DNA Genom

Setiap makhluk hidup mempunyai sel yang di dalam inti selnya terdapat kromosom dengan jumlah berbeda-beda untuk setiap makhluk hidup. Manusia misalnya, mempunyai 23 pasang kromosom dalam tiap inti selnya. Sapi mempunyai 30 pasang kromosom, lalat buah Drosophila mempunyai 4 pasang kromosom, bakteri E. coli mempunyai 1 pasang kromosom, dan lain-lain. Total kromosom dalam inti sel dinamakan genom. Lebih tepatnya genom inti karena berasal dari inti sel. Jadi genom manusia terdiri atas 23 pasang kromosom, genom sapi terdiri atas 30 pasang kromosom, dan seterusnya. Apabila DNA dari genom tersebut direntang secara linear, ukuran DNA genom tersebut berbeda-beda pada setiap makhluk hidup. Rentangan DNA dari genom ini disebut Genomic DNA.




Tabel 1. Ukuran genom beberapa makhluk hidup dalam bentuk haploid
Dari tabel di atas, paling tidak ada beberapa poin yang bisa dibuat, yaitu:
1. Besarnya ukuran genom tidak mencerminkan ukuran makhluk hidup. Bandingkan, misalnya, antara ukuran tubuh manusia dan ukuran tubuh tikus. Namun, mereka mempunyai ukuran genom yang hampir sama.
2. Ada kemungkinan bahwa ukuran genom yang hampir sama pada dua makhluk hidup (misalnya manusia dan tikus) mempunyai organisasi genom yang hampir sama pula.
3. Virus dan bakteri merupakan makhluk hidup yang sederhana dimana mereka mempunyai ukuran genom kecil dan berarti pula organisasi genom nya juga sederhana. Oleh karenanya, tidaklah mengherankan apabila kedua makhluk hidup ini menjadi bahan utama untuk penelitian-penelitian dalam bidang genetika molekuler hingga saat ini.

DNA genom terdapat di dalam sel organisme sehingga seluruh bagian tubuh organisme dapat dijadikan sebagai sumber untuk mendapatkan atau mengisolasi DNA. Namun demikian, bagian-bagian tubuh tersebut ada yang mudah dan ada yang agak sulit untuk mempurifikasinya sehingga diperlukan teknik atau perlakuan yang khusus. Hal yang harus diperhatikan adalah prinsip-prinsip pokok dalam purifikasi DNA, yaitu:
1. Penghancuran bagian tubuh/organ menjadi bagian yang kecil
Bahan seperti jaringan otot, organ binatang, bulu rambut dan sebagainya perlu dihancurkan secara fisik dengan menggunakan mortar atau bahan pengeras seperti gas liquid nitrogen. Darah tidak memerlukan penghancuran secara fisik tetapi harus dipisahkan antara bagian yang ada DNA nya dengan yang tidak ada DNA nya dengan cara sentrifugasi kecepatan rendah. Pada mamalia DNA berada pada sel darah putih sedangkan pada reptile dan aves DNA ada di sel darah merah dan darah putih.
2. Penghancuran dinding sel dan lapisan pembungkus DNA
Dinding sel dan bagian pembungkus DNA dapat dilisis secara kimiawi maupun enzimatik atau kombinasi keduanya. Cara yang dipilih tergantung sumber DNA nya. Zat kimia yang digunakan adalah detergen karena dapat menyebabkan protein membran terdenaturasi sehingga struktur membran akan rusak. Bahan kimia yang lain misalnya sucrose, triton-X, NaCl, CTAB (Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide) dan SDS (Sodium Dodecyl Sulphate). Untuk sel bakteri, selain menggunakan detergen, juga dapat digunakan enzim lisozim untuk memecah dinding sel khususnya untuk mengisolasi DNA genom dari bakteri gram positif.
3. Sentifugasi untuk memisahkan DNA dengan debris sel
Setelah dinding sel dan lapisan pembungkus DNA hancur, perlu dipisahkan antara debris sel dengan DNA. Pemisahan dilakukan dengan sentrifugasi kecepatan rendah (6500 rpm) untuk DNA mitokondria atau sentrifugasi kecepatan tinggi (13000 rpm) untuk DNA total.
4. Ekstraksi untuk memisahkan DNA dari materi organik lain
Pemurnian DNA biasanya dengan menggunakan fenol-kloroform-isoamil alkohol atau ammonium asetat yang akan mengendapkan protein.
5. Koagulasi dan pengendapan (Presipitasi DNA)
Presipitasi DNA bisa dengan menggunakan etanol absolut atau isopropanol. Keduanya bersifat polar sehingga dapat menarik molekul air dari DNA, sehingga DNA mengendap.
6. Pencucian, pengeringan dan pelarutan kembali
Setelah DNA murni dapat diendapkan, harus dicuci dengan etanol 70% kemudian diendapkan dengan cara sentrifugasi. Setelah pencucian endapan DNA dikeringkan untuk membebaskannya dari sisa-sisa etanol.

Kemajuan dan penemuan baru di bidang bioteknologi memang luar biasa. Ditemukan DNA polymerase yang tahan panas dengan kemampuan membaca yang akurat, juga alat sekuens DNA pipa kapiler menyebabkan penelitian pembacaan genom menghasilkan prestasi luar biasa. Dengan perkembangan teknologi rekayasa genetika yang sangat pesat, saat ini terdapat puluhan bahkan ratusan laboratorium di seluruh dunia berlomba-lomba mempelajari genom makhluk hidup. HUGO (Human Genome Organization) yang dipimpin sendiri oleh Watson (penemu struktur DNA double helix), misalnya, terus mempelajari genom manusia dengan markasnya di USA. Ada lagi MARGO (Marsupial Genom Organization) yang bermarkas di Australia yang mempelajari genom kanguru dan masih banyak lagi yang lainnya.
Dengan mempelajari bagaimana genom memprediksikan fungsi suatu gen, maka manusia dapat memprediksikan pula biologi suatu organisme. Lompatan besar dalam peningkatan mutu vaksin, perbaikan alat untuk mendiagnosis penyakit, penemuan obat-obatan baru, penemuan biokatalis untuk industri.