bioteknologi Kepustakaan dna

1. MAKALAH BIOTEKNOLOGI
KEPUSTAKAAN DNA
Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Bioteknologi
Dosen Pengampu : Widowati Pusporini, S,Si.M.Pd.
UST
Disusun Oleh:
1. Intan Pramudia (2013016010)
2. Ade Nurlatifah (2013016036)
3. Dwi Yunita (2013016041)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA
YOGYAKARTA
2017

2. BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Deoxyribonucleic Acid atau DNA merupakan senyawa yang paling
penting dalam makhluk hidup. Semua informasi biologis setiap makhluk
hidup diatur dan dikendalikan oleh DNA. DNA mengandung semua informasi
genetik yang mengintruksikan untuk membangun suatu individu baru. DNA
memiliki 4 kode huruf yaitu A (adenine),T (timin), G (guanine),dan C (citosin)
yang merupakan informasi gnetik. DNA memiliki fungsi untuk menyimpan
secara permanen informasi genetik sel yang diwariskan ke keturunan,
dimana informasi terjadi pada bagian yang disebut gen. Maka DNA dapat
kita artikan sebagai buku kumpulan informasi besar yang besar (pustaka).
Dengan telah ditemukannnya DNA sebagai bahan suatu genom, maka
manusia dapat mengubah DNA suatu genom dengan istilah rekayasa
genetik yang menggunakan teknologi DNA rekombinasi.
Teknologi DNA rekombinan merupakan kumpulan teknik atau metode
yang digunakan untuk mengombinasikan gen-gen di dalam tabung reaksi.
Teknologi rekombinan ini memungkinkan kita untuk mengisolasi DNA,
menotong DNA dan menggabungkan DNA yang berasal dari organisme
sampai memasukkan DNA ke dalam sel hidup lain. Salah satu perangkat
yang digunakan dalam teknologi rekombinan adalah pustaka DNA. Pustaka
DNA merupakan sekumpulan koleksi skuens (urutan) DNA dari suatu
organisme yang masing-masing telah diklon ke dalam vector tertentu untuk
memudahkan pemurnian, penyimpanan dan analisisnya.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dirumuskan
masalah sebagai berikut:
1. Apa yang dimaksud dengan Kepustakaan DNA ?
2. Apa saja jenis-jenis pustaka DNA?
3. Bagaimana proses pembentukan pustaka genomik dan pustaka cDNA?
4. Apa saja perbedaan pustaka genom dan pustaka cDNA?

3. C. Tujuan Masalah
Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan makalah ini yaitu :
1. Untuk mengetahui tentang Kepustakaan DNA .
2. Untuk mengetahui apa saja jenis-jenis pustaka DNA.
3. Untuk mengetahui proses pembentukan pustaka genomik dan pustaka
cDNA.
4. Untuk mengetahui perbedaan dari pustaka genom dan pustaka cDNA.

4. BAB II
PEMBAHASAN
A. Kepustakaan DNA
Molekul DNA yang ditemukan di alam sangatlah panjang, seutas
molekul biasanya mengandung banyak gen. Sebuah gen manusia mungkin
hanya terdiri dari 1/100.000 molekul DNA kromosom. Perbedaan antara gen
dan DNA hanya berupa perbedaan sekuens nukleotida. Untuk dapat bekerja
langsung dengan gen secara spesifik dapat dilakukan dengan menyiapkan
segmen-segmen DNA yang terdefinisi dengan baik dalam banyak salinan
identik (pengkolonan DNA).
Salah satu metode pendekatan untuk pengklonan DNA yang banyak
diterapkan yaitu dengan menggunakan bakteri Escherichia coli.
Pengklonaan DNA diawali dengan mengisolasi plasmid dari sel bakteri dan
menyisipkan DNA dari sumber lain (DNA asing) kedalam plasmid. Plasmid
yang dihasilkan merupakan molekul DNA rekombinan, mengkombinasikan
DNA dari dua sumber. Plasmid kemudian dikembangkan kedalam sel
bakteri, menghasilkan bakteri rekombinan. Sel tunggal ini kemudian
berreproduksi melalui pembelahan sel berulang-ulang untuk membentuk
klona sel. Klona sel, populasi sel yang identik secara genetik. Bakteri yang
membelah mereplikasikan dan mewariskan plasmid rekombinan kepada
keturunannya, maka DNA asing dan gen-gen apapun yang dibawanya ikut
diklona. Produksi banyak salinan dari sel tunggal disebut pengklonan gen
(gene cloning).
Gambar 1: Pengklonaan gen dan kegunaan hasil penglonaan

5. Hasil dari pengklonaan gen tersebut kemudian disimpan dalam
pustaka DNA. Pustaka DNA dapat dihasilkan melalui proses kloning. Maka
dapat diartikan bahwa pustaka DNA merupakan sekumpulan koleksi skuens
(urutan) DNA dari suatu organisme yang masing-masing telah diklon ke
dalam vector tertentu untuk memudahkan pemurnian, penyimpanan dan
analisisnya. Adapun proses pembentukan pustaka DNA sebagai berikut:
1. Isolasi DNA
Isolasi DNA diawali dengan mempersiapkan dua jenis DNA yang
akan digunakan, diantaranya plasmid bakteri yang akan digunakan
sebagai vector dan DNA yang mengandung gen. Plasmid yang dipilih
merupakan plasmid yang mengandung amp-R (gen pengkode sifat
resisten terhadap antibiotik amphisilin) dan lacZ’ (pengkode enzim β-
galaktosidae). Teknik isolasi DNA ini dapat diaplikasikan baik untuk DNA
kromosom ataupun DNA vector.
2. Pemotongan DNA
Tahap kedua adalah pemotongan DNA, baik untuk genomic
maupun plasmid. DNA yang menjadi target dipotong dengan enzim
retriksi yang memberikan ukuran fragmen-fragmen yang berbeda.
Pemotongan DNA dengan tepat akan menghasilkan fragmen-fragmen
dengan ujung 5’ yang runcing.
3. Penyambungan DNA
Ujung-ujung hasil potongan DNA ini harus yang kompatibel.
Artinya fragmen-fragmen DNA genom harus dapat disambungkan
dengan DNA vektor yang sudah berbentuk linear. Fragmen-fragmen
DNA yang telah terpotong selanjutnya disambungkan dengan vector
yang sesuai dan ditambahi dengan ligase sehingga menghasilkan
koleksi vector DNA yang sesuai dengan apa yang diinginkan. Berbagai
vector didesain untuk membawa DNA dengan panjang yang berbeda.
Ada tiga cara yang dapat digunakan untuk menyambungkan
fragmen-fragmen DNA. Pertama, menggunakan enzim DNA ligase dari
bakteri. Kedua, menggunakan DNA ligase dari sel sel E.coli yang telah
terinfeksi dengan bakteriofag T4 ligase atau lyang biasa disebut dengan
enzim T4 ligase. Cara yang pertama hanya dapat digunakan untuk
menyambungkan ujung-ujung yang lancip (lengket), cara kedua dapat

6. digunakan untuk menyambungkan ujung yang lancip atau tumpul.
Segangkan yang ketiga, dengan menggunakan enzim deoksinukleotidi
transferase untuk mensintesis untai tunggal 3’. Untai tunggal semacam
ini akan diperoleh ujung lengket buatan yang selanjutnya dapat
disambungkan deng DNA ligase.
Tabel 1: Enzim retriksi
Nama Keterangan
EcoRI (Escherichia coli galur R) G↓AATTC (ujung lancip)
BamHI (Bacillus
amyloliquefaciens)
G↓GATCC (ujung lancip)
Bglll (Bacillus globigii) A↓GATCT (ujung lancip)
Sall (Streptomyces albus) G↓TCGAC (ujung lancip)
Pstl (Providencia stuartii) CTGCA↓G (ujung lancip)
Hindlll (Haemophilis influenza) A↓AGCTT (ujung lancip)
Kpnl (Klebsiella pneumonia) GGTAC↓C (ujung lancip)
Xbal (Xanthomonas bradii) T↓CTAGA (ujung lancip)
Haelll (Hemophilus aegyptius) GG↓CC (ujung tumpul)
Tabel 2: Beberapa contoh tempat klon vector cloning
Nama Tipe Sel inang Keterangan
pBR322 plasmid E.coli Resistensi terhadap
ampisilin, ttrasiklin.
Vector untuk tujuan
umum
pUC8 plasmid E.coli Resistensi terhadap
ampisislin, skrinining
lac.
Vector untuk tujuan
umum
pBluescript plasmid E.coli Resistensi terhadap
ampisilin, skrining lac.
𝜆 gt10 bacteriofage E.coli Cloning cDNA
Yep24 plasmid E.coli atau
ragi
Resistensi aspilin.
Vector ragi shuttle

7. B. Jenis – Jenis Pustaka DNA
Pada dasarnya terdapat 2 jenis pustaka DNA, hal ini tergantung pada
sumber DNA yang digunakakan. Adapun jenis-jenis pustaka DNA antara lain
yaitu:
1. Pustaka Genom
Pustaka genom merupakan merupakan koleksi berbagai klon
bakteri yang berisikan plasmid rekombinan maupun koleksi klon fag
yang mengandung DNA rekombinan. Jenis DNA yang digunakan dalam
membuat pustaka genom adalah DNA genomik atau kromoson. Untuk
membuat pustaka genom dapat menggunakan bakteriofag sebagai
vector pengklonaan. Fragmen-fragmen DNA asing dapat disambung-
sambungkan ke dalam versi genom fag yang telah dipangkas rapi
seperti ke dalam plasmid menggunakan enzim restriksi dan DNA ligase.
Proses infeksi normal memungkinkan produksi dari banyak partikel fag
baru, masing-masing mengandung DNA asing. Keuntungan
penggunaan fag sebagai vector adalah satu fag dapat membawa sisipan
sebesar 25 kb, sedangkan satu plasmid standar dapat membawa
sisipan DNA yang tidak lebih besar dari 12.000 pasang basa (12 kb).
Pustaka genom yang dibuat dengan menggunakan fag disimpan dalam
koleksi klona fag.
Gambar 3: Pustaka Genom
Beberapa tahap penting yang dalam pembuatan pustaka genom
adalah penyiapan fragmen DNA, penyiapan vektor,reaksi ligasi, dan
perbanyakan DNA dalam sel inang. Pustaka genom dapat dibuat
dengan memurnikan DNA kromosom dan memotong DNA tersebut

8. secara parsial dengan enzim restriksi tertentu, baik melalui variasi
konsentrasi enzim maupun variasi waktu inkubasi. Fragmen tersebut
diharapkan mewakili keseluruhan gen pada suatu organisme.
Selanjutnya fragmen DNA dimasukkan ke vektor yang sesuai, sehingga
dihasilkan vektor rekombinan. Hasil pengemasan (packing) dapat
ditransfeksi ke dalam sel inang yang sesuai, sedangkan bila
menggunakan vektor plasmid, hanya dilakukan transformasi dengan
metode kejutan panas (heat shock) ke dalam sel inang. Hasil
pengklonan seluruh DNA total dari spesies tertentu disebut dengan
pustaka genom. Pustaka genom sangat bermanfaat dalam usaha isolasi
dan karakterisasi suatu gen dan juga untuk pemetaan gen secara fisik.
2. Pustaka cDNA
Proses pembentukan pustaka cDNA diawali dengan pembuatan
cDNA. Adapun pembentukan cDNA diawali dengan pembuatan tenskrip
DNA beruntai tunggal dari molekul mRNA. Ujung 3’ mRNA memiliki
serenteng ribonukleotida adenin (A) yang disebut ekor poli-A dengan
menggunakan enzim transkriptase balik yang diperoleh dari retro virus.
Ciri ini memungkinkan penggunaan satu untai pendek
deoksiribonukleotida timin (dT) sebagai primer untuk transkriptase balik.
Setelah degradasi mRNA oleh enzim, untai DNA kedua, yang
komplementer terhadap untai DNA pertama, disintesis oleh DNA
polimerase. DNA beruntai ganda yang dihasilkan disebut DNA
komplementer (complementary DNA atau cDNA). Kemudian untuk
menciptakan pustaka, cDNA dimodifikasi melalui penambahan sekuens
pengenalan enzim retriksi pada kedua ujungnya. cDNA kemudian
disisipkan kedalam DNA vector dengan cara yang serupa dengan
penyisipan pragmen DNA genom. mRNA yang diekstraksi merupakan
campuran semua molekul mRNA dari sel-sel awal, ditraskripsikan dari
banyak gen berbeda.

9. Gambar 4: Proses pembuatan cDNA
Setelah dihasilkan cDNA, kemudian cDNA diklona dengan
menggunakan vector menyusun pustaka cDNA yang mengandung
kumpulan gen. Pustaka cDNA merupakan jenis lain dari pustaka DNA,
dimana DNA yang digunakan merupakan hasil transkripsi balik suatu
populasi mRNA yang diekstraksi dari sel sebagai materi awal. Sebuah
pustaka cDNA yang baik harus cukup bsar dan mmuat perwakilan dari
semua sekuen yang penting dan sisipan cDNA nya harus merupakan
untai lengkap salinan mRNA asli. Urutan pada unjung 5’ dan 3’ mRNA
mengandung informasi penting yang dibutuhkan untuk pemahaman
penuh mengenai ekspresi dan proses gen.
C. Perbedaan Antara Pustaka Genom dan Pustaka cDNA
Adapun perbedaan pustaka genom dan pustaka cDNA sebagai
berikut:
1. Pustaka genom mengandung fragmen DNA dari seluruh sel atau jaringan
sedangkan pustaka cDNA hanya menyatakan urutan gen saja.
2. Pustaka genom mewakili kedua daerah koding dan non koding. Tapi,
pustaka cDNA hanya mewakili sebagian saja.
3. Pustaka genom sulit mengekpresikan DNA sementara pustaka cDNA
dapat mengekpresikan mRNA dengan mudah.
4. Pustaka genom memiliki intron sedangkan pustaka cDNA tidak memiliki
intron.

10. BAB III
PENUTUP
A. Simpulan
Berdasarkan uraian penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan
bahwa:
1. Putaka DNA pustaka DNA merupakan sekumpulan koleksi skuens
(urutan) DNA dari suatu organisme yang masing-masing telah diklon ke
dalam vector tertentu untuk memudahkan pemurnian, penyimpanan dan
analisisnya.
2. Pustaka DNA dapat dihasilkan dengan cara kloning DNA. Dimana
Kloning DNA tersebut dilakukan dengan cara memotong DNA yang
menjadi target dengan enzim retriksi yang memberikan ukuran fragmen-
fagmen sesuai dengan yang diinginkan. DNA yang telah dipotong
kemudian dicampur dengan vector dan ditambahi ligase sehingga
menghasilkan DNA vector sesuai dengan yang diinginkan dan
menghasilkan koleksi vector dengan insert yang berbeda.
3. Pustaka DNA pada dasarnya terbagi atas 2 jenis yaitu pustaka genomic
dan pustaka cDNA.
4. Pustaka genom merupakan koleksi berbagai klon bakteri yang berisikan
plasmid rekombinan maupun koleksi klon fag yang mengandung DNA
rekombinan.
5. Pustaka cDNA merupakan jenis lain dari pustaka DNA, dimana DNA
yang digunakan merupakan hasil transkripsi balik suatu populasi mRNA
yang diekstraksi dari sel sebagai materi awal.
B. Saran
Semoga makalah ini dapat bermanfaat dan menjadi pelajaran
khususnya bagi penulis, dan umumnya bagi pembaca. Kritik dan saran yang
membangun untuk melengkapi kekurangan makalah ini sangat kami
harapkan agar makalah yang dibuat kedepannya dapat lebih baik lagi.

11. DAFTAR PUSTAKA
Campbell, Racce. 2010. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Penerbit
Erlangga.
Sudjana. 2008. Bioteknologi Kesehatan.Yogyakarta: Penerbit Kanisius
http://biodiversitas.mipa.uns.ac.id/D/D0501/D050101.pdf diakses pada tanggal
10 Mei 2017 pukul: 10.30 WIB.
http://www.slideshare.net/mobile.smileycty/rekayasa-genetik-&-teknik-siti-juaiha.
diakses pada tanggal 10 Mei 2017 pukul 11.00 WIB.
Dona Mesina R. Pasaribu. Pustaka Gen.
http://ejournal.ukrida.ac.id/ojs/index.php/Ked/articel. Diakses pada tanggal 12 Mei
2017 pukul 21.00 WIB.
http://kliksma.com/2016/03/perbedaan-antara-genomic-dan-kumpulan-cdna.html
diakses pada tanggal 12 Mei 2017 pukul 13.00 WIB.
https://khairulanam.files.wordpress.com/2010/08/dna-rekombi.pdf diakses pada
tanggal 12 Mei 2017 pukul 13.30 WIB.