LAPORAN TERBAIK
PRAKTIKUM BIOKIMIA
PERCOBAAN VII
ISOLASI DAN KARAKTERISASI DNA
Disusun oleh :
1. Retno Sari
(24030110110014)
2. Sapta Nur Azizah
(24030110130053)
3. Marwan Faisal
(24030110130057)
4. Sundari Putri Pilyang
(24030110141010)
5. Dahlia Nurmalasari P
(24030110141021)
6. Arif Rahman Hakim
(24030110141033)
Asisten: Fatria Isrami
(J2C009067)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG
2012
ABSTRAK
Percobaan isolasi dan karakterisasi DNA bertujuan untuk
memperoleh dan menentukan sifat-sifat (karakter) umum molekul DNA.
Sampel yang digunakan adalah strawberry. Prinsip dari percobaan ini
adalah perusakan sel ekstrak dari strawberry secara mekanik dan
kimiawi agar terjadi pemecahan sel dan karakterisasi dengan
pengamatan kelarutan, penentuan panjang gelombang maksimum dan
terjadinya denaturasi dan renaturasi dengan penambahan detergen.
Metode yang digunakan adalah metode spektofotometri, yaitu
pengukuran panjang gelombang maksimum. Untuk karakteristik DNA
diperoleh hasil yaitu DNA dapat larut dalam aquadest. Untuk
menentukan sifat-sifat DNA, yaitu denaturasi dan renaturasi
dilakukan dengan pengukuran absorbansi pellet DNA dengan penambahan
asam yaitu HCl. Sedangkan dalam penentuan karakteristik dari DNA
menggunakan variasi pelarut, yaitu aquadest, kloroform, eter, dan
n-heksan. Dari percobaan ini diperoleh hasil pellet DNA larut baik
dalam aquadest, dan larut tak sempurna dalam etanol, tetapi tidak
larut dalam kloroform, eter, dan n-heksan. Pengukuran dilakukan
pada panjang gelombang maximum sebesar 345 nm. Dari percobaan
diperoleh hasil yaitu nilai absorbansi pada masing masing pelarut
sebelum di tambahkan HCl adalah dengan pelarut akuades 0.357 nm,
etanol 0.049 nm, kloroform 0.024 nm, eter 0.022 nm dan n-heksan
0.005 nm. Sedangkan nilai absorbansi setelah penambahan HCl adalah
dengan pelarut akuades 0.369 nm, etanol 0.049 nm, kloroform 0.046
nm, eter 0.047 nm dan n-heksan 0.028 nm.
PERCOBAAN VII
ISOLASI DAN KARAKTERISASI DNA
I. TUJUAN PERCOBAAN
Untuk memperoleh dan menentukan sifat-sifat (karakter) umum
molekul DNA
II. DASAR TEORI
2.1 DNA
Asam deosiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA, adalah sejenis
asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyususn berat kering
setiap organisme. DNA umumnya terdapat di dalam sel.
DNA merupakan suatu polimer , rekombinasi DNA merupakan suatu
proses alamiah denagn unsur-unsur material genetik (pecahan-pecahan
molekul DNA) dipersatukan ke dalam suatu molekul DNA yang lain. DNA
produk dirujuk sebagai suatu DNA rekombinan.
(Fessenden, 1986)
DNA merupakan molekul yang amat panjang, terdiri dari ribuan
deoksiribosa nukleotida yang tergabung dalam suatu urutan yang
bersifat khas bagi setiap organisme. Molekul ini biasanya berbentuk
rantai ganda. Kromosom sel eukariotik merupakan satu molekul besar
DNA yang berikatan erat menjadi suatu daerah inti atau nukleotida.
Sel eukariotik mengandung sejumlah molekul DNA. Masing-masing pada
umumnya memiliki ukuran jauh lebih besar daripada sel
prokariota.molekul DNA dalam eukariota bergabung dengan molekul
protein dan dikelompokan menjadi serabut kromatin di dalam nucleus,
yang dikelilingi sistem ganda yang kompleks.
DNA berfungsi untuk menyimpan informasi genetik seacra lengkap
yang diperlukan untuk menentukan struktur semua protein dari
tiap-tiap spesies organisme agar biosintesis sel dan jaringan
berlangsung secara teratur, untuk menentukan aktivitas organisme
sepanjang siklus hidupnya dan untuk menentukan kekhususan organisme
tertentu.
(Lehningher, 1982)
2.2 Sifat-sifat DNA
Beberapa sifat penting DNA adalah :
1. Mengabsorpsi sinar ultraviolet pada panjang gelombang 260
nm
2. Menunjukan roatsi optis yang kuat
3. Dalam larutan menunjukan viskositas yang tingi katena
struktur heliksnya yang kokoh
4.Mengalami denaturasi akibat adanya pemanasan atau agitasi
akibat pemecahan ikatan hidrogen, pendinginan memperbaki ikatan
hidrogen antara pasangan-pasangan basa.
5. Ikatan hidrogen dapat dipecah dalam pH asam atau basa.
(Hart, 1963)
2.3 Struktur DNA
Struktur asam nukleat dapat diketahui lebih terinci lagi. Gugus
hidroksi 3 dari ribose terikat pada hidroksil 5 dan ribose
berikutnya melalui ikatan fosfodiester. Tentu saja basa
heterosiklik dihubungkan dengan unit deoksiribosa oleh ikatan
N-glikosida. Perlu dicatat bahwa pada DNA tidak ada lagi gugus
hidroksil unit eoksiribosa yang tersisa. Pada setiap fosfat masih
mempunyai satu proton bersifat asam yang biasanya mengion pada pH
7. Jika proton ada, zat tersebut adalah suatu asam, karena itulah
bernama asam nukleat. Adapun strukturnya adalah sebagai
berikut:
(Hart, 1963)
2.4 Struktur Skunder DNA
Sejak tahun 1938 telah diketahui bahwa molekul DNA mempunyai
bentuk tertentu, karena hasil sinar-x pada analisis DNA menunjukan
pola teratur secara berkala. Penelitian pada tahun 1950 menunjukan
hal-hal penting mengenai struktur DNA. Chargaff menganalisis
kandungan baa DNA dari berbagai organisme dan ia menemukan bahwa
komposisinya selalu sama. Ketika dilakukan penelitian di Cambridge
University ditunjukan sifat-sifat DNA heliks.
Ciri-ciri penting DNA heliks :
1. DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang melingkar
menurut satu sumbu heliks
2. Kedua sumbu heliks bersifat putar kanan dan arahnya
berlawanan menurut ujung-ujung 3 dan 5 nya
3. Basa purin dan pirimidin terletak di dalam heliks pada bidang
yang tegak lurus sumbu heliks, sedang gugus-gugus deoksiribosa dan
fosfat terletak di bagian luar heliks
4. Kedua rantai mempunyai pasangan basa purin dan pirimidin
dihubungkan oleh ikatan hidrogen, adenine selalu berpasangan dengan
timin dan guanin selalu berpasangan dengan sitosin
5. Tidak ada pembatasan pada urutan basa di epanjang rantai
polinukleotida, urutan yang pasti menentukan informasi genetik.
(Lehningher, 1982)Tulang belakang molekul DNA adalah suatu
rantai panjang yang terdiri dari molekul gula deoksiribosa yang
diikat menjadi satu oleh gugus-gugus fosfat. Satu ujung rantai
mempunyai satu gugus OH pada karbon lima, menurut penomoran gula,
ujung yang lain mempunyai satu gugus OH pada karbon nomor 3.
Tiap molekul gula dalam DNA juga dihubungkan ke satu molekul
cincin heterosiklik, yang biasa dirujuk sebagai basa. Hanya empat
basa utama yang terdapat dalam DNA. Dua sari basa ini adalah
pirimidin tersubstitusi dan dua lagi adalah purin
tersubstitusi.
(Fessenden, 1986)
2.5 Isolasi DNA
Proses isolasi DNA diawali dngan proses ekstraksi DNA. Hal ini
bertujuan untuk memisahkan DNA dengan partikel lain yang tidak
diinginkan. Proses ini harus dilakukan secara hati-hati agar tidak
merusak DNA yang diisolasi. Untuk mengeluarkan DNA dari sel dapat
dilakukan dengan memecahkan dinding sel, membran plasma dan membran
inti sel baik secara mekanik maupun secara kimiawi. Cara mekanik
bisa dilakukan dengan pemblenderan atau menggerus dengan mortar,
sedangkan cara kimiawi dapat dilakukan dengan senyawa yang dapat
merusak membran sel dan membran inti, salah satunya adalah
detergen.
Penambahan detergen dalam isolasi DNA dapat dilakukan karena
detergen dapat menyebabkan rusaknya membran sel, melalui ikatan
yang dibentuk detergen dengan protein-protein kompleks. Ikatan
tersebut dapat terbentuk karena protein dan lipid memiliki ujung
hidrofobik, demikian juga dengan detergen sehinga dapat membentuk
suatu ikatan kimia.
(Mahmud, 2006)
2.6 Replikasi DNASetiap kali sel membelah diri, maka sel harus
membuat satu unit lengkap dari seluruh gen yang dimilikinya. Produk
pembelahan yaitu dua sel anak masing-masing menerima satu komplemen
dari informasi ekologi yang dimiliki indomnya. Oleh karena itu
proses pembelahan sel melibatkan replikasi DNA yang baru.
Para ahli biologis, hingga awal 1950-an masih belum memahami
keseluruhan dari proses replikasi DNA. Tiga strategi yang mungkin
bisa jadi ditemukan:
1. Replikasi Semi Konservatif, dimana masing-masing molekul akan
mengandung satu polinukleutida dari molekul asli yang induk dan
satu nukleotida baru hasil sintesis.
2. Replikasi Konservatif, dimana satu anak mengandung beberapa
polinukleotida induk dan anak lain mengandung 2 polinukleutida
baru.
3. Replikasi Dispersif, dimana masing-masing rantai nukleutida
dari tiap molekul cincin tersusun atas bagian nukleutida induk dan
bagian dari polinukleutida baru.
(Lehninger, 1982)
2.7 Denaturasi dan Renaturasi DNA
Dua buah pita nukleotida yang berbentuk double heliks pada
molekul DNA dihubungkan dengan ikatan hidrogen yang sangat lunak.
Jika suatu larutan yang mengandung DNA dipanaskan atau dibubuhi
alkali yang kuat, maka ikatan hidrogen ini menjadi labil dan putus
lalu pita spiral dari molekul DNA itu terbuka. Proses ini dinamakan
denaturasi DNA. Jika larutan tersebut kemudian didinginkan kembali,
atau dinetralisir secara perlahan-lahan maka terbentuk
pasangan-pasangan basa itu kembali. Peristiwa kembalinya ikatan
hidrogen antar basa tersebut dinamakan renaturasi.
(Surya, 1989)
2.8 Sentrifugasi
Sentrifugasi merupakan suatu teknik pemisahan yang dilakukan
berdasarkan sifat partikel dalam medan gaya sentrifugal. Partikel
yang berbeda dalam berat jenis, ukuran dan bentuk akan mengendap
searah dengan arah gaya sentrifugal yaitu arah jari-jari ke luar
(menjauhi sumbu). Untuk partikel yang akan dipisahkan biasanya
disuspensikan dalam medium cairyang dimasukan dalam tabung
sentrifugal dan ditempatkan dalam motor yang berputar. Rotor
terdapat pada pusat sumbu simetri.
(Wirahadikusumah, 1989)
2.9 Salting Out dan salting in
Salting Out adalah metode untuk memisahkanproteinberdasarkan
prinsip bahwa protein kurangterlarutdi tinggigaramkonsentrasi.
Konsentrasi garam yang diperlukan untuk protein
untukmempercepatkeluar darisolusiberbeda dari protein terhadap
protein.Proses ini juga digunakan untuk
berkonsentrasimencairkansolusi dari protein.Dialisisdapat digunakan
untuk menghilangkan garam jika diperlukan.
Salting In ialah peningkatandalamkelarutan(seperti yang diamati
untukbeberapaprotein)olehlarutanencergaram(dibandingkan dengan air
yang murni).
(Hart,1963)
2.10 Hidrofobik dan Hidrofilik
Adahidrofobikasam aminodanhidrofilikasam amino dalam protein
molekul. Setelah pelipatan protein dalam larutan air, asam amino
hidrofobik biasanya membentuk kawasan lindung hidrofobik sementara
asam amino hidrofilik berinteraksi dengan molekulsolvasidan
memungkinkan protein untuk membentuk ikatan hidrogen dengan
molekul-molekul air di sekitarnya.Jika cukup permukaan hidrofilik
protein, protein dapat dilarutkan dalam air.
Ketika konsentrasi garam meningkat, beberapa dari molekul air
tertarik oleh ion garam, yang mengurangi jumlah molekul air yang
tersedia untuk berinteraksi dengan bagian dibebankan
protein.Sebagai akibat dari meningkatnya permintaan molekul
pelarut, interaksi protein-protein lebih kuat daripada interaksi
pelarut-zat terlarut; molekul protein mengental dengan
membentukhidrofobik interaksisatu sama lain.Proses ini dikenal
sebagai pengasinan keluar.
(Fessenden, 1986)2.11 Presipitasi
Presipitasi merupakan peristiwa jatuhnya cairan (dapat berbentuk
cair atau beku) dari atmosphere ke permukaan bumi.
a. Presipitasi cair dapat berupa hujan dan embun
b. Presipitasi beku dapat berupa salju dan hujan es.
Ketika uap air mengembang, mendingin dan kemudian berkondensasi,
biasanya pada partikel-partikel debu kecil di udara. Ketika
kondensasi terjadi uap air dapat berubah menjadi cair kembali atau
langsung berubah menjadi padat(es, salju, hujan batu (hail)).
Partikel-partikel air ini kemudian berkumpul dan membentuk
awan.Proses terjadinya : Penguapan air dari tubuh air permukaan
maupun vegetasi akibat sinar matahari atau suhu yang tinggi.
Pergerakan uap air di atmosfer akibat perbedaan tekanan uap
air.
Uap air bergerak dari tekanan uap air besar ke kecil.
(Fessenden, 1986)2.12 StrawberryBuah khas strawberri berasal
dari Amerika dan dikembangbiakan dengan baik di daerah Amerika
Utara untuk jenis Fragaria virginiana yang terkenal akan rasanya
dan Amerika Selatan, Chile untuk jenis Fragaria chiloensis untuk
ukuranbesarnya.
Berikut adalah Scientific Clasification dari buah strawberry
Kingdom: Plantae
Division
:Magnoliophyta
Class
: Magnoliopsida
Order
: Rosales
Family : Rosaceae
SubFamily: Rosoideae
Genus
: Fragaria
Species: Fragaria ananassa (Anonim, 2012)Beberapa manfaat buah
strawberry yang telah diketahui adalah untuk menyusutkan kadar
kolesterol, membantu melumpuhkan kerja aktif kanker karena asam
ellagic yang dikandungnya, meredam gejala stroke, mengandung zat
anti alergi dan anti radang, kaya akan vitamin C yang bermanfaat
bagi pertumbuhan anak, hanya sedikit mengandung gula sehingga cocok
bagi pengidap diabetes, jika dimakan secara teratur dapat
menghaluskan kulit dan membuat warna kulit terlihat lebih cerah dan
bersih, dan mencegah terjadinya keriput, dapat dijadikan sebagai
pemutih gigi, dengan menghancurkannya kemudian di tempelkan pada
gigi selama satu atau dua menit, kemudian gosok dengan sikat gigi
secara menyeluruh, ampuh melawan encok dan radang sendi, zat
astringent yang terdapat di daun strawberri berkhasiat untuk
menghentikan serangan diare, caranya dengan meminum tiga hingga
empat cangkir air hasil rebusan daun strawberri.
(Anonim, 2012)
Adapun komposisi kimia buah strawberry dapat dilihat pada tabel
berikut:
2.13 Nanas
Nanas berasal dari Brasilia (Amerika Selatan) di kawasan lembah
Sungai Parana, Paraguay. Bangsa Indian diduga melakukan seleksi
dari berbagai jenis nenas sehingga diperoleh jenis Ananas comosus
yang enak dimakan dan sekarang dibudidayakan secara luas diseluruh
dunia. Beberapa kultivar nenas berbeda dalam ukuran tanaman, ukuran
buah, warna dan rasa daging buah, serta ada atau tidaknya duri pada
daun. Kultivar-kultivar tersebut tersebar keseluruh wilayah
sehingga memiliki nama yang berbeda-beda. Buah nenas yang mempunyai
arti komersial adalah Smooth Cayenne, Queen, Spanish dan Abacaxi.
Tanaman nenas merupakan famili Bromeliaceae atau bromeliad. Famili
ini terdiri atas 45 genus dan 2000 spesies. Secara sistematis
tanaman nenas diklasifikasikan sebagai berikut :
Divisio : Spermatophyta Sub Divisio : AngiospermaeClass :
MonocotyledoneaeOrdo : Ferinosae (Bromeliales)Famili :
BromeliaceaeGenus : AnanasSpesies : Ananas comosus (L.) Merr Buah
nanas kaya akan enzim bromelain. Yang berguna untuk melegakan
tenggorokan dan membantu pencernaan. Enzim bromelain mencerna
protein di dalam makanan dan menyiapkannya agar mudah untuk diserap
oleh tubuh. Nanas juga dapat digunakan untuk mengempukkan daging.
Selain kegunaan di atas. Nanas mengandung citric dan malic acid
yang memberi rasa manis dan asam pada buahnya. Asam ini membuat
nanas menjadi bahan makanan yang digunakan secara luas untuk
membuat masakan asam manis. Bromelin membantu penyembuhan luka dan
mengurangi pembengkakan atau peradangan di dalam tubuh.
(Chandra, 2007)
2.14 Enzim Bromelin
Menurut Hartadi (1980) bromelin merupakan salah satu jenis enzim
protease yang mampu menghidrolisis ikatan peptida pada protein atau
polipeptida menjadi molekul yang lebih kecil yaitu asam amino.
Bromelin banyak digunakan dalam bidang industri pangan maupun
nonpangan seperti industri daging kalengan, minuman bir dan
lain-lain. Bromelin dapat diperoleh dari tanaman nanas baik dari
tangkai, kulit, daun, buah, maupun batang dalam jumlah yang
berbeda. Dilaporkan bahwa kandungan enzim bromelin lebih banyak
terdapat pada batang yang selama ini kurang dimanfaatkan.
Distribusi bromelin pada batang nanas tidak merata dan tergantung
pada umur tanaman. Kandungan bromelin pada jaringan yang umurnya
belum tua terutama yang bergetah sangat sedikit sekali bahkan
kadang-kadang tidak ada sama sekali. Sedangkan bagian tengah batang
mengandung bromelin lebih banyak dibandingkan dengan bagian
tepinya.(Hart,1963)2.15 Enzim Protease
Enzim protease merupakan enzim yang dapat memecah dinding sel
untuk menghasilkan DNA. Enzim protease dapat digunakan sebagai
pelembut daging bagi daging yang liat supaya mudah dikunyah, dan
membantu menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan
ikan.Enzim exolite yang termasuk dalam kelompok enzim protease ini
juga digunakan di industri penyamakan kulit.
(Hart,1963)
2.16Analisa Bahan
2.16.1 Eter
Sifat Fisik : Titik leleh -116,3oC, Titik didih 34,6oC
Sifat Kimia: Senyawa yang relative lembam (inert), biasanya
tidak bereaksi dengan asam encer ataupun basa encer, digunakan
sebagai pelarut organik.
(Hart, 2003)
2.16.2 NaCl
Sifat Fisik: Padatan kristalin putih. Densitas 2,17, titik leleh
801oC, Titik didih 1413oC
Sifat Kimia: Larut dalam air dan sedikit larut dalam etanol,
dijumpai sebagai mineral dalam air laut
(Daintith, 1994)2.16.3 Heksana
Sifat Fisik: Rumus molekul C6H14, didapat dari fraksi minyak
bumi yang ringan pada titik 69oC, Densitas 0,66
Sifat Kimia: Banyak digunakan sebagai pelarut, merupakan pelarut
non polar.
(Arsyad, 2000)
2.16.4 Akuadest
Sifat Fisik: Cairan tak berwarna, tak berasa dan tak berbau,
berat molekul 12,016gr/mol, Indeks bias 1,332, Titik leleh 0oC,
titik didih 100oC.
Sifat Kimia: Bersifat Polar, digunakan sebagai pelarut
universal.
(Basri, 1996)
2.16.5 Sifat Fisik: Larutan tidak berwarna, rumus molekul
C2H5OH, berat molekul 46.0414 gr/mol, titik leleh -114.1, titik
didih 78, densitas 1.59.
Sifat Kimia: Larut dalam air, stabil dibawah suhu normal dan
tekanan.
(Basri, 1996)2.16.6 Deterjen
Detergen adalah campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk
membantu pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak
bumi. Dibanding dengan sabun, detergen mempunyai keunggulan antara
lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh
oleh kesadahan air. Dalam Percobaan, deterjen ini biasa digunakan
sebagai inhibitor
(Anonim, 2010)2.16.7 Strawberry (Sumber DNA)
Strawberry memiliki cukup banyak sumber DNA, yang mana sebagai
anti radikal bebas. Hal ini ditunjukkan oleh beberapa manfaat buah
strawberry yang telah diketahui adalah untuk menyusutkan kadar
kolesterol, membantu melumpuhkan kerja aktif kanker karena asam
ellagic yang dikandungnya, meredam gejala stroke, mengandung zat
anti alergi dan anti radang, kaya akan vitamin C yang bermanfaat
bagi pertumbuhan anak, hanya sedikit mengandung gula sehingga cocok
bagi pengidap diabetes, jika dimakan secara teratur dapat
menghaluskan kulit dan membuat warna kulit terlihat lebih cerah dan
bersih, dan mencegah terjadinya keriput, dapat dijadikan sebagai
pemutih gigi.
(Anonim, 2012)
2.16.8 Bromelin
Bromelin merupakan salah satu jenis enzim protease yang mampu
menghidrolisis ikatan trawbe pada protein atau polipeptida menjadi
molekul yang lebih kecil yaitu asam amino.
(Hartadi, 1980)III. METODE PERCOBAAN
3.1.Alat dan bahan
3.1.1 Alat
Pisau
Mesin blender
Rak tabung
Kertas saring Gelas bekker
Spatula
Gelas Ukur Batang pengadukTabung reaksi
3.1.2 Bahan
Sampel DNA (Strawberri) Etanol
Garam dapur Ekstrak Bromelin (Nanas)
DetergenAkuades Eter
Kloroformheksan
3.2 Gambar Alat
PisauKertas saringGelas UkurGelas Beker
Spatula
Batang pengadukRak tabungTabung ReaksiMesin Blender3.3 Skema
Kerja
3.3.1 Isolasi DNA dengan metode Sederhana
Pengadukan selama 15 menit
Penimbangan 100g buah strawberry,10g buah nanas dan1g Nacl
Pencucian buah strawberry dan nanas dengan akuades
Pemasukan 100g strawberry dan 10g nanas dalam blender
Penambahan 1g NaCl dan 200 ml akuades
Pemblenderan selama 10 menit
Pengadukan selama 10 menit
Penyaringan
Penambahan 9 ml etanol
Pengamatan
Pemisahan DNA dari larutannya
3.3.2 Karakterisasi DNA
Pelarutan pellet DNA dalam berbagai pelarut akuades, etanol,
eter, n-heksana dan kloroform
Penentuan maks dan nilai absorbansi
Penambahan HCl
Pengamatan proses denaturasi DNA
Penentuan maks dan nilai absorbansi
IV. DATA PENGAMATAN
NoPerlakuan Hasil
1
2Isolasi DNA dengan metode sederhana
Pemasukan detergen dan 56 mL akuades kedalam gelas beker
Pengadukan selama 15 menit
Penimbangan 100g buah strawberry,10g buah nanas dan1g Nacl
Pencucian buah strawberry dan nanas dengan akuades
Pemasukan 100g buah strawberry dan 10g buah nanas kedalam
blender
Penambahan 1g NaCl dan 200 mL akuades
Pemblenderan selama 10 menit
Pemasukan 4mL jus sampel dan 4mL larutan detergen kedalam
erlenmeyer
Pengadukan selama 10 menit, Penyaringan
Pemasukan filtrat kedalam tabung reaksi
Penambahan 9 mL etanol,Pengamatan
Pengambilan pellet DNA
Karakterisasi DNA
Pelarutan pellet DNA dalam berbagai pelarut: akuades, etanol,
eter, n-heksan dan kloroform Penentuan maks dan nilai absorbansi
Penambahan HCl dan pengamatan proses denaturasi DNA Penentuan maks
dan nilai absorbansi
Larutan berwarna agak biru dan berbusa
Larutan berwarna merah muda dan berbusa
Larutan berwarna merah muda bening
Terbentuk gumpalan bergelembung (DNA)
DNA larut sempurna dalam akuades
DNA tidak larut sempurna dalam etanol
DNA tidak larut dalam eter, n-heksan dan kloroform
maks : 345 nm
nilai absorbansi pada pelarut akuades 0.357 nm
etanol 0.049 nm
eter 0.022 nm
n-heksan 0.005 nm
kloroform 0.024 nm
DNA terdenaturasi maks : 345 nm
nilai absorbansi pada tiap pelarut
akuades 0.369 nm
etanol 0.049 nm
eter 0.047 nm
n-heksan 0.028 nm
kloroform 0.046 nm
V. HIPOTESA
Dalam percobaan Isolasi dan Karakterisasi DNA ini bertujuan,
unutk memperoleh dan menentukan sifat sifat (karakter) umum molekul
DNA. Sampel yang digunakan adalah buah strawberri dan nanas. Pada
percobaan ini mempunyai prinsip, yakni perusakan sel ekstrak dari
daun bawang secara mekanik dan kimiawi agar terjadi penglisisan sel
dan karakterisasi dengan pengamatan kelarutan, penentuan panjang
gelombang maksimum dan terjadinya denaturasi dan renaturasi.
Sedangkan metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah
penglisisan sel dengan cara mekanik yaitu dengan pemblenderan dan
secara kimiawi dengan penambahan detergen. Dari percobaan ini
diprediksikan akan diperoleh DNA dari sampel strawberri dengan
menmbahkan etanol 96%, dan juga akan dilakukan karakterisasi dari
DNA yang sudah dihasilkan dengan identifikasi berupa Pelarutan,
pengukuran panjang gelombang, dan denaturasi. Pada pelarutan akan
diprediksikan bahwa pelarutan terhadap pelarut polar DNA yang
dihasilkan akan larut semua, sedangkan pada pelarut non polar tidak
larut. Untuk menentukan sifat-sifat DNA, yaitu denaturasi dan
renaturasi dilakukan dengan pengukuran absorbansi pellet DNA pada
berbagai variasi suhu . Pada pengukuran panjang gelombang akan
dihasilkan panjang gelombang maksimal berkisar lebih dari 260 nm.
Pada denaturasi dengan melakukan pemanasan diprediksikan berupa
penurunan nilai absorbansi jika dibandingkan pada kondisi normal,
yakni dari percobaan diperoleh hasil yaitu nilai absorbansi semakin
meningkat dengan meningkatnya suhu.
VI. PEMBAHASAN
Percobaan isolasi dan karakterisasi DNA bertujuan untuk
memperoleh dan menentukan sifat-sifat (karakter) umum molekul DNA.
Sampel yang digunakan adalah strawberry. Prinsip dari percobaan ini
adalah perusakan sel ekstrak dari strawberry secara mekanik dan
kimiawi agar terjadi pemecahan sel dan karakterisasi dengan
pengamatan kelarutan, penentuan panjang gelombang maksimum dan
terjadinya denaturasi (suatu perubahan atau modifikasi terhadap
struktur sekunder, tersier, dan kuarterner molekul protein tanpa
terjadinya pemecahan ikatan ikatan kovalen) dan renaturasi (proses
pembentukan kembali struktur untai ganda dari keadaan
terdenaturasi) dengan penambahan Sabun. Metode yang digunakan
adalah metode spektofotometri, yaitu pengukuran panjang gelombang
maksimum.
DNA merupakan master molekul (molekul utama) yang mengandung
semua informasi yang dibutuhkan untuk proses metabolisme dalam
setiap organisme. Asam ini adalah asam polimer yang terdiri dari
molekul-molekul deoksiribosanukleat yang terikat satu dengan yang
lain, sehingga membentuk rantai polinukleotida yang panjang.
Molekul DNA ini tersusun atas 3 komponen utama yaitu gula
deoksiribosa, basa nitrogen, dan phosphat yang membentuk suatu
nukleotida.
Basa purin yang terdapat dalam DNA adalah adenin dan guanin
sedangkan basa pirimidin yang terdapat dalam DNA adalah sitosin dan
timin. Antara basa-basa yang terdapat pada rantai asam nukleat ini
terikat dengan suatu ikatan hidrogen. Adenin dapat membentuk dua
ikatan hidrogen dengan timin (A=T), sedangkan Guanin dan sitosin
dapat membentuk tiga ikatan hidrogen (GC). Ikatan yang terbentuk
antara basa-basa tersebut dapat dilihat dari struktur berikut:
(Poedjiadi,1994)Struktur sebagian dari molekul DNA adalah
sebagai berikut:
(Poedjiadi, 1994)
Molekul DNA yang panjang itu terbentuk oleh ikatan antara atom C
nomor 3 dengan atom nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan
perantaraan gugus phosphat. DNA dapat mengalami denaturasi dan
renaturasi. Selain itu molekul DNA juga dapat diisolasi yaitu yang
terikat dan membentuk kromosom dan ditemukan di nukleus,
mitokondria, dan kloroplas.
6.1 Isolasi DNA
Isolasi DNA bertujuan untuk memeperoleh dan mengetahui pengaruh
jenis buah dan jenis sabun terhadap kualitas DNA yang dihasilkan
dalam proses isolasi. Pada percobaan ini sampel yang digunakan
adalah strawberry. Prinsip dari percobaan ini adalah pemecahan
membran sel dengan pemblenderan dan penambahan sabun sehingga DNA
dapat dikeluarkan dari dalam sel. Sabun yang digunakan dalam
percobaan ini adalah bentuk cair. Yaitu yaitu sabun cair (rinso
cair).
Isolasi DNA dapat dilakukan melalui tahapan-tahapan antara lain:
preparasi ekstrak sel, pemurnian DNA dari ekstrak sel, dan
presipitasi DNA. Isolasi DNA dapat dilakukan dengan beberapa cara
tetapi setiap jenis tumbuhan akan memberikan hasil yang berbeda.
Hal ini dikarenakan adanya senyawa polifenol dan polisakarida dalam
konsentrasi tinggi yang dapat menghambat pemurnian DNA.
Sampel strawberry memiliki kandungan air yang cukup tinggi, maka
tidak digunakan banyak aquadest dalam proses pemblenderan agar DNA
yang terpresipitasi bisa lebih banyak. karena semakin rendah kadar
air maka sel yang terlarut di dalam ekstrak akan semakin banyak,
sehingga DNA yang terpresipitasi juga akan banyak.
Tahap pertama dari isolasi DNA yaitu pengeluaran DNA dari sel
dengan jalan merusak dinding dan membran sel dan juga membran inti.
Perusakan dapat dilakukan dengan cara mekanik atau cara kimiawi.
Cara mekanik adalah dengan pemblenderan sedangkan cara kimiawi
adalah dengan menambahkan senyawa kimia, misalnya sabun contohnya
detergen.
Pemblenderan strawberry dan nanas bertujuan untuk merusak
membran dan dinding sel sehingga DNA dapat dikeluarkan.
Pemblenderan ini dilakukan dengan menambahkan sedikit aquadest yang
berfungsi untuk mempermudah pemblenderan. Penambahan aquadest tidak
dalam jumlah banyak karena apabila larutan terlalu encer maka DNA
yang terpresipitasi akan semakin sedikit. Hal ini disebabkan sel
yang lisis di dalam air akan lebih sedikit jika dibanding dengan
larutan kental. Penambahan garam dapur pada saat pemblenderan
bertujuan untuk mengendapkan DNA dimana garam akan berikatan dengan
phosphat dan pada saat itulah DNA berkumpul. Penambahan garam
menyebabkan protein dan karbohidrat terpresipitasi ke dalam larutan
yang kemudian tersaring pada proses penyaringan. Garam dapur juga
berfungsi sebagai lysing buffer yaitu menjaga pH larutan agar tetap
konstan sehingga tidak terjadi denaturasi DNA. Buah nanas digunakan
sebagai bahan tambahan untuk mengisolasi DNA karena buah nanas
mampu memudahkan proses presipitasi DNA. Di dalam buah nanas
terkandung enzim bromelin yang merupakan golongan enzim protease,
dimana enzim itu mampu menghidrolisis ikatan peptida pada protein
atau polipeptida menjadi molekul yang lebih kecil yaitu asam amino.
Sampel kemudian ditambah dengan larutan sabun dan dilakukan
pengadukan. Penambahan sabun berfungsi untuk merusak membran sel
dan membran inti sehingga DNA dapat dikeluarkan dari sel. Sabun di
sini berfungsi untuk menggantikan senyawa-senyawa kimia seperti
lisozim (adalah enzim yang memutuskan ikatan -1,4-glikosida antara
asam-N-asetil glukosamin dengan asam-N-asetil muramat pada
peptidoglikan) yang mampu mempengaruhi kerja senyawa polimerik
sehingga kekuatan sel tidak lagi dapat terjaga dan EDTA
(etilendiamintetraasetat) yang berfungsi untuk menghilangkan ion
Mg2+ yang penting untuk mempertahankan struktur selubung sel serta
menghambat enzim yang dapat merusak DNA.
Sabun sendiri mengandung sodium dodesil sulfet (SDS) yang dapat
menyebabkan hilangnya molekul lipid pada membran sel sehingga
struktur membran akan rusak dan menglisiskan isi sel. Sabun akan
merusak membran sel melalui ikatan yang dibentuk melalui sisi
hidrofobik. Sabun juga mempunyai ujung yang berbeda yaitu
hidrofilik dan hidrofobik sehingga dapat membentuk ikatan.
Pengadukan bertujuan untuk mempercepat proses pengrusakan membran
sel, membran inti dan dinding sel oleh detergen.
Kemudian dilakukan penyaringan yang bertujuan untuk memisahkan
endapan dengan filtratnya, dimana endapan ini merupakan kontaminan
yang berupa tubuh sel buah tersebut. Hasil penyaringan ditambahkan
dengan etanol 96% dingin yang bertujuan untuk mempermudah proses
presipitasi DNA. Sehingga DNA yang telah terkumpul akan mampu
terpisah dari larutan dan membentuk lapisan-lapisan yang dapat
diidentifikasi unsur penyusunnya. Etanol bersifat polar sehingga
dapat melarutkan DNA yang juga bersifat polar. Setelah penambahan
etanol dingin larutan didiamkan dan diamati DNA yang terbentuk.
6.2 Karakterisasi DNA
Karakterisasi DNA dilakukan bertujuan untuk mengetahui
sifat-sifat molekul DNA. Karakterisasi DNA dilakukan dengan
pengamatan kelarutan dengan variasi pelarut yaitu aquadest,
kloroform, etanol, eter, dan n-heksan. Karakterisasi juga dilakukan
dengan menggunakan spektrofotometer untuk memperoleh maksimum dan
dengan pengamatan denaturasi dan renaturasi dengan penambahan asam
yaitu HCl.
Pellet DNA yang terbentuk dilarutkan dalam pelarut yang berbeda
yaitu aquadest, etanol, kloroform, eter, dan n-heksan yang sifat
kepolarannya berbeda - beda. Dimana aquadest merupakan pelarut
polar, etanol polar, eter, kloroform dan n-heksan adalah pelarut
non polar. Dari percobaan ini diperoleh hasil pellet DNA larut baik
dalam aquadest, dan larut tak sempurna dalam etanol, tetapi tidak
larut dalam kloroform, eter, dan n-heksan. Hal ini terjadi karena
DNA bersifat polar, sedangkan eter, kloroform dan n-heksan bersifat
non polar, maka pelarut n-heksan, eter, dan kloroform tidak dapat
melarutkan DNA, berbeda dengan aquadest yang mempunyai sifat polar
makan bisa melarutkan baik DNA, untuk etanol, karena kepolaran dari
DNA lebih besar dari pada etanol, maka etanol tidak dapat
melarutkan DNA.
Pelarutan ini berdasarkan prinsip like disolve like, dimana
pelarut polar akan melarutkan zat yang bersifat polar sedangkan
pelarut non polar akan melarutkan zat yang bersifat non polar.
Kemudian dilakukan pengukuran absorbansinya untuk menentukan
panjang gelombang maksimumnya. Pengukuran panjang gelombang
maksimum ini dilakukan dari DNA yang sudah dilarutkan dalam
berbagai pelarut dan yang sudah diberi asam HCl.
Dari percobaan diperoleh hasil yaitu nilai absorbansi pada
masing masing pelarut sebelum di tambahkan HCl adalah dengan
pelarut akuades 0.357 nm, etanol 0.049 nm, kloroform 0.024 nm, eter
0.022 nm dan n-heksan 0.005 nm. Sedangkan nilai absorbansi setelah
penambahan HCl adalah dengan pelarut akuades 0.369 nm, etanol 0.049
nm, kloroform 0.046 nm, eter 0.047 nm dan n-heksan 0.028 nm.
Pengamatan denaturasi dan renaturasi DNA dilakukan dengan
penentuan absorbansi pada panjang gelombang maximum dengan adanya
penambahan asam kuat yaitu HCl. Proses denaturasi pada DNA terjadi
akibat adanya penambahan asam yang dapat mengubah konformasi rantai
DNA dari double helix menjadi rantai tunggal kelix. Pada percobaan
ini tidak dilakukan proses renaturasi.
VII. PENUTUP
7.1 Kesimpulan7.1.1 DNA dapat diperoleh dengan perusakan sel
ekstrak dari strawberry dan nanas secara mekanik (dengan
pemblenderan) dan kimiawi (dengan penambahan deterejen)
7.1.2 Dari percobaan ini diperoleh hasil pellet DNA larut baik
dalam aquadest, dan larut tak sempurna dalam etanol, tetapi tidak
larut dalam kloroform, eter, dan n-heksan.
7.1.3 Pengukuran dilakukan pada panjang gelombang maksimum
sebesar 345 nm.
7.1.4 Dari percobaan diperoleh hasil yaitu nilai absorbansi pada
masing masing pelarut sebelum di tambahkan HCl adalah dengan
pelarut akuades 0.357 nm, etanol 0.049 nm, kloroform 0.024 nm, eter
0.022 nm dan n-heksan 0.005 nm. Sedangkan nilai absorbansi setelah
penambahan HCl adalah dengan pelarut akuades 0.369 nm, etanol 0.049
nm, kloroform 0.046 nm, eter 0.047 nm dan n-heksan 0.028 nm.
7.2 Saran7.2.1Hati- hati pada saat menggunakan alat
spektrofotometer
7.2.2Teliti pada saat mengukur absorbansi
7.2.3Teliti pada saat menimbang sampel
DAFTAR PUSTAKAAnonim, 2010, Deterjen, dalam
http://www.chem-is-try.org/2010/sabun-dan-deterjen/Anonim, 2012,
Stroberri, dalam http:
//www.plantamor.com/index.php?plant=604Arsyad, M., 2000, Kamus
Kimia, Erlangga, Jakarta
Basri, S., 1996, Kamus Kimia, P.T Rineka Cipta, Jakarta
Chandra, 2007, Nanas, dalam
http://dchandra.wordpress.com/2007/11/06/nanas-buah-dengan-banyak-manfaat/Daintith,
J., 1994, Kamus Lengkap Kimia, Erlangga, Jakarta
Fessenden, R., 1986, Kimia Organik, Erlangga, Jakarta
Hartadi H., 1980, Komposisi bahan Makanan Indonesia : data Ilmu
makanan untuk Indonesia, UGM, Yogyakarta
Hart, H., 1963, Organic Chemistry A Short Course, Houghton Milli
and Company, BostonLehninger, 1982, Dasar-Dasar Biokimia, Erlangga,
Jakarta
Mahmud, 2006, Penentuan LC 50 48 jam detergen dan Pengaruhnya
terhadap Mortakitas Larva Ikan Mas Ras Punten dengan Tipe Ploidi
yang berbeda, Jurusan Biologi FMIPA, Malang
Surya, 1989., Genetika, Binarupa Aksara, Jakarta
Wirahadikusumah, M., 1989, Biokimia : Protein, Enzim dan Asam
Nukleat, ITB, BandungLEMBAR PENGESAHAN
Semarang, 26 Desember 2012
Praktikan 1
Praktikan 2
Praktikan 3
Retno Sari
Sapta Nur Azizah
Marwan FaisalNIM. 24030110110014NIM. 24030110130053NIM.
24030110130057Praktikan 4
Praktikan 5
Praktikan 6
Sundari Putri Pilyang
Dahlia Nurmalasari P.Arif Rahman HakimNIM. 24030110141010NIM.
24030110141021NIM. 24030110141033Mengetahui,
AsistenFatria IsramiNIM. J2C00967 EMBED
ChemDraw.Document.6.0
Deterjen + 56 ml akuades
Gelas Beker
Hasil
4 ml jus sampel + 4 ml detergen
Erlenmeyer
Filtrat
Tabung reaksi
Residu
Residu
Pellet DNA
Hasil
_1418762549.cdx
_1418765327.cdx
_1418762547.cdx
_1418762548.cdx