ISOLASI DAN IDENTIFIKASI ASAM NUKLEAT

Tanggal 14 November 2019

I. TUJUAN
Tujuan dari praktikum Isolasi dan Identifikasi Asam Nukleat adalah :
1. Mahasiswa dapat mengetahui cara-cara Isolasi dan Identifikasi Asam
Nukleat.
2. Mahasiswa dapat mengetahui fungsi dari penambahan detergen, NaCl dan
Ethanol pada Isolasi dan Identifikasi Asam Nukleat.
3. Mahasiswa dapat menentukan hasil pengamatan pada sampel percobaan.

II. DASAR TEORI

DNA, Deoxyribose Nucleic Acid adalah asam nukleotida, biasanya dalam
bentuk heliks ganda yang mengandung instruksi genetik yang menentukan
perkembangan biologis dari seluruh bentuk kehidupan sel. DNA berbentuk
polimer panjang nukleotida, mengkode barisan residu asam amino dalam
protein dengan menggunakan kode genetik, sebuah kode nukleotida triplet.
DNA seringkali dirujuk sebagai molekul hereditas karena ia bertanggung
jawab untuk penurunan sifat genetika dari kebanyakan ciri yang diwariskan.
Pada manusia, ciri-ciri ini misalnya dari warna rambut hingga kerentanan
terhadap penyakit. Selama pembelahan sel, DNA direplikasi dan dapat
diteruskan ke keturunan selama reproduksi. DNA bukanlah suatu molekul
tunggal, nampaknya ia adalah sepasang molekul yang digandeng oleh ikatan
hidrogen: DNA tersusun sebagai untai komplementer dengan ikatan hidrogen
di antara mereka. Masing-masing untai DNA adalah rantai kimia batu bata
penyusun, yakni nukleotida, yang terdiri dari empat tipe: Adenine (A),
Cytosine (C), Guanine (G) dan Thymine (T). DNA mengandung informasi
genetika yang diwariskan oleh keturunan dari suatu organisme; informasi ini
ditentukan oleh barisan pasangan basa. Sebuah untai DNA mengandung gen,
sebagai cetak biru Organisme. DNA membuat genom organisme (Hadi dan
Nurlaila, 2008).
 Kromosom tersusun atas molekul protein dan DNA. Diantara dua
komponen penyusun kromosom berfungsi sebagai materi genetik, yakni
memerankan fungsi replikasi penyimpanan informasi, ekpresi informasi, serta
fungsi pembentukan varian melalui mutasi (Baktir, 2017).
Ekstraksi DNA adalah proses dan tahapan pertama yang dilakukan untuk
mendapatkan total DNA dari suatu biota. Secara umum, ekstraksi DNA
meliputi beberapa tahapan proses penting, yaitu dari mulai tahap persiapan
hingga akhirnya diperoleh ekstrak DNA yang terlarut dalam suatu larutan
penyangga (buffer) khusus. Larutan tersebut digunakan untuk menyimpan dan
mempertahankan kondisi DNA secara kualitatif dan kuantitatif dalam jangka
waktu yang relatif lama. Seeara kualitatif, berarti larutan penyangga tersebut
harus dapat mempertahankan kualitas DNA yang terlarut tetap dalam kondisi
baik. Sedangkan secara kuantitatif berarti larutan penyangga tersebut harus
mampu mempertahankan jumlah DNA yang terlarut, sehingga jumlahnya tetap
(tidak terdegradasi/rusak) dan cukup untuk digunakan dalam tahapan
selanjutnya tanpa mengalami penurunan kualitas maupun kuantitas DNA
terlarut. Adapun tahapan proses ekstraksi DNA, dimulai dari persiapan sampel,
pemilihan metode ekstraksi yang tepat, hingga didapatkan ekstrak DNA
(Phillips et al, 2012).
Asam Nukleat, meliputi DNA dan RNA adalah makromolekul yang
terbentuk polimer linier, tersusun atas monomer nukleotida. Kedua
makromolekul ini berperan pada proses metabolisme informasi genetik.
Monomer penyusun asam nukleat adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri
dari gula, fosfat dan basa. Gula berikatan dengan fosfat membentuk struktur
tulang yang sama sepanjang unti asam nukleat, sedangkan basa tersusun
bervariasi dari 4 jenis basa. Basa-basa pada nukleotida memberikan sifat
khusus, yaitu pembentukan pasangan khusus antara nukleotida pada sebuah
untai dengan nukleotida pada untai ain melalui ikatan hidrogen, menghasilkan
pembentukan heliks ganda, yaitu struktur heliks yang tersusun atas dua buah
untai. Fenomena pasangan basa merupakan mekanisme pengopian informasi
genetik (replikasi) dalam asam nukleat yang sudah ada membentuk asam
nukleat baru (Baktir, 2017)
 Pada dasarnya isolasi DNA dapat dilakukan dari berbagai sumber misalnya
organ manusia, darah, daun, daging buah, serangga, akar, batang, daging dan
sisik ikan. Pada individu yan sama, DNA diperoleh dari berbagai bagian
tersebut akan memiliki urutan basa dan ukuran atau panjang yang sama.
Sedangkan DNA dari sel hewan lebih banyak mengandung protein. Salah satu
kesulitan isolasi DNA dari tanaman tinggi adalah proses destruksi dinding sel
yang kuat dan sering kali pada beberapa jenis tanaman, kontaminasi tersebut
sulit dipisahkan dari ekstrak asam nukleat. Kehadiran kontaminasi diatas dapat
menghambat aktivitas enzim (Kurniawan, 2019).
Ada tiga langkah utama dalam ekstraksi DNA, yaitu perusakan dinding sel
(lisis), pemisahan DNA dari bahan padat seperti selulosa dan protein, serta
pemurnian DNA. Melalui proses tersebut DNA dipisahkan dari komponen
seluler lain seperti protein, RNA (Riboksi nukleat acid), dan lemak. Banyak
metode yang digunakan untuk mengisolasi DNA, tergantung spesimen yang
akan dideteksi. Metode tersebut pada dasarnya memiliki prinsip yang sama,
namun ada beberapa hal tertentu yang biasanya digunakan modifikasi untuk
dapat menghancurkan inhibitor yang ada di dalam masing-masing sumber
spesimen (Langga dkk, 2012).
Isolasi DNA/RNA merupakan langkah awal yang harus dikerjakan dalam
proses rekayasa genetika sebelum melangkah ke proses selanjutnya. Prinsip
dasar isolasi total DNA/RNA dari jaringan adalah dengan memecah dan
mengekstraksi jaringan tersebut sehingga akan terbentuk ekstrak sel yang
terdiri DNA, RNA dan substansi dasar lainnya. Ekstrak sel kemudian
dipurifikasi sehingga dihasilkan pelet sel yang mengandung DNA/RNA total.
Isolasi DNA memiliki beberapa tahapan, yaitu : (1) Isolasi sel (2) Lisis dinding
dan membran sel (3) Ekstraksi dalam larutan (4) Purifikasi dan (5) Presipitasi.
Prinsip-prinsip dalam melakukan isolasi DNA ada 2, yaitu sentrifugasi dan
presipitasi. Prinsip utama sentrifugasi adalah memisahkan substansi
berdasarkan berat jenis molekul. Dengan menjalankan prosedur dengan benar
akan diperoleh DNA kromosom dan plasmid dengan kemurniannya cukup
tinggi, dapat dilihat dari penampakan hasil elektroforesis yang baik. Ketelitian
dan kecermatan dalam pelaksanaan penelitian, sangat menentukan hasil
kemurnian DNA kromosom dan plasmid (Fatih dan Mukhlissul, 2009).
Menurut Adie (1999) maanfaat dari isolasi DNA yaitu:
1. Mendapatkan DNA murni yang akan digunakan dalam percobaan laborat
orium tertentu.
2. Visualisasi DNA dengan elektroforesis gel.
3. Peninjauan pola fragmen DNA dalam hasil pemotongan secara enzimatik
melalui teknikhidrolisasi southern.
4. Isolasi plasmid atau DNA fage dalam prosedur pemindahan DNA
Ethanol adalah adalah bahan kimia berbasis alkohol. Ethanol merupakan
hasil fermentasi dan destilasi biji jagung, gandum atau nira tebu (Soeparman,
2015).
Larutan Ethanol 96%-100% mampu menjaga kestabilan kondisi DNA di
dalam sel untuk waktu yang relatif lama. Hal ini disebabkan larutan Ethanol
tersebut akan langsung terserap dan mengawetkan DNA yang terdapat didalam
sel dengan cepat (Srinivasan et al, 2002).
Hampir sama dengan deterjen, garam (NaCl) juga berguna untuk melisiskan
DNA. Secara khusus NaCl memiliki fungsi untuk memberikan kondisi ionik,
sehingga reaksi berjalan stabil. Menjaga struktur DNA dan mengurangi jumlah
air pada fase fenol dan memfasilitasi proses deproteinisasi. Na+ yang
dikandung oleh garam mampu membentuk ikatan dengan kutub negatif (fosfat
DNA) yaitu kutub yang dapat menyebabkan molekul-molekul saling tolak
menolak satu sama lain sehingga pada saat ion Na+ membentuk ikatan dengan
kutub negatif fosfat DNA akan terkumpul. Selain itu garam
dapat menghilangkan protein dan karbohidrat akibat terpresipitasi menjaga
kestabilan pH juga membantu proses pemekatan DNA
Timbangan analitik adalah suatu peralatan yang dipergunakan untuk
menimbang bahan-bahan kimia yang diperlukan pada proses pembuatan meda,
pembuatan stok larutan dan lain-lain. Biasanya digolongkan berdasarkan
kapasitas dan tingkat ketelitiannya (Maftuchah dkk, 2014).
III. ALAT DAN BAHAN
A. Alat
Alat yang digunakan Isolasi dan Identifikasi Asam Nukleat adalah :
- Beaker glass - Gelas ukur
- Pipet tetes - Mortar pastle
- Pisau - Tabung reaksi
- Spatula - Botol semprot
- Saringan - Timbangan analitik
- Tisu - Kertas saring

B. Bahan
Adapun bahan yang digunakan saat praktikum Isolasi dan Identifikasi
Asam Nukleat adalah :
- Garam dapur - Etanol dingin
- Buah pepaya - Sayur bayam
- Buah melon - Sayur caesin
- Buah semangka - Sayur brokoli
 - NaCl - Detergen

IV. CARA KERJA

Cara kerja dalam Isolasi dan Identifikasi Asam Nukleat adalah sebagai
berikut :
1. Menyiapkan alat dan bahan praktikum.
2. Menyiapkan beberapa sampel buah dan sayur.
3. Mencuci sampel buah dan sayur sampai bersih.
4. Menimbang sampel buah dan sayur sebanyak 5 gram pada timbangan
analitik.
5. Menghaluskan sampel buah dan sayur dengan mortar dan pastle sampai
halus.
6. Memindahkan sampel buah dan sayur yang sudah halus ke dalam beaker
glass.
7. Menambahkan 50 ml akuades ke dalam beaker glass yang sudah terisi
sampel buah dan sayur.
8. Menambahkan 2,5 gram detergen (rinso) ke dalam beaker glass yang
sudah terisi larutan sampel.
9. Menambahkan 2,5 gram NaCl ke dalam beaker glass yang sudah terisi
larutan sampel.
10. Mengaduk larutan sampai homogen dan didiamkan selama kurang lebih
15 menit pada suhu ruang 27 °C.
11. Menyaring larutan sampel pada kertas saring yang sudah disediakan.
12. Mengambil hasil penyaringan sampel sebanyak 5 ml dengan gelas ukur.
13. Memasukan larutan sampel ke dalam tabung reaksi.
14. Mengocok larutan sampel sampai homogen.
15. Menambahkan larutan Ethanol sebanyak 0,6 ml ke dalam larutan sampel
pada tabung reaksi.
16. Mengamati gumpalan dan warna yang terbentuk.
V. HASIL PENGAMATAN

NO Sampel Gumpalan Warna Gambar Keterangan

1 Semangka Tidak Putih keruh Terdapat
mengendap gumpalan tidak
terdapat mengendap dan
gumpalan warna menjadi
putih keruh.

2 Pepaya Terdapat Warna Terdapat

gumpalan semula gumpalan dan
berwarna oren pekat warna menjadi
oren menjadi oren jernih.
kemerahan oren jernih

3 Melon Terdapat Menjadi Terjadi seperti

gumpalan lebih keruh pemisahan bagian
bagian atas putih atas berwarna
keruh, gumpalan
dan bawah bening.
 4 Brokoli Terdapat Warna Terdapat
gumpalan menjadi gumpalan dan
dan kuning warna menjadi
terdapat kehijaun kuning kehijauan
adanya
endapan

5 Caesin Terdapat Warna Ekstrak Caesin

endapan menjadi yang semula
berwarna kuning warna hijau +
hijau NaCL + rinso
menjadi kuning +
Etanol membentuk
endapan.
6 Bayam Terdapat Kuning Tidak terbentuk
endapan kehijauan gumpalan,
berwarna (warna terdapat endapan
hijau tua tetap) dan tidak terjadi
perubahan warna
(tetap)

VI. PEMBAHASAN
DNA merupakan materi genetik yang mengkode semua informasi yang
dibutuhkan untuk proses metabolisme dalam setiap organisme. Molekul DNA
ini terkait membentuk kromosom dan ditemukan didalam inti sel, mitokondria
dan kloroplas. DNA yang menyusun kromosom ini merupakan polinukleotida
yang membentuk heliks ganda.
Pada saat percobaan Isolasi dan Identifikasi Asam Nukleat kami
menggunakan prinsip isolasi DNA dengan 3 tahap yakni pemecahan atau lisis
sel agar DNA keluar dari sel. Proses lisis dilakukan secara mekanis, kimiawi
dan enzimatis. Secara mekanis dengan cara penggerusan menggunakan mortar
dan pastle sedangkan secara kimiawi dilakukan dengan penambahan detergen
(rinso) karena detergen dapat merusak membran sel inti dan karena sifat dari
detergen sama dengan sifat dinding sel yang hidrofobik, sehingga terjadi ikatan
diantara keduanya dan menyebabkan dinding sel rusak. Kemudian tahap kedua
yaitu pemurnian DNA dengan cara penyaringan menggunakan kertas saring.
Selanjutnya, tahap ketiga melakukan presipitasi DNA dengan cara
menambahkan Ethanol/alkohol dingin.
Percobaan isolasi dan identifikasi asam nukleat yang kami lakukan
menyiapkan alat dan bahan praktikum, menyiapkan beberapa bagian sayur
brokoli. Mencuci sampel sayur brokoli sampai bersih. Kemudian menimbang
sayur brokoli sebanyak 5 gram pada timbangan analitik. Menghaluskan sayur
brokoli dengan mortar dan pastle sampai halus. Setelah itu, memindahkan
sayur brokoli yang sudah halus ke dalam beaker glass. Menambahkan 50 ml
akuades ke dalam beaker glass yang sudah terisi sampel brokoli. Penambahan
akuades untuk melarutkan sampel. Menambahkan 2,5 gram rinso ke dalam
beaker glass yang sudah terisi larutan sampel. Rinso merupakan detergen yang
dapat merusak membran sel inti. Menambahkan 2,5 gram NaCl ke dalam
beaker glass yang sudah terisi larutan sampel. Mengaduk larutan sampai
homogen dan didiamkan selama kurang lebih 15 menit menggunakan timer
pada suhu ruang 27 °C. Menyaring larutan sampel pada kertas saring berwarna
putih yang sudah disediakan. Penyaringan ini bertujuan supaya bagian sampel
yang kasar terpisahkan dengan larutan yang dibutuhkan untuk uji coba.
Mengambil hasil penyaringan sampel sebanyak 5 ml dengan gelas ukur.
Memasukan larutan sampel ke dalam tabung reaksi. Kemudian, mengocok
larutan sampel sampai homogen. Menambahkan larutan Ethanol/alkohol
 sebanyak 0,6 ml ke dalam larutan sampel pada tabung reaksi. Setelah itu,
mengamati gumpalan dan warna yang terbentuk.
Seperti yang sudah disebutkan diawal tadi bahwasanya DNA dapat
diekstraksi dengan beberapa teknik yaitu kimia, mekanik atau enzimatik.
Pemecahan sel merupakan langkah yang paling penting dalam proses isolasi
DNA. Prosedur yang paling baik untuk membuka sel adalah secara kimia atau
enzimatik. Dinding sel tumbuhan dapat dihilangkan dengan
penggunaan enzim. Namun, penggunaan enzim ini mahal dan perlu banyak
waktu. Sehingga untuk sel tumbuhan penggerusan dengan mortar dan pastle
merupakan cara paling sederhana untuk memecah sel atau menghilangkan
diding sel tumbuhan.
Hasil dari percobaan sampel brokoli yang telah diberikan perlakukan
mekanik dan kimiawi awal mula larutan sampel berwarna hijau setelah di
tambah Ethanol kemudian dihomogenkan larutan sampel diperoleh DNA
dengan gumpalan putih atau berupa benang-benang halus tampak berupa kabut
putih yang lembut, gumpalan-gumpalan putih ini merupakan DNA yang telah
terikat oleh Ethanol/alkohol. Penambahan alkohol merupakan proses
pemekatan DNA yang telah terkumpul karena pemekatan oleh NaCl sehingga
terjadi presipitasi DNA pada perbatasan kedua larutan. Larutan sampel juga
terjadi adanya endapan dibagian bawah tabung dan terjadi perubahan warna
menjadi kuning kehijaun.

VII. KESIMPULAN
Pada praktikum Isolasi dan Identifikasi Asam Nukleat berdasarkan hasil
pengamatan dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa :
1. Pada saat percobaan menggunakan prinsip isolasi DNA dengan 3 tahap
yakni pemecahan atau lisis sel agar DNA keluar dari sel dengan cara
penggerusan menggunakan mortar dan pastle. Kemudian tahap kedua,
pemurnian DNA dengan cara penyaringan menggunakan kertas saring.
Selanjutnya, tahap ketiga melakukan presipitasi DNA dengan cara
menambahan Ethanol.
 2. Fungsi penambahan deterjen dan garam (NaCl) berguna untuk
melisiskan DNA dan denaturasi protein. Detergen dan garam (NaCl akan
memrusak membran organ dan melepaskan DNA kedalam larutan.
Fungsi penambahan Ethanol menyebabkan terbentuknya gumpalan putih
atau berupa benang-benang halus tampak berupa kabut putih yang
lembut pada DNA dan dilakukan pada saat presipitasi DNA.
3. Hasil yang diperoleh yakni, DNA dengan gumpalan putih atau berupa
benang-benang halus tampak berupa kabut putih yang lembut dan
gumpalan-gumpalan putih ini merupakan DNA yang telah
terikat oleh Ethanol/alkohol. Larutan sampel juga terdapat adanya
endapan dibagian bawah tabung, terjadi perubahan warna menjadi
kuning kehijaun dan dari hasil tersebut membuktikan bahwa organisme
memiliki komponen asam nukleat.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Adie, A. H. 1999. Prinsip-Prinsip Ilmu Penyakit Dalam. Jakarta : ECG
Baktir, A. 2017. DNA Struktur dan Fungsi. Airlangga University Press:
Surabaya
Faatih, M. 2009. Isolasi dan Digesti DNA Kromosom. Jurnal Sains dan
Teknologi. Vol 10 (1) : 1
Hadi, M., dan Nurlaila, I. 2008. Soliton dan DNA. Diakses pada tanggal 19
November 2019. Tersedia dalam
http://www.nano.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1152088106
Kurniawan. 2019. Petunjuk Praktikum Biokimia I. Purwokerto: UMP Fikes
Langga, I. F., Restu, M., dan Kuswinanti, T. 2012. Optimization of
Temperature and Length of Incubation in Extracting Bitti Plant (Vitex
cofassus Reinw) DNA and Genetic Variety Analysis with RAPD-PCR.
Jurnal Sains dan Teknologi .Vol 12 (3) : 265 – 276
Maftuchah., Winaya, A., dan Zainudin, A. 2014. Teknik Dasar Analisis
Biologi Molekuler. Yogyakarta: Deepublish
Phillips, K., McCallum, and Welch. 2012. A comparison of methods for
forensic DNA extraction: Chelex-IOO and the QIAGEN DNA
investigator kit (manual and automated). Forensic Science International:
Genetics. 6 (2) : 282-285
Soeparman, S. 2015. Teknologi Tenaga Surya; Pemanfaatan dalam Bentuk
Energi Panas. Malang: Universitas Brawijaya Press
Srinivasan, M. D., Sedmak, and Jewell. 2002. Effect of Fixatives and Tissue
Processing on the Content and Integrity of Nucleic Acids. The American
Journal of Pathology. 161 (6) : 1961-1971
Yulianti, E. 2006. Pengembangan Teknik Isolasi DNA Tumbuhan
Menggunakan Detergen Komersial. Yogyakarta: FMIPA, UNY
 LAMPIRAN

Alat yang digunakan Menimbang detergen Menimbang sampelbrokoli

Menyaring larutan sampel Larutan Ethanol

Hasil larutan bayam Hasil larutan pepaya Hasil larutan semangka

Hasil larutan melon Hasil larutan brokoli Hasil larutan Caesin