Polymerase Chain Reaction (PCR) telah menjadi teknik penting dalam bidang biologi molekuler sejak penemuan oleh Kary Mullis pada tahun 1983. Metode ini memungkinkan amplifikasi gen secara cepat dan efisien dari sampel DNA yang sangat sedikit. Pastinya penasaran bagaimana cara kerja PCR hingga mampu mendeteksi target? Berikut ulasan detailnya.
1. Amplifikasi Gen dengan PCR
PCR dimulai dengan pengambilan sampel DNA dari sumber yang diinginkan, seperti darah, jaringan, atau kultur mikroorganisme. Tahap pertama dalam PCR adalah denaturasi, di mana sampel DNA dipanaskan pada suhu tinggi (biasanya sekitar 94-98 °C). Pada suhu ini, ikatan hidrogen antara basa nitrogen yang menyusun untai ganda DNA terputus, menghasilkan dua untai tunggal DNA.
Selanjutnya, suhu diturunkan menjadi sekitar 50-65°C selama tahap annealing. Primer DNA, yang merupakan sekuens singkat dari DNA yang spesifik untuk wilayah target gen, akan berikatan dengan untai tunggal DNA yang sesuai. Primer ini bertindak sebagai awalan atau cetakan untuk enzim DNA polymerase.
2. Ekstensi atau Elongasi
Tahap elongasi adalah tahap di mana DNA polymerase mensintesis untai komplementer baru ke setiap primer yang sudah terikat pada wilayah target. Suhu reaksi ditingkatkan menjadi sekitar 72°C, suhu yang optimal untuk sebagian besar enzim DNA polimerase yang umum digunakan.
Enzim DNA polimerase membaca untai primer sebagai cetakan dan menambahkan nukleotida untuk membentuk untai ganda DNA baru. Proses ini berlangsung berulang kali untuk setiap siklus PCR, yang menghasilkan jumlah salinan DNA yang berkembang pesat dan sesuai dengan wilayah target yang ditentukan oleh primer.
Baca Juga
- Jangan Remehkan Depresi, Lakukan Ini Untuk Mengatasi Depresi
- Kenali Gejala dan Ciri-Ciri Cacingan Pada Anak
3. Siklus PCR dan Amplifikasi Eksponensial
Setelah satu siklus PCR selesai, tahap denaturasi, annealing, dan elongasi diulang secara berulang untuk beberapa kali (biasanya 20-40 siklus). Setiap siklus menghasilkan jumlah salinan DNA yang meningkat secara eksponensial. Jumlah gen yang dihasilkan dapat mencapai miliaran salinan dalam waktu relatif singkat.
4. Deteksi Target
Setelah amplifikasi selesai, produk PCR (fragment DNA yang telah diamplifikasi) akan dideteksi dan dianalisis. Deteksi target dapat dilakukan dengan berbagai metode, tergantung pada tujuan dari reaksi PCR. Beberapa teknik deteksi umum yang digunakan antara lain.
Elektroforesis Gel
Metode ini memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran melalui elektroforesis pada gel agarose atau poliakrilamida. Hasilnya dievaluasi dengan melihat panjang dan intensitas pita yang muncul di gel.
PCR Real-Time (q-PCR)
Teknik ini memungkinkan deteksi target secara kuantitatif selama proses PCR berlangsung. q-PCR menggunakan fluorescent dye atau probe berlabel yang menghasilkan sinyal berbeda ketika produk PCR terbentuk. Keuntungannya adalah kemampuan untuk mengukur jumlah awal target dalam sampel.
Sekuensing DNA
Deteksi target dapat dilakukan dengan sekuensing DNA, yang mengidentifikasi sekuens nukleotida secara langsung dari fragmen DNA hasil amplifikasi.
Pentingnya PCR Dalam Berbagai Aplikasi
PCR telah menjadi alat yang sangat penting dalam berbagai bidang, termasuk diagnostik medis, forensik, penelitian genetika, analisis makanan, dan ilmu hayati. Dalam diagnostik medis, PCR digunakan untuk mendeteksi dan mengidentifikasi penyakit menular, penyakit genetik, dan karakter.Di bidang forensik, PCR memainkan peran penting dalam analisis sidik jari genetik, identifikasi individu dari sampel DNA yang terbatas, dan penentuan kekerabatan.
Sedangkan pada penelitian genetika, PCR digunakan untuk pemetaan gen, analisis polimorfisme genetik, analisis ekspresi gen, dan banyak aplikasi lainnya.
Cara kerja PCR ini akan kalian pelajari lebih detail dalam kuliah D4 Teknologi Laboratorium Medis. Mau jadi analis kesehatan profesional? Tentunya mulai dari IIK Bhakta. Daftar sekarang juga!