ISOLASI DNA
Laporan Praktikum
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Jurusan Biologi
September 2010
A. Judul :
Isolasi DNA B. Tujuan :
Tujuan dari praktikum kali ini adalah mengetahiu pengaruh jenis buah dan jenis detergen terhadap kualitas DNA yang dihasilkan dalam proses isolasi.
C. Pendahuluan :
DNA merupakan suatu materi genetik yang terbentuk dari dua kelompok basa yang berbeda yang mengandung nitrogen, yaitu purin dan pirimdin. Dua purin yang paling banyak terdapat dalam DNA adalah adenin dan guanin, dan pirimidin yang umum adalah sitosin dan timin. Purin dan pirimidin berisi beberapa ikatan ganda yang berhubungan. Molekul molekul yang berisi ikatan demikian itu mempunyai potensi untuk hadir dalam sejumlah struktur kimia yang berbeda, karena atom hidrogennya mempunyai kebebasan tertentu. Misalnya saja satu atom hidrogen dapat berpindah dari suatu gugusan asam amino ( -NH2 ), dengan meninggalkan gugusan
asam amino ( -NH ) dan muatan negatif netto yang diserap oleh sistem cincin molekul yang berkonjugasi. Fluktuasi kimia semacam itu disebut pergeseran tautomer, dan struktur struktur molekul berbeda yang dihasilkannya disebut tautomer ( Goodenough 1988 ).
DNA adala polimer bukleotida biasa : bila dua nukleotida digabungkan, molekul resultannya disebut dinukleotida ; bila tiga menjadi trinukleotida ; bila
beberapa membentuk polinukleotida. Hanya satu gugusan fosfat dari setiap trifosfat pelopor termasuk dalam polimer. Gugusan fosfat ini, yang terikat pada 5’- karbon
gula pentosa pada satu nukleotida, juga terikata secara kimiawi pada 3’- karbon gula
nukleotida kedua, sehingga suatu deret 5’-3’ pautan fosfat mengikat nukleotida
nukleotida itu menjadi satu sejauh panjangnya polimer. Ikatan ikatan fosfat itu sangat kuat dan dikenal sebagai ikatan ikatan ester kovalen, atau ikatan fosfodiester.
Residu fosfat ( PO4- ) sepanjang rantai ini bersifat asam, sehingga diberi nama asam
nukleat ( Goodenough 1988 ). D. Kajian Pustaka
DNA ( Deoxyribose Nucleid Acid ) adalah master molekul yang mengkode semua informasi yang dibutuhkan untuk proses metabolisme dalam setiap organisme ( jamilah, 2005 ). DNA tersusun atas 3 komponen utama yaitu gula deeoksiribosa, basa nitrogen, mitokondria, dan kloroplas. DNA yang menyusun kromosom ini merupakan nukleotida rangkap yang tersusun heliks ganda, dimana basa nitrogen dan kedua benag polinukleotida saling berpasangan dalam pasangan yang tetap melalui ikatan hidrogen dan antara nukleotida yang satu dengan nukleotida yang lain dihubungkan dengan ikatan fosfat.
Proses isolasi DNA diawali dengan proses ekstraksi DNA. Hal ini bertujuan untuk memisahkan DNA dengan partikel lain ytang tidak diinginkan. Proses ini harus dilakukan dengan hati hati, sehingga tidak menyebabkan kerusakan pada DNA. Untuk mengluarkan DNA dari sel, dapat dilakukan dengan memecahkan deinding sel, membran plasma dan membran inti baik dengan cara mekanik maupun secra kimiawi. Jika dengan cara mekanik bisa dilakukan dengan memblender atau menggerus dengan menggunakan mortar dan pistil.
Penambahan detergen dalam isolasi DNA dapat dilakukan karena detergen dapat menyebabkan rusaknya membran sel, melalui ikatan yang dibentuk melalui sisi hidrofobik detregen dengan protein dan lemak pada membran membentuk senyawa lipid protein kompleks ( Machfud, 2006 ). Macam macam detergan yang digunakan
jega berpengeruh pada hasil dari isolasi DNA dengan kualitas baik karena kandungan pada masing masing detergen berbeda.
Garam garam memegang peran penting yang lain untuk menghilangkan proteindan karbohidart karena garam dapat menyebabkan kedua terpresipitasi dan bersama sama dengan detergen, keduanya berfungsi seperti halnya lysing buffer ( Dollard, 1994 ). Pemekatan dengan etanol pada lapisan atas sampel sehingga terjadi presipitasi DNA pada perbatasan kedua larutan.
E. Alat dan Bahan 1. Alat - Blender - Saringan - Kertas saring - Kain saring - Beaker glass - Sendok - Spatula - Tabung reaksi - Pipet tetes
- Sendok plastik kecil 2. Bahan
- Buah ( pepaya, nanas, melon, pear ) - Detergen ( rinso, attack, bukrim, sunlight ) - Alkohol absolut 95 %
- Aquades - Garam dapur F. Metode Kerja
Memblender 20 gr buah dan 20 ml aquades selama 1 menit ( semua buah diblender satu persatu : buah pepaya, nanas, melon, pear )
Menyaring dengan saringan, lalu menyaring kembali dengan kertas saring
Meletakkan hasil saringan pada beaker glass
Mengambil detergen, dan memasukkannya kedalam beaker glass ( semua detergen dimasukkan ke dalam beaker glass satu per satu : rinso, attack, bukrim, sunlightt )
Menambahkan 1 sendok detrgen, 2 spatula NaCl, 56 ml aquades
Mengaduk detrgen diatas dan jangan sampai berbuih
Memasukkan 15 ml saringan buah ( alikot ) kedalam tabung reaksi
Menambahkan 1ml campuran detergen, lalu meneteskan 6 ml etanol 70% yang dingin melalui dinding tabung reaksi
Mencatat waktu awal terbentuknya benang benang DNA dan membandingkan ketebalan lapisan DNA yang terbentuk pada masing masing jenis buah
Mengulangi tiap jenis buah dan detergen masing-masing 2 kali.
G. DATA HASIL PENGAMATAN, ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Tabel Data Hasil Pengamatan
Buah Detergen Waktu Banyak DNA
Attack Bukrim Sunlight 17 detik 3 detik 4 detik 20 detik 26 detik 7 detik 8 detik Nanas Rinso Attack Bukrim Sunlight 8,26 detik 7,33 detik 5,31 detik 6,24 detik 45 detik 30,57 detik 13,27 detik 34 detik Melon Rinso Attack Bukrim Sunlight 7,91 detik 6,49 detik 6,15 detik 9,13 detik 8,05 detik 9,04 detik 3,40 menit 3,37 menit Tomat Rinso Attack Bukrim Sunlight 11 detik 15 detik 6 detik 13 detik 17 detik 38 detik 27 detik 19 detik
Keterangan : + : tipis ++ : sedang +++ : agak tebal ++++ : tebal Analisis Data
Praktikum kali ini yaitu isolasi DNA bertujuan untuk mengetahui pengaruh macam buah dan jenis detergen terhadap kualitas DNA yang dihasilkan dalam proses isolasi. Buah yang digunakan dalam proses isolasi DNA kali ini adalah buah pepaya, nanas, melon, damn pear. Sebelumnya buah buah ini di blender terlebih dahulu selama satu menit agar nantinya bisa didapatkan alikot. Setelah buah diblender menyiapkan detergen yang telah ditambai dengan 2 spatula NaCl, aquades 56 ml, dan mengaduknya, namun dalam mengaduk diusahakan jangan sampai berbuih. Kemudian menuangkan 15 ml alikot kedalam tabung reaksi yang selanjutnya ditetesi etanol 70 % dingin melalui dinding tabung reaksi.
Setalah proses isolasi DNA dilakuakn, kami mendapatkan data bahwa pada penggunaan buah pepaya sebagai sumber DNA, DNA yang berhasil diisolasi paling tebal dengan kualifikasi +++ ( agak tebal ) ditemukan pada tabung reaksi yang berisi larutan sabun rinso dan attack, sedangkan isolasi DNA yang kualifikasinya paling tipis didapatkan oleh tabung reaksi yang berisi larutan sabun cair sunlight dengan kualifikasi + ( tipis ). Perolehan kualifikasi ini sama untuk setiap ulangan artinya pada semua ulangan perolehan DNA yang dapat diisolasi ini sama, misalnya pada larutan sabun bukrim ini kualifikasinya ulangan pertama dan kedua sama yaitu ++ ( sedang ). Kemudian untuk waktu yang dibutuhkan detergen untuk membentuk DNA itu paling cepat didapatkan oleg larutan sabun attack dengan waktu untuk ulangan pertama 3 detik dan ulangan yang keduan 4 detik. Sedangkan waktu yang paling lama yang dibutuhkan detergen untuk menghasilkan DNA ini dittempati oleh larutan sabun bukrim, untuk ulangan pertama 20 detik dan ulangan yang kedua 26 detik. Untuk detergen yang lain memiliki waktu yang berada ditengah tengah larutan sabun attack
dan bukrim. Pada larutan sabun rinso waktu yang dibutuhkan untuk membentuk DNA ini, untuk ulangan pertama selama 15 detik, dan untuk ulangan kedua selama 17 detik. Sedangkan waktu yang dibutuhkan pada larutan sabun sunlight untuk membentuk DNA pada ulangan pertama selama 7 detik dan ulangan ke dua selama 8 detik.
Proses isolasi yang kedua ini menggunakan buah nanas, dimana didapatkan data bahwa pada penggunaan buah nanas sebagai suber DNA, DNA yang berhasil diisolasi paling tebal dengan kualifikasi ++++ ( tebal ) ditemukan pada tabung reaksi yang berisi larutan sabun attack, sedangkan isolasi DNA yang kualifikasinya paling tipis didapatkan oleh tabung reaksi yang berisi larutan sabun cair sunlight dengan kualifikasi + ( tipis ). Perolehan kualifikasi ini sama untuk semua ulangan ulangan artinya pada semua ulangan perolehan DNA yang dapat diisolasi ini sama, misalnya pada larutan sabun bukarim dan rinso yang mempunyai kualifikasi untuk ulangan pertamadan kedua sama yaitu bukrim ++ ( sedang ) dan rinso +++ ( agak ). Kemudian untuk waktu yang dibutuhkan detergen untuk membentuk DNA itu paling cepat didapatkan oleh larutan sabun attack dengan waktu untuk ulangan pertama yaitu 5,31 detik dan untuk ulangan yang kedua yaitu 6,24 detik. Sedangkan waktu yang paling lama yang dibutuhkan detergen untuk menghasilkan DNA ini ditempatioleh larutan sabun bukrim, untuk ulangan pertama 45 detik dan ulangan yang kedua 30,57 detik. Untuk detergen yang lain memiliki waktu yang berada ditengah tengah larutan attack dan larutan sabun bukrim. Pada larutan sabun rinso waktu yang dibutuhkan untuik membentuk DNA ini untuk ulangan pertama selama 8,26 detik, dan untuk ulangan yang kedua selama 7,33 detik. Sedangkan waktu yang dibutuhkan pada larutan sabun sunlight untuk membentuk DNA pada ulangan pertama sela 13,27 detik dan ulangan kedua selama 34 detik.
Proses isolasi yang ketiga ini menggunakan buah melon, dimana didapatkan data bahwa pada penggunaan buah melon sebagai sumber DNA, DNA yang berhasil diisolasi paling tebal dengan kualifikasi ++++ ( tebal ) ditemukan pada tabung reaksi yang berisi larutan sabun attack, sedangkan isolasi DNA yang kualifikasinya paling tipis didapatkan oleh tabung reaksi yang berisi larutan sabun cair sunlight dengan
kualifikasi + ( tipis ). Perolehan kualifikasi ini sama untuk semua ulangan ulangan artinya pada semua ulangan perolehan DNA yang dapat diisolasi ini sama, misalnya pada larutan sabun bukrim dan rinso yang mempunyai kualifikasi untuk ulangan pertama dan kedua sama yaitu bukrim ++ ( sedeang ) dan rinso +++ ( agak tebal ). Kemudian untuk waktu yang dibutuhkan detregen untuk membentuk DNA itu paling cepat didapatkan oleh larutan sabun rinso dengan waktu : untuk ulangan pertama yaitu selama 7,91 detik dan untuk ulangan yang kedua yaitu 6,49 detik. Sedangkan waktu yang paling lama yang dibutuhkan detergen untuk menghasilkan DNA ini ditempati oleh larutan sabun cair senlight, untuk ulangan pertama 3,40 menit dan ulangan yang kedua 3,37 menit. Untuk detergen yang lain memiliki waktu yang berada ditengah tengah larutan sabun sunlight dan rinso. Pada larutan sabun attack waktu yang dibutuhkan untuk membentuk DNA ini untuk ulangan pertma selama 6,15 detik, dan untuk ulangan yang kedua selama 9,13 detik. Sedangkan waktu yang dibutuhkan pada larutan sabun bukrim untuk membentuk DNA pada ulangan pertama selama 8,05 detik dan ulangan yang kdua selama 9,04 detik.
Proses isolasi yang keempat ini menggunakan buah pear, dimana didapatkan data bahwa pada penggunaan buah pear sebagai sumber DNA, DNA yang berhasil diisolasi paling tebal dengan kualifikasi ++++ ( tebal ) ditemukan pada tabung reaksi yang berisi larutan sabun rinso, sedangkan isolasi DNA yang kualifikasinya paling tipis didapatkan oleh tabung reaksi yang berisi larutan sabun cair sunlight dengan kualifikasi + ( tipis ). Perolehan kualifikasi ini sama untuk semua ulangan ulangan artinya pada semua ulangan perolehan DNA yang dapat diisolasi ini sama, misalnya pada larutan sabun bukrim dan attack yang mempunyai kualifikasi untuk ulangan pertama dan kedua sama yaitu bukrim +++ ( agak tebal ) dan rinso ++ ( sedang ). Kemudian untuk waktu yang dibutuhkan detregen untuk membentuk DNA itu paling cepat didapatkan oleh larutan sabun attack dengan waktu : untuk ulangan pertama yaitu selama 6 detik dan untuk ulangan yang kedua yaitu 13 detik. Sedangkan waktu yang paling lama yang dibutuhkan detergen untuk menghasilkan DNA ini ditempati oleh larutan sabun bukrim, untuk ulangan pertama 17 detik dan ulangan yang kedua 38 detik. Untuk detergen yang lain memiliki waktu yang berada ditengah tengah
larutan sabun bukrim dan attack. Pada larutan sabun rinso waktu yang dibutuhkan untuk membentuk DNA ini untuk ulangan pertma selama 11 detik, dan untuk ulangan yang kedua selama 15 detik. Sedangkan waktu yang dibutuhkan pada larutan sabun cair sunlight untuk membentuk DNA pada ulangan pertama selama 27 detik dan ulangan yang kdua selama 19 detik.
Pembhasan
Pada dasarnya isolasi DNA dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai macam sumber DNA yang dapat diperoleh dari hewan maupun tumbuhan. Cara yang digunakan untuk merusak membran membran inti untuk mengambil DNA tersebut sangat beraneka ragam, misalnyadengan pemblenderan atau penggerusan dengan mortal dan pistil. Selain perusakan dengan cara fisik membran inti dapat dirusak dengan cara menggunakan senyawa senyawa kimia.
Dengan melihat tabel hasil pengamatan dan juga analisis data dapat diketrahui bahwa jenis detergen itu mempengaruhi hasil dari isolasi DNA. Dari detergen yang telah digunakan ada yang berpengaruh sangat baik dalam pembentukan isolasi DNA dan ada pula yang memberikan pengaruh kurang baik terhadap iaolasi DNA. Pada pengamatan kali ini macam detergen yang digunakan sebanyak 4 macam detergen yaitu rinso, attack, bukrim, dan sunlight. Pada beberapa perlakuan dan juga ulangan yang dilakukan, larutan detergen attack sering menghasilkan DNA dengan ketebalan paling tinggi sedangkan larutan dengan sabun cair sunlight memiliki hasil isolasi DNA yang paling tipis.
Untuk waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan isolasi DNA ini bervariasi dari setiap detergen. Untuk wakttu yang dibutuhkan untuk menghasilkan isolasi DNA paling lama ini diperoleh oleh larutan sabun bukrim dan untuk larutan sabun yang paling cepat menghasilkan isolasi DNA adalah pada larutan sabun attack. Untuk sumber DNA yang menghasilkan isolasi DNA paling tebal itu diperoleh oleh buah nanas. Untuk sumber DNA yang membutuhkan waktu pailing cepat tuk menghasilkan proses isolasi DNA ini dimiliki oleh buah pepaya, sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk membentuk isolasi DNA paling lama ini di tempati oleh sumber DNA buah melon.
Pada teori yang kami peroleh dijelaskan bahwa semakin banyak kandungan air pada buah maka sel yang terlarut dalam ekstrak akan semakin sedikit. Hal ini terbukti bahwa pada perlakuan buah melon mempunyai kadar iar yang lebih banyak bila dibandingkan dengan buah yang lain. Pada salah satu sumber menyatakan bahwa dalam proses pembuatan sumber DNA untuk isolasi DNA hendaknya jangan terlalu encer karena semakin encer sumber DNA , DNA yang terpresipitasi akan semakin sedikit.
Dalam proses isolasi DNA detergen berfungsi menggantikan senyawa senyawa kimia. Detergen mengandung sodium dodesil sulfat ( SDA ) yang dapat menyebabkan hilangnya molekullipid pada membran sel sehingga struktur membran akan rusak dan melisiskan isi sel ( kamilah,2005 ). Pada saat penghancuran jaringa jaringan sampel pada awal proses isolasi DNA, terjadi pelepasan senyawa polifenol dan polisakarida ( Zubaidah, : 38 ). Pada saat penambahan etanol, larutan akan tampak terbalik untuk beberapa saat, dan pada akhirnya ethanol akan berada di bagian atas tabung, sementara filtrat berada dibagian dasar tabung karena ethanol memiliki kerapatan yang lebih kecil dibandingkan air ( Jamilah 2005 ). Jika melihat dari jenis buah yang digunakan sebagai sumber DNA, ternyata buah yang memiliki kadar air rendah menghasilkan presipitasi DNA yang lebih baik jika dibandingkan dengan sumber DNA yang dari buah yang memiliki kadar air yang tinggi.
Namunb pqada pengamatan iaolasi DNA kali ini kami rasa hasil yang diperoleh kurang akurat. Misaslnya saja dalam penentuan kadar kepekatan hasil isolasi DNA yang kami nilai. Dalam penentuan kepekatan kadar isolasi DNA ini dilakuakn oleh 4 kelompok besar. Sehingga adalam penentuan kepekatan antara kelompok satu dengan kelompok yang lain itu bisa berbeda. Misalnya pada buah pepaya, dalam penentuan kepekatan bisa saja kelompok kami mengatakan bahwa pada buah ini sangat pekat namun kelompok lain mengatakan kepekatanm buah ini sedikit seperti itu.
G.Diskusi
. Apakah yang dimaksud dengan isolasi DNA ? . Apakah fungsi dari penambahan garam ? . Apakah fungsi dari penembahan detergen ? . Apakah fungsi dari penambahan alkohol
. Mengapa larutan tidak boleh berbuih ketika diaduk dengan penambahan detergen ?
. Mengapa alkohol yang ditambahkan dalam keadaan dingin ?
. Apakah kecepatan pembentukan DNA pada masing masing buah dan detergen berbeda ?
. Apa kesimpulan dari praktikum isolasi DNA ?
Jawaban :
. Isolasi DNA merupakan cara ataupun metode yang digunakan untuk memisahkan DNA dari sel , baik dari inti, mitokondria, maupun kloroplas.
. Adapun fungsi dari penambahan garam yaitu untuk menghilangkan protein dan karbohidrat. Karena pada garam ini memang dapat menyebabkan protein dan karbohidrat terpresipitasi. Penambahan garam juga dpat digunakan untuk melarutkan DAN, karena ion Na+ yang diakndung oleh garam mampu memblikir dengan kutub
negatif fosfat DNA. Dalam hal ini penambahan garam bisa dikatakan dapat membantu dalam hal pemekatan DNA.
. Fungsi dari penambahan detergen yaitu untuk melisiskan barier sel secar kimia sebagai pengganti senyawa kimia yang mampu merusak dinding dan membran sel. Karena pada detergen mengandung sodium dodesil sulfat ( SDA ) yang dapat
menyebabkan hilangnya molekullipid pada membran sel sehingga struktur membran akan rusak dan melisiskan isi sel.
. Fungsi dari penambahan alkohol yaiut untuk mengikat strand DNA yang telah terkumpul. Strand strand DNA yang terikat oleh alkohol akan nampak sebagai benang benang putih yang terapung diatas filtrat. Selain itu alkohol juga berfungsi mempertifikasi DNA.
. Larutan sabun tidak boleh berbuih karena agar sel dapat mengalami lisis yang disebabkan karena rusaknya dinding dan membran sel.
. Alkohol yang ditambahkan dalam keadaan dingin, karena pada alkohol yang dingin dapat membentu mempercepat proses mempertifikasi DNA. Selain itu jika alkohol yang dingin yang diberikan maka konsentrasi DNA yang akan terikat oleh alkohol tersebut akan semakin pekat.
. Iya, kecepatan pembentukan DNA pada masing masing buah dan detergen itu berbeda karena jenis detergen ada yang memberikan pengruh baik dalam proses isolasi DNA dan ada jiga yang memberikan pengaruh kurang baik dalam proses isolasi DNA. Pada buah juga demikian ada buah yang memberikan pengaruh baik dalam proses isolasi DNA dan ada juga yang memberikan pengruh kurang baik dalam proses isolasi DNA, mislanya pada buah yang memiliki kadar air rendah maka nantinya akan menghasilkan presipitasi DNA yang lebih baik, dan sebaliknya jika buah yang memiliki kadar air tinggi maka nantinya akan menghasilkan presipitasi DNA yang kurang baik.
. Kesimpulan dari praktikum kali ini adalah bahwa sumber DNA yang digunakan itu berpengaruh terhadap hasil dari proses isolasi DNA, selain itu detergen yang digunakan dalam proses isolasi DNA nantinya juga akan menghasilkan hasil isolasi DNA yang berbeda.
H. Kesimpulan
. Jenis buah yang digunakan dalamproses isolasi DNA berpengaruh terhadap hasil dari isolasi DNA itu sendiri
. Semakin rendah kadar air dalam buah maka semakin tinggi hasil presipitasi DNA, dan sebaliknya jika buah yang memiliki kadar air tinggi maka nantinya akan menghasilkan presipitasi DNA yang rendah
Daftar Pustaka
Jamilah. 2005. pengaruh berbagai macam detergen, penambahan enzim, dan
ekstrak nanas ( Ananas comunis )terhadap hasil isolasi DNA berbagai macam buah sebagia topik praktikum mata kuliah genetika. Skripsi tidak diterbitkan. Malang :
Unoversitas Negeri Malang.
Zubaidah, siti. 2004. Identifikasi, variasi genetik, distribusi dan upaya
eliminasi bakteri penyebab CVPD ( Citrus Vein Phloem Degeneration ). Desertasi
tidakl diterbitkan. Malang : program pasca sarjana Universitas Brawijaya. Goodenough, ursula. 1988. Genetics. Jakarta : erlangga.
Http : //www. Isolasi DNA. // wiki. Com Http : //www. Genetics //. Com
