DNA fingerprinting adalah salah satu sistem metode identifikasi terbaik untuk hampir semua makhluk hidup. Metode ini didasarkan pada setiap makhluk hidup memiliki sekuen DNA unik yang menjadi ciri khas dari makhluk hidup tersebut. Sehingga dengan menggunakan metode ini kita dapat mengidentifikasi dan membedakan antar makhluk hidup. Metode ini telah banyak digunakan pada bidang forensik, paternity testing, dan molekular arkeologi.
Sejarah DNA Fingerprinting
DNA Fingerprinting pertama kali dikembangkan oleh ilmuan genetika inggris Alec Jeffreys pada tahun 1984. Jeffreys menyadari bahwa setiap individu memiliki pola unik dari mini satelit (satu-satunya pengecualian adalah beberapa individu yang berasal dari satu zigot, seperti pada kembar identik).
Selain itu, hal ini dapat disebut dengan DNA profiling atau genetic forensic merupakan teknik yang dikembangkan oleh ilmuan forensik untuk membantu identifikasi individu atau sampel berdasarkan dari DNA profilenya (Giardina, 2013). Metode ini menggunakan variable number of tandem repeat (VNTR), karena jumlah basa dan pengulangan basa antar lokus pada setiap individu berbeda-beda. Sebagai contoh, seorang individu bisa memiliki sekuen GATAGATA dan diulang 10 kali pada genomnya, namun pada individu yang lain sekuen ini hanya diulang 5 kali. Metode ini sangat sensitif, yang berarti bahwa metode ini bisa menghasilkan data bahkan dari jumlah sampel yang sedikit dan membusuk (Genética, Garcia, & Miño, 2017).
Prosedur Pengerjaan
Proses pengerjaan DNA fingerprinting menggunakan metode molekuler biologi, seperti polymerase chain reaction (PCR) dan elektroforesis. Ketahui lebih dahulu pengertian dan prinsip kerja PCR serta alat elektroforesis vertical dan elektroforesis horizontal yang tersedia di GeneCraft Labs. Berikut adalah tahapan dalam pengerjaan DNA fingerprinting:
- DNA diekstraksi dari nukleus pada setiap sel di tubuh.
- Molekul DNA yang rusak dengan bantuin enzim restriksi endonuclease (disebut pisau kimia) memotong sekuen DNA menjadi fragmen-fragmen. Fragmen DNA ini mengandung sekuen VNTR.
- Fragmen DNA dipisahkan berdasarkan ukuran dengan menggunakan gel elektroforesis.
- Fragmen DNA untai tunggal yang terpisah dipindahkan ke membrane nilon. Probe DNA radioaktiif yang memiliki urutan komplemen VNTR dituangkan diatas membrane nilon. Beberapa dari framen DNA akan mengikat VNTR untai tunggal. Metode hibridisasi DNA dengan probe disebut Southern Blotting.
- Membrane nilon dicuci untuk menghilangkan probe yang berlebih
- X-ray film dipaparkan ke membrane nilon untuk menandai tempat dimana probe DNA radioaktif berikatan dengan fragmen DNA. Tempat ini ditandai sebagai pita gelap Ketika X-ray film dikembangkan. Hal ini diketahui sebagai autoradiografi.
- pita gelap pada X-ray film ini mewakili DNA fingerprinting (DNA profile)
Aplikasi DNA Fingerprinting
DNA fingerprinting digunakan para ilmuan untuk membedakan antara individu pada spesies yang sama hanya dengan menggunakan sampel dari DNA individu tersebut. Metode ini merupakan metode utama yang digunakan untuk identifikasi individu. Berikut adalah uraian singkat aplikasi dari DNA fingerprinting:
Sains Forensik
Material biologi yang dapat digunakan untuk sampel pengambilan DNA, yakni darah, rambut, saliva, semen, dan jaringan tubuh. Pada kasus kriminal DNA yang diisolasi dari sampel bukti dapat dibandingkan melalui prototipe VNTR (variable number of tandem repeats). Hasil dari pembandingan sampel dan VNTR ini berguna untuk memecahkan kasus kejahatan seperti pembunuhan dan pemerkosaan.
Determinasi garis keturunan
Analisis prototipe VNTR orang tua-anak telah digunakan untuk menyelesaikan kasus sengketa. Selain itu informasi ini juga dapat digunakan dalam kasus warisan dan imigrasi.
Identifikasi seseorang
Pengerjaan identifikasi seseorang ini menggunakan konsep fingerprinting yang digunakan sebagai barkode genetik untuk menunjukkan identitas seseorang. Hal ini berguna untuk proses identifikasi korban kecelakaan dan bencana alam.
Diagnosis penyakit keturunan
Dapat digunakan untuk mendiagnosisi kelainan bawaan pada bayi prenatal dan bayi baru lahir. Gangguan yang mungkin untuk didagnosisi adalah kista fibrosis, hemofilia, penyakit Huntington, Alzheimer familial, anemia sel sabit, talasemia dan lain sebagainya.
Pengembangan pengobatan untuk ssgangguan penyakit turunan
Dengan mempelajari DNA fingerprinting dari kerabat yang memiliki riwayat penyakit tertentu, prototipe DNA yang terkait penyakit terssebut dapat dideteksi, sehingga lebih mudah untuk mengembangkan obat pada penyakit tersebut
Breeding program
Peternakan secara konvensional menggunakan fenotipe untuk mengevaluasi genotype pada tumbuhan dan hewan. Hal ini sangat sulit dilakukan untuk melihat dominasi homozigot atau heterozigot dari tampilan fenotipe. DNA fingerprinting memungkinkan penentuan genotype yang teliti dan tepat. Hal ini biasa digunakan untuk membiakkan Kuda pacu dan anjing pemburu.
Reference
Genética, H., Garcia, D., & Miño, K. (2017). DNA fingerprinting. Bionatura, 2. doi:10.21931/RB/2017.02.04.12
Giardina, E. (2013). DNA Fingerprinting. In S. Maloy & K. Hughes (Eds.), Brenner’s Encyclopedia of Genetics (Second Edition) (pp. 356-359). San Diego: Academic Press.
