DNA Fingerprinting

Apa itu DNA?

DNA adalah rantai doble heliks berpilin yang terdiri atas polinukleotida. Berfungsi sebagi pewaris sifat dan sintesis protein.

Struktur DNA (deoxyribosenucleic acid) yaitu:
1. gula 5 karbon (deoksiribosa)
2. gugus fosfat
3.basa nitrogen.

Bentuk DNA adalah rantai double heliks berpilin ke kanan. Dalam DNA terdapat struktur-struktur di atas. Namun, jika diambil 1 lempeng yang mengandung ikatan fosfat, gula dan basa nitrogen, maka lempeng tersebut disebut nukleotida. Jika plat itu hanya basa nitrogen dan gula saja maka disebut nukleosida. Maka, DNA adalah polimer dari nukleotida.

Gula deoksiribosa pada DNA merupakan gula lima karbon yang kehilangan 1 atom oksigen. Gula deoksiribosa memegang basa nitrogen pada atom karbon nomor 1, sedangkan atom C nomor 5 berikatan dengan gugus fosfat. Gugus fosfat ini saling berikatan dengan gugus fosfat lainnya membentuk ikatan fosfodiester. Karena DNA merupakan rantai ganda dan atom-atom karbon mempunyai aturan diatas untuk mengikat basa nitrogen dan gugus fosfat maka satu rantai DNA terlihat berdiri tegak sedangkan rantai pasangannya justru terbalik. Maka pada notasi penulisan kode genetik DNA, ditulis 5’-kode genetik-3’, sedangkan untuk rantai pasangannya justru ditulis 3’-kode genetik-5’. Pengaturan ini disebut konfigurasi antiparalel.

Ada 2 kelompok basa nitrogen yang berikatan pada DNA yaitu:

• Purin, terdiri dari basa nitrogen adenine dan guanin.
• Pirimidin, terdiri dari basa nitrogen sitosin dan timin . pada RNA, timin diganti dengan urasil.

  

  Deoxyribosenucleic Acid

Basa Purin selalu berpasangan dengan basa pirimidin melalui ikatan hidrogen. Adenine selalu berpasangan dengan hymine melalui 2 ikatan hidrogen sedangkan cytosine berpasangan dengan guanine melalui 3 ikatan hidrogen.

Apr 30, 2012 - Uncategorized    Comments Off

Pengertian DNA Fingerprinting

DNA fingerprint merupakan salah satu bagian atau tipe dari bioteknologi yaitu tipe bioteknologi forensik. Bioteknologi itu sendiri berarti seperangkat teknik yang memanfaatkan organisme hidup atau bagian dari organisme hidup, untuk menghasilkan atau memodifikasi produk, meningkatkan kemampuan tumbuhan dan hewan, mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus yang berguna bagi kehidupan manusia atau lingkungan.

Bagaimana DNA Fingerprinting Bekerja

DNA fingerprinting adalah teknik untuk mengidentifikasi seseorang berdasarkan pada profil DNAnya. Ada dua aspek DNA yang digunakan dalam DNA fingerprinting, yaitu di dalam satu individu terdapat DNA yang seragam dan variasi genetik terdapat diantara individu. Prosedur DNA fingerprinting memiliki kesamaan dengan mencocokkan sidik jari seseorang dengan orang lain. Hanya saja perbedannya adalah proses ini dilakukan tidak menggunakan sidik jari, tetapi menggunakan DNA individu karena secara individu DNA seseorang itu unik.

Digunakan DNA karena DNA memiliki materi hereditas yang berfungsi untuk menentukan suatu urutan keturunan dalam suatu keluarga secara turun-menurun dengan pola yang acak (karena berasal dari fusiinti ovum dan sperma) sehingga dapat digunakan untuk identifikasi pelaku kejahatan walaupun telah berganti wajah.

Untuk kasus pemerkosaan diperiksa spermanya tetapi yang lebih utama adalah kepala spermatozoanya yang terdapat DNA inti sel didalamnya. Sedangkan jika di TKP ditemukan satu helai rambut maka sampel ini dapat diperiksa asal ada akarnya. Namun untuk DNA mitokondria tidak harus ada akar, cukup potongan rambut karena diketahui bahwa pada ujung rambut terdapat DNA mitokondria sedangkan akar rambut terdapat DNA inti sel. Bagian-bagian tubuh lainnya yang dapat diperiksa selain epitel bibir, sperma dan rambut adalah darah, daging, tulang dan kuku.

Fingerprint adalah gurat-gurat yang terdapat di kulit ujung jari. Fungsinya adalah untuk memberi gaya gesek lebih besar agar jari dapat memegang benda-benda lebih erat. Sidik jari dapat digunakan sebagai sarana pengamanan dalam melakukan akses ke komputer karena sidik jari mempunyai ciri yang unik, setiap manusia memilikinya, dan selalu ada perbedaan antara yang satu dengan yang lain. Hal ini mulai dilakukan pada akhir abad ke-19 (Angraini, 2009). Berikut adalah gambar beberapa macam tipe fingerprint.

Perkembangan jaman menuntut analisis yang lebih analitik untuk mendapatkan hasil yang memiliki validitas lebih tinggi untuk kepentingan penyelidikan. Sehingga dikembangkan DNA Fingerprinting, yang pertama kali diadopsi pada 1984 oleh Alec Jeffreys dari Oxford University (Mongelli, 2004). Penemuan Jeffrey ini dapat memberikan metode baru yang dapat mengungkap karakteristik dari masing-masing orang, dengan penanda gennya karena idalam setiap tubuh manusia, binatang, serta tanaman, dan mikroorganisme, terdapat sebuah struktur DNA yang unik.

Analisa DNA fingerprinting adalah teknik analisis untuk mengidentifikasi suatu individu berdasarkan pada fragmen DNA-nya. Keuntungan dari analisis fingerprinting ini, dapat mengetahui kekerabatan, karakterisasi, dan penanda suatu spesies baik hewan maupun tumbuhan (Turanggaseta, 2009). DNA fingerprinting setiap individu berbeda-beda sehingga dapat digunakan sebagai bukti forensik pada kasus kejahatan. Tes DNA ini bisa digunakan DNA yang terdapat pada inti sel atau DNA mitokondria. Namun DNA inti yang sering digunakaan karena DNA mitokondria sering mengalami mutasi (Christina, 2009).

Sebuah sidik jari DNA, adalah pola DNA yang memiliki urutan yang unik sedemikian rupa sehingga dapat dibedakan dari pola DNA individu-individu lainnya. DNA fingerprinting juga disebut “ketikan DNA”. Sidik jari DNA pertama kali digunakan untuk identifikasi sampel setelah ahli genetika Alec Jeffreys J. dari Universitas Leicester di Inggris menemukan bahwa ada pola materi genetik yang unik untuk setiap individu. Dia menyebut urutan DNA berulang “minisatellites.” Dua kegunaan utama untuk informasi yang diberikan oleh analisis DNA fingerprinting adalah untuk identifikasi individu dan untuk penentuan ayah.

DNA fingerprinting didasarkan pada DNA yang dianalisis dari daerah dalam genom yang terpisah yang disebut intron gen. Intron adalah daerah dalam suatu gen yang bukan bagian dari protein gen pengkode. Mereka keluar disambung selama pemrosesan dari messenger RNA, yang merupakan molekul antara yang memungkinkan DNA untuk mengkodekan protein. Hal ini berbeda dengan analisis DNA dalam penentuan mutasi yang menyebabkan penyakit, dimana sebagian besar mutasi melibatkan daerah dalam gen yang kode untuk protein yang disebut ekson.

DNA fingerprinting biasanya melibatkan intron karena ekson jauh lebih dilestarikan dan karenanya, memiliki variabilitas yang lebih kecil dalam urutannya. DNA fingerprinting pada awalnya digunakan untuk mengidentifikasi penyakit genetik dengan menghubungkan gen penyakit dalam sebuah keluarga yang didasarkan pada penanda dan kemungkinan mereka akan berada dalam jarak dekat, tetapi juga menjadi digunakan untuk investigasi kriminal dan ilmu forensik.

Read more: http://duniagil.wordpress.com/2011/12/21/dna-fingerprinting/

Apr 30, 2012 - Uncategorized    Comments Off

Metode dan Proses Pembuatan DNA Fingerprinting

Teknik PCR analisis

Polymerase chain reaction (PCR) adalah suatu proses pembentukancetakan DNA secara berulang kali dengan menggunakan prosedurdan waktu yang tertentu. PCR menggunakan teknik amplifikasi(perbanyakan) secara spesifik pada suatu segmen DNA secara invitro dengan menggunakan DNA polimerase, cetakan (template),DNA genom, dan primer oligonukleotida.

Prinsip dasar dari teknik PCR tersebut merupakan adanya enzimDNA polimerase yang digunakan untuk membuat cetakan darisegmen DNA yang diinginkan.

Polymerase Chain Reaction

Berikut adalah tiga tahap bekerjanya PCR  (Polimerase Chain Reaction) dlm satu siklus:

1. Tahap peleburan/melting/denaturasi PCR  (Polimerase Chain Reaction). Tahap ini b’langsung pd suhu tinggi, 94–96°C, ikatan hidrogen DNA t’putus (denaturasi) & DNA menjadi berberkas tunggal. Biasanya pd tahap awal PCR  (Polimerase Chain Reaction), tahap ini dilakukan agak lama (sampai 5 menit) utk memastikan semua berkas DNA terpisah. Pemisahan ini menyebabkan DNA tdk stabil & siap menjadi templat (“patokan”) bagi primer. Durasi tahap ini 1–2 menit.

2. Tahap penempelan/annealing PCR  (Polimerase Chain Reaction). Primer menempel pd bagian DNA templat yg komplementer urutan basanya. Ini dilakukan pd suhu antara 45–60°C. Penempelan ini bersifat spesifik. Suhu yg tdk tepat menyebabkan tdk terjadinya penempelan atau primer menempel di sembarang tempat. Durasi tahap ini 1–2 menit.

3. Tahap pemanjangan/elongasi PCR  (Polimerase Chain Reaction). Suhu untuk proses ini tergantung dari jenis DNA-polimerase (P pada gambar) yg dipakai. Dengan Taq-polimerase, proses ini biasanya dilakukan pada suhu 76°C. Durasi tahap ini biasanya 1 menit.

Alat Polymerase Chain Reaction

Teknik STR (Short Tandem Repeats ) Analisis

STR merupakan polimorfisme DNA yang terjadi karena adanya 2 atau lebihnukleotida yang berulang. Pola pengulangannya adalah terdiri dari 2-10 bp dan terjadipada daerah intron dari DNA. Dengan menganalisa loci dari STR dan menghitungberapa banyak perulangan dari sekuen STR yang terjadi di setiap locus, maka dapat terbaca profil genetik yang unik dari setiap individu. Analisa dengan STR memerlukan teknik PCR dan elektroforesis gel agarosa. Dengan PCR daerah polimorfik dari DNAdiamplifikasi dan kemudian fragmen STR dipisahkan dengan elektroforesis agarosa sehingga jumlah perulangan yang terjadi dapat dihitung dengan membandingkan perbedaan ukuran dengan alelic ladder. Analisa dengan STR ini tidak dapat dilakukan apabila 2 individu merupakan kembar monozigot.

Teknik STR

Teknik AMP (Amplified Fragment Length Polymorphism)  FLP

DNA profilling dengan menggunakan teknik AmpFLP memiliki beberapakeunggulan, yaitu lebih cepat daripada analisa dengan RFLP dan biaya yangdibutuhkan lebih murah. Teknik ini berdasarkan pada polimorfisme VNTR untukmembedakan alel yang berbeda. Teknik ini menggunakan PCR untuk mengamplifikasidaerah VNTR dan kemudian hasil amplifikasi dipisahkan dengan gel poliakrilamid dandiwarnai dengan teknik silver stained . Salah satu locus yang sering digunakan dlamteknik ini adalah locus D1S80.

Teknik AmpFLP

DNA family relationship analysis

Dengan menggunakan teknologi PCR, analisis DNA secara luas dapat digunakan untuk menentukan hubungan keluarga seperti hubungan orangtua dan anak, saudara, dan hubungan kekerabatan lainnya.

Selama pembuahan, sel sperma ayah dan sel telur ibu, yang masing-masing mengandung setengah jumlah DNA yang ditemukan dalam sel tubuh, bertemu dan bergabung membentuk zigot. Zigot berisi satu set lengkap molekul DNA kombinasi dari kedua orang tuanya. Zigot ini membelah lalu menjadi embrio dan akhirnya menjadi janin.

Pada setiap tahap perkembangan, semua sel yang membentuk tubuh berisi DNA yang sama yaitu setengah dari ayah dan setengah dari ibu. Fakta ini memungkinkan pengujian hubungan keluarga menggunakan semua jenis sampel seperti sel darah atau jenis sampel lainnya.

Kebanyakan  DNA berisi informasi untuk fungsi tertentu, tetapi ada beberapa DNA yang disebut junk DNA, yang saat ini digunakan untuk identifikasi pada manusia. Pada beberapa lokasi khusus (disebut lokus) dalam junk DNA, pola warisan yang diprediksi ditemukan berguna dalam menentukan hubungan biologis. Lokasi ini berisi DNA markers spesifik yang digunakan oleh para ilmuwan untuk mengidentifikasi individu. Dalam tes paternitas DNA rutin, penanda yang digunakan adalah Short Tandem Repeats (STR), potongan pendek DNA yang terjadi dalam pola berulang yang sangat berbeda antar individu.

DNA setiap orang memiliki dua salinan dari markers  ini, satu warisan dari ayah dan satu dari ibu. Dalam suatu populasi, markers di lokasi DNA setiap orang dapat berbeda panjang dan kadang-kadang urutannya, tergantung pada markers yang diwarisi dari orang tua.

Kombinasi ukuran marker ditemukan pada setiap orang sehingga membentuk profil genetik yang unik. Ketika menentukan hubungan antara dua individu, profil genetik mereka dibandingkan untuk melihat apakah mereka memiliki pola warisan yang sama pada tingkat statistik yang meyakinkan.

Berikut ini adalah contoh laporan tes DNA dari laboratorium Universal Genetics yang menandakan bagaimana keterkaitan antara orang tua dan anak-anak, teridentifikasi dari special markers yang dimiliki:

DNA Marker	Mother	Child	Alleged father
D21S11	28, 30	28, 31	29, 31
D7S820	9, 10	10, 11	11, 12
TH01	14, 15	14, 16	15, 16
D13S317	7, 8	7, 9	8, 9
D19S433	14, 16.2	14, 15	15, 17

Hasilnya menunjukkan bahwa DNA anak dan ayah dugaan sesuai di lima marker. Hasil uji yang lengkap menunjukkan korelasi ini pada 16 marker antara anak dan orang diuji untuk menarik kesimpulan apakah orang itu adalah ayah biologis dari anak tersebut.

Secara ilmiah, setiap marker diberi indeks  Paternity Index (PI), yang merupakan ukuran statistik dari seberapa kuat kecocokan pada marker tertentu yang menunjukkan hubungan kekerabatan. PI dari setiap marker disilangkan satu sama lain untuk menghasilkan Combined Paternity Index (CPI), yang menunjukkan probabilitas keseluruhan dari seorang individu menjadi ayah biologis dari anak diuji relatif untuk setiap orang secara acak dari seluruh penduduk dari ras yang sama. CPI kemudian diubah menjadi Probability of Paternity yang menunjukkan tingkat keterkaitan antara ayah dugaan dan anak.

Laporan tersebut menunjukkan profil genetik dari setiap orang diuji. Jika ada marker yang sama di antara individu-individu yang diuji, kemungkinan hubungan biologis dihitung untuk menentukan seberapa besar kemungkinan individu-individu yang diuji memiliki marker yang sama karena hubungan darah.

Y-chromosome analysis

Inovasi terbaru telah disertakan untuk analisis DNA yaitu creation of primers targeting polymorphic regions pada kromosom Y-(Y-STR), yang memungkinkan resolusi sampel DNA campuran dari pria dan wanita dan/atau kasus di mana differential extraction tidak mungkin. Y-kromosom dari ayah diwariskan, jadi analisis Y-STR dapat membantu dalam identifikasi hubungan darah anak laki-laki dengan orang yang diduga ayah anak tersebut.

Mitochondrial analysis

Untuk sampel yang mudah terdegradasi, kadang-kadang mustahil untuk mendapatkan profil lengkap dari 13 STR CODIS. Dalam situasi ini, DNA mitokondria (mtDNA) dapat digunakan nuntuk analisis kecocokan DNA. Karena mtDNA diwariskan oleh ibu, kerabat ibu dapat digunakan sebagai referensi kecocokan. Perbedaan dari dua atau lebih nukleotida umumnya dianggap sebagai sebuah pengecualian. Heteroplasmi dan poli-C perbedaan dapat menghilangkan perbandingan urutan lurus, sehingga keahlian pihak analis sangat diperlukan. mtDNA ini berguna dalam menentukan identitas dengan jelas. mtDNA dapat diperoleh dari bahan seperti rambut dan tulang / gigi.

Mitochondrial Analysis

Apr 30, 2012 - Uncategorized    Comments Off

Manfaat Teknologi DNA Fingerprinting di Berbagai Bidang

DNA Fingerprint di bidang Keturunan

DNA memiliki materi hereditas yang berfungsi untuk menentukan suatuurutan keturunan dalam suatu keluarga secara turun-menurun dengan pola yangacak (karena berasal dari fusi inti ovum dan sperma) sehingga dapat digunakanuntuk identifikasi pelaku kejahatan walaupun telah berganti wajah.

Tes maternitas adalah tes DNA untuk menentukan apakah seorang wanita adalah ibu biologis dari seorang anak. Tes ini membandingkan pola DNA anak dengan terduga ibu untuk menentukan kecocokan DNA anak yang diwariskan dari terduga ibu. Umumnya tes maternitas dilakukan untuk kasus, seperti kasus dugaan tertukarnya bayi, kasus bayi tabung, kasus anak angkat dan lain-lain.

Tes paternitas adalah tes DNA untuk menentukan apakah seorang pria adalah ayah biologis dari seorang anak. Kita semua mewarisi DNA (materi genetik) dari orang tua biologis kita. Tes paternitas membandingkan pola DNA anak dengan terduga ayah untuk memeriksa bukti pewarisan DNA yang menunjukkan kepastian adanya hubungan biologis.

Contoh DNA Fingerprint pada Sebuah Keluarga

Identifikasi DNA untuk tes paternitas dilakukan dengan menganalisa pola DNA menggunakan marka STR (short tandem repeat). STR adalah lokus DNA yang tersusun atas pengulangan 2-6 basa. Dalam genom manusia dapat ditemukan pengulangan basa yang bervariasi jumlah dan jenisnya. Identifikasi DNA dengan penanda STR merupakan salah satu prosedur tes DNA yang sangat sensitif karena penanda STR memiliki tingkat variasi yang tinggi baik antar lokus STR maupun antar individu.

Setiap anak akan menerima setengah pasang kromosom dari ayah dan setengah pasang kromosom lainnya dari ibu sehingga setiap individu membawa sifat yang diturunkan baik dari ibu maupun ayah. Sedangkan DNA yang berada pada mitokondria hanya diturunkan dari ibu kepada anak-anaknya. Keunikan pola pewarisan DNA mitokondria menyebabkan DNA mitokondria dapat digunakan sebagai marka untuk mengidentifikasi hubungan kekerabatan secara maternal. Kedua pola penurunan materi genetik dapat diilustrasi seperti gambar sebelumnya. Dengan perkembangan teknologi, pemeriksaan DNA dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan membedakan individu yang satu dengan individu yang lain.

DNA fingerprint di bidang kesehatan

Suatu program penelitian kelainan genetik yang diturunkan dapat dilakukan pada janin yang belum dilahirkan maupun bayi yang baru dilahirkan, telah dikembangan pada berbagai rumah sakit didunia. Kelainan tersebut meliputi kejadian cystik fibrosis, haemophilia, Huntington’s disease, famili alzhemers, sickle cell anemia, thalasemia dan lain-lainnya.

Pendeteksian kelainan tersebut lebih awal akan memudahkan dokter atau ahli medis untuk melakukan pengobatan padak ana yang menderita kelainan tersebut. Suatu program pengobatan kelainan genetik menggunakan DNA fingerprint sebagai informasi untuk orang tuanya mengenai resiko dari kelainan tersebut pada anaknya. Pada program lain informasi pada orang tuanya mengenai DNA fingerprint pada bayi yang masih dalam kandungan mengalami kelainan genetik dan tindakan apa yang akan dilakukan.

DNA Fingerprint di bidang kriminal

Di Indonesia, DNA fingerprint mencuat namanya sebagai cara identifikasi kejahatan dan korban yang telah hancur setelah terjadi peristiwa peledakan bom di tanah air seperti kasus bom Bali, bom Marriot, peledakan bom di depan Kedubes Australia dan lain-lain. DNA yang biasa digunakan dalam tes adalah DNA mitokondria dan DNA inti sel. DNA yang paling akurat untuk tes adalah DNA inti sel karena

inti sel tidak bisa berubah sedangkan DNA dalam mitokondria dapat berubah karena berasal dari garis keturunan ibu, yang dapat berubah seiring dengan perkawinan keturunannya. Dalam kasus-kasus kriminal, penggunaan kedua tes DNA diatas, bergantung pada barang bukti apa yang ditemukan di Tempat Kejadian Perkara (TKP). Seperti jika ditemukan puntung rokok, maka yang diperiksa adalah DNA inti sel yang terdapat dalam epitel bibir karena ketika rokok dihisap dalam mulut, epitel dalam bibir ada yang tertinggal di puntung rokok. Epitel ini masih menggandung unsur DNA yang dapat dilacak.

Untuk kasus pemerkosaan diperiksa spermanya tetapi yang lebih utama adalah kepala spermatozoanya yang terdapat DNA inti sel didalamnya. Sedangkan jika di TKP ditemukan satu helai rambut maka sampel ini dapat diperiksa asal ada akarnya. Namun untuk DNA mitokondria tidak harus ada akar, cukup potongan rambut karena diketahui bahwa pada ujung rambut terdapat DNA mitokondria sedangkan akar rambut terdapat DNA inti sel. Bagian-bagian tubuh lainnya yang dapat diperiksa selain epitel bibir, sperma dan rambut adalah darah, daging, tulang dan kuku.

http://dnafingerprinting.blog.com/