genetika dan PCR

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...........................................                   Vii

DAFTAR ISI.....................................................                                 Viii

BAB I PENDAHULUAN

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

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

1.3 Tujuan.........................................................                           

BAB II PEMBAHASAN

2.1 pengertian genetika dan PCR (Polymerase ChaReaction)........

2.2 sejarah perkembangan genetika dimasa awal  .......................

2.3 tahap-tahap PCR

2.4 manfaat PCR..................................................................... 

2.5 para ahli melakukan penemuan dan percobaan genetika.......        

2.6 masa depn genetika molekuler...............................................                   

2.7 hubungan DNA dan RNA..........................................................

2.8 perbedaan DNA dan RNA........................................................                  

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan...............................................................................               

DAFTAR FUSTAKA...........................................................................                           

                                    Kata pengantar

                Puji syukur kami panjatkan kepada tuhan yang maha esa karna atas limpahan rahmatnya kami mampu menyelesaikan makalah ini dangan tepat waktu, makalah ini berisi tantang materi PCR (Polymerase ChaReaction), sejarah perkembangan awal Genetika Molekuler, tahap-tahap PCR, Hubungan DNA dan RNA, dan perbedaan DNA dan RNA.

Semoga makalah ini dapat berfaat bagi semuanya.

                 Akhir kata dari kami “tidak ada gading yang tak retak, demikian pula dengan makalah ini oleh karna itu keritikan dan saran yang membangun tetap kami mantikan demi kesempurnaan makalah ini.

                                                                                   Bengkulu ,10 maret 2015

                                                                                                   penulis

BAB I

 PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini berkembang semakin pesat. Bioteknologi merupakan pemanfaatan berbagai prinsip ilmiah dan rekayasa terhadap organisme , sistem , atau proses biologis untuk menghasilkan atau meningkatkan  potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia . secara umum bioteknologi di kelompokan menjadi dua, biteknologi tradisional dan bioteknologi modern.

Biteknologi tradisional merupakan yang memanfaatkan mokroba, proses biokimia, dan proses genetik. Dengan ditemukannya struktur DNA dan berkembangnya ilmu pengetahuan tentang DNA , muncul lah istilah bioteknologi modern. Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA.

Dalam aplikasinya ,bioteknologi merupakan berbagi macam disiplin ilmu disebut antara lain perkembangan genetika molekuler, PCR (Polymerase Chain Reaction),RNA dan DNA.

PCR adalah suatu metode in vitro untuk menghasikan sejumlah pragmen DNA spesifik dengan panjang dan jumlah skuens yang telah ditentukan dari jumlah kecil.

Ada pun sejarah perkembangan gentika, ada pun sejumlah percobaan terdokumentasi yang terkait dengan gentika yang dilakukan dalam percobaan persilangan dalam setiap individu dengan sifatnya berkembang dalam genetika monukoler dan secara efisien memuncuklan filasopi baru dalam metediologi genetika, sehingga ditemukan model struktur DNA dan RNA.

      Genetika disebut juga ilmu keturunan, berasal dari kata genos (bahasa latin), artinya suku bangsa-bangsa atau asal-usul. Secara itomilogi kata genetika disebut bahasa genus dalam bahasa latin yang berarti asal mula kejadian. Genetika adalah ilumu yang mempelajari tentang informasi hayati dari generi-kegenerasi. Dalam ilmu ini mempelajari bagaimana sifat keturunan yang diwariskan kepada anak cucu serta varisi yang mungkin timbul didalamnya, Seluruh mengalami perubahan berangsur atau mendadak sehingga seluruh mahluk bumi menglami evolusi karena perubahan bahan sifat keturunan.

Dalam sejarah perkembangan genetika ilmu dimulai menjelang abad ke-19, ketika seorang Biarawan Austria bernama Gregor Johann Mendel berhasil melakukan analisa dalam percobaan persilangan papa tanaman kacang ercis, sejak abad ke-19 tersebut perkembangan genetika semakin pesat.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1.      Apa yang dimaksud  dengan PCR (Polymerase Chain Reaction) ?

2.      Sebutkan Tahapan-tahapan dari PCR (Polymerase Chan Reaction) ?

3.      Jelaskan sejarah perkembangan awal Genetika Molekuler ?

4.      Jelaskan perbedaan DNA dan RNA ?

5.      Apa hubungan antara DNA dan RNA ?

1.3 TUJUAN

TUJUAN DARI MAKLAH INI ADALAH SEBAGAI BERIKUT :

1.      Agar kita dapat mengetahui tentang PCR

2.      Agar kita dapat mengetahui tentang tahapan-tahapan PCR

3.      Agar kita dapat mengetahui dan mempelajari tentang sejarah perkembangan Genetika Monekuler

4.      Agar kita dapat mengetehui dan memahami tentang perbedaan DNA dan RNA

5.      Dan juga agar kita dapat mempelajari dan mengetahui tentang hubungan DNA dan RNA.

BAB II

 PEMBAHASAN

2.1 Pengertian PCR(Polymerase ChaReaction) ( dan Genetika

                       PCR (Polymerase Chain Reaction) merupakan suatu teknik atau metode perbanyakan (replikasi) DNA secara enzimatik tanpa menggunakan organisme. DNA dapat dihasilkan dalam jumlah besar dengan waktu relatif singkat sehingga memudahkan berbagai teknik lain yang menggunakan DNA. Penerapan PCR banyak dilakukan di bidang biokimia dan biologi molekular karena relatif murah dan hanya memerlukan jumlah sampel yang kecil. Polymerase Chain Reaction (PCR), merupakan suatu proses sintesis enzimatik untuk mengamplifikasi nukleotida secara in vitro. Kunci utama pengembangan PCR adalah menemukan bagaimana cara amplifikasi hanya pada urutan DNA target dan meminimalkan amplifikasi urutan non-target (Fatchiyah, 2006 dalam Sandra, R.N., 2011).

Pada dasarnya reaksi PCR adalah tiruan dari proses replikasi DNA in vivo, yaitu dengan adanya pembukaan rantai DNA (denaturasi) utas ganda, penempelan primer (annealing) dan perpanjangan rantai DNA baru (extension) oleh DNA polimerase dari arah terminal 5’ ke 3’. Hanya saja pada teknik PCR tidak menggunakan enzim ligase dan primer RNA. Secara singkat, teknik PCR dilakukan dengan cara mencampurkan sampel DNA dengan primer oligonukleotida, deoksiribonukleotida trifosfat (dNTP), enzim termostabil Taq DNA polimerase dalam larutan DNA yang sesuai, kemudian menaikkan dan menurunkan suhu campuran secara berulang beberapa puluh siklus sampai diperoleh jumlah sekuens DNA yang diinginkan.

                      Menurut Erlich (1989) PCR adalah suatu metode in vitro yang digunakan untuk mensintesis sekuens tertentu DNA dengan menggunakan dua primer oligonukleotida yang menghibridisasi pita yang berlawanan dan mengapit dua target DNA. Oligonukleotida ini digunakan sebagai primer (primer PCR) untuk memungkikan DNA template dikopi oleh DNA polimerase. Untuk mendukung terjadinya annealing primer ini pada template pertama kali diperlukan untuk memisahkan untaian DNA substrat melalui pemanasan.

Hampir semua aplikasi PCR mempekerjakan DNA polimerase yang stabil terhadap panas, seperti polimerase Taq.  Awalnya enzim diisolasi dari bakteri Aquaticus Thermus.

        Sebagian besar metode PCR menggunakan siklus termal , yaitu, bergantian pemanasan dan pendinginan sampel PCR untuk serangkaian langkah pasti suhu. Langkah-langkah siklus termal yang diperlukan pertama yang secara fisik memisahkan dua helai dalam heliks ganda DNA pada suhu tinggi dalam proses yang disebut DNA leleh .

2.2 SEJARAH PERKEMBANGAN AWAL GENETIKA

Sejarah perkembangan genetika sebagai ilmu pengetahuan dimulai menjelang akhir abad ke-19 ketika seorang biarawan Austria bernama Gregor Johann Mendel berhasil melakukan analisis yang cermat dengan interpretasi yang tepat atas hasil-hasil percobaan persilangannya pada tanaman kacang ercis (Pisum satifum).

Percobaan-percobaan itu misalnya adalah sebagai berikut:

v Pembuatan Raphanobrassica melalui persilangan lobak dan kubis pada abad ke-17 oleh Köhlreuter, seorang pemulia sayuran berkebangsaan Jerman,

v  Penemuan dan penjelasan tentang pembuahan berganda pada tumbuhan berbunga (Magnoliophyta) oleh E. Strassburger (1878) dan S. Nawaschin (1898),

v Percobaan terhadap ribuan persilangan oleh Charles Darwin pada abad ke-19 yang hasilnya diterbitkan pada 1896 dengan judul The variation of animals and plants under domestication) dan berhasil mengidentifikasi adanya penurunan penampilan pada generasi hasil perkawinan sekerabat

v Usaha menjelaskan kemiripan antara orang tua dan anak oleh Karl Pearson melalui metode regresi (yang malah menjadi dasar dari banyak teknikstatistika modern).

Sebenarnya, Mendel bukanlah orang pertama yang melakukan percobaan-percobaan persilangan. Mendel pun diakui sebagai bapak genetika.

Pada masa pra-Mendel, orang belum mengenal gen dan kromosom (meskipun DNA sudah diekstraksi namun pada abad ke-19 belum diketahui fungsinya).

DNA pada tahun1953 oleh J.D.Watson dan F.H.C. Crick dimulailah era genetika yang baru, yaitu genetika molekuler.Perkembangan penelitian genetika molekuler terjadi demikian pesatnya. Sebenarnya, Mendel bukanlah orang pertama yang melakukan percobaan-percobaan persilangan. Akan tetapi, berbeda dengan para pendahulunya yang melihat setiap individu dengan keseluruhan sifatnya yang kompleks, Mendel mengamati pola pewarisan sifat demi sifat sehingga menjadi lebih mudah untuk diikuti.

Pada masa pra-Mendel, orang belum mengenal gen dan kromosom

(meskipun DNA sudah diekstraksi namun pada abad ke-19 belum diketahui fungsinya). Saat itu orang masih beranggapan bahwa sifat diwariskan lewat sperma .

Karya Mendel tentang pola pewarisan sifat tersebut dipublikasikan pada tahun 1866 diProceedings of the Brunn Society for Natural History .Kajian genetika klasik dimulai dari gejala fenotipe(yang tampak oleh pengamatan manusia) lalu dicarikan penjelasan genotipiknya hingga ke aras gen. Berkembangnya teknik-teknik dalam genetika molekular secara cepat dan efisien memunculkan filosofi baru dalam metodologi genetika, dengan membalik arah kajian. Karena banyak gen yang sudah diidentifikasi sekuensnya, orang memasukkan atau mengubah suatu gen dalam kromosom lalu melihat implikasi fenotipik yang terjadi. Teknik-teknik analisis yang menggunakan filosofi ini dikelompokkan dalam kajian genetika arah-balikatau reverse genetics, sementara teknik kajian genetika klasik dijuluki genetika arah-majuatau forward genetics.

pada awal abad ke-20 ketika biokimia mulai berkembang sebagai cabang ilmu pengetahuan baru, para ahli genetika tertarik untuk mengetahui lebih dalam tentang hakekat materi genetik, khususnya mengenai sifat biokimianya. Pada tahun 1920-an, dan kemudian tahun 1940-an, terungkap bahwa senyawa kimia materi genetika adalah asam dioksiribonekleat (DNA). Dengan ditemukannya model struktur molekul DNA pada tahun1953 oleh J.D.Watson dan F.H.C. Crick dimulailah era genetika yang baru, yaitu genetika molekuler.

2.3TAHAP-TAHAP PCR (Polymerase Chain Reactions)

Proses PCR terdiri dari tiga tahapan, yaitu denaturasi DNA templat, penempelan (annealing) primer, dan polimerisasi (extension) rantai DNA.

Penjelasan ringkas tentang setiap siklus reaksi PCR adalah sebagai berikut:

·        Denaturasi.

Selama proses denaturasi, DNA untai ganda akan membuka menjadi dua untai tunggal. Hal ini disebabkan karena suhu denaturasi yang tinggi menyebabkan putusnya ikatan hidrogen diantara basa-basa yang komplemen.

·        Penempelan Primer.

Pada tahap penempelan primer (annealing), primer akan menuju daerah yang spesifik yang komplemen dengan urutan primer. Pada proses annealing ini, ikatan hidrogen akan terbentuk antara primer dengan urutan komplemen pada templat. Proses ini biasanya dilakukan pada suhu 50oC – 60oC. Selanjutnya, DNA polymerase akan berikatan sehingga ikatan hidrogen tersebut akan menjadi sangat kuat dan tidak akan putus kembali apabila dilakukan reaksi polimerisasi selanjutnya, misalnya pada 72oC.

·        Reaksi Polimerisasi (extension).

Umumnya, reaksi polimerisasi atau perpanjangan rantai ini, terjadi pada suhu 72oC. Primer yang telah menempel tadi akan mengalami perpanjangan pada sisi 3’nya dengan penambahan dNTP yang komplemen dengan templat oleh DNA polimerase.

Sehingga perubahan ini akan berlangsung secara eksponensial. PCR dengan menggunakan enzim Taq DNA polimerase pada akhir dari setiap siklus akan menyebabkan penambahan satu nukleotida A pada ujung 3’ dari potongan DNA yang dihasilkan. Sehingga nantinya produk PCR ini dapat di kloning dengan menggunakan vektor yang ditambahkan nukleotida T pada ujung-ujung 5’-nya. Proses PCR dilakukan menggunakan suatu alat yang disebut thermocycler.

Proses Amplikasi Secara Eksponensial.

Selain ketiga proses tersebut, secara umum PCR didahului dan diakhiri oleh tahapan berikut:

·        Pra-Denaturasi

Dilakukan selama 1-9 menit di awal reaksi untuk memastikan kesempurnaan denaturasi dan mengaktifasi DNA Polymerase (jenis hot-start alias baru aktif kalau dipanaskan terlebih dahulu).

·        Final Elongasi

Biasanya dilakukan pada suhu optimum enzim (70-72oC) selama 5-15 menit untuk memastikan bahwa setiap utas tunggal yang tersisa sudah diperpanjang secara sempurna. Proses ini dilakukan setelah siklus PCR terakhir.

Siklus Polymerase Chain Reactions (PCR)

2.4 Manfaat PCR

Adapun manfaat PCR (polymerase Chain Reaction):

ü  Amplifikasi urutan nukleotida

ü  Menentukan kondisi urutan nukleotida suatu DNA yang mengalami mutasi

ü  Bidang kedokteran forensik

ü  Melacak asal-usul seseorang dengan membandingkan “finger print”

Saat ini PCR sudah digunakan secara luas untuk berbagai macam kebutuhan diantaranya:

Ø  Isolasi Gen

Kita ketahui bahwa DNA makhluk hidup memiliki ukuran yang sangat besar , DNA manusia .fungsi utama DNA adalah sebagai sandi genetik.

Ø  DNA Sequencing

Urutan basa suatu DNA dapat ditentukan dengan teknik DNA sequencing,metodeyang umum digunakan saat ini adalah metode sanger.

Ø  Identifikasi forensik

Dalam pengujian DNA adalah pilihan yang tepat .DNA dapat diambil dari bagian tubuh manapun.

Ø  Diagnosa penyakit

Penyakit influenza yang sebelumnya disebut flubabi sedang mewabah saat ini, bahkan fase lagi dari pandemi .penyakit memerlukan diagnosa yang cepat dan akurat .PCR merupakan teknik yang sering digunakan.teknologi saat ini memngkinkan diagnosa dalam hitungan jam dengan hasil akurat .disebut akurat kerena PCR mengaplikasikan daerah tertentu DNA yang merupakan ciri khas influenza.

2.5         PENEMUAN DAN PERCOBAAN PARA AHLI MENGENAI GENETIKA

Ø  Penemuan dan percobaan mengenai kecerdasan yang dilakukan Jensen(1969) diantaranya:

-          membandingkan anak kembar yang berasal dari satu telur (identical twins)

-          membandingkan anak kembar dari dua telur (fratenal twins)

Menurut Jensen IQ yang diukur dengan tes kecerdasan yang baku merupakan indikator kecerdasan yang baik. Karena pendapatnya tersebut, banyak ahli yang mengkritiknya. Menurut ahli lain tes IQ hanya menyentuh sebagian kecil saja dari kecerdasan. Cara individu berinteraksi dengan lingkungan sosial, menyesuaikan diri dengan lingkungan kerja, dan cara memecahkan masalah sehari-hari merupakan aspek kecerdasan penting yang tak terukur oleh tes kecerdasan baku yang digunakan oleh Jensen.

Jensen berpendapat bahwa pengaruh keturunan terhadap kecerdasan individu sebesar 80%. Memang kecerdasan dipengaruhi oleh faktor keturunan tetapi kebanyakan ahli menyatakan pengaruhnya hanya sekitar 50% saja.

ü  Penelitian dan percobaan mengenai anak-anak yang Tempramental, ada tiga tipe dasar temperamen menurut Thomas & Chess (1991) yaitu:

              •Mudah. Anak yang mudah umumnya mempunyai suasana hati yang positif, mudah menyesuaikan diri dengan pengalaman baru dan dengan cepat membentuk kebiasaan yang teratur.

 •Sulit. Anak yang sulit cenderung bereaksi secara negatif, sering menangis, dan lambat menyesuaikan diri dengan pengalaman baru.

 •Lambat. Anak yang lambat bersikap negatif, tingkat kegiatannya rendah, dan lambat untuk menyesuaikan diri dengan pengalaman baru.

2.6MASA DEPAN GENETIKA

  Akan timbul beberapa penyakit dimasa depan genetika yang akan ditemukan oleh para ahli, contoh beberapa penyakit yang akan timbul dimasa depan genetika

1.      Penyakit celiac

2.      Penyakit degenerasi makula

3.      Penyakit gangguan bipolar

4.      Penyakit psoriasis

5.      Penyakit parkinson

2.6HUBUNGAN DNA DAN RNA

DNA dan RNA adalah asam nukleat yang memainkan peran pelengkap dalam sel hidup. Salah satu jenis asam ribonukleat (RNA) merupakan bagian dari struktur ribosom, sedangkan dua jenis RNA hanya hadir dalam sel ketika mereka sedang digunakan untuk membuat protein baru.

Gen adalah bagian dari DNA agar kode untuk sifat-sifat tertentu dalam organisme. Pada tingkat sel, gen memberitahu sel untuk membuat protein tertentu. DNA dan RNA bekerja sama untuk memproduksi protein ini menggunakan kode genetik sel.

enzim yang disebut RNA polimerase menggunakan gen dalam DNA sebagai template untuk membuat untai RNA (mRNA). RNA polimerase pada dasarnya membuka ritsleting bagian dari DNA yang akan disalin, sehingga sementara dalam dua alur tunggal.

DNA dan RNA masing-masing memiliki empat molekul dasar, dari yang tiga adalah sama. DNA mengandung adenin (A), guanin (G), timin (T), dan sitosin (C). RNA juga mengandung basa A, G, dan C, tetapi memiliki urasil (U) sebagai pengganti timin. Dalam DNA, A berikatan dengan T, dan G berikatan dengan C. Ketika polimerase RNA menciptakan untai RNA berdasarkan template DNA, untai mRNA akan memiliki A di mana DNA memiliki T; U dimana DNA memiliki A; G mana DNA memiliki C, dan C dimana DNA memiliki G.

2.7 Perbedaan DNA dan RNA

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Perkembangan akhir dan awal genetika molekuler yang termasuk PCR adalah PCR (Polymerase Chain Reaction) merupakan suatu teknik atau metode perbanyakan (replikasi) DNA secara enzimatik tanpa menggunakan organism

Ada pun berbagai hubungan beserta perbedaan  DNA dan RNA .

Menurut Erlich (1989) PCR adalah suatu metode in vitro yang digunakan untuk mensintesis sekuens tertentu DNA dengan menggunakan dua primer oligonukleotida .Mendel bukanlah orang pertama yang melakukan percobaan-percobaan persilangan. Dan Mendel pun diakui sebagai bapak genetika,Genetika disebut juga ilmu keturunan, berasal dari kata genos (bahasa latin), artinya suku bangsa-bangsa atau asal-usul. Secara itomilogi kata genetika disebut bahasa genus dalam bahasa latin yang berarti asal mula kejadian. Genetika adalah ilumu yang mempelajari tentang informasi hayati dari generi-kegenerasi. Dalam ilmu ini mempelajari bagaimana sifat keturunan yang diwariskan kepada anak cucu serta varisi yang mungkin timbul didalamnya, Seluruh mengalami perubahan berangsur atau mendadak sehingga seluruh mahluk bumi menglami evolusi karena perubahan bahan sifat keturunan.