LAPORAN PRAKTIKUM BIOTEKNOLOGI: Ekstraksi DNA

I. PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

DNA (Deoxyribose Nucleic Acid) adalah merupakan senyawa kimia yang paling penting dalam makhluk hidup karena molekul berperan sebagai pembawa informasi hereditas yang menentukan struktur protein dan proses metabolisme lain (Jamilah, 2005). DNA genom meliputi gen dan intergen. DNA ini tersusun atas 3 komponen utama yaitu gula deoksiribosa, basa nitrogen dan fosfat yang tergabung membentuk nukleotida. DNA dapat mengalami denaturasi dan renaturasi serta diisolasi untuk dipelajari (Suryo, 2004).

Isolasi DNA adalah proses pengeluaran DNA dari tempatnya berada (ekstraksi atau lisis) biasanya dilakukan dengan homogenasi dan penambahan buffer ekstraksi atau buffer lisis untuk mencegah DNA rusak (Yuwono, 2008). Pada sel eukariotik termasuk tanaman dan hewan bagian terbesar dari DNA berada pada nukleus yaitu organel yang dipisahkan dari sitoplasma dengan membran. Nukleus terdiri dari 90 % keseluruhan DNA seluler. Sisa DNA adalah organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Karena DNA terdapat pada nukleus, maka perlu adanya metode pelisisan sel sampai pemanenan sel. Dimana metode tersebut merupakan bagian  dari metode isolasi DNA (Elrod, 2007).

Proses isolasi DNA diawali dengan proses ekstraksi DNA. Hal ini bertujuan untuk memisahkan DNA dengan partikel lain yang tidak diinginkan. Proses ini harus dilakukan dengan hati-hati, sehingga tidak menyebabkan kerusakan pada DNA. Proses untuk mengeluarkan DNA dari sel dapat dilakukan dengan memecahkan dinding sel, membran plasma dan membran inti baik secara  mekanik maupun secara kimiawi. Cara mekanik bisa dilakukan dengan menggunakan blender atau penggerusan menggunakan mortar dan pistil. Sedangkan secara kimiawi dapat dengan pemberian yang dapat merusak membran sel dan membran inti, salah satunya adalah pemberian deterjen (Muladno, 2002).

1.2  Tujuan

Adapun tujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai berikut:

            1.      Mengetahui cara melakukan ekstraksi DNA.

            2.      Membandingkan hasil ekstraksi DNA bahan berserat dengan hewani.

II. METODOLOGI PRAKTIKUM

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung pada 06 Desember 2016 pukul 15.00-17.00 Wib.

2.2 Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan pada praktikum ini adalah timbangan, beaker glass, blender, sendok, tabung reaksi, rak tabung reaksi, cawan petri, gelas ukur, dan pisau. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan yaitu nanas, bayam, strawberry, brokoli, hati ayam, air dingin, detergen, garam dan alkohol.

2.3 Cara Kerja

Adapun cara kerja dari praktikum ini adalah sebagai berikut.

1. Ditimbang garam (1 gr) dan nanas (80gr).

2. Bahan yang telah disiapkan, diblender untuk mengambil ekstrak buah.

3. Kemudian hasil pembelnderan disaring untuk memisahkan bahan yang masih kasar dan yang halus.

4. Ekstrak bahan tersebut dimasukkan ke dalam wadah

5. Selanjutnya ditambahkan 1 sendok detergen untuk merusak membrane sel dan membrane inti

6. Ektrak yang telah ditambahkan detergen, dimasukkan ke dalam tabung reaksi.

7. Dicelupkan ekstrak nanas ke dalam tabung reaksi sebagai penambahan enzim bromoline untuk membantu memecah protein.

8. Lalu, ditambahkan alcohol untuk membantu proses pengendapan terhadap organel-organel yang sudah keluar dari sel atau memisahkan bagain-bagian yang terurai tersebut  berdasarkan berat molekul.

9. Hasil ektraksi setelah didiamkan kurang lebih 2X24 jam.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Pengamatan

NO	Ekstrak	Hasil ektraksi
1	Bayam (1)	0,5
2	Bayam (2)	0,5
3	Bayam (3)	0,5
4	Hati Ayam (1)	5,5
5	Hati Ayam (2)	5,5
6	Hati Ayam (3)	6
7	Strawberry (1)	4
8	strawberry (2)	1
9	Brokoli (1)	2
10	Brokoli (2)	0,4

3.2 Pembahasan

Pada praktikum yang telah dilakukan, hal pertama yang dilakukan adalah menimbang masing-masing bahan yang digunakan. Bobot bahan-bahan yang digunakan yaitu garam 1 gram, serta bayam, hati ayam, brokoli, stroberi, dan nanas masing-masing 80 gram. Bayam, hati ayam, brokoli, stroberi, dan nanas yang telah ditimbang ditambahkan air sebanyak 200 ml dan garam lalu diblender untuk diambil ekstraknya. Hasilpemblenderan tersebut kemudiandisaringuntukmemisahkanbahan yang masihkasardanhalus dan dimasukkan ke dalam wadah. Selanjutnya, ditambahkan1 sendok deterjen pada hasil saringan. Campuran hasil saringan dan detergen dimasukkan ke dalam tabung reaksi lalu ditambahkan ekstrak nanas. Setelah itu,ditambahkan alkohol pada campuran tersebut. Hasilektraksi yang telah dibuatdidiamkankuranglebih 2x24 jam lalu diukur masing-masing endapan yang terlihat.

Masing-masing penambahan bahan yang dilakukan memiliki fungsi yang berbeda-beda. Pada praktikum ini dilakukan penambahan garam pada bahan. 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. 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 Mg^2+. (Lodish et al., 2003).

Penambahan garam dilakukan pada saat bahan yang digunakan (bayam, hati ayam, brokoli, stroberi) telah diberi air dingin. Air dingin berfungsi untuk menurunkan suhu sel-sel bahan yang digunakan. Penurunan suhu ini dimaksudkan untuk menghambat kerja enzim endonuklease bawaan sel. Enzim endonuklease adalah salah satu enzim hidrolisis yang terdapat di dalam lisosom (Campbell et al.,2004). Endonuklease bekerja untuk memotong-motong DNA pada urutan nukleotida tertentu (Yatim, 2003). Hal ini umumnya dilakukan terhadap DNA asing lain yang masuk ke dalam sel. Namun jika membran lisosom rusak dan enzim bebas, dikhawatirkan enzim akan merusak DNA sel sendiri seperti pada proses autofagi. Oleh karena itu, agar enzim ini tidak bekerja, maka suhu larutan harus berada di bawah suhu fungsional endonuklease dengan cara memberikan air dingin.

Penggunaan deterjen berfungsi untuk melisiskan membran (Marek et al., 2009). Pelisisan sel dilakukan dengan menguraikan membran sel yang membatasi sel dengan lingkunganluar, dan melisiskan membran inti.Sabun cuciberfungsi 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).

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 bayam, hati ayam, brokoli dan strawberry. Dari keempat bahan ini, setelah dilakukan pengamatan maka didapatkan data bahwa kandungan DNA dari yang tertinggi hingga terendah yaitu pada bahan hati ayam, strawberry, brokoli, dan bayam. Ekstrak DNA terbesar terdapat pada bahan hati ayam, hal ini disebabkan karena hati ayam memiliki kandungan protein yang paling tinggi daripada bahan yang lainnya. Seperti yang kita ketahui bahwa protein merupakan penyusun DNA. Bayam menghasilkan ekstrak DNA yang paling sedikit karena kandungan protein pada bayam pun sedikit. Sedangkan brokoli yang merupakan bahan yang sama dengan bayam yaitu sayur-sayuran, menghasilkan DNA yang lebih tinggi, hal ini karena brokoli memiliki kandungan klorofil yang lebih tinggi daripada bayam yang dapat dilihat dari perbedaan warna daun brokoli yang lebih hijau. Endapan yang terdapat pada tabung menunjukan jumlah ekstrak DNA yang ada. Semakin pekat larutan didalam tabung maka semakin banyak pula ekstrak DNA nya.

IV. KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari praktikum ini adalah:

1.    Kandungan DNA paling tinggi yaitu didapat pada bahan hati ayam

2.    Kandungan protein pada bayam yang sedikit menyebabkan kandungan DNA yang terdapat pada bayam  pun paling sedikit sedikit diantara bahan yang lain

3.    Didapatkan data untuk hati  ayam yaitu 5,5ml

4.    Dari praktikum ini dapat dilihat bahwa, hati ayam memiliki kandungan protein yang paling tinggi dibandingkan dengan bahan yang lainnya

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N.A., J.B. Reece, dan L.G. Mitchell. 2004. BiologiJilid 1. Erlangga. Jakarta.

Darnell. 2003. Molecular Cell Biology.WH Freeman. New York.

Elrod, S. 2007. Genetika Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta.

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.

Lodish, H., A. Berk, P. Matsudaira, C. A. Kaiser, M. Krieger, M.P. Scott, L.

Zipursky, dan J.

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)

Muladno. 2002. Seputar Teknologi Rekayasa Genetika. Bogor: Pustaka Wirausaha Muda.

Suryo. 2004. Genetika Strata 1. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Switzer. 1999. Experimental Biochemistry.Blackwell Scientific Pub. Oxford.

Yatim, W. 2003. Kamus Biologi. Yayasan Obor Indonesia. Jakarta.

Yuwono, T., 2008. Biologi Molekuler. Erlangga. Jakarta.