TUGAS BIOTEKNOLOGI FARMASI ISTILAH-ISTILAH PENTING

TUGAS

BIOTEKNOLOGI FARMASI

ISTILAH-ISTILAH PENTING

  

Akhmad Andy Sandra

1543057052

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945

JAKARTA

1    1. Asam Deoksiribonukleat

Asam Deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan singkatan DNA (deoxyribonucleic acid) adalah sejenis biomolekul yang menyimpan dan menyandi instruksi-instruksi genetika setiap organisme dan banyak jenis virus. Instruksi-instruksi genetika ini berperan penting dalam pertumbuhan, perkembangan, dan fungsi organisme dan virus. DNA merupakan asam nukleat; bersamaan dengan protein dan karbohidrat, asam nukleat adalah makromolekul esensial bagi seluruh makhluk hidup yang diketahui. Kebanyakan molekul DNA terdiri dari dua unting biopolimer yang berpilin satu sama lainnya membentuk heliks ganda. Dua unting DNA ini dikenal sebagai polinukleotida karena keduanya terdiri dari satuan-satuan molekul yang disebut nukleotida. Tiap-tiap nukleotida terdiri atas salah satu jenis basa nitrogen (guanina (G), adenina (A), timina (T), atau sitosina (C)), gula monosakarida yang disebut deoksiribosa, dan gugus fosfat. Nukleotida-nukelotida ini kemudian tersambung dalam satu rantai ikatan kovalen antara gula satu nukleotida dengan fosfat nukelotida lainnya. Hasilnya adalah rantai punggung gula-fosfat yang berselang-seling. Menurut kaidah pasangan basa (A dengan T dan C dengan G), ikatan hidrogen mengikat basa-basa dari kedua unting polinukleotida membentuk DNA unting ganda.

2    2. Gen

Gen adalah unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Bentuk fisiknya adalah urutan DNA yang menyandi suatu protein, polipeptida, atau seuntai RNA yang memiliki fungsi bagi organisme yang memilikinya. Batasan modern gen adalah suatu lokasi tertentu pada genom yang berhubungan dengan pewarisan sifat dan dapat dihubungkan dengan fungsi sebagai regulator (pengendali), sasaran transkripsi, atau peran-peran fungsional lainnya. Penggunaan "gen" dalam percakapan sehari-hari (misalnya "gen cerdas" atau "gen warna rambut") sering kali dimaksudkan untuk alel: pilihan variasi yang tersedia oleh suatu gen. Meskipun ekspresi alel dapat serupa, orang lebih sering menggunakan istilah alel untuk ekspresi gen yang secara fenotipik berbeda. Gen diwariskan oleh satu individu kepada keturunannya melalui suatu proses reproduksi, bersama-sama dengan DNA yang membawanya. Dengan demikian, informasi yang menjaga keutuhan bentuk dan fungsi kehidupan suatu organisme dapat terjaga.

3    3. Genom

Genom (genome) dalam genetika dan biologi molekular modern, adalah keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnya keseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut. Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen. Istilah genom diperkenalkan oleh Hans Winkler dari Universitas Hamburg, Jerman, pada tahun 1920, mungkin sebagai gabungan dari kata gen dan kromosom atau dimaksudkan untuk menyatakan kumpulan gen. Setiap organisme memiliki genom yang mengandung informasi biologis yang diperlukan untuk membangun tubuhnya dan mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke generasi berikutnya. Dengan sejumlah interaksi kompleks, urutan nukleotida komponen penyusun asam nukleat digunakan untuk membuat semua protein pada suatu organisme pada waktu dan tempat yang sesuai. Protein ini menjadi komponen pembentuk tubuh organisme atau memiliki kemampuan membuat komponen pembentuk tubuh tersebut atau mendorong reaksi metabolisme yang diperlukan untuk hidup. Kebanyakan genom, termasuk milik manusia dan makhluk hidup bersel lainnya, terbuat dari DNA (asam deoksiribonukleat), namun sejumlah virus memiliki genom RNA (asam ribonukleat).

4    4. Situs Restriksi

Situs Restriksi yang lebih dikenal dengan sekuen pengenalan atau situs pengenalan merupakan sekuen DNA yang menjadi tempat menempelnya enzim restriksi dan melakukan pemotongan pada sekuen tersebut. Panjang sekuen pengenalan enzim restriksi berbeda-beda, seperti enzim EcoRI, SacI, dan SstI mempunyai sekuen pengenalan sepanjang 6 pasang basa, sedangkan NotI 8 pasang basa, dan Sau3AI hanya 4 pasang basa. Kebanyakan dari enzim restriksi bersifat palindromik (palindromic) yang berarti sekuen pengenalan sama jika dibaca dari 5’→3’ baik utas atas maupun utas bawah. Contohnya adalah HindIII dengan situs pengenalan 5’-AAGCTT-3’ (utas atas)/3’-TTCGAA-5’ (utas bawah). Situs pengenalan pada enzim restriksi dapat pasti atau ambigu. Seperti contohnya pada BamHI, enzim ini sudah pasti memotong pada sekuen GGATCC. Sementara itu, situs pengenalan HinfI adalah GANTC. N dalam situs pemotongan HinfI berarti dapat diganti oleh basa apa saja, inilah yang dimaksud dengan situs ambigu. Contoh lainnya situs ambigu adalah XhoII. Enzim ini mempunyai situs pemotongan PuGATCPy. Pu merupakan singkatan dari purin (basa A atau G), sedangkan Py merupakan singkatan dari pirimidin (pyrimidine) (basa T atau C). Jadi XhoII dapat mengenali dan memotong sekuen AGATCT, AGATCC, GGATCT dan GGATCC. Situs pengenalan satu enzim, dapat mengandung situs pengenalan enzim lainnya. Situs pengenalan BamHI mengandung situs pengenalan Sau3AI. Oleh karena itu, semua sekuen pemotongan BamHI akan dipotong oleh Sau3AI, tapi tidak sebaliknya.

5    5. Enzim Restriksi

Enzim Restriksi atau endonuklease restriksi adalah enzim yang memotong molekul DNA. Enzim ini memotong DNA pada rangka gula-fosfat tanpa merusak basa. Setiap enzim mempunyai sekuens pengenalan yang unik pada utas DNA, biasanya sepanjang 4-6 pasang basa. Ada tiga tipe enzim restriksi endonuklease yaitu tipe I, II dan III. Enzim restriksi endonuklease tipe I dan III jarang digunakan, karena hasil pemotongannya tidak tepat pada sekuens yang diinginkan, sedangkan enzim restriksi endonuklease tipe II dapat memotong tepat atau dekat dengan sekuens yang diinginkan. Enzim restriksi yang mempunyai sekuen pengenalan yang pendek akan menghasilkan banyak potongan DNA sedangkan jika mempunyai sekuen  pengenalan yang panjang, akan dihasilkan potongan DNA yang lebih sedikit. Baik enzim yang mempunyai sekuen pemotongan pendek maupun panjang, mempunyai fungsi masing-masing dalam rekayasa genetika. Enzim restriksi yang berbeda, dapat mempunyai situs pengenalan yang sama, contohnya: SacI dan SstI. Ezim yang mempunyai situs pengenalan yang sama disebut dengan istilah isoschizomers. Dalam beberapa kasus, isoschizomers juga memotong DNA pada tempat yang sama, namun beberapa tidak demikian.

6    6. Vektor

Vektor adalah molekul DNA yang berfungsi sebagai wahana atau kendaraan yang akan membawa suatu fragmen DNA masuk ke dalam sel inang dan memungkinkan terjadinya replikasi dan ekspresi fragmen DNA asing tersebut. Vektor yang dapat digunakan pada sel inang prokariot, khususnya E. coli, adalah plasmid, bakteriofag, kosmid, dan fasmid. Sementara itu, vektor YACs dan YEps dapat digunakan pada khamir. Plasmid Ti, baculovirus, SV40, dan retrovirus merupakan vektor-vektor yang dapat digunakan pada sel eukariot tingkat tinggi. Vektor kloning yang digunakan setidaknya harus memenuhi beberapa persyaratan: mengandung replicon yang memungkinkan vektor kloning mereplikasi dirinya sendiri saat di dalam sel inang, ukurannya cukup kecil dan tidak terdegradasi selama pemurnian, mengandung gen penanda selektif yang berperan dalam tahap penyeleksian sel inang apakah telah mengandung vektor rekombinan atau tidak, memiliki daerah pemutusan yang unik (multi cloning site) sehingga memungkinkan vektor rekombinan dipotong secara enzimatis sehingga target DNA dapat diperoleh kembali dan beberapa vektor yang diperlukan untuk tahap ekspresi gen menjadi protein harus mengandung sekuen promoter, terminator, dan ribosome binding sites.

7    7. Plasmid

Plasmid adalah DNA yang berada di luar kromosom (extra-chromosomal), terpisah dari DNA kromosom. Plasmid umumnya terdapat pada bakteri (lihat gambar) dan berbentuk circular (melingkar). Plasmid merupakan molekul DNA nonkromosom yang dapat berpindah dari bakteri satu ke bakteri yang lain dan mempunyai sifat pada keturunan bakteri sama dengan induknya. Molekul DNA berbentuk sirkuler yang terdapat dalam sel bakteri atau ragi disebut plasmid.   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.

8    8. DNA Rekombinan

DNA Rekombinan atau rDNA (recombinant DNA) adalah suatu bentuk DNA buatan yang dibuat dengan cara menggabungkan atau merekombinasi dua atau lebih untaian benang DNA yang dalam keadaan normal tidak berpasangan atau terjadi bersama. Pada bahasan biologi molekuler, modifikasi genetik dilakukan dengan memasukkan DNA yang relevan ke dalam DNA organisme yang hidup misalnya pada plasmid bakteri, untuk menyandikan suatu sifat khusus tertentu seperti antibiotik dan sifat lain. Hal ini berbeda dengan konsep DNA rekombinan yang kombinasi DNAnya tidak terjadi secara alami di dalam sel tetapi direkayasa. Proses rekombinasi DNA yang umum dilakukan adalah dengan menggabungkan untaian DNA dari dua organisme yang berbeda. Bergabungnya dua DNA dari organisme yang berbeda misalnya pada suatu plasmid bakteri dibantu oleh enzim ligase. Teknologi DNA rekombinan melalui teknik pemotongan DNA merupakan salah saktu bukti penguat yang menunjukkan bahwa DNA adalah suatu unit pewarisan.

9    9. Sel Kompeten

Sel Kompeten (Competent Cells, CC, C-Cells) adalah sel (bakteri atau yeast) yang telah mengalami perubahan dalam hal tingkat permeabilitasnya. Artinya membran sel dari bakteri atau yeast tersebut mampu dilewati oleh plasmid DNA, sehingga DNA yang telah masuk tersebut akan bertambah dan bertambah seiring pembelahan sel mikroba tersebut. Larutan yang digunakan untuk mengubah struktur tingkat permeabilitas membran tersebut adalah larutan garam, seperti CaCl2, MgCl2, dan LiCL2. Beberapa strain (galur) E.coli yang biasa dipakai untuk sel kompeten antara lain: Xl1-Blue, Xl1-Gold, Top-10, DH5 alpha, dan JM 83.

1   10. Transformasi

Transformasi adalah suatu perpindahan gen asing yang diisolasi dari tanaman, virus, bakteri atau hewan ke dalam suatu genom baru. Transformasi merupakan proses introduksi gen dari satu organisme ke organisme lain yang memungkinkan untuk memunculkan sifat harapan tanpa mengubah sifat lain. Sistem dalam transformasi genetik memiliki tiga komponen utama yaitu: sebuah mekanisme guna mengenalkan DNA asing dalam sel target, sebuah metode guna mengidentifikasi dan menyeleksi sel berubah ataupun individu, sebuah sel maupun jaringan yang cocok digunakan sebagai transformasi.

1   11. Transfeksi

Transfeksi adalah suatu cara untuk memasukkan suatu DNA/RNA/substrat ke dalam cell. Proses transfeksi sebenarnya sedehana,tetapi secara aplikasi sedikit merepotkan dan tingkat keberhasilan transfeksi cell tergantung pada jenis cell, medium dan serum. ada beberapa cara tranfeksi: (1) Electrophoration; biasanya cell 70% akan mati dan sisa yang hidup dengan membawa DNA dimasukkan. Jika survive cell terlalu sedikit maka lebih baik ulangi tranfeksi dengan mengurangi volt dan dan waktu. (2) Calsium phospate presipitasi; paling reliable, mudah dan cukup stabil hasilnya. (3) Virus; tingkat efisiensi yang lebih tinggi. Biosafety waste product perlu penanganan khusus. (4) Liposome; lipofectamine, fugene sangat baik, mudah hanya saja mahal. Hasil tranfeksi sel bisa dibaca dengan mengunakan berbagai cara: western blott, PCR dan luciferase assay (jika promoter yang ditransfect membawa luc sequence). 

1   12. Sel Inang

Sel Inang adalah organisme yang menampung virus, parasit, partner mutualisme, atau partner komensalisme, umumnya dengan menyediakan makanan dan tempat berlindung. Contohnya suatu sel dapat menjadi inang bagi virus, gulma dapat menjadi inang bagi bakteri pengikat nitrogen, dan hewan dapat menjadi inang bagi cacing parasitik seperti nematoda. Sel inang primer atau inang definitif adalah tempat parasit tumbuh dewasa. Sel inang sekunder atau sel inang antara adalah inang yang menampung parasit hanya untuk periode transisi yang sebentar.

1   13. Fermentasi

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Fermentasi ada tiga, yaitu: (1) Fermentasi alkohol merupakan suatu reaksi pengubahan glukosa menjadi etanol dan karbon dioksida. (2) Fermentasi asam laktat adalah respirasi yang terjadi pada sel hewan atau manusia (3) Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob.

1   14. Bioreaktor

Bioreaktor adalah sebuah peralatan atau sistem yang mampu menyediakan sebuah lingkungan biologis yang dapat menunjang terjadinya reaksi biokimia dari bahan mentah menjadi bahan yang dikehendaki. Reaksi biokimia yang terjadi di dalam bioreaktor melibatkan organisme atau komponen biokimia aktif (enzim) yang berasal dari organisme tertentu, baik secara aerobik maupun anaerobik. Sementara itu, agensia biologis yang digunakan dapat berada dalam keadaan tersuspensi atau terimobilisasi. Bioreaktor merupakan sebuah wadah untuk melakukan proses kimia yang melibatkan organisme atau substansi biokimia aktif yang diambil dari makhluk hidup. Biasanya bioreaktor berbentuk silinder, berkisar dari beberapa liter sampai meter kubik, dan dibuat dari bahan stainless steel.

1   15. Fermentor

Fermentor adalah sebuah alat yang digunakan untuk memproduksi mikrobia untuk melakukan fermentasi. Produk-produk berbasis mikroba seperti biofertilizer, biokontrol, biopestisida, biodekomposer, ataupun produk biomassa mikroba memerlukan fermentor untuk memproduksinya. Fermentor untuk memproduksi mikroba ini tidak harus berteknologi tinggi. Fermentor dapat dibuat dengan peralatan sederhana, namun fungsional. Bahkan bisa dibuat sendiri dengan biaya yang terjangkau.

Posted in: Tugas