Teknik PCR-.

TEKMKPCR
oleh
Drs. Agus Hery Susanto, M.S.
staf pengajar Fakultas Biologi Unsoed

Pendahuluan

Teknik PCR (polymerase chain reaction) digunakan untuk menggandakan
fragmen DNA (urutan basa nukleotida) tertentu secara in vitro melalui reaksi polimerisasi

DNA

secara berulang-ulnng selama beberapa siklus reaksi. Teknik yang ditemukan oleh

Kary Mullis pada tahun 1987 ini telah mengalami berbagai macam modifikasi

dan

penggunaannya meliputi ruang lingkup yang begitu luas.

Komponen PCR


Tiap reaksi polimerisasi membutuhkan komponen-komponen sintesis DNA
seperti untai DNA yang akan digunakan sebagai cetakan (templat), molekul
oligonukleotida untai tunggal dengan ujung 3'-OH bebas yang berflrngsi sebagai
prekursor (primer), sumber basa nukleotida berupa empat macam dNTP (dATP, dGTP,
dCTP, dTTP), dan enzim DNA polimerase.

DNA templat adalah DNA untai ganda yang membawa urutan basa fragmen atau
gen yang akan digandakan. Urutan basa ini disebut juga urutan target (target sequence).
Penggandaan urutan target pada dasarnya merupakan akumulasi hasil polimerisasi

molekul primer.
Primer adalah molekul oligonukleotida untai tunggat yang terdiri atas sekitar 30
basa. Polimerisasi primer dapat berlangsung karena adanya penambahan basa demi basa

dari dNTP yang dikatalisasi oleh enzim DNA polimerase. Namun, pada PCR enzim DNA

polimerase yang digunakan harus termostabil karena salatr satu tahap reaksinya adalah
denaturasi untai ganda DNA yang membuhrhkan suhu sangat tinggi (sekitar 95"C). Salah
satu enzim DNA polimerase yang umum digunakan adalah

berasal dari bakteri

lag DNA

polimerase, Ymg

termofilik Thermus aquaticus.

bio.unsoed.ac.id

Tahapan PCR

Tiap putaran reaksi PCR terdiri atas tiga tahap, yaitu denaturasi templat,
penempelan primer, dan polimerisasi primer, yang masing-masing berlangsung pada suhu

lebih kurang 95'C, 50oC, dan 70'C. Pada tahap denaturasi, pasangan untai DNA templat

dipisahkan satu sama lain sehingga menjadi untai tunggal. Pada khap selaqiutny4
masing-masing untai tunggal akan ditempeli oleh primer. Jadi, ada dua buah primer yang
masing-masing menempel pada untai tunggat DNA templat. Biasanya, kedua primer

tersebut dinamakan primer ma}u (forward primer) dan primer mundur (reverse primer).
Setelah menempel pada untai DNA templat, primer mengalami polimerisasi mulai dari

5' DNA templat (ingat polimerisasi DNA selalu
berjalandariujung 5'ke 3'atantberarti dariujung i'l@ 5'untaitemplatnyo). Dengan

tempat penempelannya hingga ujung

jika
demikian, pada akhir putaran reaksi pertama akan diperoleh dua pasang untai DNA
DNA templat awalnya berupa sepasang untai DNA.
Pasangan-pasangan untai

DNA yang diperoleh pada suatu akhir putaran reaksi

akan menjadi temptat pada putaran reaksi berikutrnya. Begitu seterusnya hingga pada
putaran yang ke n diharapkan akan diperoleh fragmen DNA pendek sebanyak 2"

-


2n.

Fragmen DNA pendek yang dimaksudkan adalah fragmen yang ukurannya sama dengan

jarak antara kedua tempat penempelan primer. Fragmen pendek inilah yang merupakan
urutan target yang memang dikehendaki untuk digandakan (diamplifrkasi).

Bisa dibayangkan seandainya PCR dilakukan dalam 20 putaran saja, maka pada
akhir reaksi akan diperoleh fragmen urutan target sebanyak

220

*2.20 = 1.048576 - 40 =

1.048536 ! Jumlah ini masih dengan asumsi bahwa DNA templat awalnya hanya satu

untai ganda. Padahal kenyataannya, hampir tidak mungkin DNA templat awal hanya
berupa satu untai ganda. Jika DNA templat awal terdiri atas 20 untai ganda saj4 maka

jumlah tadi tinggal dikalikan 20 menjadi 20.970.720, suatu jumlah yang sangat cukup

bila akan digunakan sebagai fragmen pelacak.

bio.unsoed.ac.id

urutan tareet

5'

^.
----Lr
5',

nNe templat

awal berupa DNA untai ganda

(te|'c)

fr"o,urosi


i

5',

5'

primer

ft soil

U*r*oetan
primer maju

5' -t'

)

3'