Tugas Kelompok Biomol

Mekanisme Metilasi DNA dan Peran Metilasi DNA dalam Silencing Genome

Kelompok 30 :
FEFI FEBRIANI INDAH SARI BIJ006143
APRIANA TITIK P. BIJ006145
CITRA DEWI FEBRIANI BIJ006149
KODE : K30-MG-07
RINGKASAN :

Modifikasi kromatin bukanlah satu-satunya proses yang menyebabkan gen tidak terekspresikan (silencing genome). Mekanisme lain yang menyebabkan silencing genome adalah metilasi DNA. Metilasi DNA melibatkan enzim DNA metiltransferase yang bertanggung jawab menambahkan grup metil. Pada eukaryot, penambahan grup metil pada basa sitosin dalam molekul DNA kromosomal menyebabkan basa sitosin berubah menjadi 5-metilsitosin. Aktivitas enzim DNA metiltransferase dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 1. Sequence 5’-GC-3’ jarang berada pada DNA manusia karena metilasi C diikuti dengan deaminasi yang menyebabkan penambahan T.
Sumber : Figure 5.25 (Brown, 2002)
Pola metilasi DNA tidak terjadi secara acak, melainkan terbatas pada sitosin dalam sequence 5’-CG-3’ dan pada tumbuhan dalam sequence 5’-CNG-3’. Metilasi DNA meliputi 2 tipe aktivitas metilasi, antara lain :
1. Maintenance methylation
Mekanisme ini bertanggung jawab dalam menambahkan grup metil pada untai DNA yang baru disintesis pada posisi metilasi yang berlawanan dengan untai induknya setelah DNA direplikasi. Hal ini menyebabkan semua DNA anak mempertahankan pola metilasi dari molekul induknya.
2. De novomethylation
Mekanisme ini melibatkan penambahan semua grup metil pada posisi yang baru, sehingga merubah pola metilasi. Artinya, molekul DNA anak memiliki pola metilasi yang berbeda dengan molekul DNA induk.
Gambaran mengenai kedua mekanisme di atas dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2. Maintenance methylation dan De novomethylation
Sumber : Figure 8.11 (Brown, 2002)

Dnmt1 adalah DNA metiltransferase yang ditemukan pertama kali dan merupakan enzim yang berperan dalam kedua tipe aktivitas metilasi pada sel mamalia, namun kemudian ditemukan bahwa mencit memiliki gen penginaktivasi Dnmt1 yang bertanggung jawab terhadap de novomethylation. Hal ini mendorong pencarian enzim baru yang bertanggung jawab terhadap de novomethylation dan akhirnya ditemukanlah Dnmt 3a dan Dnmt 3b, sedangkan Dnmt1 bertanggung jawab utama terhadap aktivitas maintenance .
Metilasi mampu menekan aktivitas gen. Eksperimen yang dilakukan melalui gen termetilasi dan tak termetilasi yang dimasukkan ke dalam sel melalui kloning menunjukkan hasil pengukuran level ekspresi gen dimana ekspresi gen tidak terjadi jika sequence DNA dimetilasi. Selain itu, pengujian pola metilasi pada DNA kromosomal menunjukkan bahwa lokasi gen yang aktif adalah pada daerah yang tak termetilasi. Contohnya yaitu ekspresi gen manusia yang sering terjadi pada CpG island yang tak termetilasi. Pola metilasi tetap dipertahankan setelah pembelahan sel, sehingga informasi mengenai gen yang seharusnya diekspresikan diwarisi oleh sel anakannya. Metilasi DNA berperan penting dalam mempelajari penyakit pada manusia. ICF (immunodeficiency, centromere instability and facial anomalies) adalah salah satu contoh penyakit yang disebabkan oleh mutasi gen Dnmt3b. Selain itu, hipermetilasi dapat menyebabkan perubahan pola ekspresi pada penyakit kanker tertentu.
Metilasi mempengaruhi ekspresi genom melalui methyl -CpG- binding proteins (MeCps) yang merupakan komponen dan kompleks deasetilasi histon baik Sin3 maupun NuRD. Penemuan ini mendorong adanya model CpG island yang termetilasi sebagai target dalam melengkapi kompleks HDAC, sehingga dapat memodifikasi kromatin agar gen-gen yang berdekatan tak dapat diekspresikan. Lebih jelasnya, dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 3. Model yang memperlihatkan hubungan antara DNA metilasi dan ekspresi genom.
Sumber : Figure 8.12 (Brown, 2002)

Daftar Pustaka

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6282
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.section.6866
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6891
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6892

Diakses tanggal 18 November 2008

Situs Terkait

http://www.nimblegen.com/news/events/webinar/weber.swf
http://www.nature.com/nrg/journal/v1/n1/images/nrg1000_011a_a1.swf
Diakses tanggal 22 November 2008

Tugas Terstruktur 2 Biomol

Garis Besar Tahapan Kloning dan PCR (Polymerase Chain Reaction) Beserta Aplikasi dan Keterbatasannya

Kelompok 30 :

BIJ006143 FEFI FEBRIANI INDAH SARI

BIJ006145 APRIANA TITIK P.

BIJ006149 CITRA DEWI FEBRIANI

KODE : K30-TD-01

RINGKASAN :

Upaya mendapatkan suatu produk yang diinginkan melalui kloning DNA melibatkan beberapa komponen dan melalui beberapa tahapan tertentu. Komponen kloning DNA antara lain DNA asing, DNA vektor, enzim restriksi, dan enzim ligase serta sel inang. Adapun tahapan-tahapannya, yaitu:

1. DNA asing dipotong dengan enzim restriksi, misalnya BamH1 sehingga mengahasilkan ujung sticky 5’-GATC-3’.

2. DNA vektor (ex: plasmid) juga dipotong dengan enzim restriksi yang sama, sehingga plasmid sirkuler berubah menjadi linier dengan ujung sticky yang sama yaitu 5’-GATC-3’.

3. DNA asing diinsersi ke dalam plasmid kemudian disambung dengan enzim ligase, sehingga menghasilkan berbagai macam produk rekombinan.

4. Plasmid rekombinan dimasukkan kembali ke sel inang E.coli, kemudian plasmid ini bereplikasi dalam sel inang. Hal ini dapat terjadi karena gen asing yang diinsersi tidak mengganggu kemampuan replikasi plasmid. Ketika sel inang membelah maka plasmid rekombinan akan ikut terbagi, sehingga akan dihasilkan koloni rekombinan E.coli dengan masing-masing bakteri mengandung banyak ‘copy’ dari DNA asing.

Gambar 1. Garis Besar Tahapan Kloning DNA

Sumber : Figure 4.16 (Brown, 2002)

Kloning dapat digunakan untuk sequencing DNA, memodifikasi karakteristik biologi organisme dan mensintesis protein-protein penting. Sayangnya, teknik kloning untuk mendapatkan gen target membutuhkan waktu yang lama, dan melewati prosedur yang rumit, khususnya dalam seleksi rekombinannya.

Oleh karena itu, dikembangkan metode PCR (Polymerase Chain Reaction) untuk melengkapi kloning DNA agar dapat tetap memperoleh suatu fragmen DNA yang diinginkan namun dalam waktu yang lebih singkat. PCR meliputi beberapa komponen yang melalui tahapan-tahapan tertentu. Komponen PCR antara lain untai DNA template, sepasang primer, dNTP serta enzim Taq DNA polymerase thermostabil. Primer yang dibutuhkan untuk menginisiasi sintesis DNA harus dapat mensintesis urutan yang tepat. Tahapan-tahapan PCR secara umum adalah sebagai berikut :

1. Denaturasi

PCR dimulai dengan pemanasan DNA target pada suhu 94 ⁰C, sehingga DNA target akan terdenaturasi dan terpisah menjadi untai tunggal karena putusnya ikatan hidrogen.

2. Annealing

Penurunan temperatur menjadi 50-60 ⁰C menyebabkan bersatunya kembali ikatan hidrogen antar nukleotida untai tunggal DNA target, tetapi juga membuka kemungkinan menempelnya primer pada masing-masing untai tunggal DNA sel target.

3. Polimerisasi

Suhu kembali dinaikkan hingga 72 ⁰C (suhu optimum bagi enzim Taq DNA polymerase thermostabil), sehingga sintesis DNA pun dimulai.

Produk yang dihasilkan dari siklus pertama PCR belum menghasilkan fragmen DNA yang diinginkan, sehingga siklus harus diulang. Setelah siklus ketiga barulah diperoleh fragmen DNA target yang diinginkan. Siklus selanjutnya merupakan perbanyakan dari fragmen DNA target yang telah diperoleh dan biasanya berlangsung hingga siklus ke-30. Kemudian, hasil PCR dianalisis dengan elektroforesis gel agarosa.

Gambar 2. Tahap awal PCR (Polymerase Chain Reaction)

Sumber : Figure 4.28 (Brown, 2002)

Gambar 3. Sintesis fragmen pendek DNA yang diinginkan

Sumber : Figure 4.29 (Brown, 2002)

Gambar 4. Analisis hasil PCR dengan Elektroforesis Gel Agarosa

Sumber : Figure 4.30 (Brown, 2002)

PCR dapat digunakan dalam bidang kesehatan untuk mendeteksi DNA virus dan screening sampel DNA manusia untuk penyakit genetik seperti thallasemia dan cystic fibrosa, serta dapat membentuk profil genetik. PCR juga dapat menghasilkan sequence DNA pada spesimen forensik dan arkeologi. Namun, PCR memiliki keterbatasan yaitu primer harus menempel pada posisi yang tepat sehingga urutan basa dari DNA target yang akan diamplifikasi harus diketahui. Hal ini berarti PCR tidak akan bisa dilakukan jika gen atau bagian dari genom tersebut tidak pernah dipelajari sebelumnya. Selain itu, PCR hanya mampu mereaksikan segmen DNA tidak lebih dari 100 kb.

Daftar Pustaka

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.section.6035

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6036

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.section.6064

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6070

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6071

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.figgrp.6072

Diakses tanggal 28 Oktober 2008

Situs terkait

http://www.maxanim.com/genetics/PCR/pcr.swf [FLASH]

http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/cloning/cloning.swf [FLASH]

Diakses tanggal 28 Oktober 2008

Tugas Terstruktur Ringkasan

ISTILAH DNA SATELIT DAN PERBEDAANYA DENGAN ISTILAH MINISATELIT DAN MIKROSATELIT

Nama: Apriana Titik

NIM: B1J006145

Kelas: A2

Email: titik_apriana@yahoo.co.id

Blog: http://aprianatitik.wordpress.com

Topik: A2-AG11

RINGKASAN

DNA pada sentromir eukariot berupa sekuens yang agak lebih panjang dan diapit oleh sejumlah besar sekuens repetitif (berulang) yang disebut dengan DNA satelit. Satelit membentuk fragmen dengan banyak pengulangan pasangan basa (<5 s/d >200 bp). DNA satelit lebih banyak ditemukan di kromosom pada bagian sentromer.

Gambar 1 : DNA satelit mengapit sentromer.

Sumber. DNA satelit jpg. http://images.google.co.id

Minisatellite (minisatellite locus) adalah untaian DNA yang berisi sekuens berulang yang panjangnya sekitar >20 kb, dengan unit pengulangan >25 bp. Minisatelit berasosiasi pada struktur kromosom yaitu pada bagian telomere. Fungsi minisatelit pada sesuai dengan fungsi utama telomere DNA, yaitu replikasi DNA.

Contoh urutan basa pada Telomer DNA. Sumber : Figure 2.10. Telomeres (Brown. 2002).

5’-TTAGGG-3’

Contoh urutan basa telomerik minisatelit

Mikrosatelit (Microsatellite locus) adalah untaian DNA yang berisi sekuens berulang yang lebih sedikit dari pada minisatelit, panjangnya <150 bp, dengan unit pengulangan 13 bp atau kurang dari itu. Fungsi dari mikrosatelit masih misterius, namun pada manusia mikrosatelit dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi riwayat genetik seseorang, dikenal dengan uji DNA. Hal ini karena pada dua orang tidak mempunyai persamaan kombinasi mikrosatelit.

Contoh urutan basa sekuen mikrosatelit dengan pengulangan CA, pada manusia.

Gambar 2: Penggunaan mikrosatelit dalam uji genetik (Tes DNA).

Sumber. Figure 2.25. (Brown, 2002)

Perbedaan secara umum antara Satelit, Minisatelit, dan Mikrosatelit

Perbedaan	Satelit	Minisatelit	Mikrosatelit
Unit repeat	<5 s/d >200 bp	>25 bp	≤ 13 bp
Tempat	Mengapit sentromer	Telomer	Lokus β T-cell reseptor
Fungsi	Fragmen DNA	Replikasi DNA	Belum diketahui (manfaat: untuk Tes DNA)

Daftar Pustaka

Brown, T.A (2002) DNA in Genomes, 2nd ed.,

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.section.5234

diakses tanggal 24 September 2008

Situs Terkait

DNA satelit jpg. http://images.google.co.id

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP PERTUMBUHAN BAKTERI Enterobacter sakazakii PADA TAHAP LAG

Enterobacter sakazakii merupakan bakteri gram negatif, motil, peritrichous, dan dapat menyebabkan meningitis, khususnya menyebabkan bayi lahir prematur. E.sakazakii dapat ditemukan pada susu formula bayi meskipun dalam jumlah sedikit. kemungkinan bakteri tersebut tumbuh saat persiapan, pendinginan, penyimpanan, dan pengadaan botol yang dapat meningkatkan kemungkinan menimbulkan penyakit. pengaruh buruk dari bakteri tersebut dapat dihindari dengan melakukan perlakuan yang tepat sesuai dengan ukuran dan cara pemberian susu formula pada bayi. berdasarkan informasi yang telah dilaporkan sebelumnya bahwa pertumbuhan bakteri E.sakazakii memanfaatkan susu formula bayi sebagai media pertumbuhannya. parameter pertumbuhan bakteri ini dapat dilihat dari fase lag, rata-rata pertumbuhan spesifik dan kepadatan populasi maksimum bakteri. fase lag merupakan tahap penyesuaian diri dari bakteri untuk tumbuh dan berkembangbiak pada media susu formula, pertumbuhannya masih lambat. pertumbuhan E.sakazakii spesifik pada media susu formula bayi. pertumbuhan E.sakazakii dipengaruhi oleh temperatur berdasarkan penelitian dengan menggunakan dua model yang berbeda yaitu Ratkowsky dan Rosso model. penelitian tersebut dilakukan untuk memperkirakan pertumbuhan spesifik bakteri dengan temperatur yang bervariasi. hasil yang diperoleh memperlihatkan pada model Rosso diketahui temperatur minimum dan maksimumnya antara 3,6°C – 47,6°C. berdasarkan hasil penelitian tersebut dapat memberikan pilihan bagaimana mempelajari periode pertumbuhan bakteri E.sakazakii sehingga dapat melakukan prosedur yang tepat dalam penyimpanan berdasarkan temperatur yang spesifik tanpa merusak dan memberikan pengaruh yang buruk pada kesehatan.

Nama : Apriana Titik

NIM : B1J006145

http://aprianatitik.wordpress.com

titik_apriana@yahoo.co.id

M. C. Kandhai, M. W. Reij, C. Grognou, M. van Schothorst, L. G. M. Gorris, and M. H. Zwietering (2006) Effects of Preculturing Conditions on Lag Time and Specific Growth Rate of Enterobacter sakazakii in Reconstituted Powdered Infant Formula, Appl. Envir. Microbiol. 2006 72: 2721-2729.  [Abstract] [Full Text] [PDF]

CUAP-CUAP AUTHOR

Alloh I Love U

SELAMAT DATANG DI BLOG MILIK APRIANA TITIK PUSPITASARI…..!!!!!!!!!!!

……TiTiK Cantik…….!!!!!!!!

my 20nd birthday

hari itu, aku seneng banget coz temen2 aku bikin surprise yg ga aku duga!