Rekombinasi DNA
Rekombinasi DNA atau kloning DNA adalah merupakan metode yang digunakan untuk membuat replika genetik dari satu segmen DNA, sel atau organisme secara keseluruhan.
Untuk apa rekombinasi DNA / DNA kloning itu digunakan?
Kloning DNA digunakan untuk membuat sejumlah besar salinan gen atau potongan DNA lainnya.
DNA yang dikloning dapat digunakan untuk:
- Cari tahu fungsi gen.
- Selidiki karakteristik gen (ukuran, ekspresi, distribusi jaringan).
- Teknologi rekombinasi DNA penting dalam memproduksi vaksin dan terapi protein seperti insulin manusia, interferon, dan hormon pertumbuhan manusia. Juga digunakan dalam faktor pembekuan untuk mengobati hemophilia dan dalam pengembangan terapi gen.
Apa jenis kloning atau rekombinasi DNA lainnnya?
Istilah ‘kloning’ juga digunakan untuk menggambarkan proses laboratorium lainnya:
- Kloning reproduksi adalah proses pembuatan salinan organisme yang identik secara genetis.
- Kloning terapi adalah proses membuat banyak salinan sel untuk mengobati suatu penyakit.
Fungsi rekombinasi DNA / DNA kloning
Kloning DNA dapat digunakan dalam serangkaian aplikasi yang luas, seperti misalnya:
- Produksi protein: Jika DNA hasil kloning mengkodifikasi untuk protein, sejumlah besar bakteri ditanam dalam fermentor industri, yang darinya protein yang diinginkan dapat dimurnikan. Protein ini biasanya adalah biofarmasi, seperti misalnya, insulin.
- Analisis genetik: Memiliki jumlah DNA yang lebih besar memungkinkan untuk menganalisis materi genetik secara terperinci, mempelajari transkripsi DNA, menerjemahkan transkrip, memprofilkan DNA untuk mencari sekuens tertentu (termasuk penyelidikan forensik dan kriminal), amplifikasi sejumlah kecil materi genetik, dll.
- Terapi gen: Urutan DNA spesifik dapat digunakan untuk menghasilkan protein secara langsung ke dalam sel-sel di mana gen yang rusak menyebabkan penyakit genetik. Serangkaian teknik ini disebut sebagai “terapi gen” dan memungkinkan mengobati penyakit yang sebelumnya tidak dapat diobati.
Bagaimana kloning DNA / rekombinasi DNA dilakukan?
Untuk dapat mengkloning DNA, kita membutuhkan elemen-elemen berikut:
- Sumber DNA yang menarik: biasanya, sejumlah besar DNA yang diinginkan diperlukan dalam bentuk jaringan, kultur bakteri, dll. Dari sini, DNA diekstraksi melalui teknik ekstraksi konvensional.
Plasmid: Agar bisa mendapatkan banyak salinan DNA, kita membutuhkan molekul DNA yang dapat mereplikasi diri yang mampu membawa fragmen DNA yang menarik. Molekul DNA ini disebut plasmid, dan mereka ada secara alami di beberapa mikroorganisme. Plasmid ini dapat diperoleh dalam beberapa salinan per sel, karena itu dimungkinkan untuk mendapatkan jumlah DNA yang besar untuk bekerja dengannya. - Enzim restriksi: Kloning DNA dimungkinkan karena dapat dipotong di tempat tertentu (urutan-spesifik) berkat sejumlah besar protein yang disebut “enzim restriksi” yang muncul secara alami pada banyak bakteri.
- Sel: Kita membutuhkan sel hidup untuk mengenalkan plasmid dan memperbesar jumlahnya. Biasanya bakteri digunakan, sangat nyaman juga berkat tingkat pertumbuhannya.
Langkah dasar untuk membuat rekombinasi DNA / kloning DNA
- Ekstraksi DNA berkat Kit Ekstraksi DNA & RNA.
- Analisis pembatasan dan penggunaan enzim restriksi untuk memotong fragmen DNA yang cocok untuk dikloning.
- Memotong plasmid dengan enzim restriksi yang sesuai agar dapat memasukkan fragmen yang diinginkan di dalamnya.
- Menggunakan enzim pengubah DNA enzimatik (mis. T4 DNA Ligase) untuk mendapatkan keseluruhan, plasmid-DNA insert (fungsional plasmid) yang mampu mereplikasi diri.
- Pengenalan plasmid ke dalam sel melalui teknik yang disebut transformasi.
- Kultur sel yang menyimpan plasmid untuk memperbesar jumlahnya.
- Pemilihan sel yang membawa plasmid dan masukkan ke dalam lempeng kultur melalui antibiotik dan zat kromogenik, menunjukkan adanya plasmid dan fragmen DNA.
- Batasan atau analisis urutan untuk memeriksa urutan DNA hasil kloning.
Prinsip dasar Rekombinasi DNA
Prinsip dasarnya adalah menggabungkan DNA atau gen suatu makhluk hidup (biasanya gen dari bakteri) kepada makhluk hidup yang berbeda jenis (bisa manusia atau tikus) untuk tujuan tertentu (seperti membentuk insulin).
Tiga prinsip dasar dalam rekayasa genetika meliputi Rekombinasi DNA atau DNA Rekombinan, fusi sel atau fusi protoplasma, dan kultur jaringan.
Prinsip Dasar 1: DNA Rekombinan
Rekombinasi DNA atau DNA rekombinan adalah proses penggabungan DNA—DNA dari sumber yang tidak sama. Tujuannya yakni untuk menyambungkan gen yang ada di dalamnya.
Itulah sebabnya rekombinasi DNA juga disebut sebagai rekombinasi gen. Rekombinasi DNA dapat dilakukan kerena alasan-alasan sebagai berikut:
a) Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama
b) DNA dapat digabungkan atau disambungkan
Tahapan DNA rekombinasi, sebagai berikut:
a) Mengisolasi DNA, untuk memilih serta memilah DNA maupun gen yang diinginkan
b) Transplantasi DNA, ditindaklanjuti dengan menyambung DNA yang telah diisolasi ke dalam DNA plasmid vektor. Dengan cara ini, vektor akan mengandung DNA asli dan DNA sisipan.
c) Memasukkan DNA ke dalam sel hidup, DNA dimasukkan ke dalam bakteri sehingga ikut juga membelah diri.
Prinsip Dasar 2: Fusi Sel
Fusi sel yaitu peleburan dua sel, yakni bisa dari spesies yang sama ataupun dari spesies berbeda agar terbentuk sel hibridoma atau bastar.
Fusi sel sangat bermanfaat yakni untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi, dan juga membentuk spesies baru.
Pada fusi sel perlu terdapat unsur berikut:
- Sel sumber gen (sumber sifat ideal).
- Sel wadah (sel yang mampu membelah cepat).
- Fusi gen (zat-zat yang dapat mempercepat fusi sel).
Prinsip Dasar 3: Kultur Jaringan
Kultur jaringan yaitu teknologi yang didasari oleh teori totipotensi.
Teori totipotensi menjabarkan bahwa:
- Setiap sel tumbuhan akan dapat berkembang menjadi individu baru jika ditempatkan pada media yang sesuai.
- Sifat totipotensi ini pada jaringan tumbuhan dimanfaatkan untuk memperoleh keturunan secara seragam dalam jumlah banyak serta terjadi dengan cepat.
Keuntungan menggunakan kultur jaringan adalah:
- Kita bebas menentukan bagian mana pada tumbuhan yang akan dikultur
- Cenderung memakan relative singkat
- Tidak harus menggunakan ruangan yang luas
- Dapat menghasilkan jumlah tanaman yang baru dari satu jenis tanaman dengan cepat.
Jenis-Jenis Teknik Kultur Jaringan
- Meristem culture,yakni kultur jaringan yang menggunakan bagian tanaman dari jaringan muda atau meristem
- Pollen atau Anther culture,yakni teknik kultur jaringan dengan menggunakan bagian tanaman berupa benang sari atau serbuk sari.
- Chloroplast culture, yakni teknik kultur jaringan menggunakan kloroplas untuk keperluan memperbaiki sifat tanaman melalui pembuatn varietas baru
- Somatic cross atau persilangan protoplasma, yakni persilangan dua macam protoplasma menjadi satu,kemudian dibudidayakan sehingga dihasilkan tanaman yang mempunyai sifat baru.
Contoh Vektor DNA Kloning / Rekombinasi DNA
Berbagai Vektor yang Digunakan untuk Membawa Sisipan DNA untuk Kloning
| Jenis Vektor | Sel Inang | Batas Ukuran Penyisipan DNA | Fitur |
|---|---|---|---|
| Plasmid | Bakteria | 0.1–10.0 kilobases (kb) | Sistem vektor yang paling banyak digunakan, mudah digunakan |
| Lambda phage | Bakteria | 8.0–20.0 kb | Efisiensi transformasi yang lebih tinggi dan membawa pemasukan yang lebih besar, tetapi lebih sulit digunakan daripada plasmid |
| Cosmid | Bakteria | 35.0–50.0 kb | Kombinasi plasmid dan Cos dari lambda phage; juga memiliki efisiensi transformasi tinggi dan membawa insert lebih besar daripada lambda |
| Bacterial Artificial Chromosome (BAC) | Bakteria | 75.0–300.0 kb | Membawa sisipan DNA besar; digunakan untuk mengurutkan genom organisme (mis., proyek genom manusia); menunjukkan efisiensi transformasi yang lebih tinggi daripada YAC |
| Yeast Artificial Chromosome (YAC) | Ragi (Eukariota) | 100.0–2000.0 kb | Membawa sisipan DNA yang sangat besar, tetapi efisiensi transformasi rendah |
Bacaan Menarik Seputar DNA, Darah, Sel dan Kanker
- Kromosom Manusia – Bioinformatika Cabang Biologi
- Leukemia Adalah Kanker Darah – Apakah Saya Beresiko? Apa Yang Anda Ketahui Tentang Kanker Ini?
- Berapa Banyak Rata-Rata Sel Kulit Manusia Hilang Dalam Hidupnya?
- Sebagian cabang biologi: Biofisika
- Kanker Payudara – Diteksi Dini, Cegah Dan Pemeriksaan Ditanggung Pemerintah
- Kanker Serviks / Leher Rahim Wanita – Diteksi Dini, Cegah Dan Pemeriksaan Ditanggung Pemerintah
- Tumor Protein p53 – Menjaga Sel Dari Mutasi Genetik Akibat Kerusakan DNA
- Tumor – Pengertian, Contoh, Inisiasi, Penyebab, Proses Dalam Karsinogenesis
- Kenapa cabai memberi sensasi pedas & panas? Dapat juga mencegah beberapa jenis kanker!
Bacaan Lainnya
- Cara Membeli Tiket Pesawat Murah Secara Online Untuk Liburan Atau Bisnis
- Tibet Adalah Provinsi Cina – Sejarah Dan Budaya
- Puncak Gunung Tertinggi Di Dunia dimana?
- TOP 10 Gempa Bumi Terdahsyat Di Dunia
- Apakah Matahari Berputar Mengelilingi Pada Dirinya Sendiri?
- Test IPA: Planet Apa Yang Terdekat Dengan Matahari?
- 10 Cara Belajar Pintar, Efektif, Cepat Dan Mudah Di Ingat – Untuk Ulangan & Ujian Pasti Sukses!
- TOP 10 Virus Paling Mematikan Manusia
- Meteorit Fukang – Di Gurun Gobi
Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai
Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!
Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!
Sumber bacaan: Science Learn, Canvax Biotech, Science Direct, National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine (NCBI)
Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya | Business & Marketing
