Pengurutan DNA: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Kenrick95Bot (bicara | kontrib)
k Bot: Penggantian teks otomatis (-Namun demikian +Namun)
 
(22 revisi perantara oleh 15 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1:
{{genetika}}
'''Sekuensing DNA''' atau '''pengurutanPengurutan DNA''' adalah proses atau teknik penentuan urutan [[basa nukleotida|basa]] [[nukleotida]] pada suatu molekul [[DNA]]. Urutan tersebut dikenal sebagai [[sekuens DNA]], yang merupakan informasi paling mendasar suatu [[gen]] atau [[genom]] karena mengandung instruksi yang dibutuhkan untuk pembentukan tubuh [[makhluk hidup]].<ref>{{en}} {{citation
|editor= Rogers, K.
|title=New Thinking about Genetics
Baris 60 ⟶ 61:
|author=Allison, L.A.
|title=Fundamental Molecular Biology
|url=https://archive.org/details/fundamentalmolec00lall
|year=2007
|location=Malden, MA
|publisher= Blackwell Publishing
|pages=[https://archive.org/details/fundamentalmolec00lall/page/n244 223]
|pages=223
}} ({{google books with page|_l8B1LF14ScC|lihat|223|sequence}})
</ref>
Baris 70 ⟶ 72:
 
== Sejarah ==
Pada mulanya, sekuensing DNA dilakukan dengan men[[Transkripsi (genetik)|transkripsikannya]] ke dalam bentuk [[RNA]] terlebih dahulu karena metode sekuensing RNA telah ditemukan sebelumnya. Pada tahun 1965, [[Robert William Holley|Robert Holley]] dan timnya dari [[Universitas Cornell|Cornell University]] di [[New York]], [[Amerika Serikat]], mempublikasikan sekuens [[tRNA]] [[alanin]] dari [[khamir]] yang terdiri atas 77 [[nukleotida]].<ref>{{cite journal|doi=10.1126/science.147.3664.1462|journal=Science|title=Structure Of A Ribonucleic Acid|author=Holley, R.W.; Apgar, J.; Everett, G.A.; Madison, J.T.; Marquisee, M.; Merrill, S.H.; Penswick, J.R.; Zamir, A.|date=19 Maret 1965|volume=147|pages=1462–1465|issue=3664}}</ref> Sekuensing tRNA tersebut membutuhkan waktu 7 tahun dan hasilnya merupakan sekuens molekul [[asam nukleat]] yang pertama kali dipublikasikan.<ref>{{en}} {{cite book
|author=Goujon, P.
|title=From Biotechnology to Genomes: The Meaning of the Double Helix
|url=https://archive.org/details/frombiotechnolog00gouj_137
|year=2001
|location=Singapore
|publisher=World Scientific Publishing
|pages=[https://archive.org/details/frombiotechnolog00gouj_137/page/n162 140]
|pages=140
}} ({{google books with page|qRJsTiUAO_AC|lihat|140|holley+seven}})
</ref> Sekuens DNA yang pertama kali dipublikasikan adalah DNA sepanjang 12 nukleotida dari suatu [[virus]], yaitu [[bakteriofag]] lambda, pada tahun 1971, yang ditentukan dengan cara serupa oleh Ray Wu dan Ellen Taylor, keduanya juga dari Cornell University.<ref>{{cite journal|doi=10.1016/0022-2836(71)90105-7|journal=Journal of Molecular Biology|title=Nucleotide sequence analysis of DNA: II. Complete nucleotide sequence of the cohesive ends of bacteriophage λ DNA|author=Wu, R.; Taylor, E.|date=14 Mei 1971|volume=57|pages=491–511|issue=3}}</ref><ref>{{en}} {{cite book
|author=Reece, R.J.
|title=Analysis of Genes and Genomes
|url=https://archive.org/details/analysisofgenesg0000reec
|year=2004
|location=Chichester
|publisher=John Wiley & Sons
|pages=[https://archive.org/details/analysisofgenesg0000reec/page/295 295]–296
|pages=295–296
}} ({{google books with page|oEkBS77TuFcC|lihat|296|wu+taylor+12}})
</ref>
 
Pada tahun 1975, [[Frederick Sanger]] dan Alan Coulson dari laboratorium biologi molekular Medical Research Council [[Inggris]] di [[Cambridge, Cambridgeshire|Cambridge]] mempublikasikan metode sekuensing DNA secara langsung yang disebut teknik plus–minus.<ref>{{citation | last1=Sanger | first1=F. | last2=Coulson | first2=A.R. | year=1975 | title= A rapid method for determining sequences in DNA by primed synthesis with DNA polymerase | journal=Journal of Molecular Biology | volume=94 | issue=3 | pages=441–448 | doi=10.1016/0022-2836(75)90213-2 }}</ref> Dengan teknik tersebut, tim mereka berhasil melakukan sekuensing DNA sebagian besar [[genom]] bakteriofag ΦX174 sepanjang 5.375 nukleotida yang dipublikasikan pada Februari 1977.<ref>{{citation | last1=Sanger | first1=F. | last2=Air | first2=G.M. | last3=Barrell | first3=B.G. | last4=Brown | first4=N.L. | last5=Coulson | first5=A.R. | last6=Fiddes | first6=C.A. | last7=Hutchinson | first7=C.A. | last8=Slocombe | first8=P.M. | last9=Smith | first9=M. | year=1977 | title= Nucleotide sequence of bacteriophage φX174 DNA | journal=Nature | volume=265 | issue=5596 | pages=687–695 | doi=10.1038/265687a0 }}</ref> Pada bulan yang sama, metode sekuensing DNA yang dicetuskan Allan Maxam dan [[Walter Gilbert]] dari [[Universitas Harvard|Harvard University]] di [[Cambridge, Massachusetts]], [[Amerika Serikat]], dipublikasikan.<ref>{{Citation
|last=Maxam
|first=A.M.
Baris 102 ⟶ 106:
}}</ref>
 
Sejak pertengahan tahun 1980-an, metode Sanger menjadi lebih umum digunakan.<ref>{{en}} {{cite book
|author=Fitzgerald-Hayes, M., Reichsman, F.
|title=DNA and Biotechnology
Baris 110 ⟶ 114:
|pages=137
}} ({{google books with page|RbRwOnOn5PsC|lihat|137|mid+1980s+choice}})
</ref> Pada tahun 1986, tim [[Leroy Hood]] di [[California Institute of Technology]] dan [[Applied Biosystems]] berhasil membuat mesin sekuensing DNA automatis berdasarkan metode Sanger.<ref>Allison (2007) [http://books.google.com/books?id=_l8B1LF14ScC&pg=PA226&dq=automated hlm. 226]</ref><ref>{{en}} {{cite book
|author=Davies, K.
|title=Cracking the Genome: Inside the Race to Unlock Human DNA
|url=https://archive.org/details/crackinggenomein0000davi
|year=2002
|location=Baltimore, MD
|publisher=The Johns Hopkins University Press
|pages=[https://archive.org/details/crackinggenomein0000davi/page/144 144]
|pages=144
}} ({{google books with page|EnqT-HvWdKMC|lihat|144|1986}})
</ref>
Baris 125 ⟶ 130:
 
=== Metode Sanger ===
[[Berkas:Sequencing.jpg|thumbjmpl|rightka|Gel sekuensing metode Sanger yang telah dilabel radioaktif.]]
Dewasa ini, hampir semua usaha sekuensing DNA dilakukan dengan menggunakan ''metode terminasi rantai'' yang dikembangkan oleh [[Frederick Sanger]] dan rekan-rekannya [http://www.pubmedcentral.gov/articlerender.fcgi?artid=431765]{{Pranala mati|date=April 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}. Teknik tersebut melibatkan terminasi atau penghentian reaksi sintesis DNA ''in vitro'' yang spesifik untuk sekuens tertentu menggunakan substrat nukleotida yang telah dimodifikasi.
 
Pada metode terminasi rantai (metode Sanger), perpanjangan atau ekstensi rantai DNA dimulai pada situs spesifik pada DNA cetakan dengan menggunakan oligonukleotida pendek yang disebut ''primer'' yang komplementer terhadap DNA pada daerah situs tersebut. ''Primer'' tersebut diperpanjang menggunakan [[DNA polimerase]], enzim yang me[[replikasi]] DNA. Bersama dengan ''primer'' dan DNA polimerase, diikutsertakan pula empat jenis basa [[deoksinukleotida]] (satuan pembentuk DNA), juga nukleotida pemutus atau penghenti rantai (''terminator'' rantai) dalam konsentrasi rendah (biasanya '''di-'''deoksinukleotida). Penggabungan nukleotida pemutus rantai tersebut secara terbatas kepada rantai DNA oleh polimerase DNA menghasilkan fragmen-fragmen DNA yang berhenti bertumbuh hanya pada posisi pada DNA tempat nukleotida tertentu tersebut tergabungkan. Fragmen-fragmen DNA tersebut lalu dipisahkan menurut ukurannya dengan [[elektroforesis gel poliakrilamida]], atau sekarang semakin lazim dengan elektroforesis menggunakan tabung gelas berjari-jari kecil (pipa kapiler) yang diisi dengan polimer kental.
 
Seiring dengan perkembangannya, kini terdapat beberapa macam metode sekuensing terminasi rantai yang berbeda satu sama lain terutama dalam hal pendeteksian fragmen DNA hasil reaksi sekuensing.
 
==== Metode Sanger asli ====
Baris 137 ⟶ 142:
 
==== Sekuensing ''dye terminator'' ====
[[Berkas:Sanger_sequencing_read_displaySanger sequencing read display.gifpng|thumbjmpl|400px|rightka|Contoh hasil bacaan suatu sekuensing metode ''dye terminator''.]]
Cara lain pelabelan primer adalah dengan melabel pemutus rantainya, lazim disebut metode sekuensing ''dye terminator''. Keunggulan cara ini adalah bahwa seluruh proses sekuensing dapat dilakukan dalam satu reaksi, dibandingkan dengan empat reaksi terpisah yang diperlukan pada penggunaan ''primer'' berlabel. Pada cara tersebut, masing-masing dideoksinukleotida pemutus rantai ditandai dengan pewarna fluoresens, yang berpendar pada [[panjang gelombang]] yang berbeda-beda. Cara ini lebih mudah dan lebih cepat dibandingkan penggunaan ''primer'' berwarna, namun dapat menimbulkan ketidaksamaan tinggi kurva atau puncak (''peak'') yang disebabkan oleh ketidaksamaan penggabungan pemutus rantai berwarna berukuran besar pada pertumbuhan DNA (ketidaksamaan tersebut bergantung pada DNA cetakan). Masalah tersebut telah dapat dikurangi secara nyata dengan penggunaan macam-macam enzim dan pewarna baru yang meminimalkan perbedaan dalam penggabungan. {{br}} Metode ini kini digunakan pada sebagian besar usaha reaksi sekuensing karena lebih sederhana dan lebih murah. ''Primer-primer'' yang digunakan tidak perlu dilabel secara terpisah (yang bisa jadi cukup mahal untuk ''primer'' yang dibuat untuk sekali pakai), walaupun hal tersebut tidak terlalu bermasalah dalam penggunaan ''universal primer''.
 
Baris 147 ⟶ 152:
=== Sekuensing generasi berikutnya ===
==== Pyrosequencing ====
Pyrosequencing adalah teknik pemetaan [[DNA]] yang berdasarkan deteksi terhadap [[pirofosfat]] (PPi) yang dilepaskan selama [[sintesis]] DNA.<ref name=poirel/> Teknik ini memanfaatkan [[reaksi]] [[enzimatik]] yang dikatalisis oleh [[ATP sulfurilase]] dan [[luciferase]] untuk pirofosfat inorganik yang dilepaskan selama penambahan [[nukleotida]].<ref name=poirel>{{en}} Poirel L, Naas T, Nordmann P. 2006. Pyrosequencing as a Rapid Tool for Identification of GES-Type Extended-Spectrum Lactamases. ''J Clin Microbiol'' 44(8):3008-11.</ref>
 
==== Illumina(Solexa) ====
Metode sekuensing ini ditemukan oleh perusahaan Illumina. Sekuensing Illumina menggunakan primer yang akan berkomplemen dengan adaptor yang telah disediakan oleh perusahaan pada sebuah plat. Proses sekuensing ini menggunakan teknik ''bridge PCR'', yaitu terbentuknya jembatan pada saat elongasi. Nukleotida penghenti akan diberikan dan pendaranan fluoresens akan direkam oleh kamera.<ref name="satu">{{en}} Nejad AM, Narimani Z, Hosseinkhan N. 2013. ''Next Generation Sequencing and Sequence Assembly''. New York: Springer</ref>
 
== Sekuensing DNA skala besar ==
Baris 166 ⟶ 174:
== Pranala luar ==
* {{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Genome Informasi mengenai proyek genom berbagai organisme dan data yang dihasilkan] di National Center for Biotechnology Information, A.S.
* {{en}} (2005) [http://www.plosbiology.org/plosonline/?request=get-document&doi=10.1371%2Fjournal.pbio.0030025 Genome Sequencing: Using Models to Predict Who's Next.]{{Pranala mati|date=Februari 2022 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} PLoS Biol 3(1): e25.
 
[[Kategori:Genetika molekular]]
[[Kategori:TeknikMetode laboratorium]]