Kumpulan Soal Kimia Forensik DNA Lengkap dan Pembahasan

Pilihan Ganda

1. Apa fungsi utama dari Reaksi Berantai Polimerase (PCR) dalam analisis DNA forensik?
   • A. Memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran.
   • B. Membuat banyak salinan DNA dari jumlah yang sedikit.
   • C. Menganalisis urutan basa nitrogen DNA.
   • D. Mengidentifikasi jenis basa nitrogen yang ada.
   Jawaban: B
   Pembahasan: PCR adalah teknik yang digunakan untuk memperbanyak (mengamplifikasi) segmen DNA tertentu menjadi jutaan salinan, memungkinkan analisis lebih lanjut dari sampel DNA yang sangat kecil.
2. Komponen manakah yang BUKAN merupakan bagian dari nukleotida DNA?
   • A. Gula deoksiribosa.
   • B. Gugus fosfat.
   • C. Basa nitrogen.
   • D. Asam amino.
   Jawaban: D
   Pembahasan: Nukleotida tersusun atas gula deoksiribosa, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Asam amino adalah unit penyusun protein.
3. Sekuen DNA berulang pendek yang sangat polimorfik dan sering digunakan sebagai penanda genetik dalam forensik disebut apa?
   • A. rRNA.
   • B. tRNA.
   • C. STR (Short Tandem Repeats).
   • D. mRNA.
   Jawaban: C
   Pembahasan: STRs adalah sekuen DNA non-coding yang berulang, sangat bervariasi antar individu, dan menjadi dasar utama dalam profil DNA forensik.
4. Enzim apakah yang digunakan dalam PCR karena kemampuannya bertahan pada suhu tinggi?
   • A. Ligase.
   • B. Helikase.
   • C. Taq Polimerase.
   • D. Primase.
   Jawaban: C
   Pembahasan: Taq polimerase adalah DNA polimerase yang diisolasi dari bakteri termofilik *Thermus aquaticus*, sehingga stabil pada suhu tinggi yang diperlukan selama siklus denaturasi PCR.
5. Dalam elektroforesis gel, fragmen DNA bergerak dari kutub negatif ke kutub positif karena DNA memiliki muatan apa?
   • A. Positif.
   • B. Negatif.
   • C. Netral.
   • D. Bervariasi tergantung pH.
   Jawaban: B
   Pembahasan: Gugus fosfat pada tulang punggung DNA memberikan muatan negatif, sehingga dalam medan listrik, DNA akan bergerak menuju kutub positif (anoda).
6. Database nasional yang menyimpan profil DNA dari terpidana kejahatan dan bukti TKP di Amerika Serikat adalah…
   • A. GenBank.
   • B. CODIS.
   • C. PDB.
   • D. EMBL.
   Jawaban: B
   Pembahasan: CODIS (Combined DNA Index System) adalah database DNA nasional yang digunakan di AS dan beberapa negara lain untuk mencocokkan profil DNA dari TKP dengan data tersangka.
7. Metode ekstraksi DNA mana yang paling umum digunakan untuk memisahkan DNA dari komponen seluler lainnya?
   • A. Kromatografi.
   • B. Sentrifugasi.
   • C. Ekstraksi fenol-kloroform atau kit berbasis silika.
   • D. Filtrasi.
   Jawaban: C
   Pembahasan: Metode ekstraksi DNA yang umum melibatkan lisis sel, penghilangan protein dan kontaminan lain (misalnya dengan fenol-kloroform), dan presipitasi DNA, seringkali dibantu oleh kit berbasis silika.
8. Apa perbedaan utama antara DNA nuklir dan DNA mitokondria dalam konteks forensik?
   • A. DNA nuklir lebih kecil dari DNA mitokondria.
   • B. DNA mitokondria diwarisi dari kedua orang tua, DNA nuklir hanya dari ibu.
   • C. DNA nuklir diwarisi dari kedua orang tua, DNA mitokondria hanya dari ibu.
   • D. DNA mitokondria hanya ditemukan pada sel darah merah.
   Jawaban: C
   Pembahasan: DNA nuklir (inti) diwarisi dari kedua orang tua, sedangkan DNA mitokondria (mtDNA) hanya diwarisi dari ibu. mtDNA juga lebih tahan degradasi dan memiliki salinan yang lebih banyak per sel.
9. Faktor lingkungan apa yang paling cepat mendegradasi DNA di TKP?
   • A. Suhu rendah.
   • B. Kondisi kering.
   • C. Kelembaban tinggi dan paparan UV.
   • D. pH netral.
   Jawaban: C
   Pembahasan: Kelembaban tinggi, suhu tinggi, dan paparan sinar ultraviolet (UV) adalah faktor-faktor utama yang mempercepat degradasi DNA.
10. Dalam kasus tes paternitas, berapa persen DNA anak yang berasal dari ayah biologisnya?
    • A. 25%.
    • B. 50%.
    • C. 75%.
    • D. 100%.
    Jawaban: B
    Pembahasan: Setiap anak mewarisi setengah dari DNA nuklirnya dari ibu dan setengah dari ayah biologisnya.
11. Apa peran “primer” dalam reaksi PCR?
    • A. Memisahkan untai DNA ganda.
    • B. Menempel pada untai DNA dan menjadi titik awal sintesis DNA baru.
    • C. Mensintesis protein dari DNA.
    • D. Memperbaiki kesalahan dalam urutan DNA.
    Jawaban: B
    Pembahasan: Primer adalah sekuen oligonukleotida pendek yang menempel secara spesifik pada ujung segmen DNA target dan menyediakan titik awal bagi DNA polimerase untuk memulai sintesis untai baru.
12. Mengapa kontaminasi sampel DNA menjadi masalah serius dalam investigasi forensik?
    • A. Membuat DNA lebih mudah dianalisis.
    • B. Mempercepat proses PCR.
    • C. Dapat menghasilkan profil DNA yang tidak akurat atau campuran, sehingga menyesatkan penyelidikan.
    • D. Meningkatkan jumlah DNA yang diekstraksi.
    Jawaban: C
    Pembahasan: Kontaminasi dengan DNA dari sumber lain (misalnya, dari penyidik, korban, atau orang lain) dapat mencampurkan profil DNA, membuat interpretasi hasil menjadi sulit atau bahkan salah.
13. Jika seseorang memiliki genotip D3S1358 15,17, ini berarti individu tersebut adalah…
    • A. Homozigot untuk alel 15.
    • B. Homozigot untuk alel 17.
    • C. Heterozigot.
    • D. Tidak dapat ditentukan.
    Jawaban: C
    Pembahasan: Genotip 15,17 menunjukkan bahwa individu tersebut memiliki dua alel yang berbeda (15 dan 17) pada lokus D3S1358, yang berarti dia heterozigot.
14. Selain darah dan air liur, jenis sampel biologis apa yang juga sering digunakan untuk analisis DNA forensik?
    • A. Rambut (tanpa folikel).
    • B. Kuku.
    • C. Tulang dan gigi.
    • D. Keringat.
    Jawaban: C
    Pembahasan: Tulang dan gigi adalah sumber DNA yang sangat baik, terutama dalam kasus sampel yang terdegradasi atau sangat tua, karena strukturnya melindungi DNA. Rambut tanpa folikel dan keringat umumnya memiliki jumlah DNA yang sangat minim.
15. Metode kuantifikasi DNA apa yang paling akurat untuk menentukan jumlah DNA manusia dalam sampel forensik?
    • A. Spektrofotometri UV.
    • B. Fluoresensi menggunakan pewarna interkalasi.
    • C. qPCR (quantitative PCR).
    • D. Gel elektroforesis.
    Jawaban: C
    Pembahasan: qPCR adalah metode yang paling sensitif dan spesifik untuk mengukur jumlah DNA manusia dalam sampel forensik, bahkan dapat membedakan antara DNA manusia dan non-manusia.
16. Peran utama agen chelating (seperti Chelex) dalam ekstraksi DNA adalah…
    • A. Melisiskan membran sel.
    • B. Menghilangkan protein.
    • C. Mengikat ion logam (seperti Mg²⁺) yang dapat mengaktifkan enzim pendegradasi DNA (nuklease).
    • D. Mempresipitasi DNA.
    Jawaban: C
    Pembahasan: Agen chelating mengikat ion logam divalen seperti Mg²⁺ yang merupakan kofaktor penting untuk aktivitas nuklease. Dengan mengikatnya, nuklease dinonaktifkan, sehingga melindungi DNA dari degradasi.
17. Apa yang dimaksud dengan “elektroferogram” dalam analisis DNA?
    • A. Sebuah gambar gel elektroforesis.
    • B. Representasi grafis dari hasil analisis STR yang menunjukkan puncak-puncak alel.
    • C. Alat yang digunakan untuk melakukan elektroforesis.
    • D. Sampel DNA yang telah dipisahkan.
    Jawaban: B
    Pembahasan: Elektroferogram adalah grafik yang dihasilkan dari analisis STR menggunakan elektroforesis kapiler, di mana setiap puncak mewakili alel STR dengan ukuran dan intensitas fluoresensi tertentu.
18. Mengapa analisis DNA mitokondria sering digunakan dalam kasus identifikasi jenazah yang sangat tua atau terfragmentasi?
    • A. Karena lebih banyak salinan mtDNA per sel dan lebih tahan degradasi.
    • B. Karena mtDNA lebih mudah diekstraksi.
    • C. Karena mtDNA memberikan informasi yang lebih unik.
    • D. Karena mtDNA hanya ditemukan pada laki-laki.
    Jawaban: A
    Pembahasan: mtDNA memiliki ratusan hingga ribuan salinan per sel, membuatnya lebih mungkin ditemukan dan diekstraksi dari sampel yang terdegradasi. Selain itu, mtDNA berbentuk sirkular dan tidak memiliki intron, yang membuatnya lebih stabil.
19. Apa yang dimaksud dengan “lokus” dalam genetika forensik?
    • A. Sebuah basa nitrogen dalam DNA.
    • B. Posisi spesifik dari suatu gen atau penanda DNA pada kromosom.
    • C. Sebuah enzim yang memotong DNA.
    • D. Seluruh set kromosom suatu organisme.
    Jawaban: B
    Pembahasan: Lokus adalah lokasi fisik spesifik dari gen atau penanda DNA (seperti STR) pada kromosom.
20. Dalam analisis profil DNA, mengapa penting untuk membandingkan sampel bukti dari TKP dengan sampel referensi dari tersangka atau korban?
    • A. Untuk meningkatkan jumlah DNA dalam sampel bukti.
    • B. Untuk mengkonfirmasi bahwa sampel bukti adalah DNA manusia.
    • C. Untuk menentukan apakah sampel bukti cocok dengan sampel referensi, sehingga dapat membantu mengidentifikasi sumber DNA.
    • D. Untuk mengukur konsentrasi DNA dalam sampel bukti.
    Jawaban: C
    Pembahasan: Tujuan utama analisis profil DNA forensik adalah untuk mencocokkan profil DNA yang ditemukan di TKP dengan profil DNA dari individu yang diketahui (tersangka, korban, atau orang lain) untuk tujuan identifikasi atau eksklusi.

Isian Singkat

1. Proses biokimia yang digunakan untuk membuat jutaan salinan fragmen DNA tertentu dari sejumlah kecil sampel disebut…
   Jawaban: Reaksi Berantai Polimerase (PCR)
2. Basa nitrogen DNA yang selalu berpasangan dengan Adenin adalah…
   Jawaban: Timin
3. Database nasional yang mengumpulkan profil DNA forensik untuk membantu memecahkan kejahatan di Amerika Serikat dikenal sebagai…
   Jawaban: CODIS (Combined DNA Index System)
4. Urutan DNA berulang pendek yang sangat bervariasi antar individu dan merupakan dasar utama profil DNA forensik adalah…
   Jawaban: STR (Short Tandem Repeats)
5. Alat laboratorium yang digunakan untuk memisahkan molekul DNA berdasarkan ukuran dan muatannya adalah…
   Jawaban: Elektroforesis gel (atau elektroforesis kapiler)

Uraian

1. Jelaskan langkah-langkah utama dalam Reaksi Berantai Polimerase (PCR) dan mengapa teknik ini sangat penting dalam analisis DNA forensik.
   Jawaban: PCR (Polymerase Chain Reaction) adalah teknik amplifikasi DNA yang melibatkan tiga langkah utama yang berulang: a. Denaturasi: Sampel DNA dipanaskan hingga ~94-98°C untuk memisahkan untai ganda DNA menjadi untai tunggal. b. Annealing: Suhu diturunkan hingga ~50-65°C, memungkinkan primer (oligonukleotida pendek) menempel secara spesifik pada sekuen DNA target pada untai tunggal. c. Ekstensi/Elongasi: Suhu dinaikkan kembali hingga ~72°C, dan enzim Taq polimerase mulai mensintesis untai DNA baru, memperpanjang primer menggunakan untai DNA target sebagai cetakan. Ketiga langkah ini diulang 25-35 kali, menghasilkan jutaan salinan DNA target. Pentingnya dalam forensik: PCR sangat penting karena sampel DNA di TKP seringkali sangat kecil atau terdegradasi. PCR memungkinkan ahli forensik untuk memperbanyak DNA yang sedikit tersebut hingga cukup untuk analisis lebih lanjut (misalnya, profil STR), sehingga memungkinkan identifikasi individu dari bukti yang minimal.
2. Bandingkan dan kontraskan DNA nuklir dan DNA mitokondria dalam konteks aplikasi forensik, termasuk kelebihan dan kekurangannya.
   Jawaban: DNA Nuklir (nDNA): Sumber: Ditemukan di inti sel, diwarisi dari kedua orang tua (masing-masing 50%). Kelebihan: Sangat unik untuk setiap individu (kecuali kembar identik), memungkinkan identifikasi yang sangat spesifik melalui analisis STR. Memberikan informasi tentang kedua garis keturunan. Kekurangan: Hanya ada dua salinan per sel (kecuali sel poliploid), sehingga lebih rentan terhadap degradasi dan sulit didapat dari sampel yang sangat kecil atau terdegradasi parah. DNA Mitokondria (mtDNA): Sumber: Ditemukan di mitokondria, diwarisi secara eksklusif dari ibu. Kelebihan: Ada ratusan hingga ribuan salinan per sel, lebih tahan terhadap degradasi dibandingkan nDNA, dan dapat diambil dari sampel yang sangat tua atau terfragmentasi (misalnya tulang, rambut tanpa folikel). Berguna untuk mengidentifikasi individu ketika nDNA tidak memadai, atau untuk mengidentifikasi hubungan kekerabatan maternal. Kekurangan: Tidak seunik nDNA karena diwarisi secara maternal, semua individu dalam garis keturunan maternal yang sama akan memiliki profil mtDNA yang identik (kecuali mutasi). Tidak dapat membedakan individu dari garis keturunan ibu yang sama.
3. Diskusikan tantangan utama dalam pengumpulan bukti DNA di tempat kejadian perkara (TKP) dan jelaskan langkah-langkah penting untuk mencegah kontaminasi silang.
   Jawaban: Tantangan Utama: Jumlah DNA yang sedikit (Low Template DNA): Sampel seringkali sangat kecil, terdegradasi, atau tercampur dengan DNA lain. Degradasi DNA: Faktor lingkungan seperti panas, kelembaban, UV, dan mikroorganisme dapat merusak DNA. Kontaminasi: DNA dari penyelidik, korban, atau orang lain di TKP dapat mencampuri atau menutupi DNA pelaku. Kesulitan Identifikasi Sumber: Tidak selalu jelas apakah cairan tubuh atau noda adalah sumber DNA. Pencegahan Kontaminasi Silang: Gunakan Alat Pelindung Diri (APD): Sarung tangan ganda, masker, jas lab, penutup sepatu, dan penutup rambut harus selalu digunakan oleh semua personel di TKP. Alat Steril: Gunakan alat pengumpul bukti yang steril dan sekali pakai. Pengemasan Terpisah: Setiap barang bukti harus dikemas secara individual dalam wadah yang sesuai (misalnya, kantong kertas berpori untuk mencegah pertumbuhan jamur). Minimalkan Kontak: Hindari menyentuh area yang berpotensi mengandung DNA secara langsung. Pengumpulan Sampel Referensi: Kumpulkan sampel DNA referensi dari korban dan personel yang berada di TKP untuk tujuan eliminasi jika terjadi kontaminasi. Penyimpanan Tepat: Simpan bukti dalam kondisi yang sesuai (dingin, kering) segera setelah pengumpulan.
4. Jelaskan bagaimana Short Tandem Repeats (STRs) digunakan untuk membuat profil DNA unik seorang individu.
   Jawaban: STRs (Short Tandem Repeats) adalah sekuen DNA non-coding yang terdiri dari 2-6 pasang basa yang berulang (misalnya, GATA GATA GATA). Lokasi (lokus) STR ini sangat polimorfik, artinya jumlah pengulangan (alel) bervariasi antar individu. Proses pembuatan profil DNA: 1. Ekstraksi DNA: DNA diisolasi dari sampel biologis. 2. Amplifikasi PCR: Lokus STR spesifik (misalnya, 13 lokus inti CODIS) diperbanyak menggunakan PCR. Primer yang digunakan berlabel fluoresen. 3. Elektroforesis Kapiler: Fragmen STR yang telah diperbanyak dipisahkan berdasarkan ukurannya menggunakan elektroforesis kapiler. Fragmen dengan jumlah pengulangan yang lebih sedikit akan bergerak lebih cepat dan muncul lebih awal. 4. Deteksi dan Analisis: Detektor laser mendeteksi label fluoresen pada fragmen STR. Hasilnya divisualisasikan sebagai elektroferogram, menunjukkan puncak-puncak yang mewakili setiap alel STR dengan ukuran dan intensitasnya. 5. Pembentukan Profil: Setiap individu memiliki dua alel (satu dari ibu, satu dari ayah) untuk setiap lokus STR. Dengan menganalisis beberapa lokus STR yang berbeda (misalnya, 13-20 lokus), kombinasi alel ini menciptakan profil DNA yang sangat unik, dengan probabilitas kecocokan acak yang sangat rendah, sehingga memungkinkan identifikasi individu dengan akurasi tinggi.
5. Deskripsikan prinsip dasar pemisahan fragmen DNA menggunakan teknik gel elektroforesis.
   Jawaban: Gel elektroforesis adalah teknik laboratorium yang digunakan untuk memisahkan molekul makro (seperti DNA, RNA, atau protein) berdasarkan ukuran dan muatannya. Prinsip dasar: 1. Muatan DNA: DNA memiliki gugus fosfat bermuatan negatif pada tulang punggungnya. Oleh karena itu, dalam medan listrik, DNA akan bermigrasi menuju elektroda positif (anoda). 2. Matriks Gel: Sampel DNA dimuat ke dalam sumur (wells) pada matriks gel (misalnya, agarosa atau poliakrilamida) yang memiliki pori-pori mikroskopis. 3. Aplikasi Medan Listrik: Arus listrik dilewatkan melalui gel. 4. Pemisahan Berdasarkan Ukuran: Fragmen DNA yang lebih kecil dapat bergerak lebih cepat dan lebih jauh melalui pori-pori gel dibandingkan fragmen DNA yang lebih besar. Ini karena fragmen yang lebih kecil mengalami hambatan yang lebih sedikit saat melewati matriks gel. 5. Visualisasi: Setelah elektroforesis, gel diwarnai dengan pewarna yang berinterkalasi dengan DNA (misalnya, Etidium Bromida atau pewarna fluoresen lainnya) dan divisualisasikan di bawah sinar UV, menghasilkan pita-pita DNA yang terpisah berdasarkan ukurannya. Dengan demikian, gel elektroforesis memungkinkan pemisahan dan visualisasi fragmen DNA dengan ukuran yang berbeda-beda.

Menjodohkan

1. Jodohkan istilah di kolom kiri dengan definisi atau fungsi yang tepat di kolom kanan.
   PCR

   Amplifikasi DNA

   STR

   Penanda genetik forensik

   CODIS

   Database DNA

   Elektroforesis

   Pemisahan DNA

   Taq Polimerase

   Enzim tahan panas
   Kunci: (PCR: Amplifikasi DNA), (STR: Penanda genetik forensik), (CODIS: Database DNA), (Elektroforesis: Pemisahan DNA), (Taq Polimerase: Enzim tahan panas)
2. Jodohkan istilah di kolom kiri dengan pasangan atau karakteristik yang tepat di kolom kanan.
   Adenin

   Berpasangan dengan Timin

   Guanin

   Berpasangan dengan Sitosin

   DNA Mitokondria

   Pewarisan maternal

   DNA Nuklir

   Pewarisan biparental

   Primer

   Titik awal sintesis DNA
   Kunci: (Adenin: Berpasangan dengan Timin), (Guanin: Berpasangan dengan Sitosin), (DNA Mitokondria: Pewarisan maternal), (DNA Nuklir: Pewarisan biparental), (Primer: Titik awal sintesis DNA)