Teknologi DNA Rekombinan

Bramadi Arya, S.Si., M.Biotech
Biologi Molekuler II · Pertemuan 6

Program Studi S1 Ilmu Biomedis
Universitas Syedza Saintika

Sasaran pertemuan

Pertemuan 6 · Vektor, plasmid, kloning gen, dan ekspresi protein rekombinan

Sub-CPMK 7: menjelaskan konsep dasar teknologi DNA rekombinan (plasmid, vektor, kloning gen).

Ide dasar

Menggabungkan DNA dari sumber berbeda menjadi satu molekul, lalu memperbanyaknya di dalam sel inang.

  • Memungkinkan produksi protein tertentu dalam jumlah besar
  • Menjadi fondasi bioteknologi modern: insulin, vaksin, antibodi
  • Menghubungkan biologi molekuler dengan industri farmasi

Komponen kunci

  • Enzim restriksi: memotong DNA pada urutan spesifik, menghasilkan ujung yang cocok
  • DNA ligase: menyambung potongan DNA
  • Vektor: pembawa DNA sisipan ke dalam sel inang
  • Sel inang: umumnya E. coli untuk perbanyakan

Enzim restriksi bekerja seperti gunting molekuler yang memotong di titik yang selalu sama, sehingga potongan dapat disambungkan secara terkendali.

Plasmid sebagai vektor

  • Plasmid: DNA sirkular kecil di luar kromosom bakteri
  • Ciri penting sebuah vektor plasmid:
    • Origin of replication: agar dapat menggandakan diri
    • Penanda seleksi: misalnya gen resistansi antibiotik
    • Multiple cloning site: tempat menyisipkan gen sasaran

Alur kloning gen

  1. Potong gen sasaran dan vektor dengan enzim restriksi yang sesuai
  2. Sambungkan keduanya dengan DNA ligase (DNA rekombinan)
  3. Masukkan ke sel inang lewat transformasi
  4. Seleksi sel yang membawa plasmid (misalnya dengan antibiotik)
  5. Perbanyak sel, lalu panen produk atau DNA

Metode modern seperti Gibson assembly dan Golden Gate menyederhanakan tahap penyambungan.

Ekspresi protein rekombinan

  • Gen sasaran ditempatkan di bawah promotor yang dapat diinduksi
  • Sel inang menerjemahkannya menjadi protein
  • Sistem inang: bakteri (cepat, murah), ragi, sel serangga, atau sel mamalia (untuk modifikasi kompleks)
  • Protein dipanen dan dimurnikan, sering memakai tag afinitas

Aplikasi biomedis

  • Insulin rekombinan: contoh klasik produk bioteknologi
  • Vaksin rekombinan: protein antigen diproduksi tanpa patogen utuh, contohnya vaksin hepatitis B
  • Antibodi monoklonal: untuk diagnostik dan terapi, termasuk kanker dan penyakit autoimun

Teknologi ini mengubah cara kita membuat obat dan alat diagnostik.

Kaitan dengan diagnostik laboratorium

  • Enzim dan protein rekombinan menjadi reagen dalam kit diagnostik
  • Antigen dan antibodi rekombinan dipakai pada ELISA dan uji cepat
  • Menjadi jembatan menuju teknik analisis molekuler (Pertemuan 9 dan 10)

Ringkasan

  • DNA rekombinan menggabungkan DNA berbeda memakai enzim restriksi dan ligase
  • Plasmid berfungsi sebagai vektor dengan origin, penanda seleksi, dan situs kloning
  • Protein rekombinan diproduksi lewat ekspresi terkendali di sel inang
  • Aplikasinya mencakup insulin, vaksin, dan antibodi monoklonal

Bacaan: Brown, T.A. (2016) Gene Cloning and DNA Analysis 7th ed.; Glick dan Pasternak, Molecular Biotechnology.

Terima kasih