PCR is fundamental to many of the procedures used in genetic testing, research, including analysis of ancient samples of DNA and identification of infectious agents.
Banyak pengujian biologi molekuler dan genetika dilakukan dengan PCR, misalnya analisis sampel DNA purba dan identifikasi agen infeksi.
PCR is now a common and often indispensable technique used in medical laboratory research for a broad variety of applications including biomedical research and forensic science.
Saat ini, PCR merupakan teknik umum yang sangat diperlukan pada laboratorium medis, termasuk untuk riset biomedis dan kedokteran forensik.
PCR employs two main reagents—primers (which are short single strand DNA fragments known as oligonucleotides that are a complementary sequence to the target DNA region) and a thermostable DNA polymerase.
Ada dua pereaksi utama yang digunakan dalam PCR, yaitu primer (fragmen DNA unting tunggal pendek oligonukleotida yang merupakan urutan komplemen wilayah DNA target) dan enzim DNA polimerase.
In the second step, the temperature is lowered and the primers bind to the complementary sequences of DNA.
Pada langkah kedua, suhu diturunkan dan primer berikatan pada urutan DNA komplementer.
The two DNA strands then become templates for DNA polymerase to enzymatically assemble a new DNA strand from free nucleotides, the building blocks of DNA.
Kedua unting DNA tersebut lalu menjadi templat yang ditempeli DNA polimerase untuk merakit unting DNA baru dari nukleotida bebas, bahan penyusun DNA yang ditambahkan sebagai pereaksi.
As PCR progresses, the DNA generated is itself used as a template for replication, setting in motion a chain reaction in which the original DNA template is exponentially amplified.
Seiring dengan berlangsungnya PCR, salinan DNA yang dihasilkan dengan sendirinya menjadi templat untuk replikasi berikutnya sehingga tercipta reaksi berantai.
Almost all PCR applications employ a heat-stable DNA polymerase, such as Taq polymerase, an enzyme originally isolated from the thermophilic bacterium Thermus aquaticus.
Hampir semua aplikasi PCR menggunakan DNA polimerase yang tahan panas, seperti Taq polimerase, enzim yang awalnya diisolasi dari bakteri termofilik Thermus aquaticus.
If the polymerase used was heat-susceptible, it would denature under the high temperatures of the denaturation step.
Jika polimerase yang digunakan peka terhadap panas, enzim tersebut akan mengalami perubahan sifat pada suhu tinggi pada langkah denaturasi.
Before the use of Taq polymerase, DNA polymerase had to be manually added every cycle, which was a tedious and costly process.
Sebelum Taq polimerase dipakai, enzim DNA polimerase harus ditambahkan secara manual setiap siklus sehingga proses ini menjemukan dan mahal.
Applications of the technique include DNA cloning for sequencing, gene cloning and manipulation, gene mutagenesis; construction of DNA-based phylogenies, or functional analysis of genes; diagnosis and monitoring of genetic disorders; amplification of ancient DNA; analysis of genetic fingerprints for DNA profiling (for example, in forensic science and parentage testing); and detection of pathogens in nucleic acid tests for the diagnosis of infectious diseases.
Penerapan teknik ini termasuk kloning DNA untuk pengurutan DNA, manipulasi gen, dan mutagenesis gen; konstruksi pohon filogenetika berbasis DNA atau analisis fungsional gen; diagnosis dan pemantauan penyakit keturunan; amplifikasi DNA purba, analisis profil DNA (misalnya dalam ilmu forensik dan identifikasi orang tua); serta deteksi patogen untuk mendiagnosis penyakit menular.
Most PCR methods amplify DNA fragments of between 0.1 and 10 kilo-base pairs (kbp) in length, although some techniques allow for amplification of fragments up to 40 kbp.
Sebagian besar PCR mengamplifikasi fragmen DNA yang panjangnya antara 0,1 dan 10 kilo pasangan basa (kbp), meskipun amplifikasi fragmen hingga 40 kbp juga dimungkinkan.
The amount of amplified product is determined by the available substrates in the reaction, which becomes limiting as the reaction progresses.
Jumlah produk hasil amplifikasi ditentukan oleh ketersediaan substrat dalam reaksi, yang makin terbatas seiring dengan berlangsungnya reaksi.
The thermal cycler heats and cools the reaction tubes to achieve the temperatures required at each step of the reaction (see below).
Alat ini memanaskan dan mendinginkan tabung reaksi untuk mencapai suhu yang dibutuhkan pada setiap langkah reaksi (lihat di bawah).
Many modern thermal cyclers make use of a Peltier device, which permits both heating and cooling of the block holding the PCR tubes simply by reversing the device's electric current.
Banyak alat pengatur siklus suhu memanfaatkan efek Peltier, yang memungkinkan pemanasan dan pendinginan blok yang memuat tabung PCR hanya dengan membalikkan arus listrik.
Thin-walled reaction tubes permit favorable thermal conductivity to allow for rapid thermal equilibrium.
Tabung reaksi berdinding tipis memungkinkan konduktivitas termal yang menguntungkan untuk mencapai kesetimbangan termal yang cepat.
Most thermal cyclers have heated lids to prevent condensation at the top of the reaction tube.
Sebagian besar pengatur siklus suhu memiliki tutup yang dipanaskan untuk mencegah kondensasi di bagian atas tabung reaksi.
PCR allows isolation of DNA fragments from genomic DNA by selective amplification of a specific region of DNA.
PCR dapat mengisolasi fragmen DNA tertentu dari keseluruhan genom dan mengamplifikasi wilayah DNA tersebut secara selektif.
This use of PCR augments, such as generating hybridization probes for Southern or northern hybridization and DNA cloning, which require larger amounts of DNA, representing a specific DNA region.
Penerapan PCR ini memungkinkan pengembangan teknik lainnya, seperti menghasilkan probe hibridisasi untuk blot Southern dan kloning DNA, yang membutuhkan jumlah DNA yang lebih banyak untuk mewakili wilayah DNA tertentu.
PCR supplies these techniques with high amounts of pure DNA, enabling analysis of DNA samples even from very small amounts of starting material.
PCR mendukung teknik-teknik ini dengan menyediakan sejumlah besar DNA murni sehingga analisis sampel DNA dapat dilakukan, bahkan dari bahan awal yang jumlahnya sangat kecil.
PCR may also be used for genetic fingerprinting; a forensic technique used to identify a person or organism by comparing experimental DNAs through different PCR-based methods.
PCR juga dapat digunakan untuk sidik jari genetik; teknik forensik yang digunakan untuk mengidentifikasi seseorang atau suatu organisme dengan membandingkan DNA mereka melalui beberapa metode berbasis PCR.
Some PCR fingerprint methods have high discriminative power and can be used to identify genetic relationships between individuals, such as parent-child or between siblings, and are used in paternity testing (Fig. 4).
Beberapa metode sidik jari PCR memiliki kemampuan diskriminatif yang tinggi dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi hubungan genetik antarindividu, seperti orang tua dengan anaknya atau hubungan di antara saudara kandung, dan digunakan dalam pengujian paternitas.
This technique may also be used to determine evolutionary relationships among organisms when certain molecular clocks are used (i.e. the 16S rRNA and recA genes of microorganisms).
Teknik ini juga dapat digunakan untuk menentukan hubungan evolusi di antara organisme ketika jam molekuler tertentu digunakan (yaitu gen RNA ribosomal 16S dan gen recA pada mikroorganisme).
Because PCR amplifies the regions of DNA that it targets, PCR can be used to analyze extremely small amounts of sample.
Karena PCR mengamplifikasi wilayah DNA tertentu, metode ini dapat digunakan untuk menganalisis sampel yang jumlahnya sangat kecil.
This is often critical for forensic analysis, when only a trace amount of DNA is available as evidence.
Ini merupakan hal penting dalam analisis forensik, ketika hanya sejumlah kecil DNA yang ditemukan sebagai bukti.
PCR may also be used in the analysis of ancient DNA that is tens of thousands of years old.
PCR juga dapat digunakan dalam analisis DNA purba yang berusia puluhan ribu tahun.
Quantitative PCR is an established tool for DNA quantification that measures the accumulation of DNA product after each round of PCR amplification.
PCR kuantitatif merupakan metode yang telah mapan untuk mengukur akumulasi produk DNA setelah setiap siklus amplifikasi.
Detection of DNA using these methods can only be seen after the hybridization of probes with its complementary DNA (cDNA) takes place.
Deteksi DNA menggunakan metode-metode ini hanya dapat dilihat setelah hibridisasi probe dengan DNA komplementernya terjadi.
This sophisticated technique, called RT-qPCR, allows for the quantification of a small quantity of RNA.
Teknik ini, yang disebut RT-qPCR, memungkinkan penghitungan sejumlah kecil asam ribonukleat (RNA).
Through this combined technique, mRNA is converted to cDNA, which is further quantified using qPCR.
Melalui teknik gabungan ini, RNA duta (mRNA) diubah menjadi DNA komplemen (cDNA), yang selanjutnya diukur menggunakan qPCR.
This technique lowers the possibility of error at the end point of PCR, increasing chances for detection of genes associated with genetic diseases such as cancer.
Teknik ini menurunkan kemungkinan kesalahan pada titik akhir PCR, dan meningkatkan kemungkinan deteksi gen yang diasosiasikan dengan penyakit genetik seperti kanker.
Laboratories use RT-qPCR for the purpose of sensitively measuring gene regulation.
Laboratorium menggunakan RT-qPCR untuk mengukur regulasi gen dengan akurat.
The mathematical foundations for the reliable quantification of the PCR and RT-qPCR facilitate the implementation of accurate fitting procedures of experimental data in research, medical, diagnostic and infectious disease applications.
Dasar-dasar matematika yang digunakan untuk penghitungan pada PCR dan RT-qPCR memfasilitasi penerapan prosedur yang akurat bagi data eksperimental dalam penelitian, medis, diagnostik, dan penyakit menular.
Prospective parents can be tested for being genetic carriers, or their children might be tested for actually being affected by a disease.
Calon orang tua dapat diuji untuk mengetahui statusnya sebagai pembawa genetik, atau anak-anak mereka dapat diuji apakah mereka menderita suatu penyakit genetik seperti fibrosis sistik.
DNA samples for prenatal testing can be obtained by amniocentesis, chorionic villus sampling, or even by the analysis of rare fetal cells circulating in the mother's bloodstream.
Sampel DNA untuk pengujian pralahir dapat diperoleh dengan amniosentesis, pengambilan sampel vilus korionik, atau bahkan dengan analisis sel janin langka yang beredar di aliran darah ibunya.
PCR analysis is also essential to preimplantation genetic diagnosis, where individual cells of a developing embryo are tested for mutations.
Analisis PCR juga penting untuk diagnosis genetik praimplantasi, ketika sel-sel individu dari embrio yang sedang berkembang diuji mutasinya.
PCR can also be used as part of a sensitive test for tissue typing, vital to organ transplantation.
PCR dapat digunakan sebagai bagian dari tes yang sensitif untuk mengetahui tipe jaringan, hal yang penting dalam transplantasi organ.
As of 2008, there is even a proposal to replace the traditional antibody-based tests for blood type with PCR-based tests.
Pada 2008, ada usulan untuk mengganti tes golongan darah berbasis antibodi dengan tes berbasis PCR.
By using PCR-based tests to study these mutations, therapy regimens can sometimes be individually customized to a patient.
Dengan menggunakan tes berbasis PCR untuk mempelajari mutasi ini, rejimen terapi terkadang dapat disesuaikan secara individual.
PCR assays can be performed directly on genomic DNA samples to detect translocation-specific malignant cells at a sensitivity that is at least 10,000 fold higher than that of other methods.
Tes PCR dapat dilakukan langsung pada sampel DNA genom untuk mendeteksi sel ganas yang spesifik terhadap translokasi dengan sensitivitas yang setidaknya 10.000 kali lipat lebih tinggi daripada metode lain.
PCR is very useful in the medical field since it allows for the isolation and amplification of tumor suppressors.
PCR sangat berguna dalam bidang medis karena memungkinkan isolasi dan amplifikasi penekan tumor.
Quantitative PCR for example, can be used to quantify and analyze single cells, as well as recognize DNA, mRNA and protein confirmations and combinations.
PCR kuantitatif misalnya, dapat digunakan untuk mengukur dan menganalisis sel tunggal, serta mengenali konfirmasi dan kombinasi DNA, mRNA, dan protein.
PCR allows for rapid and highly specific diagnosis of infectious diseases, including those caused by bacteria or viruses.
PCR memungkinkan diagnosis penyakit menular yang cepat dan sangat spesifik, termasuk yang disebabkan oleh bakteri atau virus.
PCR also permits identification of non-cultivatable or slow-growing microorganisms such as mycobacteria, anaerobic bacteria, or viruses from tissue culture assays and animal models.
PCR juga memungkinkan identifikasi mikroorganisme yang tidak dapat dibudidayakan atau tumbuh lambat seperti mikobakteri, bakteri anaerob, atau virus yang diperoleh dari kultur jaringan dan hewan model.
The basis for PCR diagnostic applications in microbiology is the detection of infectious agents and the discrimination of non-pathogenic from pathogenic strains by virtue of specific genes.
Dasar untuk aplikasi diagnostik PCR dalam mikrobiologi adalah mendeteksi agen infeksi dan membedakan galur non-patogen dari galur patogen berdasarkan keberadaan gen tertentu.
The earliest tests for infection relied on the presence of antibodies to the virus circulating in the bloodstream.
Beberapa pengujian paling awal untuk mengetahui infeksi HIV bergantung pada keberadaan antibodi terhadap virus yang beredar di aliran darah.
However, antibodies don't appear until many weeks after infection, maternal antibodies mask the infection of a newborn, and therapeutic agents to fight the infection don't affect the antibodies.
Namun, antibodi tidak muncul sampai berminggu-minggu setelah infeksi, antibodi maternal mengacaukan deteksi pada bayi yang baru lahir, dan agen terapeutik untuk melawan infeksi tidak memengaruhi antibodi.
PCR tests have been developed that can detect as little as one viral genome among the DNA of over 50,000 host cells.
Tes HIV berbasis PCR telah dikembangkan sehingga deteksi dapat dilakukan sedikitnya terhadap satu genom virus di antara DNA dari lebih dari 50.000 sel inang.
Some disease organisms, such as that for tuberculosis, are difficult to sample from patients and slow to be grown in the laboratory.
Beberapa organisme penyebab penyakit, seperti bakteri penyebab tuberkulosis, sulit diambil sampelnya dari pasien dan bersifat lambat tumbuh saat dikultur di laboratorium.
PCR-based tests have allowed detection of small numbers of disease organisms (both live or dead), in convenient samples.
Tes berbasis PCR telah memungkinkan deteksi sejumlah kecil organisme penyakit (baik hidup atau mati) dalam sampel dahak yang mudah dikoleksi.
Detailed genetic analysis can also be used to detect antibiotic resistance, allowing immediate and effective therapy.
Analisis genetik terperinci juga dapat digunakan untuk mendeteksi resistansi antibiotik sehingga terapi yang efektif dapat diberikan.
The effects of therapy can also be immediately evaluated.
Efek terapi juga dapat segera dievaluasi.
The sub-types of an organism that were responsible for earlier epidemics can also be determined by PCR analysis.
Subtipe organisme yang bertanggung jawab atas epidemi-epidemi sebelumnya juga dapat ditentukan dengan analisis PCR. Penyakit seperti batuk rejan (pertusis) disebabkan oleh bakteri Bordetella pertussis.
The high sensitivity of PCR permits virus detection soon after infection and even before the onset of disease.
Sensitivitas PCR yang tinggi memungkinkan deteksi virus segera setelah infeksi dan bahkan sebelum timbulnya penyakit.
Such early detection may give physicians a significant lead time in treatment.
Deteksi dini seperti ini dapat memberi dokter waktu yang lebih awal untuk memulai penanganan.
The amount of virus ("viral load") in a patient can also be quantified by PCR-based DNA quantitation techniques (see below).
Jumlah virus (muatan virus) pada penderita penyakit juga dapat dihitung dengan teknik kuantifikasi DNA berbasis PCR.
A variant of PCR (RT-PCR) is used for detecting viral RNA rather than DNA: in this test the enzyme reverse transcriptase is used to generate a DNA sequence which matches the viral RNA; this DNA is then amplified as per the usual PCR method.
Varian PCR, yaitu RT-PCR, digunakan untuk mendeteksi virus RNA — dalam tes ini, enzim transkriptase balik digunakan untuk menghasilkan urutan DNA yang sesuai dengan RNA milik virus; DNA ini kemudian diamplifikasi seperti metode PCR biasa.
RT-PCR is widely used to detect the SARS-CoV-2 viral genome.
RT-PCR secara luas digunakan untuk mendeteksi genom virus SARS-CoV-2.
This bacteria is marked by a serious acute respiratory infection that affects various animals and humans and has led to the deaths of many young children.
Bakteri ini mengakibatkan infeksi saluran pernafasan akut yang serius pada berbagai hewan dan manusia dan telah menyebabkan kematian banyak anak kecil.
PCR is an important testing tool that can detect sequences within the gene for the pertussis toxin.
PCR merupakan alat pengujian yang dapat mendeteksi urutan gen toksin pertusis.
The development of PCR-based genetic (or DNA) fingerprinting protocols has seen widespread application in forensics:
Perkembangan protokol sidik jari genetik (atau sidik jari DNA) berbasis PCR telah diterapkan secara luas dalam forensik:
In its most discriminating form, genetic fingerprinting can uniquely discriminate any one person from the entire population of the world.
Dalam penerapannya yang paling diskriminatif, sidik jari genetik dapat secara unik membedakan seseorang dari seluruh populasi manusia di dunia.
Minute samples of DNA can be isolated from a crime scene, and compared to that from suspects, or from a DNA database of earlier evidence or convicts.
Dalam hitungan menit, sampel DNA dapat diisolasi dari tempat kejadian perkara dan dibandingkan dengan sampel dari tersangka atau dari basis data DNA yang berisi bukti-bukti sebelumnya atau data narapidana sebelumnya.
Simpler versions of these tests are often used to rapidly rule out suspects during a criminal investigation.
Versi yang lebih sederhana dari tes ini sering digunakan untuk mengesampingkan (menyingkirkan kemungkinan) orang-orang terduga dengan cepat selama investigasi kriminal.
Evidence from decades-old crimes can be tested, confirming or exonerating the people originally convicted.
Bukti dari kejahatan yang telah berlangsung puluhan tahun masih dapat diuji sehingga dapat membenarkan atau membebaskan orang yang awalnya dihukum.
Forensic DNA typing has been an effective way of identifying or exonerating criminal suspects due to analysis of evidence discovered at a crime scene.
Forensik DNA telah menjadi cara yang efektif untuk mengidentifikasi atau membebaskan tersangka kriminal melalui analisis bukti yang ditemukan di tempat kejadian perkara.
The human genome has many repetitive regions that can be found within gene sequences or in non-coding regions of the genome.
Genom manusia memiliki banyak wilayah berulang yang dapat ditemukan baik di dalam urutan gen ataupun di wilayah nonpenyandi.
Specifically, up to 40% of human DNA is repetitive.
Secara spesifik, hingga 40% DNA manusia repetitif.
The first category is called variable number tandem repeats (VNTR), which are 10–100 base pairs long and the second category is called short tandem repeats (STR) and these consist of repeated 2–10 base pair sections.
Kategori pertama disebut pengulangan tandem nomor variabel (VNTR), yang terdiri atas 10–100 pasangan basa dan kategori kedua disebut pengulangan tandem pendek (STR) dan terdiri atas 2–10 pasangan basa berulang.
PCR is used to amplify several well-known VNTRs and STRs using primers that flank each of the repetitive regions.
PCR digunakan untuk mengamplifikasi beberapa VNTR dan STR yang umum ditemukan menggunakan primer yang mengapit setiap wilayah repetitif.
Researchers have identified the complete sequence of the human genome.
Para peneliti telah mengidentifikasi urutan genom manusia secara lengkap.
This sequence can be easily accessed through the NCBI website and is used in many real-life applications.
Urutan ini dapat dengan mudah diakses melalui situs web NCBI dan telah digunakan untuk banyak hal.
For example, the FBI has compiled a set of DNA marker sites used for identification, and these are called the Combined DNA Index System (CODIS) DNA database.
Misalnya, FBI telah mengumpulkan sekumpulan situs penanda DNA yang digunakan untuk identifikasi dalam basis data CODIS
Using this database enables statistical analysis to be used to determine the probability that a DNA sample will match.
Basis data ini memungkinkan analisis statistik untuk menentukan probabilitas kecocokan sampel DNA.
PCR is a very powerful and significant analytical tool to use for forensic DNA typing because researchers only need a very small amount of the target DNA to be used for analysis.
PCR merupakan alat analisis yang sangat kuat dan signifikan saat digunakan dalam pembuatan profil DNA karena penggunanya hanya memerlukan sedikit DNA target.
For example, a single human hair with attached hair follicle has enough DNA to conduct the analysis.
Misalnya, sehelai rambut manusia dengan folikel yang masih menempel mengandung cukup DNA untuk dianalisis.
Similarly, a few sperm, skin samples from under the fingernails, or a small amount of blood can provide enough DNA for conclusive analysis.
Sejumlah kecil semen, darah, atau sampel kulit dari bawah kuku juga dapat diambil DNA-nya guna mendapatkan analisis yang konklusif.
Less discriminating forms of DNA fingerprinting can help in DNA paternity testing, where an individual is matched with their close relatives.
Penerapan sidik jari DNA yang tidak terlalu diskriminatif dapat membantu dalam pengujian DNA garis ayah, saat DNA seseorang dicocokkan dengan kerabat dekatnya.
DNA from unidentified human remains can be tested, and compared with that from possible parents, siblings, or children.
DNA dari sisa-sisa manusia yang tidak teridentifikasi dapat diuji dan dibandingkan dengan orang lain yang diduga merupakan orang tua, saudara kandung, atau anak-anaknya.
Similar testing can be used to confirm the biological parents of an adopted (or kidnapped) child.
Pengujian serupa dapat digunakan untuk mengonfirmasi orang tua kandung dari anak yang diadopsi (atau diculik).
The actual biological father of a newborn can also be confirmed (or ruled out).
Ayah biologis dari bayi yang baru lahir juga dapat dikonfirmasi (atau dikesampingkan).
PCR supplies these techniques with large amounts of pure DNA, sometimes as a single strand, enabling analysis even from very small amounts of starting material.
PCR mendukung teknik-teknik ini dengan menyediakan sejumlah besar DNA murni sehingga analisis sampel DNA dapat dilakukan, bahkan dari bahan awal yang jumlahnya sangat kecil.
The task of DNA sequencing can also be assisted by PCR.
Aplikasi lain dari PCR termasuk pengurutan DNA untuk mengetahui urutan mereka setelah diamplifikasi oleh PCR.
Nested PCR is often more successful in specifically amplifying long DNA fragments than conventional PCR, but it requires more detailed knowledge of the target sequences.
dapat dengan cepat ditapis oleh PCR untuk menentukan konstruksi vektor DNA yang benar.
Quantitative PCR is commonly used to determine whether a DNA sequence is present in a sample and the number of its copies in the sample.
PCR kuantitatif memungkinkan kuantifikasi dan deteksi urutan DNA tertentu dalam waktu yang sebenarnya karena mengukur konsentrasi produk saat proses sintesis sedang berlangsung.