GENETIKA VETERINER

METODE DNA UNTUK MENDIAGNOSA PENYAKIT

HEWAN

Disusun Oleh :

KELOMPOK 4

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2013

1

Lampiran Nama Anggota :

1. Wahyu Tri Utomo 1209005078

2. Maureen Tyas Lestari 1209005079

3. Muhammad Faqih Amrulloh 1209005080

4. Nikmah Hayati 1209005081

5. Yoviniani N. Dosom 1209005082

6. Kadek Jaya Utama 1209005083

7. Putu Sasmitha Devi Cahyani 1209005109

8. IGA. Monica Rizki Utami 1209005110

9. Bintang Tamtaz Aprisko 1209005111

10. Primus Yunius Gaja 1209005113

11. Lutfi Widiarta 1209005114

12. Yoga Eko Prasetyo 1209005115

13. I Gede Abijana Satya Dhika 1209005116

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas

berkat dan rahmat yang diberikan, penulis dapat menyelesaikan penyusunan paper

yang diberi judul “Metode DNA untuk Mendiagnosa Penyakit Hewan” ini.

Paper ini penulis susun untuk memenuhi tugas matakuliah Genetika

Veteriner di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana.

Tidak lupa penulis mengucapkan terimakasih kepada berbagai pihak yang

turut membantu dalam penyelesaian paper ini. Dalam penyusunan paper ini, penulis

menyadari tentu terdapat banyak kesalahan baik disengaja maupun tidak disengaja.

Semua hal itu tidak luput dari status penulis sebagai manusia biasa yang tak luput

dari kesalahan. Kesempurnaan hanya milik Tuhan, dan penulis menyadari sebagai

makhluk hidup yang jauh dari kesempurnaan.

Akhir kata, penulis mengucapkan selamat membaca dan semoga paper ini

bermanfaat untuk kita semua. Tidak lupa juga penulis mohon kritik dan saran yang

membangun demi tercapainya penyusunan paper yang lebih baik kedepannya nanti.

Denpasar, 2 Mei

2013

Penulis

3

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................................ i

LAMPIRAN NAMA ANGGOTA................................................................................... ii

KATA PENGANTAR................................................................................................ iii

DAFTAR ISI.............................................................................................................. iv

BAB I : PENDAHULUAN....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang..................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................................... 1

1.3 Tujuan Penulisan.................................................................................................. 2

1.4 Manfaat Penulisan................................................................................................ 2

BAB II PEMBAHASAN............................................................................................. 4

2.1 Pengertian Penyakit Genetik...................................................................... 4

2.2 Asal-usul Penyakit Genetik........................................................................... 4

2.3 Pengertian Test DNA.......................................................................................... 6

2.4 Fungsi Tes DNA............................................................................................... 6

2.5 Tahapan Tes DNA............................................................................................... 8

2.6 Pengembangan Tes DNA ntuk Masa yang Akan Datang.................................... 17

BAB III KESIMPULAN......................................................................................... 18

3.1. Kesimpulan........................................................................................................... 18

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................. 19

4

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Asam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit

mononukleotida, jika unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat

itu disebut dioksiribonukleat (DNA). DNA mempunyai sejumlah sifat kimia dan

fisika yang sama sebab antara unit-unit mononukleotida terdapat ikatan yang sama

yaitu melalui jembatan fosfodiester antara posisi tiga suatu mononukleotida dan

posisi lima pada mononukleotida lainnya (Harpet, 1980).

Dua tipe utama asam nukleat adalah asam dioksiribonukleat(DNA) dan

asam ribonukleat (RNA). DNA terutama ditemui di dalam inti sel, asam ini

merupakan pengemban kode genetik dan dapat memproduksi atau mereplikasi

dirinya dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk memproduksi organisme itu

dalam sebagian besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan sintesis molekul

RNA, satu tipe RNA, yaitu messenger RNA (mRNA), meninggalkan inti sel dan

mengarahkan tiosintesis dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai

dengan kode DNA-nya(Fessenden, 1990). Salah satu komponen terpenting dalam

usaha pemberantasan atau pengendalian penyakit menular adalah tersedianya alat

diagnostik yang dapat diandalkan untuk menunjukkan secara tepat, cepat dan

dengan biaya yang dapat dijangkau guna menetapkan suatu hewan terserang suatu

penyakit atau tidak. Tindakan yang tepat dan pada waktu yang tepat hanya dapat

dibuat berdasarkan diagnosis yang tepat. Diagnosis yang salah akan diikuti oleh

tindakan yang salah pula. Disamping tepat, penetapan diagnosis juga harus dibuat

dengan cepat karena keterlambatan akan berdampak buruk bagi keselamatan

hewan.

Kita memasuki zaman ketika tes DNA yang memungkinkan diketahuinya

sifat-sifat pada hewan. Saat ini, banyak tes tersedia dan lebih dikembangkan untuk

menentukan penyakit genetik, tetapi karakteristik lain seperti warna bulu,

temperamen, perilaku, kerentanan terhadap hipodysplasia, katarak, kanker, parasit,

atau penyakit menular, akan telah tersedia berdasarkan pada teknologi yang sama.

Tes DNA untuk penyakit genetik tidak hanya dapat memastikan diagnosis suatu

5

kondisi yang sulit untuk diidentifikasi, tetapi dapat digunakan juga untuk

mendeteksi status carrier/pembawa penyakit genetik 2013 penyelamat hewan yang

menunjukkan tidak ada tanda-tanda luar tetapi membawa satu salinan gen cacat

untuk gangguan resesif. Tes tersebut bermanfaat bagi peternak untuk

menghilangkan penyakit dengan pengujian dan pembiakan selektif. Salah satu

tesnya pada anjing adalah tembaga toxicosis di Penkridge Terrier, tapi sekarang ada

daftar panjang tes yang tersedia dalam ras yang berbeda. Daftar tes panjang

(misalnya Brooks dan Sargan, 2001, Galibert et al, 2001) dan kebanyakan tes

khusus untuk satu atau beberapa keturunan, sehingga cara terbaik untuk

mengidentifikasi tes yang tersedia adalah pencarian jaringan.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Apa pengertian dari penyakit genetik ?

1.2.2 Bagaimana asal-usul penyakit genetik ?

1.2.3 Apa pengertian dari tes DNA ?

1.2.4 Apa fungsi dari tes DNA?

1.2.5 Bagaimana tahapan dari tes DNA?

1.2.6 Bagaimana pengembangan tes DNA untuk masa yang akan datang?

1.3 Tujuan Penulisan

1.3.1 Untuk mengetahui tentang penyakit genetik.

1.3.2 Untuk mengetahui asal-usul dari penyakit genetik.

1.3.3 Untuk mengetahui pengertian dari tes DNA.

1.3.4 Untuk mengetahui fungsi dari tes DNA.

1.3.5 Untuk mengetahui tahapan dari tes DNA.

1.3.6 Untuk mengetahui pengembangan tes DNA pada masa yang akan datang.

1.3.7 Untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Genetika Veteriner Fakultas

Kedokteran Hewan Universitas Udayana.

1.4 Manfaat Penulisan

1.4.1 Dapat mengetahui tentang penyakit genetik.

1.4.2 Dapat mengetahui asal-usul dari penyakit genetik.

1.4.3 Dapat mengetahui pengertian dari tes DNA.

1.4.4 Dapat mengetahui fungsi dari tes DNA.

6

1.4.5 Dapat mengetahui tahapan dari tes DNA.

1.4.6 Dapat mengetahui pengembangan tes DNA pada masa yang akan datang.

1.4.7 Dapat memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Genetika Veteriner Fakultas

Kedokteran Hewan Universitas Udayana.

7

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Penyakit Genetik

Penyakit genetik atau kelainan genetik adalah sebuah kondisi yang

disebabkan oleh kelainan satu atau lebih gen yang menyebabkan sebuah kondisi

fenotip klinis. Beberapa penyebab penyakit genetik antara lain:

Ketidaknormalan jumlah kromosom seperti sindrom Down (adanya ekstra

kromosom 21) dan sindrom Klinefelter (laki-laki dengan 2 kromosom X).

Mutasi gen berulang yang dapat menyebabkan sindrom X rapuh atau penyakit

Huntington.

Gen rusak yang diturunkan dari orang tua. Dalam kasus ini, penyakit genetik

juga dikenal dengan istilah penyakit keturunan. Kondisi ini terjadi ketika

individu lahir dari dua individu sehat pembawa gen rusak tersebut, tetapi dapat

juga terjadi ketika gen yang rusak tersebut merupakan gen yang dominan.

Sekarang ini ada sekitar 4.000 penyakit genetik yang sudah diidentifikasi.

Kebanyakan penyakit genetik adalah langka, artinya terjadi pada satu individu dari

sekitar ribuan atau bahkan jutaan individu.

2.2 Asal-usul Penyakit Genetik

Penyakit genetik akan selalu menjadi masalah pada hewan domestik karena

pemuliaan struktur ekstensif menggunakan hewan unggul dan perkawinan

berikutnya antara keturunan (inbreeding). Setiap cacat genetik resesif yang dibawa

oleh hewan yang unggul, (kita semua memiliki lima atau lebih gen yang cacat

namun keberadaan salinan normal yang berarti tidak ada konsekuensi yang

merugikan), akan muncul ketika keturunan mewarisi kedua salinan gen yang

diwariskan dari silsilah sebelumnya. Konsekuensi dari keadaan homozigot (kedua

salinan yang sama - sama demi keturunan) untuk salinan cacat gen (alel penyakit)

adalah penyakit genetik. Jadi, penyakit yang paling genetik dalam struktur

pemuliaan tersebut dapat ditelusuri kembali ke individu di mana mutasi terjadi atau

mewarisi mutasi dan membuatnya umum dalam berkembang biak (Wilton, Alan,

2007).

8

Sebagai contoh, penelitian di laboratorium dapat mengembangkan tes

untuk lipofuscinosis ceroid (CL) dalam perbatasan collie (Melville dkk., 2005). CL

adalah penyakit penyimpanan lisosomal dengan degenerasi saraf dari sekitar 12

bulan dan menghasilkan perubahan perilaku, ataksia, tremor dan akhirnya kematian

pada 2-3 tahun. Tidak ada pengobatan tetapi beberapa obat dapat meringankan

gejala. Di Perbatasan collie menunjukkan anjing di Australia, penyakit itu

mengkhawatirkan umum. Tes DNA menunjukkan bahwa sekitar 3% dari hewan

membawa salinan yang rusak dari gen CL. Sumber gen cacat dapat ditelusuri

kembali ke satu individu dari tahun 1950 yang merupakan nenek moyang bagi

semua kasus yang diketahui. Penggunaan yang luas dalam pemuliaan anjing unggul

yang membawa cacat dapat membuatnya umum dalam populasi. Silang, kawin dua

keturunan dari hasil anjing unggul dalam proporsi anak anjing yang terkena

dampak (untuk gangguan resesif seperempat diharapkan akan terpengaruh pada

operator manapun dengan pembawa(Wilton, Alan, 2007).

Tes DNA telah memungkinkan diagnosis penyakit merusak, yang hanya

dapat diidentifikasi sebelumnya oleh patologi pada biopsi otak pada anjing dewasa.

Sekarang hal itu dapat dilakukan pada anakan saat lahir menggunakan penyeka pipi

non-invasif. Lebih penting lagi, telah digunakan untuk mendeteksi pembawa cacat

genetik, peternak dipandu dalam memilih perkawinan sehingga tandu yang terkena

dampak tidak dilahirkan, dan cacat genetik secara bertahap dapat dibesarkan keluar

(Wilton, Alan, 2007).

Konsekuensi lain dari struktur pemuliaan pada hewan domestik adalah

bahwa resesif ini cacat genetik akan menjadi unik untuk berkembang biak atau

sekelompok kecil terkait keturunan. CL terjadi di berbagai ras anjing, seperti

Border Collie, setter Inggris, Amerika bulldog, tetapi cacat yang berbeda di setiap

jenis tersebut dapat berkembang biak. Dalam kasus ini, gen dapat terlibat dalam

penyakit yang berbeda (Melville et al, 2005; Katz et al 2005, Awano et al 2006)

tetapi dalam kasus lain, mutasi yang berbeda pada gen yang sama. Oleh karena itu,

tes DNA yang dirancang untuk satu jenis mungkin tidak akan berguna dalam jenis

lain kecuali mutasi yang mendahului perkembangan keturunan, misalnya anomali

mata collie (CEA / CH) ditemukan dalam semua trah collie dan disebabkan oleh

penghapusan besar DNA pada kromosom anjing CFA37 yang tersedia melalui

pengujian Optigen (Wilton, Alan, 2007).

9

2.3 Pengertian Tes DNA

DNA atau Deoxyribo Nucleic Acid merupakan asam nukleat yang

menyimpan semua informasi genetik. Tes DNA dapat digunakan untuk

menyelesaikan masalah pribadi maupun hukum seperti hak perwalian, warisan,

adopsi, imigrasi dan identifikasi forensik pada jasad yang sulit dikenali. Setiap

hewan memiliki DNA yang unik dan berbeda-beda. Secara garis besar, peran DNA

di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak

biru segala aktivitas sel. Dengan keunikan ini maka DNA dapat menentukan warna

kulit, jenis rambut, mata dan sifat-sifat khusus anjing. Setiap hewan memiliki DNA

yang berbentuk rantai ganda atau double helix. Dimana satu rantai diturunkan dari

induk dan satunya dari jantan. Tes DNA yang umum digunakan untuk mengetahui

hubungan antara orang tua dengan anaknya.  

Tes DNA atau pemrofilan DNA panjang relatif dari bagian DNA yang

berulang seperti short tandem repeats dan minisatelit. Pemrofilan DNA

dikembangkan pada 1984 oleh genetikawan Inggris Alec Jeffreys dari Universitas

Leicester, dan pertama kali digunakan untuk mendakwa Colin Pitchfork pada 1988

dalam kasus pembunuhan Enderby di Leicestershire, Inggris.

Metode tes DNA secara umum ada dua. Pertama, dengan cara mencocokan

DNA orang yang diteliti dengan DNA dirinya sendiri seperti rambut yang

tertinggal di sisir, potongan kuku dan lain sebagainya. Kedua, dengan cara

mencocokkan DNA orang yang diteliti dengan DNA anggota keluarganya. Setiap

sel manusia memiliki 46 sel kromosom yang terdiri dari 22 pasang kromosom

somatik dan satu pasang kromosom sex (XY dan XX). Hampir semua bagian tubuh

manusia bisa digunakan dalam tes ini. Bagian yang dapat digunakan dalam tes

adalah sel yang memiliki inti seperti darah, swab mulut , sperma, kulit, liur atau

rambut. Keberhasilan tes DNA ini biasanya hampir mendekati 100% akurat.

2.4 Fungsi Tes DNA

Tes DNA dapat membuktikan gen dengan cara mengidentifikasi anggota

keluarga yang terpisah dari keluarga pada beberapa kejadian. Hal ini juga untuk

mengidentifikasi orang tua kandung dari anak yang merupakan salah satu bukti

terkuat di pengadilan yang berarti melalui Tes DNA ini dapat menemukan

10

hubungan yang hilang dari manusia. Tes DNA merupakan salah satu tes screening

yang penting untuk mengidentifikasi banyak penjahat sekarang hari. Penelitian

DNA telah terbuka dan mendapatkan banyak hasil dalam diagnosis Penyakit. Ada

banyak penyebab penyakit yang terdeteksi oleh adanya identifikasi dari struktur

rantai DNA.

Tes DNA mempunyai banyak fungsi dalam dunia kedokteran hewan

seperti:

1. Tes DNA untuk mengidentifikasi keturunan.

Ada dua jenis tes DNA yang dilakukan untuk mengidentifikasi leluhur.

Tes Y-kromosom, dan sekuensing DNA Mitokondria dilakukan untuk

mengidentifikasi garis laki-laki dan perempuan.

2. Tes DNA untuk genealog.

Ini berkembang biak mengidentifikasi orang tersebut. Tes DNA dapat

membantu kita untuk mengidentifikasi bentuk orang-orang yang dicurigai.

Biasanya tes kromosom Y akan membuktikan hubungan orang sampai lima

generasi.

3. Tes DNA dapat mengidentifikasi kelompok keturunan dalam keluarga

Tes kromosom Y haplotype adalah banyak digunakan untuk

mengidentifikasi gen keluarga dan keturunan. Kadang-kadang ada masalah

properti dalam keluarga dan perlu untuk mengidentifikasi pemilik sebenarnya

sehingga dalam kasus seperti tes DNA yang berguna.

4. Tes DNA bubur berguna dalam mengidentifikasi para penjahat.

Tes DNA adalah salah satu alat yang kuat untuk departemen kejahatan untuk

mendapatkan link dari kriminal.

Tes DNA juga akan memanfaatkan untuk mengidentifikasi penyakit, Ada

banyak penyakit penyebab karena struktur DNA atau rantai.

11

2.5 Tahapan Tes DNA

Pengujian DNA pada hewan menggunakan teknik forensik yang sama

digunakan pada manusia untuk identifikasi dan pengujian. Pengujian dapat

dilakukan untuk perubahan DNA spesifik yang mengakibatkan penyakit genetik

atau identifikasi hewan dan pejantan. Tes DNA dilakukan dengan mengambil

sedikit bagian dari tubuh Anda untuk dibandingkan dengan orang lain. Bagian yang

dapat diambil untuk dicek adalah rambut, air liur, urine, cairan vagina, sperma,

darah, dan jaringan tubuh lainnya. Sampel ini tidak akan berubah sepanjang hidup

seseorang. Penggunaan alkohol, rokok atau obat-obatan tidak akan mengubah

susunan DNA. Hasil tes DNA akan dijalankan dari pasien baru dapat dilihat 2-4

minggu. Biaya yang dibutuhkan untuk tes DNA saat ini sekitar 7 hingga 8 juta

rupiah (Putra, Sinly Evan, 2008).

Tes DNA menggunakan reaksi berantai polimerase (PCR) untuk

memperkuat sejumlah kecil DNA untuk kuantitas yang boleh dianalisis. Bahan

awal biasanya penyeka darah atau mulut, tetapi jumlah kecil jaringan apapun dapat

digunakan. DNA diekstrak dan satu atau dua microlitres digunakan sebagai

template untuk PCR. Reaksi ini berisi enzim untuk menyalin DNA (Taq

polimerase), blok bangunan DNA (nukleotida), buffer dan oligonukleotida primer,

yang menargetkan DNA untuk diperkuat. Primer memungkinkan hanya sepotong

kecil (& lt; 1000 basis) genom basis 2,500,000,000 untuk diperkuat, yang

merupakan kunci keberhasilan tes. PCR melewati sekitar 30 putaran amplifikasi

eksponensial. Isi DNA PCR produk kemudian harus diperiksa. Untuk

mengidentifikasi keturunan menggunakan ukuran produk yang dihasilkan pada

pengulangan daerah mikrosatelit. Untuk pengujian penyakit dapat dilakukan

dengan mengidentifikasi perubahan pangkalan DNA atau sepotong DNA. DNA

sequencing PCR produk akan mengidentifikasi perubahan merupakan metode lain

yang sering digunakan untuk memeriksa perubahan spesifik. Kebanyakan

pengujian memerlukan akses ke besar sequencers DNA otomatis mahal untuk

mendeteksi fluorscently berlabel PCR produk dipisahkan dengan ukuran (Wilton,

Alan, 2007).

Di Indonesia, terdapat dua laboratorium yang dapat melayani user dalam tes

DNA yaitu Laboratorium Pusdokkes Polri Jakarta Timur dan di Lembaga Bio

12

Molekuler Eijkman Jakarta Pusat. Untuk di Lembaga Eijkman, biaya per paket tes

DNA adalah berkisar Rp. 7,5 Juta dengan hasil tes yang dapat diperoleh dalam 12

hari kerja terhitung dari tanggal diterimanya sampel (Wilton, Alan, 2007).

Untuk metode tes DNA di Indonesia, masih memanfaatkan metode

elektroforesis DNA. Dengan intreprestasi hasil dengan cara menganalisa pola DNA

menggunakan marka STR (short tandem repeats). STR adalah lokus DNA yang

tersusun atas pengulangan 2-6 basa. Dalam genom manusia dapat ditemukan

pengulangan basa yang bervariasi jumlah dan jenisnya. Dengan menganalisa STR

ini, maka DNA tersebut dapat diprofilkan dan dibandingkan dengan sampel DNA

terduga lainnya (Putra, Sinly Evan, 2008).

Dari berbagai literatur yang penulis pelajari, pada dasarnya tahapan metode

tes DNA dengan cara elektroforesis meliputi beberapa tahapan berikut yaitu

pertama tahapan preparasi sampel yang meliputi pengambilan sampel DNA

(isolasi) dan pemurnian DNA. Dalam tahap ini diperlukan kesterilan alat-alat yang

digunakan. Untuk sampel darah, dalam isolasinya dapat digunakan bahan kimia

phenolchloroform sedangkan untuk sampel rambut dapat digunakan bahan kimia

Chilex. Selanjutnya DNA dimurnikan dari kotoran-kotoran seperti protein, sel

debris, dan lain lain. Untuk metode pemurnian biasanya digunakan tehnik

sentrifugasi dan metode filtrasi vakum. Tetapi berbagai ilmuwan telah banyak

meninggalkan cara tersebut dan beralih ke produk-produk pemurnian yang telah

dipasarkan seperti produk butir magnet dari Promega Corporation yang

memanfaatkan silica-coated paramagnetic resin yang memungkinkan metode

pemisahan DNA yang lebih sederhana dan cepat (Putra, Sinly Evan, 2008).

Tahapan selanjutnya adalah memasukan sampel DNA yang telah

dimurnikan kedalam mesin PCR (polymerase chain reaction) sebagai tahapan

amplifikasi. Hasil akhir dari tahap amplifikasi ini adalah berupa kopi urutan DNA

lengkap dari DNA sampel. Selanjutnya kopi urutan DNA ini akan dikarakterisasi

dengan elektroforesis untuk melihat pola pitanya. Karena urutan DNA setiap orang

berbeda maka jumlah dan lokasi pita DNA (pola elektroforesis) setiap individu juga

berbeda. Pola pita inilah yang disebut DNA sidik jari (DNA finger print) yang akan

dianalisa pola STR nya. Tahap terakhir adalah DNA berada dalam tahapan typing,

proses ini dimaksudkan untuk memperoleh tipe DNA. Mesin PCR akan membaca

13

data-data DNA dan menampilkannya dalam bentuk angka-angka dan gambar-

gambar identfikasi DNA. Finishing dari tes DNA ini adalah mencocokan tipe-tipe

DNA (Putra, Sinly Evan, 2008).

Jika mutasi yang menghasilkan perbedaan dalam DNA, mungkin dapat

diidentifikasi oleh enzim yang membelah sekuens DNA tertentu (pembatasan

enzim). DNA membawa mutasi akan memberikan berbagai pola pemotongan pada

DNA untuk DNA normal, ini dapat diidentifikasi oleh Elektroforesis, misalnya CL

pengujian di Border collie di gen CLN5. Metode lain khususnya memperkuat DNA

dengan mutasi atau DNA normal, dalam PCR kompetitif. Ketika yang primer

dilabel dengan pewarna yang berbeda, satu warna PCR produk akan menunjukkan

kehadiran salinan mutasi gen, sementara yang lain mewakili kehadiran salinan gen

yang normal. operator dapat diidentifikasi dari warna produk

2.5.1. Pengertian dari Teknik PCR

PCR singkatan dari Polymerase Chain Reaction yang merupakan suatu

teknik atau uji positip terhadap adanya virus melalui reaksi berantai suatu primer

dari sequence DNA dengan bantuan enzim polymerase, sehingga terjadi amplifikasi

DNA target secara invintro. Teknik PCR ditemukan oleh Dr.Kary Mullis pada

tahun 1985 dan mendapatkan hadiah nobel atas temuannya pada tahun 1993. sistem

kerja mesin PCR digunakan untuk memperjelas bagian dari DNA mikroorganisma

patogen sehingga dapat mendiagnosa penyebab penyakit secara akurat sedini

mungkin.

Pengujian PCR mempunyai keunggulan dalam mendeteksi penyakit yang

disebabkan oleh virus, bakteri atau parasit sebanyak satu (1) orgamisme.

Keunggulan yang paling utama adalah hasilnya bisa langsung dilihat pada hari itu

juga. Unutk menjalankan tes ini penggunaan asam nucleus (DNA/RNA) sebagai

simbol sangatlah kecil.

PCR mempunyai keunggulan dibandingkan dengan tes-tes lain seperti tes

serological (ELISA, CF, IFT dll) karena pada tes serologicalbisa terjadi reaksi

silang, kurang sensitive dan berbasis pada antibodi. Padahal antibodi dapat

diseleksi dalam darah mulai hari ke lima (5) setelah terjadi infeksi, sedangkan

14

dengan PCR dapat digunakan mulai dari hari pertama terjadinya infeksi. Metoda

konfensional seperti kultur biakan atau identifikasi dengan menggunakan

mikroskope atau reaksi boikimia merupakan metoda yang cukup sulit dan

memerlukan waktu yang lama. Dengan menggunakan PCR maka dapat mendeteksi

infeksi pada tahap yang paling dini/awal. Sehingga bisa segera mungkin diambil

tindakan pencegahan agar penyakit tidak semakin parah dan kerugian bisa ditekan

seminim mungkin.

Dengan metoda ini dapat diketahui tingkat serangan penyakit apakah masih

dalam tahap ringan, sedang sampai penyakit sudah parah dari sampel ikan/udang

yang diuji dengan cara membandingkannya dengan plsamid standar yang ada.

Semua bagian tubuh ikan/udang dapat dipergunakan sebagai sampel dalam

uji PCR kecuali bagian yang keras (cangkang/rostum) serta hepatopancreas karena

disini merupakan organ yang kaya akan enzim sehingga dapat merusak DNA virus

pada saat proses ekstraksi. Cukup dengan sedikit sampel karena tinggkat

keberhasilan maupun kegagalan dalam suatu terapi dapat diperkirakan hasilnya.

2.5.2. Peran dan Fungsi PCR

Seperti yang kita ketahui, PCR (polymerase chain reaction) adalah alat yang

digunakan untuk membantu proses replikasi atau memperbanyak DNA secara in

vitro. Di dalam kehidupan, tentu saja PCR ini memiliki beberapa fungsi, beberapa

diantaranya

a. Isolasi Gen

Para ahli sering kali membutuhkan gen tertentu untuk diisolasi. Sebagai

contoh, dulu kita harus mengekstrak insulin langsung dari pankreas sapi atau

babi, kemudian menjadikannya obat diabetes, proses yang rumit dan tentu saja

mahal serta memiliki efek samping karena insulin dari sapi atau babi tidak

benar-benar sama dengan insulin manusia.

Berkat teknologi rekayasa genetik, kini mereka dapat mengisolasi gen

penghasil insulin dari DNA genome manusia, lalu menyisipkannya ke sel

bakteri (dalam hal ini E. coli) agar bakteri dapat memproduksi hasil dari insulin

15

yang sama persis dengan yang dihasilkan dalam tubuh manusia, dan sekarang

insulin tinggal diekstrak dari bakteri, lebih cepat, mudah, dan tentunya lebih

murah ketimbang cara konvensional yang harus ‘mengorbankan’ sapi atau

babi.

Jadi , untuk mengisolasi gen, diperlukan DNA pencari atau dikenal

dengan nama ‘probe’ yang memiliki urutan basa nukleotida sama dengan gen

yang kita inginkan. Probe ini bisa dibuat dengan teknik PCR menggunakan

primer yang sesuai dengan gen tersebut.

b. DNA Sequencing

Urutan basa suatu DNA dapat ditentukan dengan teknik DNA

Sequencing, metode yang digunakan saat ini adalah metode Sanger (chain

termination method) yang sudah dimodifikasi menggunakan dye-dideoxy

terminator, dimana proses awalnya adalah reaksi PCR dengan pereaksi yang

agak berbeda, yaitu hanya menggunakan satu primer (PCR biasa menggunakan

2 primer) dan adanya tambahan dideoxynucleotide yang dilabel fluorescent.

Karena warna fluorescent untuk setiap basa berbeda, maka urutan basa suatu

DNA yang tidak diketahui bisa ditentukan.

c. Forensik

Identifikasi seseorang yang terlibat kejahatan (baik pelaku maupun

korban), atau korban kecelakaan/bencana kadang sulit dilakukan. Jika

mengidentifikasi secara fisik sulit atau tidak mungkin lagi dilakukan, maka

pengujian DNA adalah pilihan yang tepat. DNA dapat diambil dari bagian

tubuh manapun, kemudian dilakukan analisa PCR untuk mengamplifikasi

bagian-bagian tertentu DNA yang disebut fingerprints alias DNA sidik jari,

yaitu bagian yang unik bagi setiap orang. Hasilnya dibandingkan dengan DNA

sidik jari keluarga yang memiliki ikatan darah, misalnya ibu atau bapak

kandung. Jika memiliki kecocokan yang sangat tinggi maka bisa dipastikan

identitas orang yang dimaksud.

16

Konon banyak kalangan tertentu yang memanfaatkan pengujian ini untuk

menelusuri orang tua ‘sesungguhnya’ dari seorang anak jika sang orang tua

merasa ragu.

d. Diagnosa Penyakit

Penyakit Influenza A (H1N1) yang sebelumnya disebut flu babi sedang

mewabah saat ini, bahkan satu fase lagi dari fase pandemi. Penyakit berbahaya

seperti ini memerlukan diagnosa yang cepat dan akurat.

PCR merupakan teknik yang sering digunakan. Teknologi ini

memungkinkan diagnosa dalam hitungan jam dengan hasil akurat. Disebut

akurat karena PCR mengamplifikasi daerah tertentu DNA yang merupakan ciri

khas virus Influenza A (H1N1) yang tidak dimiliki oleh virus atau makhluk

lainnya.

2.5.3. Komponen-Komponen PCR

Ada beberapa komponen dalam sistem PCR yang perlu diperhatikan, yaitu

diantaranya:

1. Templat DNA

Fungsi DNA templat di dalam proses PCR adalah sebagai cetakan untuk

pembentukan molekul DNA baru yang sama. Templat DNA ini dapat berupa

DNA kromosom, DNA plasmid ataupun fragmen DNA apapun asal di dalam

DNA templat tersebut mengandung fragmen DNA target yang dituju.

Penyiapan DNA templat untuk proses PCR dapat dilakukan dengan

menggunakan metode lisis sel dengan cara melakukan isolasi DNA kromosom

atau DNA plasmid dengan menggunakan metode standar yang ada. Pemilihan

metode yang digunakan di dalam penyiapan DNA templat tergantung dari

tujuan eksperimen.

Pembuatan DNA templat dengan menggunakan metode lisis dapat

digunakan secara umum, dan metode ini merupakan cara yang cepat dan

sederhana untuk pendedahan DNA kromosom ataupun DNA plasmid. Prinsip

metode lisis adalah perusakan dinding sel tanpa harus merusak DNA yang

diinginkan. Oleh karena itu perusakan dinding sel umumnya dilakukan dengan

17

cara memecahkan dinding sel menggunakan buffer lisis. Komposisi buffer lisis

yang digunakan tergantung dari jenis sampel.

Selain dengan cara lisis, penyiapan DNA templat dapat dilakukan

dengan cara mengisolasi DNA kromosom ataupun DNA plasmid menurut

metode standar yang tergantung dari jenis sampel asal DNA tersebut diisolasi.

Metode isolasi DNA kromosom atau DNA plasmid ini memerlukan tahapan

yang lebih kompleks dibandingkan dengan penyiapan DNA dengan

menggunakan metode lisis. Prinsip isolasi DNA kromosom atau DNA plasmid

adalah pemecahan dinding sel, yang diikuti dengan pemisahan DNA kromosom

DNA plasmid dari komponen-komponen lain. Dengan demikian akan diperoleh

kualitas DNA yang lebih baik dan murni.

2. Enzim DNA polymerase

PCR memanfaatkan enzim DNA polimerase yang secara alami memang

berperan dalam perbanyakan DNA pada proses replikasi.

3. Primer

Primer adalah sepasang DNA utas tunggal atau oligonukleotida pendek

yang menginisiasi sekaligus membatasi reaksi pemanjangan rantai atau

polimerisasi DNA. Jadi jangan membayangkan kalau PCR mampu

menggandakan seluruh DNA bakteri E. coli yang panjangnya kira-kira 3 juta bp

itu. PCR hanya mampu menggandakan DNA pada daerah tertentu sepanjang

maksimum 10000 bp saja, dan dengan teknik tertentu bisa sampai 40000 bp.

Primer dirancang untuk memiliki sekuen yang komplemen dengan DNA

template, jadi dirancang agar menempel mengapit daerah tertentu yang kita

inginkan.

Di dalam merancang primer perlu diperhatikan panjang primer yang akan

dipilih. Umumnya panjang primer berkisar antara 18 – 30 basa. Primer dengan

panjang kurang dari 18 basa akan menjadikan spesifisitas primer rendah. Untuk

ukuran primer yang pendek kemungkinan terjadi mispriming (penempelan

primer di tempat lain yang tidak diinginkan) tinggi, ini akan menyebabkan

berkurangnya spesifisitas dari primer tersebut yang nantinya akan berpengaruh

18

pada efektifitas dan efisiensi proses PCR. Sedangkan untuk panjang primer

lebih dari 30 basa tidak akan meningkatkan spesifisitas primer secara bermakna

dan ini akan menyebabkan lebih mahal.

4. dNTP (deoxynucleoside triphosphate)

dNTP alias building blocks sebagai ‘batu bata’ penyusun DNA yang baru.

dNTP terdiri atas 4 macam sesuai dengan basa penyusun DNA, yaitu dATP,

dCTP, dGTP dan dTTP.

5. Buffer

Buffer yang biasanya terdiri atas bahan-bahan kimia untuk mengkondisikan

reaksi agar berjalan optimum dan menstabilkan enzim DNA polymerase.

Reaksi PCR hanya akan berlangsung pada kondisi pH tertentu. Oleh karena itu

untuk melakukan proses PCR diperlukan buffer PCR. Fungsi buffer di sini

adalah untuk menjamin pH medium. Selain buffer PCR diperlukan juga adanya

ion Mg2+, ion tersebut berasal dari berasal MgCl2. MgCl2 bertindak sebagai

faktor yang berfungsi menstimulasi aktivitas DNA polimerase. Dengan adanya

MgCl2 ini akan meningkatkan interaksi primer dengan templat yang

membentuk komplek larut dengan dNTP (senyawa antara). Dalam proses PCR

konsentrasi MgCl2 berpengaruh pada spesifisitas dan perolehan proses.

Umumnya buffer PCR sudah mengandung senyawa MgCl2 yang diperlukan.

Tetapi disarankan sebaiknya antara MgCl2 dan buffer PCR dipisahkan supaya

dapat dengan mudah dilakukan variasi konsentrasi MgCl2.

6. Ion Logam

Ion logam yang digunakan dalam teknik PCR ini terdiri dari dua macam

Ion, yaitu Ion logam bivalen, umumnya Mg++, fungsinya sebagai faktor bagi

enzim DNA polymerase. Tanpa ion ini enzim DNA polymerase tidak dapat

bekerja dan Ion logam monovalen, kalsium (K+).

2.5.4. Prosedur Teknik PCR

System kerja PCR terjadi pada siklus yang berulang-ulang sebanyak

20-30 kali. Dimana setiap siklus terdiri atas 3(tiga) tahapan reaksi, sebagai

berikut :

19

1. Denaturasi :disini terjadi pemecahan DNA target (virus ikan/udang) dari

untaian ganda (double-stranded DNA) menjadi untai tunggal (single standed

DNA) dengan cara pemanasan 95°C (Pratiwi, 2013).

2. Annealing : terjadinya penempelan primer pada DNA untai tunggal pada

suhu 56°C, primer akan menempel pada pangkal dan ujung dari masing-

masing DNA untai tunggal yang komplementer sehingga menjepit suatu

daerah tertentu dari sequence DNA target(Pratiwi, 2013).

3. Extension : proses pemanjangan primer dengan bantuan enzim polymerase

pada suhu 74°C. proses ini merupakan hasil akhir yang terbentuk 2 buah

DNA untai tunggal baru yang komplemen terhadap sequence DNA target

(Pratiwi, 2013).

Hasil sintesa DNA dalam satu siklus berperan sebagai cetakan

(template) siklus berikutnya sehingga jumlah DNA target menjadi berlipat

pada setiap akhir siklus. Dengan proses ini DNA target meningkat secara

ekponensial, sehingga setelah 30 siklus akan menjadi milyaran (230) amplifikasi

DNA target. Selanjutnya DNA penyakit (virus dll) jumlahnya akan menjadi

berlipat ganda sehingga dapat dideteksi dengan menggunakan elektroporesis,

gel agarosa, setelah diberi pewarna Ethidium Bromida (ETBr). Hasil

electroforesis yang berupa band DNA dan dapat dilihat dengan menggunakan

alat UV transilluminator dan didokumentasikan dengan camera digital atau

biasa/Polaroid (Pratiwi, 2013).

PCR alat deteksi penyakit yang disebabkan oleh mikroorgamisma

patogen yang unggul dalam hal kecepatan, spesifitas dan sensitifitasnya

sehingga bisa dijadikan metoda unggulan dalam mendiagnosa suatu penyakit

pada ikan/udang, manusia, tanaman maupun binatang lainnya. PCR dapat

melihat adanya kandungan virus dalam tubuh ikan secara tepat, cepat, dan

praktis. Hasil uji PCR juga dapat dipakai untuk pernyataan tingkat kesehatan

ikan/udangdalam bentuk sertifikasi benur/benih bebas virus WSSV, TSV,

KHV dan IHHNV. Dimasa mendatang PCR akan menjadi metoda

pilihan/andalan untuk mendiagnosa berbagai macam penyakit dengan cakupan

yang sangat luas (Pratiwi, 2013).

20

2.6 Pengembangan DNA Untuk Masa yang Akan Datang

Sudah formulir informasi genom anjing telah dimanfaatkan untuk

mengembangkan alat-alat baru untuk penyakit gen identifikasi. Affymetrix

microarray chip yang dapat memeriksa 26.000 polimorfisme nukleotida tunggal

(SNP) di anjing telah dikembangkan oleh Institut luas (Lindblad-Toh et al, 2005,

2006 kuburan) untuk melihat gen yang terlibat dalam kanker pada anjing dan

penyakit lainnya. Ini berisi banyak variasi genetik yang umum ditemukan di anjing.

SNP tersebar di seluruh genom anjing dan dapat digunakan untuk mencoba

menemukan gen penyakit. Hanya 10 sampai 20 terkena anjing dan jumlah yang

sama dari kontrol yang diperlukan untuk pendekatan pada kedua salinan gen

penyakit yang diwarisi dari nenek moyang semua gen dalam wilayah kromosom

akan homozigous (yaitu dua salinan identik). Pemindaian seluruh genom akan

mengidentifikasi wilayah homozigosity yang kemungkinan posisi dari penyakit

gen.Gen yang terlibat dalam penyakit dan mutasi pada gen yang perlu diidentifikasi

oleh DNA sequencing yang terkena bencana dan kontrol. Proyek seperti ini dapat

dilakukan dalam beberapa bulan setelah sampel tersedia (Wilton, Alan, 2007).

Slide microarray pada umumnya tersedia tetapi peneliti seperti kami ingin

menerapkannya pada penelitian kami, misalnya kami mencari gen yang

menyebabkan ataksia dalam bekerja kelpies. Seperti tinggi-throughput pendekatan,

meskipun itu memerlukan dana penelitian substansial jauh akan mempersingkat

lama proyek penelitian (Wilton, Alan, 2007).

21

BAB III

KESIMPULAN

3.1. Kesimpulan

DNA atau Deoxyribo Nucleic Acid merupakan asam nukleat yang menyimpan

semua informasi genetik. Setiap hewan memiliki DNA yang unik dan berbeda-beda.

Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik;

artinya, DNA menyimpan cetak biru segala aktivitas sel. Dengan keunikan ini maka

DNA dapat menentukan warna kulit, jenis rambut, mata dan sifat-sifat khusus pada

manusia dan hewan. DNA itu merupakan sebuah kode atau simbol, untuk

mendiagnosis penyakit pada hewan dapat menggunakan test DNA. Penyakit yang

terjangkit biasanya disebabkan oleh virus sedangkan di dalam virus terdapat DNA atau

RNA, sehingga mudah untuk di diagnosis. PCR merupakan teknik yang sering

digunakan. Teknologi saat ini memungkinkan diagnosa dalam hitungan jam dengan

hasil akurat. Disebut akurat karena PCR mengamplifikasi daerah tertentu DNA yang

merupakan ciri khas virus Influenza A (H1N1) yang tidak dimiliki oleh virus atau

makhluk lainnya.

22

DAFTAR PUSTAKA

Hendra. 2010. http://hendraagronom.blogspot.com/2010/07/genetika-awal-genomika-

1983-perbanyakan.html (Diakses, 2 Juni 2013)

Idris. 2011. http://makalahcentre.blogspot.com/2011/01/dna-dan-rn.html (Diakses, 2 Juni

2013)

Jr, Azmi Cole. 2010. http://zonapencarian.blogspot.com/2010/09/teka-teki-paling-mahal-

di-dunia.html (Diakses, 2 Juni 2013)

Mahmuddin. 2010. http://mahmuddin.wordpress.com/2010/08/31/polymerase-chain-

reaction-pcr/ (Diakses, 2 Juni 2013)

Sekolahkampus.2012.http://www.sekolahkampus.com/article/detail/detail/data/258/

e9379d21df60/list/

bagaimana_sebuah_test_dna_dilakukan_untuk_indentifikasi?.html (Diakses, 2

Juni 2013)

Sugiri, Bahana. 2011. http://hmkuliah.wordpress.com/tag/penyakit-genetika/ (Diakses, 2

Juni 2013)

Tarigan, Simpson. 2011. Jurnal : Penggunaan Polimerase Chain Reactio Enzyme Linked

Oligonucleotide Sorbent Assay (PCR-Elosa) Untuk Deteksi Agen Penyakit. Balai

Besar Penelitian : Bogor.

Wilton, Alan. 2007. Jurnal : Dna Methods Of Diagnosing Disease In Animals. University

of New South Wales, Sydney. Australia.

----------. 2009. http://www.littletree.com.au/dna.html (Diakses, 2 Juni 2013)

----------. 2013. http://www.broad.mit.edu/mammals/dog/donate.html\ (Diakses, 2 Juni

2013)

----------. 2013. http://id.wikipedia.org/wiki/Penyakit_genetik (Diakses, 2 Juni 2013)

23