Metode Sekuensi DNA ala Sanger

Frederick Sanger, saintis Inggris, mengembangkan sebuah metode untuk menentukan urutan nukleotida dari molekul DNA. Dari pernyataan ini mungkin Anda bertanya-tanya, untuk apa DNA harus diurutkan? Bikin pusing saja, sudah barangnya tidak kelihatan, masih harus diurutkan lagi. Hmmm, barangkali setelah mengetahui manfaat yang bisa dipetik dari penemuan ini, kerumitan pikiran yang ada sedikit akan lebih terurai.

Dimulai dari penyakit. Anda tahu penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetik? Misalnya saja penyakit Hemofili yang membuat penderitanya sulit sembuh dari luka, akibat tubuh tidak memiliki kemampuan untuk membentuk zat yang diperlukan untuk pembekuan darah (factor VIII, atau antihemophilic globulin(AHG). Teknologi Human Genome Project berguna untuk mengidentifikasi gen-gen yang mutasinya bertanggungjawab atas penyakit genetik.

Saintis kedokteran saat ini dapat mendiagnosa ratusan kelainan genetik manusia dengan teknologi DNA tersebut. Mereka dapat mengidentifikasi individu yang mempunyai kelainan genetik sebelum munculnya gejala, atau bahkan sebelum lahir. Aplikasi lainnya adalah teknik terapi gen, meskipun hingga kini belum terbukti terapi yang benar-benar berhasil. Masih embrio untuk bisa sampai ke arah sana, namun jika hal ini berhasil, maka merupakan sebuah terobosan mutakhir di dunia kedokteran.

Pertanyaan kembali muncul setelah mengetahui sedikit manfaat dari teknologi sekuensing DNA, bagaimana caranya DNA dapat disekuensi? Riset Frederick Sanger akan menjawabnya. Sebuah metode ditemukan (karena itulah disebut metode Sanger) oleh F Sanger yang didasarkan pada pemasukan secara random nukleotida termodifikasi, yaitu deoksiribonukleotida yang mengakhiri rantai DNA yang sedang tumbuh.

Sekuensing sendiri merupakan sebuah proses penentuan urutan nukleotida pada suatu ftragmen DNA. Sanger-lah yang mencoba mengurutkan gen pada DNA tersebut dengan metode terminasi rantai. Metode untuk mengurutkan nukleotida dari molekul DNA ini melibatkan pensintesisan utas DNA secara in vitro yang komplementer terhadap salah satu unit DNA yang sedang diurutkan.

Pada metode terminasi rantai tersebut, pemanjangan dari rantai DNA dimulai pada situs spesifik pada DNA cetakan dengan menggunakan oligonukleotida pendek yang disebut primer yang komplemen pada DNA. Kemudian primer tersebut akan diperpanjang dengan DNA polimerase (enzim yang mereplikasi DNA)

Penggabungan nukleotida pemutus rantai tersebut secara terbatas kepada rantai DNA oleh polimerase DNA menghasilkan fragmen-fragmen DNA yang berhenti tumbuh hanya pada posisi DNA tempat nukleotida tertentu tergabungkan. Fragmen-fragmen tersebut lalu dipisahkan menurut ukuran-ukuran dengan elektroforesis gel poliaktilamid atau sekarang disebut sebagai elektroforesis dengfan tabung gelas berjari-jeri kecil yang diisi dengan polimer kental.

Dari penjelasan tersebut dapat ditarik garis merah, bahwa saat akan melakukan sekuensi DNA diperlukan beberapa komponen, antara lain:

  1. DNA rantai tunggal
  2. Primer
  3. DNA polimerase
  4. dATP, dCTP, dTTP, dan d GTP

Secara lebih terperinci, proses DNA sekuen daapt dijelaskan sebagai berikut:

  • Penyiapan

Yaitu penyiapan salah satu untai fragmen DNA yang dibagi dalam 4 bagian, kemudian setiap bagian diinkubasi dengan semua bahan yang diperlukan untuk sintesis untas komplementer (primer, DNA polimerase, dan keempat deoksiribonukleotida triphospat)

  • Sintesis untai DNA baru

Dimulai pada primer dan berlanjut hingga dideoksiribonukleotida dimasukkan yang mencegah sintesis lebih lanjut. Dideoksiribonukleotida diselipkan begitu sering secara random sebagai ganti ekuivalensi normalnya. Pada akhirnya dihasilkan serangkaian untai radioaktif yang mempunyai panjang yang berbeda-beda.

  • Elektroforesis Gel

Untai DNA baru dalam setiap campuran, reaksi dipisahkan dengan cara elektroforesis pada gel poliakrilamid yang dapat memisahkan untai-untainya, bahkan yang hanya mempunyai perbedaan sekecil nukleotida panjangnya.

  • Autoradiograf

Autoradiografi dibuat untuk mendeteksi pita radioaktif

  • Baca urutan rantai baru

Urutan untai hasil sintesis baru dapat dibaca langsung dari pita-pita pada autoradiografnya, dan urutan untai DNA cetakan aslinyadapat disimpulkan:

1. Sekuens DNA dapat menyandikan informasi yang diperlukan mahluk hidup untuk kelangsungan hidup dan berkembangbiak

2. Pengetahuan akan sekuens DNA dapat berguna dalam penelitian Biologi

3. Dalam ilmu pengobatan, sekuensing DNA dapat digunakan untuk mengidentifikasi, mendiagnosis, dan mengembangkan pengobatan penyakit genetik.

4. Bioteknologi yang dapat pula memanfaatkan sekuensing DNA merupakan bidang yang berkembang pesat dan berpotensi menghasilkan banyak barang dan jasa yang bermanfaat

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s