PENGGUNAAN DETERGEN KOMERSIAL PADA TEKNIK ISOLASI DNA BUAH DAN SAYURAN Adinar 1505112387 Bioteknologi, VI A Biologi Program Studi Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Riau
PENDAHULUAN Sel tanaman dilindungi oleh membran sel dan dinding sel yang kuat. Membran sel terdiri dari ikatan antara protein dan lemak, sedangkan dinding sel tersusun atas polisakarida. Dinding sel dan membran sel harus dipecah untuk mengeluarkan DNA dari dalam sel. Penghancuran sel dapat dilakukan dengan cara mekanik, kimiawi dan enzimatik. Proses penghancuran sel dipengaruhi oleh jumlah bahan (kuantitas), kondisi bahan (kualitas), dan proses penghancuran itu sendiri (Ferniah dan Sri, 2013). DNA menjadi salah satu kajian materi dalam biologi molekular. DNA mengandung materi genetik yang berisi semua informasi yang dibutuhkan untuk mendukung proses metabolisme yang diperlukan organisme suatu basa nitrogen terdiri dari basa nitrogen, gula, dan fosfat (Hapsari, 2015). Isolasi DNA merupakan teknik yang penting dalam pengembangan ilmu ini. Derajat kemurnian dan kualitas dalam isolasi DNA sangat mempengaruhi hasil yang akan diperoleh. Secara umum, prosedur ekstraksi yang baik untuk isolasi DNA mencakup tiga hal penting, yaitu harus bisa dihasilkan DNA dengan kemurnian yang tinggi, DNAnya harus utuh, dan jumlahnya mencukupi (konsentrasi tinggi) (Clark, 1997 dalam Yulianti 2006). Dengan meningkatnya kebutuhan teknik DNA rekombinan dalam penelitian tumbuhan, metode yang digunakan dalam isolasi DNA menjadi perhatian utama. Metode yang biasa digunakan saat ini merupakan metode yang membutuhkan biaya dan peralatan yang sangat mahal, sehingga di tingkat perguruan tinggi lebih banyak diberikan sebatas teori saja, mahasiswa tidak diberikan pengalaman secara langsung melalui praktikum., hal ini menyebabkan penelitian di bidang ini belum banyak banyak berkembang (Restu dkk, 2012). 2012). Penerapan deterjen cucian merupakan alternatif Metode yang digunakan oleh beberapa peneliti untuk mengekstrak genomik DNA. Deterjen bisa mempengaruhi dinding sel tanaman berdasarkan senyawa kimia dan aktivitas enzimatik, dan menyebabkan pelepasan genom sel konten tanpa efek merusa k pada genom tanaman (Bahl and Pfenninger, 1996). Keuntungan menggunakan detergen sebagai medium isolasi DNA diantaranya, tidak memerlukan biaya yang tinggi, mudah didapatkan, prosedur penyiapannya cepat dan yang paling penting dalam menggunakannya adalah terdapat berbagai macam merek dengan senyawa kimia dan kegiatan enzimatik
yang berbeda beda sesuai dengan jumlah senyawa kimia dan jumlah enzin tanpa menunjukkan hasil yang berbeda (Yadav dkk, 2011). Menurut Mirnejad dkk (2012), pengembangan teknik isolasi DNA menggunakan detergen pada tanaman perlu dicoba, sebab selain memberi banyak keuntungan, hasil yang didapat tidak jauh berbeda dengan detergent kimia laboratorium. BAHAN DAN METODE
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium PMIPA Universitas Riau. Alat yang digunakan diantaranya adalah baskom, gelas beaker, s endok makanan, sendok teh, pipet tetes tabung reaksi, mortal dan pasle, waterbath dan pipet kaca. Sedangkan bahan yang digunakan adalah air, garam dapur, sabuncuci piring cair, sabun vixal, sayuran dan buah, es batu, kertas saring, alkohol, tusuk gigi. Adapun buah dan sayuran yang digunakan dalam praktikum ini adalah selada, jeruk, tomat,seledri, daun bawang, bayam kangkung dan mangga. Pada metode penelitian ini, pertama-tama disiapkan larutan ekstraksi, kemudian 20 ml larutan ekstraksi dimasukkan ke tabung reaksi, sa yur atau buah di haluskan kemudian dimasukkan ke dalam larutan ekstraksi, larutan dipanaskan pada suhu 60OC selama 15 menit, larutan kemudian didinginkan dan disaring, lalu dimasukkan alkohol ke dalam cairan hasil penyaringan. Dan DNA akan muncul di permukaan dan bewarna putih. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengamatan Tabel 1. No
Perlakuan
Warna
Bentuk
Waktu
Jumlah
1
Buah / sayur Selada
1 cm
Kuning
5 menit
++
2
Jeruk
1 cm
Bening
Benang Bergumpal Bergumpal
5 menit
++
3
Tomat
1 cm
Bening
Benang Tipis
+
4
Seledri
1 cm
Kuning
Bergumpal
1 menit 50 detik 1 menit
++++
5
1 cm
2 menit
+++
1 cm
Putih Keruh Putih
Bergumpal
6
Daun Bawang Kangkung
Benang/kapas
1 menit
++++
7
Bayam
1 cm
Kuning
Benang halus
2 menit
+
8
Mangga
1 cm
Bening
Gumpalan benang tipis
1 menit 10 detik
++
Jika dilihat secara keseluruhan, semua sumber DNA mampu menghasilkan DNA cukup baik. pada masing-masing tabung reaksi yang berisi campuran ektraksi buah, sayuran dan alcohol. Perubahan warna diakibatkan oleh perbedaan susunan DNA yang terdapat pada buah dan sa yuran. dan waktu pembentukannya pun bervariasi. Bentuk DNA yang dihasilkan pada pengamatan ini adalah bentuk benang dengan warna secara umum putih. Adanya perbedaan lama waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan DNA dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya disebabkan oleh kurang telitinya praktikan dalam mengamati DNA yang terbentuk.
PEMBAHASAN Pada praktikum yang telah dilakukan, hal pertama yang dilakukan adalah membuat larutan ekstraksi. Masing-masing penambahan bahan yang dilakukan memiliki fungsi yang berbeda-beda. Pada praktikum ini dilakukan penambahan garam pada bahan. Dwi (2009) mengatakan, penambahan garam berfungsi sebagai pelisis sel, karena larutan buffer garam dapat mengekstraksi protein yang terlarut air dan protein integral pada membran. Hal ini merupakan salah satu perlakuan untuk merusak membran sel. Kristanto (2015) menambahkan bahwa pada umumnya protein perifer dapat dihilangkan dari membran menggunakan larutan yang mengandung konsentrasi ion atau garam yang tinggi yang dapat menghancurkan ikatan ion, atau dengan bahan kimia yang mengandung kation Mg2+. Di dalam praktikum ini salah satu bahan yang digunakan adalah detergen (sabun cuci piring dan sabun fixal ) Penggunaan deterjen berfungsi untuk melisiskan membran (Marek et al ., 2009). Pelisisan sel dilakukan dengan menguraikan membran sel yang membatasi sel dengan lingkungan luar, dan melisiskan membran inti.Sabun cuci berfungsi untuk melisiskan membran dan menghilangkan molekul lain selain DNA yang diinginkan. Lipid akan terlarut dalam sabun cuci. Fosfolipid yang terdapat pada membran sel dan membran inti akan terlarut dalam larutan sabun. Molekul lain yang berikatan dengan lipid pun dapat ditangkap dan dilarutkan oleh larutan sabun, sehingga yang tertinggal hanyalah DNA sel saja. Proses ini optimal dengan membiarkannya selama 10-15 menit. Selain itu, deterjen juga berperan dalam mengurangi aktivitas enzim nuklease yang merupakan enzim pendegradasi DNA (Switzer, 1999) Kemudian bahan yang digunakan salah satunya adalah Etanol (alkohol) merupakan suatu senyawa yang tidak melarutkan DNA. Penambahan etanol dimaksudkan untuk mempermudah visualisasi DNA. Etanol (EtOH) 70% akan menyebabkan DNA mengalami presipitasi dan muncul sebagai pita putih yang berada pada larutan antara alkohol dan larutan sabun (Mardiyyaningsih, 2011). Pada praktikum ini digunakan bahan-bahan yang dianggap sebagai sumber dari DNA diantaranya yaitu selada, jeruk, tomat, seledri, daun bawang, kangkung, bayam dan mangga. setelah dilakukan pengamatan maka didapatkan data bahwa kandungan DNA dari yang tertinggi hingga terendah yaitu pada selada, jeruk, tomat, seledri, daun bawang, kangkung, bayam dan mangga. Ekstrak DNA terbesar
terdapat pada bahan seledri dan kangkung hal ini disebabkan karena memiliki kandungan klorofil yang lebih tinggi . .Sedangkan yang paling rendah adalah tomat dan bayam. Bayam menghasilkan DNA paling sedikit hal ini disebabkan oleh kandungan protein pada bayam sedikit. Sedangkan pada tomat juga menghasilkan DNA yang sedikit hal ini disebabkan oleh kandungan air lebih banyak pada buah tomat. Kemudian dilihat dari perubahan warna, Perubahan warna diakibatkan oleh perbedaan susunan DNA yang terdapat pada buah dan sayuran. dan waktu pembentukannya pun bervariasi. Bentuk DNA yang dihasilkan pada pengamatan ini adalah bentuk benang dengan warna secara umum putih. Adanya perbedaan lama waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan DNA dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya disebabkan oleh kurang telitinya praktikan dalam mengamati DNA yang terbentuk
PERTANYAAN DAN JAWABAN
1. Jelaskan prinsip dasar dari isolasi DNA sederhana! Jawab: Prinsip-prinsip dalam mengisolasi DNA (solomon, 2002) a. Melisis sel secara fisik dengan cara penggerusan b. Pemecahan dinding sel c. Pemecahan membrane sel d. Pemisahan DNA dari bahan lain Dalam isolasi DNA bahan yang biasanya digunakan adalah jaringan tumbuhan atau hewan, sehingga tujuan pertama adalah memecah sel menjadi mandiri yaitu dengan menggerus atau memblender(mekanik) kedua memecah dinding dan membran sel lapisan pembungkus DNA dengan menggunakan deterjen dan garam dapur. Fungsinya yaitu untuk melubangi atau merusak sel sehingga inti selnya keluar. Selanjutnya dilakukan pemisahan DNA dari bahan lain dengan alcohol sehingga DNA melayang dipermukaan alkohol 2. Jelaskan fungsi tahapan lisis dan presipitasi DNA ! Jawab : a. Lisis berfungsi untuk mengeluarkan inti sel sehingga inti sel dapat ditemukan, karena substansi gen yang diinginkan ada didalamnya sehingga inti sel dapat dipisahkan dari komponen-komponen sel lainnya yang tidak berfungsi b. Presipitasi berfungsi untuk mengendapkan protein histon sehingga urutan-urutan DNA tidak lagi menggulung dan berkaitan dengan protein histon, yang menyebabkan DNA menjadi terlihat 3. Jelaskan fungsi dari garam, sabun cuci, dan fixal dari isolasi DNA sederhana ! Jawab :
a. Garam berfungsi sebagai pemekat DNA. Pemekat DNA terjadi karena ion Na+ pada garam dapur mampu membentuk ikatan pada kutub negative pada ikatan fostat DNA. Bila hal ini terjadi, maka DNA akan berkumpul sehingga dapat teramati dengan jelas pada percobaan serabut putih pada dipermukaan larutan b. Sabun cuci berfungsi untuk merusak membrane sel dan membrane inti sehingga DNA yang diinginkan dapat dikeluarkan dari dalam sel c. Fixal berfungsi untuk membersihkan flek-flek atau sebagai biokatalisator atau enzim penghancur proton 4. Jelaskan factor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan isolasi DNA ! Jawab : Kadar air dari jenis buah yang dihasilkan - Semakin banyak kadar air yang terkandung pada buah maka DNA terkandung lebih sedikit Jenis deterjen yang digunakan - Setiap bahan memiliki keterkaitan antar deterjen sendiri jika buah dengan kadar air tinggi memerlukan deterjen dalam bentuk bubuk
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Bahl A, Pfenninger M (1996). A Rapid Method of DNA Isolation Using Laundry Detergent . Nucleic Acids. Res. 24 ISSN: 1587-1588
Campbell, N.A., J.B. Reece, dan L.G. Mitchell. 2004. BiologiJilid 1. Erlangga. Jakarta. Darnell. 2003. Molecular Cell Biology.WH Freeman. New York. Dwi, Wahyuni Ardiana. 2009. Teknik Isolasi Dna Genom Tanaman Pepaya Dan Jeruk Dengan Menggunakan Modifikasi Bufer CTAB. Buletin Teknik Pertanian Vol. 14 No. 1, 2009: 12-16 Elrod, S. 2007. Genetika Edisi Keempat . Erlangga. Jakarta. Ferniah, Rejeki Siti dan Sri Pujiyanto. 2013. Optimasi Isolasi DNA Cabai (Capsicum annuum L.) Berdasar Perbedaan Kualitas dan Kuantitas Daun serta Teknik Penggerusan. BIOMA, Juni 2013. Vol.156, No. 1, Hal. 14-19. ISSN: 1410-8801 Hapsari, Ari Indriana. 2015. Isolasi DNA Tanaman Bayam (Amaranthus sp) dan Ikan Lele (Clarias sp) Sebagai Kajian Dalam Biologi Molekuler . Didaktita. Vol. 13 No. 12 Agustus 2015. ISSN: 1858-0084 Jamilah. 2005. Pengaruh Berbagai Macam Deterjen, Penambahan Garam dan Ekstrak Nanas(Ananas Comusus) terhadap Hasil Isolasi DNA Berbagai Macam Buah sebagai Topik Praktikum Mata Kuliah Genetika. Skripsi Program Sarjana Biologi. Malang. Kristianto, Nugroho. Rerenstradika T. Terryana, Dan Puji Lestari. 2015. Optimasi Metode Isolasi DNA Pada Jatropha Spp. Jurnal Agroteknologi, Vol. 5 No. 2, Februari 2015 : 15-22 Mardiyyaningsih, A.N. 2011. Teknik isolasi DNA sel hati ayam secara tradisional. Jurnal PMIPA. 2 (1). Marek, E., C. Mulvihill, dan D. Bell. 2009. Extracting The Max FromA DNA Extraction. Science Scope. USA. 32 (5) Minerjad, Reza. 2012. Rapid DNA extraction of bacterial genome using laundry detergents and assessment of the efficiency of DNA in downstream process using polymerase chain reaction. African Journal of Biotechnology Vol. 11(1). ISSN 1684 – 5315 Muladno. 2002. Seputar Teknologi Rekayasa Genetika. Bogor: Pustaka Wirausaha Muda. Restu, Muhammad. Mukrimin. Gusmiaty. 2012. Optimalisasi Teknik Ekstraksi dan Isolasi DNA Tanaman Suren (Toona Sureni Merr.) untuk Analisis
Keragaman Genetik berdasarkan Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Jurnal Natur Indonesia 14(2), Februari 2012: 138-142. ISSN: 1410-9379 Suryo. 2004. Genetika Strata 1. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Switzer. 1999. Experimental Biochemistry.Blackwell Scientific Pub. Oxford. Yadav, dkk. 2011. A Novel Method of Plasmid Isolation Using Laundry Detergent. Indian Journal of Experimental Biology. Vol.49, July 2011 Yatim, W. 2003. Kamus Biologi. Yayasan Obor Indonesia. Jakarta. Yuwono, T. 2008. Biologi Molekuler . Erlangga. Jakarta Yulianti, Evy. 2006. Pengembangan Teknik Isolasi DNA Tumbuhan Menggunakan Detergen Komersial. SEMINAR NASIONAL MIPA 2006
LAMPIRAN
