Uji Kualitas DNA

DNA ( deoxyribonucleic acid) merupakan molekul yang mempunyai peran sangat penting. Peran DNA tersebut adalah sebagai pembawa materi genetik dari suatu organisme. Saat ini telah berkembang berbagai analisis yang berbasis pada DNA. Analisis berbasis DNA adalah analisis yang melakukan pemeriksaan pada DNA. Sebagai contoh adalah pemeriksaan virus corona atau covid-19 yang menggunakan analisis PCR (Polymerase chain reaction). Analisis PCR adalah analisis yang berbasis pada DNA. 

Analisis DNA mempunyai kelebihan yaitu hasilnya sangat akurat. Beberapa ahli menyebutkan bahwa analisis DNA mempunyai keakuratan hingga 99%. Kelebihan analisis DNA dibanding dengan analisis lain adalah DNA pada hampir seluruh sel makhluk hidup dan sifatnya spesifik terhadap setiap spesies bahkan setiap individu. 

Baca Juga : Uji Konsentrasi DNA

DNA dapat dijumpai hampir pada semua sel makhluk hidup. Ada dua jenis sel, yaitu sel prokariotik dan eukariotik. Sel prokariotik adalah sel yang tidak punya selaput inti sel sedangkan sel eukariotik adalah sel yang mempunyai selaput inti (inti sel). Pada sel eukariotik DNA terletak dalam inti sel sedangkan pada sel prokariotik DNA terletak pada sitoplasma dan terkonsentrasi pada suatu daerah tertentu yang disebut dengan nukleoid.

Dalam analisis DNA, diperlukan suatu langkah untuk memisahkan DNA dari sel. Langkah tersebut dinamakan dengan isolasi DNA atau ekstraksi DNA. Baik buruknya hasil hasil isolasi DNA disebut kualitas DNA. Hasil isolasi DNA yang kualitasnya baik adalah hasil DNA tersebut murni tanpa kontaminasi protein, fenol atau RNA. Kontaminasi DNA dapat berasal dari organela sel atau dari reagen-reagen yang digunakan dalam isolasi tersebut. Reagen – reagen tersebut menjadi kontaminan karena terjadi kesalahan dalam prosedur isolasi DNA yang dilakukan. 

Pengukuran kualitas DNA dapat dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer. Spektrofotometer adalah alat bekerja berdasarkan serapan panjang gelombang. DNA mempunyai serapan tertinggi terhadap berkas cahaya pada panjang gelombang 260 nm, sedangkan protein mempunyai serapan tertinggi terhadap berkas cahaya pada panjang gelombang 280 nm sehingga karakteristik tersebut dimanfaatkan untuk mengukur kualitas DNA. Berikut adalah gambaran dari serapan terhadap cahaya dari protein murni, DNA murni dan campuran antara DNA dan protein. Terlihat bahwa puncak serapan DNA murni terjadi pada panjang gelombang 260 nm dan puncak serapan protein murni terjadi pada panjang gelombang 280 nm.

uji kualitas  DNA
Perbandingan scan panjang gelombang  DNA dan protein


Berdasarkan prinsip tersebut, didapatkan rumus untuk menghitung kualitas DNA, yaitu : 

Kualitas DNA = (Panjang gelombang 260 nm)/(Panjang gelombang 280 nm)

Jika hasilnya =
* 1,7-2,0 = kualitas DNA baik.
* < 1,7  = kontaminasi protein
* > 2 = kontaminasi RNA

Baca Juga : Kloning DNA / Gen pada Bakteri dengan Memanfaatkan Enzim Restriksi dan DNA Ligase


Contoh :

Absorbansi hasil pengukuran DNA menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 260 nm adalah 0,106 dan panjang gelombang 280 adalah 0,065. Bagaimana kualitas DNA tersebut?

Jawab :
Kualitas DNA = (Panjang gelombang 260 nm)/(Panjang gelombang 280 nm)
= 0,106/0,065
= 1,6
Hasil dari perhitungan rumus tersebut adalah 1,6. Karena 1,6 <1,7 sehingga sampel DNA yang diukur tersebut terdapat banyak kontaminan yang berupa protein. 

Demikian postingan tentang Uji Kualitas DNA, SEMOGA BERMANFAAT







Read more

Uji Konsentrasi DNA

Konsentrasi DNA jumlah DNA yang terlarut dalam suatu larutan pelarut. Uji konsentasi DNA adalah suatu uji yang dilakukan untuk mengetahui berapa jumlah DNA yang ada dalam suatu larutan. Uji konsentrasi DNA biasanya merupakan rangkaian dari proses isolasi DNA. DNA adalah suatu materi yang terdapat di dalam hampir semua sel makhluk hidup. DNA merupakan suatu materi genetik dan berperan dalam pewarisan sifat pada keturunannya. Salah satu penyusun dari DNA adalah basa nitrogen. Ada 4 jenis basa nitrogen yaitu guanin, sitosin, adenin dan timin. Tiap-tiap molekul DNA saling berikatan membentuk untaian DNA. Urutan basa nitrogen dari untaian DNA tersebut mengkodekan suatu sifat dari organisme yang selanjutnya diwariskan pada keturunannya. Karena perannya tersebut, saat ini DNA banyak dimanfaatkan sabagai dasar suatu analisis.

Beberapa analisis yang saat ini telah berbasis pada analisis DNA adalah identifikasi mayat, uji bapak kandung, dan berbagai pengujian lain. Langkah yang harus dilalui dalam suatu analisis yang berbasis DNA adalah isolasi atau ekstraksi DNA. DNA yang didapatkan dari isolasi DNA merupakan DNA yang terlarut pada pelarut. Pelarut untuk DNA biasanya adalah buffer TE (Tris-EDTA) atau aquadest.

Jumlah konsentrasi DNA hasil isolasi DNA tergantung dari jumlah sel yang diisolasi DNA nya, oleh karena itu untuk pengujian lebih lanjut perlu dilakukan pengukuran konsentrasi DNA. Salah satu uji lanjut yang hampir selalu dilakukan dalam analisis berbasis DNA adalah analisis PCR. Dalam analisis PCR, Konsentrasi DNA yang digunakan perlu diketahui terlebih dahulu karena konsentrasi DNA menentukan keberhasilan analisis PCR.

Baca Juga : Design Primer untuk PCR (Polimerase Chain Reaction)

DNA merupakan molekul yang berukuran sangat kecil sehingga tidak bisa dilakukan penghitungan langsung. Oleh karena itu proses penghitungan konsentrasi DNA memanfaatkan dari sifat DNA tersebut. Perlu diketahui bahwa suatu molekul atau senyawa mempunyai serapan yang khas terhadap berkas cahaya. Begitu juga dengan DNA, molekul DNA mampu menyerap berkas cahaya secara maksimal pada panjang gelombang 260 nanometer (nm). Hal tersebut dimanfaatkan untuk mengukur konsentrasi DNA dan alat yang dipakai adalah spektrofotometer.

Saat ini ada spektrofotometer khusus yang digunakan untuk mengukur konsentrasi DNA. Kelebihan dari spektrofotometer khusus tersebut adalah tidak membutuhkan kuvet seperti umumnya spektrofotometer dan tidak membutuhkan banyak sampel. Sampel yang digunakan cukup 1-2 µl. Sampel sebanyak 1-2 µl tersebut cukup diteteskan pada tempat sampel. Contoh merk dari spektrofotometer khusus untuk mengukur konsentrasi DNA tersebut salah satunya adalah NanoVue Plus Spectrophotometer.

NanoVue Plus Spectrophotometer.
Spektrofotometer khusus untuk DNA


Pengukuran konsentrasi DNA menggunakan spektrofotometer biasa yang menggunakan kuvet memerlukan beberapa tambahan langkah kerja. Tambahan langkah kerja tersebut adalah harus melakukan pengenceran dan perhitungan menggunakan rumus.

 Langkah tambahan dalam pengukuran tersebut adalah harus melakukan pengenceran dan penghitungan. Pengenceran yang dilakukan biasanya 10 hingga 100 x dan menggunakan aquadest steril. Kuvet spektrofotometer mempunyai kapasitas volume yang bermacam-macam sehingga volume larutan DNA yang dilarutkan tergantung dari kuvetnya.

ukuran kuvet spektrofotometer
Macam-macam ukuran kuvet


Misalnya =

* Pengukuran menggunakan kuvet 5 ml yang akan diisi sebanyak 3 ml. DNA diencerkan 100 x, maka pengenceranya adalah 30 µl DNA + 2970 µl  aquadest.

* Pengukuran menggunakan kuvet 1,5 ml yang akan diisi sebanyak 1 ml. DNA diencerkan 100 x, maka pengenceranya adalah 10 µl DNA + 990 µl aquadest.

 Baca Juga : Tahapan dan prinsip PCR (Polymerase Chain Reaction)

Setelah diencerkan, dilakukan pengukuran menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 260 nm. Hasil pengukuran yang berupa nilai absorbansi kemudian dikonversi menjadi jumlah konsentrasi DNA dengan rumus =

Konsentrasi DNA (ug/ml) =  Absorbansi  λ 260 X faktor pengenceran X 50


50 adalah tetapan dari konsentrasi DNA, dihasilkan dari : 

A260 of 1.0 = 50µg/ml pure dsDNA

artinya absorbansi 1,0 sampel DNA pada pengukuran spektrofotometer λ260 memiliki kandungan (konsentrasi) DNA sebanyak 50 ug/ml.

Contoh perhitungan =

Hasil pengukuran suatu sampel DNA dengan pengenceran100 kali pada panjang gelombang 260 adalah 0,0467 maka perhitungannya :

Konsentrasi DNA (ug/ml) =  Absorbansi  λ 260 X faktor pengenceran X 50

= 0,0467 x 100 x 50 = 233,5 ug /ml

Jadi Konsentrasi DNA dari contoh hasil pengukuran tersebut adalah 233,5 ug /ml.

Demikian postingan kali ini tentang Uji Konsentrasi DNA. SEMOGA BERMANFAAT

Read more

Contoh contoh arthropoda yang berperan sebagai vektor Penyakit



Parasitologi adalah ilmu yang mempelajari tentang parasit. Parasit adalah organisme yang hidup dalam makhluk hidup lain (inang) dengan menyerap nutrisi dari inang tanpa memberi manfaat pada inang tersebut. Arthropoda atau yang sering kali disebut dengan serangga juga dipelajari dalam parasitologi ada beberapa spesies dari arthropoda atau serangga karena menjadi vektor penyakit. Vektor adalah organisme yang menjadi perantara penyebaran penyakit. 
Arthropoda merupakan filum yang mempunyai anggota spesies terbanyak. Ada sekitar 760,000 spesies yang telah diketahui dan dipelajari. Banyak sekali yang menarik dari Arthropoda dan saat ini telah banyak dipelajari oleh berbagai ahli. Salah satu yang menjadi perhatian para ahli adalah peran sebagai vektor penyakit yaitu mikroorganisme dan virus.

Baca Juga :

Plasmodium Penyebab Penyakit Malaria


Berikut ini adalah beberapa jenis arthropoda yang menjadi vektor penyakit :
1. Conenose Bug (Triatoma sp)
Conenose Bug atau kutu hisap merupakan serangga genus Triatoma. Triatoma sp tersebut bisa menularkan penyakit serius, seperti penyakit Chagas. Air liur mereka juga dapat memicu reaksi alergi pada individu yang sensitif, bahkan dapat menyebabkan syok anafilaksis yang parah.

kutu hisap
Triatoma sp


2. Fleas (kutu pinjal)
Fleas atau kutu pinjal merupakan serangga yang masuk dalam ordo Siphonaptera. Kutu Pinjal merupakan vektor dari pes, tipus endemik, cacing pita anjing.

Contoh contoh arthropoda yang berperan sebagai vektor Penyakit
Kutu pinjal salah satu vektor penyakit


3. Kutu rambut (lice)
Kutu rambut adalah serangga yang biasanya ditemukan di kepala yang berambut. Kutu rambut merupakan vektor dari relapsing fever, epidemic typhus, trench fever.

gambar kutu rambut
Kutu rambut yang seringkali ditemukan pada ramput kepala


4. Caplak (ticks)
Berdasarkam morfologinya caplak (tick) dibedakan menjadi 2, yaitu caplak lunak (soft tick) dan caplak keras (hard tick). Pada caplak keras terdapat  scutum (lapisan chitin yang menebal dan keras) dalam stadium dewasanya sedangkan caplak lunak tidak memilik scutum. caplak keras (hard tick) merupakan vektor dari Rocky Mountain spotted fever (RMSF), Q fever, tularemia, dan Colorado tick fever (CTF). Sedangkan caplak lunak (soft tick) merupakan vektor dari relapsing fever.

caplak vektor penyakit
Caplak keras
capak vektor penyakit
Caplak lunak
Baca Juga : 

Morfologi, Organella, Nutrisi dan Reproduksi Protozoa

5. Tungau (mites)
Tungau (mites) merupakan arthropoda yang masuk dalam kelas Arachnida dan subclass Acari. Tungau (mites) adalah vektor dari bakteri Orientia tsutsugamushi. Bakteri tersebut penyebab penyakit scrub typhus. Selain ebagai vektor penyakit, tungau (mites) juga menyebabkan terjadinya dermatitis.

serangga vektor penyakit
Tungau (mites) : vektor dari bakteri Orientia tsutsugamushi


6. Non-Biting Flies
Non-Biting Flies adalah kelompok serangga yang tidak menggigit manusia, namun dapat menjadi vektor berbagai penyakit pada manusia karena interaksinya. Non-Biting Flies yang paling dikenal adalah lalat. Jenis serangga ini menjadi vektor dari penyakit patek, demam tifoid, disentri, kolera dll.

lalat merupakan arthropoda yang berperan sebagai vektor penakit
Non-biting Flies : lalat



7. Biting flies
Biting flies adalah serangga yang menggigit manusia atau hewan karena menghisap sesuatu dari dalam tubuh manusia dan hewan. Dalam menghisap atau menggigit tersebut Biting flies menyebarkan penyakit ke manusia atau hewan. Biting flies yang paling dikenal oleh sebagian besar orang adalah nyamuk. Selain itu, masih banyak lagi spesies biting flies selain nyamuk diantaranya adalah Black Flies dan Horse Flies. Tularemia, onchocerciasis, bartonella, African sleeping sickness dll.
nyamuk vektor penyakit
Contoh biting flies 

Demikian postingan tentang Contoh contoh arthropoda yang berperan sebagai vektor Penyakit, Semoga bermanfaat 

Read more

Cara membuat latar belakang sebuah karya Ilmiah

Dalam postingan ini akan dibahas tentang bagaimana membuat latar belakang. Kenapa pembuatan latar belakang susah susah dibahas disini. Yah,, betul. Karena pembuatan latar belakang  merupakan suatu yang sangat penting dalam pembuatan karya ilmiah bahkan mungkin bagian yang terpenting.

Bagaimana cara membuat latar belakang?, latar belakang skripsi, cara membuat latar belakang proposal, bagian bagian latar belalang
Membuat Latar Belakang

Kok bisa?
Iya, karena dalam latar belakang itulah penulis harus mampu membeberkan berapa banyak teori yang telah diketahui, mengungkapkan permasalahan dan memberikan solusi penyelesaian.
Bahkan dalam memberikan suatu penilaian terhadap suatu karya ilmiah, para penilai kebanyakan terfokus membaca latar belakangnya.
Keberhasilan suatu proposal juga  sangat dipengaruhi oleh bagaimana penulis mengungkapkan urgensi dari kepentingan proposal tersebut.

Baca Juga : Radikal Bebas, Stres Oksidasi, Diabetes Mellitus dan Kerusakan Hati

Ada beberapa poin yang setidaknya harus dituliskan dalam latar belakang suatu karya ilmiah, yaitu :

1. Fenomena atau Kejadian
Fenomena atau kejadian yang dimaksudkan harus tertulis di suatu karya ilmiah adalah peristiwa-peristiwa yang mendasari atau menyebabkan suatu permasalahan terjadi. Adapun permasalahan yang dimaksud adalah permasalahan dalam tema proposal karya ilmiah yang akan diselesaikan.

2. Permasalahan
Poin wajib dalam  latar belakang suatu karya ilmiah tentunya harus ada permasalahan karena hampir semua karya tulis ilmiah bertujuan memberikan pemecahan terhadap suatu masalah.

3. Pemecahan masalah
Setelah dipaparkan suatu masalah, tentunya di dalam latar belakang suatu proposal atau karya ilmiah harus dituliskan pemecahan masalah yang akan diangkat atau diusulkan untuk menyelesaikan permasalahan tersebut.

Pemecahan masalah yang diusulkan atau yang diberikan sebaiknya suatu penyelesaian yang benar benar solutif, inovatif,  kreatif dan belum ada sebelumnya. Penyelesaian masalah yang diusulkan atau diangkat dalam suatu proposal atau karya ilmiah merupakan inti penulisan proposal atau karya tulis tersebut. Jika proposal diajukan dengan tujuan untuk mendapatkan pendanaan, maka ide pemecahan masalah yang dituliskan akan sangat menentukan diterima atau tidaknya proposal tersebut untuk memperoleh pendanaan. Jika tujuan pembuatan proposal karya ilmiah adalah sebagai syarat kelulusan kuliah (baca : skripsi, tesis, disertasi) maka ide pemecahan masalah yang dituliskan akan sangat menentukan apakah proposal tersebut disetujui dosen pembimbing atau tidak. Sekedar pengalaman ya, kalau proposal atau judul skripsi ditolak dosen itu sakit loh, sakitnya melebihi sakit ketika " ditinggal rabi".

4. Referensi yang mendukung pemecahan masalah.
Setelah ada pemecahan masalah, di dalam latar belakang suatu proposal atau karya ilmiah harus dituliskan beberapa hasil hasil penelitian, penemuan atau referensi yang mendukung pemecahan masalah tersebut jika ada. Kok jika ada?
Iya, jika memang ada, karena kalau pemecahan masalah tersebut merupakan hal baru yang belum pernah ada, tentu akan sangat sulit mencari referensi pendukung.

Jangan lupa untuk menggabungkan poin-poin diatas secara runtut dan lugas sehingga  menjadi satu kesatuan latar belakang yang enak dibaca dan mudah dipahami.

Baca Juga : Adaptasi Proteomic selama Stres Oksidatif

Saya akan memberi satu contoh membuat latar belakang dari proposal penelitian yang berjudul "Penanganan Sampah Menggunakan Bakteri Pendegradasi Plastik"

Pertama kali kali yang harus dituliskan untuk membuat proposal dengan judul tersebut adalah fenomena yang ada. Fenomenanya adalah saat ini terjadi peningkatan penggunakaan kantong plastik di masyarakat.

Poin kedua yang harus dituliskan adalah permasalahan. Masalah yang muncul dari fenomena tadi adalah sifat kantong plastik sulit dihancurkan secara alami di lingkungan dan berpotensi mencemari lingkungan.

Poin ketiga yang perlu dituliskan selanjutnya adalah pemecahan masalah. Pemecahan masalah yang ditawarkan dari proposal tersebut harus diungkapkan yaitu    mendegradasi plastik dengan bakteri. Penanganan sampah dengan metode tersebut tergolong unik dan baru karena belum pernah ada serta berpotensi sebagai penyelesaian masalah sampah plastik yang muncul di masyarakat.

 Setelah menuliskan ide pemecahan masalah, Poin ke empat yang harus dituliskan adalah beberapa referensi atau penelitian terdahulu yang mendukung ide penyelesaian masalah tersebut. Misalnya menuliskan hasil penelitian yang pernah melakukan isolasi bakteri pendegradasi plastik. Tentunya poin poin tersebut harus dituliska n seruntut dan selugas mungkin agar enak dan mudah dibaca.

Demikian postingan tentang Cara membuat latar belakang sebuah karya Ilmiah. Terima Kasih.

Read more

Radikal Bebas, Stres Oksidasi, Diabetes Mellitus dan Kerusakan Hati


Radikal Bebas


Radikal bebas adalah atom atau molekul yang memiliki elektron tidak berpasangan. Radikal bebas tersebut biasanya tidak stabil dan sangat reaktif. Di dalam sistem biologi ada beberapa jenis radikal bebas, diantaranya adalah reactive oxygen species (ROS) dan Reactive nitrogen species (RNS). ROS adalah radikal bebas turunan dari molekul oksigen sedangkan Reactive nitrogen species (RNS) adalah radikal bebas turunan dari nitrogen. Radikal bebas dalam jumlah tertentu diperlukan oleh tubuh untuk dalam beberapa proses metabolisme, seperti sebagai sinyal transduksi, terlibat dalam pertahanan tubuh dan lain-lain. Tubuh memiliki beberapa enzim yang dapat menghilangkan radikal bebas dari dalam tubuh sehingga pada kondisi normal terjadi homeostasis yaitu keseimbangan antara radikal bebas dan anti radikal bebas.

Ada beberapa kondisi yang menyebabkan terjadi ketidakseimbangan antara radikal bebas dan anti radikal bebas. Jika radikal bebas lebih tinggi daripada anti radikal bebas, tubuh akan mengalami kondisi yang disebut dengan stres oksidatif. Stres oksidatif ditandai dengan tingginya konsentrasi ROS dan RNS di dalam tubuh. Konsentrasi ROS yang tinggi akan memicu kematian sel melalui mekanisme nekrosis dan / atau apoptosis sel sehingga menyebabkan kerusakan jaringan atau organ, termasuk pada organ hati.



Tahapan kerusakan hati pada penderita diabetes mellitus


Kerusakan hati dapat disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu faktor dari luar dan faktor dari dalam. Faktor dari luar diantaranya disebabkan oleh alkohol, obat-obatan, toksin, virus, sinar ultra violet dan lain-lain. Faktor dari dalam disebabkan oleh obesitas, resistensi insulin dan lain-lain. Faktor dari luar maupun faktor dari dalam tersebut keduanya memicu terjadinya stres oksidatif di dalam hati.
kerusakan hati, liver injury, diabetes mellitus, hubungan diabetes mellitus dan kerusakan hati, kanker hati
Gambar 1. Penyebab stress oksidasi dan dampaknya pada hati
Hati merupakan salah satu organ yang rentan terkena dampak ROS akibat dari stres oksidatif.  Sel Kupffer, sel stellate, dan sel endothelium hati adalah sel yang paling sensitif terhadap stres oksidatif. Berbagai sitokin seperti TNF-α diproduksi oleh sel kupffer ketika terjadi stress oksidatif pada hati. TNF-α akan mengakibatkan terjadinya inflamasi dan apoptosis. Sementara itu, sel stellate akan terinduksi untuk melakukan sintesis kolagen.

Resistensi insulin yang merupakan penyebab dari hiperglikemia dan hiperinsulinaemia adalah faktor penyebab utama kerusakan hati pada penderita diabetes mellitus. Hiperglikemia memicu terjadinya stres oksidatif pada hati. Stres oksidatif selanjutnya menyebabkan berjalannya proses injury di hati dan diikuti oleh terganggunya keseimbangan homeostasis dalam metabolism lemak, protein dan karbohidrat. Kondisi tersebut selanjutnya memicu terjadinya proses inflamasi. Stres oksidasi dan inflamasi akan memperburuk kondisi patologi dari penderita diabetes mellitus.




Dalam berbagai kasus, diabetes mellitus menyebabkan akumulasi lemak yang berlebihan di dalam hati dan akan berkembang menjadi non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Sebanyak 2-3% penderita NAFLD mengalami inflamasi, nekrosis dan fibrosis yang kesemuanya merupakan gejala-gejala non-alcoholic steatohepatitis (NASH). Organ hati yang sedang dalam proses injury dan mengalami fibrosis akan berkembang menjadi sirosis kemudian terbentuk hepatocellular carcinomas (HCCs) dan akhirnya terjadi kegagalan fungsi hati. 
sirosis hati, sirosis liver, non alcoholic liver disease
Gambar 2. (A) Tahapan kerusakan hati pada penderita diabetes mellitus; (B) Penampang melintang tiap-tiap tahapan kerusakan hati. 

Hati mempunyai peran penting dalam mengatur kadar glukosa pada penderita diabetes mellitus. Pada penderita diabetes mellitus tipe 2, resistensi insulin akan menyebabkan hiperglikemia. Dalam kondisi hiperglikemia berat, tidak dideteksi ketersediaan glukosa sehingga terjadi mekanisme untuk menghasilkan lebih banyak glukosa dengan mengoptimalkan kerja beberapa enzim, diantaranya glukosa-6-fosfat dehydrogenase, fructose-1,6-diphosphate, hexokinase dan glukokinase. Hati juga akan melakukan regulasi sebagai upaya untuk mempertahankan homeostasis glukosa yaitu dengan memodulasi ekspresi protein protein sekretori, seperti hepatokin.

Beberapa tipe hepatokin yang diekspresikan diantaranya adalah fetuin-A, betatrophin/angiopoietin-like protein 8 (ANGPTL8) dan fibroblast growth factor 21 (FGF21). fetuin-A memicu inflamasi dan resistensi insulin dengan menghambat reseptor insulin tirosin kinase pada sel otot dan sel hati. ANGPTL8 memicu proriferasi sel beta pancreas dan FGF21merupakan hormone yang peka terhadap insulin. Ketiga hepatokin tersebut akan memperburuk kondisi penderita diabetes mellitus karena akan menyebabkan inflamasi sub klinik.

Berdasarkan beberapa penelitian, peningkatan produksi glukosa di hati pada penderita diabetes mellitus diduga meningkatkan oksidasi asam lemak, sebaliknya penelitian lain mengungkapkan bahwa peningkatan glukosa tersebut akan menghentikan oksidasi asam lemak dan digantikan dengan produksi trigliserida. Trigliserida tersebut selanjutnya akan diakumulasikan dalam sel hati.




Pada penderita diabetes mellitus, defisiensi insulin akan meningkatkan laju lipolisis dan sirkulaasi asam lemak bebas yang kemudian menumpuk di hati. Hal tersebut berakibat meningkatnya penyerapan very-lowdensity lipoprotein dan sintesis trigliserida. Secara bersamaan, terjadi juga meningkatan kadar glukagon yang akan menyebabkan terhambatnya pengeluaran (output) trigliserida. Oleh karena itu, penumpukan lemak dalam hati diduga disebabkan oleh ketidakseimbangan antara penyerapan, sintesis, pengeluaran dan oksidasi asam lemak bebas di dalam hati.

Hyperinsulinemia yang terjadi pada penderita diabetes mellitus akan menurunkan kadar adiponectin, memicu lipogenesis dalam hati dan menurunkan laju oksidasi asam lemak bebas. Selain itu juga memicu sekresi tumor necrosis factor-α dan leptin yang menyebabkan terjadinya stress oksidatif di dalam hati. Kombinasi antara penumpukan lemak, hiperinsulinemia dan hiperglikemia di dalah hati menyebabkan terjadinya stress oksidatif di dalam hati. Stress oksidatif tersebut akan memicu terjadinya inflamasi dan nekrosis sel hati. Inflamasi yang terjadi kemudian akan menstimulasi sel stellate hati memproduksi kolagen sehingga akan terjadi fibrosis pada hati. Kondisi tersebut bisa berlanjut menjadi sirosis hati.

Kesimpulan

Stres Oksidasi adalah penyebab utama terjadinya kerusakan hati. Stres Oksidasi yang terjadi disebabkan oleh berbagai faktor dantaranya karena penyakit diabetes mellitus. Diabetes mellitus menyebabkan pergeseran homeostatis berbagai metabolism dalam hati, termasuk terjadinya penumpukan lemak, reaksi inflamasi dan fibrosis dalam hati.

Demikian postingan tentang Radikal Bebas, Stres Oksidasi, Diabetes Mellitus dan Kerusakan Hati, Semoga Bermanfaat
Read more

Adaptasi Proteomic selama Stres Oksidatif

Protein merupakan makromolekul dalam sel yang strukturalnya paling beragam dan kompleks. Protein mempunyai fungsi protein yang spesifik dan sangat ditentukan oleh struktul tiga dimensinya Sehingga setiap sel harus memastikan protein dan disintesis mempunyai struktur tiga dimensi yang sesuai meskipun berapa dalam kondisi stress.
Kondisi stress pada sel aerobic salah satunya mengakibatkan akumulasi reactive oxygen species (ROS) dan reactive chlorine species (RCS) dan keduanya sangat reaktif. ROS dan RCS dapat mengganggu proses metabolik, transkriptomik, dan proteomik. Protein adalah salah satu molekul yang diserang oleh ROS dan RCS karena banyak asam amino penyusun protein yang sangat sensitif terhadap oksidasi. Asam amino yang paling banyak ditemukan mengalami modifikasi ketika dalam keadaan stress adalah sistein dan metionin karena keduanya mempunyai kecepatan reaksi yang tinggi terhadap radikal hidroksil (~106–108 M-1s-1). Peroksida umumnya reaktif terhadap tiol (controh : peroxiredoxin). Protein cenderung mengalami sejumlah modifikasi rantai samping yang ireversibel, misalnya overoksidasi tiol, karbonilasi dan pembentukan di-tirosin. Rantai polipeptida yang baru saja disintesis merupakan bagian yang paling sensitive terhadap  rentang terdampak kondisi stress namun mature protein juga dapat terdampak kondisi stress.


Kontrol fungsi protein ketika terjadi stress oksidatif.

Kontrol fungsi protein ketika terjadi stress oksidatif melibatkan protein-protein yang sensitif terhadap reaksi redoks. Protein yang sensitif terhadap reaksi redoks ditandai dengan adanya satu atau lebih gugus tiol. Gugus tiol merupakan gugus fungsi yang reaktif dengan slow-acting oxidants, misalnya peroksida. Oksidasi yang terjadi pada protein tersebut akan menyebabkan perubahan ikatan disulfida intramolekul, ikatan disulfida intermolekuler, pembentukan asam sulfenat, asam sulfonat, atau sulfenilamida. Perubahan ikatan akan mengubah bentuk 3 dimensi protein sehingga protein tidak akan berfungsi dengan semestinya. Namun glutaredoxin dan thioredoxin mampu mengembalikan perubahan pada gugus tiol tersebut ke bentuk awal.

Adaptasi metabolik terhadap stress oksidatif

Rangkaian asam amino yang baru disintesis (belum membentuk struktur tersier / quartener) dan protein yang telah fungsional akan mengalami perubahan yang irreversible pada rantai samping sehingga menyebabkan ulfolding protein dan berpotensi terjadi agregasi protein yang irreversible jika dalam sel terdapat banyak ROS dan RCS. Sel memiliki mekanisme agar perubahan pada rantai samping tidak terjadi. Berbagai sel, mulai dari sel bakteri hingga sel mamalia mempunyai mekanisme yang hampir sama dalam merespon akumulasi ROS dan RSC, yaitu dengan menurunkan 50 % konsentrasi ATP. Penurunan ATP tersebut berkaitan dengan inaktivasi enzim yang terlibat dalam sintesis ATP. Inaktivasi enzim yang terlibat dalam sintesis ATP memicu re-routing glukosa dari glikolisis ke jalur pentosa fosfat. Hal tersebut secara efektif mampu menurunkan sintesis ATP dan menaikkan jumlah NADPH yang terbentuk. NADPH diperlukan dalam sistem thioredoxin dan sistem glutaredoxin yang keduanya sangat penting untuk memulihkan homeostasis redoks seluler. Beberapa bakteri (mungkin organisme lain juga) mengubah ATP dalam sel menjadi rantai panjang PolyP yang mempunyai kemampuan sebagai protein stabilizer sehingga menurunkan agregasi protein dan meningkatkan resistensi terhadap stress oksidatif.




stes oksidatif, kerusakan protein, degradasi protein
Gambar 1. Regulasi rangkaian sintesis protein ketika kondisi stres dan kondisi normal

Keterangan gambar :
Dalam kondisi non-stress, protein folding terjadi sesaat setelah proses translasi dan dibantu oleh canonical chaperone systems yang dalam mekanismenya membutuhkan ATP. Setelah proses protein folding selesai, protein dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Protein yang sudah tidak digunakan lagi kemudian didegradasi. Sinyal degradasi memicu ubiquitination dan 26S proteasome untuk mendegradasi protein.Mekanisme digradasi protein oleh 26S proteasome juga membutuhkan ATP. Dalam kondisi stress oksidatif, konsentrasi ATP di dalam sel menurun, sehingga menurunkan aktifitas yang membutuhkan ATP (aktivitas canonical chaperone systems dan 26S proteasome). Untuk melindungi dari degradasi dan agregasi protein karena ROS dan RCS, sel melakukan beberapa mekanisme yaitu (1) menurunkan laju sintesis protein, (2) mengaktifkan ATP-independent chaperone, (3) mengubah ATP ke polifosfat, (4) meningkatkan aktifitas ATP-independent 20S proteasome.




Adaptasi Protein Folding selama Stres oksidatif

Sel mempunyai strategi untuk untuk mencegah kesalahan dalam proses folding protein. Strategi tersebut meliputi upaya menurunkan konsentrasi asam amino yang rentang terhadap agregasi dan represi ekspresi gen. Represi gen dimediasi oleh eIF2a kinases yang memfosfolarisasi translational initiation factor 2 alpha (eIF2a). Fosfolarisasi eIF2a menyebabkan penurunan translasi mRNA cap-dependent. Pada waktu yang bersamaan, translasi mRNA cap-independent diinisiasi, dan menghasilkan protein yang terlibat dalam proses adaptasi dan protein untuk merespon stress.
            Ketika seluruh proses translasi terhenti, mRNA, faktor inisiasi, dan protein pengikat RNA lainnya akan berkumpul dalam granula stress dan p-body yang keduanya terbentuk pada saat terjadi oksidasi stress. Granula stress berperan melindungi mRNA dan memicu re-inisiasi translasi protein sesegera mungkin setelah oksidasi stress berakhir.

Adaptasi Degradasi Protein dalam kondisi stress oksidatif

Ketika protein tidak dibutuhkan lagi, protein akan ditempeli oleh ubiquitin. Kompleks protein dan ubiquitin akan dikenali dan didegradasi oleh 26S proteasome. 26S proteasome  tersusun dari sub unit 20S core yang kedua ujungnya terdapat sub unit 19S cap. Sub unit 19S cap mengenali dan mengikat kompeks protein-ubiquitin kemudian melepaskan ubiquitin dari ikatan dan memfasilitasi ikatan protein dengan sub unit 20S core (membutuhkan ATP). Sub unit 20S core mempunyai fungsi proteolysis yaitu mendegradasi protein menjadi asam amino.
Pada kondisi stress oksidatif, fragmen-fragmen protein yang tidak terfolding sempurna akan langsung menempel pada sub unit 20S core tanpa membutuhkan ATP. Oksidasi gugus tiol pada sub unit 20S core menyebabkan kedua sub unit 19S cap lepas dari 26S proteasome. Stress oksidatif yang kronis akan memicu ekspresi sub unit 11S dan sub unit i20C yang keduanya dapat mendegradasi protein tanpa membutuhkan ATP.

Demikian postingan tentang Adaptasi Degradasi Protein dalam kondisi stres oksidatif, SEMOGA BERMANFAAT

Read more

Adaptasi Mikroorganisme Terhadap Suhu



Bumi sebagai tempat hidup makhluk hidup, termasuk mikroorganisme, mempunyai keragaman suhu yang berbeda- beda antara satu tempat dengan tempat lain. Mikroorganisme tidak bisa mengontrol suhu lingkungannya, sehingga mikroorganisme harus beradaptasi dengan suhu lingkungan agar dapat bertahan hidup.

Ada beberapa istilah yang berhubungan dengan adaptasi mikroorganisme terhadap suhu, yaitu :

Suhu Minimum

Suhu minimum adalah suhu terendah dimana mikroorganisme dapat tumbuh dan melakukan aktivitas metabolisme. Apabila suhu di bawah suhu minimum tersebut, pertumbuhan dan metabolisme akan terhambat.

Suhu maksimum

Suhu maksimum adalah suhu tertinggi dimana suatu mikroorganisme dapat tumbuh dan melakukan aktivitas metabolisme. Apabila suhu di atas suhu maksimum pertumbuhan dan metabolisme akan terhambat dan bila suhu terusnya, sel akan mati karena protein dan asam nukleat terdenaturasi.

Baca Juga : Transport aktif pada Mikroorganisme



Suhu Optimum

Suhu optimum adalah suhu dimana pertumbuhan dan aktivitas metabolisme berjalan paling cepat. Suhu optimum berada di antara suhu minimum dan suhu maksimum.


Tiap-tiap spesies mikroorganisme mempunyai rentang suhu minimum, suhu optimum dan suhu maksimum yang berbeda-beda. Staphylococcus aureus hidup dan tumbuh pada suhu 60C hingga 460C sedangkan rhinoviruse hanya dapat memperbanyak diri jika berada pada suhu 330C hingga 350 C.
psikrofil, psikotrof, mesofile, termofil, dan hipertermofil (extreme thermophile)
Gambar 2. Rentang suhu minimum, suhu optimum, suhu maksimum psikrofil, psikotrof, mesofile, termofil, dan hipertermofil (extreme thermophile)

Berdasarkan rentang suhu adaptasinya, mikroorganisme dikelompokkan menjadi beberapa macam, yaitu :

Psikrofil

Psikrofil adalah mikroorganisme (bakteri, arkhaebakteria, fungi atau alga) yang mempunyai suhu optimum di bawah 150C dan dapat tumbuh pada suhu 00C namun tidak dapat tumbuh pada suhu diatas 200C. Perlakuan khusus harus dilakukan, ketika menumbukan mikroorganisme psikrofil di laboratorium. Inkubasi untuk menumbuhkan mikroorganisme psikrofil harus pada ruangan yang dingin. Inkubasi pada suhu ruang akan menyebabkan mikroorganisme psikrofil mati. Penyimpanan pada suhu dingin tidak akan menghampat pertumbuhan, namun mikroorganisme psikrofil tersebut justru akan tumbuh.

Baca Juga : Transport pasif : Difusi, osmosis dan difusi terfasilitasi
Mikroorganisme psikrofil tidak bisa hidup di dalam tumbuh di dalam tubuh manusia. Mikroorganisme psikrofil mempunyai habitat di tempat tempat dingin seperti salju, daerah kutub dan di laut dalam. Baru-baru ini telah berhasil diisolasi bakteri yang berasal dari antartika. Bakteri tersebut dapat hidup pada suhu -150C.
Beberapa mikroorganisme ada juga yang bersifat fakultatif psikrofil atau psikotrof yaitu dapat tumbuh pada suhu dingin (lambat) tapi pertumbuhannya optimum pada suhu 200C.
Adaptasi Mikroorganisme Terhadap Suhu
Gambar 2.  Chlamydomonas nivalis, merupakan jenis alga psikrofil yang hidup di salju 
\

Mesofil

Mesofil adalah mikroorganisme yang dapat tumbuh pada rentang suhu antara 100C hingga 500C dan suhu optimum pertumbuhan antara 200C hingga 400C. mikroorganisme mesofil dapat hidup pada tubuh manusia, hewan, tanaman, di iklim tropis, dan subtropis,
Mikroorganisme mesofil ada yang bersifat termodurik, yaitu dalam rentang yang singkat dapat bertahan hidup pada suhu yang tinggi. Sebagai contoh adalah Bacillus dan Clostridium. Bakteri termodurik sebenarnya merupakan bakteri mesofil, hanya saja bakteri tersebut biasanya mempunyai organela tambahan sehingga mampu bertahan beberapa saat di suhu yang tinggi.


Termofil

Termofil adalah mikroorganisme yang suhu optimum pertumbuhannya diatas 450C. Mikroorganisme termofilik dapat hidup pada suhu 450C hingga 800C sehingga habitatnya merupakan daerah-daerah yang panas, seperti pada kawah gunung aktif,
Selain termofilik, ada juga mikroorganisme hipertermofilik. Mikroorganisme hipertermofilik adalah mikroorganisme yang dapat tumbuh di suhu yang sangat ekstrim, yaitu diantara 800C hingga 1210C.
Para ilmuwan saat ini tertarik untuk mengisolasi dan memanfaatkan enzim dari mokroorganisme termofil. Salah satu bakteri termofil yang telah dieksplorasi adalah bakteri Thermus aquaticus. Bakteri tersebut menghasilkan enzim Taq polimerase yang saat ini digunakan dalam proses Polimerase Chain Reaction (PCR). Enzim Taq polimerase adalah enzim yang dapat memperbanyak DNA dan tetap aktif pada suhu tinggi.

Demikian postingan kali ini tentang Adaptasi Mikroorganisme Terhadap Suhu. SEMOGA BERMANFAAT

Read more

Transport aktif pada Mikroorganisme


Transport aktif adalah transport senyawa atau ion ke dalam sel atau keluar sel dengan melawan gradian konsentrasi. Secara alami molekul atau ion akan menyebar atau berdifusi dari konsentrasi tinggi ke  media konsentrasi lebih rendah.
Transport aktif didefinisikan transport senyawa atau ion dengan melawan gradien konsentrasi karena senyawa atau ion ditransportasikan dari konsentrasi yang rendah ke konsentrasi yang tinggi berlawanan dengan difusi senyawa atau ion secara alami. Untuk melawan gradient konsentrasi tersebut, transport aktif membutuhkan energi atau perantara.
Mikroorganisme seringkali hidup di lingkungan dengan nutrisi yang minim dan nutrisi-nutrisi tersebut seringkali tidak bisa masuk ke dalam sel dengan mekanisme transport pasif karena konsentrasinya di lingkungan rendah, sehingga mikroorganisme harus melakukan mekanisme transport aktif.
Mikroorganisme mempunyai mekanisme transport aktif yang sangat efektif sehingga terkadang nutrient yang berada dalam sel konsentrasinya ratusan kali lebih banyak daripada di luar sel.

Baca Juga : Transport pasif : Difusi, osmosis dan difusi terfasilitasi

Ada beberapa hal yang perlu diketahui dalam transport aktif pada mikroorganisme, yaitu :
1. Transport aktif bisa juga searah dengan gradient konsentrasi namun kecepatannya dalam difusi dipercepat.
2. Kebanyakan difasilitasi oleh protein membran
3. Kebanyakan membutuhkan ATP (energi)

Jenis-Jenis Transport aktif


Ada beberapa jenis transportasi aktif yang terjadi pada mikroorganisme, yaitu :

1. Carrier-mediated active transport

Carrier-mediated active transport adalah transport aktif yang difasilitasi oleh protein carrier dan melibatkan ATP. Protein carrier akan mengikat senyawa terlarut yang sebelumnya telah terikat oleh protein tertentu (solute binding protein). Ketika ikatan terjadi, ATP yang juga menempel pada protein carrier akan teraktifasi dan mengeluarkan energi. Energi tersebut kemudian digunakan untuk mendorong molekul untuk masuk atau keluar sel melewati protein carrier.
Arah dari transportasi aktif model ini memiliki dua arah, yaitu bisa masuk ke dalam atau ke dalam sel. Beberapa bakteri akan mengangkut gula, asam amino, vitamin dan fosfat ke dalam sel. Beberapa bakteri menggunakan mekanisme transport aktif ini untuk mengeluarkan ion-ion tertentu keluar sel, ion tersebut adalah K+, Na+, H+.
jenis jenis transport aktif, transport ion ke dalam sel, transport ion K+, Na+, dan H+ , Transport gula, asam amino,vitamin ke dalam sel
Gambar 1. Transport aktif pada mikroorganisme model Carrier-mediated active transport; Senyawa atau yang masuk ke dalam sel difasilitasi oleh protein karier dan melibatkan ATP

Baca Juga :Heterotrof dan autotrof

2. Group translocation

. Group translocation juga merupakan transport aktif pada sel yang difasilitasi oleh suatu protein membran tertentu namun ketika melewati protein membran tersebut, senyawa yang ditransport dikonversi menjadi senyawa lain. Senyawa lain hasil konversi tersebut biasanya langsung digunakan oleh sel untuk proses metabolismenya. Misalnya ketika fruktosa ditransport ke dalam sel, pada membran sel, fruktosa tersebut ditambah dengan gugus fosfat sehingga langsung bisa masuk dalam proses metabolisme.
jenis jenis transport aktif adalah, cara transport fruktosa
Gambar 2. Transport aktif pada mikroorganisme model Group translocation; Ketika melewati protein karier, senyawa yang ditransport akan diubah atau dimodifikasi menjadi senyawa lain


3. Endositosis

Endositosis adalah suatu proses dimana suatu sel menelan partikel, cairan, atau senyawa yang ukurannya besar. Terkadang suatu sel, termasuk sel dari mikroorganisme memerlukan senyawa, atau bahkan sel lain yang ukurannya besar. Senyawa yang dibutuhkan tersebut sangat sulit jika dimasukkan dalam sel melalui protein membran sel, oleh karena itu, senyawa yang dibutuhkan tersebut akan dimasukkan ke dalam sel dengan mekanisme endositosis. Awalnya, membran sel akan memanjang dan mengelilingi senyawa tersebut, kemudian menelannya.

Baca Juga : Sumber dan Bentuk Nutrisi Bakteri

Berdasarkan bentuk senyawa yang ditelan oleh sel, endositosis dibedakan menjadi 2, yaitu fagositosis dan pinositosis.
endositosis, bagaimana sel makan, bagaimana sel menelan sel, bagaimana mekanisme fagositosis
Gambar 3. Proses fagositosis pada mikroorganisme; Fagositosis merupakam salah satu variasi dari endositosis; Disebut fagositosis jika sel memakan atau menelan benda atau partikel padat.

Fagositosis adalah proses ditelannya partikel padat atau solid oleh sel. Fagositosis seringkali dilakukan oleh amoeba untuk menelan makanannya. Sel darah putih juga menggunakan mekanisme fagositosis untuk menelan sel-sel lain yang telah rusak.

Pinositosis adalah proses ditelannya cairan oleh suatu sel. Mekanisme pinositosis dilakukan oleh sel untuk menelan tetesan minyak atau nutrisi ddalam bentuk larutan.
pinositosis adalah, transport aktif pada mikroorganisme
Gambar 3. Proses pinositosis pada mikroorganisme; Pinositosis merupakan salah satu variasi dari endositosis; disebut pinositosis jika sel memakan atau menelan nutrisi dalam bentuk larutan.

Demikian postingan tentang Transport aktif pada Mikroorganisme, Semoga Bermanfaat

Read more