Analisis ukuran protein dengan SDS-PAGE (image from piercenet.com)
SDS-PAGE atau Sodium Dodecyl Sulfate – PolyAcrylamide Gel Electrophoresis adalah teknik sederhana yang umum digunakan untuk menganalisa ukuran protein. Bagi Anda yang pernah melakukannya tentu tahu bahwa salah satu tahapan kritis analisa ini adalah pada saat pembuatan gel SDS-PAGE-nya, kurang cermat bisa menyebabkan kebocoran sehingga gel yang terbentuk tidak sempurna. Nah, bagaimana cara mengatasi kebocoran ini? +Continue Reading
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Tingkatan Struktur Protein (Image from wikipedia)
Protein adalah makromolekul yang unik sekaligus memiliki struktur yang kompleks. Meskipun protein hanya tersusun atas asam amino yang ada 20 jenis saja, namun untuk dapat berfungsi, ia akan melipat-lipat dan membentuk suatu struktur tertentu yang sangat presisi sekaligus sulit diprediksi hingga saat ini. Karena strukturnya yang unik dan presisi itulah maka protein memiliki fungsi yang spesifik yang berbeda satu dengan lainnya.
Struktur protein memiliki tingkatan, kita akan melihat bagaimana asam amino sebagai monomer penyusun protein tersusun sehingga membentuk struktur protein.
+Continue Reading
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Suatu saat USB flash disk mungkin sudah tidak begitu diperlukan lagi untuk mengkopi file ke komputer teman, begitu juga dengan mengirim file melalui email attachment yang bisa jadi akan basi dan ribet. Bahkan Anda tidak perlu membeli harddisk eksternal plus software backup dan synchronize yang cukup mahal untuk membackup file-file penting Anda. Yang Anda perlukan hanya koneksi internet yang memadai dan DROPBOX.
Simpan file-file Anda di kotak penyimpanan (Dropbox)
Ya, era komputasi awan alias cloud computing sudah tiba dan semakin populer. Komputasi tidak melulu harus menggunakan komputer personal (PC) atau laptop yang terinstall oleh puluhan program dan kapasitas penyimpanan data yang besar. Kini kita bisa memanfaatkan software-software yang tersedia di Internet baik untuk keperluan mengolah dokumen ala Word, perhitungan ala Excel, presentasi ala Powerpoint bahkan sistem operasi ala Windows atau Linux pun bisa kita gunakan secara online tanpa harus kita install di komputer kita. Begitu juga dengan penyimpanan data, tidak perlu lagi hardisk komputer kita dijejali ribuan file hingga penuh, kini kita bisa menyimpan data di internet dan mengaksesnya dari manapun dan kapanpun kita mau. Kabar baiknya, hampir semua fasilitas itu FREE alias GRATIS.
Salah satu aplikasi cloud computing yang memungkinkan kita menyimpan, mengakses dan berbagi data kapanpun dimanapun adalah DROPBOX. Dengan mendaftarkan akun DROPBOX (www.dropbox.com), maka Anda sudah berhak dengan media penyimpanan online sebesar 2GB gratis. Ini setara dengan kira-kira 500 lagu MP3 kualitas tinggi, atau 2000 lebih dokumen Word biasa, atau 2000 lebih file PDF jurnal. Bahkan dengan sedikit usaha yaitu merekomendasikan DROPBOX ke teman-teman Anda, Anda bisa mendapatkan tambahan bonus kapasitas sebesar 250MB tiap kali ada referral Anda yang bergabung dengan DROPBOX, maksimal bonus yang bisa diperoleh adalah 8GB. Wow! Masih kurang juga? Jangan khawatir, dengan sedikit merogoh kocek Anda bisa mendapat space hingga 100GB.
Bagaimana DROPBOX bekerja?
Umpama saja Anda memiliki file penting yang ingin Anda simpan di DROPBOX. Maka yang harus Anda lakukan adalah:
- Mendaftarkan akun DROPBOX (hanya untuk pertama)
- Upload file ke DROPBOX, bisa melalui website-nya atau melalui software DROPBOX yang bisa didownload secara gratis. Itu saja!
Lalu apa yang bisa dilakukan dengan file tersebut?
- Anda bisa mengaksesnya dimana saja kapan saja dengan login ke DROPBOX melalui PC, Laptop atau gadget/mobile phone Anda, yang penting ada koneksi internet.
- Anda bisa membagikannya (sharing) ke teman, kolega, customer, dosen, mahasiswa atau siapapun dengan cara mengundangnya melalui email. Kemudian kolega Anda langsung bisa mengaksesnya dengan mendaftarkan akunnya terlebih dahulu di DROPBOX (untuk pertama kali saja).
Simpel, mudah tetapi manfaatnya luar biasa bukan?
Sekarang coba bayangkan jika Anda bekerja di lab riset, dan Anda ingin berbagi jurnal dengan kolega peneliti di lembaga lain atau di luar negeri. Anda tidak perlu mengirimkan jurnal tersebut melalui email attachment yang ribet dan terbatas, Anda juga tidak perlu berulang kali mengirimkannya setiap kali ada tambahan jurnal baru atau ada koreksi pada file-file laporan penelitian. Anda juga tidak perlu repot-repot mensinkronkan file terbaru juga ada perubahan dari kedua belah pihak. Semuanya cukup dilakukan melalui DROPBOX.
Download Dulu Software DROPBOX, Pasti Lebih Mudah
Jika meng-upload atau mengakses file melalui website DROPBOX dirasa masih cukup ribet, cobalah download software DROPBOX ke komputer/laptop/gadget/mobilephone Anda. Setelah terinstall, maka otomatis akan dibuatkan folder DROPBOX.
Folder DROPBOX terbentuk secara otomatis
Yang perlu Anda lakukan jika ingin menyimpan file di DROPBOX hanyalah mengkopi file tersebut ke folder DROPBOX, selanjutnya biarlah DROPBOX yang bekerja untuk mengupload dan mensinkronkan file dengan yang ada di server DROPBOX.
Satu Langkah Mudah Upload File
Begitu pula jika Anda menerima kiriman file dari kolega, Anda tidak perlu repot-repot, check saja folder DROPBOX, tanpa kita sadari file tersebut sudah ada di situ. Anda juga akan menerima email notifikasi bahwa Anda telah dikirimi file oleh seseorang.
Selain itu, DROPBOX bisa diinstall di berbagai OS, baik Mac OS, Windows maupun Linux, serta perangkat mobile seperti iPhone, iPod Touch dan Android. Untuk perangkat mobile lain, cukup mengaksesnya melalui browser di http://m.dropbox.com.
Amankah DROPBOX?
Menurut DROPBOX, file-file Anda tersimpan secara aman karena seluruh transfer data dilakukan melalui SSL dan dienkripsi dengan metode AES-256. Singkat cerita, tingkat keamanannya setara dengan data-data perbankan dan militer. Jadi hanya Anda dan teman-teman yang diundang sajalah yang dapat mengakses file tersebut.
So, tunggu apa lagi? Dapatkan akun DROPBOX gratis, install softwarenya dan referensikan ke teman dan kolega. Selanjutnya, selamat berkomputasi awan.
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Bacterial Transformation (Image from gbiosciences.com)
Para ilmuwan rekayasa genetika gemar melakukan eksperimen dengan ‘menggunting’, ‘menyambung’ dan ‘menempelkan’ fragmen-fragmen DNA, kemudian memasukkannya ke dalam sel makhluk hidup seperti bakteri, fungi, tanaman dan juga hewan untuk dilihat bagaimana efek dari DNA yang dimasukkannya itu. Lantas bagaimana caranya agar suatu fragmen DNA dapat dimasukkan ke dalam sel makhluk hidup dan dapat berfungsi layaknya DNA milik sel itu sendiri?
Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, kita kilas balik sejenak ke tahun 1928 ketika Frederick Griffith sedang mencari vaksin untuk melawan bakteri penyebab pneumonia yaitu Streptococcus pneumoniae. Saat itu ia dibuat heran ketika strain bakteri S. pneumoniae yang tidak virulen dapat berubah menjadi virulen setelah kontak dengan strain yang virulen yang sudah mati. Kok bisa? apa yang menyebabkan perubahan itu? +Continue Reading
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Video di atas adalah hasil karya Andrew Dopheide, yang menggambarkan proses signaling dan quorum sensing.
Quorum Sensing (picture from Microbeworld.org)
Bakteri yang berdiri sendiri tidak dapat membentuk biofilm, ia harus menunggu sampai sekelompok bakteri dengan jumlah tertentu telah terkumpul. Lalu, bagaimana caranya bakteri tersebut mengetahui bahwa jumlah mereka sudah cukup? (Padahal mereka kan gak punya jari untuk menghitung 
)
Ternyata bakteri dilengkapi dengan sistem signalling. Setiap individu bakteri terus-menerus memancarkan molekul signal, yang dapat dideteksi oleh bakteri lain di dekatnya. Signal-signal ini memungkinkan bakteri untuk menentukan sel bakteri apakah yang ada di sekitar mereka dan apa yang mereka lakukan (hebat kan?). Selanjutnya signal-signal ini digunakan sebagai alat koordinasi untuk melakukan suatu proses tertentu seperti pembentukan biofilm. Proses inilah yang dinamakan Quorum Sensing.
Begitu jumlah bakteri meningkat, otomatis signal yang terdeteksi pun semakin tinggi frekuensinya. Dan ketika frekuensi signal mencapat suatu nilai ambang batas tertentu, maka hal ini dapat memicu suatu perubahan dalam regulasi gen dan rekonfigurasi peralatan seluler mereka untuk suatu keperluan baru, seperti produksi pili, polymer-polymer ekstraseluler, atau bisa juga zat-zat toksin.
Referensi:
Microbeworld.org
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
DNA atau Deoxyribonucleic Acid yang merupakan sandi genetik makhluk hidup ternyata dapat dijadikan bahan ‘permainan’ gunting dan tempel. Ya, ini serius lho. Para ahli rekayasa genetika kerapkali melakukan ‘permainan’ ini untuk memperoleh susunan DNA yang diinginkan dan memiliki fungsi tertentu. Istilah kerennya Rekayasa Genetika.
Contoh paling terkenal adalah yang terjadi pada gen insulin dari pankreas manusia yang dengan ‘permainan’ ini dapat dimasukkan ke dalam sel bakteri –seperti E. coli– atau tumbuhan –seperti safflower– dan diekspresikan di dalamnya sehingga saat ini kita dapat memperoleh insulin (obat diabetes) tanpa harus mengekstraknya langsung dari sapi atau babi, cukup dengan menumbuhkan bakteri atau tanaman hasil rekayasa genetika yang memiliki gen insulin dan memanen insulin darinya.
Bagaimana ‘permainan’ ini dilakukan?
DNA ligase memperbaiki kerusakan kromosom. (Image from wikipedia.org)
Kita harus berterima kasih kepada para bakteri dan archaea karena umumnya mereka memiliki ‘gunting’ berupa enzim yang dapat memotong-motong DNA secara spesifik. Enzim ini berguna sebagai bentuk pertahanan bakteri terhadap DNA-DNA asing yang masuk ke dalam sel bakteri. DNA asing ini akan dipotong-potong agar tidak akan membahayakan bakteri lagi oleh enzim yang disebut ‘Restriction Endonuclease‘ (sering disebut enzim restriksi). DNA si bakteri sendiri sudah terlindungi dengan mekanisme tertentu (metilasi) sehingga akan terhindar dari pemotongan. Suatu sistem pertahanan yang sangat cerdas untuk makhluk sekelas bakteri.
Sedangkan ‘lem’ DNA secara alami terdapat baik pada eukaryota maupun prokaryota. Secara komersial, enzim ini diperoleh dari virus tertentu seperti bakteriofage T4 yang memiliki enzim ligase yang dapat menyambungkan gugus -OH pada suatu utas DNA dengan gugus -PO4 pada utas lainnya membentuk ikatan phosphodiester. Enzim ini pada dasarnya berfungsi untuk memperbaiki kerusakan-kerusakan pada kromosom.
Nah, para ilmuwan rekayasa genetika telah berhasil mengisolasi ratusan jenis ‘gunting’ untuk memotong-motong DNA dan ‘lem’ DNA untuk menyambungkan kembali hasil potongan tersebut sehingga diperoleh DNA dengan susunan tertentu.
Restriction Endonuclease
DNA tersusun atas empat basa nukleotoda yaitu A (adenine), G (guanine), C (cytosine) dan T (thymine). –Lihat kembali artikel tentang DNA di sini. Enzim restriksi (dalam hal ini adalah Restriction Endonuclease Type II) alias ‘gunting’ DNA hanya akan memotong DNA pada tempat tertentu saja, yaitu jika ia menemukan susunan palindrom, urutan basa yang jika dibaca dari kedua utas DNA akan tetap sama. Perhatikan contoh sekuen berikut ini:
5'-GATATC-3'
::::::
3'-CTATAG-5'
Baik di utas atas maupun bawah memiliki sekuen yang sama bukan (dibaca dari 5′ ke 3′)? Nah, di sekuen palindrom seperti itulah enzim restriksi akan bekerja.
Setiap enzim restriksi hanya dapat memotong pada susunan palindrom tertentu. Misalnya enzim EcoRI akan bekerja jika menemukan urutan GAATTC, enzim SmaI pada urutan CCCGGG, enzim AluI pada urutan AGCT, dan seterusnya.
Cara pemotongan DNA pun tidak sembarangan, masing-masing enzim punya titik pemotongan tertentu yang khas. Misalnya BamHI yang mengenali situ GGATCC akan memotong pada posisi antara dua G membentuk fragmen yang ujungnya ada yang tidak berpasangan (cohesive atau sticky ends).
5'-G GATCC-3'
: :
3'-CCTAG G-5'
Sedangkan enzim PovII yang mengenali situs CAGCTG akan memotong di tengah situs pemotongan membentuk fragment yang semua ujungnya berpasangan (blunt ends):
5'-GGA TCC-3'
::: :::
3'-CCT AGG-5'
Ada sekitar 600 enzim restriksi yang tersedia secara komersial saat ini. Berikut ini beberapa contoh enzim restriksi beserta situs pemotongannya.
List of Restriction Enzyme (Image from ncbi.nlm.nih.gov)
Situs Pengenalan dan Pemotongan Enzim Restriksi (Image from ncbi.nlm.nih.gov)
Penamaan Enzim Restriksi
Kalau diperhatikan, nama enzim restriksi ini keren-keren juga. Ternyata ada maksudnya lho, begini aturannya:
- Huruf pertama adalah singkatan nama genus bakteri pemilik enzim tersebut
- Huruf kedua dan ketiga adalah singkatan nama spesies bakteri.
- Huruf keempat adalah dingkatan nama Strain.
- Huruf kelima adalah urutan penemuan enzim tersebut.
Misalnya EcoRI berasal dari Escherichia coli strain RY13 yang pertama kali diidentifikasi, HindIII dari Haemophilus influenzae, dan lain-lain.
Bagaimana ‘Lem’ DNA Bekerja?
Enzim DNA ligase bekerja dengan menyambungkan utas DNA yang memiliki ujung 5′-PO4 dengan ujung 3′-OH pada utas lain. Mekanismenya bisa bermacam-macam, misalnya:
Ligation of Sticky Ends DNA (Image from wikipedia.org)
- Menyambungkan utas-utas DNA yang sama-sama memiliki ujung overhang hasil pemotongan enzim restriksi. Ujung overhang ini harus saling komplemen agar dapat menempel dengan baik. Ujung overhang pada utas sense akan berpasangan dengan ujung overhang utas antisense. Lalu DNA Ligase tinggal membentuk ikatan phosphodiester sehingga kedua utas kini sudah menjadi satu dengan ikatan yang sangat kuat. Mekanisme ini cenderung lebih mudah karena kedua ujung overhang dapat menempel lebih dulu karena memiliki sekuen yang saling komplemen.
Ligation of Blunt Ends DNA (Image from wikipedia.org with modification)
- Menyambungkan utas-utas DNA yang sama-sama memiliki ujung blunt hasil pemotongan enzim restriksi atau hasil blunt PCR. DNA dengan ujung blunt lebih sulit untuk ‘dilem’ dengan enzim DNA Ligase karena tidak ada ujung overhang yang membantu kedua utas untuk saling menempel terlebih dulu sebelum ‘dilem’
Beberapa Sifat Khusus Enzim Restriksi
Isochizomer
Isochizomer adalah enzim-enzim restriksi yang memiliki situs pengenalan yang sama. Hasil pemotongannya bisa sama dan bisa juga berbeda. Misalnya HpaII (situs pengenalan: C↓CGG) dan MspI (situs pengenalan: C↓CGG) adalah isoschizomer, begitu pula AatI (AGG↓CCT) dan StuI (AGG↓CCT).
Neoschizomer
Neoschizomer adalah bagian dari isoschizomer, memiliki situs pengenalan yang sama tetapi memotong pada tempat yang berbeda sehingga hasil pemotongannya pun berbeda. Misalnya AatII (situs pengenalan: GACGT↓C) dan ZraI (situs pengenalan: GAC↓GTC).
Tabel yang berisi daftar isoschizomer dan neoschizomer dapat ditemukan di situs NEB (New England Biolabs).
Kompatibilitas Ujung Overhang
Ada beberapa enzim restriksi yang memiliki situs pengenalan berbeda tetapi hasil pemotongannya memiliki ujung overhang yang sama. Misalnya AccIII (T↓CCGGA) dengan AgeI (A↓CCGGT) yang menghasilkan ujung overhang CCGG.
Sifat ini sangat penting dalam aspek rekayasa genetika, terutama bila fragmen DNA yang akan kita klon memiliki situs pengenalan enzim restriksi yang berbeda dengan vektornya. Asalkan hasil pemotongan memiliki ujung overhang yang sama maka proses ligasi dapat dilakukan kemudian.
Aplikasi ‘Gunting’ dan ‘Lem’
Nah, dengan menggunakan bantuan kedua jenis enzim ini, para ilmuwan rekayasa genetika bisa mengutak-atik DNA untuk keperluan tertentu seperti rekombinasi DNA yang menghasilkan DNA rekombinan. Secara garis besar berikut adalah proses yang terjadi:
Cloning gene of interest into plasmid (Image from bio.davidson.edu)
Masih banyak aplikasi lain dari enzim restriksi dan DNA ligase, kita akan coba bahas dalam artikel lain. Jangan lupa memberikan komentar untuk kami.
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
