Makalah ini membahas tentang perangkat yang digunakan dalam pembentukan DNA rekombinan dan manfaat aplikasi teknik DNA rekombinan. Beberapa perangkat utama yang dibahas meliputi vektor, enzim restriksi, enzim ligase, dan sel inang. Sedangkan manfaat aplikasi teknik DNA rekombinan mencakup bidang kesehatan seperti produksi insulin dan vaksin, serta bidang pertanian seperti tanaman tahan hama dan peningkatan nil

1. MAKALAH KELOMPOK 2
“DNA REKOMBINAN BAGIAN 2”
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Bioteknologi
Dosen Pengampu : Widowati Pusporini, S,Si.M.Pd.
UST
Disusun Oleh:
1. Ana Susanti (2013016033)
2. Esterlina Rumi (2013016051)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA
YOGYAKARTA
2017

2. BAB I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan banyak ditemukan
penemuan-penemuan baru salah satunya tentang biologi molekular. Dengan
kemajuan teknologi molekuler, perpindahan gen dapat terjadi antar
organisme yang sama sekali tidak berkerabat dekat, misalnya manusia di
pindahkan ke bakteri atau gen manusia di pindahkan ke ternak babi dan lain
sebagainya. Perpindahan tersebut mengakibatkan terbentuknya molekul
DNA yang berasal dari sumber yang berbeda dapat digabungkan menjadi
satu yang disebut DNA Rekombinan.
Teknik menggabungkan molekul DNA tersebut di kenal sebagai
teknik DNA rekombinan. Beberapa teknik dasar yang mengantarkan
kelahiran teknologi tersebut diantaranya teknik pemotongan, penggabungan,
dan pembelahan molekul DNA. Dalam pembentukan tersebut maka
diperlukan perangkat penting yang digunakan untuk memanipulasi gen.
Beberapa perangkat tersebut yang diperlukan dalam bioteknologi yaitu
gunting untuk memotong DNA, lem untuk menggabungkan dua molekul
DNA, dan sebagainya.
Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka perlu dilakukan
penyusunan makalah terkait dengan teknologi DNA rekombinan untuk
mengetahui lebih jelas mengenai perangkat yang digunakan untuk
pembentukan DNA rekombinan serta manfaat yang diperoleh dari aplikasi
teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan permasalahan
yang akan dibahas dalam makalah ini yaitu sebagai berikut.
1. Perangkat apa sajakah yang digunakan dalam mendukung
berlangsungnya pembentukan DNA rekombinan?
2. Apakah manfaat aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi?

3. C. Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini yang berjudul “DNA Rekombinan
Bagian 2”, yaitu sebagai berikut:
1. Untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Bioteknologi.
2. Mengetahui perangkat yang digunakan dalam mendukung
berlangsungnya pembentukan DNA rekombinan.
3. Mengetahui manfaat aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi
diberbagai bidang.
D. Manfaat
Manfaat dari penulisan makalah ini yang berjudul “DNA Rekombinan
Bagian 2”, yaitu untuk menambah wawasan ilmu pengetahuan tentang
perangkat yang digunakan untuk pembentukan DNA rekombinan serta
aplikasi teknik DNA rekombinan diberbagai bidang.

4. BAB II.
PEMBAHASAN
A. Perangkat DNARekombinan
Pada pembentukan DNA rekombinan dibutuhkan beberapa perangkat
yang akan mendukung berlangsungnya kegiatan tersebut. Perangkat yang
digunakan dalam teknologi DNA rekombinan adalah perangkat-perangkat
yang ada di bakteri. Perangkat tersebut antara lain adalah DNA donor (DNA
insert), vektor, enzim restriksi, enzim DNA ligase dan sel host. Untuk
memahami lebih lanjut perangkat DNA rekombinan tersebut maka akan
dijelaskan secara detail di bawah ini.
1. DNA donor (DNA insert)
Merupakan sumber dari DNA atau gen yang diklon, salah satunya
berasal dari mikroba laut.
2. Vektor
Vektor merupakan molekul DNA yang membawa suatu DNA asing
ke dalam sel inang, dengan harapan sifat yang ada pada DNA asing
tersebut dapat terekspresi dalam sel inang. Vektor kloning bisa berupa
plasmid, bakteriofag, dan kosmid. Karakteristik yang harus dimiliki oleh
suatu vektor kloning adalah:
a. stabil dalam sel inang,
b. mengandung gen resistensi antibiotik tertentu, sehingga memudahkan
seleksi dari gen rekombinan,
c. memiliki titik ori (sebagai titik awal replikasi), sehingga bisa bereplikasi
atau multiplikasi sendiri. Dengan kata lain, plasmid tersebut dapat
berbiak autonom serta dapat mengontrol replikasinya sendiri,
d. memiliki daerah restriksi atau MCS, yang dapat dipotong dengan
enzim restriksi endonuklease tertentu,
e. berukuran kecil,
f. dipotong pada situs tunggal oleh endonuklease restriksi,
g. tidak ditransfer dengan konjugasi,
h. cirinya dengan mudah dideteksi, dan
i. dengan mudah diisolasi dari sel.

5. Adapun macam-macam vektor yaitu diantaranya plasmid,
bakteriofag λ, dan kosmid.
a. Plasmid
Plasmid adalah molekul DNA sirkuler (lingkaran tertutup)
yang berantai ganda dan dapat bereplikasi sendiri di luar kromosom
dan tidak mengandung gen-gen esensial. Plasmid terdapat secara
alami maupun sudah mengalami modifikasi yang disesuaikan dengan
keperluan manipulasi genetik. Plasmid terdapat pada organisme
prokariot maupun eukariot. Plasmid inilah yang berfungsi sebagai
pembawa sifat rekombinan pada organisme yang akan direkayasa.
Plasmid memilki ciri-ciri antara lain :
1) Berbentuk lingkaran tertutup dan untaiannya ganda (double
stranded).
2) Dapat melakukan replikasi sendiri di luar kromosom inti.
3) Terdapat di luar kromosom.
4) Secara genetik dapat ditransfer secara stabil.
Agar dapat digunakan sebagai vektor, plasmid harus memiliki
syarat-syarat diantaranya sebagai berikut :
1) Ukurannya relatif kecil dibanding dengan pori dinding sel
inangnya.
2) Mempunyai sekurang-kurangnya 2 gen marker yang dapat
menandai masuk tidaknya plasmid ke dalam sel inang.
3) Mempunyai tempat pengenalan restriksi sekurang-kurangnya di
dalam salah satu marker yang dapat digunakan sebagai tempat
penyisipan fragmen DNA asing.
4) Memiliki titik awal replikasi sehingga dapat melakukan replikasi
dalam sel inang.
b. Bakteriofag λ
Bakteriofag λ atau yang sekarang sering disebut dengan
bakteriofag. Merupakan vektor yang sangat efisien yang umum
dipakai untuk mengantar DNA ke dalam sel bakteri. Virus bakteriofag
ini berkembangbiak pada sel bakteri Eschericia coli (makhluk hidup
yang sederhana), maka virus bakteriofag merupakan virus pertama
yang dirancang oleh manusia untuk digunakan sebagai biotranspor.

6. Klon bisa dilakukan dengan cara menyisipkan gen yang kita inginkan
tersebut kedalam virus bakteriofag selanjutnya virus tersebut
dikembangbiakan di bakteri Eschericia coli. Oleh karena itu, dalam
biotranspor ini, virus bakteriofag sebagai kendaraannya, sedangkan
gen yang ingin kita gandakan bertindak sebagai penumpangnya.
Keuntungan vektor fag atau vektor plasmid adalah bahwa
transfeksi jauh lebih efisien daripada transformasi, terutama untuk
pemotongan DNA besar. Kekurangan vektor fag adalah bahwa DNA
rekombinan harus dikemas dalam partikel fag in vitro dan bahwa tidak
mungkin untuk isolasi garis sel yang bisa propagasi molekul DNA
rekombinan (selagi propagasi, fag membunuh sel inang).
c. Kosmid
Vektor khusus disebut kosmid kembangkan keuntungan
plasmid dan vektor fag. Kosmid mengakomodasi fragmen besar DNA
dan memungkinkan transfeksi efisien tapi mengijinkan propagasi
molekul DNA rekombinan karena plasmid setelah ia diinjeksikan ke
dalam sel inang. Salah satu penelitian yang memanfaatkan kosmid
sebagai jenis kendaraannya adalah penelitian dalam pembuatan peta
genetik, yang dilakukan pada ternak domestik seperti sapi, domba,
babi, dan juga beberapa tanaman seperti jagung, tomat, padi, dsb
3. Enzim Restriksi (Endonuklease Restriksi)
Untuk memotong plasmid digunakan enzim restriksi. Enzim
restriksi adalah enzim yang digunakan untuk memotong DNA secara
spesifik. Enzim restriksi disebut sebagai gunting biologi. Enzim ini
diisolasi dari bakteri. Restriksi yang digunakan untuk memotong plasmid
harus sama dengan pemotong DNA asing agar urutan basanya
bisa sesuai sehingga antara plasmid dan DNA asing yang disisipkan
bisa bersatu. Prinsip kerja enzim restriksi adalah:
a. Enzim restriksi yang digunakan adalah enzim endonuklease restriksi.
Enzim pemotong ini mengenali DNA pada situs kusus dan memotong
pada situs tersebut.
b. Situs pengenalan enzim restriksi adalah daerah yang simetri dengan
poliandrom, artinya bila kedua utas DNA tersebut masing-masing

7. dibaca dengan arah yang sama akan memberikan urutan yang sama
pula nukleotidanya.
c. Pemotongan enzim restriksi akan menghasilkan potongan yaitu ujung
kohesif (sticky end) dan ujung rata (blunt end).
Perbedaan antar hasil pemotongan yang berupa ujung kohesif (sticky
end) dan ujung rata (blunt end).
Tabel 1. Perbedaan Hasil Pemotongan Enzim Restriksi
No Sticky end Blunt end
1
Merupakan hasil potongan
DNA yang berujung kohesif
(lengket)
Merupakan hasil potongan
DNA yang berujung rata
(tumpul)
2
Potongan yang dihasilkan
memiliki bagian DNA yang
tidak berpasangan dan ada
yang berantai tunggal.
Potongan yang dihasilkan
masih memiliki bagian pada
semua bagian DNA nya
3
Apabila hendak disambung
menghasilkan ikatan yang
lebih kuat disbanding blunt
end
Hasil sambungan DNA
menghasilkan ikatan yang
kurang kuat
Berbagai contoh restriksi enzim yang mengenali pada situs pemotongan
tertentu pada DNA dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2. Contoh Enzim Restriksi
Enzim
Restriksi
Organisme
Situs pengenalan
(5’-3’)
Ujung
potongan
EcoRI Eschericia coli G’AATC Kohesif
BamHI
Bacillus
amyloliquifasien
G’GATCT Kohesif
Pvu II
Proteus
vulgaris
CAGCTG Rata

8. Proses pemotongan DNA digambarkan pada gambar berikut ini:
Gambar 1. Pemotongan DNA
4. Enzim Ligase
Enzim ligase adalah enzim yang berfungsi untuk menyambung
dua ujung potongan DNA. Enzim ligase yang sering digunakan adalah
DNA ligase dari E. Coli dan DNA ligase dari Fage T4. Prinsip kerja enzim
ligase sebagai berikut:
a. Enzim ligase menyambung dua ujung DNA yang semulanya
terpotong.
b. Penyambungan dilakukan dengan cara menyambung 2 ujung DNA
melalui ikatan kovalen antara ujung 3’OH dari utas satu dengan ujung
5’P dari utas yang lain.
c. Penggunaan ligasi DNA ini mengkatalis ikatan fosfodiester antara
kedua ujung DNA sehingga kedua fragmen DNA yang berupa
potongan bisa bersatu menjadi satu.
Gambar struktur enzim ligase dapat dilihat pada gambar di bawah
sebagai berikut:

9. Gambar 2. Struktur Enzim Ligase
Proses penyambungan DNA ligasi pada daerah pemotongan
digambarkan pada gambar dibawah.
Gambar 3. Penyambungan DNA Ligasi
5. Sel Host
Biasanya suatu bakteri atau yeast. Tempat diintroduksikan vektor
rekombinan ke dalam sel inang.
B. Manfaat DNARekombinan
Aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi diantaranya
adalah produksi vaksin, insulin, antibodi dan sebagainya. Misalkan saja
insulin yang digunakan untuk mengatasi diabetes diproduksi dengan
menggunakan teknik DNA rekombinan. Gen insulin yang berasal dari sapi
kemudian ditentukan urutan DNA-nya setelah itu direkombinasikan di dalam

10. suatu vektor misal plasmid kemudian dimasukan dalam sel bakteri.
Selanjutnya bakteri ini mengalami transformasi dan bisa menghasilkan
insulin. Ini adalah salah satu contoh aplikasi teknik DNA rekombinan dalam
bioteknologi. Adapun beberapa manfaat teknik DNA rekombinan sesuai
dengan bidangnya yaitu sebagai berikut:
1. Bidang Kesehatan
a. Insulin manusia telah diproduksi secara massal menggunakan bakteri
E.coli dan telah diperdagangkan untuk mengobati penyakit diabetis.
Merek dagang: HumulinR.
b. Hormon tumbuh manusia (GH) diproduksi menggunakan E.coli dan
digunakan untuk mengobati kelainan pertumbuhan (misal: cebol).
c. Vaksin hepatitis B digunakan untuk mencegah infeksi virus hepatitis.
Telah diproduksi secara komersial menggunakan S.cereviciae dalam
skala industri.
d. Therapi gen untuk penyakit dilakukan dengan menggantikan gen yang
mengalami kerusakan dengan gen yang normal, digunakan untuk
mengobati penyakit-penyakit keturunan (genetic disorders) dan
penyakit lain yang disebabkan oleh kerusakan gen (misal: kanker).
2. Bidang Pertanian
a. BakteriIce-(ice minus): bakteri yang telah direkayasa sehingga tidak
membeku pada suhu rendah. Digunakan (disemprotkan) padatan
aman agar tanaman tidak membeku di musim dingin. Telah
diperdagangkan dengan merek FrostbanR
.
b. Mikroba pendegradasi limbah.
c. Tanaman tahan hama, misal kapas Bt, tomatBt.
d. Tanaman tahan herbisida.
e. Peningkatan nilai nutrisi.

11. Penggunaan hormon pertumbuhan untuk meningkatkan ukuran ikan
bioteknologi kelautan
3. Bidang Hukum
a. Pelaku kejahatan dapat diidentifikasi dengan menggunakan analisis
Sidik Jari DNA misalnya: 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.
b. Hubungan keluarga berdasarkan DNA Fingerprint
 Bagaimana mencari siapa ibu kita?
 DNA mitokondria diwariskan melalui ibu
c. Perbedaan pada urutan DNA dapat diketahui dengan teknik RFLP
(restriction fragment length polymorfism)
 untuk menentukan keturunan,
 perbedaan antar satu organisme dengan yang lain.

12. 4. Bidang pengembangan ilmu pengetahuan
a. 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 meninggal10–20 tahun
setelah timbul gejala.
b. Kemajuan Teknologi DNA telah mendorong para ilmuwan
(konsorsium ilmuwan internasional) untuk mewujudkan proyek genom
manusia dan genom organisme lainnya.

13. BAB. III
PENUTUP
A. Simpulan
Berdasarkan dari pembahasan penulisan makalah ini, maka dapat
disimpulkan bahwa:
1. Perangkat yang digunakan dalam teknologi DNA rekombinan antara lain
DNA donor (DNA insert), vektor, enzim restriksi, enzim DNA ligase dan
sel host.
2. Aplikasi teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi diantaranya adalah
produksi vaksin, insulin, antibodi dan sebagainya.
3. Teknik DNA rekombinan dapat diaplikasikan secara praktis diberbagai
bidang diantaranya pada bidang kesehatan, pertanian, hukum, dan
pengembangan ilmu pengetetahuan.
B. Saran
Dalam pembuatan makalah sebaiknya dilakukan secara bersama-
sama dengan kelompok yang setema dengan kita, agar materi antar
kelompok pembagiannya jelas dan tidak diulang pada saat pembahasan
selanjutnya. Hal tersebut karena materi antar kelompok berkaitan sehingga
tidak ada kebinggungan pada pembatasan materi setiap kelompok.

14. DAFTAR PUSTAKA
Muladno. 2010. Teknilogi Rekayasa Genetika Edisi Kedua. Bogor: IPB Press.
Neil A. Campbhell, et all. Biologi Edisi kedelapan, Jilid 1.
Yohanis Ngili. 2015. Biokimia Aliran Informasi Genetika. Yogyakarta: Innosain.
Aris Tjahjoleksono. Teknologi DNA Rekombinan:
file:///D:/Documents%20and%20Settings/user/Downloads/textdnarekombi
nanpdf.pdf diakses pada tanggal 8 Mei 2017 pada pukul 19.00
Dedi Noviendri. Vol 2 No 2 Desember 2007. Teknologi DNA Rekombinan dan
Aplikasinya Dalam Eksplorasi Mikroba Laut: file:///D:/Bioteknologi/baru.pdf
diakses pada tanggal 14 Mei 2017 pada pukul 18.45
http://muhaiminrifai.lecture.ub.ac.id/files/2011/01/Modul-Genetika.pdf diakses
pada tanggal 8 Mei 2017 pada pukul 19.15
http://www.academia.edu/16149547/MAKALAH_VEKTOR_PLASMID diakses
pada tanggal 8 Mei 2017 pada pukul 19.50