BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPenelitian keragaman genetik tanaman buah merupakan salah satu kegiatan penting untuk mendukung pemuliaan tanaman. Perbedaan tanaman dapat dideteksi melalui beberapa penanda, antara lain dengan pola pita DNA, yang sering disebut sebagai penanda molekuler. Penanda molekuler berperan penting dalam konservasi dan pengelolaan sumber daya genetika tanaman (Wahyuni, 2009). DNA merupakan materi genatik yang yang mengkode semua informasi yang dibutuhkan untuk proses metabolisme dalam setiap organisme. Molekul DNA ini terikat membentuk kromosom, dan ditemukan di nukleus, mitokondria dan kloroplas. DNA yang menyusun kromosom ini merupakan nukleotida rangkap yang tersusun heliks ganda (double helix), dimana basa nitrogen dan kedua benang polinukleotida saling berpasangan dalam pasangan yang tetap melalui ikatan hidrogen dan antara nukleotida yang satu dengan nukleotida yang lain dihubungkan dengan ikatan fosfat (Nursaadah, 2012).Pembuktian bahwa DNA merupakan bahan genetik pertama kali dilakukan oleh Frederick Griffith pada tahun 1928 yaitu dengan eksperimen transformasi pada bakteri Streptococcus pneumonia. Bakteri Streptococcus pneumonia tipe alami mempunyai bentuk sel bulat (sferis) yang diselubungi oleh senyawa berlendir yang disebut kapsula. Sel-sel tipe alami akan membentuk koloni mengilat yang dikenal sebagai koloni halus (smooth, S). sel tipe alami semacam ini bersifat virulen, yang artinya dapat menyebabkan terjadinya kematian pada mencit yang diinjeksi dengan sel yang masih hidup. Eksperimen Griffith menunjukkan bahwa se-sel yang avirulen dapat mengalami transformasi (perubahan) menjadi sel yang virulen. Hal ini dibuktikan dengan menginjeksi mencit menggunakan sel-sel tipe alami yang masih hidup (sel tipe S). diketahui kemudian bahwa injeksi dengan sel tipe S yang hidup menyebabkan kematian mencit (Yuwono,2005).

1.2

BAB 2TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DNAAsam Deoksiribonukleat (DNA) adalah bahan kimia yang membentuk gen. DNA adalah suatu polimer yang terdiri dari nukleotida yang secara bergilir, merupakan molekul yang terdiri dari suatu cincin purin atau pirimidin [basa DNA adalah adenin (A), timin (T), guanin (G), dan sitosin (C)], satu gula deoksiribosa dan fosfat. Unit-unit nukleotida disatukan secara kovalen menjadi rangkaian panjang yang membentuk untai ganda dengan dua untai disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa spesifik adenin di satu untai selalu terletak berhadapan dengan timin di untai lain dan hal yang sama untuk guanin dan sitosin. Struktur untai ganda menyebabkan DNA mampu bereplikasi dan menyimpan kode genetik. DNA bereplikasi dengan cara terurai dan membentuk dua untai baru sementara kode genetik dipertahankan oleh pembentukan pasangan basa antara dua untai. Kode genetik terdiri dari triplet basa yang disebut kodon, masing-masing kodon membentuk kode masuknya pada satu asam amino spesifik kedalam molekul protein. Kode genetik dalam DNA ditranskripsikan menjadi asam ribonukleat (RNA), yang merupakan cetakan bagi translasi, melalui penggabungan asam amino spesifik kedalam molekul protein. Proses replikasi, transkripsi dan translasi dikenal sebagai sentral dogma genetika (Brooker & Hartono, 2008).Isolasi DNA adalah suatu tekhnik yang digunakan untuk memperoleh DNA murni, yaitu tanpa protein dan RNA dari suatu sel dalam jaringan. Pada proses isolasi DNA ini, sel eukariotik harus dihancurkan terlebih dahulu melalui cara mekanik dan enzimatis. Hal ini disebabkan membran sel dari membran inti sebagian besar tersusun atas lipida, Oleh karena itu pada praktikum ini digunakan detergen untuk mengikat atau menurunkan tegangan permukaannya (Nursaadah, 2012).Faktor kritis dalam isolasi DNA tanaman adalah penghilangan dinding sel-sel tanaman secara efisien. Banyak teknik yang telah dikemukakan untuk membuka sel dan DNA. Isolasi DNA dengan berat molekul tinggi merupakan salah satu bagian dari masalah yang ada karena ekstrak tanaman sering kali mengandung sejumlah besar polisakarida, tannin dan pigmen yang sulit dipisahkan dengan DNA dan menghambat aktivitas sebagian besar enzim yang memodifikasi DNA itu sendiri. Sel-sel tanaman biasanya dipotong dalam larutan aqua yang diberikan agen khelat untuk menghambat peran enzim nuklease dan detergen untuk melarutkan struktur membrane. Setelah dispersi isi sel, protein didenaturasi dan dicuci dari ekstrak dengan menggunakan pelarut organik (Nasir, 2002).

2.2 Metode Isolasi DNAMenurut Nursaadah 2012, beberapa metode isolasi DNA yaitu:a. Teknik Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD), teknik pengujian polimorfisme DNA berdasarkan pada amplifikasi dari segmen-segmen DNA acak yang menggunakan primer tunggal yang sekuen nukleotidanya ditentukan secara acak.b. Metode CTAB, menghasilkan pita DNA yang berukuran tebal dan dapat memisahkan DNA dari polisakarida karena adanya perbedaan karakteristik kelarutan (differensial of solubility).c. Phenol: chloroform, mengunakan senyawa Phenol-choloroform-isoamyl alcohol, metode standard untuk ekstraksi DNA, akhir-akhir ini ditinggalkan, karena sifat toksik phenol. d. Salting Out, menggunakan garam konsentrasi tinggi (NaCl 6 M), untuk medenaturisasi protein menggunakan Proteinase K untuk denaturasi protein.e. Guanidine isothiocyanate, metode ini lebih cepat dibanding dua metode sebelumnya, Thiocyanate bersifat toksik, untuk lisis dinding sel, memerlukan chloroform untuk denaturasi protein.f. Silica gel, Silica gel dapat mengikat DNA dengan perantaraan garam/buffer tertentu (NaI), cepat, tetapi recovery DNA kurang.g. PCR (Polymerase Chain Reaction), Merupakan suatu teknik perbanyakan (amplifikasi) potongan DNA secara in vitro pada daerah spesifik yang dibatasi oleh dua buah primer oligonukleotida.

2.3 Bahan Penyusun DNAMula-mula DNA dianggap sebagai molekul sederhana yang tersusun atas empat macam basa yaitu adenin, sitosin, guanin dan timin. Strukturnya dianggap jauh lebih sederhana dibanding protein yang dapat tersusun dari bermacam-macam asam amino (ada 20 macam asam amino). DNA tersusun dari tiga komponen yaitu asam fosfat, gula, dan basa N. Basa N ada dua jenis yaitu dari golongan purin dan pirimidin. Gula penyusun DNA adalah gula pentosa, mengandung lima atom karbon (C). Struktur gula pentosa dapat berupa rantai lurus, dapat pula berbentuk cincin. Gula pentosa pada DNA memiliki struktur cincin. Komponen fosfat terikat pada atom C nmor 5 dari gula pentosa (Irawan, 2008).Hasil studi pada berbagai jasad hidup menunjukkan bahwa komposisi basa DNA, yang dinyatakan sebagai kandungan G + C (G + C content), sangat bervariasi. Diketahui bahwa [A]= [T] dan [G]= [C], tetapi nisbah (rasio) ([G] + [C])/ ([A] + [T]) tidak sama antara jasad satu dengan jasad yang lain yaitu bervariasi dari 0,37 sampai 3,16. Pada jasad hidup tingkat tinggi nilai kandungan G + C sekitar 0,50 sedangkan pada jasad tingkat rendah variasinya cukup lebar yaitu 0,27 pada genus Clostridium sampai 0,72 pada Micrococcus hysodeikticus, sementara pada E. coli kandungan G + C adalah 0,50. Semakin tinggi nilai kandungan G + C maka semakin sukar molekul untai ganda DNA tersebut dipisahkan. Oleh karena itu jasad-jasad hidup termofilik (jasad yang mampu tumbuh pada suhu tinggi) memiliki kecenderungan mempunyai kandungan G + C yang tinggi (Yuwono, 2005).

2.4 Sintesis DNA Enzim yang dapat mensintesis DNA adalah DNA polymerase. Enzim ini pertama kali dilaporkan oleh Arthur Kornberg dan sejawatnya pada tahun 1957 yang diisolasi dari E.coli, sekarang enzim ini dinamakan DNA polimerase I, Kornberg memastikan bahwa ada dua bahan yang diperlukan untuk mensintesis DNA secara in vitro di bawah kontrol DNA polimerase I yaitu: keempat jenis deoksiribonukleosida trifosfat (dNTP) dan templat DNA. Bila jenis dNTP kurang dari empat reaksi tidak terdeteksi, demikian juga bila yang digunakan adalah derivate deoksiribonukleosida trifosfat, seperti nukleotida atau nukleosida difosfat reaksi juga tidak terjadi. Bila DNA templat tidak ada, sintesis DNA dapat terjadi tetapi sangat tereduksi dan tentu saja urutannya tidak dapat diprediksi (Irawan, 2008).

DAFTAR PUSTAKA

Brooker, C & Hartono, A. 2008. Ensiklopedia Keperawatan. Jakarta: EGC. Halaman: 29.Irawan, B. 2008. Genetika Molekuler. Surabaya: Airlangga University Press. Halaman: 37, 175Nasir, M. 2002. Bioteknologi Molekuler Teknik Rekayasa Genetik Tanaman. Bandung: Citra Aditya Bakti. Halaman: 175.Nursaadah, I. 2012. Laporan Praktikum Bioteknologi Isolasi DNA Kasar. Malang: Universitas Brawijaya. Halaman: 1-4. Diakses 20 Desember 2013.Wahyuni, D. A. 2009. Teknik Isolasi DNA Genom Tanaman Pepaya dan Jeruk dengan Menggunakan Modifikasi Bufer CTAB. Sumatera Barat: Buletin Teknik Pertanian. 14 (1). Halaman: 12.