Beranda
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
- Potong gen sasaran dan vektor dengan enzim restriksi yang sesuai
- Sambungkan keduanya dengan DNA ligase (DNA rekombinan)
- Masukkan ke sel inang lewat transformasi
- Seleksi sel yang membawa plasmid (misalnya dengan antibiotik)
- 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.