tersebut menghasilkan molekul yang disebut nukleosida. Nukleosida akan bergabung dengan fosfat dan membentuk molekul yang disebut nukleotida. Nukleotida adalah Satu komponen pembangun DNA terdiri atas satu gula pentosa, satu gugus fosfat dan satu pasang basa (Asris, 2010).
Untai ganda DNA tersusun oleh dua rantai polinukleotida yang terpilin. Kedua rantai tersebut berikatan dengan adanya ikatan hidrogen antara basa adenin dengan timin sebanyak dua ikatan dan antara guanin dan sitosin sebanyak tiga ikatan. Spesifisitas pasangan basa tersebut disebut sebagai komplementaritas Replikasi merupakan proses pelipatgandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan membelah diri. Pada setiap sel, kecuali sel gamet, pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi genetik yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan konjugat dari rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada masing-masing DNA baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi, satu rantai tunggal merupakan rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya, sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang baru disintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya tersebut bertindak sebagai cetakan untuk membuat rantai pasangannya (Campbell, dkk., 2010).
Setelah cukup ruang terbentuk akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua rantai DNA yang sudah terbuka secara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda tersebut berlangsung disertai dengan pergeseran DNA polimerase mengikuti arah membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di kedua sisi rantai yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini berlanjut sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah.Sel eukariot memiliki DNA di dalam kromosom, yaitu di inti sel dan ada beberapa sel eukariot memiliki DNA di luar kromosom, yaitu DNA pada mitokondria dan kloroplas. DNA nukleus berbentuk linear dan berasosiasi sangat erat dengan protein histon, sedangkan DNA mitokondria dan kloroplas berbentuk sirkular, replikasinya berlangsung secara independen dan tidak bergantung pada replikasi kromosom, serta tidak berasosiasi dengan protein histon. Organisasi gen mitokondria lebih mirip organisasi gen pada bakteri. Selain itu, DNA mitokondria dan kloroplas memiliki ciri khas, yaitu hanya mewariskan sifat-sifat yang berasal dari garis ibu. Hal ini sangat berbeda dengan DNA nukleus yang memiliki pola pewarisan sifat dari kedua orang tua (Suryo, 2004).
DNA dari sel prokariot maupun sel eukariot dapat diperoleh dengan cara mengisolasi DNA yang terdapat di dalam sel. Isolasi DNA adalah teknik yang dilakukan untuk memisahkan DNA dari zat yang lain di dalam sel. Fungsi dari pengisolasian DNA adalah mendapatkan DNA murni dari dalam sel yang akan
digunakan untuk penganalisisan genotip suatu organisme (Asris, 2010).
Isolasi DNA dapat dilakukan melalui tahapan-tahapan antara lain preparasi esktrak sel, pemurnian DNA dari ekstrak sel dan presipitasi DNA. Meskipun isolasi DNA dapat dilakukan dengan berbagai cara, akan tetapi pada setiap jenis atau bagian tanaman dapat memberikan hasil yang berbeda, hal ini karena adanya senyawa polifenol dan polisakarida dalam konsentrasi tinggi yang dapat menghambat pemurnian DNA. Jika isolasi DNA dilakukan dengan sampel buah, maka kadar air yang pada masing-masing buah berbeda, dapat memberi hasil yang berbeda pula. Buah dengan kadar air tinggi akan menghasilkan isolat yang berbeda jika dibandingkan dengan buah berkadar air rendah. Semakin tinggi kadar air maka sel yang terlarut di dalam ekstrak akan semakin sedikit, sehingga DNA yang terpretisipasi juga akan sedikit (Agus dan Sjafarenan, 2013).
Proses isolasi DNA diawali dengan proses ekstraksi DNA, hal ini bertujuan untuk memisahkan DNA dengan partikel lain yang tidak diinginkan. Proses ini harus dilakukan dengan hati-hati, sehingga tidak menyebabkan kerusakan pada DNA. Untuk mengeluarkan DNA dari sel, dapat dilakukan dengan memecahkan dinding sel, membran plasma dan membran inti baik dengan cara mekanik maupun secara kimiawi. Cara mekanik bisa dilakukan dengan pemblenderan atau penggerus menggunakan mortar dan pistil. Sedangkan secara kimiawi dapat dilakukan dengan pemberian bahan yang dapat merusak membran sel dan membran inti, salah satunya adalah deterjen (Istanti, 1999).
Membran sel pada setiap organisme dapat mengalami kerusakan yang disebabkan oleh pengaruh senyawa-senyawa kimia. Senyawa kimia yang mampu merusak membran ataupun dinding sel antara lain lisozim yang mampu mempengaruhi kerja senyawa polimerik sehingga kekakuan sel tidak lagi dapat terjaga. Selain itu, ada pula senyawa EDTA atau Etilen Diamin Tetra Asetat yang berfungsi untuk menghilangkan ion Mg2+ yang penting untuk mempertahankan struktur selubung sel serta menghambat enzim yang dapat merusak DNA. Dalam proses isolasi DNA, deterjen berfungsi menggantikan senyawa-senyawa kimia tersebut diatas. Deterjen mengandung sodium dodesil sulfat yang dapat menyebabkan hilangnya molekul lipid pada membran sel sehingga struktur membran akan rusak dan melisiskan isi sel (Istanti, 1999).
Proses selanjutnya yaitu purifikasi hal ini bertujuan untuk membersihkan hasil ekstraksi dari zat-zat lain. Hal ini bertujuan untuk mengoptimalkan kerja enzim yang sangat dipengaruhi oleh temperatur. Pada proses pengisolasian DNA digunakan garam dapur dengan tujuan untuk memekatkan DNA. Hal ini dapat terjadi karena ion Na+ yang dikandung oleh garam mampu membentuk ikatan dengan kutub negatif pada ikatan fosfat DNA. Saat ion Na+ garam berikatan dengan fosfat, pada saat itulah DNA akan berkumpul (Suryo, 2004).
Setelah menunggu beberapa saat tahapan selanjutnya yaitu terjadi presipitasi yang bertujuan mengendapkan protein histon. Presipitasi terjadi pada lapisan atas bukan lapisan bawah, yang menunjukkan bahwa DNA tidak larut dalam etanol tetapi larut dalam air. Ketika molekul DNA terlarut, mereka tersebar dalam larutan sehingga tidak terlihat. Ketika molekul tersebut berpindah kedalam larutan yang bukan pelarut meraka akan berkumpul atau menggumpal sehingga dapat dilihat. Presipitasi DNA terlihat seperti serabut-serabut putih yang terkumpul diatas permukaan larutan karena masa jenis etanol lebih kecil dari pada masa jenis air. Etanol yang digunakan harus benar-benar dingin dan berasal dari lemari pendingin, hal ini bertujuan untuk menyempurnakan presipitasi. Apabila etanol yang digunakan kurang dingin, maka mengakibatkan pembentukan presipitat kurang sempurna (Istanti, 1999).
Isolasi DNA pada dasarnya dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai macam sumber DNA yang dapat diperoleh dari hewan maupun tumbuhan. Upaya untuk mengeluarkan DNA dari sel dilakukan dengan merusak dinding dan membrane sel dan juga membran inti. Cara yang digunakan untuk merusak membran-membran tersebut sangat beraneka ragam, misalnya dengan pemblenderan atau penggerusan dengan mortal dan pistil. Selain perusakan secara fisik, membran dan dinding sel dapat pula dirusak dengan menggunakan senyawa-senyawa kimia. Adapun manfaat dari isolasi DNA antara lain (Asris, 2010):
1. Mendapatkan DNA murni yang akan digunakan dalam percobaan laboratorium tertentu.
2. Visualisasi DNA dengan elektroforesis gel.
3. Peninjauan pola fragmen DNA hasil pemotongan secara enzimatik melalui teknik Hibridisasi Southern.
4. Isolasi DNA genomik dalam rangka pembuatan pustaka genomik.
5. Isolasi plasmid atau DNA fage dalam prosedur rutin peminakan DNA.
BAB III
METODE PERCOBAAN
III.1. Alat dan Bahan
III.1.1. Alat
Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu gelas aqua, pisau, mesin blender, spatula, tabung reaksi, pipet tetes, rak tabung reaksi, dan timbangan digital.
III.1.2. Bahan
Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu Carica papaya pepaya dan Solanum licopersilum tomat, kertas saring, deterjen (bubuk, cair dan krim), air, garam dapur, dan etanol 96%.
III.2. Cara Kerja
Cara kerja yang di dilakukan dalam percobaan ini yaitu:
1. 3 jenis deterjen (bubuk, krim, dan cair) sebanyak 5 gr dilarutkan kedalam 50 mL air yang diaduk selama 15 menit.
2. Ambil 100 gr daging buah ditambah 100 mL air dimasukkan ke dalam blender, kemudian diblender selama 40 detik.
3. Buah tomat dan buah pepaya yang telah diblender dimasukkan kedalam 6 tabung reaksi (3 tabung untuk buah tomat dan 3 tabung untuk buah pepaya) masing- masing sebanyak 4 ml.
4. Lalu campurkan 4 mL masing-masing larutan deterjen ke dalam 6 tabung reaksi yang telah terisi dengan jus buah.
5. Setiap larutan dalam tabung reaksi ditambahkan 1 spatula garam dapur kemudian diaduk selama beberapa menit sehingga diperoleh larutan yang homogen.
6. Setiap larutan disaring sebanyak dua kali dengan menggunakan kertas saring.
7. Kemudian setiap larutan yang telah disaring ditambahkan larutan etanol 96% sebanyak 5 mL.
8. Masing-masing tabung kemudian di vortex, untuk memperoleh larutan yang homogen.
9. Selanjutnya diamati proses timbulnya DNA, meliputi waktu yang diperlukan, warna, serta banyak sedikitnya DNA yang terbentuk.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV. 1. Hasil
IV.1.1. Gambar Hasil Percobaan
Jenis Buah
|
Sebelum
|
Sesudah
|
Solanum licopersilum
Tomat
| ||
Carica papaya
Pepaya
|
No.
|
Jenis Buah
|
Perlakuan
|
Hasil Percobaan
|
Jumlah
| |
Warna
|
Waktu
| ||||
1.
|
Solanum licopersilum
Tomat
|
Deterjen bubuk
|
Putih
|
Cepat
|
+++
|
Deterjen cair
|
Putih
|
Lambat
|
+
| ||
Deterjen krim
|
Putih
|
Sedang
|
++
| ||
2.
|
Carica papaya
Pepaya
|
Deterjen bubuk
|
Putih
|
Lambat
|
+
|
Deterjen cair
|
Putih
|
Cepat
|
+++
| ||
Deterjen krim
|
Putih
|
Sedang
|
+
| ||
IV.1.2. Tabel Hasil Pengamatan
IV.2. Pembahasan
Praktikum isolasi DNA dilakukan bertujuan untuk mengetahui pengaruh macam buah dan jenis deterjen terhadap kualitas DNA yang dihasilkan dalam proses isolasi. Buah yang digunakan dalam proses isolasi DNA ini adalah buah Solanum licopersilum tomat dan Carica papaya pepaya. Sedangkan jenis deterjen yang dipakai adalah deterjen bubuk, deterjen cair dan deterjen krim. Sumber DNA yang berupa buah diblender dalam waktu 40 detik. Pemblenderan ini bertujuan untuk merusak membran sel, dinding sel dan membran inti sehingga DNA bisa keluar dari sel dan masuk ke larutan. Akan tetapi lama pemblenderan hanya dibatasi 40 detik karena jika terlalu lama dikhawatirkan molekul DNA akan ikut hancur. Setelah diblender, ekstrak buah ditambah garam dapur dan disaring 2 kali serta ditambahkan etanol. Penambahan garam dan penyaringan serta penambahan etanol bertujuan untuk memudahkan pemisahan benang-benang DNA dari larutan sehingga benang-benang DNA tersebut akan mudah diamati.
Setelah dilakukan proses pengisolasian DNA, didapatkan data bahwa pada penggunaan buah tomat sebagai sumber DNA, DNA yang berhasil diisolasi paling banyak ditemukan pada filtrat yang berisi larutan deterjen bubuk. Sedangkan pada filtrat yang berisi larutan deterjen krim, DNA yang didapatkan cukup banyak tetapi masih lebih sedikit jika dibandingkan dengan perlakuan sebelumnya. Pada filtrat yang berisi larutan deterjen cair DNA yang didapatkan cukup sedikit. Sedangkan waktu pembentukan DNA pada masing-masing perlakuan bervariasi. Untuk sumber DNA buah tomat, DNA paling cepat terbentuk pada larutan deterjen bubuk. Waktu paling lama yang dibutuhkan untuk mengisolasi DNA adalah pada larutan deterjen cair.
Pada penggunaan sumber DNA buah pepaya, DNA didapatkan paling banyak pada larutan deterjen cair, sedangkan DNA yang sedikit ditemukan adalah pada larutan deterjen bubuk. Waktu pembentukan DNA pada masing-masing larutan jelas berbeda. Untuk larutan deterjen cair, waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk membentuk DNA lebih cepat, sedangkan pada larutan deterjen krim waktu rata-rata yang dibutuhkan sedang dibandingkan dengan waktu rata-rata yang dibutuhkan untuk mengisolasi DNA pada larutan deterjen bubuk cukup lama. Jadi waktu yang dibutuhkan untuk membentuk DNA tidak menunjukkan perbedaan yang nyata.
Jika dilihat secara keseluruhan, semua sumber DNA mampu menghasilkan DNA dengan cukup baik. Untuk masing-masing sumber DNA, jenis deterjen yang digunakan mempengaruhi banyaknya DNA yang dihasilkan dan waktu pembentukannya pun bervariasi. Bentuk DNA yang dihasilkan pada pengamatan kali ini adalah bentuk benang dengan warna secara umum adalah putih. Adanya hasil warna dan perbedaan lama waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan DNA dipengaruhi oleh beberapa faktor, selain karena masing-masing deterjen dan sumber DNA memiliki kemampuan yang berbeda-beda, perbedaan waktu ini juga disebabkan oleh kurang telitian praktikan dalam mengamati DNA yang terbentuk. Dari data yang diperoleh juga menunjukkan bahwa buah yang memiliki kadar air paling rendah dapat terbentuk jumlah DNA yang paling banyak dan paling bagus.
Semakin sedikit air yang terkandung dalam buah maka DNA yang akan terpresipitasi akan semakin sedikit. DNA yang dihasilkan dari percobaan ini bukan DNA murni karena sumber DNA yang digunakan berasal dari serat buah yang disaring, sehingga yang dihasilkan pada percobaan ini bukanlah supernatan melainkan hanya endapan putih.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
1. DNA dapat diisolasikan dari sumber DNA berupa buah dengan penambahan larutan deterjen dan etanol serta garam untuk membantu presipitasi DNA. Perbedaan jumlah DNA yang dihasilkan dalam proses isolasi disebabkan oleh jenis deterjen yang digunakan serta macam buah yang dipakai sebagai sumber DNA.
2. Detergen bubuk berkualitas lebih baik pada buah dengan kadar air tinggi sedangkan detergen cair berkualitas lebih baik pada buah dengan kadar air rendah. Jenis detergen mempengaruhi kecepatan waktu pembentukan DNA, detergen cair memiliki kualitas paling baik dalam kecepatan membentuk DNA, sedangkan detergen bubuk mempunyai kecepatan paling rendah dalam mementuk DNA.
V.2 Saran
V.2.1 Saran untuk laboratorium
Kebersihan laboratorium harus selalu terjaga agar praktikan bisa merasa nyaman selama melakukan praktikum.
V.2.2 Saran untuk asisten
Menurut saya asisten telah menyampaikan materi dan membimbing praktikan dengan baik sehingga mempermudah praktikan selama melakukan praktikum.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar