APLIKASI DARI ASAM NUKLEAT
APLIKASI DARI ASAM NUKLEAT
Diagnosis Penyakit
Dalam menelusuri patogen-patogen tertentu, dimanfaatkan PCR
sebagai alat pembantunya. PCR (Polymerase Chain Reaction) merupakan
suatu teknik perbanyakan (amplifikasi) potongan DNA secarain
vitropada daerah spesifik yang dibatasi oleh dua buah primer
oligonukleotida. Primer yang digunakan sebagai pembatas daerah yang
diperbanyak adalah DNA untai tunggal yang urutannya komplemen
dengan DNA templatnya.
Tahapan PCR
Denaturasi
Selama proses denaturasi, DNA untai ganda akan membuka menjadi
dua untai tunggal. Hal ini disebabkan karena suhu denaturasi yang
tinggi menyebabkan putusnya ikatan hidrogen diantara basa-basa yang
komplemen. Pada tahap ini, seluruh reaksi enzim tidak berjalan.
Denaturasi biasanya dilakukan antara suhu 90oC 95oC.
Tahapan PCR
Penempelan primer
Pada tahap penempelan primer (annealing), primer akan menuju
daerah yang spesifik yang komplemen dengan urutan primer. Pada
prosesannealingini, ikatan hidrogen akan terbentuk antara primer
dengan urutan komplemen pada template. Proses ini biasanya
dilakukan pada suhu 50oC 60oC. Selanjutnya, DNA polymerase akan
berikatan sehingga ikatan hidrogen tersebut akan menjadi sangat
kuat dan tidak akan putus kembali apabila dilakukan reaksi
polimerisasi selanjutnya, misalnya pada 72oC.
Tahapan PCR
Pemanjangan PrimerSelama tahap ini Taq polymerase memulai
aktivitasnya memperpanjang DNA primer dari ujung 3. Kecepatan
penyusunan nukleotida oleh enzim tersebut pada suhu 72oC
diperkirakan 35 100 nukleotida/detik. Dengan demikian untuk produk
PCR dengan panjang 2000 pasang basa, waktu 1 menit sudah lebih dari
cukup untuk tahap perpanjangan primer ini. Biasanya di akhir siklus
PCR waktu yang digunakan untuk tahap ini diperpanjang sampai 5
menit sehingga seluruh produk PCR diharapkan terbentuk DNA untai
ganda.
Terapi Gen
Terapi gen adalah suatu teknik untuk memperbaiki gen yang cacat
atau rusak sehingga dapat menimbulkan penyakit. Upaya-upaya pada
terapi gen manusia belum menghasilkan manfaat pada pasien yang bisa
dibuktikan. Akan tetapi untuk setiap kelainan genetik yang bisa
ditelusuri hingga ke alel rusak tunggal, seharusnya secara teoritis
ada kemungkinan untuk mengganti atau melengkapi alel rusak itu
dengan alel yang masih berfungsi normal dengan menggunakan teknik
DNA rekombinan. Alel baru dapat diselipkan ke dalam sel somatik
dari jaringan yang di pengaruhi kelainan tersebut dalam diri
manusia. Agar terapi gen sel somatik itu permanen, sel yang
menerima alel normal haruslah sel yang memperbanyak diri sepanjang
hidup si pasien, sehingga alel cangkokan akan bereplikasi dan terus
diekspresikan.
Vektor Terapi Gen
Retrovirus
Vektor Terapi Gen
Adenovirus
Resiko Terapi Gen
Virus yang disuntikkan ke dalam tubuh bisa saja virus tersebut
memasuki sel tubuh yang lain (bukan hanya sel kanker seperti yang
diharapkan) dan bila mengenai sel reproduksi, maka mutasi ini akan
diturunkan juga pada keturunan penderita
Gen yang ditransfer dan menempel pada lokasi yang salah dalam
rantai DNA, bisa menimbulkan mutasi genetik yang berbahaya merusak
DNA, bahkan kanker jenis baru.
Gen yang ditransfer bila bereaksi berlebihan di lingkungan
barunya (sel kanker) sehingga akan menimbulkan peradangan, atau
memicu reaksi pertahanan/perlawanan sel kankernya.
Terapi gen melalui virus vector dapat menyebabkan infeksi dan /
atau peradangan dari jaringan, dan pengenalan buatan virus ke dalam
tubuh dapat memulai proses penyakit lain.
Forensik Menggunakan Teknologi DNA
Vaksin
Vaksin merupakan varian atau derivaitf (turunan) patogen tidak
berbahaya yang merangsang sistem imun untuk melawan patogen
tersebut. Vaksin tradisional untuk penyakit virus terdiri atas dua
jenis: partikel virus virulen yang telah diinaktivasi dengan
cara-cara kimiawi atau fisis, dan partikel virus aktif dari strain
virus yang telah di perlemah (non patogenik). Teknik DNA rekombinan
dapat menghasilkan molekul protein spesifik dalam jumlah besarr
yang secara normal dapat ditemukan pada permukaan suatu patogen.
Jika protein tersebut, yang dianggap sebagai subunit, merupakan
salah satu protein yang memicu respon imun melawan patogen utuh,
maka protein itu dapat digunakan sebagai vaksin. Cara lainnya,
metode rekayasa genetik dapat digunakan untuk memodifikasi genom
patogen tersebut untuk memperlemahnya.
Kloning
Kloning adalah proses pembentukan satu atau sejumlah individu,
tanaman, atau hewan yang mempunyai susunan genetik yang sama.
Teknologi Plasmid
Molekul DNA berbentuk sirkuler yang terdapat dalam selbakteri
atau ragi disebut plasmid. Plasmid merupakan molekul DNA
nonkromosom yang dapat berpindah dari bakteri satu ke bakteri yang
lain dan mempunyai sifat pada keturunan bakteri sama dengan
induknya. Selain itu, plasmid juga dapat memperbanyak diri melalui
proses replikasi sehingga dapat terjadi pengklonan DNA yang
menghasilkan plasmid dalam jumlah banyak. Karena sifat-sifat
plasmid yang menguntungkan, maka plasmid digunakan sebagai vektor
atau pembawa gen untuk memasukkan gen ke dalam sel target. Contoh
aplikasi penggunaan teknologi plasmid yang telah dikembangkan
manusia adalah produksi insulin secara besar-besaran.
Teknologi Transgenik Pada Tumbuhan
Ti plasmid dikeluarkan dari sel bakteri
Ti plasmid dipotong pada sisi yang spesifik dengan menggunakan
enzim restriksi.
DNA yang berasal dari sel tanaman dipotong dengan menggunakan
enzim restriksi yang sama agar diperoleh sisi yang speksifik.
Kemudian gen tanaman yang membawa sifat yang diinginkan dipisahkan
dari DNA-nya.
Gen tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam plasmid sehingga
menghasilkan DNA rekombinan.
e. Plasmid yang telah mengandung gen tersebut dimasukkan ke
dalam sel tanaman yang dikultur. Saat ini, sel tanaman telah
memiliki gen dari tanaman lain.
f. Terjadi regeberasi sel tumbuhan yang akan terus mengalami
pembelahan hingga menjadi satu individu tanaman baru. Tanaman baru
ini memiliki sifat baru yang diinginkan dan merupakan tanaman
transgenik
Teknologi Transgenik Pada Hewan
Hewan transgenik adalah hewan yang telah mengalami rekayasa
genetika sehingga dihasilkan hewan dengan sifat yang diharapkan.
Teknologi transgenik pada hewan dilakukan dengan cara penyuntingan
fragmen DNA secara mikro ke dalam sel telur yang telah mengalami
pembuahan.
