Kamis, 27 Juli 2017

Pengertian Polymerase Chain Reaction (PCR)

Polymerase Chain Reaction (PCR)
Prinsip

Polymerase Chain Reaction (PCR) merupakan suatu proses sintesis enzimatik untuk melipat gandakan suatu sekuens nukleotida tertentu secara in vitro atau suatu teknik biologi molekuler yang digunakan untuk memperbanyak sekuens DNA spesifik.

Prinsip PCR merupakan suatu teknik atau metode perbanyakan (replikasi) DNA secara enzimatik tanpa menggunakan organisme.

Terdapat 3 tahapan dalam siklus PCR yaitu denaturasi (penguraian untai ganda DNA), annealing (pelekakatan primer) dan polimerisasi (pemanjangan pasangan DNA komplementer).

Prinsip kerja dari PCR adalah menggandakan segmen DNA tertentu dengan memanfaatkan enzim sebagai penginisiasi replikasi (Roche diagnostics 2006:9).

Hasil dari teknik PCR ialah jumlah untai DNA yang jumlahnya terus bertambah pada tiap siklus sebanyak 2ⁿ, dengan n merupakan nomer siklus.

DNA hasil amplifikasi dengan PCR tidak dapat dilihat secara kasat mata, tetapi dapat diidentifikasi dengan teknik elektroforesis.

Skema
Skema Polymerase Chain Reaction (PCR)
Proses PCR terdiri dari 3 tahap, yakni denaturasi, penempelan (annealing), dan amplifikasi :

1. Denaturasi. Suatu fragmen DNA (double strand) dipanaskan pada suhu 95⁰C selama 1-2 menit sehingga akan terpisah menjadi rantai tunggal (single strand).

2. Kemudian dilakukan penempelan (annealing) pada suhu 55⁰C selama 1-2 menit, yakni oligonukleotida primer menempel pada DNA cetakan yang komplementer dengan sekuen primer.

3. Amplifikasi. Setelah dilakukan penempelan, suhu dinaikkan menjadi 72⁰C selama 1,5 menit.

Pada suhu ini, enzim DNA polimerase akan melakukan poses polimerasi, yakni rantai DNA yang baru akan membentuk jembatan hidrogen dengan DNA cetakan.

Proses ini disebut amplifikasi (diperkuat/disalin beberapa kali)

Reaksi-reaksi seperti diatas dapat diulangi sampai 25-30 kali (siklus) sehingga akan didapatkan molekul-molekul DNA rantai ganda yang baru.

Banyaknya amplifikasi tergantung pada konsentrasi DNA target yang akan digunakan.

Cara mendeteksi Produk PCR:

Untuk mendeteksi produk dari PCR harus menjadi fragmen atau fragmen DNA panjang yang ditetapkan.

Teknik untuk mendeteksi produk PCR yaitu :
  • Gel agarosa dan/atau polyacrylamide elektroforesis gel
  • Restriksi endonuklease pencernaan
  • Bercak dot
  • Kromatografi cair tekanan tinggi
  • Electrochemiluminescence
  • Pengurutan langsung
Teknik yang paling sederhana dan umum digunakan untuk mendeteksi PRC adalah elektroforesis produk PCR pada gel agarose dengan EtBr (ethidium bromide).

EtBr adalah pewarna fluorescent yang menambah ke dalam DNA.

Ukuran ditandai dapat dielektroforesis pada gel untuk memungkinkan ukuran penentuan produk PCR.

Aplikasi PCR

Beberapa contoh penerapan PCR antara lain:
  • Studi arkeologi gen purba, seperti fragmen DNA kuno dari gajah purba (mammoth) yang telah membeku selama 400.000 tahun
  • Analisis tindakan kriminal dengan sedikit sampel darah, sperma, sidik jari atau jaringan
  • Deteksi virus papilloma pada kelamin manusia
  • Deteksi DNA atau RNA virus yang sulit terdeteksi, seperti HIV
  • Diagnosa kelainan genetik sebelum kelahiran
  • Peramalan hemofilia
  • Isolasi DNA dari miselium jamur dan spora
  • Pengujian kualitas air minum
  • Analisis filogenetik dalam taksonomi
  • Identifikasi polimorfisme DNA
  • Identifikasi jenis kelamin
  • Penentuan urutan nukleotida
  • Pemetaan genom manusia
Manfaat PCR :
  • Memperkuat gen spesifik sebelum diklon
  • Membuat fragmen gen DNA secara berlimpah
  • Dapat mendeteksi/mendiagnosis DNA sel embrionik yang mengalami kelainan sebelum dilahirkan.
  • Bidang kedokteran forensik. Contohnya mendeteksi penyakit yang dapat menginfeksi, variasi dan  mutasi dari gen.
  • Mengetahui hubungan kekerabatan antar spesies atau untuk mengetahui dari mana spesies tersebut berasal.
  • Melacak asal usul seseorang dengan membandingkan “finger print"
References:
  • Ahluwalia, K. B. 2009. Genetics. Ed ke-2. New Age International Publisher, New Delhi: ix +  451 hlm.
  • Anonim. 2011. “Makalah Genetika PCR”.  (Online). http://apikdewefppundip 2011.wordpress.com /2012/06/29/makalah-genetika-pcr-polimerase-chain-reaction/. diakses tgl 13 desember 2013
*Sumber: Poppy Dwita
Baca Juga
Previous Post
Next Post