Kuliah 7 teknologi dna rekombinan

3,602 views

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
3,602
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
154
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Kuliah 7 teknologi dna rekombinan

  1. 1. Teknologi DNA Rekombinan Kapas biasa Kapas-Bt 1
  2. 2. Tomat biasa Tomat-Bt Tidak tahan hama Tahan hama► Tanaman kapas-Bt dan tomat-Bt tahan terhadap serangan hama karena menghasilkan toksin yang dapat membunuh hamanya.► Toksinpada kapas-Bt dan tomat-Bt disandikan oleh gen yang berasal dari bakteri Bacillus thuringiensis (Bt = Bacillus thuringiensis) Tanaman kapas-Bt dan tomat-Bt = tanaman transgenik 2
  3. 3. Organisme transgenik: organisme yang membawa gen yang berasal dari jenis organisme lainnya.Organisme transgenik dihasilkan melalui Rekayasa GenetikaRekayasa Genetika menggunakan Teknologi DNA RekombinanTeknologi DNA Rekombinan : kumpulan teknik atau metoda yangdigunakan untuk mengkombinasikan gen-gen secara buatan.(Proses: rekombinasi; Hasil: rekombinan)Teknologi DNA Rekombinan meliputi: - Teknik untuk mengisolasi DNA. - Teknik untuk memotong DNA. - Teknik untuk menggabung atau menyambung DNA. - Teknik untuk memasukkan DNA ke dalam sel hidup sehingga DNA rekombinan dapat bereplikasi dan dapat diekspresikan. 3
  4. 4. Teknologi DNA Rekombinan berdasarkan mekanisme yang ada pada bakteri: 4
  5. 5. Percobaan Lederberg dan Tatum (1946) menunjukkan:bakteri mempunyai mekanisme seksual: - menyebabkan terbentuknya kombinasi gen-gen yang berasal dari dua sel yang berbeda. - merupakan pertukaran DNA atau gen dari satu sel ke sel lainnya. Mekanisme seksual pada bakteri ini tidak bersifat reproduktif (tidak menghasilkan anak atau zuriat). Lihat konjugasi !DNA dapat masuk ke dalam sel bakteri melalui 3 cara: 1. Konjugasi 2. Transformasi 3. Transduksi 5
  6. 6. 1. Konjugasi : perpindahan DNA dari satu sel (sel donor) ke dalam sel bakteri lainnya (sel resipien) melalui kontak fisik antara kedua sel. DNA sel resipien DNA sel donor Pili seks Sel donor Sel resipien (sel jantan) (sel betina)2. Transformasi : pengambilan DNA oleh bakteri dari lingkungan di sekelilingnya. DNA asing Kromosom bakteri (DNA bakteri) 6
  7. 7. 3. Transduksi : cara pemindahan DNA dari satu sel ke dalam sel lainnya melalui perantaraan fage. DNA fage Kromosom bakteriDNA yang masuk ke dalam sel bakteri:a. dapat berintegrasi dengan DNA atau kromosom bakteri sehingga terbentuk DNA rekombinan atau kromosom rekombinan. Kromosom DNA asing Kromosom bakteri rekombinan Sel Bakteri By Aris Tjb. tidak dapat berintegrasi dengan DNA atau kromosom bakteri 7
  8. 8. Perangkat utama yang digunakan pada pembentukanDNA rekombinan:•plasmid•enzim restriksi•DNA ligase•bakteri Plasmid: Terdapat pada bakteri DNA selain kromosom Berbentuk sirkuler Umumnya berukuran kecil (lebih kecil dari ukuran kromosom bakteri) Jenis, jumlah, dan ukurannya bervariasi antar sel dan antar jenis bakteri 8
  9. 9. Enzim Restriksi untuk memotong DNA: Contoh: Enzim EcoRI telah diisolasi pertama kali oleh Herbert Boyer pada tahun 1969 dari E.coli. Enzim EcoRI memotong pada bagian antara basa G dan A pada sekuens GAATTC. 9
  10. 10. Setiap enzim restriksi (endonuklease restriksi) mengenalsekuen pemotongan yang khas dan memotong DNA padasitus pemotongan yang khas. Nama Enzim Sekuens Pengenal Organisme asal EcoRI G↓AATTC Escherichia coli HindIII A↓AGCTT Haemophilus influenzae HhaI GCG↓C Haemophilus haemolyticus TaqI T↓CGA Thermus aquaticus BsuRI GG↓CC Bacillus subtilis BalI TGG↓CCA Brevibacterium albidum NotI GC↓GGCCGC Nocardia otidiscaviarum BamHI G↓GATCC Bacillus amyloliquefaciens SmaI CCC↓GGG Serratia marcescens 9
  11. 11. Enzim DNA ligase untuk menyambung DNA 10
  12. 12. Menggunakan enzim restriksi dan DNA ligase: Jackson, Simon &Berg (1972) berhasil membuat DNA rekombinan. 12
  13. 13. Bagaimana menyisipkan, memperbanyak dan mengekspresikan informasi genetik dengan menggunakan teknologi DNA rekombinan? Bakteri Sel berisi gen Isolasi yang diinginkan Isolasi Plasmid gen Penyisipan genKromosom Plasmidbakteri Plasmid Gen yang diinginkan rekombinan Memasukkan plasmid ke dalam sel bakteri Bakteri rekombinan Perbanyakan sel bakteri Copy gen Copy proteinGen di- Klon bakteri rekombinan Protein untuksisipkan membuat saljupadatanaman Gen untuk mengubah bakteri agar Protein untuk melarutkan gumpalan darah dapat membersihkan limbah dalam terapi serangan jantung 13
  14. 14. Fungsi Plasmid pada pembentukan DNA rekombinan:a. digunakan sebagai vektor untuk mengklonkan gen atau mengklonkan fragmen DNA atau mengubah sifat bakteri.b. untuk memperbanyak gen (copy gene) yangtelah disisipkan dengan bantuan sel bakteri
  15. 15. Bagaimana menyimpan seluruh informasi genetik dari suatuorganisme??Pustaka Genom digunakan untuk menyimpan gen atau fragmen DNA yangtelah diklonkan.Isolasi gen menggunakan pendekatan “shotgun” dapat menghasilkan ribuanpotongan DNA (fragmen DNA)Potongan disimpan untuk sementara waktu di dalam pustaka plasmid ataupustaka fage 15
  16. 16. Bagaimana mendeteksi DNA atau fragmen DNA? Teknik Elektroforesis digunakan untuk memisahkan fragmen-fragmen DNA berdasarkan ukurannya. Campuran molekul DNA dengan berbagai ukuran Molekul berukur besar Sumber listrik Gel Molekul berukur kecil (+) Fragmen DNA yang lebih besar bergerak lebih lambat, fragmen yang lebih kecil bergerak lebih cepat. 16
  17. 17. Bagaimana membuat dan menyisipkan DNA rekombinan padatanaman: Bakteri Agrobacterium tumefaciens untukmenyisipkan gen ke dalam genom tanaman. Prinsip: Agrobacterium tumefaciens strain liar (galur alami) memiliki plasmid Ti. Pada plasmid Ti terdapat T-DNA yang mengandung gen penyebab tumor. Pada waktu menginfeksi tanaman, Agrobacterium tumefaciens menyisipkan T-DNA ke dalam kromosom sel tanaman sehingga sel-sel tanaman yang terinfeksi membentuk tumor. T-DNA Plasmid Ti T-DNA Kromosom bakteri Kromoso m Agrobacterium tanaman 17
  18. 18. Gen yang diinginkan dimasukkan ke dalam sel tanaman dengancara menitipkannya (menyisipkan) pada T-DNA.Agrobacterium yang digunakan untuk menginfeksi sel tanamanadalah Agrobacterium yang sudah tidak patogen Agrobacterium DNA mengandung gen yang diinginkan Plasmid-Ti Penyisipan gen Introduksi ke Regenerasi dalam sel tanaman tumbuhan Plasmid-TiT-DNA Situs restriksi rekombinan T-DNA membawa gen baru pada Tanaman kromosom tumbuhan dengan sifat baru 18
  19. 19. ManfaatTeknologi DNA rekombinan telah memberikan manfaat di bidang ilmupengetahuan maupun di bidang terapan.Contoh:A. Bidang Kesehatan:A1. Insulin manusia telah diproduksi secara massal menggunakan bakteri E.coli dan telah diperdagangkan untuk mengobati penyakit diabetis. Merek dagang: HumulinRA2. Vaksin hepatitis B digunakan untuk mencegah infeksi virus hepatitis. Telah diproduksi secara komersial menggunakan S.cereviciae dalam skala industriA3. Hormon tumbuh manusia (GH) diproduksi menggunakan E.coli dan digunakan untuk mengobati kelainan pertumbuhan (misal: cebol). 19
  20. 20. A4. Therapi gen untuk penyakit Klon gen Penyisipan normal (alel normal) gen pada vektor dilakukan dengan menggantikan gen yang mengalami kerusakan dengan gen yang normal, digunakan untuk mengobati DNA rekombinan penyakit-penyakit keturunan (genetic Vektor retrovirus disorders) dan penyakit lain yang disebabkan oleh kerusakan gen (misal: Infeksi sel bone kanker) marrow DNA rekombinan menyisip ke kromosom Sel bone marrow dari pasien Sel Bone marrow mengandung stem sel yang mampu miningkatkan semua sel-sel darah dan Injeksi sel sistem imun ke pasien 20
  21. 21. B. Bidang Pertanian:B1. Bakteri Ice- (ice minus): bakteri yang telah direkayasa sehingga tidak membeku pada suhu rendah. Digunakan (disemprotkan) pada tanaman agar tanaman tidak membeku di musim dingin. Telah diperdagangkan dengan merek FrostbanR.B2. mikroba pendegradasi limbah.B3. Tanaman tahan hama, misal kapas Bt, tomat BtB4. Tanaman tahan herbisida. 21
  22. 22. B 5. Peningkatan nilai nutrisi Tanaman Penambahan nutrisi Keuntungan Rice Provitamin Vitamin A supplement Tomato Flavonoid Antioxidant Sugar beet Fructants Low calori Rice Iron Iron supplement 22
  23. 23. Bioteknologi Kelautan• Penggunaan hormon pertumbuhan untuk meningkatkan ukuran ikan 23
  24. 24. Penanda (marker) Penanda (marker) vagina korbanC. Bidang Hukum: Tersangka 2 Tersangka 1Pelaku kejahatan dapatdiidentifikasi denganmenggunakan analisisSidik Jari DNAmisalnya: kasus perkosaan•pola pita DNA pada darah pelaku ke 2 sama dengan pola pita yang diperoleh dari tempat kejadian- orang ke 2 adalah pelaku kajahatannya 24
  25. 25. Hubungan keluarga berdasarkan DNA Fingerprint Bagaimana mencari siapa ibu kita? -DNA mitokondria diwariskan melalui ibu
  26. 26. Perbedaan pada urutan DNA dapat diketahui dengan teknik RFLP(restriction fragment length polymorfism)- untuk menentukan keturunan, -perbedaan antar satu organisme dengan yang lain. Molekul Pemotongan berukuran dengan besar enzim restriksi Molekul berukuran kecil DNA yang berasal dari kromosom
  27. 27. D. Bidang pengembangan ilmu pengetahuan:D1. Membantu upaya memahami terjadinya kelainan pada manusia (penyakit genetik) misalnya kanker payudara, Huntington’s disease. Huntington’s disease disebabkan oleh gen dominan • Gejala sakit mulai terlihat setelah usia pertengahan • Gejalanya antara lain: kemunduran mental, gerakan tubuh tak terkontrol, kesulitan bicara. Biasanya meninggal 10 – 20 tahun setelah timbul gejala.D2. Kemajuan Teknologi DNA telah mendorong para ilmuwan (konsorsium ilmuwan internasional) untuk mewujudkan proyek genom manusia dan genom organisme lainnya 25
  28. 28. Teknologi DNA Rekombinan juga mengandung resiko.Penyebaran pollen berpotensi menyebarkan gen yang diintroduksidalam tanaman transgenik ke dalam tumbuhan lainnya 22

×