Pembahasan OKTAN/CRYSTAL ITB 2020 Perempat Final Essay 10

Soal

Bioteknologi Molekuler (24)

Bioteknologi telah berkembang pesat sejak ditemukannya struktur heliks ganda DNA oleh Watson dan Crick pada tahun 1953. Salah satu yang sedang berkembang adalah teknologi kloning. Proses kloning dimulai dengan amplifikasi suatu fragmen DNA template. Amplifikasi dilakukan dengan menggunakan polymerase chain reaction (PCR). Amplikon (hasil PCR) kemudian diinsersi ke dalam suatu vektor kloning, dalam hal ini adalah plasmid. Plasmid merupakan DNA ekstrakromosomal yang dapat bereplikasi dan dapat ditemukan pada sel makhluk hidup. Salah satu plasmid yang dapat digunakan adalah pUC19. Keuntungan dari penggunaan pUC19 adalah proses seleksi plasmid yang terinsersi dengan gene of interest dapat dideteksi dengan menggunakan uji biru putih karena adanya keberadaan lacZ dalam plasmid.

Dr. O ingin mengkloning gen pengkode α-amilase yang disebut gen X. Pada tahap awal, gen X ditambahkan sisi pengenalan enzim restriksi EcoRI dan HindIII. Selanjutnya, pUC19 juga dipotong dengan menggunakan enzim restriksi yang sama. Gen X dan pUC19 yang terlinearisasi diligasi dengan menggunakan ligase. Jika bagian dari fragmen gen X memiliki urutan sebagai berikut,

3’ GAACCATACCTTCCCAAT 5’

a. Tuliskan urutan DNA komplemen dari fragmen DNA di atas! (2)

b. Tuliskan urutan mRNA hasil transkripsi DNA, serta tunjukkan di mana ujung 3’ dan 5’-nya! (2)

c. Tuliskan hasil translasi dari fragmen RNA, serta tunjukkan di mana ujung N dan C-nya! (5)

Untuk memastikan bahwa gen X tersebut terinsersi dengan benar, maka dilakukan pemotongan ulang dengan menggunakan enzim restriksi yang sama. Hasil yang diharapkan adalah gen X terisolasi kembali. Untuk memastikan bahwa yang terisolasi adalah gen X, dilakukan sequencing. Metode ini biasanya melibatkan pemutusan ikatan lalu diikuti dengan identifikasi asam amino. Kegunaan dari squenching yaitu untuk menentukan urutan asam amino dalam suatu peptida atau protein yang belum diketahui. Squenching protein atau peptida dapat dilakukan dengan beberapa pereaksi, misalnya dengan FDNB, pepsin, tripsin, CNBr, kimotripsin dan lain-lain. Di mana setiap pereaksi tersebut memutus pada ikatan tertentu.

d. Jika heptapeptida tersebut diinkubasi dengan 1-fluoro-2,4-dinitrobenzen (FDNB) kemudian dihidrolisis, analisis HPLC memberikan hasil 2,4-dinitrofenil-histidine. Kesimpulan apa yang dapat diambil dari data ini? (3)

e. Jika heptapeptida direaksikan dengan pepsin (memotong sisi amino residu Phe) memberikan heksapeptida dan Phe. Kesimpulan apa yang dapat diambil dari data ini? (3)

f. Jika direaksikan dengan tripsin (memotong sisi karboksil residu Lys dan Arg) memberikan hasil peptida dan dipeptida. Jika dipeptida direaksikan dengan FDNB, maka diperoleh 2,4-dinitrofenil-glysin. Kesimpulan apa yang dapat diambil dari data ini? (4)

g. Jika direaksikan dengan CNBr (memotong sisi karboksil residu Met) memberikan hasil tripeptida dan tetrapeptida. Pada tetrapeptida terdapat komposisi Glu, Gly, Phe dan Arg. Berdasarkan data tersebut (termasuk data a, b, c dan d), tentukan struktur primer heptapeptida tersebut! (5)

Pembahasan

a. Komplemen dari C adalah G dan A adalah T, sehingga komplemennya:

5′ CTTGGTATGGAAGGGTTA 3′

b. Produk mRNA hasil transkripsi sama dengan urutan nukleotida awal di mana setiap T diganti dengan U, sehingga urutan mRNAnya:

5′ UAACCCUUCCAUACCAAG 3′

Sedangkan untuk produk mRNA dari komplemennya:

5′ CUUGGUAUGGAAGGGUUA 3′

c. Kita bisa lihat bahwa produk mRNA dari fragmen gen X dimulai dengan kodon stop, sehingga tidak menghasilkan peptida apapun. Sedangkan, apabila komplemennya ditranslasi, kita dapatkan nukleotida berikut:

N-Leu-Gly-Met-Glu-Gly-Leu-C

d. Ujung N dari peptida ini adalah histidin.

e. Ujung C dari peptida ini adalah fenilalanin.

f. ujung C dari peptida ini adalah glysin-fenilalanin.

g. Heptapeptida tersebut adalah His-X-Met-Glu-Arg-Gly-Phe

Silahkan gunakan kolom komentar untuk bertanya atau mengoreksi pembahasan saya!

Leave a Reply