Kloning, aplikasi dari teknologi DNA Rekombinan

Memasuki abad ke-20, ditemukan penemuan-penemuan baru tentang biologi molekular. Pada awal abad ini pula, diketahui bahwa setiap makhluk hidup menggunakan DNA dan RNA untuk menyimpan dan metransfer informasi genetiknya, bahwa setiap makhluk hidup menggunakan kode genetik yang sama untuk membuat proteinnya. Pada saat itu pula, para ilmuwan-ilmuwan di bidang teknologi ini, berpikir mengenai bisa tidaknya materi gen ini dimanipulasi sedemikian rupa sehingga bisa didapatkan DNA dan RNA yang sifat genetiknya sesuai dengan yang kita inginkan. Kemudian munculah pertanyaan-pertanyaan seperti :

* Bisakah kita mentransfer suatu gen dari satu makhluk hidup ke dalam makhluk hidup lainnya dan gen tersebut bisa hidup di dalam tubuh makhluk tersebut?
* Apa kita bisa menggabungkan dua gen menjadi satu?
* Bisakah kita mengidentifikasi seseorang berdasarkan keunikan DNAnya?
* Bisakan perubahan DNA memberitahukan kita fakta-fakta tentang evolusi?
* Bisakah kita mempelajari DNA dan melihat DNA mana yang nantinya akan bermutasi menjadi penyakit?
* Bisakah kita mengidentifikasi mikroba berdasarkan genetikanya?
* Bisakah kita merekap ulang suatu DNA dari organisme dan mengaturnya sedemikian rupa sehingga organisme tersebut dapat berguna bagi manusia?

Jawaban dari semua pertanyaan diatas adalah Bisa. Namun, sebelum pertanyaan-pertanyaan ini dijawab, cara untuk memanipulasi DNA harus ditemukan. Sebenarnya, hal ini bukan merupakan tantangan yang sulit, karena pada dasarnya, DNA itu sendiri selalu dimanipulasi oleh alam. DNA tersebut di-copy, dipotong, kemudian ditanamkan lagi berulang-ulang dalam suatu sel hidup. Nature agents (zat alam yang berperan) dalam proses ini tidak lain adalah enzim.

Teknologi DNA Rekombinan atau sering disebut juga rekayasa genetika adalah suatu ilmu yang mempelajari mengenai pembentukan kombinasi materi genetik yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang. Manfaat rekayasa genetika ini adalah mengisolasi dan mempelajari masing-masing gen tentang fungsi dan mekanisme kontrolnya. Selain itu, rekayasa genetika juga memungkinkan diperolehnya suatu produk dengan sifat tertentu dalam waktu lebih cepat dan jumlah lebih besar daripada produksi secara konvensional.

Ada beberapa bagian terpenting yang selalu digunakan dalam rekayasa genetika.Yang pertama adalah enzim seluler dan yang kedua adalah vektor. Hal tersebut akan dibahas sebagai berikut:

1. Cellular Enzymes / Enzim seluler

Enzim yang dipakai oleh orang-orang bioteknologi dalam memanipulasi DNA diantaranya adalah enzim Endonuklease, yaitu enzim yang mengenali batas-batas sekuen nukleotida spesifik dan berfungsi dalam proses restriction atau pemotongan bahan-bahan genetik. Penggunaan enzim ini yang paling umum antara lain pada sekuen palindromik. Enzim ini dibentuk dari bakteri yang dibuat sedemikian rupa sehingga dapat menahan penyusupan DNA, seperti genom bacteriophage.

Ada juga DNA polimerisasi, yaitu enzim yang biasa dipakai untuk meng-copy DNA. Enzim ini mengsintesis DNA dari sel induknya dan membentuk DNA yang sama persis ke sel induk barunya. Enzim ini juga bisa didapatkan dari berbagai jenis organisme, yang tidak mengherankan, karena semua organisme pasti harus meng-copy DNA mereka.

Selain DNA polimerisasi, ada juga enzim RNA polimerisasi yang berfungsi untuk ’membaca’ sekuen DNA dan mengsintesis molekul RNA komplementer. Seperti halnya DNA polimerisasi, RNA polimerisasi juga banyak ditemukan di banyak organisme karena semua organisme harus ’merekam’ gen mereka

Selanjutnya yang akan dibahas adalah enzim DNA ligase. Enzim DNA ligase merupakan suatu enzim yang berfungsi untuk menyambungkan suatu bahan genetik dengan bahan genetik yang lain. Contohnya saja, enzim DNA ligase ini dapat bergabung dengan DNA (atau RNA) dan membentuk ikatan phosphodiester baru antara DNA (atau RNA) yang satu dengan lainnya.

Kemudian, ada pula enzim reverse transcriptases yang berfungsi membentuk blue-print dari molekul RNA membentuk cDNA (DNA komplementer). Enzim ini dibuat dari virus RNA yang mengubah genom RNA mereka menjadi DNA ketika mereka menginfeksi inangnya. Enzim ini biasa dipakai ketika bertemu dengan gen eukariotik yang biasanya terpisah-pisah menjadi potongan kecil dan dipisahkan oleh introns dalam kromosom.

2. Natural Vectors / Vektor natural

Sebagai salah satu cara untuk memanipulasi DNA di luar sel, para ilmuwan dalam bioteknologi harus bisa membuat suatu tempat yang keadaannya stabil dan cocok dengan tempat DNA yang dimanipulasi. Sekali lagi, alam telah memberikan solusi dari masalah ini. Vektor disini bisa diartikan sebagai alat yang membawa DNA ke dalam sel induk barunya.

Agar suatu metode dalam rekayasa genetika dianggap berhasil, di dalam vektor, DNA hasil rekombinan seharusnya benar-benar hanya dibawa setelah sebelumnya DNA rekombinan digabungkan dengan DNA vektor melalui enzim ligase. Namun di dalam vektor, DNA rekombinan tidak termutasi lagi membentuk DNA dengan sifat baru. Contoh dari vektor natural dari alam adalah plasmid dan virus atau bacteriophage.

Kloning

Kloning berasal dari kata ‘klon’ dari bahasa Yunani yang berarti tunas muda. Pada dasarnya kloning adalah teknik penggandaan gen yang menghasilkan turunan yang sama sifat baik dari segi hereditasnya maupun penampakannya. Dari referensi lainnya, dikatakan kloning adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik. Sumber lainnya lagi mengatakan bahwa kloning adalah teknik perbanyakan sel, jaringan atau organisme secara aseksual, bias melibatkan dua induk atau satu induk. Sehingga dapat disimpulkan,, bahwa kloning adalah suatu cara atau teknik yang menggunakan sel somatik makhluk hidup untuk membentuk turunan baru baik dari satu induk maupun dua induk yang turunannya memiliki materi genetik yang sama sifat baik dari segi hereditas maupun penampakannya yang prosesnya merupakan suatu bentuk reproduksi aseksual.

Tahapan-tahapan dalam mengkloning suatu gen adalah sebagai berikut :

Suatu fragmen DNA yang mengandung gen yang akan dikloning pertama-tama diinsersikan dulu pada molekul DNA sirkular yang disebut sector untuk menghasilkan molekul DNA rekombinan atau chimoera.

Vektor kemudian bertindak sebagai pembawa DNA rekombinan tersebut untuk masuk ke dalam tuan rumah biasanya berupa bakteri, maupun sel-sel jenis lainnya yang bisa digunakan. Kemudian vector mengadakan replikasi dalam sel tuan rumah yang menghasilkan banyak turunan-turunan identik, baik vektornya sendiri, maupun gen yang dia bawa.

Ketika sel tuan rumah membelah, kopi molekul DNA rekombinan diwariskan pada progeny dan terjadi replikasi vektro selanjutnya. Setelah terjadi sejumlah besar pembelahan sel, maka dihasilkan koloni atau sel kloningan yang identik. Tiap-tiap sel dalam klon mengandung satu atau lebih kopian molekul DNA rekombinasi. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa, gen yang dibawa oleh molekul rekombinasi telah diklon.

Kloning merupakan salah satu bentuk penemuan dari para ilmuwan untuk dalam rangka perolehan keturunan yang sampai sekarang, detik ini juga, terus menerus mendapat pro dan kontra dari masyarakat. Diawali dari lahirnya dolly sebagai hewan hasil kloningan pertama, sampai munculnya isu-isu tentang bayi perempuan bernama Eve yang dikatakan merupakan manusia kloningan pertama yang pernah dibuat oleh manusia.

6.2. KLONING PADA TUMBUHAN

Sampai hari ini, diketahui sudah cukup banyak DNA hewan dan tumbuhan yang sudah dikloning. Secara singkat kloning pada sel tumbuhan (baik dari akar, batang, dan daun) bisa dilakukan dengan cara memotong organ tumbuhan yang di-inginkan. Lalu kita mencari eksplan, mengambil selnya dan memindahkan ke media berisi nutrisi agar cepat tumbuh. Eksplan ini akan menggumpal menjadi gumpalan yang bernama kalus. Kalus adalah cikal bakal akar, batang, dan daun. Kalus kemudian ditanam di media tanah dan akan menjadi sebuah tanaman baru.

Nama lain dari kloning pada tumbuhan adalah kultur jaringan, yaitu suatu teknik untuk mengisolasi, sel, protoplasma, jaringan, dan organ dan menumbuhkan bagian tersebut pada nutrisi yang mengandung zat pengatur tumbuh tanaman pada kondisi aseptik,sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman sempurna kembali.

Ada dua teori dasar yang berpengaruh dalam kultur jaringan. Yang pertama adalah teori bahwa sel dari suatu organisme multiseluler di mana pun letaknya, sebenarnya sama dengan sel zigot karena berasal dari satu sel tersebut. Yang kedua adalah teori totipotensi sel atau Total Genetic Potential. Artinya, setiap sel yang memiliki potensi genetik mampu memperbanyak diri dan berdiferensiasi menjadi suatu tanaman lengkap.

Dalam kultur jaringan ada beberapa factor yang mempengaruhi regenerasi tumbuhannya, yaitu :

1. Bentuk regenerasi dalam kultur in vitro, seperti pucuk adventif atau embrio somatiknya
2. Eksplan, yaitu bagian tanaman yang digunakan sebagai bahan awal untuk perbanyakan tanaman. Yang penting dalam eksplan ini adalah factor varietas, umur, dan jenis kelaminnya. Bagian yang sering menjadi ekspan adalah pucuk muda, kotiledon, embrio, dan sebagainya.
3. Media tumbuh, karena di dalam media tumbuh terkandung komposisi garam anorganik, zat pengatur tumbuh, dan bentuk fisik media.
4. Zat pengatur tumbuh tanaman. Faktor yang perlu diperhatikan dalam penggunaan zat ini adalah konsentrasi, urutan penggunaan dan periode masa induksi dalam kultur tertentu.
5. Lingkungan Tumbuh yang dapat mempengruhi regenerasi tanaman meliputi temperatur, panjang penyinaran, intensitas penyinaran, kualitas sinar, dan ukuran wadah kultur.

Skema proses Kultur Jaringan secara singkat

6.3. KLONING PADA HEWAN
Domba Dolly : Mamalia yang pertama kali dikloning melalui sel induk dewasanya

Kloning hewan adalah suatu proses dimana keseluruhan organisme hewan dibentuk dari satu sel yang diambil dari organisme induknya dan secara genetika membentuk individu baru yang identik sama. Artinya, hewan kloning ini adalah duplikat yang persis sama baik dari segi sifat dan penampilannya seperti induknya, dikarenakan adanya kesamaan DNA.

Di alam, sebenernya kloning bisa saja terjadi. Reproduksi aseksual pada beberapa jenis organisme dan penemuan mengenai munculnya sel kembar dalam satu telur juga merupakan apa yang disebut dengan kloning. Dengan kemajuan bioteknologi sekarang ini, bukan mustahil untuk menciptakan lebih lanjut mengenai kloning pada hewan.

Pertama kali para ilmuwan berusaha membentuk sel kloning pada hewan tidak berhasil selama bertahun-tahun lamanya. Kesuksesan pertama yang diraih oleh ilmuwan pada saat mereka berhasil mengkloning seekor kecebong dari sel embrio di tubuh katak dewasa. Namun demikian, kecebong tersebut tidak pernah berhasil tumbuh menjadi katak dewasa. Kemudian, dengan menggunakan nuclear trasnfer di sel embrio, para ilmuwan mulai melakukan penelitian terhadap kloning hewan mamalia. Tapi sekali lagi, hewan-hewan tersebut tidak pernah mencapai hidup yang panjang.

Skema kloning pada Hewan

Kloning pertama yang berhasil diujicobakan dan bisa bereproduksi adalah seekor domba yang dinamakan Dolly. Dolly ditemukan oleh Ian Wilmut dan kawan-kawanya di Skotlandia pada tahun 1997. Tapi tidak sama dengan uji coba kloning sebelumnya yang menggunakan sel embrio, kloning dolly menggunakan sel dari domba dewasa. Karena sel domba dewasa ini dianggap sudah tua, maka, dolly pun jadi berumur pendek, walau tidak sependek hewan lain hasil kloningan dengan menggunakan sel embrio.

Sekarang ini, para ilmuwan sudah sukses mengkloning banyak hewan seperti tikus, kucing, kuda, babi, anjing, rusa, dan sebagainya dari sel embrio maupun sel non-embrio, tergantung dari tujuan pengkloningan tersebut. Jika, diharapkan hewan hasil kloning yang bisa bereproduksi, maka digunakanlah sel non-embrio, sedangkan jika diharapkan hewan kloning yang tidak harus bisa bereproduksi, maka digunakan sel embrio.

Proses kloning hewan melalui tahap berikut, yaitu mengekstrak nukleus DNA dari suatu sel embrio kemudian ditanamkan dalam sel telur yang sebelumnya intinya sudah dihilangkan. Kadang-kadang proses ini distimulasi oleh manusia menggunakan alat dan bahan-bahan kimia. Sel telur yang sudah dibuahi ini kemudian dimasukkan kembali ke dalam tubuh sel hewan inangnya dan membentuk sifat yang identik.

Beberapa ilmuwan menjadikan hewan hasil kloningan yang tidak bisa bereproduksi sebagai bahan pangan. Namun baru-baru ini, diberitakan bahwa hewan hasil kloning, tidak layak untuk dikonsumsi sebagai makanan manusia walau belum ada bukti pasti mengenai hal tersebut. Penelitian lebih lanjut mengenai hal ini masih terus dilakukan.

6.4. KLONING PADA MANUSIA

Setelah sukses dengan teknologi kloning hewan menyusui, sekarang hanya tinggal menunggu waktu, timbulnya kabar yang melaporkan lahirnya manusia hasil kloning. Contohnya saja pada ”Eve”, yang dikabarkan adalah bayi perempuan pertama hasil kloning, namun kebenaran beritanya masih belum bisa dipastikan. Ada lagi berita mengenai hasil kloning permintaan dari pasangan homoseksual dari Belanda. Namun, bukti-bukti konkrit mengenai manusia hasil kloningannya sama sekali tidak ada.

Beberapa sumber menyebutkan, para peneliti tersebut beralasan bahwa hal ini menyangkut pribadi sekaligus melanggar privasi dari pendonor gen jika diberitakan secara luas. Mungkin saja, penyembunyian berita-berita seperti ini dilakukan, karena masih banyaknya kontroversi serta pro dan kontra yang terjadi di masyarakat mengenai pengkloningan manusia yang dianggap melanggar kodrat alam dan tidak sesuai dengan etika yang dianut dari agama.

Proses kloning pada manusia, sebenarnya tidak memiliki banyak perbedaan dengan bayi tabung atau in vitro fertilization. Dalam proses ini, sperma sang suami dicampur ke dalam telur sang istri dengan proses in vitro di dalam tabung kaca.

Gambaran kasar kloning manusia

Setelah sperma tumbuh menjadi embrio, embrio tersebut ditanamkan kembali ke dalam tubuh si ibu, atau perempuan lain yang menjadi ’ibu tumpang’. Bayi yang lahir secara biologis merupakan anak suami-istri tadi, walaupun dilahirkan dari rahim perempuan lain.

Proses kloning manusia dapat dijelaskan secara sederhana sebagai berikut :

* Mempersiapkan sel stem : suatu sel awal yang akan tumbuh menjadi berbagai sel tubuh. Sel ini diambil dari manusia yang hendak dikloning.
* Sel stem diambil inti sel yang mengandung informasi genetic kemudian dipisahkan dari sel.
* Mempersiapkan sel telur : suatu sel yang diambil dari sukarelawan perempuan kemudian intinya dipisahkan.
* Inti sel dari sel stem diimplantasikan ke sel telur
* Sel telur dipicu supaya terjadi pembelahan dan pertumbuhan. Setelah membelah (hari kedua) menjadi sel embrio.
* Sel embrio yang terus membelah (disebut blastosis) mulai memisahkan diri (hari ke lima) dan siap diimplantasikan ke dalam rahim.
* Embrio tumbuh dalam rahim menjadi bayi dengan kode genetik persis sama dengan sel stem donor

Laboratorium DNA

Laboratorium DNA

Setiap orang memiliki DNA yang berbeda satu dengan lainnya. Keunggulan ini menjadikan setiap orang dapat terdeteksi kode genetikanya bila dianalisis di laboratorium DNA.

Sering terperangah saat menyaksikan aksi Crime Scene Investigation (CSI) di layar kaca? Serial televisi AS itu memang menceritakan lika-liku kehidupan tim forensik kepolisian dalam mengungkap modus maupun motif kejahatan.

Dalam tiap episodenya, mereka selalu menggunakan teknologi canggih dan ilmu pengetahuan molekuler untuk melacak petunjuk dari tempat kejadian perkara (TKP) guna memecahkan kasus.

Salah satu metode pelacakan yang digunakan adalah mengidentifikasi asam deoksiribonukleat atau lebih dikenal dengan DNA (deoxyribose nucleic acid). DNA adalah sejenis asam nukleat yang digolongkan biomolekul utama penyusun berat kering suatu organisme.

Di Indonesia, Polri telah memiliki secara penuh laboratorium forensik DNA (lab DNA) canggih yang baru saja dihibahkan oleh Australian Federal Police (AFP). Laboratorium DNA itu senilai dua juta dollar Australia.

Dengan proyek yang telah dibangun sejak 5 Oktober 2006 tersebut, pengungkapan kejahatan yang menyangkut dengan bukti genetika menjadi lebih mungkin untuk dipecahkan. Seberapa besar peran lab DNA untuk membantu kerja Polri di bidang forensik?

Secara garis besar, tiap organisme pasti memiliki DNA yang umumnya terletak di inti sel. Peran DNA itu adalah sebagai sebuah materi genetik, tempat menyimpan cetak biru dari segala aktivitas sel. Sebab, segala gerak-gerik sel terekam lewat DNA. Maka asam itu mengandung informasi vital bagi organisme.

Bila struktur DNA berubah sedikit saja, maka memberikan konsekuensi besar pada keberlangsungan hidup organisme. Dan jika DNA kemudian hancur saat dalam perbaikan strukturnya, maka dipastikan sel organisme turut mati.

Manusia terdiri terdiri dari 23 sel pasang kromosom. Satu pasang kromosom berasal dari ibu, dan lainnya didapatkan dari ayah. Dengan kata lain, kombinasi keduanya menimbulkan keunikan pada individu tersebut, kecuali pada kasus kembar identik. Sangat mustahil mendapatkan satu individu memiliki DNA yang sama dengan individu lainnya.

Ini menjadikan teknologi pelacakan DNA menjadi komponen utama untuk penemuan bukti di TKP.

Beberapa tahun terakhir, bukti DNA telah menjadi suatu yang sahih dalam sistem hukum kriminal di dunia. Ilmuwan forensik dapat menggunakan DNA yang berada di darah, semen, kulit, liur, atau rambut yang tercecer di TKP untuk mengidentifikasi tersangka. Proses tersebut dinamakan fingerprinting genetika atau pemprofilan DNA (DNA profiling).

Dalam pemprofilan DNA panjang relatif dari bagian DNA yang berulang seperti short tandem repeats (STR) dan minisatelit dibandingkan. Banyak institusi hukum membutuhkan bank data DNA terdakwa dari kejahatan tertentu untuk menyediakan sebuah contoh untuk dimasukkan ke dalam database komputer. Oleh karena itu, kini tiap lembaga penegakan hukum sebenarnya telah diwajibkan memiliki laboratorium DNA yang kompeten untuk pelacakan.



Langkah Eksaminasi

Ada 94 item dalam lab DNA. Namun tiga item yang paling utama dalam pelaksanaan identifikasi, yakni 3130 dan 3130 XL, real time dan polymerase chain reaction (PCR). 3130 XL memiliki fungsi untuk mendeteksi DNA seseorang sedangkan real time digunakan untuk menimbang DNA hingga satu per satu miliar gram.

Sedangkan eksaminasi DNA terdiri dari empat langkah. Pertama, proses ekstraksi atau perpindahan DNA dari sampel biologisnya. Misalnya, penemuan barang bukti berupa helai rambut. Di laboratorium, mitokondrial DNA yang tertanam dalam rambut dipisahkan. Kemudian, DNA yang terpisah ini harus diamplifikasi melalui proses polymerase chain reaction (PCR). PCR merupakan teknik yang berguna untuk membuat salinan DNA.

PCR memungkinkan sejumlah kecil urutan DNA tertentu disalin jutaan kali untuk diperbanyak sehingga mudah dianalisis.

PCR memanfaatkan enzim DNA polimerase yang secara alami berperan dalam perbanyakan DNA pada proses replikasi (penggandaan). Namun, tidak seperti pada organisme hidup, proses PCR hanya dapat menyalin fragmen DNA yang pendek, biasanya hanya sampai dengan 10 kilo base pairs (pasang basa).

Proses perbanyakan DNA oleh PCR membutuhkan serangkaian siklus temperatur yang berulang. Karena itu, DNA harus melewati tiga tahapan. Pertama, denaturasi cetakan DNA pada temperatur 94 sampai 96 derajat celsius. Di sini, utas ganda DNA dipisahkan menjadi dua utas tunggal.

Setelah terpisah, dilakukan penurunan temperatur sampai 45 hingga 60 derajat celcius. Proses itu memungkinkan terjadi penempelan primer dengan utas tunggal DNA yang tercetak. Primer merupakan hasil penempelan utas tunggal yang rangkaiannya menentukan daerah yang hendak disalin.

Tahap PCR yang terakhir adalah tahap ekstensi atau pemanjangan primer menjadi suatu utas DNA baru oleh enzim DNA polymerase. Temperatur pada tahap ini bergantung pada jenis DNA polimerase yang digunakan. Akhirnya, satu siklus PCR akan menggandakan jumlah molekul yang dicetak dari DNA atau DNA target. Itulah sebabnya setiap utas baru yang telah tersintesis akan berperan sebagai cetakan pada siklus selanjutnya.

Langkah ketiga dalam proses eksaminasi, para ahli forensik menentukan rangkaian DNA dari sampel tersebut. Terakhir, hasil temuan yang didapat dari ketiga proses tersebut dibandingkan dengan urutan database yang dimiliki oleh bank data dalam institusi hukum itu. Ini bisa dikatakan sebagai rangkaian analisis short tandem repeat (STR).

Analisis STR menguji seberapa sering pasang basa mengulang pada lokasi spesifik di helai DNA. Pengulangan itu bisa saja terjadi di dinucleotide, trinucleotide, tetranucleotide, atau pentanucleotide. Investigator biasanya melihat pada pengulangan di tetranucleotide atau pentanucleotide karena memiliki akurasi yang lebih menonjol.

Langkah-langkah itu memang membutuhkan tenaga kerja yang lumayan ahli dan banyak. Untuk mengaktifkan lab DNA itu, Polri didukung 15 tenaga ahli dengan 257 staf. Seluruhnya merupakan putra bangsa, namun untuk pelatihan dibantu pihak Australia. Berbeda dengan di beberapa negara lain yang telah memiliki kecanggihan di atas rata-rata, langkah identifikasi DNA dapat dilakukan oleh robot atau mesin.
hag/L-4

DNA fingerprint

Di Indonesia, DNA fingerprint mencuat namanya sebagai cara identifikasi kejahatan dan korban yang telah hancur setelah terjadi peristiwa peledakan bom di tanah air seperti kasus bom Bali, bom Marriot, peledakan bom di depan Kedubes Australia dan lain-lain. Pengunaan informasi DNA fingerprint di Indonesia boleh dibilang masih sangat baru sedangkan di negara-negara maju, hal ini telah biasa dilakukan.

DNA fingerprint
Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah salah satu jenis asam nukleat. Asam nukleat merupakan senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi tentang genetika. Penemuan tehnik Polymerase Chain Reaction (PCR) menyebabkan perubahan yang cukup revolusioner di berbagai bidang. Hasil aplikasi dari tehnik PCR ini disebut dengan DNA fingerprint yang merupakan gambaran pola potongan DNA dari setiap individu. Karena setiap individu mempunyai DNA fingerprint yang berbeda maka dalam kasus forensik, informasi ini bisa digunakan sebagai bukti kuat kejahatan di pengadilan.

DNA yang biasa digunakan dalam tes adalah DNA mitokondria dan DNA inti sel. DNA yang paling akurat untuk tes adalah DNA inti sel karena inti sel tidak bisa berubah sedangkan DNA dalam mitokondria dapat berubah karena berasal dari garis keturunan ibu, yang dapat berubah seiring dengan perkawinan keturunannya. Dalam kasus-kasus kriminal, penggunaan kedua tes DNA diatas, bergantung pada barang bukti apa yang ditemukan di Tempat Kejadian Perkara (TKP). Seperti jika ditemukan puntung rokok, maka yang diperiksa adalah DNA inti sel yang terdapat dalam epitel bibir karena ketika rokok dihisap dalam mulut, epitel dalam bibir ada yang tertinggal di puntung rokok. Epitel ini masih menggandung unsur DNA yang dapat dilacak.

Untuk kasus pemerkosaan diperiksa spermanya tetapi yang lebih utama adalah kepala spermatozoanya yang terdapat DNA inti sel didalamnya. Sedangkan jika di TKP ditemukan satu helai rambut maka sampel ini dapat diperiksa asal ada akarnya. Namun untuk DNA mitokondria tidak harus ada akar, cukup potongan rambut karena diketahui bahwa pada ujung rambut terdapat DNA mitokondria sedangkan akar rambut terdapat DNA inti sel. Bagian-bagian tubuh lainnya yang dapat diperiksa selain epitel bibir, sperma dan rambut adalah darah, daging, tulang dan kuku.

Metode analisis DNA fingerprint
Sistematika analisis DNA fingerprint sama dengan metode analisis ilmiah yang biasa dilakukan di laboratorium kimia. Sistematika ini dimulai dari proses pengambilan sampel sampai ke analisis dengan PCR. Pada pengambilan sampel dibutuhkan kehati-hatian dan kesterilan peralatan yang digunakan. Setelah didapat sampel dari bagian tubuh tertentu, maka dilakukan isolasi untuk mendapatkan sampel DNA. Bahan kimia yang digunakan untuk isolasi adalah Phenolchloroform dan Chilex. Phenolchloroform biasa digunakan untuk isolasi darah yang berbentuk cairan sedangkan Chilex digunakan untuk mengisolasi barang bukti berupa rambut. Lama waktu proses tergantung dari kemudahan suatu sampel di isolasi, bisa saja hanya beberapa hari atau bahkan bisa berbulan-bulan.

Tahapan selanjutnya adalah sampel DNA dimasukkan kedalam mesin PCR. Langkah dasar penyusunan DNA fingerprint dengan PCR yaitu dengan amplifikasi (pembesaran) sebuah set potongan DNA yang urutannya belum diketahui. Prosedur ini dimulai dengan mencampur sebuah primer amplifikasi dengan sampel genomik DNA. Satu nanogram DNA sudah cukup untuk membuat plate reaksi. Jumlah sebesar itu dapat diperoleh dari isolasi satu tetes darah kering, dari sel-sel yang melekat pada pangkal rambut atau dari sampel jaringan apa saja yang ditemukan di TKP. Kemudian primer amplifikasi tersebut digunakan untuk penjiplakan pada sampel DNA yang mempunyai urutan basa yang cocok. Hasil akhirnya berupa kopi urutan DNA lengkap hasil amplifikasi dari DNA Sampel.

Selanjutnya kopi urutan DNA akan dikarakterisasi dengan elektroforesis untuk melihat pola pitanya. Karena urutan DNA setiap orang berbeda maka jumlah dan lokasi pita DNA (pola elektroforesis) setiap individu juga berbeda. Pola pita inilah yang dimaksud DNA fingerprint. Adanya kesalahan bahwa kemiripan pola pita bisa terjadi secara random (kebetulan) sangat kecil kemungkinannya, mungkin satu diantara satu juta. Finishing dari metode ini adalah mencocokkan tipe-tipe DNA fingerprint dengan pemilik sampel jaringan (tersangka pelaku kejahatan)

Faktor Penentu Keberhasilan Analisa DNA sequencing

Sequencing DiagramAnalisa DNA sequencing merupakan salah satu tools yang sangat penting dalam mengungkap rahasia genetik di balik kehidupan. Banyak sekali penelitian life science yang melibatkan analisa ini. Pencapaian terbesar teknologi DNA sequencing saat ini adalah terungkapnya urutan basa nukleotida yang menyusun genom manusia. Para peneliti yang menggunakan tools ini seringkali menghadapi masalah dalam melakukan analisa, output yang dihasilkan seringkali tidak memuaskan. DNA sequencing menggunakan elektrophoresis kapiler merupakan teknologi kunci pada laboratorium-laboratorium life science. Berikut ini adalah beberapa hal yang penting untuk diketahui yang menjadi faktor penentu keberhasilan analisa DNA Sequencing.

Ekstraksi DNA untuk DNA sequencing

Ekstraksi DNA adalah langkah pertama yang sangat penting dalam langkah-langkah kerja analisis DNA sequencing. Kualitas secara keseluruhan, akurasi dan panjang pembacaan urutan basa DNA dapat dipengaruhi secara signifikan oleh karakter sample itu sendiri, dan metode yang dipakai untuk ekstraksi DNA. Mengisolasi DNA dengan kualitas tinggi dari berbagai jenis sample memiliki tantangan tersendiri, dan metode yang ideal akan beragam bergantung pada jenis jaringan/tissue (termasuk darah), bagaimana ia diperoleh dari sumbernya, dan bagaimana sample ditangani atau disimpan sebelum diekstrak. Metode untuk isolasi asam nukleat sering dikerjakan menggunakan penghancuran mekanik atau metode kimiawi, yang kadang-kadang juga terotomatisasi. Baik metode ekstraksi manual maupun otomatis yang digunakan, kita harus berhati-hati untuk meminimalisir degradasi DNA, dengan menghindari ekspos terhadap panas, cahaya, freeze-thaw yang berulang-ulang dan vortex. Selanjutnya, laboratorium harus diatur sedemikian rupa untuk meminimalisir kemungkinan kontaminasi silang diantara sample.
Desain Primer dan Amplifikasi

Urutan kerja DNA sequencing secara umum mengharuskan kita mengamplifikasi hasil ekstraksi DNA sample sebelum disekuen. Untuk mengamplifikasi DNA sample, kita membutuhkan DNA polymerase, nukleotida (dNTP), buffer reaksi, primer dan sebuah thermal cycler.
Sequencing Chemistries

Cycle sequencing merupakan metode sederhana yang mana terdiri atas proses denaturasi, annealing dan ekstensi yang berulang-ulang dalam sebuah mesin thermal cycler, menghasilkan amplifikasi linear produk-produk ekstensi. Produk ini kemudian diinjeksikan ke dalam sebuah kapiler. Untuk Applied Biosystems, ada 2 kategori pendekatan sequencing chemistry: Dye Primer Chemistry dan Dye Terminator chemistry.






Gambar 1: Cycle Sequencing

Sequencing menggunakan Dye Primers

Ketika menggunakan sequencing chemistry berbasis dye primer, dilakukan empat reaksi terpisah. Setiap reaksi dilabel pada ujung 5′-nya dengan menggunakan dye fluorescent yang berbeda. Masing-masing keempat reaksi ini akan mengandung apakah primer yang dilabel warna biru, hijau, kuning atau merah. Warna setiap reaksi berkorespondensi dengan A, C, G atau T. Dideoksiribonukleotida (ddNTP) terdapat dalam setiap campuran reaksi, dan menterminasi sintesis DNA secara acak, menghasilkan fragmen-fragmen DNA dengan panjang yang bervariasi. Karena digunakan primer yang dilabel fluorescent untuk ekstensi, seluruh fragmen yang diterminasi terlabel fluorescent. Setelah beberapa siklus yang cukup untuk terbentuknya produk ekstensi yang optimal, keempat reaksi tersebut digabungkan dan dielektroforesis menggunakan satu kapiler pada mesin Genetic Analyzer (gambar 2).











Gambar 2: Satu siklus dye primer cycle sequencing

Sequencing menggunakan Dye Terminators

DNA sequencing fluorescent dapat juga dilakukan menggunakan suatu bahan kimia dimana pewarna (dye) terikat pada ddNTP, sehingga membutuhkan hanya satu tabung reaksi per sample, bukan empat. Karena hanya membutuhkan satu tabung reaksi untuk reaksi dye terminator, bahan kimia ini lebih simple untuk digunakan dibanding dye primer chemistry. Template DNA, primer tak dilabel, buffer, empat jenis dNTP, empat jenis ddNTP yang terlabel fluorescent, dan DNA polymerase ditambahkan ke dalam tabung reaksi. Fragmen-fragmen yang berfluorescent terbentuk karena inkorporasi ddNTP yang terlabel pewarna. Masing-masing ddNTP yang berbeda (ddATP, ddCTP, ddGTP, atau ddTTP) akan membawa sebuah warna dye yang berbeda. Dengan demikian semua fragmen yang diterminasi (yang berujung sebuah ddNTP), mengandung sebuah dye pada ujung 3′-nya (gambar 3).

Gambar 3: Satu Siklus Dye Terminator Cycle Sequencing


BigDye® Cycle Sequencing Chemistries

BigDye® primers dan terminators mengutilisasi molekul-molekul transfer energi tunggal, yang mencakup sebuah pewarna (dye) donor dan akseptor energi yang terhubung oleh sebuah penghubung (linker) transfer energi yang sangat efisien. Dalam struktur molekul BigDye®, akseptornya adalah sebuah dye dichlororhodamine. Dye dichlororhodamine (dRhodamine) merupakan suatu penyempurnaan atas dye rhodamine konvensional. dRhodamine terpisah lebih baik secara spektral — terdapat overlap spektral yang jauh lebih sedikit pada panjang gelombang eksitasi maksimumnya, dan produk sequencing yang dihasilkan memperlihatkan background noise yang jauh berkurang. Sehingga menghasilkan signal yang lebih bersih dan akurasi base calling yang lebih besar pada pembacaan yang lebih panjang. Suatu linker transfer energi meng-couple fluorescein donor dan dye dRhodamine akseptor untuk transfer energi yang efisien dalam satu molekul tunggal. Dye yang lebih terang dan bersih ini menghasilkan sebuah sequencing chemistry yang sesuai untuk kebanyakan aplikasi.

Pemurnian sample

Setelah reaksi sequencing, sangat penting untuk membuang dye terminators yang tidak menempel dan garam-garam yang dapat berkompetisi saat injeksi elektrophoresis kapiler. Terminator yang tidak menempel dapat turut bermigrasi bersama template sequencing, mengakibatkan basecalling errors dan kelebihan garam mengakibatkan rasio signal-to-noise menjadi buruk.

Elektroforesis

Pada proses elektroforesis kapiler, produk-produk reaksi cycle sequencing diinjeksikan secara elektrokinetik ke dalam kapiler yang diisi dengan polimer. Dengan diberikannya tegangan listrik tinggi maka fragmen DNA yang bermuatan negatif akan bergerak melalui polimer di dalam kapiler menuju elektroda positif. Dengan diberikannya tegangan listrik tinggi maka fragmen DNA yang bermuatan negatif akan bergerak melalui polimer di dalam kapiler menuju elektroda positif (gambar 4). Elektroforesis kapiler dapat memisahkan molekul DNA yang memiliki perbedaan bobot molekul hanya satu nukleotida.


Gambar 4: Fragmen DNA yang dilabel fluorescent bergerak melalui sebuah kapiler

















Gambar 5: Fragmen DNA melewati sebuah sinar laser dan detektor optis.

Beberapa saat sebelum mencapai elektroda positif, fragmen DNA terlabel fluorescent yang terpisah berdasarkan ukuran, bergerak melalui lintasan sinar laser. Sinar laser menyebabkan dye pada fragmen berpendar. Sebuah alat pendeteksi optis pada mesin DNA analyzer mendeteksi fluorescent (gambar 5). Software Data Collection mengkonversi signal fluorescent menjadi data digital, kemudian merekam datanya dalam sebuah file *.ab1. Karena masing-masing dye mengemisikan cahaya pada panjang gelombang yang berbeda ketika tereksitasi oleh laser, sehingga keempat warna yang mewakili keempat basa dapat dideteksi dan dibedakan dalam satu injeksi kapiler.

Analisa Data

Setelah elektroforesis, software Data Collection membuat sebuah file sample dari data mentah. Dengan menggunakan aplikasi software, analisa data selanjutnya diperlukan untuk menterjemahkan image data warna yang diperoleh menjadi basa-basa nukleotida yang berhubungan.

Analisa Primer

Tool-tool ini mengkonversi gambar yang diperoleh selama Data Collection menjadi empat warna, yang merepresentasikan keempat basa nukleotida yang berhubungan (gambar 1). Sebagai contoh, Software Sequence Analysis adalah perangkat analisa primer yang harus digunakan setelah pengumpulan data selesai. Aplikasi software Sequence Analysis memungkinkan pengguna untuk melakukan basecall dan basecall ulang, memotong ujung data, menampilkan, menyunting dan mencetak file-file sample. Software analisa primer memproses data mentah pada file *.ab1 menggunakan algoritma dan menerapkan pengaturan analisa berikut kepada hasil:

Basecalling

Basecaller yang dipilih memproses signal-signal fluorescent, kemudian menetapkan suatu basa kepada setiap peak (A, C, G, T, atau N). Jika digunakan KB™ basecaller, software ini juga menyediakan prediksi nilai kualitas per basa, basecalling campuran tambahan dan identifikasi otomatis sample-sample yang gagal.







Gambar 5: Fragmen DNA melewati sebuah sinar laser dan detektor optis.

Koreksi Pergeseran Mobility

File Mobility mengkompensasi perubahan dalam mobilitas fragmen DNA yang disebabkan oleh molekul dye yang terikat pada fragmen DNA dan mengubah penetapan warna basa-basa bergantung pada jenis chemistry yang digunakan untuk melabel DNA.

Quality Value (QV)

Jika menggunakan KB basecaller untuk analisa, software memberikan suatu QV untuk setiap basa. QV memprediksi probabilitas suatu galat basecall. Contohnya, suatu QV 20 memprediksi tingkat galat 1%. Algoritma pemrediksi kualitas dikalibrasi untuk memperoleh QV yang memenuhi hubungan standar-industri yang ditetapkan oleh software Phred. Jika alur kerja kita mencakup analisa menggunakan software Phred untuk memberikan QV setelah data di-basecall, kita dapat menyederhanakan workflow dan menggunakan KB Basecaller saja. KB Basecaller dapat melakukan basecalling dan memberikan QV. Kemudian, kita dapat membuat file *.phd.1 atau *.scf menggunakan KB Basecaller untuk diintegrasikan dengan workflow kita.

Analisa Sekunder

Tool-tool ini memungkinkan kita untuk lebih menyempurnakan hasil. Algoritma dalam produk-produk software analisa sekunder melakukan sejumlah aplikasi pendukung fungsi-fungsi seperti deteksi mutasi dan genotyping, dan menghasilkan output-output grafis.

Diterjemahkan dengan modifikasi dari situs www.appliedbiosystems.com

Mengenal Teknik DNA Sequencing

Informasi genetik pada suatu makhluk hidup tersimpan pada DNA-nya. Nah, untuk mengetahui informasi genetik tersebut digunakan teknik DNA Sequencing, yaitu metode yang digunakan untuk menentukan urutan basa nukleotida (adenine, guanine, cytosine dan thymine) pada molekul DNA. Saat ini teknik DNA Sequencing sudah memasuki tahap baru yang mengarah pada large scale atau high-throughput sequencing, jutaan bahkan miliaran basa nukleotida DNA dapat ditentukan urutannya dalam sekali run saja.

Meskipun begitu, teknik lama berbasis chain-termination masih umum digunakan, bahkan sangat efisien untuk menentukan sekuen DNA fragmen pendek (masih dalam hitungan kilobasa). Jadi ditemukannya teknik DNA Sequencing yang lebih canggih tidak serta merta bakal menggusur mesin-mesin capillary sequencing yang sudah “merajalela” di berbagai laboratorium biologi molekuler di seluruh dunia.

Prinsip dasar dan protokol DNA sequencing berbasis metode chain-termination menggunakan mesin automated capillary sequencer.

Prinsip Dasar DNA Sequencing

DNA sequencing menggunakan metode PCR (Polymerase Chain Reaction) sebagai pijakannya. DNA yang akan ditentukan urutan basa ACGT-nya dijadikan sebagai cetakan (template) untuk kemudian diamplifikasi menggunakan enzim dan bahan-bahan yang mirip dengan reaksi PCR, namun ada penambahan beberapa pereaksi tertentu. Proses ini dinamakan cycle sequencing.
cycle-sequencing

Proses Cycle Sequencing (Image from appliedbiosystems.com)

Jadi yang membedakan cycle sequencing dengan PCR biasa adalah:

* Primer yang digunakan hanya satu untuk satu arah pembacaan, tidak dua (sepasang) seperti PCR
* ddNTPs (dideoxy-Nucleotide Triphosphate) adalah modifikasi dari dNTPs dengan menghilangkan gugus 3′-OH pada ribosa.

Struktur molekul dNTP dan ddNTP, perhatikan bedanya (Image from csa.fi.it)

Saat proses ekstensi, enzim polimerase akan membuat rantai baru DNA salinan dari template dengan menambahkan dNTP-dNTP sesuai dengan urutan pada DNA cetakannya. Nah, jika yang menempel adalah ddNTP, maka otomatis proses polimerisasi akan terhenti karena ddNTP tidak memiliki gugus 3′-OH yang seharusnya bereaksi dengan gugus 5′-Posfat dNTP berikutnya membentuk ikatan posfodiester.

Pada akhir cycle sequencing, yang dihasilkan adalah fragmen-fragmen DNA dengan panjang bervariasi. Jika fragmen-fragmen tersebut dipisahkan dengan elektroforesis, maka akan terpisah-pisah dengan jarak antar fragmennya satu basa-satu basa. Lalu bagaimana caranya menentukan urutan basa DNA dari produk cycle sequencing ini?

Cara Klasik

Metode yang pertama kali dikembangkan oleh Frederick Sanger pada tahun 1975, yaitu dengan melakukan reaksi cycle sequencing pada empat tabung terpisah yang masing-masing berisi semua pereaksi yang dibutuhkan. Khusus untuk ddNTP, yang ditambahkan hanya 1 jenis untuk setiap tabung. Setiap tabung diberi tanda, A jika yang ditambahkan adalah ddATP, G jika ddGTP, C jika ddCTP dan T jika ddTTP.

Setelah reaksi cycle sequencing selesai, keempat hasil reaksi tersebut dilarikan pada gel electrophoresis sehingga fragmen-fragmen yang dihasilkan dapat terpisah. Urutan basa DNA dapat ditentukan dengan mengurutkan fragmen yang muncul dimulai dari yang paling bawah (paling pendek). Fragmen DNA dapat divisualisasi karena primer yang digunakan dilabel dengan radioaktif atau fluorescent. Pada teknik lain, bukan primer yang dilabel melainkan dNTP.
sanger-sequencing-method

Prinsip Sanger Method dengan primer labelling (Image from noaa.gov)

Dye Primers dengan Label Berbeda

Agar proses pemisahan fragmen pada gel electrophoresis bisa digabung dalam 1 lajur saja, digunakanlah pelabel fluorescent dengan 4 warna berbeda untuk setiap reaksi cycle sequencing.
dye-primer-sequencing

Prinsip Sanger Method dengan primer fluorescent labelling yang berbeda-beda (Image from appliedbiosystems.com)

Dengan teknik ini visualisasi dan penentuan urutan basa dapat dilakukan dengan lebih mudah karena keempat reaksi dipisahkan dalam satu lajur electrophoresis dengan 4 warna berbeda. Coba bandingkan cara ini dengan cara sebelumnya, lebih mudah mana membacanya?
Radioactive Fluorescent Seq

Pembacaan sekuen DNA, lebih mudah mana? (Image from wikipedia.org)

Dye-Terminators Sequencing

Cara yang lebih simple akhirnya ditemukan juga. Para ilmuwan cerdas menemukan cara untuk melabel ddNTP dengan 4 label fluorescent yang berbeda-beda untuk ddATP, ddCTP, ddGTP dan ddTTP. Dengan demikian, reaksi cycle sequencing dapat dilakukan dalam 1 tabung reaksi dan dirun pada satu lajur gel electrophoresis saja. Sangat simple dan cepat.
dye-terminator-sequencing

Prinsip Sanger Method dengan dye dideoxy terminator (Image from appliedbiosystems.com)

Dengan ditemukannya mesin Automated Capillary Sequencer, proses pemisahan fragmen dan pembacaan urutan basa DNA dapat dilakukan dengan lebih simple, cepat dan terotomatisasi. Jumlah kapiler pada mesin ini bervariasi, mulai dari 1, 4, 16, 48 hingga 96 kapiler dalam satu mesin, semakin banyak jumlah kapiler, semakin banyak pula jumlah sampel DNA yang bisa ditentukan urutan basanya.

Hasil pembacaan mesin sequencer disebut electropherogram, yaitu peak-peak berwarna yang menunjukkan urutan basa DNA-nya.
electropherogram

Contoh Electropherogram (image from ggpht.com)

Teknik DNA Sequencing yang berbasis fragment analysis saat ini tidak hanya digunakan untuk menentukan urutan basa-basa DNA semata, tapi bisa dikembangkan untuk berbagai aplikasi, seperti penentuan SNP (Single Nucleotide Polymorphism), analisa keragaman genetik seperti DNA Microsatellite dan AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), community analysis seperti tRFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) dan segudang aplikasi lainnya. Banyaknya aplikasi DNA Sequencing kapiler ini menunjukkan bahwa metode ini –meskipun kini tergolong “lambat” setelah ditemukannya high-throughput sequencing– akan tetap jadi primadona dan andalan para life-scientist di seluruh dunia. Dan tak heran pula jika Frederick Sanger menerima hadiah Nobel bidang kimia untuk kedua kalinya di tahun 1980 atas penemuannya ini.

Sumber:

* Wikipedia
* Applied Biosystems
* Sumber-sumber lainnya

STRATEGI BELAJAR MENGAJAR

Manajemen Kelas
Prinsip Agar Manajemen Kelas Berhasil
1. Bekerja dengan tingkah laku yang membuat kelas lebih efektif.
2. Belajar mengajar siswa tetapi juga manajemen tingkah lakunya sendiri.
3. Siswa itu mempelajari untuk ditugasi.
Teknik Mengontrol Kelas Lebih Baik
1. Fokus pada seisi kelas.
2. Tidak terlalu banyak bicara.
3. Lebih pada situasi yang tenang.
4. Gunakan suara yang lembut agar siswa mendengarkan apa yang disampaikan.
5. Berikan instruksi langsung kepada siswa.
6. Mengontrol siswa pada saat membentuk grup.
7. Berputar dalam kelas.
8. Berikan pengutan non verbal pada siswa.
9. Menjadi guru yang low profile intervension agar siswa tidak merasa terhakimi.
10. Kepentingan siswa dan guru yaitu kelas aman dan nyaman.
Teknik Persiapan Materi Guru
1. Menyusun RPP.
2. Siap dengan materi pada saat di kelas.
3. Percaya diri.
4. Pelajari nama siswa secepat mungkin.
Classroom Management
1. Pembentukan proses disiplin yang efektif.
2. Kelas telah dipersiapkan.
3. Memotivasi siswa.
4. Menyediakan lingkungan pembelajaran yang aman dan nyaman.
5. Membangun sikap siswa.
6. Membuat pelajaran menjadi imajinatif dan kreatif.
Keterampilan Dasar Mengajar
Menurut Hasil Penelitian ( Turney, 1973), Terdapat 8 Ketrampilan:
1. Keterampilan Bertanya
1. Keterampilan bertanya dasar.
2. Ketrerampilan bertanya lanjut.
Yang perlu dihindari:
1) Mengulang pertanyaan sendiri atau mengulangi jawaban siswa.
2) Menjawab pertanyaan sendiri.
3) Menunjuk dulu sebelum bertanya.
4) Mengajukan pertanyaan yang mengundang jawaban serentak.
5) Mengajukan pertanyaan ganda.
2. Memberi Penguatan
1. Bentuk verbal.
2. Bentuk non verbal.

Yang perlu diperhatikan
1) Harus diberikan dengan hangat.
2) Harus bermakna.
3) Hindarkan respon negative.
4) Siswa yang diberi penguatan harus jelas.
5) Penguatan pada kelompok.
3. Mengadakan Variasi
1. Variasi dalam gaya mengajar.
2. Variasi dalam penggunaan media dan bahan pelajaran.
3. Variasi dalam pola interaksi dan kegiatan.
4. Keterampilan Menjelaskan
Komponennya: merencanakan penjelasan dan menyajikan penjelasan.
5. Ketrampilan Membuka dan Menutup Pelajaran
1. Membuka pelajaran: menarik perhatian, memberi acuan, dan membuat kaitan.
2. Menutup pelajaran: meninjau kembali dan evaluasi.
6. Ketrampilan Membimbng Diskusi Kelompok Kecil
1. Memusatkan perhatian.
2. Memperjelas masalah atau urunan pendapat.
3. Menganalisis pandangan siswa.
4. Meningkatkan urunan pendapat.
5. Menyebarkan kesempatan berpartisipasi.
6. Menutup diskusi.
7. Ketrampilan Pengelolaan Kelas
8. Ketrampilan Mengajar Kelompok Kecil dan Individu
Program Remedial
Program remedial meliputi:
1. Pemberian tugas.
2. Pembelajaran ulang.
3. Belajar mandiri.
4. Belajar kelompok dengan bimbingan alumni atau tutor sebaya.
5. Dan lain-lain yang semuanya diakhiri dengan ujian.

Bagaimana Menjadi Guru ?

Untuk menjadi seorang guru yang baik dan professional harus dapat mengatur dan memanajemen kelas yang sedang diajar agar tujuan dari proses pembelajaran dapat tercapai dengan efektif dan efisien.
Prinsip dalam memenejemen kelas :
• Bekerja dengan tingkah laku yang membuat kelas lebih efektif
• Belajar mengajar siswadengan memenejemen tingkah lakunya sendiri.
• Siswa itu mempelajari agar ditugasi.
Teknik mengontrol kelas kelas :
• Fokus pd seisi kelas.
• Jangan terlalu banyak bicara.
• Menggunakan suara yang lembut.
• Memberikan instruksi langsung.
• Melakukan control pd saat pembentukan group.
• Mengelilingi kelas.
• Menjadi guru yang low profile.
Teknik Persiapan Materi ( guru ) :
• Menyusun RPP
• Menguasai materi dalam kelas
• Percaya diri
• Mempelajari nama siswa secepat mungkin
Menejemen Kelas :
• Pembentukan proses disiplin yang efektif
• Kelas telah dipersiapkan
• Memotivasi siswa
• Menyediakan lingkungan pembelajaran yang aman dan nyaman
• Membangaun sikap siswa
• Membuat pelajaran menjadi imajinatif
Mengajar adalah perbuatan yang kompleks yang merupakan pengintegrasian secara utuh berbagai komponen.

Ketrampilan Dasar Mengajar ( Turney, 1973 ) :
• Bertanya
1. Ketrapilan bertanya dasar ; pertanyaan singkat, jelas dan masih diberi acuan
2. Ketrampilan bertanya lanjut ; pertanyaan mengandung interpretasi. Missal menganalisa, mensintesis
C1 : hafalan; C2 : pemahaman; C3 : aplikasi; C4 : analisis; C5 : sintesis; C6 : evaluasi
• Member penguatan
1. Bentuk verbal : dengan kata-kata pujian
2. Non-verbal : dengan reward, senyuman
• Mengadakan variasi
1. Variasi dalam gaya mengajar ( bahasa, posisi, wajah )
2. Variasi dalam penggunaan media dan bahan pelajaran
3. Variasi dalam pola interaksi dan kegiatan
• Menjelaskan
1. 2 komponen ( menyajikan penjelasan & menyajikan penjelasan )
2. Prinsip penggunaan ( waktu, relevan dengan tujuan,, bermakna, sesuai kemampuan dan latar belakang siswa )
• Membuka dan menutup pelajaran
1. Membuka pelajaran ( menarik perhatian, memberikan acuan, membuat kaitan )
2. Menutup pelajaran ( meninjau kembali & evaluasi )
• Membimbing diskusi dan kelompok kecil
1. Memusatkan perhatian
2. Memperjelas masalah atau pendapat
3. Menganalisis pandangan siswa
4. Meningkatkan usulan pendapat
5. Menyebarkan kesempatan berpartisipasi
6. Meenutup diskusi
• Mengelola kelas
• Mengajar keelompok kecil dan individu