Pengemasan DNA dalam kromosom terjadi pada tahap profase. Untai DNA dipintal pada suatu
set protein, yaitu histon yang menjadi suatu bentukan yang disebut unit nukleosom. Unit-unit
nukleosom tersusun padat membentuk benang yang lebih padat dan terpintal menjadi lipatan-
lipatan solenoid. Lipatan solenoid tersusun padat menjadi benang kromatin. Benang-benang
kromatin tersusun memadat menjadi lengan kromatid.
Pengemasan Kromosom
Untaian DNA di pintal pada suatu set protein yaitu histon menjadi suatu bentukan yang disebut
nukleosom. Unit-unit nukleosom membentuk benang-benang yang lebih padat dan terpintal
menjadi lipatan-lipatan solenoid. Lipatan solenoid membentuk benang-benang kromatin.
Benang-benang kromatin tersusun membentuk kromosom.Kromosom yaitu struktur padat yang
terdiri dari protein dan DNA.
Pada intinya, translasi ini yaitu proses penerjemahan kode basa nitrogen yang dibawa
oleh rantai mRNA dengan asam amino-asam amino yang sesuai.
Translasi terjadi di sitoplasma, tepatnya di ribosom. Proses ini dimulai saat keluarnya
rantai mRNA dari nucleus menuju ke sitoplasma, kemudian mRNA menempel pada
ribosom. Bersamaan dengan itu, datanglah rantai tRNA menuju ke ribosom dengan
membawa asam amino yang sesuai dengan kode basa nitrogen yang dibawa oleh rantai
mRNA. Maka terbentuklah asam amino-asam amino tersebut. Kemudian asam amino itu
saling berikatan membentuk rantai, yang dinamakan rantai polipeptida.
Tahap-tahap pada translasi:
a. Tahap Insiasi
Untuk memulai biosintesis protein
diperlukan tiga protein faktor inisiasi (IF-
1, IF-2, IF-3);
Pengikatan ke-3 faktor pada ribosom sub
unit kecil
IF-2 mengikat molekul GTP dan
membantu pengikatan tRNA pemula
(tRNAfmet );
Pengikatan mRNA pada ribosom sub unit
kecil 30S terjadi melalui pembentukan
pasangan basa antara urutan Shine-
Dalgarno (SD) dengan komplemennya
yang terdapat pada 16S rRNA;
SD biasanya merupakan daerah urutan SD
± 10 nukleotida purin pada mRNA,
sebelum kodon inisiasi metionin;
Setelah terjadi pengikatan mRNA dan
tRNA pemula mengenali kodon AUG
yang mengkode metionin, IF-3
dilepaskan;
Selanjutnya, terjadi hidrolisis GTP menjadi GDP dan Pi, pelepasan IF-2 dan IF-1,
penggabungan ribosom sub unit besar 50S;
Penggabungan sub unit 50S menghasilkan kompleks 70S yang siap untuk menerima
tRNA berikutnya;
Sub unit 50S mempunyai dua tempat untuk pengikatan tRNA, yaitu peptidyl site (P)
dan aminoacyl site (A);
Exit site (E) yaitu tempat untuk tRNA yang sudah kosong;
Kodon inisiasi AUG mengikat tRNAfmet pada P site.
b. Tahap Elongasi
Diperlukan: EF (elongation factor), enzim peptidil transferase, GTP;
Asam amino dibawa oleh faktor perpanjangan/EF ke A site;
Terjadi pembentukan ikatan peptida oleh peptidil transferase antara tRNA pada P site
dengan tRNA pada A sitE;
Peptidil transferase akan melepaskan asam amino dr tRNA yg menempati situs P, dan
menggabungkannya pada asam amino yg ada pd situs A;
Proses perpanjangan berulang sampai menemukan kodon terminasi UAA, UAG, dan
UGA
c. Tahap terminasi
Reaksi perpanjangan rantai berjalan terus sampai pada suatu ketika yang berada di situs
A yaitu kodon terminasi (UAG, UAA, atau UGA).
Tidak ada tRNA yang dapat mengenali kodon terminasi.
Kodon terminasi ini akan dikenali oleh protein khusus yang dikenal dengan Release
Factor dengan memicu pelepasan polipeptida yang telah lengkap dari peptidil tRNA.
Reaksi perpanjangan rantai berjalan terus sampai pada suatu ketika yang berada di situs
A yaitu kodon terminasi (UAG, UAA, atau UGA).
Tidak ada tRNA yang dapat mengenali kodon terminasi.
Kodon terminasi ini akan dikenali oleh protein khusus yang dikenal dengan Release
Factor dengan memicu pelepasan polipeptida yang telah lengkap dari peptidil tRNA.
Sel merupakan unit struktur dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel
terbagimenjadi dua kelompok utama, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Kedua
jenis seltersebut sama- sama memiliki membran plasma dan sitoplasma.
Dibandingkan seleukariotik, sel prokariotik tidak memiliki nucleus, melainkan
nukleolid (inti selsederhana tanpa selaput inti) dan kehilangan beberapa macam
organel. Di dalam selterdapat sejumlah organel yang berfungsi untuk metabolism sel.
Salah satu organeltersebut yaitu inti sel (nucleus), organel ini berperan sebagai
pengendali sel danmenyimpan materi genetic sel. Materi genetik yang dimaksud
berupa untaian DNA,didalam untaian DNA ini terdapat gen yang berfungsi sebagai
tempat informasifenotip individu.
1. KROMOSOM
Kromosom yaitu sebuah molekul DNApanjang yang mengandung sebagian
atau seluruh materi genetik suatu organisme. Sebagian bear kromosom pada
eukariota memiliki protein pengemas yang di sebut histon yang dibantu oleh
protein pendamping , memikat dan memadatkan molekul DNA untuk menjaga
integrasinya.
Pengertian kromosom yaitu benda-benda halus seperti kumpulan benang
dengan fungsi sebagai pembawa dan penyimpan informasi genetik makhluk hidup
yang terdiri atas zat-zat yang mudah menyerap warna di dalam inti sel.
2. DNA
Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan singkatan DNA, yaitu salah
satu jenis asam nukleat yang memiliki kemampuan pewarisan sifat. Keberadaan
asam deoksiribonukleat ditemukan di dalam nukleoprotein yang membentuk inti
sel.
3. GEN
Gen (dari bahasa Belanda: gen) yaitu unit pewarisan sifat bagi organisme
hidup. Bentuk fisiknya yaitu urutan DNA yang melekat/berada di suatu protein,
polipeptida, atau seuntai RNA yang memiliki fungsi bagi organisme yang
memilikinya. Batasan modern gen yaitu 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.
B. CARA KERJA KROMOSOM, DNA DAN GEN
1. Cara Kerja Gen
Setiap gen memiliki pekerjaan khusus yang harus dilakukan. DNA dalam gen
mengerjakan instruksi tertentu untuk membuat protein dalam sel. Protein yaitu
blok bangunan untuk segala sesuatu dalam tubuh Anda.
Tulang dan gigi, rambut dan telinga, otot dan darah, semuanya terdiri dari
protein. Protein-protein itu membantu tubuh tumbuh, bekerja dengan baik, dan
tetap sehat.
Para ilmuwan saat ini memperkirakan bahwa setiap gen dalam tubuh dapat
membuat sebanyak 10 protein yang berbeda. Itu lebih dari 300.000 protein,
diwartakan Science Learn.
Gen memainkan peran penting dalam menentukan sifat-sifat fisik. Juga
membawa informasi tentang siapa diri Anda, seperti rambut keriting atau lurus,
kaki panjang atau pendek, bahkan bagaimana Anda tersenyum atau tertawa.
Banyak dari ciri-ciri ini diteruskan dari satu generasi ke generasi, dalam
keluarga oleh gen. Contoh kasus, setiap orangtua memiliki dua salinan masing-
masing gen mereka, dan hanya satu salinan yang berhasil tembus, menciptakan gen
yang Anda miliki.
Para ilmuwan sibuk mempelajari gen. Mereka ingin tahu protein mana yang
membuat setiap gen dan apa yang dilakukan protein tersebut. Penyakit apa yang
disebabkan oleh gen yang tidak berfungsi.
Gen yang telah berubah disebut sebagai mutasi. Selain mempelajari gen,
peneliti juga berusaha menguak rahasia gen yang tak berfungsi dengan baik. Salah
satu metode yang sedang diuji yaitu mengganti gen yang sakit dengan yang sehat.
Uji coba terapi gen, di mana penelitian diuji pada orang - dan penelitian lain
dapat menyebabkan cara baru untuk mengobati atau bahkan mencegah banyak
penyakit.
2. Cara Kerja DNA
Dilansir Medlineplus, DNA, atau asam deoksyribonukleat, yaitu `bahan`
turun temurun pada manusia dan hampir semua organisme lainnya.
Sebagian besar DNA terletak di inti sel (sebutannya yaitu DNA nuklir), tetapi
sejumlah kecil DNA juga dapat ditemukan di mitokondria (disebut DNA
mitokondria atau mtDNA).
Mitokondria yaitu struktur dalam sel yang mengubah energi dari makanan
menjadi bentuk yang dapat digunakan sel.
Informasi dalam DNA disimpan sebagai kode yang terdiri dari empat basis
kimia: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), dan thymine (T).
DNA manusia terdiri dari sekitar 3 miliar pangkalan, dan lebih dari 99 persen
pangkalan itu sama pada semua orang.
Menentukan informasi yang tersedia untuk membangun dan memelihara
organisme, mirip dengan cara kerja huruf alfabet yang muncul dalam urutan
tertentu untuk membentuk kata dan kalimat.
Basis DNA berpasangan satu sama lain, misalnya A dengan T, dan C dengan
G, untuk membentuk unit yang disebut pasangan dasar. Setiap pangkalan juga
melekat pada molekul gula dan molekul fosfat.
Saat keseluruhan komponen terikat disebut nukleotida, disusun dalam dua
untaian panjang yang membentuk spiral (helix ganda). Bentuknya mirip seperti
tangga.
Hal yang paling penting dari DNA yaitu dapat mereplikasi, atau membuat
salinan. Setiap untaian DNA dalam helix ganda dapat berfungsi sebagai pola untuk
menduplikasi urutan pangkalan. Setiap sel baru yang terbentuk memiliki salinan
DNA dari sel lama.
3. Cara Kerja Kromosom
Dalam inti setiap sel, molekul DNA `dikemas` ke dalam struktur seperti
benang yang disebut kromosom. Setiap kromosom terdiri dari DNA yang diikat
erat di sekitar protein yang disebut histones yang mendukung strukturnya, dilansir
dari Very Wealth.
Komponen dalam inti sel yang memiliki susunan, bentuk dan fungsi khusus
serta memiliki kemampuan untuk mengadakan replikasi sehingga pembelahan
sel dapat berlangsung dengan baik.
Setiap kromosom memiliki titik penyempitan yang disebut sentromere, yang
membagi kromosom menjadi dua bagian, atau "lengan."
Lengan pendek kromosom diberi label "lengan p." Lengan panjang kromosom
diberi label "lengan q." Lokasi sentromere pada setiap kromosom memberikan
kromosom bentuk karakteristiknya, dan dapat digunakan untuk membantu
menggambarkan lokasi gen tertentu.
Kromosom tidak terlihat dalam inti sel dalam kondisi normal, meski
menggunakan mikroskop seklipun.
Namun, DNA yang membentuk kromosom selama proses pembagian sel dapat
terlihat di bawah mikroskop. Peneliti bisa mempelajari kromosom selama
pembagian sel berlangsung
Kromosom:
merupakan struktur di dalam sel berupa deret panjang molekul yang terdiri dari satu
molekul DNA dan berbagai protein terkait yang merupakan informasi genetik suatu
organisme
DNA:
Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan singkatan DNA, yaitu sejenis
biomolekul yang menyimpan dan menyandi instruksi-instruksi genetika setiap
organisme dan banyak jenis virus.
GEN:
yaitu unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Bentuk fisiknya yaitu urutan DNA
yang melekat/berada di suatu protein, polipeptida, atau seuntai RNA yang memiliki
fungsi bagi organisme yang memilikinya.
x
“Konstruksi dan Optimasi Primer DNA Mitokondria Manusia (Homo
sapiens) pada Daerah D-Loop: Hypervariable Segment II dalam Biologi
Forensik”
Antonia Anindyanari Paramartastri Nitisara
Analisis genetik berbasis DNA menjadi metode yang sangat penting dalam forensik. Secara umum,
analisis genetik dilakukan dengan cara membuat profil DNA untuk membuktikan kebenaran
identitas seseorang dalam suatu kasus. Namun, jejak biologis yang ditemukan di tempat kejadian
perkara seringkali mengalami kerusakan atau berasal dari sampel yang sudah tua. Pemeriksaan
forensik melalui pendekatan molekuler menggunakan daerah Hypervariable Segment II di dalam
DNA mitokondria dapat dijadikan sebagai alternatif solusi. DNA mitokondria diwariskan secara
maternal dan mempunyai daya salin tinggi sehingga menjadikan DNA mitokondria sebagai marka
genetik yang ideal untuk kasus-kasus dengan kondisi tertentu. Penelitian ini bertujuan untuk
merancang dan mengoptimalkan primer spesifik DNA mitokondria manusia D-Loop HVS II
sebagai salah satu komponen penting dalam proses amplifikasi. Primer daerah HVS II dirancang
dan diseleksi menggunakan situs NCBI, Primer3Plus, dan NetPrimer Biosoft. Primer dirancang
untuk memastikan spesifisitas terhadap DNA target dan digunakan untuk mengamplifikasi DNA
yang diambil dari sampel usap bukal. DNA dari sampel usap bukal diekstraksi menggunakan
PrepFiler™ Forensic DNA Extraction Kit. Konsentrasi dan kemurnian ekstrak DNA diukur
menggunakan NanoVue. Primer yang dirancang disintesis oleh Genewiz (China) dan optimasi
primer dilakukan dengan PCR gradien. Proses pembacaan sekuens individu dilakukan dengan
metode sekuensing Sanger. Hasil penelitian ini meliputi dua utas primer selektif pengkode daerah
spesifik HVS II yang mampu mengamplifikasi daerah target sepanjang 433-513 bp pada suhu
annealing optimal 56.5°C. Analisis hasil sekuensing menunjukkan adanya heteroplasma dan
bahwa individu Z dikelompokkan dalam haplogroup N21 dan L4b yang masih dalam satu garis
keturunan. Pengujian primer HVS II A dan HVS II B secara in silico dan in vitro dapat digunakan
untuk mempermudah pemeriksaan kasus-kasus forensik.
Analisis genetik berdasarkan utas DNA unik individu untuk tujuan forensik dapat
dilakukan melalui pembuatan profil DNA. Keberhasilan pembuatan profil DNA individu
sangat bergantung pada kondisi sampel biologis yang ditemukan di tempat kejadian perkara
(TKP) Sejak tahun 1996, analisis genetik terhadap orang hilang
menggunakan jejak biologis banyak dilakukan menggunakan profil DNA autosomal atau
DNA inti (nDNA) DNA yang diisolasi dari sampel yang sudah tua atau
rusak seringkali ditemukan dalam kondisi terdegradasi atau bahkan tidak tersedia sama
sekali Kondisi ini mengakibatkan sulitnya mendapatkan DNA
autosomal yang cukup untuk proses identifikasi (Pajnič, 2019). Faktor-faktor yang
mempengaruhi degradasi DNA inti umumnya berasal dari faktor eksternal yang berdampak
pada kualitas sampel biologis, seperti kondisi substrat, lingkungan TKP, serta waktu
pengambilan sampel (Buś et al., 2016). Contoh sampel biologis yang telah mengalami
degradasi, seperti sisa kerangka tulang , sisa kerangka gigi (Victoria,
2024), sisa batang rambut, dan kuku jenazah yang sudah membusuk
umumnya mengandung DNA inti dalam jumlah yang sangat terbatas Sebagai alternatif untuk mengatasi keterbatasan dalam penggunaan
DNA inti, metode profil genetik berbasis DNA mitokondria (mtDNA) mulai diperkenalkan
pada tahun 2004 dalam analisis biologi forensik
DNA mitokondria adalah material genetik yang terletak di dalam mitokondria, yaitu
organel sel bermembran yang berada di sitoplasma (Court, 2021). Dalam biologi forensik,
DNA mitokondria sering dimanfaatkan untuk analisis kasus paternitas dan hubungan
kekerabatan, khususnya dalam penelusuran garis keturunan maternal. Berbeda dengan DNA
inti yang diwariskan dari kedua orang tua, DNA mitokondria hanya diturunkan melalui garis
ibu (Amorim et al., 2019a). Selain itu, mtDNA juga sering digunakan dalam analisis DNA
purba hingga triase identifikasi korban bencana (Court, 2021). Beberapa kelebihan
penggunaan mtDNA, antara lain jumlah daya salin yang tinggi dalam satu sel, resisten
terhadap cekaman dan degradasi, serta ukuran genomnya yang kecil ,DNA mitokondria berbentuk sirkuler dan tersusun atas daerah kontrol yang berperan dalam proses replikasi dan transkripsi Daerah
kontrol atau daerah non-coding ini dikenal sebagai Displacement Loop (D-Loop) mtDNA
dengan tiga segment hypervariable, yaitu segment I, II, dan III (HVS I, II, dan III) (Chong et
al., 2005). Analisis profil genetik mtDNA didasarkan pada kondisi variasi Single Nucleotide
Polymorphism (SNPs) melalui sekuensing pada dua wilayah paling bervariasi dalam genom,
yaitu HVS I (nukleotida 16.024-16.365) dan HVS II (nukleotida 73-340) Informasi variasi SNPs pada daerah hypervariable digunakan
untuk membentuk haplotype individu, yang kemudian diklasifikasikan ke dalam haplogroup
berdasarkan kesamaan garis keturunan maternal
Analisis variasi urutan nukleotida pada daerah D-Loop mtDNA memungkinkan analisis
individu dalam skala populasi
Dalam proses analisis sekuens individu menggunakan D-Loop mtDNA, diperlukan
beberapa tahapan, meliputi ekstraksi DNA, perancangan primer spesifik, amplifikasi DNA
menggunakan teknik PCR, serta proses sekuensing. Hasil sekuensing kemudian akan
dibandingkan dengan Cambridge Reference Sequence (rCRS) sebagai acuan (H. Li et al.,
2024). Polymerase Chain Reaction (PCR) merupakan teknik dasar biologi molekuler untuk
memperbanyak atau mengamplifikasi daerah atau gen target pada DNA melalui reaksi
enzimatik yang bergantung pada spesifisitas primer (McDonald et al., 2024). Pengujian
DNA mitokondria saat ini melibatkan amplifikasi wilayah HVS I dan HVS II menggunakan
primer spesifik yang mentarget lebih banyak conserved region (Sultana & Sultan, 2018).
Konstruksi primer yang tepat menjadi salah satu faktor penting dalam menentukan
keberhasilan proses PCR. Amplifikasi spesifik dari gen target mengharuskan primer tidak
memiliki kecocokan dengan gen non-target atau bersifat spesifik hanya terhadap gen target
(Ye et al., 2012).
Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan optimasi pasangan primer yang
spesifik terhadap daerah HVS II untuk mengetahui profil DNA seseorang menggunakan
sampel usap bukal manusia. Penelitian ini hanya melibatkan satu segment, yaitu HVS II dari
total tiga segment daerah kontrol D-Loop mtDNA. HVS II memiliki tingkat variasi genetik
yang tinggi akibat keberadaan heteroplasma, yaitu kondisi ketika terdapat lebih dari satu
jenis sekuens DNA mitokondria dalam satu individu . Hal ini menjadikan HVS II sebagai marka penting dalam
analisis genetik, khususnya dalam studi kekerabatan maternal
Penelitian ini memberikan kesimpulan bahwa:
a. Primer yang telah dikonstruksi menunjukkan spesifisitas yang baik dalam
mengamplifikasi daerah HVS II pada wilayah D-Loop mtDNA dari sampel usap bukal
manusia. Primer daerah HVS II mampu menghasilkan amplikon tunggal dengan ukuran
433 bp dan 513 bp. Suhu optimum dalam proses amplifikasi DNA mitokondria adalah
56.5˚C.
b. Analisis efisiensi primer melalui hasil sekuensing memperlihatkan kedua utas primer
forward HVS II mampu menghasilkan data yang dapat diinterpretasikan secara
bioinformatik, meskipun terdapat perbedaan hasil analisis. Hasil analisa menunjukkan
bahwa individu Z diklasifikasikan dalam haplogroup L4b2 (HVS II A) dan N21 (HVS II
B) yang merupakan haplogroup dari beberapa populasi di suatu wilayah Indonesia.
Kondisi ini disertai dengan heteroplasma yang terjadi di dalam satu sel bukal individu.
Saran untuk penelitian selanjutnya maupun penelitian serupa:
a. Perlu dilakukan optimasi komponen dan kondisi sekuensing, yaitu penambahan
pengulangan sebagai cadangan data duplo dan melibatkan individu lain baik kerabat
maupun non-kerabat sebagai pembanding. Tujuannya adalah melihat kondisi
heteroplasma serta memperdalam analisis bioinformatik terhadap prediksi haplogroup
antar individu atau intra-species Homo sapiens.
b. Pengujian primer forward dan reverse HVS II A dan HVS II B sebaiknya dilakukan juga
terhadap sampel terdegradasi, yaitu sampel biologis selain sel bukal atau sel epitel untuk
melihat kemampuan primer dalam mengamplifikasi mtDNA pada sampel yang sudah
rusak.
.jpeg)
.jpeg)
