Uji Pemahamanmu: Contoh Soal Biologi Rekombinasi DNA Lengkap dengan Kunci Jawaban!

Pahami konsep Rekayasa Genetika dan Biologi Rekombinasi DNA melalui koleksi soal terlengkap ini. Artikel ini menyajikan berbagai jenis soal mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan yang dirancang khusus untuk menguji dan memperdalam pemahaman Anda tentang topik krusial ini. Pelajari peran enzim restriksi, DNA ligase, vektor kloning seperti plasmid, serta aplikasi teknologi rekombinan dalam berbagai bidang seperti kedokteran, pertanian, dan industri. Dengan kunci jawaban dan penjelasan detail, Anda akan mendapatkan panduan lengkap untuk menguasai materi biologi molekuler yang kompleks ini. Ideal untuk siswa SMA, mahasiswa, atau siapa pun yang tertarik mendalami dunia Bioteknologi Modern. Siapkan diri Anda untuk menguasai setiap aspek Rekombinasi DNA!

I. Soal Pilihan Ganda (20 Soal)

Enzim yang berperan memotong DNA pada situs spesifik dalam teknologi rekombinasi DNA adalah:
a. DNA polimerase
b. DNA ligase
c. RNA polimerase
d. Enzim restriksi
Kunci Jawaban: d. Enzim restriksi
Penjelasan: Enzim restriksi (restriksi endonuklease) adalah enzim yang memotong untai ganda DNA pada sekuens nukleotida yang sangat spesifik, menghasilkan ‘ujung lengket’ atau ‘ujung tumpul’ yang esensial untuk penyisipan fragmen DNA.
Vektor yang paling umum digunakan untuk membawa gen asing ke dalam sel bakteri dalam rekayasa genetika adalah:
a. Kromosom bakteri
b. Ribosom
c. Plasmid
d. Mitokondria
Kunci Jawaban: c. Plasmid
Penjelasan: Plasmid adalah molekul DNA sirkular ekstrakromosom yang ditemukan pada bakteri, mampu bereplikasi secara independen dan sering digunakan sebagai vektor kloning karena mudah dimanipulasi untuk membawa gen asing.
Proses penyisipan DNA asing ke dalam vektor (misalnya plasmid) menggunakan enzim tertentu disebut:
a. Replikasi
b. Translasi
c. Ligasi
d. Transkripsi
Kunci Jawaban: c. Ligasi
Penjelasan: Ligasi adalah proses penyambungan fragmen DNA asing dengan DNA vektor menggunakan enzim DNA ligase untuk membentuk molekul DNA rekombinan.
Molekul DNA rekombinan adalah:
a. DNA yang berasal dari satu organisme saja.
b. DNA yang telah mengalami mutasi acak.
c. DNA yang terbentuk dari gabungan DNA dari dua sumber atau lebih.
d. DNA yang hanya mengandung gen-gen fungsional.
Kunci Jawaban: c. DNA yang terbentuk dari gabungan DNA dari dua sumber atau lebih.
Penjelasan: DNA rekombinan adalah molekul DNA yang dibuat di laboratorium dengan menggabungkan materi genetik dari dua atau lebih sumber yang berbeda.
Sel bakteri yang telah menerima plasmid rekombinan melalui proses rekayasa genetika disebut sel:
a. Lisogenik
b. Transduser
c. Transforman
d. Transgenik
Kunci Jawaban: c. Transforman
Penjelasan: Transformasi adalah proses pengambilan DNA asing (dalam hal ini plasmid rekombinan) oleh sel bakteri, dan sel yang berhasil mengambil DNA tersebut disebut transforman.
Aplikasi utama dari Polymerase Chain Reaction (PCR) dalam konteks rekombinasi DNA adalah:
a. Memotong DNA pada situs spesifik.
b. Menyambungkan fragmen DNA.
c. Menggandakan (amplifikasi) fragmen DNA tertentu.
d. Memisahkan DNA berdasarkan ukuran.
Kunci Jawaban: c. Menggandakan (amplifikasi) fragmen DNA tertentu.
Penjelasan: PCR adalah teknik yang digunakan untuk menggandakan atau mengamplifikasi sekuens DNA tertentu secara eksponensial, sangat berguna untuk mendapatkan jumlah DNA yang cukup untuk kloning atau analisis lebih lanjut.
Apa fungsi dari gen resistensi antibiotik pada plasmid vektor?
a. Memungkinkan plasmid untuk bereplikasi.
b. Sebagai penanda untuk seleksi sel yang berhasil ditransformasi.
c. Memotong DNA asing.
d. Menghasilkan protein yang diinginkan.
Kunci Jawaban: b. Sebagai penanda untuk seleksi sel yang berhasil ditransformasi.
Penjelasan: Gen resistensi antibiotik pada plasmid berfungsi sebagai gen penanda seleksi. Hanya sel bakteri yang berhasil mengambil plasmid (dan karenanya memiliki gen resistensi) yang dapat tumbuh di media yang mengandung antibiotik tersebut.
Enzim apakah yang digunakan untuk menyambungkan fragmen DNA yang telah dipotong oleh enzim restriksi?
a. DNA polimerase I
b. DNA helikase
c. DNA ligase
d. RNA polimerase
Kunci Jawaban: c. DNA ligase
Penjelasan: DNA ligase adalah enzim yang membentuk ikatan fosfodiester antara ujung-ujung fragmen DNA yang telah dipotong, sehingga menyambungkan fragmen-fragmen tersebut.
Salah satu contoh produk rekayasa genetika yang penting dalam bidang medis adalah produksi hormon insulin manusia oleh bakteri. Apa keuntungan menggunakan bakteri untuk produksi insulin?
a. Bakteri lebih mudah dipelihara dan bereplikasi lambat.
b. Bakteri memiliki DNA yang sangat kompleks.
c. Bakteri dapat menghasilkan insulin dalam jumlah besar dengan cepat dan ekonomis.
d. Bakteri dapat mengubah DNA manusia menjadi DNA hewan.
Kunci Jawaban: c. Bakteri dapat menghasilkan insulin dalam jumlah besar dengan cepat dan ekonomis.
Penjelasan: Bakteri bereplikasi sangat cepat, memiliki genom yang relatif sederhana, dan dapat dimodifikasi secara genetik untuk menghasilkan protein rekombinan seperti insulin dalam skala besar dengan biaya yang efektif.
Urutan basa nitrogen yang dikenali oleh enzim restriksi disebut:
a. Kode genetik
b. Sekuens terminator
c. Situs pengenalan (recognition site)
d. Promoter
Kunci Jawaban: c. Situs pengenalan (recognition site)
Penjelasan: Enzim restriksi mengenali dan memotong DNA pada sekuens nukleotida tertentu yang disebut situs pengenalan atau situs restriksi.
Apa istilah untuk organisme yang telah menerima dan mengintegrasikan DNA asing dari spesies lain ke dalam genomnya?
a. Mutant
b. Hybrid
c. Transgenik
d. Klon
Kunci Jawaban: c. Transgenik
Penjelasan: Organisme transgenik adalah organisme yang mengandung DNA dari spesies lain yang telah disisipkan secara artifisial ke dalam genomnya.
Berikut ini adalah langkah-langkah dalam kloning gen menggunakan plasmid:1. Isolasi DNA target dan plasmid.2. Pemotongan DNA target dan plasmid dengan enzim restriksi.3. Transformasi bakteri dengan plasmid rekombinan.4. Ligasi fragmen DNA target ke dalam plasmid.5. Seleksi bakteri transforman.
Urutan langkah yang benar adalah:
a. 1-2-4-3-5
b. 1-4-2-3-5
c. 2-1-4-3-5
d. 1-2-3-4-5
Kunci Jawaban: a. 1-2-4-3-5
Penjelasan: Urutan yang benar adalah mengisolasi DNA, memotongnya, menyambungkannya (ligasi), memasukkan ke bakteri (transformasi), dan kemudian menyeleksi bakteri yang berhasil.
Manakah pernyataan yang paling tepat mengenai ‘ujung lengket’ (sticky ends) yang dihasilkan oleh enzim restriksi?
a. Ujung lengket adalah ujung DNA yang tidak berpasangan dan dapat berikatan dengan ujung lengket komplementer.
b. Ujung lengket adalah ujung DNA yang tumpul dan tidak dapat berikatan.
c. Ujung lengket hanya ditemukan pada DNA virus.
d. Ujung lengket adalah bagian dari kromosom.
Kunci Jawaban: a. Ujung lengket adalah ujung DNA yang tidak berpasangan dan dapat berikatan dengan ujung lengket komplementer.
Penjelasan: Ujung lengket adalah sekuens untai tunggal DNA yang tidak berpasangan di ujung fragmen DNA yang dihasilkan oleh pemotongan enzim restriksi. Mereka komplementer satu sama lain dan dapat saling berpasangan untuk memfasilitasi ligasi.
Dalam teknologi rekombinasi DNA, mengapa seringkali digunakan reverse transcriptase?
a. Untuk menyintesis DNA dari RNA (cDNA).
b. Untuk memotong DNA pada situs spesifik.
c. Untuk mereplikasi DNA.
d. Untuk menyambungkan fragmen DNA.
Kunci Jawaban: a. Untuk menyintesis DNA dari RNA (cDNA).
Penjelasan: Reverse transcriptase digunakan untuk membuat cDNA (complementary DNA) dari mRNA. Ini penting ketika ingin mengkloning gen eukariotik tanpa intron, karena bakteri tidak bisa memproses intron.
Manakah yang BUKAN merupakan aplikasi dari teknologi rekombinasi DNA?
a. Produksi vaksin rekombinan.
b. Pembuatan tanaman tahan hama (transgenik).
c. Kloning hewan utuh (reproduktif).
d. Terapi gen untuk penyakit genetik.
Kunci Jawaban: c. Kloning hewan utuh (reproduktif).
Penjelasan: Kloning hewan utuh (seperti Domba Dolly) adalah proses yang berbeda, melibatkan transfer inti sel somatik ke sel telur tanpa inti, bukan penyisipan DNA asing menggunakan vektor. Aplikasi lainnya adalah benar.
Mengapa E. coli sering digunakan sebagai organisme inang dalam kloning DNA?
a. Memiliki genom yang sangat besar.
b. Bereplikasi lambat dan sulit ditransformasi.c. Mudah tumbuh, genomnya dipahami dengan baik, dan mudah ditransformasi.
d. Tidak memiliki plasmid.
Kunci Jawaban: c. Mudah tumbuh, genomnya dipahami dengan baik, dan mudah ditransformasi.
Penjelasan: E. coli adalah organisme model yang ideal karena laju pertumbuhannya cepat, genetika dan genomnya telah dipelajari secara ekstensif, dan relatif mudah untuk diinduksi agar mengambil DNA asing.
Apa peran dari antibiotik dalam media kultur saat melakukan seleksi transforman?
a. Mempercepat pertumbuhan bakteri.
b. Membunuh bakteri yang tidak membawa plasmid rekombinan.
c. Merangsang replikasi plasmid.
d. Menghasilkan produk gen yang diinginkan.
Kunci Jawaban: b. Membunuh bakteri yang tidak membawa plasmid rekombinan.
Penjelasan: Antibiotik digunakan sebagai agen seleksi. Hanya bakteri yang berhasil menerima plasmid (yang mengandung gen resistensi antibiotik) yang dapat bertahan hidup dan tumbuh di media yang mengandung antibiotik.
Salah satu metode untuk memasukkan DNA rekombinan ke dalam sel eukariotik adalah dengan menggunakan virus yang telah dimodifikasi. Virus yang digunakan sebagai vektor dalam konteks ini disebut:
a. Bakteriofag
b. Retrovirus
c. Viroid
d. Prion
Kunci Jawaban: b. Retrovirus
Penjelasan: Retrovirus, seperti Lentivirus, sering dimodifikasi dan digunakan sebagai vektor virus untuk terapi gen atau memasukkan gen ke dalam sel eukariotik karena kemampuannya mengintegrasikan DNA ke dalam genom inang.
Gel elektroforesis DNA digunakan untuk:
a. Memotong fragmen DNA.
b. Menyambungkan fragmen DNA.
c. Memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran.
d. Menggandakan fragmen DNA.
Kunci Jawaban: c. Memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran.
Penjelasan: Gel elektroforesis adalah teknik yang memisahkan molekul DNA (atau protein) berdasarkan ukuran dan muatannya saat bergerak melalui matriks gel di bawah pengaruh medan listrik.
Teknik yang memungkinkan identifikasi individu berdasarkan pola fragmen DNA yang unik disebut:
a. Kloning DNA
b. PCR
c. Terapi gen
d. Sidik jari DNA (DNA fingerprinting)
Kunci Jawaban: d. Sidik jari DNA (DNA fingerprinting)
Penjelasan: Sidik jari DNA adalah teknik forensik yang membandingkan pola fragmen DNA yang dihasilkan dari pemotongan enzim restriksi atau amplifikasi daerah repetitif, untuk mengidentifikasi individu.

II. Soal Isian Singkat (5 Soal)

Molekul DNA sirkular ekstrakromosom yang dapat bereplikasi secara independen dan sering digunakan sebagai vektor kloning adalah __________.

Kunci Jawaban: Plasmid

Enzim yang berperan dalam membentuk ikatan fosfodiester untuk menyambungkan fragmen DNA adalah __________.

Kunci Jawaban: DNA ligase

Proses pengambilan DNA asing oleh sel bakteri disebut __________.

Kunci Jawaban: Transformasi

Teknik untuk memperbanyak fragmen DNA secara in vitro adalah __________.

Kunci Jawaban: Polymerase Chain Reaction (PCR)

Organisme yang telah menerima gen dari spesies lain secara artifisial disebut __________.

Kunci Jawaban: Transgenik

III. Soal Uraian (5 Soal)

Jelaskan secara singkat tiga tahap utama dalam teknologi rekombinasi DNA!

Kunci Jawaban: Tiga tahap utama adalah:
a. Isolasi dan Pemotongan DNA: DNA target (gen yang diinginkan) dan DNA vektor (misalnya plasmid) diisolasi dari organisme masing-masing. Kemudian, keduanya dipotong menggunakan enzim restriksi yang sama untuk menghasilkan ‘ujung lengket’ yang kompatibel.
b. Ligasi: Fragmen DNA target yang telah dipotong kemudian disisipkan ke dalam DNA vektor yang juga telah dipotong. Enzim DNA ligase digunakan untuk menyambungkan kedua fragmen tersebut, membentuk molekul DNA rekombinan.
c. Transformasi dan Seleksi: DNA rekombinan kemudian dimasukkan ke dalam sel inang (misalnya bakteri) melalui proses transformasi. Selanjutnya, dilakukan seleksi untuk mengidentifikasi sel-sel inang yang berhasil mengambil dan membawa DNA rekombinan, seringkali menggunakan gen penanda resistensi antibiotik.

Sebutkan dan jelaskan dua fungsi utama enzim restriksi dalam teknologi rekombinasi DNA!

Kunci Jawaban: Dua fungsi utama enzim restriksi adalah:
a. Memotong DNA target: Enzim restriksi digunakan untuk memotong gen spesifik yang ingin diklon dari genom organisme donor. Pemotongan ini harus dilakukan pada situs yang tepat di awal dan akhir gen.
b. Memotong DNA vektor: Enzim restriksi yang sama digunakan untuk memotong DNA vektor (misalnya plasmid) pada satu situs tunggal, membuka lingkaran DNA sehingga gen target dapat disisipkan. Pemotongan ini menciptakan ‘ujung lengket’ yang komplementer dengan ujung gen target, memungkinkan ligasi.

Bagaimana peran gen resistensi antibiotik pada plasmid dalam proses kloning gen?

Kunci Jawaban: Gen resistensi antibiotik pada plasmid berfungsi sebagai gen penanda seleksi. Setelah proses transformasi (memasukkan plasmid rekombinan ke dalam bakteri), bakteri dikultur pada media yang mengandung antibiotik yang sesuai. Hanya bakteri yang berhasil mengambil plasmid (baik rekombinan maupun non-rekombinan) yang akan memiliki gen resistensi antibiotik dan mampu bertahan hidup serta tumbuh di media tersebut. Bakteri yang tidak mengambil plasmid akan mati, sehingga memudahkan identifikasi transforman.

Sebutkan tiga contoh aplikasi praktis dari teknologi rekombinasi DNA dalam kehidupan sehari-hari!

Kunci Jawaban: Tiga contoh aplikasi praktis adalah:
a. Kedokteran: Produksi insulin manusia rekombinan untuk penderita diabetes, produksi hormon pertumbuhan, vaksin rekombinan (misalnya vaksin Hepatitis B), terapi gen untuk mengobati penyakit genetik.
b. Pertanian: Pembuatan tanaman transgenik yang tahan hama, tahan herbisida, atau memiliki nutrisi lebih baik (misalnya ‘Golden Rice’).
c. Industri: Produksi enzim industri (misalnya amilase, lipase), bioremediasi (penggunaan mikroorganisme hasil rekayasa untuk membersihkan polutan), produksi biofuel.

Apa perbedaan antara ujung lengket (sticky ends) dan ujung tumpul (blunt ends) yang dihasilkan oleh enzim restriksi? Jelaskan mengapa ujung lengket lebih disukai dalam kloning DNA!

Kunci Jawaban:
a. Ujung Lengket (Sticky Ends): Adalah ujung DNA untai tunggal yang tumpang tindih (overhanging) yang terbentuk setelah pemotongan oleh enzim restriksi. Sekuens untai tunggal ini komplementer satu sama lain dan dapat berikatan dengan ujung lengket komplementer dari fragmen DNA lain melalui ikatan hidrogen. Contoh: EcoRI memotong G^AATTC dan menghasilkan ujung AATT.
b. Ujung Tumpul (Blunt Ends): Adalah ujung DNA di mana kedua untai ganda berakhir pada posisi yang sama, tanpa bagian yang tumpang tindih. Contoh: SmaI memotong CCC^GGG dan menghasilkan ujung CCC.
Mengapa ujung lengket lebih disukai: Ujung lengket lebih disukai dalam kloning DNA karena mereka memiliki spesifisitas yang lebih tinggi. Ujung lengket yang komplementer akan saling menempel dengan stabil melalui ikatan hidrogen, memudahkan kerja DNA ligase untuk membentuk ikatan fosfodiester permanen. Hal ini membuat proses ligasi lebih efisien dan terarah dibandingkan dengan ujung tumpul yang dapat disambungkan dengan ujung tumpul lain tanpa spesifisitas sekuens, sehingga cenderung menghasilkan produk sampingan yang tidak diinginkan.

IV. Soal Menjodohkan/Mencocokkan (2 Soal)

Soal 1: Pasangkan istilah dengan definisi yang tepat!

Kiri (Istilah)	Kanan (Definisi)
1. Plasmid	A. Enzim yang memotong DNA pada situs spesifik.
2. Enzim restriksi	B. Teknik untuk memperbanyak fragmen DNA secara in vitro.
3. DNA ligase	C. DNA sirkular ekstrakromosom pada bakteri yang digunakan sebagai vektor.
4. Transformasi	D. Proses memasukkan DNA asing ke dalam sel inang.
5. PCR	E. Enzim yang menyambungkan fragmen DNA.

Kunci Jawaban:

1. Plasmid – C. DNA sirkular ekstrakromosom pada bakteri yang digunakan sebagai vektor.
2. Enzim restriksi – A. Enzim yang memotong DNA pada situs spesifik.
3. DNA ligase – E. Enzim yang menyambungkan fragmen DNA.
4. Transformasi – D. Proses memasukkan DNA asing ke dalam sel inang.
5. PCR – B. Teknik untuk memperbanyak fragmen DNA secara in vitro.

Soal 2: Pasangkan konsep dengan contoh aplikasinya!

Kiri (Konsep/Teknik)	Kanan (Aplikasi)
1. Produksi insulin rekombinan	A. Memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran.
2. Tanaman transgenik	B. Mengidentifikasi individu dalam kasus forensik.
3. Sidik jari DNA	C. Produksi protein terapeutik oleh bakteri.
4. Elektroforesis gel	D. Membuat tanaman tahan hama atau herbisida.
5. Terapi gen	E. Mengobati penyakit genetik dengan menyisipkan gen fungsional.

Kunci Jawaban:

1. Produksi insulin rekombinan – C. Produksi protein terapeutik oleh bakteri.
2. Tanaman transgenik – D. Membuat tanaman tahan hama atau herbisida.
3. Sidik jari DNA – B. Mengidentifikasi individu dalam kasus forensik.
4. Elektroforesis gel – A. Memisahkan fragmen DNA berdasarkan ukuran.
5. Terapi gen – E. Mengobati penyakit genetik dengan menyisipkan gen fungsional.