Rekayasa Genetika untuk Deteksi Gen Mutasi Rekayasa Genetika untuk Deteksi Gen Mutasi
Finta Lidanang Finta Lidanang
Mahasiswi Fakultas Kedokteran Universita
Mahasiswi Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacanas Kristen Krida Wacana Alamat Korespondensi Jl.Arjuna Utara
Alamat Korespondensi Jl.Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat No.6 Jakarta Barat !!""
Abstrak :
Abstrak : #eirin$ den$an perkem%an$an &aman' teknolo$i pun terus %erkem%an$' terutama#eirin$ den$an perkem%an$an &aman' teknolo$i pun terus %erkem%an$' terutama di
di %id%idan$ an$ %io%iolo$lo$i.#i.#alaalah h satu satu tekteknolnolo$i o$i (a(an$ n$ sansan$at $at %er%erpenpen$ar$aruh uh %esa%esar r adaladalah ah rekreka(aa(asasa $enetika.)eknik dari reka(asa $enetika ini memiliki %an(ak sekali jenis*jenisn(a seperti +,- $enetika.)eknik dari reka(asa $enetika ini memiliki %an(ak sekali jenis*jenisn(a seperti +,- (aitu teknik untuk mensintesis NA secara eksponen dan secara in vitro' #e/uencin$ (aitu (aitu teknik untuk mensintesis NA secara eksponen dan secara in vitro' #e/uencin$ (aitu teknik men$etahui suatu urutan dari %asa nitro$en' #outhern %lottin$ (aitu suatu teknik untuk teknik men$etahui suatu urutan dari %asa nitro$en' #outhern %lottin$ (aitu suatu teknik untuk men$uji dua %uah sampel NA untuk men$etahui cocok atau tidak dan 0n&im restriksi (aitu men$uji dua %uah sampel NA untuk men$etahui cocok atau tidak dan 0n&im restriksi (aitu suatu teknik untuk memoton$ atau men$hu%un$kan NA.en$an semua teknik*teknik dari suatu teknik untuk memoton$ atau men$hu%un$kan NA.en$an semua teknik*teknik dari %e%erapa
%e%erapa reka(asa reka(asa $enetika $enetika ini ini mem%awa mem%awa dampak dampak (an$ (an$ san$at san$at %esar %esar dalam dalam kehidupankehidupan ma
manunusiasia.#.#alaalah h satsatu u maman1n1aataatn(n(a a sepseperterti i (a(an$ n$ kikita ta %a%ahahas s dadalam lam skskenenariario o adadalaalah h ununtutuk k men$etahui apakah dalam suatu $en terjadi mutasi.
men$etahui apakah dalam suatu $en terjadi mutasi.
Kata kunci :
Kata kunci : reka(asa $en deteksi mutasi.reka(asa $en deteksi mutasi.
Abstract :
Abstract : Alon$ with the times' tecAlon$ with the times' technolo$( continues to $row' especiall( in the 1ield o1hnolo$( continues to $row' especiall( in the 1ield o1 %iolo$(
%iolo$(.2ne o1 them is a hi$hl( in.2ne o1 them is a hi$hl( in1luential technolo$( is en$ineered $enetic.)e1luential technolo$( is en$ineered $enetic.)echnic o1chnic o1 $enetic en$ineerin$ has a lot o1 the t(pes such as +,- is a techni/ue to s(nthesi&e NA $enetic en$ineerin$ has a lot o1 the t(pes such as +,- is a techni/ue to s(nthesi&e NA e3ponentiall( and in vitro ' #e/uencin$ is a techni/ue to know the se/uence o1 nitro$enous e3ponentiall( and in vitro ' #e/uencin$ is a techni/ue to know the se/uence o1 nitro$enous %ases' #outhern %lottin$ is a techni/ue to test two samples o1 NA
%ases' #outhern %lottin$ is a techni/ue to test two samples o1 NA to determine appropriateto determine appropriate or not and restriction en&(me is a techni/ue to %(pass or connect NA.With all the
or not and restriction en&(me is a techni/ue to %(pass or connect NA.With all the techni/ues o1 $enetic en$ineerin$ %rin$s some enormous impact in the lives o1 the techni/ues o1 $enetic en$ineerin$ %rin$s some enormous impact in the lives o1 the
%ene1its.4ike as we discuss in this scenario is to determine whether a mutation in a $enes. %ene1its.4ike as we discuss in this scenario is to determine whether a mutation in a $enes.
Key words :
Key words : en$$ineered $enetic detected mutation.en$$ineered $enetic detected mutation.
Pendahuluan Pendahuluan
#e
#eiririnin$ $ ddenen$a$an n peperkrkemem%a%ann$a$an n &a&ammanan' ' teteknknololoo$i $i ddi i %i%idadann$ $ %%ioiololo$i $i ppuun n teteruruss %erkem%an$.#alah
%erkem%an$.#alah satu satu perkem%an$an perkem%an$an dari dari %iolo$i %iolo$i (an$ (an$ san$at san$at %erpen$aruh %erpen$aruh %esar %esar dalamdalam kehidupan manusia terutama kesehatan adalah reka(asa $enetika.-eka(asa $enetika adalah kehidupan manusia terutama kesehatan adalah reka(asa $enetika.-eka(asa $enetika adalah
tindakan (an$ di sen$aja untuk memodi1ikasi NA 5su%stansi kimiawi dalam kromosom (an$ %ertan$$un$ jawa% atas pewarisan si1at.alam arti luas' )ettaman&i melukiskann(a se%a$ai %entuk*%entuk manipulasi dan per$antian tatanan $en dari or$anisme hidup.
apat dikatakan %ahwa tahun 7!8 adalah tan$$al kelahiran $enetika %aru.)ahun itu adalah tahun di mana Francis 9.,. ,rick dan Jonas . Watson memperkenalkan model struktural dan 1un$sional dari NA.ari sinilah dimulai :sejarah; molekul diwariskan kepada keturunan*keturunan dari pasien terse%ut. #emenjak itu teknolo$i dari reka(asa $enetika
teruslah %erkem%an$ secara %ertahap dan mempen$aruhi kemajuan dalam %idan$ kesehatan.-eka(asa $enetika ini ter%a$i menjadi %e%erapa metode (an$ ju$a %er%eda*%eda man1aatn(a setiap reka(asa $enetika.i dalam tinjauan pustaka ini sa(a akan menco%a mem%ahas %e%erapa teknik dari reka(asa $enetika terse%ut dan %a$aimana hasiln(a dalam kehidupan kita.en$an tujuan dan harapan untuk menam%ah wawasan kita dalam teknolo$i reka(asa $enetika.
#eperti (an$ terdapat di skenario dimana terjadi suatu proses reka(asa $enetika (an$ di awali den$an merestriksi suatu sekuens NA dan le%ih lanjut dilakukan suatu proses #outhern %lottin$ untuk mendeteksi apakah terjadi suatu mutasi dalam janin terse%ut atau tidak.
Rekayasa Genetika atau DNA Rekombinan
-eka(asa $enetika men$acu pada %er%a$ai macam prosedur pen$u%ahan mekanisme in1ormasi $enetik secara sen$aja.#eoran$ ahli %iolo$i menjadi insin(ur dan merekonstruksi molekul NA atau keseluruhan $enom 5seluruh ran$kaian $en di dalam nukleus den$an tujuan untuk men$o%ati pen(akit*pen(akit $enetik spesi1ik ataupun memperoleh pemahaman (an$ le%ih %aik men$enai apartus $enetik.<
+rosedur*prosedur NA rekom%inan 5penjalinan $en' $en'$ene splicin$ adalah contoh reka(asa $enetika (an$ palin$ dikenal.NA dari or$anisme asin$' %iasan(a merupakan spesies (an$ %enar*%enar %er%eda' diintroduksi dan diinte$rasi den$an $enom or$anisme tertentu.=enom hi%rid (an$ %aru pun diperoleh den$an karakteristik*karakteristik or$anisme pen(um%an$ NA diekspresikan pada or$anisme penerima.<
NA rekom%inan %iasan(a meliputi tahap*tahap seperti %erikut.+ertama NA dari or$anisme diekstraksi' dipoton$ den$an en&im restriksi endonuklease' disam%un$ 5li$asi den$an NA vektor sehin$$a mem%entuk molekul NA rekom%inan 5NA donor tersisipkan pada NA
vektor.4alu NA rekom%inan ini dimasukkan ke dalam sel inan$.+ermasukan NA ke dalam el %akteri 50.,oli dinamakan trans1ormasi.Keti$a' sel %akteri (an$ mem%awa NA rekom%inan 5trans1orman dipisahkan 5diseleksi dari sel (an$ tidak mem%awa vektor.Kemudian sel*el ini diidenti1ikasi dan dikarakterisasi terhadap sel trans1orman (an$ mem%awa NA (an$ diin$inkan.Keempat jika diperlukan NA rekom%inan dapat di manipilasi ehin$$a $ena (an$ di%awa itu dapat terekpresi men$hasilakn protein dalam jumlah %an(ak.8
Walaupun teknolo$i NA rekom%inan %erkem%an$ dari penemuan pada %iolo$i molekular virus' %akteri' dan plasmid' dasar pen$etahuan (an$ mem%uat teknolo$i NA rekom%inan %erkem%an$ dari pemahaman strultur dan 1un$si NA.8
n!im Restriksi
+en$klonan $en dan reka(asa $enetika telah dimun$kinkan oleh penemuan en&im (an$ %isa memoton$ molekul NA pada lokasi*lokasi spesi1ik (an$ jumlahn(a ter%atas.0n&im ini' dise%ut en&im restriksi' ditemukan dalam %akteri pada akhir tahun 76"*an.i alam' en&im ini melindun$i %akteri terhadap %akteri terhadap NA (an$ men(elinap dari or$anisme lain' seperti virus atau sel %akteri lain.0n&im*en&im ini %ekerja den$an memoton$*moton$ NA asin$' suatu proses (an$ dise%ut restriksi.#e%a$ian %esar en&im restriksi ini san$at spesi1ik' men$enali urutan nukleutida pendek dalam molekul NA dan memoton$ pada titik tertentu di dalam urutan ini.#el %akteri ini melindum$i NA*n(a sendiri dari restriksi den$an menam%ahkan $u$us metil5**,98 pada adenin atau sitosin di dalam urutan (an$ dikenali
oleh en&im restriksi terse%ut.-atusan en&im restriksi telah diidenti1ikasi dan diisolasi' dan %an(ak (an$ telah tersedia secara komersial.>
0n&im restriksi memoton$ ikatan 1os1odiester kovalen pada kedua untai' serin$ dalam %entuk men(erupai tan$$a' karena urutan tar$et %iasan(a muncul 5den$an sendirin(a %erkali*kali dalam molekul NA (an$ panjan$' suatu en&im akan mem%uat %an(ak poton$an.#alinan molekul NA selalu men$hasilkan seran$kaian 1ra$men retriksi (an$ sama apa%ila dipaparkan den$an en&im itu.en$an kata lain' en&im restriksi memoton$ molekul NA den$an cara (an$ dapat direproduksi.Fra$men restriksi itu %erupa 1ra$men NA untai*$anda den$an edikitn(a atu ujun$ untai*tun$$al' (an$ di se%ut ujun$ len$ket.)onjolan pendek ini akan mem%entuk pasan$an %asa (an$ %erikatan*hidro$en den$an komplementern(a (an$ %erupa %entan$an unti*tun$$al dari molekul NA lain (an$ dipoton$ oleh en&im (an$ sama.=a%un$an (an$ di%entuk den$an cara ini han(a sedikit ikatan hidro$en (an$
men(atukan 1ra$men*1ra$men itu.Akan tetapi' pen$$a%un$an NA ini dapat di%uat permanen den$an en&im NA li$ase' (an$ men(e$el untai itu den$an men$katalisis pem%entukan ikatan 1os1odiester.>
P"R
-eaksi rantai polimerase 5+,-* pol(merae chain restriction merupakan suatu metode untuk mem%uat salinan e$men spesi1ik dari suatu NA plasmid atau NA 1a$a dan seluruhn(a dilakukan in vitro.Materi awal untuk +,- adalah suatu larutan NA untai*$anda (an$ men$andun$ urutan nukleotida (an$ :ditar$etkan; untuk disalin.#aintis menam%ahkan jenis NA polimerase (an$ resisten panas5(an$ men$katalitis reaksi' suatu pasokan (an$ terdiri dari keempat nukleotida 5untuk disusun menjadi NA %aru' dan prmer.+rimer ini di%utuhkan a$ar NA polimerase dapat memulai sintei NA.+rimer (an$ di$unakan dalam +,- ini merupakan molekul NA untai*tun$$al sintetik (an$ pendek'primer ini komplementer terhadap ujun$*ujun$ NA tar$et sehin$$a menentukan se$men NA tertentu (an$ akan diperkuat.>
)ahapan terjadin(a +,- adalah pertamaNA di panaskan secara sin$kat untuk memisahkan untain(a dan kemudian didin$inkan untuk mem%iarkan primer %erikatan den$an ujun$*ujun$ urutan tar$et melalui ikatan hidro$en' satu primer pada setiap untai.Kemudian NA polimerase menam%ahkan nukleotida pada ujun$ 8? primer' den$an men$$unakan untai NA
(an$ le%ih panjan$ se%a$ai cetakann(a.alam waktu kira*kira ! menit urutan NA tar$et (an$ panjan$nta %isa mencapai seratus pasan$an %asa telah di$andakan.4arutan ini kemudian dipanskan la$i' memulai siklus pemisahan untai (an$ lain' pen$ikatan primer' dan sintesis NA.#iklu ini %erjalan %eruan$*ulan$ hin$$a urutan tar$et telah terduplikasi %erulan$ kali.#ampai kira*kira <" siklus' hampir semua molekul NA (an$ di hasilakn akan
terdiri atas urutan tar$et (an$ tepat.>
Ada %atasan praktis untuk jumlah salinan (an$ dapat di%uat' (an$ serin$ dipaksakan oleh akumulasi kesalahan dalam salinan*salinan NA 5versi mutasi in vitro.Untuk mempersiapkan jumlah se$men NA (an$ le%ih %an(ak' +,- dapat diikuti den$an pen$klonan NA dalam sel.>
#outhern $lotting
+rosedur %erikut ini me$kom%inasi lima teknik la%oratorium' dan memun$kinkan para peneliti untuk dapat mendeteksi dan men$analisis urutan NA tertentu.asar pendeteksian urutan spesi1ik ini adalah hi%ridisasi asam nuklear.9asiln(a dapat menunjukkan tidak han(a apakah urutan tertentu itu ada dalam sampel (an$ %er%eda'tetapi ju$a jumlah urutan terse%ut di dalam suatu $enom dan ukuran 1ra$men restriksi (an$ men$andun$n(a.en$an cara ini akan memun$kinkan untuk mem%andin$kan NA dari individu atau %ahkan spesies (an$ %er%eda.>
)eknik %lottin$ adalah teknik pemindahan molekul NA' -NA' atau protein (an$ %er%eda pada mem%ran terse%ut kemudia dianalisis le%ih lanjut' misaln(a den$an metode hi%ridisasi
atau den$an anti%odi.!
Karena kekuatan selekti1 dari hi%ridisasi asam nukleat' materi awal untuk analisis dapat %erupa seluruh $enom or$anismen(a.+anjan$ NA (an$ %erle%ihan ini akan men$hasilkan %e$itu %an(ak 1ra$men restriksi' sehin$$a jika semuan(a in$in ditampakkan 5den$an pewarnaan misaln(a' akan tampak se%a$ai suatu noda dalam elektro1oresis $el dan %ukann(a suatu pita (an$ terpisah.#e%alikn(a' han(a pita NA (an$ diin$inkan saja (an$ akan tampak se%a$ai suatu pita (an$ terpisah.#e%alikn(a' han(a pita NA (an$ diin$inkan saja (an$ ditampakkan den$an men$$nakan pro%e %erla%el' +ro%e ini terdiri atas %an(ak salinan dari poton$an NA untai*tun$$al (an$ %erla%el radioakti1 5atau %er1luorens (an$ akan %erhi%ridisasi 5pasan$an %asa den$an NA (an$ diin$inkan.#e%elum hi%ridisasi' NA (an$ akan diuji dipindahkan den$an aksi kapiler 5%lottin$ dari $el ke penumpu padat' selem%ar kertas nitroselulosa atau nilon.#eluruh prosedur hi%ridisasi dikenal se%a$ai #outhern %lottin$' di am%il dari nama 0.M. #outhern (an$ men$em%an$kan prosedur hi%ridisasi ini pada tahun 7@!.#ensitivitas hi%ridisasi ini dapat diatur untuk mendeteksi han(a urutas (an$ %enar*%enar komplementer den$an pro%e ataupun untuk mendeteksi urutan s erupa 5homolo$.>
alam prosedur serupa (an$ di%eri nama Northern %lottin$ m-NA 5molekul utuh dan %ukann(a 1ra$men di$unakan se%a$ai su%jek analisis hi%ridisasi.Biasan(a tujuann(a untuk
menentukan apakah $en tertentu telah di transkripsi dan %erapa %an(ak m-NA (an$ ada.Northern %lottin$ telah menjadi pendoron$ penelitian pada pen$ontrolan ekspresi $en.>
#e%uencing
Metode untuk menentukan urutan nukleotida dari molekul NA ini meli%atkan pensintetisan in vitro untai NA (an$ komplementer terhadap salah satu untai NA (an$ edan$ diurutkan.Metode ini didasarkan pada pemasukan secara random nukleotida termodi1ikasi' (aitu dideoksiri%onukleotida (an$ men$akhiri rantai NA (an$ sedan$ tum%uh karena nukleotida ini tidak memiliki <?*29 maupun 8?*29 (an$ diperlukan untuk pelekatan nukleotida%erikutn(a.Untai NA (an$ diintesis mencerminkan semua kemun$kinan posisi nukleotida dideoksi dan kemudian akhirn(a keseluruhan urutan NA.Molekul NA (an$ diurutkan merupakan 1ra$men restriksi (an$ diklon' umumn(a %e%erapa ratus nukleotida panjan$n(a.>
#e%a$ian %esar pekerjaan pen$urutan NA sekaran$ telah diotomatisasi.#e%a$ai pilihan lain selain pela%elan 1ra$men den$an primer radioakti1' mesin pen$urut %aru men$$unakan pewarna %er1luoren untuk mem%eri la%el dideoksiri%onukleotida' satu warna intuk masin$* masin$ dari keempat reaksi dilakukan dalam atu ta%un$ tun$$al' ujun$ dideoksi dari untai NA produk*reaksi dapat di%edakan melalui 1luorensensin(a.>
)ahapann(a adalah pertama pen(iapan salah satu 1ra$men NA (an$ di%a$i ke dalam empat %a$ian' dan setiap %a$ian diinku%asi den$an semua %ahan (an$ diperlukan untuk intesis untai komplementer suatu primer %erla%el 5(an$ di%uat %erpasan$an %asa den$an ujun$ 8? (an$ diketahui dari cetakan' NA polimerase' dan keempat deoksiri%onukleotida tri1o1at.i sampin$ itu setiap campuran reaksimen$andun$ salah satu dari keempat nukleotida (an$ %er%eda dalam %entuk dideoksi hasil modi1ikasi.#intesis untai %aru dimulai pada primer dan %erlanjut hin$$a dideoksiri%onukleotida dimasukkan (an$ mence$ah sintesis le%ih lanjut.ideoksinukleotida diselipkan %e$itu seri$ secara random' se%a$ai $anti ekuivalensi normaln(a.Akhirn(a di hasilakn seran$kaian untai radioakti1 (an$ %er%eda*%eda.an$ ditunjukan di sini han(a campuran reaksi den$an dd=)+.4alu untai NA %aru dalam setiap campuran reaksi dipisahkan den$an elektro1oresis pada $el polakrilamida' (an$ dapat memisahkan untai*untai %ahkan (an$ han(a mempun(ai per%edaan sekecil se%uah nukleotida panjan$n(a.an etelah itu autoradio$ra1 di%uat.Urutan dari untai hasil sintesis %aru dapat di%aca lan$sun$ dari pita*pita pada autoradio$ra1n(a dan urutan untai cetakan aslin(a dapat disimpulkan.alam contoh ini karena 1ra$men terpanjan$ %erakhir den$an dd=' = haruslah merupakan %asa terakhir dalam untai NA %aru terse%ut.Fra$men sepanjan$ kedua %erakhir den$an ddA' (an$ %erarti %ahwa A merupakan %asa (an$ kedua (an$ terkhir dan seter usn(a.>
Da&tar Pustaka
. ,han$ W. Bioetika. o$(akarta +ener%it KanisiusC <""7. h.<<.
<. Fried =9'9ademenos =J'#a1itri A' pen(untin$. Biolo$i. 0d. <. Jakarta +ener%it 0rlan$$aC <""6. h.DD
8. #udjadi. Bioteknolo$i kesehatan. o$(akarta +ener%it KanisiusC <""D. h.>8. >. ,amp%ell NA'-eece JB. Biolo$i. 0d. !. Jakarta 0rlan$$aC <""<. h.876.
