blok 4

Teknik DNA Fingerprinting untuk Menentukan Orang Tua

Biologis

Fina Otta Apelia

102012086 / F9

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana 2012

Jalan Arjuna Utara Nomor 6 Kebon Jeruk-Jakarta Barat 15510

Email: [email protected]

Abstrak

Biologi molekuler terutama berkutat memahami interaksi antara berbagai sistem sel, termasuk

interaksi antara DNA, RNA dan protein biosintesis dan juga belajar bagaimana interaksi ini

diatur. Dari ilmu-ilmu ini ditemukan teknologi DNA fingerprinting yang berfungsi untuk

mendeteksi DNA setiap individu melalui jari individu tersebut. Metoda yang digunakan

dalam membuat tinjauan pustaka ini menggunakan metoda studi pustaka. Dari skenario

yang ada bahwa untuk mengetahui tersangka dari pelaku pemerkosaan tersebut diuji

menggunakan metoda DNA fingerprinting dari hasil elektroforesisnya dapat dilihat

siapa yang memiliki struktur DNA yang sama pada bayi dan ibu.

Kata kunci: Biologi molekular, molekul DNA, DNA fingerprinting

Abstract

Molecular biology, especially struggling to understand interactions between the various

systems of a cell, including the interactions between DNA, RNA and protein biosynthesis as

well as learning how these interactions are regulated. Of these sciences discovered DNA

fingerprinting technology that serves to detect the DNA of each individual through the

individual fingers. The methods used in making this literature review using literature

methods. Of the scenarios that to find the perpetrator of the rape suspect be tested using

DNA fingerprinting method can be seen from the results electrophoresis who have the

same DNA structure on the baby and the mother.

Keywords : Molecular biology, DNA molecules, DNA fingerprinting

DNA dan Pewarisan Sifat Blok 4- Fina Otta A

Pendahuluan

1. SkenarioAda seorang tahanan wanita yang belum menikah, melahirkan anaknya di penjara.

Empat orang tersangka diperiksa dengan tuduhan menghamili secara tidak sah. Untuk itu

diadakan uji sidik jari DNA ( DNA fingerprinting) dan diperoleh hasil elektroforesis :

2. Latar Belakang

Biologi molekuler merupakan kelanjutan dua cabang ilmu yang sudah ada

sebelumnya, yaitu Genetika dan Ilmu Biokimia. Biologi molekuler terutama berkutat

memahami interaksi antara berbagai sistem sel, termasuk interaksi antara DNA, RNA dan

protein biosintesis dan juga belajar bagaimana interaksi ini diatur. Awal Biologi molekuler

ditandai dengan adanya penemuan struktur heliks ganda DNA oleh Watson dan Crick pada

tahun 1953.

Perkembangan biologi molekular menjadi lebih dipercepat dengan munculnya

rekayasa genetik yang memungkinkan pengandaan dan isolasi gen sehingga struktur dan

fungsi gen dapat dipelajari.

Semua sifat yang dimiliki oleh organisme ditentukan oleh gen-gen yang dimilikinya.

Gen merupakan bagian-bagian dari urutan asam nukleat yang terdapat pada DNA. Terdapat

dua kategori gen, yaitu gen struktural dan gen regulator. Gen-gen struktural mengkode urutan

asam amino dalam protein, seperti enzim, yang menentukan kemampuan biokimia dari

organisme pada reaksi katabolisme dan anabolisme, atau berperan sebagai komponen tetap

pada struktur sel. Gen-gen regulator berfungsi mengontrol tingkat ekspresi gen struktural,

mengatur laju produksi protein produknya dan berhubungan dengan respon terhadap signal

intra dan ekstraselular. Karena sintesis protein dikendalikan oleh gen, maka gen dapat

dikatakan mengatur segala aspek kehidupan sel atau organisme. Dibidang kedokteran

perkembangan biologi molekuler memberi dampak pada hampir semua ilmu pre-klinik


seperti: genetika, histologi, embriologi, fisiologi, mikrobiologi, parasitologi, patologi,

imunologi, dan farmakologi.

3. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada skenario diatas adalah pengujian sidik jari DNA untuk

mengetahui tersangka yang menghamili seorang tahanan wanita secara tidak sah.

4. Analisis Masalah

5. HipotesisHipotesis dari rumusan masalah tersebut adalah elektroforesis merupakan salah

satu cara yang digunakan untuk menguji kecocokan DNA anak dengan orang tua

biologisnya.

6. Sasaran Pembelajaran

Sasaran pembelajaran dari kasus ini adalah mampu memahami dan menjelaskan

pewarisan sifat dan cara- cara pemeriksaan DNA.

ISI

DNA (Deoxyribonucleo Acid) adalah struktur kimia yang membentuk kromosom

yang terdapat pada inti sel dan berisikan materi genetik. Adanya materi genetik pada DNA

pertama kali ditemukan oleh Avery, MacLeod dan McCartu pada tahun 1944.

Struktur dari DNA adalah double helix atau rantai ganda yaitu dua buah rantai atau

untai materi genetik yang berputar satu sama lain membentuk spiral yang ditemukan oleh

Watson, Crick dan Wilkins di awal tahun 1950-an. Setiap untai memiliki banyak nukleotida.

Nukleotida merupakan struktur yang terdiri dari fosfat, gula deoxyribosa dan basa. Basa


DNACiri-ciri

DNA fingerprinting

Struktur

Pewarisan Sifat

Hukum Mendel Golongan darah

sendiri secara umum terbagi atas Adenin (A), Guanin (G) yang termasuk dalam golongan

purin dan Timin (T), Sitosin (C) yang termasuk pada golongan pirimidin. Kedua untai dapat

berikatan karena adanya basa-basa yang saling terhubung. Setiap basa hanya berikatan

dengan satu basa yang lain yang memiliki konsentrasi yang sama, seperti Adenin dengan

Timin dan Guanin dengan Sitosin saja dan disatukan dengan menggunakan ikatan hidrogen.

Untuk Adenin dan Timin terdiri atas dua buah ikatan hidrogen sementara pada Guanin dan

Sitosin terdapat tiga buah ikatan hidrogen.1

Ciri dari DNA adalah pada kedua untainya bersifat anti paralel yaitu satu untai

berjalan dalam arah 5’ ke 3’ dan yang lain dalam arah 3’ ke 5’. Angka-angka tersebut

menunjukan ujung dari rantai DNA dimana salah satu ujung berupa terminal 5’-hidroksil atau

fosfat sedangkan ujung lain berupa terminal 3’-fosfat atau hidroksil. Antara satu nukleotida

dengan nukleotida lain pada rantai yang sama dihubungkan dengan satu ikatan fosfodiester.1

Gambar 1.

Kekayaan genetik anda adalah DNA yang anda warisi dari orang tua anda. Dari

semua molekul yang terdapat di alam, asam-asam nukleat memiliki keunikan karena asam-

asam ini mampu mengatur replikasinya sendiri. Kemiripan anak dengan orang tua pada

dasarnya terjadi karena replikasi yang sama dari DNA dan transmisi DNA dari satu generasi

kegenerasi lainnya.

Dua fungsi utama dari DNA, adanya materi genetik yang terkandung pada DNA

menjadikan DNA sebagai sumber informasi dalam sintesis sel protein dan organisme serta

sebagai informasi yang diwariskan ke keturunan atau sel anak. Untuk menjalankan fungsi ini

maka DNA memiliki kemampuan untuk mereplikasi dan mentranskripsi.2

Pewarisan Sifat


George Mendel (1822-1884) adalah ilmuan yang dianggap sebagai peletak prinsip-

prinsip hereditas (pewarisan sifat). Mendel dijuluki sebagai “Bapak Genetika”.

Gen adalah pewarisan sifat bagi organisme hidup. Bentuk fisik dari gen adalah

urutan DNA yang menjadi suatu protein, polipeptida, atau seuntai RNA yang memiliki fungsi

bagi organisme yang memilikinya. Didalam gen terdapat anggota sepasang yang disebut Alel.

Sel memiliki inti sel atau nukleus, pada inti sel terdapat jalinan seperti benang halus

yang disebut kromosom. Kromosom inilah yang merupakan pembawa sifat keturunan. Di

sepanjang kromosom terdapat gen yang merupakan penentu sifat keturunan suatu makhluk

hidup. Jadi baik kromosom maupun gen sama pentingnya dalam penurunan sifat

maupun golongan darah.

Hukum Mendel 1 dan 2

Hukum yang dibuat oleh Abbot Gregor Johann Mendel, seorang biarawan otodidak dari

Agustine (1822-1884) membuat hukum dasar hereditas. Hukum mendel dibagi menjadi dua

yaitu hukum Mendel 1 dan hukum Mendel II. Hukum Mendel I disebut hukum segregasi

menyatakan bahwa pada pembentukan sel gamet, dua gen yang berpasangan akan dipisahkan

ke dalam dua sel anak secara bebas. Contoh adalah genotip suatu tanaman Aa, maka gamet

yang di bentuk membawa gen A dan gen a. Hukum Mendel I dapat dijelaskan dengan

persilangan monohibrid. Hukum Mendel II (hukum pengelompokan gen secara bebas)

menyatakan bahwa jika dua individu berbeda satu dengan lain dalam dua macam sifat atau

lebih, maka penurunan sifat yang satu tidak tergantung pada sifat yang lain. Contoh nya suatu

individu memiliki genotip AaBb maka A dan a serta B dan b akan memisah kemudian kedua

pasangan tersebut akan bergabung secara bebas sehingga kemungkinan gamet yang terbentuk

akan memiliki sifat Ab, Ab, aB, ab. Hukum Mendel II dapat dijelaskan dengan persilangan

dihibrid.

Contoh dalam persilangan monohibrid: Jika kamu merawat dua bunga yang berwarna

merah dan berwarna putih, lalu kedua bunga itu mengadakan penyerbukan.


Gambar 2.

Pewarisan Golongan Darah Manusia

Darah golongan A mengandung aglutinogen tipe A dan aglutinin anti B, darah

golongan B mengandung aglutinogen tipe B dan aglutinin anti A, darah golongan AB

mengandung aglutinogen tipe A dan tipe B tetapi tidak mengandung anti A dan anti B, dan

darah golongan O tidak mengandung aglutinogen, tetapi mengandung aglutinin anti A dan

anti B.3

Golongan darah O disebut sebagai donor darah universal untuk transfusi darah yang

tidak memiliki antigen pada permukaan sel darah merah. Sedangkan golongan darah AB

disebut sebgai resipien universal yang tidak memiliki antibody didalam serum. Jadi dalam

kasus ini, bisa dilihat juga untuk menentukan siapa ayah biologisnya menggunakan

golongan darah anak dicocokan dengan golongan darah ayah biologisnya.

Tabel 1. Pewarisan Golongan Darah kepada Anak

Ibu Ayah

O A B AB

O O O, A O, B A, B

A O, A O, A O, A, B, AB A, B, AB

B O, B O, A, B, AB O, B A, B, AB

AB A, B A, B, AB A, B, AB A, B, AB


DNA Fingerprinting

Makhluk hidup yang tampak berbeda atau berbeda karakternya juga akan berbeda

pula sequen DNA nya. Makin bervariasi suatu organisme maka makin bervariasi pula sequen

DNAnya. DNA Fingerprint adalah cara yang paling cepat dan tepat untuk membedakan

sequen DNA dari organisme yang berbeda.

Salah satu yang sudah dipublikasikan secara legal adalah penggunaan ´DNA

fingerprinting´. Teknik ini berdasarkan pada aplikasi RFLP (Restriction Fragment

LengthPolymorphism) yang berdasarkan kenyataan bahwa setiap individu, walaupun

mempunyai genyang sama, tapi pasti punya perbedaan pada materi genetiknya (DNA).

Perbedaan ini umumnya terjadi pada daerah ´bukan pengkode protein´. DNA fingerprinting

bertujuan untuk mengidentifikasi perbedaan materi genetik, dalam rangka

menentukan apakah dua sampel DNA berasal dari orang yang sama atau orang yang

berbeda. Teknik ini dapat digunakan untuk membuktikan suatu tindak kriminal.4

Metoda yang digunakan adalah PCR, RFLP, elektroforesis dan hibridisasi. Sampel DNA

dapat disiapkan dari materi yang ditemukan dilokasi kriminal, seperti darah, semen atau

rambut.

PCR digunakan untuk mengamplifikasi fragmen DNA spesifik dari tersangka

dan korban kejahatan. Produk PCR dipotong dengan enzim restriksi dan dipisahkan dengan

gel elektroforesis, diikuti dengan transfer ke membran nitroselulosa dan hibridisasi dengan

probe spesifik. Bila sampel DNA dari tersangka dan korban memperlihatkan DNAband

yang sama setelah hibridisasi, maka dengan perhitungan statistik dapat dikatakan

bahwa sampel tersebut berasal dari orang yang sama.

Elektroforesis adalah suatu teknik pemisahan molekul selular berdasarkan atas

ukurannya dengan menggunakan medan listrik yang dialirkan pada suatu medium yang

mengandung sampel yang akan dipisahkan.Teknik ini dapat digunakan dengan memanfaatkan

muatan listrik yang ada pada makromolekul. Elektroforesis DNA dilakukan misalnya untuk

menganalisis fragmen-fragmen DNA hasil pemotongan dengan enzim restriksi. Hasil

pemotongan dapat dilihat dan dipisahkan menggunakan gel aragosa. Gel aragosa berbentuk

seperti jelly yang tebal dan berpori yang berfungsi sebagi saringan yang memungkinkan

bagian DNA kecil untuk lewat. Perpindahan molekul ini terjadi karena saat elektroforesis

DNA yang bermuatan negatif akan berpindah ke arah kutub positif. 5 Elektroforesis fungsinya


untuk mendeteksi atau membaca cara menampilkan radioaktif yang ada di dna pelacak itu

yang menempel di dna yg mau diteliti.

Penggunaan/aplikasi DNA Fingerprint

DNA Fingerprint banyak digunakan dalam berbagai bidang ilmu baik untuk kesehatan

manusia, penelitian biologi, dunia medis dan untuk pembuktian peristiwa kriminal/ forensik.6

a) Untuk mendiagnosis kelainan keturunan

Pendeteksian kelainan lebih awal akan memudahkan dokter atau ahli medis untuk

melakukan pengobatan pada anak yang menderita kelainan tersebut. Suatu program

pengobatan kelainan genetik menggunakan DNA fingerprint sebagai informasi untuk orang

tuanya mengenai resiko dari kelainan tersebut pada anaknya. Pada program lain informasi

pada orang tuanya mengenai DNA fingerprint pada bayi yang masih dalam kandungan

mengalami kelainan genetik dan tindakan apa yang akan dilakukan. Kelainan tersebut

meliputi kejadian cystik fibrosis, haemophilia, Huntington’s disease, famili alzhemers, sickle

cell anemia, thalasemia dan lain-lainnya.

b) Bukti biologik

Barang bukti DNA Fingerprint telah sering digunakan pada laboratorium kriminal

kepolisian yaitu darah, rambut, semen dan sebagainya. Seperti peristiwa teror bom Bali

banyak bukti bahan biologik telah diuji DNA fingerprintnya untuk menentukan korban dan

identifikasi korban. DNA fingerprint juga dapat untuk identifikasi korban pembunuhan

maupun pelaku pembunuhan ataupun perkosaan seperti dalam skenario .

Kesimpulan

Adanya materi genetik pada DNA yang berfungsi dalam pewarisan baik ciri maupun

sifat individu dari induknya dan mengandung informasi-informasi genetik maka tes uji DNA

seperti DNA fingerprint digunakan untuk mencari tau hubungan kekerabatan atau identitas

seseorang dan dapat mengetahui kecocokan struktur DNA tersebut.

Saran

Pada skenario diatas yang sebaiknya dilakukan uji DNA fingerprint karena

merupakan metoda yang tepat dan kita dapat mengetahui kemiripan struktur DNA individu


satu dengan yang lainnya karena dengan menggunakan DNA fingerprint keakuratannya lebih

baik daripada menggunakan teknik yang lain.

Daftar Pustaka

1. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi 27. Jakarta: EGC;

2006.h.321-4.

2. Albert B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD. Biologi molekuler sel. Edisi 2.

Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama; 1994. h.148-155.

3. Corwin EJ. Buku saku patofisiologi. Jakarta: EGC; 2009.h.152-3

4. Sudjadi. Bioteknologi kesehatan. Yogyakarta: Kanisius ; 2006.h. 21.

5. Create a DNA fingerprint. Diunduh dari www.teachersdomain.org, 27 Januari 2013.

6. Karman O. Biologi. Yogyakarta: Bahari; 2008.h. 92.


http://www.teachersdomain.org/

blok 4

Documents