Ekstraksi biomolekul, seperti DNA, RNA, atau protein merupakan metode dasar yang penting pada keilmuan biologi molekuler. Tahapan ini, adalah langkah awal dalam suatu proses penelitian atau diagnostik kit. Umumnya, materi DNA/RNA dapat diekstraksi dari bahan biologis, misalnya jaringan hidup, sel, partikel virus, dan lain-lain. Dalam proses metode ekstraksi DNA/RNA, terjadi pelepasan untaian materi genetik dari inti sel sehingga didapatkan DNA/RNA murni yang telah terpisah dari cairan seluler dan protein lainnya.
Berikut empat tahapan yang terjadi dalam proses ekstraksi materi genetik.
- Lysis : Proses pemecahan sel sehingga DNA/RNA dapat terilisi keluar
- Binding : Proses pengikatan DNA/RNA sehingga dapat terpisah dari protein dan materi pengotor lainnya
- Washing : Tahapan pencucian materi genetik DNA/RNA agar terpurifikasi
- Elute : Tahapan resuspensi dengan penambahan larutan buffer sebagai pelarut dari materi DNA/RNA.
Baca juga: DNA Fingerprinting dan Aplikasinya
Jenis Metode Ekstraksi
1. Konvensional
Metode CsCl/EtBr
Sejak tahun 1950, senyawa Cesium chloride dan Ethidium bromide kerap digunakan dalam metode ekstraksi DNA. Prinsip dasar dari metode ini, menggunakan perbedaan densitas ion cesium, air, dan EtBr yang mana baik untuk memisahkan materi DNA. Sayangnya, kekurangan dari metode CsCl/Br, yakni memakan durasi waktu yang lama serta senyawa EtBr tergolong zat yang berbahaya. Sebab itu, metode tersebut tidak cocok dan tidak lagi digunakan dalam laboratori klinis.
Metode Phenol-Chloroform
Phenol-Chloroform, metode ekstraksi tradisional yang paling umum digunakan untuk mengisolasi materi genetik seperti DNA. Proses ini, melibatkan pencampuran larutan fenol-klorofom serta sampel disertai penggunaan sentrifugasi dengan instrumen centrifudge. Metode tersebut relatif lebih mudah dibandingkan dengan metode CsCl/EtBr dan lebih umum dan aman digunakan untuk ekstraksi asam nukleat di laboratorium klinis.
2. Berbasis Kit
Metode Spin Column
Tahun 1989, McCormick memperkenalkan metode ekstraksi DNA yang menggunakan partikel inti bersilika sebagai pengganti penggunaan larutan fenol pada tahapan ekstraksi. Fungsi dari silika ini mirip dengan fungsi fenol, namun memiliki beberapa unggulan,
seperti penggunaan yang lebih aman dan minim potensi kontaminasi silang.
Diketahui presipitasi pada metode fenol-klorofom dapat menyebabkan potensi kehilangan DNA kemudian hal ini, dapat dikurangi denagn penggunaan silika. Penggunaan partikel silika ini, dimodifikasikan dalam bentuk membran silika yang terintegrasi dengan tabung spin column yang mana dalam pengoperasiannya membutuhkan gaya sentrifugal untuk dapat mempurifikasi materi DNA.
Penggunaanya metode spin column ini, membutuhkan alat intrumen sentrifus untuk pengoperasiannya. Metode spin-column sangat umum dijumpai saat ini, tergabung dalam kit komersil dengan berbagai tipe yang disesuaikan berdasarkan jenis sampel yang akan digunakan.
Durasi pengerjaan metode ini, memakan waktu lebih singkat. Selain itu, DNA yang dihasilkan lebih bersih dan terkonsentrasi jika dibandingkan dengan metode konvensional.
Sebagai contoh, kit QIAamp dari brand QIAGEN memanfaatkan metode ini, untuk mengekstraksi DNA dengan durasi pengerjaan 1 jam untuk 24 sampel sedangkan untuk mengekstraksi RNA membutuhkan durasi 1,5 jam untuk 24 sampel. Tipe specimen untuk kit ini dapat berasal dari saluran pernafasan, plasma, tinja, cairan tubuh, sampel swab.
Selain kit QIAamp, QIAGEN memiliki beragam kit ekstraksi yang dapat disesuaikan dengan target ekstraksi dan jenis/tipe sampel yang digunakan berdasarkan tujuan penelitian, seperti DNeasy untuk DNA (Genomic, Plasmid, Microbial), RNeasy untuk RNA (total RNA, microbial RNA, mRNA, miRNA), dan virus.
Kit lainnya yang menerapkan metode ini, ialah Monarch DNA Gel Extraction, Monarch – Genomic DNA Purification, Monarch – Plasmid Purification Miniprep, Monarch – Total RNA Extraction and Purification. Akan tetapi, kit tersebut hanya dapat digunakan untuk jenis specimen, seperti plasmid, sel, jaringan, bakteri, ragi, dan sel tanaman.
Metode Magnetic Bead
Separasi menggunakan magnet adalah cara mudah dan efisien yang digunakan dalam purifikasi asam nukleat saat ini. Saat ini, kit komersil menyediakan ekstraksi mudah dan singkat menggunakan metode magnetic bead.
Protokol ini, menerapkan prinsip lisis alkali yang dimodifikasi diikuti dengan pengikatan asam nukleat ke partikel magnetik. Pada instrumen terdapat magnet yang digunakan untuk menangkap partikel magnet yang terikat asam nukleat dan kontaminan zat pengotor lainnya dihilangkan dengan mencuci dengan wash buffer yang disediakan. Asam nukleat kemudian dielusi dari partikel magnet dengan buffer elusi.
Ilustrasi Metode Ekstraksi Magnetic Bead
Baca juga: DNA Fingerprinting dan Aplikasinya
Instrumen Penunjang Ekstraksi
Saat tahap pengerjaannya, kit-kit tersebut membutuhkan instrumen sentrifus. Sentrifus harus disesuaikan dengan jumlah sample dan kit yang digunakan, berikut beberapa sentrifus yang kerap dipakai.
- Thermo Scientific™ Heraeus™ Pico™ and Fresco™ 17
- Microspin 12 Microcentrifudge
- QIAGEN Centrifudge 4-16KS
- Thermo Scientific™ Heraeus™ Megafuge™ 8
Adapun perangkat yang dapat dilakukan secara automatis untuk ekstraksi spin column, yakni QIAcube Connect dan QIAcube HT.
Terdapat pula, intrumen ekstraktor asam nukleat automatis yang berbasis magnetic beads beserta kit yang dapat disesuaikan dengan tujuan penggunaannya, di antaranya EZ1, Zinext Zixpress32, danBiocomma M32 Automatic Nucleid Acid Extraction.
Proses ekstraksi yang cepat membutuhkan kit dan instrumen yang tepat
Anda berminat untuk memiliki peralatan yang tepat? sila menghubungi GeneCraftLabs melalui email kami di sales@genecraftlabs.com
Team kami akan membantu Anda menemukan perlengkapan ekstraksi yang tepat.
Sebagai distributor laboratorium di Indonesia, kami dapat membantu memenuhi perlengkapan laboratorium Anda secara tepat dan cepat.
Reference:
