Isolasi DNA & Elektroforesis
Setelah ini kamu bisa menjelaskan isolasi DNA dari sel dan elektroforesis gel untuk memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran.
Dalam kasus kriminal, setetes darah atau secarik rambut bisa mengungkap pelaku lewat sidik jari DNA. Prosesnya dimulai dengan isolasi DNA — memurnikan DNA dari sel. Lalu elektroforesis gel memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran, menghasilkan pola pita yang khas tiap individu. Teknik ini juga dipakai untuk memetakan gen, mengidentifikasi penyakit genetik, dan verifikasi produk bioteknologi. Bagaimana cara mengisolasi dan memisahkan DNA? Coba pilah di bawah.
Isolasi DNA
Isolasi DNA adalah langkah memurnikan DNA dari sel untuk dianalisis atau dimanipulasi. Tahap umumnya: (1) lisis (penghancuran sel) dengan deterjen atau enzim untuk membuka membran; (2) pemisahan DNA dari kontaminan (protein, lipid) dengan protease dan fenol-kloroform atau kolom silika; (3) pengendapan DNA dengan etanol dingin dan garam — DNA muncul sebagai benang putih; (4) pemurnian akhir dengan sentrifugasi dan pencucian. Hasilnya DNA murni siap untuk PCR, sekuensing, atau elektroforesis.
Isolasi DNA adalah proses memurnikan DNA dari sel atau jaringan. Elektroforesis gel adalah teknik memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran dengan bantuan arus listrik pada matriks gel agarosa. Migrasi adalah pergerakan fragmen DNA pada gel akibat muatan negatifnya menuju kutub positif.
Pasangkan tahap dengan tujuannya.
Elektroforesis gel
Setelah isolasi, fragmen DNA sering perlu dipisahkan berdasarkan ukuran. Elektroforesis gel adalah teknik standar. Sampel DNA dimasukkan ke sumur (well) pada gel agarosa, lalu gel dialiri arus listrik. Karena DNA bermuatan negatif (gugus fosfat), fragmen bermigrasi menuju kutub positif. Matriks gel berpori memperlambat fragmen besar lebih banyak daripada fragmen kecil, sehingga fragmen kecil bergerak lebih jauh. Setelah diwarnai (etidium bromida atau pewarna aman), pita DNA tampak di bawah UV, dapat dibandingkan dengan penanda ukuran (DNA ladder).
Sorot ciri elektroforesis.
Aplikasi elektroforesis
Elektroforesis dipakai banyak bidang. Sidik jari DNA forensik membandingkan pola pita antara tersangka dan sampel TKP. Diagnosis penyakit genetik mendeteksi mutasi yang mengubah ukuran fragmen restriksi. Verifikasi produk PCR menunjukkan ukuran fragmen yang diharapkan. Penelitian ekologi mengukur variasi genetik populasi. Bahkan pengujian kebakaan komersial memakai elektroforesis untuk membandingkan DNA. Pola pita DNA menjadi “barcode” yang dapat mengidentifikasi individu atau spesies.
Susun langkah elektroforesis gel.
Bayangkan elektroforesis seperti balapan dengan rintangan. Fragmen DNA adalah peserta bermuatan negatif yang ditarik magnet (kutub positif). Gel agarosa adalah lintasan berpasir — peserta kecil lincah menembus pasir cepat, peserta besar tersangkut lambat. Setelah balapan, peserta tersebar: yang kecil di depan (jauh dari sumur), yang besar di belakang (dekat sumur). Hasilnya pola pita yang menunjukkan ukuran tiap fragmen — “foto finish” DNA.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Mengapa fragmen DNA kecil bergerak lebih jauh pada elektroforesis?
Gel agarosa berpori; fragmen besar tersangkut lebih banyak pada pori, fragmen kecil melewati lebih mudah.
Dengan arus listrik yang sama, fragmen kecil bermigrasi lebih jauh dalam waktu tertentu, fragmen besar tertinggal di dekat sumur.
Jebakan: menyangka fragmen besar bergerak lebih jauh pada elektroforesis. Yang benar: fragmen KECIL bergerak lebih jauh karena menembus pori gel lebih mudah. Fragmen besar tersangkut dan tertinggal dekat sumur. Aturan pintas: “kecil = jauh, besar = dekat”. Itulah mengapa pita paling jauh dari sumur adalah fragmen terkecil.
Jebakan: mengira elektroforesis hanya untuk DNA. Yang benar: elektroforesis juga dapat memisahkan RNA dan protein, dengan modifikasi matriks (poliakrilamida untuk protein) dan kondisi. Prinsipnya sama — pemisahan berdasarkan muatan dan ukuran lewat matriks berpori di bawah arus listrik. DNA paling umum karena bermuatan negatif seragam dan dapat diamplifikasi PCR.
- Isolasi DNA: lisis, pemisahan, pengendapan etanol, pemurnian.
- Elektroforesis: pisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran.
- DNA bermuatan negatif → bermigrasi ke kutub positif.
- Fragmen kecil bergerak jauh, besar tertinggal dekat sumur.
- DNA ladder sebagai penanda ukuran.