3. Enzim Biologi Molekuler

KOMPETENSI KHUSUS

Setelah mengikuti proses pembelajaran dalam topik bahasan ini, mahasiswa diharapkan mampu:

  1. membuat daftar enzim yang digunakan untuk manipulasi DNA
  2. menerangkan fungsi enzim yang digunakan untuk manipulasi DNA
  3. menerangkan enzim restriksi
  4. menerangkan enzim DNA  ligase

PENDAHULUAN

Teknologi DNA rekombinan berperan penting dalam perkembangan pengetahuan yang berkaitan dengan ekspresi gen yang terjadi pada tahun 1970-an dan 1980-an. Dasar teknologi DNA rekombinan adalah kemampuan untuk memanipulasi molekul DNA dalam tabung reaksi. Kemampuan teknologi ini tergantung pada ketersediaan enzim-enzim murni yang aktivitasnya diketahui dan dapat dikontrol sehingga dapat digunakan untuk memanipulasi secara spesifik molekul DNA.

Enzim yang digunakan dalam biologi molekuler dapat dibagi dalam empat kategori, yaitu

  1. DNA polimerase, yaitu enzim yang mampu mensintesis polinukleotida baru yang komplementer dengan templat DNA atau RNA yang telah ada sebelumnya. Beberapa teknik yang digunakan untuk mengkaji DNA tergantung pada sintesis kopi seluruh atau sebagian molekul DNA atau RNA yang telah ada. Enzim ini merupakan komponen esensial PCR, sekunsing DNA, pelabelan DNA, dan banyak prosedur penting lain dalam riset biologi molekuler.
  2. Nuklease, yaitu enzim yang mampu mendegradasi molekul DNA dengan memotong ikatan fosfodiester yang menghubungkan satu nukleaotida dengan nukleotida berikutnya. Endonuklease restriksi (enzim restriksi) merupakan salah satu contoh nuklease yang berperan penting dalam banyak aspek teknologi DNA rekombinan.
  3. Ligase, yaitu enzim yang dapat digunakan untuk menyambung molekul DNA dengan mensintesis ikatan fosfodiester di antara nukleotida pada ujung dua molekul DNA berbeda, atau pada dua ujung molekul tunggal.
  4. Enzim pemodifikasi-ujung, yaitu enzim yang mampu mengubah ujung molekul DNA. Enzim ini berperan penting untuk merancang percobaan ligasi dan pelabelan molekul DNA dengan radioaktif dan marker lain. Deoksinukleotidil transferase terminal, yang berasal dari jaringan timus sapi, adalah satu contoh enzim pemodifikasi ujung.

ENZIM RESTRIKSI

Enzim restriksi mengenali molekul DNA pada urutan spesifik dan memotong untai ganda DNA pada atau dekat urutan pengenalannya. Urutan nukleotida yang dikenali tersebut bersifat palindromik, yaitu suatu urutan DNA yang sama jika dibaca dengan arah berlawanan pada setiap untainya. Oleh karena itu, posisi pemotongan di dalam molekul DNA dapat diprediksi sehingga memungkinkan segmen DNA tertentu dipotong dari molekul DNA yang lebih panjang. Kemampuan memotong urutan DNA tertentu ini sangat penting dalam kloning gen dan seluruh aspek lain teknologi DNA rekombinan.

Enzim restriksi memotong DNA dalam dua cara berbeda. Beberapa enzim restriksi memotong molekul DNA dengan hasil pemotongan berujung tumpul  (blunt atau flush end), sedangkan enzim restriksi yang lain menghasilkan molekul DNA berujung lancip atau lengkaet (sticky atau cohesive ends).

Enzim restriksi EcoRI (diisolasi dari E. coli) yang mengenali urutan heksanukleotida 5′-GAATTC-3′ merupakan contoh enzim restriksi yang menghasilkan fragmen berujung lancip, sedangkan enzim restriksi SmaI menghasilkan fragmen berujung tumpul. Lebih dari 2500 enzim restriksi telah diisolasi dan lebih dari 300 telah digunakan dalam laboratorium. Sebagian besar enzim restriksi mempunyai urutan target heksanukleotida, sedangkan yang lain mengenali urutan yang lebih pendek atau lebih panjang (Table 4.3).

ENZIM DNA LIGASE

Fragmen DNA yang telah dipotong oleh enzim restriksi dapat disambung kembali atau disambung dengan pasangan yang lain oleh enzim DNA ligase.  Reaksi penyambungan ini membutuhkan energi, yang diberikan melalui penambahan baik ATP atau NAD dalam reaksi tersebut. DNA ligase yang paling sering digunakan diperoleh dari E. coli yang terinfeksi bakteriofaga T4 .

REFERENSI

Brown, T.A (2002), Genomes, 2nd Ed, BIOS Scientific Publishers Ltd, New Yorik (page)

.



Leave a Reply