Hal-hal yang Perlu Dipahami dari Transgenik (Rekayasa Genetika)

Perangkat rekayasa genetika atau bahan molekuler yang umum digunakan dalam penelitian teknologi DNA rekombinan adalah enzim. Enzim yang berperan penting dalam teknologi DNA rekombinan adalah enzim restriksi dan enzim DNA ligase. Enzim restriksi merupakan suatu endonuklease yang memiliki kemampuan mengenal dan memotong urutan nukleotida pada basa-basa secara spesifik (DNA sekuens spesifik yang panjangnya empat sampai dengan enam pasang basa), sehingga pemotongannya bersifat terarah (Chakrapani dan Satyanarayana, 2007).

Plasmid dalam sel bakteri

Enzim restriksi juga dikenal dengan nama enzim endonuklease restriksi yang ditemukan oleh Werner Arber dan Hamilton Smith tahun 1960 dari mikroba yang memotong DNA untai ganda. Enzim restriksi memotong DNA pada tempat yang tepat (bukan sembarang tempat). Bagian yang dipotong oleh anzim ini dinamakan sekuens pengenal. Suatu sekuens pengenal adalah urutan nukleotida (urutan basa) tertentu yang dikenal oleh enzim restriksi sebagai tempat atau bagian yang akan dipotongnya (Tjahjoleksono, 2010). Berikut ini  beberapa enzim restriksi, sekuens pengenal dan produk.

Salah satu enzim restriksi ini adalah enzim EcoRI yang telah diisolasi pertama kali oleh Herbert Boyer pada tahun 1969 dari bakteri Escherichia coli (Chakrapani dan Satyanarayana, 2007). Enzim EcoRI memotong DNA pada bagian yang urutan basanya GAATTC (sekuens pengenal bagi EcoRI). Pada DNA untai ganda, sekuens GAATTC ini akan berpasangan dengan sekuens yang sama tetapi berlawanan arah. Enzim EcoRI ini memotong setiap untai dari untai ganda tersebut pada bagian antara G dan A. Potongan-potongan atau fragmen-fragmen DNA untai ganda yang dihasilkan akibat pemotongan di setiap untainya akan memiliki ujung beruntai tunggal. Ujung ini dikenal dengan istilah sticky ends atau cohesive ends (ujung kohesif) dan blunt ends (ujung tumpul) (Tjahjoleksono, 2010). Fragmen DNA dengan sticky ends adalah partikel yang digunakan untuk eksperimen DNA rekombinan. Hal ini karena ujung untai tunggal DNA-nya mudah berpasangan dengan fragmen DNA komplementer lain yang memiliki sticky ends (Chakrapani dan Satyanarayana, 2007).

Tatanama enzim restriksi mengikuti standar prosedur berdasarkan sumber bakteri yang diisolasi. Huruf pertama pada enzim yang ditulis miring menunjukkan nama genus, diikuti dua huruf berikutnya juga ditulis miring menunjukkan spesies, selanjutnya adalah strain organisme dan terakhir angka Romawi yang menunjukkan urutan penemuan. Beberapa contoh penamaan enzim seperti berikut ini. EcoRI adalah enzim yang berasal dari Escherichia (E) coli (co), strain Ry13 (R), dan merupakan endonuklease pertama (I) yang ditemukan. HindIII adalah Haemophilus (H) influenzae (in), strain Rd (d), dan merupakan endonukleus ketiga (III)yang ditemukan.

Enzim DNA ligase digunakan untuk menyambung atau menyisipkan DNA. Pada tahun 1972, David Jackson, Robert Simon, dan Paul Berg berhasil membuat molekul DNA rekombinan. Mereka menggabungkan fragmen-fragmen DNA dengan cara memasangkan (anneal) ujung sticky ends dari satu fragmen dengan ujung sticky ends fragmen lainnya, kemudian menyambungkan kedua ujung fragmen tersebut secara kovalen dengan menggunakan enzim DNA ligase (Tjahjoleksono, 2010). 

Keberadaan enzim DNA ligase sangat diperlukan untuk menangkap potongan DNA asing. Selain kedua enzim tersebut enzim (restriksi dan enzim DNA ligase), terdapat beberapa enzim yang ikut berperan dalam teknologi DNA rekombinan seperti dalam tabel berikut.

DAFTAR PUSTAKA

                                   

Andy Vierstraete. 1999. Polymerase Chain Reaction. http://users.ugent.be/~avierstr/principles/pcr.html (21 Februari 2013)

Avery, McCleod, dan McCarty. 1944. Studi on The Chemical Nature of The Substance Incuding Transformation of Pneumococcal Types. J. Exp. Med. 79: 137-158

Corkill, G., Rapley, R. 2008. The Manipulation of Nucleic Acids: Basic Tools andTechniques. In: Molecular Biomethods Handbook Second Edition. Ed: Walker, J.M., Rapley, R. Humana Press, NJ, USA.

Dosaka N, Tanaka T, Fujita M, Miyachi Y, Horio T, Imamura S. 1989. Southern blot analysis of clonal rearrangement of T-cell receptor gene in plaque lesion of mycosis fungoides. Journal Invest Dermatology 93;626-629.

Fakultas Pertanian Universitas Udayana. DNA sequensing. http://www.fp.unud.ac.id/biotek/analisis-molekuler/dna-sequencing/ (25 Februari 2013)

Fatchiyah. 2011.Isolasi DNA. Malang: Universitas Brawijaya

Frederick A. Bettelheim, Joseph Marvin Landesberg. 2007. Laboratory Experiments for General, Organic And Biochemistry. USA: Brooks

Gerald Carp. 2008. Cell and Molecular Biology: Conceps and Experiment. Michigan: Universitas Michigan

Gruber CE. 1995. Electropotation Protocols for Microorganisms. Vol. 47 : 67-79.

Gunther E, Wurst W, Wonigeit K, Epplen JT. 1989. Analysis of the rat major histocompatibility system by Southern blot hybridization. Journal of Immunol 143(2);1257-1261.

I Gede Agus Juniarka. 2011. Westernblot Untuk IgG dan IgM. Program Pasacasarjana Farmasi UGM

IPGRI and Cornell University. 2003. Using Molecular Marker Technology in Studies on Plant Genetic Diversity DNA Based Technologies PCR-based, Technologies PCR basics. http://www.bioversityinternational.org/fileadmin/bioversityDocs/Training/molecular_markers_volume_1/english/MolMarkers%20Vol1%20III%20PCR%20basics.pdf

James R. Griffith. 1928. Reinforced Concrete Design Simplified. Virginia: University of Virginia

K.H. Khan. 2009. Vector Used in Gene Manipulation, a Retrospective. Advance Biotech Journal-online.

Luigi Giacomazzi, P. Umari, and Alfredo Pasquarello. 2005.
Medium-Range Structural Properties of Vitreous Germania Obtained through First Principles Analysis of Vibrational Spectra. 
Phys. Rev. Lett 95, 075505

Madigan MT, Martinko JM, Dunlap PV, Clark DP. 2009. Brock Biology of Microorganisms. San Fransisco: Pearson Education, Inc.

Mochamad Saeffulloh. Antibodi Monoklonal. https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhc-Qdfnp65KdXT3vpjb4pD4Yn9S_diRsOuwHgaLmgKuSkVMPJU-e2m4kRpMyjOe90Js03jzoe3kNNoJFmA4pX9ZmKQQoKQSDFjMY8JGIwIfkHmTA_NbDfCTUW_GmwJRuPTHTHUpsPk-wnl/s1600/,,,,.jpg (25 Februari 2013)

MolecularStation. 2008. Southern blot. http://www.molecularstation.com/dna/southern-blot/ [22 Februari 2013].

Oswald N. 2007. E.coli Electroporation vs Chemical Transformation. [terhubung berkala]. http://bitesizebio.com/2007/09/18/ecoli-electroporation-vs-chemical-transformation/ [23 Mar 2009].

Seidman CE, Struhl K, Sheen J, Jessen T. 2001. Introduction of plasmid DNA into cells. Curr Protoc Mol Biol. 1 : 1.8.

Southern EM. 1975. Detection of specific sequences among DNA fragments separated by gel electrophoresis. Journal of Molekular Biologi 98:503-517.

Surzycki, S.J. 2000. Basic Techniques in Molecular Biology. Springer-Verlag Publisher ISBN 3-540-66678-8.

Suzuki R, Takizawa T, Negishi Y, Utoguchi N, Maruyama K. 2008. Effective gene delivery with novel liposomal bubbles and ultrasonic destruction technology. International Journal of Pharmaceutics 354 (1-2):49-55.

The Pennsylvania State University. Isolating and Analyzing Genes. http://www.personal.psu.edu/rch8/workmg/Isolat_analyz_genes_Chpt3.htm (25 Februari 2013)

U. Satyanarayana dan U. Chakrapani. 2007. Biochemistry. Kalkuta: Books and Allied (P) Ltd.

Universitas Sains Malaysia. 2003. Gene Libraries. http://www.ppsk.usm.my/lecturers/mravi/PDF_FIles/Genelibraries2003_PF.pdf (21 Februari 2013)

Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Losick R. 2004. Molecular Biology of The Gene 5th ed. San Fransisco : Benjamin Cummings.

Wells KE, McMahon J, Foster H, Ferrer A, Wells DJ. 2008. Gene delivery to dystrophic muscle. Methods Mol Biol 423:421-31.

Yepy Hardi Rustam. 2009. Mengenal PCR (Polymerase Chain Reaction). http://sciencebiotech.net/mengenal-pcr-polymerase-chain-reaction/ (22 Februari 2013)

Zuppaedo AB, Siebeling RJ. 1998. An Epimerase Gene Essential for Capsule Synthesis in Vibrio vulnificus. Infect Immun 66(6): 2601–2606