13

ACARA 1PENGENALAN ALAT DAN BAHAN A. Pendahuluan1. Latar BelakangDewasa ini istilah bioteknologi bukan hal yang asing untuk didengar bagi para cendikiawan ataupun masyarakt. Bioteknologi merupakan proses untuk mendapatkan sesuatu yang baru dan berguna bagi kehidupan manusia. Bioteknologi dibagi menjadi dua yaitu modern dan konvensional, bioteknologi modern biasanya hanya menggunakan mikroorganisme dalam mendapatkan sesuatu yang baru, tetapi bioteknologi modern sudah menggunakan rekayasa dan genetika dan biasanya bersifat molekuler.Bioteknologi modern mampu diwujudkan karena didukung kecanggihan alat-alat tertentu yang jarang didengar bahkan digunakan oleh masyarakat biasa. Salah satu contoh untuk mendapatkan organisme baru melalui DNA dibutuhkan proses amplifikasi DNA yang menggunakan PCR (Polymerase Chain Reaction). Penggunaan alat PCR ini apabila tidak dilakukan studi, pasti kesulitan dalam menggunakannya. Pengenalan alat dan bahan diperlukan untuk mendukung berlangsungnya praktikum bioteknologi pertanian ini. Alat-alat seperti PCR, spektrofotometer, dan elektroforesis memiliki spesifikasi dan fungsi kerja tersendiri. Oleh karena itu mahasiswa wajib mengetahui prinsip, spesifikasi, dan fungsi alat-alat yang akan digunakan dalam praktikum untuk memudahkan mahasiswa dalam melakukan praktikum.2. Tujuan PraktikumTujuan dari praktikum pengenalan alat dan bahan ini adalah :a. Memahami prinsip dasar bioteknologib. Memahami arti bioteknologi bagi perkembangan pertanian.c. Mengerti perbedaan bioteknologi modern dan konvensional.d. Memperkenalkan alat-alat dan bahan yang ada di laboratorium bioteknologi serta fungsi, satuan dan cara penggunaannya kepada mahasiswa sehingga tidak salah dalam penggunaan alat pada praktikum bioteknologi selanjutnya. 3. Waktu dan Tempat PraktikumPraktikum acara amplifikasi DNA dengan PCR dilaksanakan pada tanggal 4 Maret 2014 betempat di laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Bioteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sebelas maret Surakarta.B. Tinjauan PustakaBioteknologi memiliki pengertian penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, dan rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan agensia jasad hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasa. Dengan melihat pengertian tersebut, semua produk atau jasa yang berasal dari jasad hidup atau komponennya dan yang dihasilkan dari penerapan teknik biologi, biokimia, dan rekayasa adalah produk atau jasa bioteknologi (Yuwono 2006).Bioteknologi tradisional adalah praktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan sederhana tanpa rekayasa genetika, dengan ciri-ciri : dilakukan tanpa menggunakan prinsip-prinsip ilmiah dan dilakukan hanya berdasarkan pada pengalaman yang di wariskan secara turun temurun, umumnya belum dapat diproduksi secara masal. Adapun contoh dari bioteknologi konvensional ini yaitu pada proses pembuatan bir, tempe, roti dll. Sedangkan, Bioteknologi modern adalah praktik bioteknologi yang diperkaya dengan teknik rekayasa genetika (suatu teknik manipulasi materi genetikal). Cirinya berkebalikan dengan biotek tradisional ditambah dengan menerapkan teknik Aseptis. Teknik Aseptis adalah suatu cara kita pada waktu bekerja (praktik) yang selalu menjaga sterilitas ketika menangani pengkulturan mikroorganisme untuk mencegah kontaminasi terhadap kultur mikroorganisme yang diinginkan. Contoh dari bioteknologi modern ini yaitu tumbuhan yang kuat atau tahan terhadap hama dan penyakit serta buahnya sifatnya tahan lama, bakteri penghasil antibiotik ataupun insulin (Shanjaya 2013).

Ada beberapa proses yang merupakan prinsip dasar dari bioteknologi, yaitu fermentasi, seleksi dan persilangan, analisa genetik, kultur jaringan, rekombinasi DNA, dan analisa DNA.1. FermentasiFermentasi adalah proses produksi energi dalamseldalam keadaananaerobik(tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentukrespirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagairespirasidalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.2. Seleksi dan PersilanganProses seleksi dilakukan dengan memenipulasi DNA yang ada pada mikroba, tanaman, atau hewan agar menjadi mikroba, tanaman, atau hewan dengan sifat yang lebih baik sehingga apabila disilangkan akan menjadi bibit unggul yang baik untuk masa depan. Contohnya, ayam Leghorn, sapi ayrshire, padi Cisadane kedelai Muria, dan jagung Metro.3. Analisa GenetikProses ini mempelajari cirri atau sifat dan gen makhluk hidup dari generasi ke generasi untuk mendapatkan sifat atau ciri yang unggul serta interaksi antara gen dan lingkungan agr menghasilkan keturunan yang baik.4. Kultur JaringanKultur jaringan atau biakan jaringan merupakan teknik pemeliharaanjaringanatau bagian dari individu secara buatan (artifisial). Yang dimaksud secara buatan adalah dilakukan di luar individu yang bersangkutan.5. Rekombinasi DNAProses transfer segmen DNA dari satu organisme ke DNA organisme lain dinamakan rekombinasi DNA. Kedua organisme itu dapat saja tidak memiliki hubungan atau kekerabatan. Contohnya, penyisipan gen manusia pada bakteri Bacillus thuringiensis sehingga bakteri tersebut dapat memproduksi insulin.

6. Analisis DNAProses reaksi rantai polymerase sehingga dapat membuat kopi (salinan) dari DNA. Proses ini berguna untuk memetakan DNA sehingga dapat diketahui dengan pasti DNA dari satu organisme untuk menentukan genetik keturunannya (Salim 2011).Dalam perkembangannya bioteknologi sekarang telah mencapai aras rekayasa yang jauh lebih terarah sehingga hasilnya dapat lebih atau bahkan sepenuhnya, dikendalikan. Perkembangan ilmu dan teknologi akhir-akhir ini menunjukan bahwa batasan-batasan semacam ini semakin tipis karena adanya proses interaksi yang insentif antara suatu teknologi dengan teknologi yang lain (Miandri 2011).Centrifuge adalah sebuah mesin putar dengan gaya putar atau centrifugasi terdiri dari rangkaian terpadu yaitu Elektrik dan Mekanik. Dalam elektriknya terdapat adanya sebuah motor penggerak yang terhubung dalam sumber tegangan listrik yang menggerakan rangkaian mekanik yang sudah disusun dengan berbagai ukuran, jumlah tempat tabung sampel dan jarak tertentu, dimana pabrikasi tersebut sudah disesuaikan dengan perkembangan kebutuhan di bidang laboratorium ilmu kesehatan.Dalam kerja centrifuge, Sampel yang dikehandaki ditimbang (sesuai kebutuhan dan ukuran tabung) dimasukan dalam tempat tabung pada centrifuge, agar putaran berimbang maka harus diseimbangkan antara sisi kanan dan kiri tempat tabung, penyeimbang bisa saja menggunakan tabung sampel yang diisi dan sudah disamakan ukuran dan beratnya, sehingga putaran kerja motor penggerak berimbang oleh beban (Asjik 2011).C. Alat, Bahan, dan Cara Kerja1. Alata. Alat-alat gelas (erlenmeyer, labu takar, petridish, tabung reaksi, beaker glass, dll)b. Alat-alat non gelas (pinset, spatula, gunting, dll)c. Alat ukur (gelas ukur, pipet ukur+rubber, bulb filler, mikropipet)d. Alat sterilisasi (oven, autoclave, incubator)e. Alat pemanas (hot plate, bunsen burner, water bath)f. Alat sentifus (centrifuge)g. Alat ukur keasaman (pH meter, indikator lakmus)h. Timbangan (timbangan, timbangan analitis)i. Mortar dan pestlej. Instrument (Thermocycler, UV transilluminator, Spektrofotometer, Vortex, Elektroforesis, dll)2. Bahana. Tris-EDTAb. CTABc. Mercaptoetanold. CIAAe. Isopropanolf. Aquadesg. Sodium Acetath. Loading Dyei. Floresafe/Etidium Bromidej. TAE/TBEk. Etanoll. Chloroform3. Cara Kerjaa. Membuat tabel pengamatan sebagai laporan sementarab. Mencatat dan memperhatikan peralatan yang digunakan c. Mencatat cara kerja dan fungsinya masing-masing serta satuan alat yang digunakan

D. Hasil dan Pembahasan1. HasilTabel 1.1 Pengelanan Alat BioteknologiNoNamaJenisSpesifikasiFungsiGambar

1Pipet UkurAlat UkurDapat menghisap hingga volume 1 mlMengambil larutan dengan volume tertentu dan mengukur volume dengan skala kecil

2Gelas ukurAlat ukurMegnukur zat cair hingga skala 10 2000 mlMengukur vokule larutan zat cair di dalam skala besar

3Mikro pipetAlat ukur Mempunyai akurasi tinggi untuk volume < 1ml (200-1000 mikroliter)Memindahkan cairan dalam jumlah skala sangat kecil dan akurat

4Bulp fillterAlat UkurMempunyai tekanan udara untuk menghisap volume cairMemompa untuk menyerap larutan zat cair dengan volume tertentu

5OvenAlat SterilisasiSterilisasi dengan suhu 50 C- 160 C dan mengeringkan bahan sampai konstanUntuk sterilisasi dan mengeringkan bahan pada laboratorium yang akan di gunakan

6AutoclaveAlat SterilisasiSterilisasi basah alat dan bahan dengan uap air panan tekanan tinggi dan suhu 121oC selama 15 menit.Mensterilkan berbagai macam alat dan bahan yang digunakan menggunakan uap air panas bertekanan tinggi

7InkubatorAlat sterilisasiSuhu x (awal)Suhu y (diatur)Tombol start Tombol on/offTempat Menginkubasi mikroba dan bakteri

8Bunsen burnerAlat PemanasMenggunakan bahan bakar gas atau metanolUntuk menciptakan kondisi yang steril dan dapat mensterilkan alat

9Water bathAlat PemanasWater Bath merupakan peralatan yang berisi air yang bisa mempertahankan suhu air pada kondisi tertentu selama selang waktu yang ditentukan.Water bath dapat digunakan untuk :Pemanasan pada suhu rendah 300C sampai 1000CMenguapkan zat atau larutan dengan suhu yang tidak terlalu tinggi

10Hot plateAlat PemanasPengadukan dengan bantuan batang magnet Hot plate dan magnetic stirrer seri SBS-100 dari SBS dan dapat dipanaskan sampai 425oC.Untuk menghomogenkan suatu larutan dengan pengadukan. Pelat (plate) yang terdapat dalam alat ini dapat dipanaskan sehingga mampu mempercepat proses homogenisasi.

11ErlemenyerAlat gelasMenampung Volume zat cair sebesar 100 ml, 250 ml, 500 ml, dan 1000 mlMengukur dan menampung serta meracik dan menghomogenkan bahan-bahan komposisi media, menampung akuades, kultivasi mikroba dalam kultur cair, dll.

12Labu TakarAlat GelasPrinsip kerjanya yaitu dengan memasukkan medium atau larutan ke dalam labu ukur sesuai yang diinginkan. untuk mengukur volume suatu cairan dengan bentuk memiliki tutup dan lehernya agak panjang dan memiliki badan yang besar.

13PetridishAlat Gelasyaitu medium dapat dituang ke cawan bagian bawah dan cawan bagian atas sebagai penutup.Cawan petri berfungsi sebagai tempat pertumbuhan mikroba secara kuantitatif dan sebagai tempat pengujian sampel.

14Tabung ReaksiAlat Gelasberbentung tabung yang panjang dengan ukuran 10x75, 16x150,24x150 mmTabung reaksi ini berfungsi untuk uji-uji biokimiawi dan menumbuhkan mikroba.

15Beaker GlassAlat GelasVolume gelas berukuran 5 - 600 mldapat digunakan untuk preparasi media media, menampung akuades

16PinsetAlat Non GelasTerbuat dari stainless steelUntuk mengabil alat dan bahan dengan menjepitnya

17SpatulaAlat Non GelasTerbuat dari stainless steelalat untuk mengambil obyek

18GuntingAlat Non GelasTerbuat dari stainless steelMemotong Bahan

19CentrifugeAlat CentrifugeBisa memutarkan dengan kecepatan putaran 4500 rpmCentrifuge adalah suatu alat yang digunakan untuk memisahkan suatu larutan dengan berat molekul yang berbeda berdasarkan gaya centrifugal.

20pH MeterAlat ukur kemasamanmencelupkan ujung pH meter kedalam air dan menyalakan nya. Spesifikasi:Range: 0.0 - 14.0 pHResolution: 0,1 pHAccuracy: +/- 0,1pHDimension: 152x30x21 ,,Weight: 50gUntuk Mengukur pH dengan digital

21Indikator LakmusAlat ukur kemasamanKertas yg akan berubah warna dan dicocokkan pada indikatorUntuk Mengukur pH dengan manual menggunakan bahan kertas

22Timbangan AnalitikTimbanganMempunyai ketelitan yang sangat tinggi hingga 4 digit angka di belakang komaUntuk mengetahui berat suatu bahan yang sifatnya padat

23ThermocylerInstrumentTerkenal dengan nama Polymerase Chain Reaction (PCR)Menggandakan potongan DNA tertentu dengan bantuan enzim

24UV transilluminatorInstrumentSinar UV yang dipancarkan akan memendarkan (EtBr) yang menempel pada DNAdigunakan di laboratorium biologi molekuler untuk melihat DNA (atau RNA) yang telah dipisahkan dengan elektroforesis melalui gel agarosa

25SpektrofotometerInstrumentalat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu obyek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet.Mengukur kuantitas hasil DNA dengan menggunakan sinar UV

26VortekInstrumentSpeed range : 0-300rpmMode : Touch on and constant onHead : Rubber Mixing CupMaterial : Aluminium Die-casting and ABSMengaduk senyawa kimia yang ada dalam tabung reaksi atau wadah hingga homogeny

27ElektroforensisInstrumentMenggunakan 2 kutup Negatif dan Positif untuk mengalirkan aliran listrik pada agarosaMengetahui ukuran dari bentuk suatu partikel baik DNA, RNA dan Protein. Digunakan untuk praknonasi yang dapat digunakan untuk mengisolasi masing masing komponen dari komponennya, mempelajari fitogenetika, dan mempelajari penyakit yang diturunkan

28Mortar dan PastelTerbuat dari Batu agate mineral, Mortar dan Pestle set adalah 99. 9% SiO2 (dengan kata lain, kuarsa). Merek SPI Supplies Agate Mortar & Pestle SetsUntuk Menghaluskan Bahan- Bahan

Sumber: Laporan Sementara

Tabel 2 Pengenalan Bahan BioteknologiNoNamaFungsi

1Tris - EDTATAE (Tris Asetat EDTA) adalah buffer yang memberikan resolusi yang lebih baik dari fragment 74 kb. Tegangan untuk buffer TAE adalah 5-50 r/cm dibandingkan dengan 5 -10 r/cm

2CTABUntuk melisiskan membran sel DNA pada isolasi DNA tumbuhan serta purifikasi DNA

3MercaptoetanolMenghilangkan polifenol dalam sel tanaman dengan membentuk ikatan hidrogen dengan senyawa polifenol yg kemudian berpisah dengan DNA

4CIAAUntuk mengekstrak DNA serta mengurangi tingkat kemurnian DNA

5IsopropanolAgar terjadi dehidrasi DNA sehingga terjadi presipitasi (menggumpalkan kembali DNA)

6AquadestUntuk mencuci alat dan sebagai pelarut

7Sodium acetatUntuk mengendapkan DNA

8Loading dyeMenambah densitas DNA, pewarna DNA, mengarahkan DNA ke anoda

9Floresate/etidium bromidePewarna DNA yang akan menyisip di sela-sela basa nukleotida

10TAE/TBEPenyangga dan media penghantar listrik yang tepat, mengalirkan/menggerakkan DNA

11EtanolMemurnikan DNA

12ChloroformSebagai pendenaturasi protein

Sumber: Laporan Sementara2. PembahasanBioteknologi merupakan suatu metode untuk mendapatkan suatu yang baru dan bermanfaat bagi manusia. Biotekologi pertanian menghasilkan produk rekayasa genetik atau yang biasa disebut (PRG). Salah satu produk PRG yang paling sering dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia adalah tempe yang berbahan dasar kedelai impor dari Amerika dan merupakan tanaman transgenic (tanaman yang disisipi oleh gen lain sehingga memiliki kualitas unggul baru). Menurut Brookes (2011) tahun 2009, 53,1% manfaat pertanian berasal dari negara-negara berkembang dan sebagian besar menggunakan prg kapas yang resisten terhadap serangga dan kedelai toleran herbisida.Alat-alat khusus yang digunakan dalam bioteknologi antara lain adalah spektrofotometer, elektroforesis, sentrifuge, mikrotube, mikropipet, dan PCR. Spektrofotometer merupakan alat instrument yang digunakan untuk uji kuantitas DNA, prinsip kerja alat ini adalah menggunakan cahaya ultraviolet untuk mengetahui kualitas DNA ataupun konsentrasi molekul di dalamnya. Elektroforesis juga merupakan alat instrument yang digunakan untuk uji kuantitas DNA, prinsip kerja alat ini menggunakan arus listrik DC untuk mengukur laju perpindahan atau pergerakan partikel-partikel bermuatan pada suatu medan listrik. Mikrotube dan mikropipet merupakan alat non gelas, mikrotube digunakan untuk tempat DNA, dan mikropipet digunakan untuk mengambil cairan dengan ukuran mikro. PCR merupakan alat instrument yang digunakan untuk amplifikasi DNA, prinsip kerja alat ini adalah dengan menaikkan dan menurunkan suhu, sehingga terbentuk untaian sekuen nukleotida tertentu.Sterilisasi secara umum diartikan proses atau kegiatan membebaskan suatu bahan atau benda dari semua bentuk kehidupan (Anonim 2010). Sebagai contoh, bioteknologi selalu dihubungkan dengan modifikasi DNA, untuk mendapatkan untaian panjang pita DNA dibutuhkan PCR untuk proses amplifikasi. Sebelum amplifikasi, dilakukan isolasi DNA, hasil uji isolasi DNA yang baik adalah DNA yang murni tanpa campuran pengotor dan sesuai dengan yang diinginkan. Sidik jari yang menempel saat isolasi DNA mempengaruhi hasil isolasi DNA tersebut, oleh karena itu sterilisasi alat diperlukan dalam bioteknnologi. E. Kesimpulan dan Saran1. KesimpulanKesimpulan dari praktikum pengenalan alat dan bahan kali ini adalah :a. Prinsip dasar bioteknologi adalah mendapatkan sesuatu yang baru untuk dimanfaatkan oleh manusia.b. Bioteknologi pertanian bermanfaat untuk menciptakan tanaman varietas unggul.c. Perbedaan bioteknologi modern dan konvensional yaitu pada bioteknologi modern sudah menggunakan rekayasa genetika.d. Alat-alat khusus yang digunakan dalam bioteknologi antara lain adalah spektrofotometer, elektroforesis, sentrifuge, mikrotube, mikropipet, dan PCR.2. SaranSaran dari praktikum acara pengenalan alat dan bahan ini sudah cukup baik, tetapi karena ada beberapa alat yang belum ditunjukkan secara langsung cara pemakaiannya, untuk praktikum selanjutnya diusahakan alat-dan bahan yang digunakan lebih banyak lagi dan mahasiswa bisa mempraktekkan secara langsung.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim 2010. Sterilisasi. Diktat Kuliah. Fakultas Kedokteran. Universitas AirlanggaAsjik Setyawan, 2011. Centrifuge. http://as6tya.wordpress.com/2011/06/15/centrifuge.html. Diakses pada 4 April 2014.Brookes G and Peter B 2011. The Global Income and Production Effects of Genetically Modified (GM) crops 1996-2011. J. Biotechnol 12 : 1-49Miandri, 2011. Laporan Bioteknologi Pengenalan Alat. http://miandrimclaren.blogspot.com/2011/12/laporan-bioteknologi-pengenalan-alat.html. Diakses pada 24 November 2012.Salim 2011. Prinsip Dasar Bioteknologi. http://somasalims.blogspot.com/. Diakses pada tanggal 4 April 2014 pukul 00.27 WIBShanjaya P B 2013. Perbedaan bioteknologi modern dan konvensional. http://phungky12028.blog.teknikindustri.ft.mercubuana.ac.id/ Diakses pada tanggal 4 April 2014 pukul 00.27 WIBYuwono. 2006. Teori dan Aplikasi Polymerase chain Reaction. Penerbit Andi. Yogyakarta. Unitas Vol 9 No 1. Surabaya.