kelompok 5 kimia b (sekuensing dna)).ppt

40
 J URUSAN K I MI A F A KU LTAS MATEMATI K A DA NIL MUPE N G ETAH UA N A L A M U N IVE RSI T A S H A LU O LE O KENDARI 2016 K el om p ok 5 : IRW A N ( F1 C 113 0 72 ) LA O D EA G U SS A LIM (F1C1 1 3068) A MINA SA RI MU I S( F1 C 11 3 006 ) WIWI D A YA N T I ( F1 C 113074 ) “B I O TE K N O L O G I M O LE K U LER” SE K U E N SING D N A

Upload: rhysnachems

Post on 06-Jul-2018

224 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 1/40

 JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HALU OLEOKENDARI

2016

Kelompok 5 :

IRWAN (F1C113072)LA ODE AGUS SALIM (F1C113068)AMINA SARI MUIS (F1C113006)WIWI DAYANTI (F1C113074)

“BIOTEKNOLOGI MOLEKULER”

SEKUENSING DNA

Page 2: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 2/40

SEJARAH

SEKUENSING

SUB MATERI

PENDAHULUANPRINSIP

SEKUENSING

METODESEKUENSING

Page 3: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 3/40

DNA (DEOXYRIBO NUCLEICACID

PENDAHULUAN

Suatu Asam Nukleat yang

menyimpan segala informasi biologis dari setiap makhlukhidup yang menentukan

 jenis rambut, warna kulitdan sifat-sifat khusus darimanusia

DNA dapat mereplikasimembentuk salinannya sendiridan setiap untainya berisi atas

unit berulang yang disebutnukleotida

Page 4: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 4/40

Metode Penentukan urutan basa nukleotida,adenin, guanin, citosin, timin pada sepotong DNA.

Sekuensing

Urutan BasaNukleotida

UrutanAsam Amino

Struktur

Protein DanFungsinya

PerubahanSequenceDNA

PerubahanProtein

Protein NonFungsional

Page 5: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 5/40

SEJARAH SEKUENSING DNA

Robert Holley (1965)Cornell University diNew York, Amerika

Serikat

Mempublikasikan sekuens tRNA alanin darikhamir yang terdiri atas 77 nukleotida selama 7tahun dan hasilnya merupakan sekuens DNAyang pertama kali dipubilkasikan adalah DNAsepanjang 12 nukleotida dari bakteriofag lambda(1971)

Federick Sanger danAlan Coulson (1975)Medical ResearchCouncil Inggris

Mempublikasikan metode sekuensing DNAsecara langsung disebut teknik plus-minus.Dan berhasil melakukan sekuensing DNAsebagian besar Genom bakteriofog

sepanjang 5.375 nukleotida dan dipublispada tahun 1977

Februari 1977, Allan Maxamdan Waltert Gilbert dariHarvard University

mempublikasikan sekuensing DNA mereka

Page 6: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 6/40

PRINSIP DASARSEKUENSING DNA

DNA sequencing menggunakan metode PCR(Polymerase Chain Reaction) sebagai pijakannya.

DNA yang akan ditentukan urutan basa ACGT-nyadijadikan sebagai cetakan (template)

kemudian diamplifikasi menggunakan enzim dan bahan-bahan yang mirip dengan reaksi PCR,

namun ada penambahan beberapa pereaksi tertentuseperti buffer, dNTPs dan ddNTP. Proses ini

dinamakancycle sequencing

Page 7: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 7/40

KOMPENEN-KOMPONEN SEQUENSING

Bahan-bahan sekuensing DNA Fungsi

DNA Template/ DNA Strand Sebagai Cetakan DNA

DNA Primer Beberapa pasang basa pada

DNA

DNA Polimerase I Enzim yang merepikasi DNA,

 berfungsi memperpanjang

dNTP Bahan pembentuk sintesis DNA

ddNTPs (ddATP, ddTTP, ddCTP,

ddGTP)

Menghentikan reaksi

pemanjangan untai DNA atau

sintesis DNA

Page 8: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 8/40

Maxam Gilbert Method(REAKSI KIMIA)

Sanger Method(REAKSI ENZIMATIK)

Next GenerationSequensing

Page 9: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 9/40

Maxam Gilbert Method(Reaksi Kimia)

Metode !enga"hiran rantai (#haintermination) dan degradasi "imia$

%idasar"an !ada !embelahannu"leotida oleh bahan "imia &ang

s!esi'"$

tida" mmerlu"an %NA untaiganda sehingga tida" memerlu"an!rimer untu" mensintesi untai baru"embali$ emotongan %NA teradi se#ara"imia sehingga reagen "imiatertentu harus ditambah"an"edalam sistem rea"si$

Page 10: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 10/40

• !i!eridin• *idra+in

• %imetil sul,at• Asam ,ormat

SENYAWA KIMIA METODEMAXAM- GILBERT

Page 11: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 11/40

Tahapan Metode Maxam Gilbert

- Se"uen mole"ul %NA untai ganda &ang a"an diguna"andi!otong bagian !osisi i"atan antara ,os,at dan guladeo"siribosamengguna"an !i!eridin- .ragmen %NA diberilabel !ada salah satu uungn&a atau!ada nu"leotida /0 mengguna"an ,os,at radioa"ti, 

- 1asa dimodi'"asi dengan s!esi'" mengguna"an bahan

"imia tertentu$a$%imetilsul,at (%MS) a"an memetilasi basa Gb$ Asam ,ormat men&erang A dan G#$*idra+in a"an menghidrolisis 2 dan Td$*idra+in3 !i!eridin dan garam be"era !ada 2

- Kemudian a"an di!eroleh em!at ,ragmen &ang berbeda

masing4masing uungn&a adalah G3 A atau G3 2 atau T dan2$- %ilihat lau migrasi masing4masing ,ragmen dalam bentu"!ita$ %engan #ara membanding"an laur !ertama dan "edua3serta laur "etiga dengan "eem!at$- %iurut"an berdasar"an laur migrasin&a dari &ang ter"e#il "e&ang besar$

Page 12: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 12/40

Rea"si urin dengan dimetilsul,at

Rea"si irimidin dengan dimetilsul,at

Page 13: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 13/40

Page 14: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 14/40

Page 15: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 15/40

Page 16: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 16/40

Page 17: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 17/40

KELEBIHAN DAN

KEKURANGAN

KELEBIHAN KEKURANGAN

Memiliki Tekhnik yang Rumit

Menggunakan Bahan Kimia yang berbahaya seperti hydrazine yang bersifat

neurotoxin

Kesulitan dalam Scale-up

%a!at diguna"an bai"untu" %NA gandamau!un tunggal

Menghasil"an ,ragmen&ang berma#am4ma#am

Page 18: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 18/40

Metode Sanger

Metode &ang !ertama"ali di"embang"an oleh.rederi#" Sanger !ada

tahun 56783 &aitudengan mela"u"anrea"si #&#le sequen#ing!ada em!at tabungter!isah &ang masing4

masing berisi semua!erea"si &angdibutuh"an$

Page 19: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 19/40

Metode Sanger mengguna"an dideox&nu#leotide tri!hos!hates

(ddNTs) &ang memili"i sebuah * !ada "arbon4/ dari gula ribosa$ 9ang

normal memili"i :* !ada deox&nu#leotide tri!hos!hates (dNTs)$

%ideox&nu#leotides meru!a"an !enghenti rantai$ %alam rea"si sintesis

 i"a dideox&nu#leotide ditambah"an dan bu"an normal deox&nu#leotide3

sintesis a"an berhenti "arena /0:* &ang di!erlu"an untu" !enambahan

nu"leotida beri"utn&a tida" ada$

eto e

Page 20: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 20/40

eto eSanger

1. DNA utas sebagaitemplate DNA

2. Primer yang sesuai (sepotong kecil DNA yang berpasangan dengan

template DNA dan berfungsi sebagaistarting pointuntuk replikasi

3. DNA polymerase (enzim yang mengkopi DNA, menambahkan nukleotida

baru ke ujung 3 daritemplate4. Sejumlah kecil dideoxynucleotide yang dilabel (radioaktif atau dengan

pewarna fluorescent)6.Template DNA direplikasi melibatkan nukeotida normal tetapi secara

random dideoxy nukleotida diambil (dipasangkan).

Page 21: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 21/40

7. Penambahan dideoxynukeotida menyebabkan reaksi berhenti.Khusus

untuk ddNTP, yang ditambahkan hanya 1 jenis untuk setiap tabung. Setiap

tabung diberi tanda, A jika yang ditambahkan adalah ddATP, G jika ddGTP, C

 jika ddCTP dan T jika ddTTP.

8. Karena tiap panjang yang berbeda bergerak dengan kecepatan yang

berbeda selama elektroforesis, maka urutannya dapat ditentukan

5

;

/

<

Page 22: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 22/40

Page 23: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 23/40

Page 24: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 24/40

• "elebihAN %AN KEK=RANGAN

Page 25: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 25/40

•>I%E:

FAKTORPENENTU

Page 26: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 26/40

E"stra"si %NA=ntu"sekuensing

DNA

Se"uensingmengguna"an%&e Terminator

Se"uensing%engan

bahan Kimia

Faktor Penentu

keberhasilan

sekuensing

DNA

FAKTOR PENENTUKEBERHASILAN SEKUENSING DNA

Se"uensingmengguna"

an %&e

!rimers

Page 27: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 27/40

Nex Generation

Teknik pemetaan DNA yang berdasarkan deteksi terhadap

pirofosfat (PPi) yang dilepaskanselama sintesis DNA.Teknik ini memanfaatkan reaksienzimatik yang dikatalisis oleh ATPsulfurilase dan luciferase untukpirofosfat inorganik yang

dilepaskan selama penambahannukleotida.

Pyrosequencing

Page 28: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 28/40

Metode sekuensing ini ditemukanoleh perusahaan Illumina.  Sekuensing Illumina

menggunakan primer yang akan berkomplemen dengan adaptoryang telah disediakan olehperusahaan pada sebuah plat.Proses sekuensing inimenggunakan teknik bridge PCR,

yaitu terbentuknya jembatan padasaat elongasi. Nukleotida penghentiakan diberikan dan pendarananfluoresens akan direkam oleh kamer

Ilumina

Page 29: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 29/40

Aplikasi Sekuensing DNA

untuk menentukanidentitas maupun fungsigen atau fragmen DNAlainnya dengan caramembandingkansekuens-nya dengansekuens DNA lain yangsudah diketahui.

riset dasar biologi

Kedokteran

 bioteknologi

forensik

Sekuensing DNA dapat digunakan untukmengidentifikasi, mendiagnosis, danmengembangkan pengobatan penyakitgenetik

ilmu pengobatan

Sebagai Contoh :

Page 30: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 30/40

ALAT-ALAT SEKUENSINGDNA

A?IE% 1I:S9STEMS RISM /5@@(2AI??AR93 5 2AI??ARIES) A?IE% 1I:S9STEMS

RISM /7@@ (2AI??AR936 2AI??ARIES)

Page 31: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 31/40

Metode untuk sekuensing proteinumumnya melibatkan pemutusan ikatanyang diikuti dengan identifikasi asam

amino.

SEKUENSING PROTEIN

Sekuensing protein atau sekuensingpeptida adalah penentuan urutan asamamino pada suatu protein atau peptida(oligopeptida maupun polipeptida

Senyawa organik kompleks

 berbobot molekul tinggi dari

monomer-monomer asam

amino yang dihubungkan satu

sama lain oleh ikatan peptida

R:TEIN

Page 32: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 32/40

Metode Klasik Metode Modern

 EdmanDegradation

MassSpectrometry

Metode Sekuencing Protein

Page 33: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 33/40

Setelah setiap pemotongan, residuasam amino yang

telah dipotong tersebut dapat diidentifikasimenggunakankromatografi

METODE KLASIK

DEGRADASI EDMAN

metodedegradasi Edman, residu pada ujung-N

(ujung amino)protein dipotong satu per satu

dengan reaksi kimia

M d % d i

Page 34: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 34/40

Metode %egradasiEdman

Reaksi Edman untuk memotong dan menderivatisasi asam aminoyang terpenggal. Derivat asam amino diidentifikasi menggunakankromatografi atau elektroforesis dengan standar 20 asam aminoderivat.

Page 35: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 35/40

MET:%E M:%ERN

MASSSE2TR:S2:9

Metode ini memanfaatkan spektrometri massa yang mampu mengukurmassa peptida dengan tepat

Protein yang hendak di-sekuensing dipotong-potong secara enzimatikmaupun kimia menjadi peptida-peptida yang kemudian dianalisismenggunakan spektrometri massa.

Dalam proses spektrometri massa, peptida-peptida tersebut dipecahsecara ionisasi, misalnya dengan bantuan laser

MSPROCEDURESFOR

Page 36: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 36/40

MS PROCEDURES FORSEQUENCE IDS

Page 37: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 37/40

PROTEIN SEQUENCING:OVERLAPPING SEQUENCES

Page 38: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 38/40

PROTEIN SEQUENCE FROMDNA SEQUENCE

Page 39: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 39/40

APLIKASI SEKUENSING DNADAN PROTEIN

Se"uensing %NA da!atdiman,aat"an untu" B

-Mengidentifikasi tersangka potensial yang mungkincocok dengan DNA bukti di TKP-Mencocokkan donor organ dengan penerima dalamprogram transplantasi-Menentukan silsilah untuk benih atau bibit ternak.

Page 40: Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

8/18/2019 Kelompok 5 Kimia B (Sekuensing DNA)).ppt

http://slidepdf.com/reader/full/kelompok-5-kimia-b-sekuensing-dnappt 40/40

Sekian dan Terima Kasih