KATA PENGANTARPuji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya didampingi dengan kerja keras, saya telah berhasil menyusun makalah ini. Materi makalah ini adalah pembahasan mengenai Plasmid, Cosmid, Phage dan Vektor yang merupakan tugas terstruktur dari mata kuliah Pengantar Bioteknologi. Saya menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyususan materi ini masih sangat banyak kekuarangan. Kritik, usul, atau saran yang konstruktif sangat kami harapkan sebagai bahan pertimbangan untuk penyempurnaannya di masa mendatang. Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.Malang, 25 Mei 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

Kata Pengantar1

Daftar Isi21.Pendahuluan3

1.1 Latar Belakang3

1.2 Rumusan Masalah 4

1.3 Tujuan42.Pembahasan5

2.1 Vektor5

2.2 Plasmid5

2.3 Cosmid72.4 Phage7

2.5 Manfaat82.6 Tahap Rekombinan DNA92.7 Manfaat Mempelajari Vektor, Plasmid, Cosmid dan Phage113.Penutup123.1 Kesimpulan123.2 Saran12Daftar Pustaka131. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring terus berjalannya waktu dari zaman ke zaman, penelitian mengenai biologi molekuler banyak dilakukan oleh ahli sains di dunia. Dengan memodifikasi molekul di dalam sel, maka sifat yang ingin kita munculkan pada suatu individu akan dapat dilakukan. Dalam penggunaanya, biologi molekuler tidak terlepas dari pemodifikasian DNA dan isinya, hal itu disebut dengan Rekayasa Genetika. DNA adalah asam nukleat yang mengandung materi genetik dan berfungsi untuk mengatur perkembangan biologis seluruh bentuk kehidupan secara seluler. DNA terdapat pada nukleus, mitikondria, dan kloroplas di setiap sel suatu individu.

DNA memiliki struktur pilinan ganda yang anti pararel dengan komponen-komponennya, yaitu gula pentosa (deoksiribosa), gugus fosfat dan pasangan basa. Sebuah sel memiliki DNA yang merupakan materi genetik dan bersifat herediter pada seluruh sistem kehidupan. Genom adalah set lengkap dari materi genetik (DNA) yang dimiliki suatu organisme dan terorganisasi menjadi kromosom. DNA juga dapat diisolasi, baik pada manusia maupun tumbuhan. DNA manusia dapat diisolasi melalui darah. Komponen darah yang diisolasi yaitu sel darah putih, karena memiliki nukleus dimana terdapat DNA didalamnya.

Rekayasa genetika dapat diartikan sebagai kegiatan manipulasi gen untuk mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA rekombinan melalui penyisipan gen. DNA rekombinan adalah DNA yang urutannya telah direkombinasikan agar memiliki sifat-sifat atau fungsi yang kita inginkan sehingga organisme penerimanya mengekspresikan sifat atau melakukan fungsi yang kita inginkan. Obyek rekayasa genetika mencakup hampir semua golongan organisme, mulai dari bakteri, fungi, hewan tingkat rendah, hewan tingkat tinggi, hingga tumbuh-tumbuhan. Dalam mempelajari tentang Rekayasa DNA, kita akan mengetahui beberapa istilah penting yakni seperti Plasmid, Cosmid, Phage dan Vektor.1.2 Rumusan Masalah

Apakah yang dimaksud dengan Plasmid, Cosmid, Phage dan Vektor?

Apakah peranan Plasmid, Cosmid, Phage dan Vektor dalam Bioteknologi?

Bagaimana proses Bioteknologi menggunakan Plasmid, Cosmid, Phage dan Vektor?

Mengapa perlu mempelajari Plasmid, Cosmid, Phage dan Vektor dalam Bioteknologi?

1.3 Tujuan

Untuk mengatahui pengertian dari Vektor, Plasmid, Cosmid, dan Phage

Untuk mengatahui peranan Vektor, Plasmid, Cosmid, dan Phage

Untuk mengetahui bagaimana proses bioteknologi dengan Vektor, Plasmid, Cosmid, dan Phage

Untuk mengatahui alasan mempelajari Vektor, Plasmid, Cosmid, dan Phage

2. PEMBAHASAN

2.1 Vektor

Vektor adalah agen pembawa fragmen DNA yang masuk kedalam sel makhluk hidup berfungsi untuk memperbanyak fragmen DNA. Suatu vector harus dapat disambungkan atau menyatu dengan fragmen DNA yang ingin ditransfer kemudian dapat dimasukkan kedalam sel. Di dalam sel tersebut, fragmen DNA akan diperbanyak jumlahnya. Vektor yang dapat digunakan pada sel inang prokariot, khususnya E.coli, adalah plasmid, bakteriofag, kosmid dan fosmid. Sementara itu vektor YACs dan YEps dapat digunakan pada khamir. Plasmid Ti, baculovirus, SV40 dan retrovirus merupakan vektor-vektor yang dapat digunakan pada sel eukariot tingkat tinggi (Kurnia, 2011).

Bentuk YACs

2.2 Plasmid

Menurut Anam (2009), plasmid adalah salah satu vektor yang biasa digunakan dalam proses pengklonan gen. Vektor adalah pembawa molekul DNA di dalam proses pengklonan gen. Plasmid adalah molekul DNA utas ganda sirkuler (tak berujung) yang berukuran kecil yang terdapat di dalam sitoplasma, dan dapat melakukan replikasi secara autonom. Karakteristik yang penting dari plasmid adalah dapat melakukan replikasi, terdapat di luar kromosom, dan secara genetik dapat ditransfer dengan stabil. Plasmid ini terdapat baik secara alami, maupun sudah mengalami modifikasi yang disesuaikan dengan keperluan di dalam manipulasi genetik. Satu sel dapat mengandung lebih dari satu kopi plasmid. Plasmid berukuran 1 300 kb, sehingga dapat dibedakan dengan mudah dari kromosom bakteri yang berukuran 3000 5000 kb. Plasmid yang terlibat dalam proses konjugasi (plasmid F) biasanya berukuran besar. Untuk replikasi plasmid dapat berada dalam keadaan terpisah dari kromosom (non-integratif) dan terintegrasi dalam kromosom bakteri (episom).

Macam macam Plasmid

Menurut Anam (2009) Plasmid dapat dikelompokkan berdasarkan sifat yang disandi oleh gen yang dikandungnya, yaitu : (i) Plasmid F (fertilitas) membawa gen tra, yang bertanggung jawab terhadap proses konjugasi; (ii) Plasmid R (resistensi) mengandung gen resistensi terhadap antibiotic atau logam berat; dan (iii) Plasmid yang mengandung gen penyandi toksin dan bakteriosin seperti ColE1 dari E.coli; (iv) Plasmid degradatif yang mempunyai kemampuan untuk melakukan metabolisme molekul organic seperti toluene (TOL dari Pseudomonas putida); (v) Plasmid virulensi yang bertanggung jawab terhadap patogenitas dari sel inang (pTi pada Agrobacterium tumefaciens).Menurut Kusnadi et al. (2003), macam Plasmid yakni Pili F dan I. Dua macam pili yang disebut, pili F dan I, diketahui terlibat dalam transfer plasmid dari sel ke sel. Dua kelompok faga RNA diketahui menginfeksi sel yang membawa plasmid yang dapat dipindahkan. Faga ini dapat digunakan untuk melihat adanya pili F dan I pada sel. Dua macam pili ini dapat juga dibedakan secara imunologi. Pili F dilibatkan dalam transfer faktor F dan beberapa plasmid resisten-antibiotik. Pili F juga terdapat pada sel Hfr. Pili I dilibatkan dalam transfer plasmid resisten-antibiotik, plasmid yang menentukan-colicin, dan lainnya.2.3 Cosmid

Cosmid termasuk yang didominasi oleh plasmid pada bakteri oriV, sebuah antibiotik yang menandai seleksi, dan tempat terjadinya cloning, tapi hanya membawa satu atau paling banyak dua, karena berasal dari bacteriophage lambda. Cosmid merupakan vektor yang dikonstruksi dengan menggabungkan kos dari DNA l dengan plasmid. Cosmid merupakan vektor yang dikonstruksi dengan menggunakan kos dari DNA lamdha dengan plasmid. Kemampuannya untuk membawa fragmen DNA sepanjang 32 hingga 47 kb menjadikan kosmid lebih menguntungkan daripada fag dan plasmid.

2.4 Phage

Amadea dan Bethary (2012), menyatakan bahwa Bakteriofag atau fage adalah virus yang sel inangnya berupa bakteri. Dengan daur hidupnya yang bersifat litik atau lisogenik, bakteriofag dapat digunakan sebagai vektor kloning pada sel inang bakteri. Bacteriophage ini dapat dengan mudah untuk bereplikasi serta dimanupulasi saat di laboratorium. Bacteriophage juga mempunyai fragmens sekitar lima ribu pasang basa.Terdapat berbagai macam bacteriophage, salah satunya adalah bakteriofag l.

Bakteriofage adalah virus yang menginfeksi bakteri. Penggunaan fag untuk pengendalian penyakit merupakan daerah berkembang cepat perlindungan tanaman dengan potensi besar untuk menggantikan kontro l kimia dan sekarang lazim. Fag dapat digunakan secara efektif sebagai bagian dari strategi manajemen penyakit terpadu. (Widadi et al 2013)

2.5 Manfaat

Plasmid

Pada beberapa spesies mikroorganisme, plasmid didalam tubuhnya berisi gen penting yang memiliki fungsi khusus antara lain :

a. Rhizobium spp berperan dalam fiksasi nitrogen

b. Streptococcus (grup N) berperan dalam penggunaan laktosa, sistem galaktose

c. fosfotransferase, metabolisme sitrat.

d. Rhodospirillum rubrum berperan dalam sintesis pigmen fotosintesis

e. Escherichia coli berfungsi dalam pengambilan dan metabolisme sukrosa, ambilan sitrat

f. Pseudomonas spp berfungsi dalam degradasi kamfor, toluena, oktana, asam salisilat

g. Bacillus stearothermophilus berfungsi menghasilkan enzim a-amilase

h. Alcaligenes eutrophus berperan dalam penggunaan H2 sebagai energi oksidasi

Cosmid

Cosmid berguna untuk pemasukan/pegumpulan kromosom ke dalam kepala fag dan memanfaatkan pula urut-urutan (bagian tengah cosmid) untuk fungsi resistensi terhadap antibiotik serta replikasi. Kemampuannya untuk membawa fragmen DNA sepanjang 32 hingga 47 kb menjadikan cosmid lebih menguntungkan daripada fag l dan plasmid.

Phage

Phage digunakan untuk konstruksi pada kloning gen. Bakteriofag atau fag l merupakan virus kompleks yang menginfeksi bakteri Escherichia coli. Kita dapat memanfaatkannya sebagai vektor kloning semenjak masa-masa awal perkembangan rekayasa genetika. DNA l yang diisolasi dari partikel fag ini mempunyai konformasi linier untai ganda dengan panjang 48,5 kb. Namun, masing-masing ujung fosfatnya berupa untai tunggal sepanjang 12 pb yang komplementer satu sama lain sehingga memungkinkan DNA l untuk berubah konformasinya menjadi sirkuler. Dalam bentuk sirkuler, tempat bergabungnya kedua untai tunggal sepanjang 12 pb tersebut dinamakan kos.Seluruh urutan basa DNA l telah diketahui. Secara alami terdapat lebih dari satu tempat pengenalan restriksi untuk setiap enzim restriksi yang biasa digunakan. Oleh karena itu, DNA l tipe alami tidak cocok untuk digunakan sebagai vektor kloning.2.6 Tahap DNA Rekombinan

Saat mempelajari tentang DNA rekombinan, kita harus mengetahui bagaimana tahap membuat DNA rekombinan. Transfer DNA atau perpindahan DNA atau perpindahan DNA ke dalam bakteri dapat melalui tiga cara, yaitu konjugasi,transformasi, dan transduksi.

a) Konjugasi

Konjugasi merupakan perpindahan DNA dari satu sel (sel donor) ke dalam sel bakteri lainnya (sel resepien) melalui kontak fisik antara kedua sel. Sel donor memasukkan sebagian DNA-nya ke dalam sel resepien. Transfer DNA ini melalui pili seks yang dimiliki oleh sel donor. Sel resepien tidak memiliki pili seks. DNA dari sel resepie berpindah ke sel resipien secara replikatif sehingga setelah proses ini selesai, sel jantan tidak kehilangan DNA. Ke dua sel tidak mengalami peningkatan jumlah sel dan tidak dihasilkan sel anak. Oleh karena itu, proses konjugasi disebut juga sebagai proses atau mekanisme seksual yang tidak reproduktif.

b) Transformasi

Menurut Anam (2009), transformasi adalah penyisipan materi genetik eksternal yang berupa fragmen DNA, baik DNA kromosom maupun DNA plasmid ke dalam sel. Transformasi bakteri mula-mula diperkenalkan oleh Frederick Griffith pada tahun 1982, berdasarkan kenyataan bahwa suatu bakteri dapat melepaskan fragmen DNA-nya ke dalam suatu medium yang kemudian akan masuk ke dalam sel bakteri yang lain dalam kultur tersebut. Di alam, fragmen DNA tersebut biasanya dilepaskan oleh sel bakteri yang mati atau mengalami autolisis. Namun, terdapat sel lain yang ternyata memang melepaskan fragmen DNA pada saat pertumbuhan karena adanya gen tra.

c) Transduksi Transduksi adalah cara pemindahan DNA dari satu sel ke dalam sel lainnya melalui perantaraan bakteriofage. Beberapa jenis virus berkembang biak di dalam sel bakteri. Virus-virus yang inangnya adalah bakteri sering disebut bakteriofag atau fage. Ketika virus menginfeksi bakteri, fage memasukkan DNA-nya ke dalam sel bakteri. DNA tersebut kemudian akan bereplikasi di dalam sel bakteri atau berintegrasi dengan kromosom baketri. DNA fage yang dikemas ketika membentuk partikel fage baru akan membawa sebagian DNA bakteri yang menjadi inangnya. Selanjutnya jika fage tersebut menginfeksi bakteri yang lain, maka fage akan memasukkan DNAnya yang sebagian mengandung DNA sel inang sebelumnya. Jadi, secara alami fage memindahkan DNA dari satu sle bakteri ke bakteri yang lain. Perangkat teknologi DNA rekombinan

Adapun perangkat yang digunakan dalam teknik DNA rekombinan diantaranya enzim restriksi untuk memotong DNA,enzim ligase untuk menyambung DNA dan vektor untuk menyambung dan mengklonkan gen di dalam sel hidup, transposon sebagai alat untuk melakukan mutagenesis dan untuk menyisipkan penanda, pustaka genom untuk menyimpan gen atau fragmen DNA yang telah diklonkan, enzim transkripsi balik untuk membuat DNA berdasarkan RNA, pelacak DNA atau RNA untuk mendeteksi gen atau fragmen DNA yang diinginkan atau untuk mendeteksi klon yang benar. Vektor yang sering digunakan diantarnya plasmid, kosmid dan bakteriofag.2.7 Manfaat mempelajari Vektor (Plasmid, Cosmid, Phage)

Mempelajari menganai Vektor (Plasmid, Cosmid, Phage) pada mata kuliah bioteknologi sangat penting. Bioteknologi pada dasarnya ilmu yang mempelajari tentang penerapan teknologi menggunkan makhluk hidup sebagai pelaku utamanya. Bioteknologi modern sudah merambah ke dalam molekul yang berada didalam tubuh makhluk hidup. Penggunaan molekul DNA disebut dengan rekaysa genetik. Dalam rekayasa genetik yang menggunakan molekul DNA, kita harus mengetahui bagaimana car menyisipkan gen dari DNA satu dengan lainnya yaitu melalui perantara vektor (plasmid, cosmid, dan phage). Oleh karena itu kita harus mempelajari tentang vektor karena bioteknologi modern erat hubunganya dengan vektor (plasmid, cosmid, dan phage).3. PENUTUP

3.1 Kesimpulan Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup seperti bakteri, fungi dan lain-lain maupun produk dari makhluk hidup dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa Vektor adalah agen pembawa fragmen DNA yang masuk kedalam sel makhluk hidup berfungsi untuk memperbanyak fragmen DNA Plasmid adalah salah satu vektor yang biasa digunakan dalam proses pengklonan gen. Cosmid termasuk yang didominasi oleh plasmid pada bakteri oriV, sebuah antibiotik yang menandai seleksi, dan tempat terjadinya cloning, tapi hanya membawa satu atau paling banyak dua, karena berasal dari bacteriophage lambda Bakteriofag atau fage adalah virus yang sel inangnya berupa bakteri. Dengan daur hidupnya yang bersifat litik atau lisogenik, bakteriofag dapat digunakan sebagai vektor kloning pada sel inang bakteri Dalam rekayasa genetik yang menggunakan molekul DNA, kita harus mengetahui bagaimana cara menyisipkan gen dari DNA satu dengan lainnya yaitu melalui perantara vektor (plasmid, cosmid, dan phage)3.2 Saran

Sebaiknya pendalaman materi yang diberikan tidak hanya melalui tugas, tetapi dengan cara memberi materi yang lebih cukup dan padat lagi bagi mahasiswa.

DAFTAR PUSTAKAAmadea, E. R dan Bethary K. 2012. Tugas Bioteknologi Farmasi

Anam, K. 2009. DNA Rekombinasi. Bioteknologi. IPB ; Bogor

Kurnia, A. 2011. Dasar Teknologi DNA Rekombinan. Universitas Indonesia.

Rifai, M. 2011. Modul Genetika. Jakarta.

1