Identitas Buku 1. Judul jurnal A Textboo

Identitas Buku
1. Judul jurnal

: A Textbook On Biotechnology

2. Penulis

: H.D. Kumar

3. Tahun

: 2013

4. ISBN

: 81-85938-90-3

GENETIC ENGINEERING (Rekayasa genetika)
Rekayasa genetika salah satu fondasi dasar bioteknologi modern Karena modifikasi
genetik atau manipulasi mikroorganisme yang bermanfaat adalah ultilization penting atau
menguntungkan dalam produksi berguna, produk bernilai tinggi. selain budaya mikroba sel

tumbuhan dan hewan dapat secara genetik dimanipulasi untuk keuntungan ini mungkin dalam
pandangan kemampuan kita dalam banyak kasus meningkat kultur protoplas (dan sekering
mereka) apa yang dapat ditangani seperti mikroba dalam percobaan genetik. Teknik atau
rekayasa genetika telah memungkinkan dalam beberapa kasus untuk mentransfer gen dari
satu organisme ke organisme lain dengan mengatasi penghalang spesies gen percobaan
manipulasi memerlukan penggunaan enzim dengan metabolisme asam nukleat. enzim
memungkinkan untuk memanipulasi DNA in vitro. Paling penting ini apakah enzim yang
disebut pembatasan endonuklease-yang merupakan bagian dari gudang bakteri telah
berevolusi sebagai mekanisme pertahanan terhadap resiko invasi unsur genetik alien zoals
bakteriofag dan plasmid. yang nucleases menghidrolisis asam nukleat ke dalam nukleotida.
sebuah exonucleases mengunyah untai DNA antara dua nukleotida kabisat. Endonuklease
restriksi memotong DNA pada urutan tertentu. bakteri-yang menghasilkan sintesis
endonuklease restriksi melindungi urutan spesifik dalam DNA mereka sendiri dengan
masking mereka dengan kelompok certainement kimia dengan Konsekuensi Bahwa
endonuklease restriksi tidak bisa memotong urutan spesifik di bakteri bakteri pada dengan
DNA tetapi dapat menyerang hanya DNA asing.
In vitro atau teknologi DNA rekombinan Terdiri Dari empat langkah berikut
1. generasi dan kloning DNA (fragmentasion atau DNA menggunakan enzim restriksi,
pengayaan untuk urutan DNA spesifik, atau fragmen DNA kovalen lingked ke
molekul vektor atau modifikasi DNA ekstremitas isla stasiun atau recombinan

molekul dan antarspesies mentransfer DNA

2. Gunakan atau kloning vektor (vektor plasmid, vektor berasal dari vektor fag lambda
tujuan khusus kloning, organisme vektor untuk orang lain daripada E.coli)
3. Deteksi dan analisis klon (screening rekombinan klon karakterisasi DNA kloning)
4. Manipulasi gen kloning (mutagenesis, gen kloning)

simon 1992 telah menggambarkan perkembangan oligomer glycines N-tersubstitusi sebagai
motif untuk generasi atau Kimia beragam perpustakaan molekul baru. oligomer tesis disebut
peptoids. Untuk merancang sebuah alternatif untuk polimer alam Simon et al mendalilkan
lima atribut describle untuk setiap sistem modular.
1. monomer memanggul akan straighforward untuk mensintesis dalam jumlah besar
2. monomer yang sudah berbagai kelompok fungsional disajikan sebagai rantai
oligomer
3. menghubungkan rantai kimia, yang dihubungan untuk enzim hidrolitik monomer
menjadi akiral
Teknologi in vitro rekombinan DNA
1. Generasi dan kloning fragmen DNA (fragmen DNA menggunakan enzim restriksi,
pengayaan untuk urutan DNA spesifik linkage covalen dari DNA ke vektor molekul,
atau modifikasi DNA Ekstremitas isolasi molekul rekombinan dan mentransfer DNA

interspesifik
2. Penggunaan vektor kloning (vektor plasmid, vektor berasal dari tujuan khusus fag
lambda kloning vektor, vektor untuk organisme selain E.coli
3. Deteksi dan analisis dari klon (atau skrining rekombinan klon, karakterisasi atau DNA
kloning
4. Manipulasi atau gen kloning (mutagenesis, ekspresi efisien gen kloning
Pembawa plasmid dan kloning
Plasmid dapat mempengaruhi fenotip sel inang mereka dalam berbagai cara. Sifat
certainement sel bakteri yang ditularkan melalui plasmid, osmanthus, kemampuan untuk
menghasilkan bakteriosin (antibiotik protein-yang diekskresikan ke dalam medium oleh
certainement dan strain-yang membunuh strain bakteri lainnya) adalah transmisible palsmid.
yang bakteriosin yang dihasilkan oleh E.coli disebut colicins. colicinogenic plasmid endows
sel dengan perlawanan terhadap colicin sendiri. tidak ada pelatihan ulang untuk menghasilkan

colicin (dan Memperoleh resistensi untuk itu) adalah ditransmisikan dari sel ke sel di atau di
epidemi atau mannermouse menular.

Plasmid digunakan sebagai vektor dalam rekayasa genetika. Dalam hal ini plasmid
digunakan untuk membawa suatu rangkaian fragmen DNA asing masuk dalam sel inang
dengan harapan plasmid rekombinan itu mengalami replikasi dan mengekspresikan sifat baru

pada DNA asing tersebut, sehingga sifat yang diinginkan dapat diperoleh dari plasmid
rekombinan tersebut.
Tabel 5-1 beberapa vektor plasmid di E.coli
Palsmid
Pmb9
Pbr322
Pbr325
Pkc7
Pacyc184
Pac105
Pmk16

Genetik marker (s)
Colicin immunity
Ampicilin
Tc-r, Ap-r, Cm-r
Ap-r, kanamycin (Km-r)
Tc-r, Cm-r
Colicin immunity
Tc-r, Km-r, Colicin immunity

Tabel 5-2 beberapa vektor plasmid batang untuk kloning

Plasmid

Genetik marker

Pub110

Km-r

Phv33

Ap-r, Tc-r, Cm-r

Pbd6

Km-r, Sm-r

Pbc16

Tc-r

Pbc16-1

Tc-r

Pgy31

Tc-r

Tabel 5-3 vektor M13
Phage

Fenotipe marker

M13 mp 2

Biru

M13 mp 5

Biru

Fd 101

Ap-r, Km-r

Fd 107

Ap-r

Fd tet

Tc-r

Vektor ekspresi
a. Ori (origin of replication), yaitu situs untuk memulai replikasinya sendiri, sehingga
dalam sel mampu bereplikasi/menggandakan diri sendiri
b. Operator (o), mempunyai fungsi yaitu mengatur gen struktur menjadi aktif atau dalam

keadaan terbuka dan menjadi tidak aktif atau dalam keadaan tertutup.
c. Promoter (p)
Agar molekul DNA dapat digunakan sebagai cetakan dalam sintesis RNA, kedua
untainya harus dipisahkan satu sama lain di tempat-tempat terjadinya penambahan basa
pada RNA. Selanjutnya, begitu penambahan basa selesai dilakukan, kedua untai DNA
segera menyatu kembali. Pemisahan kedua untai DNA pertama kali terjadi di suatu
tempat tertentu, yang merupakan tempat pengikatan enzim RNA polimerase di sisi
5’ (upstream) dari urutan basa penyandi (gen) yang akan ditranskripsi. Tempat ini
dinamakan promoter.

d. Marker seleksi berguna untuk proses seleksi, yaitu tahap untuk menyeleksi plasmid
yang membawa DNA sisipan (rekombinan) dari plasmid yang tidak disisipi DNA asing.
Marker seleksi yang umum adalah gen resistensi terhadap antibiotika, misalnya
ampisilin atau tetrasiklin.
e. Situs kloning adalah tempat/lokasi dimana fragmen DNA yang akan diklon/digandakan
dimasukkan/disisipkan untuk kemudian digandakan oleh plasmid.
f. situs kloning adalah satu segmen pada plasmid yang panjangnya beberapa puluh sampai
ratusan pasang basa yang terdapat sekuens pengenal untuk beberapa enzim restriksi.

Strategi untuk Meningkatkan stabilitas plasmid pada bakteri rekayasa genetika di

bioreaktor
Teknologi rDNA Providence pendekatan langsung untuk produksi berbagai macam
produk biokimia dari mikroorganisme industri serta dari sel mamalia dan tumbuhan
Palsmid yang digunakan secara luas digunakan sebagai vektor n rekayasa genetika untuk
ekspresi gen asing di sel prokariot atau eukariotik. Berbagai plasmid yang tahu, tapi tidak
semua yang berguna dalam Bioprocessing commericial. Karakteristik yang diinginkan untuk
vektor berguna termasuk
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Nomor copy Tinggi
Kepemilikan atau beberapa di pembatasan unik situs endonuklease lcevage
Ukuran kecil
stabilty Genetik
Screening penanda (gen resistensi antibiotik dikodekan oleh plasmid yang)
Prosedur sederhana untuk transfer ke dalam host

Rekayasa Genetika pada Hewan.
Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam
populasi dapat dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula
dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan
batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular untuk mengubah
susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan
pada kemanfaatan tertentu.
Hibridisasi DNA

Teknik hibridisasi meliputi dua proses, yaitu proses denaturasi atau pemisahan dua
rantai asam nukleat yang komplementer dari proses renaturasi atau perpaduan kembali dua
rantai asam nukleat. Proses denaturasi biasanya dilakukan dengan cara pemanasan DNA
untuk memecah ikatan hidrogen yang terdapat di antara pasangan basa sehingga rantai asam
nukleat akan terpisah. Proses ini kemudian diikuti dengan proses renaturasi dengan cara
pendinginan. Pengujian sel bakteri pembawa rekombinan, gen-gen target, level mRNA, hasil
pemotongan ER (RFLP) dan uji lainnya yang

menggunakan teknik hibridisasi,

membutuhkan proses denaturasi dan fragmen asam nukleat yang tidak diketahui dan
memfiksasi fragmen tersebut pada bahan solid seperti filter nitroselulosa. Untuk pengujian
dengan hibridisasi diperlukan suatu probe asam nukleat yang komplementer dicampurkan
dengan fragmen asam nukleat yang terdapat pada bahan solid tersebut pada kondisi yang
mendukung terjadinya hibridisasi. Proses hibridisasi dapat juga dilakukan dalam larutan
(bukan bahan solid). Baik DNA yang hendak didiagnosis (target) maupun probe dimasukkan
dalam larutan buffer. Kedua DNA tersebut bebas bergerak dan proses hibridisasinya
berlangsung 5-10 kali lebih cepat daripada di bahan solid. Keadaan tersebut sangat penting
dalam aplikasi kebanyakan diagnostik mikrobiologi yang memiliki konsentrasi DNA target
sangat sedikit dan membutuhkan waktu diagnosis lebih cepat. Probe dapat juga dibuat dari
oligonukleotida (biasanya terdiri dari 30-40 nukleotida) yang dibuat secara sintetik.
Oligonukleotida tersebut dapat berupa fragmen DNA rantai tunggal atau fragmen RNA.

DNA FINGERPRINTING (sidik jari pada DNA)
Sebuah probe urutan DNA beruntai tunggal yang telah ditandai dengan radioaktivitas
atau enzim sehingga probe dapat dideteksi. Ketika pasangan basa probe ke target, penyelidik
dapat mendeteksi mengikat ini dan tahu di mana urutan target adalah karena probe terdeteksi.
Sebagai contoh, mari kita ikuti RFLP tertentu yang ditetapkan oleh enzim restriksi EcoR I
dan urutan target sebesar 20 basis
GCATGCATGCATGCATGCAT.
EcoR aku mengikat kepada pengakuan seuqence GAATTC dan memotong DNA
beruntai ganda. Probe DNA di gunakan dalam analisis polimorfisme pembatasan panjang
fragmen (RFLP-Restriction Fragment Length Polymorphisms), yang menjadi semakin
berharga dalam prosedur medis,mengandalkan pada pendeteksian berbagai ukuran fragmen
(Polymorphisms) yang di hasilkan ketika potongan DNA genomik yang mengandung suatu

gen tertentu dan daerah analog yang mengandung alel mutan nya di belah oleh suatu enzim
pembatas.

Tabel analisis langsung dari beberapa penyakit genetik menggunakan probe untuk mendeteksi
cacat intragenik
Penyakit
Achondroplasia
Adrenal hyperplasia
Atherosclerosis
Diabetes melitus
Hiperkolestrol
Leukimia
Phenilketonuria
Anemia

Probe
Collagen
Steroid 2 hydroxylase
Apolipoprotein A-1
Insulin
Low-density lipoprotein reseptor
t-cell antigen reseptor
Phenylalanine hydroxylase
β-globulin sintetik oligonucleotide

Sistem penanda genetik
RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism)
Marka molekuler RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) merupakan
marka molekuler yang menggunakan enzim restriksi dalam mengidentifikasi sekuensisekuensi DNA suatu individu. Enzim restriksi ini berperan memotong rangkaian DNA genom
individu menjadi potongan-potongan yang berbeda-beda ukurannya dan menjadi sumber
informasi genetik spesifik dalam mendeteksi variasi sekuensi DNA yang dimiliki suatu
individu.
Analisis RFLP yang merupakan marker ko-dominan telah banyak digunakan untuk
mencapai berbagai tujuan. Mengingat situs restriksi mempunyai sekuensi DNA tertentu,
berarti variasi keberadaan situs restriksi mencerminkan adanya variasi sekuensi DNA.
Dengan kata lain, RFLP dapat berfungsi sebagai penduga variasi DNA. Penggunaan fragmen
restriksi sebagai marker genetik telah didemontrasikan sejak tahun 1974 oleh Grodziker et
al., (1974). Dalam studinya, karakter sensitif suhu dari organisme adenovirus berhasil
dipetakan dengan menggunakan fragmen restriksi (marker RFLP). Sejak itu, banyak studi
telah dilakukan untuk mengembangkan peta keterkaitan (linkage map) dan pembuatan peta
genetik berbagai penyakit turunan pada manusia. Untuk individu, analisis keterkaitan dari

marker RFLP telah berhasil dilakukan untuk individu jagung, tomat, kacang kapri dan lainlain
Berbagai penerapan marker RFLP tersebut antara lain : (1) menduga hubungan
kekerabatan dari beberapa individu yang dianalisis, (2) menduga ada tidaknya variasi genetik
dari koleksi plama nutfah,(3) memonitor kemurnian benih hibrida, (4) memonitor proses
seleksi (melalui linkage) berbagai karakter agronomis penting, (5) memilah-milah komponen
genetik dari karakter kuantitatif, (6) menganalisis gen yang berasal dari proses transformasi
genetik. Dalam hal ini, posisi integrasi dari gen tersebut dalam kromosom individu
resipiennya akan dapat ditentukan.
RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)
Terdapat tiga jenis penanda genetik dalam menganalisis genom, yaitu penanda
morfologi, penanda protein dan penanda DNA. Untuk menjadi penanda genetik, lokus dari
penanda harus lokus yang secara eksperimen dapat mendeteksi variasi diantara individu di
dalam pengujian populasi. Perbedaan jenis penanda bisa mengidentifikasi polimorfisme yang
berbeda juga.
Penanda morfologi yang selama ini digunakan merupakan penanda yang berdasarkan
pada hereditas Mendel yang sederhana, seperti bentuk, warna, ukuran dan berat. Karakter
morfologi (fenotip) bisa digunakan sebagai indikator yang signifikan untuk gen yang spesifik
dan penanda gen dalam kromosom karena sifat-sifat yang mempengaruhi morfologi dapat
diturunkan. Dalam jumlah besar penanda morfologi dipelajari dan dipetakan untuk manusia,
mencit, Drosophila, jagung tomat serta hewan dan tumbuhan lainnya.
Sejak ditemukan penanda DNA, penanda ini menjadi populer digunakan dalam
mempelajari filogenetik molekuler. Penanda DNA adalah sebagian kecil DNA yang dapat
menunjukkan polimorfisme diantara individu yang berbeda. Ada dua macam pendekatan
yang dilakukan pada analisis penanda DNA ini, diantaranya pendekatan dengan hibridisasi
dan PCR. Larik DNA bisa dideteksi menggunakan hibridisasi asam nukleat, larik DNA yang
digunakan harus berasal dari lokus yang sama hasil isolasi dan pemurnian. Larik DNA yang
sama lokus berasal dari spesies yang sama atau spesies yang lain tapi berkaitan. Hal ini
menjadi dasar untuk penanda RFLP (Restriction Fragment Length polymorphism).
Pendekatan melalui PCR merupakan teknik mengamplifikasi segmen target, dua
primer didesain menggunakan segmen yang dibutuhkan setelah disekuensing. Mikrosatelit,
STSs (Sequence tagged sites), ESTs (Expressed sequence tags) dan lain-lain biasa digunakan
sebagai penanda genetik dengan PCR. Pemilihan primer yang belum diketahui sebelumnya

bisa digunakan secara acak pada penanda genetik RAPD (Random Amplified Polymorphic
DNA).
Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) adalah suatu sistem deteksi molekuler
yang berbasis PCR, salah satu teknik molekuler untuk mendeteksi keragaman DNA
didasarkan pada penggandaan DNA. RAPD juga merupakan penanda DNA yang
memanfaatkan primer acak oligonukleotida pendek (dekamer) untuk mengamplifikasi DNA
genom organisme (Cheema dan Pant. 2013).
Penanda RAPD telah digunakan untuk studi populasi. Secara teknis lebih sederhana
daripada penanda berbasis DNA lainnya (misalnya RFLP), mampu meneliti sejumlah besar
lokus, dan diharapkan untuk memberikan sampel yang jauh lebih acak dari genomik DNA.
Bahwa RAPD mengungkapkan pola keragaman genetik, tapi RAPD cenderung memberikan
diagnostik populasi, ras atau spesies-spesifik penanda. Karakteristik ini dapat menjadi
penting untuk studi populasi dan untuk menginformasikan keputusan tentang konservasi
populasi (Cheema dan Pant. 2013).
Salah satu penanda molekuler untuk analisis keragaman genetik adalah Randomly
Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Dasar dari analisis RAPD adalah penggunaan alat
Polymerase Chain Reaction (PCR) yang merupakan suatu metode in vitro untuk
memperbanyak sekuen DNA dan merupakan teknik yang sangat berguna untuk identifikasi
genotipik, analisa kekerabatan, filogenetik dan pemetaan genetik.
Teknik RAPD ini telah digunakan untuk mengetahui bagaimana tumbuhan langka
dan terancam punah mengatur variasi genetiknya di alam untuk mempertahankan spesiesnya.
Penemuan PCR dengan primer acak dapat digunakan untuk amplifikasi satu set lokus secara
acak yang dapat didistribusikan dalam setiap genom, dapat memfasilitasi pengembangan
penanda genetik untuk berbagai tujuan. Kemudahan dan penerapan teknik RAPD telah
memikat para peneliti. Alasan utama keberhasilan analisis RAPD adalah memperoleh
sejumlah besar penanda genetik yang hanya membutuhkan sejumlah kecil DNA tanpa
persyaratan untuk kloning, sekuensing atau bentuk lain dari karakterisasi molekuler dari
genom spesies yang bersangkutan.

Rudal Biolistic
Meskipun cukup mudah untuk mengubah gen nuklir tanaman dan hewan yang
berbeda ada kekurangan penting dari Metode Cocok untuk Memperkenalkan gen ke dalam
mitokondria atau cloroplast. Baru-baru ini Microprojectiles dilapisi dengan DNA telah

digunakan untuk memperkenalkan gen ke dalam organel sintesis. Boynton 1998 dan Johnson
pada tahun 1998 telah berhasil menembak segmen yang hilang dari DNA ke dalam ragi atau
kloroplas. baik kapasitas sintesis foto dari Chlamydomonas mutan dan kapasitas pernafasan
atau ragi yang rusak werw dipulihkan. Hal tersebut menunjukkan bahwa DNA kloning
dimasukkan langsung menggantikan DNA yang rusak atau hilang dalam organel. sebagai
hasil dari pengenalan DNA dipulihkan funcioning inherrited oleh sel. tembakan yang dalam
menunjukkan dna telah Menjadi terintegrasi dan diekspresikan dalam progency sel.
Rekayasa Molekuler
Rekayasa

molekuler

memungkinkan

untuk

menghapus

atau

urutan

substitutenucleotide di gen sasaran. gen target kloning. ini diikuti dengan penghapusan,
substitusi atau penyisipan, atau DNA yang diperoleh dari gen lain atau disintesis in vitro.
adalah mungkin untuk membangun hal itu memastikan ekspresi konstitutif dalam jaringan
spesifik atau host. teknologi rekayasa genetika memiliki potensi untuk ook desain gen yang
diekspresikan ke beberapa tingkat yang telah ditentukan di bagian spesifik dari hewan atau
bahkan sel manusia. Molekul rekayasa memungkinkan menjahit produk gen yang diperlukan
untuk kebutuhan tertentu. Rekayasa gen dapat dibuat untuk mengekspresikan oleh
Memperkenalkan gen ke dalam sel baik oleh diri mereka atau vektor. Beberapa teknik vektor
memungkinkan gen yang akan dimasukkan ke situs spesifik dalam genom sasaran. Vektor
lainnya membawa gen yang menanamkan kepada penerima sel keuntungan selektif untuk
pertumbuhan di media khusus vektor. Mungkin memiliki urutan DNA lebih yang memastikan
bahwa gen yang direplikasi bersama dengan genom selular. Sebuah kategori ketiga vektor
dirancang untuk memperkenalkan teknik gen effiiciently dan bersamaan ke sejumlah besar
sel.

Kelebihan buku
1. Buku ini menjelaskan bagaimana proses rekayasa genetika sesuai dengan urutannya
2. Isi buku ini sudah lengkap dan skema untuk kloning DNA dijelaskan dengan jelas.
Terdapat berbagai tahap dalam proses rekombinan DNA
3. Isi buku ini memberikan beberapa jenis vektor plasmid yang terdapat di E.coli,
sehingga proses di situs cloning sudah terlihat fenotip yang sesuai dengan plasmid dan
inti gen.

4. Untuk rekayasa genetika pada hewan terdapat beberapa proses yaitu, hibridisasi DNA,
sidikjari DNA dan dijelaskan dengan skema sehingga mengetaui bagaimana teknologi
rekombinan DNA dalam proses kloning gen untuk menghasilkan insulin
5. Buku ini memberikan contoh penyakit yang diakibatkan dari rekayasa genetik.
Diantaranya diabetes melitus,leukimia, anemia, phenylketonuria.
6. Penanda sistem genetik terdiri dari RFLP (Restriction Fragment Length
Polymorphism) dan Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) sehingga
mengetahui perbedaan dari kedua sistem tersebut.

Kelemahan buku
1. Isi buku ini sulit untuk dipahami, karena penjelasannya tidak secara rinci untuk
dijelaskan.
2. Dengan materi yang sulit, perlunya pengulangan untuk memahami proses dari
rekayasa genetika. Karena prosesnya tidak mudah ntuk diterapkan, sehingga lebih
banyak lagi untuk menguasai dari skema yang sudah dijelaskan pada buku tersebut.
3. Didalam skema buku ini penjelasannya hanya sedikit, sehingga kesulian untuk
menerapkan bagaimana proses dari plasmid dan vektor apa saja yang dapat digunakan
dalam rekayasa genetika.
4. Untuk proses rekombinan DNA tidak jelas keterangannya hanya saja skema yang

digambarkan.