Upload
ika-vierrania
View
246
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
1/47
Teknologi Sel
Biologi Sel
Semester Gasal 2014/2015
Esti Widowati,S.Si.,M.P
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
2/47
Gen
Unit dasar perwarisan siat adala! gen. Gen " serang#aian $r$tan n$#leotida %ang meng#ode
sat$ mole#$l protein Setiap gen &ertangg$ng'awa& $nt$# sat$ rantai asamamino dan siat lain.
Gen mer$pa#an &agian dari ()*.
Gen &ertangg$ng'awa& $nt$# mem&$at protein dan()* menginstr$#si#an $nt$# mem&$at protein melal$ime#anisme sintesis protein.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
3/47
Ur$tan n$#leotida s$at$ gen dapat di$&a! se!ingga protein dan$ngsi %ang di!asil#ann%a &er&eda.
+e#ni# ini dise&$t re#a%asa geneti#a ata$ te#nologi ()* re#om&inan%ang prosesn%a dise&$t #loning gen.
Kloning" proses insersi ragmen n$#leotida #edalam e#tor danmeng!asil#an mole#$l ()* re#om&inan %ang &er&eda-&eda.
Mole#$l ()* re#om&inan dalam sel inang a#an &erepli#asi danmeng!asil#an #opi %ang identi#.
eti#a sel lisis, #opi mole#$l ()* a#an dit$r$n#an dan ter'adila!
proses repli#asi #em&ali.asil proses ini adala! klon %ang mengand$ng sat$ ata$ le&i!mole#$l ()* re#om&inan.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
4/47
Str$#t$r seder!ana " empat s$&$nit n$#leotida %ang dii#at#an&ersama dalam $r$tan %ang sangat spesii# $nt$# mem&ent$#s$at$ rantai.
Ur$tan n$#leotida ini men'adi sandi %ang men%ampai#an
sel$r$! inormasi &agi s$at$ sel selama #e!id$pann%a. Setiap n$#leotida terdiri atas g$la deo#siri&osa, osat dan &asa
nitrogen adenine, timin, sitosin dan g$anin. Bent$# " !eli ganda dengan d$a rantai n$#leotida &erp$tar
mengelilingi sat$ sama lain dalam &ent$ !eli ata$ spiral.
S$&$nit pada setiap rantai dii#at &ersamaan. Basa padamasing-masing rantai &er!adapan sat$ sama lain di tenga!!eli dan &asa &erpasangan se3ara spesii#.
*denin dengan +imin dan Sitosin dengan G$anin. ara ini&erperan $nt$# mem&$at salinan ()*.
DNA
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
5/47
Pem&ela!an sel mem&$at setiap organisme menerima separ$!#romosom dari setiap ind$#n%a se!ingga organisme men'adi le&i!#omple#s.
()* a#an &erepli#asi se&el$m ter'adi pem&ela!an. Pesanditrans#ripsi men'adi mRNA yang secara kimiawi serupadengan DNA.
Ur$tan &asa pada m)* menent$#an $r$tan asam amino padaprotein dise&$t #odon. Setiap #odon mem&eri perinta! $nt$#mensintesis protein
Proses pem&ent$#an protein mempengar$!i #emamp$anorganisme &erta!an !id$p.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
6/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
7/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
8/47
Kultur Sel
$lt$r sel adala! men$m&$!#an sel ata$ 'aringan
pada medi$m tertent$ dalam #ondisi aseptis
Per&an%a#an t$m&$!an/!ewan dapat dila#$#an
se3ara 3epat, '$mla!n%a ter&atas, !emat tempatdan wa#t$, serta memili#i siat identi#. Per&an%a#an
it$ melal$i te#ni# #loning.
$lt$r sel t$m&$!an dapat dit$m&$!#an men'adi
indiid$ &ar$, sedang#an #$lt$r sel !ewan tida#&isa.
emamp$an totipotensi
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
9/47
Kultur Sel
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
10/47
Sel Attach atau Suspensi
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
11/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
12/47
Rekayasa Genetika
e#a%asa geneti#amer$pa#an $pa%a $nt$#
meng$&a! siat ma#!l$# !id$p dengan
meng$&a! materi geneti# %ang ada di dalam
seln%a, 3ara meng$&a! materi geneti# ()*
dengan melal$i persilangan, m$tasi,
transplantasi inti, $si, re#om&inasi ()*.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
13/47
6$si sel $nt$# pem&ent$#an generasi &ar$ dengan #om&inasi gen%ang &ar$ dalam sel mi#roorganisme dengan mengga&$ng#an d$asel &ersamaan.
Fusi sel diawali oleh peleburan membran sel diikuti olehpeleburan sitoplasma !plasmogami" dan selan#utnya peleburan inti
!kariogami". $aktu inti melebur ter#adi penyusunan kembalikromosom secara acak.
6$si sel mem&ent$# !i&rid ata$ re#om&inan %ang mengand$ngmateri geneti# d$a sel ata$ le&i!. ara ini meng!asil#an #om&inasigen.
6$si sel dapat meng!asil#an anti&ioti# &ar$ dengan menga#ti#angen %ang ina#ti. 6$si sel men'adi 3ara $nt$# men%at$#an &ersama-sama gen %ang
&iasan%a tida# &erde#atan %ait$ gen pen%andi protein dan gendaera! pengendali.
Fusi Sel
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
14/47
6$si sel1. sel wada!" memili#i siat 3epat
mem&ela!sel #an#er,mieloma.
2. sel s$m&er gen" memili#i siat %ang
diingin#an.
7. $sigen" 8at-8at %ang memper3epat
ter'adin%a $si sel. 8at %ang tergolong $sigen
misaln%a )a)97, sl, p tinggi, PEG, medanlistri# dan ir$s
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
15/47
%an&aat$si sel %a#ni $nt$# pemetaan #romosom,meng!asil#an anti&odi mono#lonal dan mem&ent$#spesies &ar$.Be&erapa alasan mela#$#an re#om&inasi ()* %a#ni1. str$#t$r ()* sama, darimanap$n s$m&ern%a2. ()* dapat disam&$ng-sam&$ng7. ditem$#ann%a en8im-en8im pemotong danpen%am&$ng
4. gen dapat menge#spresi#an diri di dalam selmana sa'a.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
16/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
17/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
18/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
19/47
Trans&er 'nti !Nuclear Trans&er"
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
20/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
21/47
()* e#om&inan
Teknologi DNA rekombinan : upaya perbanyakan gentertentu dalam sel inang nonalami (kloning gen),mengisolasi, memotong, mengkombinasi danmenginsersi
Teknologi DNA rekombinan: pembentukan kombinasimateri genetik baru dengan penyisipan molekul DNA kedalam vektor sehingga terintegrasi dan mengalamiperbanyakan di dalam suatu sel inang.
Manfaat.Diperolehnya produk gen tertentu dalam waktulebih cepat dan jumlah lebih besar daripada produksi secarakonvensional. Produk pangan, vaksin, kapas, bioinsektisida,agen bioremediasi dan hormon insulin
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
22/47
Tahapan-tahapan tersebutadalah
. isolasi DNA genomik!kromosom yang akandiklon
". pemotongan molekul DNA menjadi sejumlah#ragmen dengan berbagai ukuran
$. isolasi DNA vektor%. penyisipan #ragmen DNA ke dalam vektor untuk
menghasilkan molekul DNA rekombinan
&. trans#ormasi sel inang menggunakan molekul
DNA rekombinan'. reisolasi molekul DNA rekombinan dari sel inang
. analisis DNA rekombinan.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
23/47
Perang#at %ang diperl$#an adala!
1. En8im restri#si " memotong ()*
2. En8im ()* ligase " men%am&$ng ()*
7. Plasmid " e#tor
4. +ransposon " alat $nt$# mela#$#an m$tagenesisdan $nt$# men%isip#an penanda
5. P$sta#a Genom " Men%impan gen ata$ ragmen()* %ang tela! di#lon#an
:. En8im eerse +rans3ription " mem&$at ()*&erdasar#an )*
;. Pela3a# ()*/)* " dete#si gen ata$ ragmen ()*%ang diingin#an ata$ dete#si #lon %ang &enar
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
24/47
S$m&er ()* sisipan
1. ()* genomi# dari ()* li&rar%
2. Prod$# P7. m)* men'adi 3()* e$#ariot
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
25/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
26/47
(ektor tersebut antara lain
)lasmid Mole#$l ()* $ntai ganda &er&ent$# meling#ar dan
terleta# dil$ar #romosom. Plasmid memili#i $#$ran %ang le&i! #e3il daripada e#tor
#loning lain se!ingga ragmen ()* %ang disisip#an '$ga&er$#$ran #e3il %ait$ #$rang dari 10 #&. Mole#$l ()* plasmid dapat diisolasi, dimanip$lasi dan
dimas$##an #em&ali #edalam sel inang. (idalam selinang mole#$l ()* plasmid dapat &er'$mla! le&i! darisat$ dan mamp$ merepli#asi diri dan dit$r$n#an #egenerasi &eri#$tn%a
Plasmid dipili! #arena m$da! memas$#i sel E.coli danproses ini di&ant$ s$t$ sen%awa #imia.
Plasmid dapat merepli#asi dirin%a termas$# 'i#a tela!mengand$ng gen re#om&inan man$sia.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
27/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
28/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
29/47
*akterio&ag" sala! sat$ 3onto!n%a adala! lam&da %ait$ ir$sE.colimemili#i $#$ran 4= #& &er$pa mole#$l ()* %ang &er$#$ranle&i! &esar daripada plasmid %ang di&$ng#$s protein. 6ragmen
()* %ang disisip#an '$ga memili#i $#$ran le&i! &esar %ait$ 20 #& )hagemid" plasmid re#om&inan %ait$ ga&$ngan antara plasmid
dan &a#terioag serta dapat disisipi mole#$l ()* antara 10-20 #& Kosmid" mole#$l ()* %ang memili#i n$#leotida dengan $#$ran
le&i! &esar daripada &a#terioag se!ingga ragmen %angdisisip#an se#itar 45#&
Ragi atau yeast" e#tor #loning %ang disisipi ole! ramen ()*$#$ran 50-100 #&
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
30/47
Bacteriophage
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
31/47
S%arat >nang ospes
Tumbuh cepat
Nutrisi murah
Tidak banyak persyaratan
Bukan patogen/tidak menghasilkan toksin Informasi genetiknya sudah sangat dipahami
Kemampuannya dalam fermentasi telahsangat dipahami
Dapat menerima berbagai vektor, mudahditransformasi,
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
32/47
6ragmen ()* asing pem&awa siat %ang diingin#an. Padaproses #loning ragmen ()* pem&awa siat %ang diingin#andapat diperole! dengan &e&erapa 3ara %ait$
a. sintesis ()* se3ara #imia dengan ()* s%nt!esi8er#arenaalat ini dapat mensintesis $r$tan n$#leotida sepan'ang ?0 #&tetapi dengan &ia%a ma!al.
&. sintesis ()* dari )*. Proses ini diawali dengan isolasi danpem$rnian )*. )* &ersiat tida# sta&il dan m$da!terdegradasi. (engan penam&a!an en8im reerse trans#riptase
)* a#an ditrans#ripsi men'adi ()*. ara ini memerl$#an &ia%arelati ma!al.
Fragmen DNA asing
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
33/47
3. ragmentasi ()* se3ara me#ani#. ara ini diawali denganisolasi dan pem$rnian ()* ()* #romosom #em$dian dipotongse3ara a3a#. Bia%a relati m$ra! tetapi ragmen %ang terpotonga#an s$lit disam&$ng #em&ali #e e#tor #loning.
d. pemotongan ()* dengan en8im restri#si. ara ini diawalidengan isolasi dan pem$rnian ()* #em$dian dila#$#anpemotongan se3ara terara! dengan en8im restri#si. En8imrestri#si mer$pa#an endon$#lease %ang memili#i sisi pengenalantertent$. Pen%am&$ngan #em&ali ragmen dengan e#tor dapat
diren3ana#an dan &ia%a dapat di#al#$lasi#an.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
34/47
Metode $nt$# memotong dan men%am&$ng #em&ali
()* asing terse&$t dengan e#tor $nt$# meng!asil#an
()* re#om&inan. Pemotongan dan pen%am&$ngan #em&ali ragmen ()*
asing #edalam s$at$ e#tor dila#$#an se3ara en8imatis.
Pemotongan dan PenyambunganKembali DNA
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
35/47
Be&erapa en8im %ang terli&at dalam #loning ()* adala! en8im restri#si" endon$#lease %ang memili#i #emamp$an
memotong $r$tan n$#leotida pada &asa se3ara spesii# se!inggapemotongann%a dapat terara!. 9le! #arena mole#$l ()* &er$ntai
ganda ma#a !asil pemotongann%a &er$pa $'$ng t$mp$l blunt endsata$ r$n3ing/#o!esi sticky ends. Pemotongan ()* dengan en8imrestri#si ini &ersiat palindrom ata$ ara! pengenalan 5@-7@ dari d$a$ntai selal$ sama.
()* ligase$nt$# men%am&$ng #em&ali ragmen ()* dengan
e#torn%a se!ingga di!asil#an ()* re#om&inan.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
36/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
37/47
Pemas$#an mole#$l ()* re#om&inan #edalam sel inang dapatdila#$#an dengan #e'$t panas %ait$ dengan men3amp$r ()*re#om&inan !asil ligasi dengan sel inang dan dipanas#an pada42 selama 70 deti# #em$dian diin#$&asi pada es selama 2
'am. Proses terse&$t adala! transormasi %ait$ sel %angmengalami per$&a!an.
+ransorman dit$m&$!#an pada media tertent$ $nt$# dila#$#anproses s#rining ata$ identii#asi #lon re#om&inan. E.colidapat
se&agai inang #arena meta&olismen%a tela! &an%a# dipela'ari.
Memasukkan DNA Rekombinan
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
38/47
S#rining diperl$#an $nt$# memperole! #lon !asil %angmengand$ng gen peng#ode protein %ang #ita ingin#an.
Setela! #lon %ang did$ga mengand$ng ragmen ()*
%ang diingin#an diperole! #em$dian dila#$#an isolasi()* $nt$# menent$#an $r$tan n$#leotidan%a.
Pop$lasi sel dari sat$ ind$# asal dise&$t #londansel$r$! sel dalam sat$ #lon memili#i s$s$nan geneti#
%ang sama.
Identifikasi Klon Rekombinan
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
39/47
1.>solasi gen
2. Memodii#asi gen se!ingga $ngsi
&iologisn%a le&i! &ai#7. Mentranser gen terse&$t #e organisme &ar$
4. Mem&ent$# prod$# organisme transgeni#
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
40/47
)rosedur pembentukan organisme transgenik
+. )roses introduksi gena. mem&ent$# se#$en gen %ang diingin#an %ang ditandaidengan penanda %ang spesii#.&. Mentransormasi se#$en gen %ang s$da! ditandai #e
'aringan3. Meng#$lt$r 'aringan %ang s$da! mengand$ng gen %angditransormasi#and. U'i 3o&a #$lt$r terse&$t di lapangan
,. %utagenesis
Memodii#asi gen pada organisme terse&$t denganmengganti se#$en &asa nitrogen pada ()* %ang ada $nt$#diganti dengan &asa nitrogen lain se!ingga ter'adiper$&a!an siat pada organisme terse&$t, 3onto!" sem$lasiatn%a tida# ta!an !ama men'adi ta!an !ama.
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
41/47
+ranser ()* se3ara alami
1. on'$gasi " perpinda!an ()* antara sat$
sel #e sel lainn%a dengan adan%a #onta#
isi#
2. +ransormasi " pengam&ilan ()* dari
ling#$ngan dise#itarn%a
7. +ransd$#si " Peminda!an ()* dari sat$ sel
#e sel lainn%a dengan &ant$an p!age
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
42/47
Pem&$atan tanaman &$a!, sa%$r, &$nga, serealia, da$n
tem&a#a$ %ang ta!an lama, $pa%a prod$#si s$s$ sapidengan #$alitas seperti *S>, wool &er#$alitas tinggi, padi
dengan #and$ngan itamin *, sintesis anti&ioti# &ar$ danprod$#si a#sin, ins$lin dan !ormon. Gen dipinda! antar organisme. e#a%asa geneti#a
meli&at#an pen%isipan inormasi geneti# &ar$ #edalamorganisme &iasan%a &a#teri $nt$# meng!asil#an#emamp$an &ar$.
Gen dapat tere#spresi ata$ tida# tergant$ng dig$na#ann%adalam sintesis protein.
Aplikasi Rekayasa GenK!NING
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
43/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
44/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
45/47
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
46/47
Tugas )resentasi
B$at 5 #elompo# dan tent$#an '$d$l materi %ang a#an
dipresentasi#an
+ema presentasi
1. Peran te#nologi sel dalam #eta!anan pangan2. Metode pengawetan pangan dan #aitann%a dengan
selap$t plasma
7. Peran rigor mortis dan #aitann%a dengan #$alitas daging
4. Ee# pen%impangan dalam pem&ela!an sel pada tanamanpangan
5. Stress Management pada sel stress ling#$ngan dan
n$trisi
7/25/2019 Teknologi Sel.ppt
47/47
>no dari '$rnal ata$ s$m&er lain
Bisa &er$pa ino ter#ini, pro-#ontra, prod$#ata$ 'enis tanaman pangan
Ee# dapat positi dan negati
(apat disertai pen%ataan si#ap #elompo#ter!adap s$at$ te#nologi ata$ pern%ataan
Presentasi se#reati m$ng#in dan
mengang#at is$ ter#ini ter$tama &er#aitandengan #eta!anan dan #eamanan pangan
Presentasi dila#$#an &er$r$tan ses$ai tema