Pengembangan In House Taq DNA Polimerase Rekombinan Berbasis Gen Sintetik dan Aplikasinya
Development In House of Taq DNA Polymerase Recombinant Based on Synthetic Gene and Its Applications
Abstract
Biologi molekuler merupakan salah satu disiplin ilmu dasar yang berperan penting
dalam menunjang berkembangnya bioteknologi modern. Salah satu teknik yang
digunakan dalam bidang biologi molekuler adalah teknik PCR yang
membutuhkan enzim termostabil tahan panas. Taq DNA polimerase adalah enzim
termostabil yang banyak digunakan untuk amplifikasi DNA dalam teknik PCR.
Enzim ini awalnya dikarakterisasi dan diisolasi dari bakteri termofilik yaitu
Thermus aquaticus, namun terdapat kesulitan untuk mengembangkan enzim ini
jika menggunakan sistem inang asli. Penelitian ini bertujuan untuk
mengembangkan enzim Taq DNA polimerase rekombinan berbasis gen sintesis
menggunakan sistem ekspresi E.coli. Cetakan runutan nukleotida gen Taq DNA
polimerase diperoleh dari data GeneBank J04639.1 dan optimasi kodon dilakukan
sebelum gen disisipkan ke dalam vektor pET151/D-TOPO. Sintesis gen dilakukan
di GenArt Gene Synthesis (Thermofisher Scientific, USA). Gen sintetik Taq DNA
polimerase kemudian diekspresikan menggunakan bakteri E.coli BL21 dan
diinduksi menggunakan IPTG (Isopropyl-β-D thiogalactopyranoside). Pemurnian
enzim rekombinan Taq DNA polimerase dilakukan menggunakan kromatografi
afinitas Ni2+-NTA dan enzim murni yang dihasilkan diaplikasikan pada teknik
PCR. Gen Taq DNA polimerase berukuran sebesar 2685 pb berhasil disisipkan ke
dalam vektor pET151/D-TOPO dan analisis hasil ekspresi dilakukan
menggunakan teknik SDS PAGE dan menunjukkan protein target yang spesifik
berukuran 100.9 kDa. Konsentrasi dan aktivitas enzim yang dimurnikan berturut
turut adalah 5.17 mg/mL dan 4.647 U/μL. Aplikasi enzim ini pada teknik PCR
menunjukkan bahwa enzim ini dapat mengamplifikasi gen target mulai dari 200
pb hingga 3500 pb amplikon dengan konsentrasi DNA cetakan minimum 10
ng/μL. Hal ini mengindikasikan bahwa in house enzim Taq DNA polimerase
rekombinan yang dibuat berdasarkan gen sintesis telah berhasil diekspresikan,
dimurnikan, dan diterapkan untuk teknik PCR dan dapat diterapkan dalam bidang
bioteknologi khususnya dalam teknik PCR/RT-PCR