A. Latar Belakang
Elektroforesis merupakan metode yang sudah dipakai oleh banyak
peneliti terutama peneliti yang berkaitan dengan genetika ataupun
molecular. Seiring dengan kemajuan zaman yang semakin pesat
dinegara-negara berkembang akan selalu diikuti pula dengan
kemajuan ilmu pengetahuan yang semakin marak dibidang teknologi.
Salah satu diantaranya adalah pengembangan di bidang Biologi
Molekul. Bidang ilmu pengetahuan Bidang Molekuler ini telah dimulai
pada akhir abad ke 19, setelah metode elektroforesis ditemukan dan
dipakai untuk menganalisa berbagai kegiatan penelitian di bidang
Kimia, Biologi (Genetika, Taksonomi dan Bio-sistematik).
Metode elektroforesis mulai berkembang akhir abad ke-19 setelah
ditemukan penelitian yang menunjukkan adanya penelitian yang menunjukkan
adanya efek dari listrik terhadap partikel-partikel atau
molekul-molekul yang bermuatan listrik, dalam hal ini termasuk juga
protein. Elektroforesis berasal dari bahasa Yunani yang mempunyai
arti transport atau perpindahan melalui partikelpartikel listrik.
Metode elekroforesis telah digunakan dan dikembangkan didalam
teknik analisa untuk penelitian di bidang biologi dan genetika.
Metode tersebut berkembang sangat pesat sekali di zaman kemajuan
teknologi, disebabkan karena pengerjaannya sangat sederhana dan
sangat mudah. Di dalam ilmu biologi maupun biologi molekuler,
metode elektrorofesis banyak digunakan untuk taksonomi, sistematik dan
genetik dari hewan ataupun tumbuhan.
1. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum yaitu :
• Untuk mengetahui alat-alat yang digunakan dalam proses elektroforesis dan cara penggunaanya.
TINJAUAN PUSTAKA
Elektroforesis merupakan proses bergeraknya molekul bermuatan pada
suatu medan listrik. Kecepatan molekul yang bergerak pada
medan listrik tergantung pada muatan, bentuk dan ukuran. Dengan
demikian elektroforesis dapat digunakan untuk separasi makromolekul
(seperti protein dan asam nukleat).Posisi molekul yang terseparasi pada
gel dapat dideteksi dengan pewarnaan atau autoradiografi, ataupun
dilakukan kuantifikasi dengan densitometer. Elektroforesis untuk
makromolekul memerlukan matriks penyangga untuk mencegah terjadinya
difusi karena timbulnya panas dari arus listrik yang digunakan.
Elektroforesis biasanya memerlukan media penyangga sebagai tempat
bemigrasinya molekul-mulekul biologi. Media penyangganya
bermacam-macam tergantung pada tujuan dan bahan yang akan dianalisa.
Media penyangga yang sering dipakai dalam elektroforesis antara
lain yaitu kertas, selulose, asetat dan gel. Gel poliakrilamid
dan agarosa merupakan matriks penyangga yang banyak dipakai untuk
separasi protein dan asam nukleat. Beberapa faktor mempengaruhi
kecepatan migrasi dari molekul protein yakni: (Soedarmadji, 1996)
1. Ukuran molekul protein
Migrasi molekul protein berukuran besar lebih lambat daripada migrasi molekul berukuran kecil.
2. Konsentrasi gel
Migrasi molekul protein pada gel berkosentrasi rendah lebih cepat
daripada migrasi molekul protein yang sama pada gel berkosentrasi
tinggi.
3. Bufer (penyangga) dapat berperan sebagai penstabil medium
pendukung dan dapat mempengaruhi kecepatan gerak senyawa karena ion
sebagai pembawa protein yang bermuatan. Kekuatan ion yang tinggi dalam
bufer akan meningkatkan panas sehingga aliran listrik menjadi
maksimal. Hal ini dapat mempercepat gerakan molekul protein.
Kekuatan ion rendah dalam bufer akan menurunkan panas sehingga aliran
listrik akan sangat minimal dan migrasi molekul protein sangat lambat.
4. Medium penyangga
Medium pendukung ideal untuk elektroforesis adalah bahan kimia inert
yang bersifat relatif stabil, mudah ditangani dan mempunyai daya serap
yang baik, sebagai migrasi elektron atau penyaringan berdasarkan
ukuran molekulseperti gel poliakrilamid (Sudarmadji, 1996).
5. Kekuatan voltase
• Jika ukuran pori dari medium kira-kira sama dengan
molekul, maka molekul yang lebih kecil akan berpindah lebih
bebas di dalam medan listrik, sedangkan molekul yang lebih
besar akan dibatasi dalam migrasinya. Besarnya pori-pori dapat
diatur dengan mengubah konsentrasi penyusun gel poliakrilamidnya
yaitu akrilamid dan bisakrilamid
• Voltase yang dipakai rendah (100-500) V, kecepatan migrasi
molekul sebanding dengan tingginya voltase yang digunakan.
• Voltase yang dipakai tinggi (500-10000) V, mobolitas molekul
meningkat secara lebih tajam dan digunakan untuk memisahkan senyawa
dengan BM rendah serta jenis arus yang dipakai selalu harus
searah (bukan bolak balik).
6. Temperatur medium disaat proses elektroforesis berlangsung. Jika
temperatur tinggi akan mempercepat proses bermigrasinya protein
dan sebaliknya jika temperatur rendah akan mengurangi kekuatan
bermigrasinya protein.Pada saat elektroforesis berlangsung, protein akan
bergerak dari elektroda negatif menuju elektroda positif sampai pada
jarak tertentu pada gel poliakrilamid tergantung pada berat molekulnya.
Semakin rendah berat molekulnya maka semakin jauh pula protein
bergerak atau mobilitasnya tinggi. Sebaliknya protein dengan berat
molekul lebih besar akan bergerak pada jarak yang lebih pendek
atau mobilitasnya rendah (Sumitro et al., 1996). Hasil
elektroforesis akan didapatkan pita-pita protein yang terpisahkan
berdasarkan berat molekulnya. Tebal tipisnya pita yang terbentuk
dari pita protein menunjukkan kandungan atau banyaknya protein
yang mempunyai berat molekul yang sama yang berada pada posisi
pita yang sama. Hal ini sejalan dengan prinsippergerakan molekul
bermuatan, yakni molekul bermuatan dapat bergerak bebas di bawah
pengaruh medan listrik, molekul dengan muatan dan ukuran yang sama akan
terakumulasi pada zona atau pita yang sama atau berdekatan
(Soedarmadji, 1996).
MATERI DAN METODE PRAKTIKUM
Materi praktikum1. Alat dan Bahan Praktikum.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum yaitu :
• Tabung eppendorf.
• Mikropipet.
• Cetakan gel 20x16x1 cm3.
• Valcon
• Meja pendingin
• Gloves
2. Bahan yang digunakan
Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum yaitu :
• Saparation gel komponen.
• Acrylamide 30% .
• 4x separation buffer.
• 50% glycerol.
• Air seteril.
• 10% APS/ammonium persulpat.
Metode Praktikum
Adapaun metode yang digunakam dalam praktikum ini yaitu :
• Siapkan buffer,air seteril.
• Semua bahan dicampur dalam 1 campuran.
• Masukkan dalam cetakan.
• Mengambil bahan dan masukkan dalam vacuum
• Mengambil 4x separation buffer ,50%glicerol, air seteril
• Semprotkan dengan pipet kedalam cetakan.
• Tunggu selama 15 menit baru dimasukkan ke 2.
• Masukkan lapisan ke 2.
• Lepas dari penjepit dan ambil sisirnya.
• Masukkan dalam dump yang berisi buffer.
• Menyiapkan sampel .
• Sebelumnya sampel dicampur dalam evendorf kosong , sama 2x sampel buffer tergantung kebutuhan.
• Dan diruning selama 3 jam dan 10 voult baru dikeluarkan.
• Pengecetan peronit setelah dari elektroporesis dengan mengkumasi
berlian blue cuci dengan cairan methanol,akuades,asam asetat.
Tempat dan Tanggal Praktikum
Tempat Praktikum
Adapun tempat praktikum Pengantar Bioteknologi dilaksanakan di
Laboratorium Bioteknologi dan Mikrobiologi Fakultas Peternakan
Universitas Mataram.
Tanggal Praktikum
Adapun tanggal dilaksanakan praktikum Pengantar Bioteknologi ini pada hari Rabu, 30 November 2011.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Praktikum
Dari hasil praktikum yang dilakukan terdapat
1. Pembuatan gel
Cara pembuatan gel adalah dengan melarutkan gel bubuk yang
khusus digunakan untuk elktroforesis pada erlenmeyer, kemudian di
cetak pada cetakan khusus yang telah disediakan dan ditunggu hingga
kering. Dalam pembuatan agar, proporsi campuran antara agar dan
pelarutnya harus sesuai, karena kalau tidak maka substratnya tidak akan
dapat berjalan .
2. Penempatan sampel
Gel dilepaskan dari cetakan gel dengan cara mengiris keliling tepi gel
dengan menggunakan pisau. Bagian ujung gel diiris atau dibuat
sumuran dengan cetakan khusus kira 2 cm dari salah satu tepi yaitu
dari arah katoda yang sebagai penyimpan ekstrak enzim. Ekstar enzim
yang akan diuji dikeluarkan dari freezer dan dibiarkan sebentar
hingga mencair. Pengambilan ekstrak enzim dilakukan dengan cara
mencelupkan kertas saring berukuran 6 x 15 mm ke ekstrak enzim atau
dengan pipt mikro. Potongan kertas saring yang telah berisi
ekstrak enzim diletakkan dengan posisi tegak lurus ke celah irisan
gel. Jarak anatra celah 1-1.5 mm. Sebagai indikator adanya pergerakan
maka celah irisan gel tersebut diberikan sedikit biru brom fenol.
3. Proses Elektroforesis
Gel yang telah siap kemudian diletakkan secara horizontal
diatas kotak elektroforis yang telah berisi larutan penyangga
elektroda. Proses ini dilakukan di dalam lemari pendingin
dengan suhu 40C. Kedua sisi gel diberi spons yang telah
dibasahi dengan larutan penyangga elektroda sebagai jembatan
anatar larutanpenyangga elektroda dengan gel. Setelah itu gel ditutup
dengan plastik dan di atas gel tersebut diberi gel yang dingin.
Proses elekrofororsis dijalankan dengan memberi daya listrik pada
gel. Pemberian daya listrik disesuaikan dengan sampel yang akan
digunakan, misalnya sebesar 50-70 A, 50-60 A atau 45-55 A selama
kurang lebih 3 jam. Setelah terlihat bahwa biru brom fenol mencapai
titik yang berjarak ± 3 cm dari ujung gel, maka proses elekrofororsis
dihentikan. Bagian gel yang tidak terpakai dipotong, sedangkan
potongan gel yang menjadi tempat migrasi enzim diiris tipis
secara horizontal dengan menggunakan gergaji yang berkawat
tipis. Gel diiris menjadi beberapa lembar gel yang kemudian setiap
lembar gel yang diletakkan dalam wadah plastik, untuk selanjutnya
diwarnai sesuia enzim yang akan dianalisis.
4. Metode Analisis
Dalam hal ini cara menganalisa hasil pita dari elektroforosis
tersebut sangat tergantung dari topik apa yang akan diteliti. Hasil
visualisasi enzim berupa binti atau noda yang disebut pola pita
(bandmorp). Macam pola pita dibedakan atas tipe pola pita yang
terbentuk. Semua tipe pola pita yang terbentuk diinterpretasikan
sebagai lokus isozim dan alel yang kemudian dijadikan dasar
dalam pengukuran parameter yanga da dalam suatu populasi.
PENUTUP
Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari praktikum ini yaitu :
Elektroforesis merupakan proses bergeraknya molekul bermuatan pada
suatu medan listrik. Kecepatan molekul yang bergerak pada
medan listrik tergantung pada muatan, bentuk dan ukuran. Dengan
demikian elektroforesis dapat digunakan untuk separasi makromolekul
(seperti protein dan asam nukleat). Posisi molekul yang terseparasi
pada gel dapat dideteksi dengan pewarnaan atau autoradiografi, ataupun
dilakukan kuantifikasi dengan densitometer.
Elektroforesis untuk makromolekul memerlukan matriks penyangga
untuk mencegah terjadinya difusi karena timbulnya panas dari
arus listrik yang digunakan. Gel poliakrilamid dan agarosa
merupakan matriks penyangga yang banyak dipakai untuk separasi
protein dan asam nukleat. Elektroforesis yang dibahas di bawah ini
menggunakan matriks berupa gel poliakrilamida (PAGE = polyacrilamida
gel electrophoresis) untuk separasi sampel protein. Banyak
molekul biologi bermuatan listrik yang besarnya tergantung pada
pH dan komposisi medium dimana molekul biologi tersebut terlarut.
Bila berada dalam suatu medan listrik, molekul biologi yang
bermuatan positif akan bermigrasi keelektroda negatif dan
sebaliknya. Prinsip inilah yang dipakai dalam elektroforesis untuk
memisahkan molekulmolekul berdasarkan muatannya.
Saran
Saran pada praktikum kali ini adalah sebaiknya praktikum dilakukan oleh
praktikan sendiri dan dilakukan proses elektroforesis yang
sebenarnya supaya praktikan lebih mengetahi cara menggunakan metode
elektroforesis.
DAFTAR PUSTAKA
Pratiwi, R. 2001. Mengenal Metode Elektroforesis. Oseana. Volume XXVI. Nomor 1. Balitbang Biologi Laut, Puslitbang Osenologi LIPI, Jakarta.
Sudarmadji, S., 1996. Teknik Analisa Biokimiawi. Edisi Pertama.Liberty.Yogyakarta.
Sumitro, S. B, Fatchiyah, Rahayu, Widyarti, dan Arumningtyas. 1996. Kursus Teknik-Teknik Dasar Analisis Protein dan DNA. Jurusan Biologi FMIPA Universitas Brawijaya. Malang.
Zubay, G. L. 1989. Biochemistry 2nd Edition. Mcmillan Publishing Coorporation.New York