Teknik Isolasi DNA Sel Hati Ayam Secara Tradisional

## Asriah Nurdini Mardiyyaningsih
Pendidikan Biologi, FKIP Universitas Tanjungpura

## Abstrak
Perkembangan  biomolekuler  yang  cepat  menyebabkan  pemahaman mengenai konsep DNA perlu ditanamkan sejak awal, terutama pada siswa sekolah menengah.  Konsep  DNA  dapat  diajarkan  melalui  teknik  isolasi  DNA  secara tradisional. Teknik ini dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan dan bahan sederhana dan tanpa protokol yang rumit. Tujuan praktek ini adalah menggunakan teknik  isolasi  DNA  secara  tradisional  dengan  menggunakan  bahan  isolasi  DNA berupa hati ayam yang mudah diperoleh, dan  enzim protease yang diperoleh dari ektraksi  mandiri  sel  daun  pepaya.  Pada  akhir  proses  isolasi  diperoleh  DNA, namun  DNA  yang  didapatkan  merupakan  gabungan  antara  DNA  hati  ayam  dan DNA  sel  daun  pepaya.  Kesimpulan  dari  praktek  ini  adalah  teknik  isolasi  DNA tradisional dapat dilakukan untuk mengisolasi DNA dari sel hati ayam meskipun tidak  dapat  dibuktikan  secara  meyakinkan  bahwa  DNA  yang  diisolasi  itu  murni hanya berasal dari DNA inti sel hati ayam.
Kata kunci : teknik isolasi, dna, hati ayam, tradisional
Pendahuluan Perkembangan biomolekuler, yang secara umum mencakup manipulasi DNA dan RNA berkembang  semakin  cepat  dan merambah  ke  dalam  berbagai  bidang kehidupan  masyarakat.  Kemajuan perkembangan  bidang  biomolekuler ini dipicu oleh ditemukannya struktur molekul DNA oleh Watson dan Crick pada  tahun  1953  (Azhar,  2008; Muladno,  2002).  Bidang  kesehatan dan pertanian merupakan bidang yang paling  banyak  diuntungkan  dengan kemajuan  bioteknlogi  ini,  misalnya aplikasi  rekayasa  DNA  dan  RNA dalam  penyediaan  hormon  insulin atau  untuk  pembuatan  tanaman transgenik  (Muladno,  2002).  Karena
perkembangannya  yang  cepat  dan merambah berbagai  sektor  kehidupan manusia, maka perkembangan bioteknologi  menjadi  salah  satu materi  yang  penting  untuk  dikuasai oleh  tidak  saja  mahasiswa  tingkat sarjana yang tertarik pada pengembangan  ilmu  biologi  dan biomolekuler, namun juga oleh siswa sekolah  menengah.  Di  Indonesia, pembelajaran mengenai DNA sebagai material  genetik  telah  dimulai  dari kelas 3 SMP.
Pada  pembelajaran  di  sekolah menengah  di  Amerika,  pengetahuan mengenai  DNA  sebagai  bahan  utama rekayasa  genetika  telah  diberikan. Untuk  memvisualisasikan  DNA  dan meyakinkan  siswa  bahwa  DNA  itu
ada, Marek et al., (2009) memberikan cara pengekstrakan DNA dari
makhluk  hidup  yang  ada  di  sekitar sekolah  untuk  dimanfaatkan  sebagai pembelajaran pengetahuan awal siswa mengenai DNA. Siswa pada berbagai level  sekolah  sangat  tertarik  dengan bentuk  DNA.  Siswa  di  sekolah menengah  pun  telah  mulai  dapat diperkenalkan pada DNA dengan cara melakukan  ekstraksi  DNA  dari  sel secara  sederhana,  yang  melibatkan bahan  dan  alat  dapur  sederhana  yang mudah  diperoleh  dan  disiapkan  oleh siswa dan tidak menuntut  biaya  yang terlalu  mahal.    Teknik  ini  dikenal dengan  teknik  isolasi  DNA  secara tradisional  (Marek  et  al.,  2009). Dengan menggunakan teknik ini guru dapat melakukan isolasi DNA dengan menggunakan bahan-bahan sederhana yang  mudah  ditemukan  serta  tanpa harus  mengikuti  protokol  preparasi yang  memerlukan  kondisi  steril  dan rumit.
Bahan  isolasi  DNA  tidak  rumit untuk  ditemukan.  Makhluk  hidup (baik uniseluler  ataupun  multiseluler) merupakan  bahan  penyedia  DNA. Pada  dasarnya,  DNA,  sebagai  unit kehidupan  terkecil,  terdapat  pada semua  makhluk  hidup  mulai  dari mikroorganisme  sampai  organisme tingkat  tinggi  seperti  manusia.  DNA dapat  ditemukan  pada  sel  dan  dalam inti sel. DNA yang terdapat dalam sel berupa  DNA  mitokondria,  DNA kloroplas,  sedangkan  DNA  yang terdapat  dalam  inti  sel  disebut  DNA inti  (Muladno,2002).  Dalam  hal  ini hati  ayam  dapat  pula  digunakan sebagai salah satu bahan isolasi DNA,
karena selain  dapat  disediakan  dalam jumlah  cukup  besar,  hati  ayam  juga cukup  mudah didapat  dan  mudah dipreparasi.
Dalam mengisolasi DNA secara tradisional,  Marek  et  al.,  (2009) menggunakan  bahan-bahan  dapau berupa  garam,  sabun  cuci  dan protease  yang  berasal  dari meat tenderizer . Meat  tenderizer jarang digunakan  di  Indonesia  sebagai pengempuk daging. Secara tradisional,  banyak  ibu  rumah  tangga justru  menggunakan  bungkusan  daun pepaya  untuk  melunakkan  daging. Papain  dalam  pepaya  dalam  hal  ini berfungsi  sebagai  protease.  Oleh karenanya, penggunaan meat tenderizer dapat  diganti  dengan ekstrak papain. Tujuan  penelitian  ini  adalah untuk melihat keberhasilan pelaksanaan  teknik  isolasi  DNA secara tradisional dengan menggunakan  bahan  berupa  sel  hati ayam  dan  diberikan  protease  berupa papain  yang  diekstraksi  mandiri  dari sel daun pepaya secara sederhana.

## Metode Penelitian Pembuatan enzim protease papain
Daun  pepaya  sebanyak  100  gr ditambah  dengan  air  es  kemudian digerus  dalam  lumpang  dan  mortar ukuran  besar  hingga  cukup  halus. Pada  saat  penggerusan,  air  es terus ditambahkan.  Tambahkan  air  es hingga  volumenya  setengah  dari volume  lumpang.  Selanjutnya  cairan daun pepaya tersebut disaring menggunakan kain kasa.
Preparasi DNA dari hati ayam.
Hati  ayam  100  gr  dipotong berukuran  besar  dan  ditaruh  dalam lumpang. Kemudian  kedalamnya diberikan  air  es  dan  garam  sebanyak setengah  sendok  teh.  Selanjutnya bahan-bahan tersebut digerus bersama menggunakan  lumpang  dan  mortar hingga  halus.  Tambahkan  1  sendok teh  sunlight,  aduk  hingga  menjadi kental  dan  berlendir.  Tambahkan air es hingga menjadi lebih encer, namun tetap  berlendir.  Diamkan  selama  15 menit.  Pindahkan  larutan  kedalam tabung  reaksi  hingga  ketinggiannya dari dasar tabung mencapai ± 2 cm.
Isolasi DNA Campurkan dengan enzim papain  dengan  volume  larutan  1:1. Tambahkan 10 ml  etanol  70% secara perlahan  melalui  dinding  tabung. Ambil  bagian  berwarna  putih  yang timbul  setelah  pemberian  etanol  dan lihat di bawah mikroskop.

## Hasil dan Pembahasan Hasil
Hasil  isolasi  DNA  berupa larutan  berwarna  keputihan  yang tampak  menggumpal,  tak  larut  dan berada  di  antara  campuran  enzim papain-organ  hati  ayam  dan  alkohol 70%.  DNA  tak  dapat  larut  dalam alkohol, sehingga terlihat menggumpal  seperti  kapas  (Gambar 1).  Hasil  isolasi  tersebut  kemudian dilihat  di  bawah  mikroskop  untuk diamati. Hasil pengamatan menunjukkan  bahwa  DNA  tersebut berwarna    keputih-putihan  dan berpilin (Gambar 2).
Gambar 1. Hasil isolasi DNA
Gambar 2. DNA hasil isolasi dilihat (warna putih) pada tabung percobaan di bawah mikroskop

## Pembahasan
Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  prosedur  yang  digunakan dalam isolasi DNA tradisional di atas dapat  diterapkan  untuk  mengisolasi DNA. Hasil isolasi pada tabung reaksi menunjukkan adanya pemisahan yang jelas  antara  DNA  dengan  supernatan pada  tabung  reaksi.  Pita  atau  benang DNA yang dihasilkan pada isolasi ini tampak  sebagai  gumpalan  benang berwarna putih (Gambar 1). Marek et al.,  (2009)  menyebutkan  bahwa  pita DNA  dari  hasil  isolasi  DNA tradisional  mengikuti  prosedurnya terdapat  sebagai  gumpalan  pita berwarna  putih,  yang  sesuai  dengan yang  ditemukan  pada  isolasi  DNA tradisional  dengan  prosedur  di  atas. Gumpalan pita DNA  yang diamati di bahwa  mikroskop  tampak  sebagai berkas  benang  yang  panjang  dan berpilin (Gambar 2).
DNA  terdapat  di  dalam  sel, tepatnya  terlindung  dalam  nukleus (inti  sel)  Batas  inti  dengan  organel lainnya di dalam sel adalah membran sel.  Sednagkan  sel  sendiri  dibatasi oleh  membran  sel  dengan  senyawa ekstraseluler  (Cullen,  2002).  Dengan demikian,  untuk  mendapatkan  dan mengisolasi  molekul  DNA,  langkah pertama  yang  harus  dilakukan  adalah menghancurkan (melisiskan) membran  sel  dan  membran  inti. Tahapan isolasi  DNA  dari  organisme eukariot  menurut  Muladno  (2002) setelah tahap lisis adalah pemusnahan protein  dan  RNA,  serta  pemurnian DNA.
Pelisisan  sel  dilakukan  dengan menguraikan  membran  sel  yang membatasi  sel  dengan  lingkungan luar,  dan  melisiskan  membran  inti.
Marek  et  al.,  (2009)  menganjurkan menggunakan deterjen untuk
melisiskan  membran.  Namun  dalam perlakuan  ini  digunakan  penggerusan dan  garam  sebagai  pelisis  sel. Penggerusan  merupakan  salah  satu cara  fisik  penghancuran  sel  selain sonar ( sonicating ) (Wikipedia, 2008).
Untuk  membantu proses  pelisisan  sel digunakan  garam.  Lodish  et  al., (tanpa  tahun)  mengatakan  bahwa perlakuan  kultur  sel  dengan  larutan buffer  garam  dapat  mengekstraksi protein  yang  terlarut  air  dan  protein integral  pada  membran.  Hal  ini merupakan salah satu perlakuan untuk merusak  membran  sel.  Umumnya, protein perifer dapat dihilangkan dari membran  menggunakan  larutan  yang mengandung  konsentrasi  ion  tinggi (dalam hal ini konsentrasi garam yang
tinggi)  yang  dapat  menghancurkan ikatan  ion,  atau  dengan  bahan  kimia yang  mengandung  kation  seperti Mg 2+ .
Penggerusan  dan  penambahan garam  dilakukan  pada  saat  sel  hati ayam telah diberikan  air es. Es disini berfungsi  untuk  menurunkan  suhu sel-sel hati ayam. Penurunan suhu ini dimaksudkan  untuk  menghambat kerja enzim endonuklease bawaan sel. Menurut  Campbell  et al.,  (2004), enzim endonuklease adalah salah satu enzim  dari  enzim  hidrolisis  lainnya yang  terdapat  di  dalam  lisosom.
Endonuklease bekerja untuk memotong-motong DNA  pada urutan nukleotida  tertentu  (Yatim,  2003). Umumnya  ini  dilakukan  terhadap DNA asing lain yang masuk ke dalam sel. Namun apabila membran lisosom rusak,  dan  enzim  terdapat  bebas, maka ditakutkan enzim akan merusak DNA  sel  sendiri,  seperti  yang  terjadi pada  proses  autofagi.  Agar  enzim  ini tidak    dapat  bekerja,  maka  suhu larutan  dijaga  berada  di  bawah  suhu fungsional  endonuklease  dengan  cara memberikan es.
Tahapan  selanjutnya  adalah pemberian  sabun  cuci.  Sabun  cuci cair di sini berfungsi untuk melisiskan membran dan
menghilangkan molekul  lain  selain  DNA  yang diinginkan.  Lipid akan  terlarut dalam sabun  cuci.  Fosfolipid  yang  terdapat pada  membran  sel  dan  membran  inti akan  terlarut  dalam  larutan  sabun. Molekul  lain  yang  berikatan  dengan lipid  pun  dapat  ditangkap  dan dilarutkan oleh larutan sabun, sehingga  yang  tertinggal  hanyalah
DNA  sel  saja.  Proses  ini  optimal dengan membiarkannya selama 10-15 menit.
DNA  yang  mengapung  bebas dalam  cairan,  masih  terikat  oleh protein  pengunci  yang  disebut  histon (Campbell  et  al.,  2004).  Untuk menghilangkan  histon,  digunakan enzim protease. Enzim protease dapat diperoleh  dengan  mudah  dari  papain, atau meat  tenderizer (Marek  et  al., 2009).  Dalam  hal  ini  pemakaian papain  lebih  menguntungkan  karena papain  juga  dapat  bertindak  untuk menghancurkan endonuklease (Marek et  al.,  2009).  Papain  dapat  dibuat sendiri dengan cara mengekstraksinya dari  daun  pepaya.  Secara  umum ekstraksi  papain  dilakukan  dengan menggerus daun pepaya. Marek et al. (2009) menyatakan bahwa penggerusan  merupakan  salah  satu cara untuk menghilangkan dinding sel dari  sel  daun  pepaya,  sehingga  isi selnya dapat diperoleh. Untuk membantu  menginaktifkan  sementara enzim  papain  selama  ektraksi, digunakan penambahan air es. Ekstrak papain kemudian dicampurkan  dengan  larutan  DNA yang  sudah  diberi  sabun.  DNA  yang tidak  berikatan  lagi  dengan  histon akan  lebih  mudah terpresipitasi (terpisah)  karena  tidak  ada  lagi protein  yang  mengikatkan  dengan lingkungan  air  (Marek  et  al.,  2009). Penambahan  etanol,  suatu  senyawa yang tidak melarutkan DNA, mempermudah visualisasi DNA. Etanol (EtOH) 70% akan menyebabkan DNA mengalami presipitasi  dan  muncul  sebagai  pita
putih yang berada pada larutan antara alkohol dan larutan sabun.
Untuk  melihat  dengan  jelas, DNA diambil menggunakan pipet dan dilihat di bawah mikroskop. Walaupun  terlihat  ada  benang  putih yang memanjang, namun  pembuktian DNA  dengan  teknik  ini  hanyalah dapat  dilakukan  berdasarkan  teori bahwa ketika kita sudah menghilangkan  protein,  karbohidrat dan  lipid  melalui  protokol  yang dilaksanakan,  maka  yang  tersisa hanyalah DNA. Karena alasan di atas, Marek et al. (2009) menyarankan agar guru  mendampingi  siswa  untuk mendapatkan  pemahaman  mengenai DNA  melalui  bantuan  teori  daripada hanya  membiarkan  siswa  melakukan praktek  sendiri.  Kemurnian  DNA yang didapatkan dengan teknik isolasi tradisional ini juga patut dipertanyakan. Karena ada kemungkinan  pencampuran  antara DNA  sel  hati  ayam  dengan  DNA  sel daun  pepaya.  DNA  sel  hati  ayam dapat  berupa  DNA  inti  dan  DNA mitokondria,  sedangkan  DNA  sel daun  pepaya  dapat  berupa  DNA  inti, DNA  mitokondria  dan  atau  DNA kloroplas (Campbell et al., 2004).
Meskipun  terdapat  kekurangan, namun kelebihan isolasi DNA dengan teknik tradisional ini,  yakni peralatan dan  bahan  yang  sederhana,  serta protokol  pelaksanaan  yang  tidak terlalu  rumit,  sangat  cocok  untuk digunakan sebagai sarana mempelajari atau menimbulkan pengetahuan  awal  mengenai  DNA bagi siswa sekolah menengah.

## Kesimpulan
Teknik  isolasi  DNA  tradisional dapat  dilakukan  untuk  mengisolasi DNA  dari  sel  hati  ayam  meskipun tidak dapat dibuktikan secara
meyakinkan  bahwa  DNA  yang diisolasi  itu  murni hanya berasal dari DNA inti sel hati ayam.

## Daftar Pustaka
Azhar,  T.N.  2008. Dasar-Dasar
Biologi  Molekuler:  Menelusuri jejak  hayati  dari  asam  nukleat ke  protein dan keajaiban bioteknologi .  Cetakan  1.  Widya
Padjajaran. Bandung.
Campbell, N.A., J.B. Reece, dan L.G. Mitchell.  2004. Biologi .  Jilid  1.
5 th ed.  Diterjemahkan  oleh  Dra.
Rahayu  Lestari,  dkk.  Erlangga. Jakarta.
Lodish,  H.,  A.  Berk,  P.  Matsudaira, C.  A.  Kaiser,  M.  Krieger,  M.P.
Scott,  L.  Zipursky,  dan  J. Darnell. Tanpa  tahun. Molecular Cell Biology . 5 th ed. http://bcs.whfreeman.com/lodish 5e/default.asp?s=&n=&i=&v=&o =&ns=0&t=&uid=0&rau=0 . diakses tanggal 20 Mei 2009. Marek, E., C. Mulvihill, dan D. Bell.
2009. Extracting The Max From A  DNA  Extraction .  Science Scope. Volume 32 Nomor 5 Edisi Januari 2009. USA. Muladno.  2002. Seputar  Teknologi Rekayasa  Genetika .  Pustaka Wira Usaha Muda. Bogor. Yatim,  W.  2003. Kamus  Biologi . Yayasan Obor Indonesia. Jakarta. Yuwono, T. 2005. Biologi Molekuler . Penerbit Erlangga. Jakarta.