soal elektroforesis

Elektroforesis adalah teknik laboratorium fundamental yang digunakan secara luas dalam biologi molekuler, biokimia, dan genetika untuk memisahkan molekul berdasarkan ukuran, bentuk, dan muatan listriknya. Prinsip dasar elektroforesis melibatkan pergerakan molekul bermuatan dalam medan listrik melalui matriks penyangga, seperti gel agarosa atau poliakrilamida. Molekul yang lebih kecil dan bermuatan lebih tinggi akan bergerak lebih cepat dan lebih jauh melalui gel dibandingkan molekul yang lebih besar atau bermuatan lebih rendah. Teknik ini sangat penting untuk berbagai aplikasi, termasuk analisis DNA, RNA, dan protein. Misalnya, elektroforesis gel agarosa sering digunakan untuk memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukurannya, sementara SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis) digunakan untuk memisahkan protein berdasarkan berat molekulnya. Memahami prinsip dan aplikasi elektroforesis sangat krusial bagi mahasiswa dan peneliti di bidang ilmu hayati. Kumpulan soal elektroforesis ini dirancang untuk menguji pemahaman Anda tentang konsep-konsep kunci, metodologi, dan interpretasi hasil dari teknik penting ini. Latihan soal ini akan membantu Anda memperdalam pengetahuan dan mempersiapkan diri untuk berbagai ujian terkait elektroforesis.

Kumpulan Contoh Soal soal elektroforesis

Soal 1 (Pilihan Ganda)

Prinsip dasar pemisahan molekul dalam elektroforesis didasarkan pada…

Muatan listrik dan ukuran molekul
Titik isoelektrik dan bentuk molekul
Densitas dan kelarutan molekul
Berat molekul dan pH larutan

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Elektroforesis memisahkan molekul berdasarkan muatan dan ukuran. Medan listrik menarik molekul bermuatan, dan matriks gel menyaringnya berdasarkan ukuran.

Soal 2 (Pilihan Ganda)

Fragmen DNA dalam larutan buffer pada pH netral memiliki muatan _______ dan akan bergerak menuju kutub _______ dalam medan listrik.

Positif, menuju anoda
Negatif, menuju katoda
Negatif, menuju anoda
Positif, menuju katoda

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: DNA memiliki gugus fosfat yang bermuatan negatif, sehingga dalam medan listrik akan bergerak menuju kutub positif (anoda).

Soal 3 (Pilihan Ganda)

Elektroforesis gel agarosa umumnya digunakan untuk memisahkan biomolekul jenis…

Protein
Asam amino
Lipid
DNA dan RNA

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Gel agarosa digunakan untuk memisahkan fragmen DNA dan RNA yang relatif besar. SDS-PAGE lebih cocok untuk protein.

Soal 4 (Pilihan Ganda)

Fungsi utama SDS dalam SDS-PAGE adalah untuk…

Menstabilkan pH gel
Memberikan muatan negatif seragam pada protein
Meningkatkan viskositas gel
Mencegah denaturasi protein

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) adalah deterjen yang memberikan muatan negatif seragam pada protein, sehingga protein bermigrasi hanya berdasarkan berat molekulnya.

Soal 5 (Pilihan Ganda)

Peningkatan konsentrasi gel agarosa akan menyebabkan…

Pemisahan molekul yang lebih kecil
Pemisahan molekul yang lebih besar
Peningkatan kecepatan migrasi
Penurunan resolusi pemisahan

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Semakin tinggi konsentrasi agarosa, semakin kecil pori-pori gel, sehingga molekul yang lebih kecil akan terpisah lebih baik.

Soal 6 (Pilihan Ganda)

Apa fungsi utama larutan buffer dalam elektroforesis?

Menyediakan matriks untuk pemisahan
Memberi warna pada sampel
Mengurangi resistansi listrik
Menjaga pH dan menghantarkan arus listrik

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Buffer berfungsi menjaga pH dan menyediakan ion untuk menghantarkan arus listrik. Tanpa buffer, migrasi tidak akan terjadi dengan baik.

Soal 7 (Pilihan Ganda)

Fungsi loading dye dalam elektroforesis gel adalah…

Membuat sampel lebih berat agar tenggelam ke dalam sumur dan melacak pergerakan sampel
Memberikan muatan pada sampel
Menstabilkan struktur sampel
Meningkatkan kecepatan migrasi sampel

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Loading dye mengandung pewarna untuk melacak pergerakan sampel dan gliserol untuk membuat sampel tenggelam ke dalam sumur gel.

Soal 8 (Pilihan Ganda)

Peningkatan tegangan listrik pada elektroforesis akan…

Meningkatkan resolusi pemisahan
Memperlambat migrasi molekul
Mempercepat migrasi molekul
Mengurangi panas yang dihasilkan

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Semakin tinggi tegangan, semakin cepat pergerakan molekul. Namun, tegangan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gel panas dan denaturasi.

Soal 9 (Pilihan Ganda)

Bagaimana ethidium bromide membantu visualisasi DNA pada gel elektroforesis?

Membentuk ikatan kovalen dengan DNA
Menyisip di antara basa-basa DNA dan berpendar di bawah sinar UV
Mengubah muatan DNA
Memotong fragmen DNA

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Ethidium bromide adalah pewarna fluoresen yang menyisip di antara basa-basa DNA, dan akan berpendar di bawah sinar UV, sehingga DNA dapat terlihat.

Soal 10 (Pilihan Ganda)

Apa peran DNA ladder (penanda ukuran DNA) dalam elektroforesis gel agarosa?

Sebagai standar ukuran untuk membandingkan fragmen DNA sampel
Untuk memberikan muatan positif pada gel
Sebagai kontrol positif untuk migrasi DNA
Untuk mencegah degradasi DNA

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: DNA ladder adalah campuran fragmen DNA dengan ukuran yang diketahui, digunakan sebagai standar untuk memperkirakan ukuran fragmen DNA sampel.

Soal 11 (Pilihan Ganda)

Elektroforesis gel poliakrilamida (PAGE) sangat cocok untuk memisahkan…

DNA berukuran besar
RNA berukuran besar
Lipid
Protein

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Gel poliakrilamida memiliki pori-pori yang lebih halus daripada agarosa, sehingga ideal untuk pemisahan protein yang ukurannya lebih kecil dan rentang ukuran yang lebih sempit.

Soal 12 (Pilihan Ganda)

Pada gel elektroforesis, molekul apa yang akan bermigrasi paling jauh dari sumur?

Molekul bermuatan positif
Molekul yang lebih kecil
Molekul yang lebih besar
Molekul yang tidak bermuatan

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Molekul yang lebih kecil akan melewati pori-pori gel lebih mudah dan bergerak lebih jauh dari sumur.

Soal 13 (Pilihan Ganda)

Salah satu efek negatif jika tegangan listrik yang digunakan terlalu tinggi dalam elektroforesis adalah…

Resolusi pemisahan meningkat
Migrasi molekul melambat
Gel menjadi panas dan dapat merusak sampel
Penggunaan buffer lebih efisien

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Arus listrik yang terlalu tinggi menyebabkan gel menjadi panas, yang dapat merusak biomolekul dan menyebabkan gel meleleh atau menggelembung.

Soal 14 (Pilihan Ganda)

Keuntungan utama dari elektroforesis kapiler dibandingkan elektroforesis gel tradisional adalah…

Resolusi tinggi dan waktu analisis cepat
Biaya rendah dan persiapan mudah
Hanya untuk molekul berukuran sangat besar
Tidak memerlukan medan listrik

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Elektroforesis kapiler menggunakan tabung kapiler sempit, yang memungkinkan pemisahan dengan resolusi sangat tinggi dan waktu analisis cepat.

Soal 15 (Pilihan Ganda)

Teknik elektroforesis yang memisahkan protein berdasarkan titik isoelektriknya adalah…

Berat molekul
Ukuran dan bentuk
Muatan listrik total
Titik isoelektrik (pI)

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Isoelektrik fokus (IEF) memisahkan protein berdasarkan titik isoelektriknya (pI), yaitu pH di mana muatan bersih protein adalah nol.

Soal 16 (Pilihan Ganda)

Agarosa, bahan utama gel dalam elektroforesis DNA, adalah…

Protein hewani
Polisakarida dari rumput laut
Turunan selulosa
Polimer sintetis

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Agarosa berasal dari rumput laut dan membentuk gel dengan pori-pori yang dapat digunakan untuk menyaring molekul.

Soal 17 (Pilihan Ganda)

Jika hasil elektroforesis menunjukkan pita DNA yang ‘smear’ (kabur dan tersebar), kemungkinan penyebabnya adalah…

Fragmentasi DNA yang tidak lengkap
Konsentrasi DNA yang terlalu rendah
Pewarnaan DNA yang berlebihan
Gel yang terlalu tipis

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Fragmentasi DNA yang tidak lengkap akan menghasilkan pita-pita DNA dengan ukuran yang tidak terduga atau smear, bukan pita tajam.

Soal 18 (Pilihan Ganda)

Salah satu aplikasi penting elektroforesis di luar laboratorium penelitian dasar adalah…

Sintesis protein
Pengukuran pH larutan
Analisis forensik dan tes paternitas
Kristalisasi protein

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Elektroforesis dapat digunakan untuk membandingkan profil DNA dari sampel forensik, mengidentifikasi individu dalam kasus kejahatan atau tes paternitas.

Soal 19 (Pilihan Ganda)

Peran gel (agarosa atau poliakrilamida) dalam elektroforesis adalah sebagai…

Sumber medan listrik
Larutan penyangga
Pewarna sampel
Matriks penyaring

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Gel agarosa padat berfungsi sebagai matriks penyaring, memungkinkan molekul bermigrasi dan terpisah berdasarkan ukuran.

Soal 20 (Pilihan Ganda)

Jika setelah elektroforesis pita-pita DNA terlihat jelas tetapi ukurannya tidak dapat ditentukan, kemungkinan masalahnya adalah…

Kutub positif terbalik
Tidak adanya marker ukuran
Konsentrasi gel yang terlalu tinggi
pH buffer yang tidak stabil

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Marker (DNA ladder atau protein ladder) digunakan sebagai standar untuk mengestimasi ukuran fragmen sampel. Tanpa marker, ukuran sampel tidak bisa ditentukan.

Soal 21 (Isian Singkat)

Teknik pemisahan molekul berdasarkan muatan dan ukuran dalam medan listrik disebut ______.

Kunci Jawaban:
Elektroforesis

Soal 22 (Isian Singkat)

Pada elektroforesis, molekul bermuatan negatif akan bergerak menuju kutub positif yang disebut ______.

Kunci Jawaban:
Anoda

Soal 23 (Isian Singkat)

Metode elektroforesis yang khusus digunakan untuk memisahkan protein berdasarkan berat molekulnya adalah ______.

Kunci Jawaban:
SDS-PAGE

Soal 24 (Isian Singkat)

Pewarna fluoresen yang sering digunakan untuk visualisasi DNA pada gel agarosa adalah ______.

Kunci Jawaban:
Ethidium bromide

Soal 25 (Isian Singkat)

Campuran fragmen DNA dengan ukuran yang diketahui, digunakan sebagai standar dalam elektroforesis DNA, disebut ______.

Kunci Jawaban:
DNA ladder

Soal 26 (Uraian)

Jelaskan prinsip dasar kerja elektroforesis!

Kunci Jawaban:
Elektroforesis adalah teknik pemisahan molekul berdasarkan muatan listrik dan ukuran dalam medan listrik. Molekul bermuatan akan bergerak melalui matriks gel (agarosa/poliakrilamida) menuju kutub berlawanan. Molekul yang lebih kecil dan/atau bermuatan lebih tinggi akan bergerak lebih cepat dan lebih jauh. Ini memungkinkan pemisahan dan analisis biomolekul seperti DNA, RNA, dan protein.

Soal 27 (Uraian)

Sebutkan minimal 3 aplikasi utama dari teknik elektroforesis dalam bidang biologi molekuler atau biokimia!

Kunci Jawaban:
1. Analisis DNA: Memisahkan fragmen DNA untuk identifikasi, kloning, atau deteksi mutasi. 2. Analisis RNA: Memeriksa kualitas RNA atau memisahkan transkrip. 3. Analisis Protein: Memisahkan protein berdasarkan berat molekul (SDS-PAGE) atau titik isoelektrik (IEF) untuk identifikasi atau kuantifikasi. 4. Forensik: Profiling DNA untuk identifikasi individu. 5. Diagnostik Klinis: Deteksi penyakit genetik atau analisis protein serum.

Soal 28 (Uraian)

Apa perbedaan mendasar antara elektroforesis gel agarosa dan SDS-PAGE?

Kunci Jawaban:
Perbedaan utama terletak pada jenis molekul yang dipisahkan dan matriks gel yang digunakan. Elektroforesis gel agarosa umumnya digunakan untuk DNA dan RNA berukuran besar karena pori-pori gelnya yang lebih besar. Sementara itu, SDS-PAGE (dengan gel poliakrilamida) digunakan untuk protein, karena pori-pori poliakrilamida lebih kecil dan SDS memberikan muatan negatif seragam pada protein, sehingga pemisahan hanya berdasarkan berat molekul.

Soal 29 (Uraian)

Sebutkan dan jelaskan 3 faktor yang mempengaruhi kecepatan migrasi molekul dalam elektroforesis!

Kunci Jawaban:
Beberapa faktor yang mempengaruhi migrasi molekul dalam elektroforesis meliputi: 1. Ukuran dan Bentuk Molekul: Molekul yang lebih kecil dan lebih kompak bergerak lebih cepat. 2. Muatan Listrik Molekul: Molekul dengan muatan lebih besar akan bergerak lebih cepat. 3. Konsentrasi Gel: Gel dengan konsentrasi lebih tinggi (pori-pori lebih kecil) akan memperlambat migrasi, terutama molekul besar. 4. Kekuatan Medan Listrik (Tegangan): Tegangan yang lebih tinggi mempercepat migrasi. 5. Komposisi Buffer: pH dan kekuatan ionik buffer mempengaruhi muatan molekul dan konduktivitas.

Soal 30 (Uraian)

Jelaskan dampak dari penggunaan tegangan listrik yang terlalu tinggi dan terlalu rendah pada proses elektroforesis!

Kunci Jawaban:
Jika tegangan listrik terlalu tinggi, gel dapat menjadi terlalu panas (overheating). Ini dapat menyebabkan denaturasi sampel biomolekul (DNA atau protein), distorsi gel (meleleh atau menggelembung), dan penurunan resolusi pemisahan karena difusi pita-pita sampel. Sebaliknya, jika tegangan terlalu rendah, proses migrasi akan sangat lambat dan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk mendapatkan hasil yang memadai.

Soal 31 (Menjodohkan)

Jodohkanlah istilah berikut dengan deskripsi yang tepat!

Pasangkan pernyataan berikut:

Katoda — [ … ]
Anoda — [ … ]
DNA — [ … ]
Gel agarosa — [ … ]

Kunci Jawaban:

Katoda = Kutub negatif
Anoda = Kutub positif
DNA = Bermuatan negatif
Gel agarosa = Pemisahan DNA besar

Soal 32 (Menjodohkan)

Jodohkanlah komponen elektroforesis berikut dengan fungsinya!