makalah ii problematika pendidikan biologi
DESCRIPTION
permasalahan pendidikan biologi yang ada di indonesiaTRANSCRIPT
MAKALAH II
MERASAKAN PHENYLTHIOCARBAMIDE (PTC): SEBUAH INTEGRASI BARU PADA LABORATORIUM GENETIKA
DENGAN PENDEKATAN GENETIKA LAMA
Diangkat dari tulisan Robert B. Merritt, Lou Ann Bierwert, Barton Slatko,
Michael P. Weiner, Jessica Ingram, Kristianna Sciarra, and Evan Weiner yang
berjudul Tasting Phenylthiocarbamide (PTC):
A New Integrative Genetics Lab with an Old Flavor dalam Jurnal
The American Biology Teacher 70(5):e23-e28. 2008.
Oleh
Endik Deni Nugroho
120341540933
Kelas C
Rabu Jam ke- 5—6
UNIVERSITAS NEGERI MALANG PROGRAM PASCASARJANA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI April 2013
i
KATA PENGANTAR
Variasi pada kemampuan merasakan phenylthiocarbamide (PTC) menjadi
yang paling utama dipelajari pada semua sifat genetik manusia. Hal ini
menyediakan pembahasan yang sangat menakjubkan pada pekerjaanya tentang
polimorphisme utama untuk identifikasi dan sekuensing gen PTC dan
menyediakan kebaharuan, suatu integrasi laboratorium yang melakukan
investigasi sensitifitas rasa zat PTC. Pada jurnal ini pembelajaran laboratorium
genetik fokus pada penggunaan teknik PCR dan RFLP untuk membandingkan
genotype PTC pada masing-masing siswa. Tetapi menyarankan siswa untuk tidak
hanya menggunakan kemampuannya pada teknik molekular genetika, namun juga
kemampuannya dalam genetika mendelian (hukum pewarisan sifat), populasi
genetik, probabilitas, dan analisis pedigree.
Makalah ini berjudul Meningkatkan Kualitas Pembelajaran Biologi
melalui Merasakan Phenylthiocarbamide (PTC): Sebuah Integrasi Baru Pada
Laboratorium Genetika Dengan Pendekatan Genetika Lama. Pada makalah ini
akan disampaikan tentang integrasi baru Phenylthiocarbamide (PTC) pada
laboratorium genetik dengan pendekatan teknik genetik molekular dengan
genetika klasik, dimana itu salah satu strategi yang dapat digunakan untuk
mengenalkan dan membelajarkan diri siswa sendiri . Selain itu, pada makalah ini
juga diulas sedikit tentang teknik PCR menggunakan peralatan dapur.
Latar belakang pemilihan judul ini bukanlah hal yang asing lagi di luar
negeri, bahkan informasi berkaitan dengan hal ini telah menjadi konsumsi publik.
Ironinya, di Indonesia hanya kalangan tertentu saja yang mengenal dan
memahami hal ini. Sebagai seorang pendidik, maka saya ingin juga memahami
seperti apa cara membelajarkan genetika ini kepada peserta didik, sehingga
peserta didik tidak ketinggalan informasi terkait hal ini.
Akhir kata, dalam penulisan makalah ini juga masih belum sempurna oleh
karena itu saran dan kritik yang membangun tetap kami nantikan demi
kesempurnaan makalah ini.
ii
DAFTAR ISI
Hal
Kata Pengantar ........................................................................................ i
Daftar Isi ................................................................................................. ii
BAB I. Isi Jurnal ...................................................................................... 1
BAB II. Analisis Kritis Jurnal ................................................................. 10
BAB III. Keberlakuan di Indonesia ......................................................... 15
BAB IV. Saran-Saran .............................................................................. 17
Daftar Rujukan ....................................................................................... 18
1
BAB I
ISI JURNAL
Dilaporkan pertama pada awal tahun 1930, variasi pada kemampuan
merasakan phenylthiocarbamide (PTC) menjadi yang paling utama dipelajari pada
semua sifat genetik manusia. Identifikasi gen PTC dan sejumlah publikasi terkait
(Wooding et al., 2004; Kim et al., 2005; Wooding et al., 2006) menyediakan
kebaharuan, suatu integrasi laboratorium yang melakukan investigasi sensitifitas
rasa zat PTC. Laboratorium genetik fokus pada penggunaan teknik PCR dan
RFLP untuk membandingkan genotype PTC pada masing-masing siswa. Tetapi
“getting there is half the fun” and, in this case, “getting there” menyarankan siswa
untuk tidak hanya menggunakan kemampuannya pada teknik molekular genetika,
namun juga kemampuannya dalam genetika mendelian (hukum pewarisan sifat),
populasi genetik, probabilitas, dan analisis pedigree. Lainnya, “half the fun”, pada
kasus ini membandingkan antara fenotipe dan genotipe PTC, murid akan belajar
tentang diri mereka sendiri.
Pewarisan Sifat Mendelian
Kemampuan untuk merasakan PTC sering digunakan sebagai contoh
pembelajaran di kelas tentang pewarisan sifat Mendelian sederhana yang
dikendalikan oleh alel dominan perasa (T) dan alel resesif non-perasa (t).
Pembelajaran Ini adalah contoh yang populer dilakukan karena siswa senang
belajar sesuatu yang tidak terduga yang berkaitan dengan diri mereka sendiri dan
tidak pernah gagal untuk takjub bahwa suatu kertas dapat menghasilkan respon
rasa yang kuat sekitar 70% dari kelas yang benar-benar merasakan dengan yang
lain. Seperti yang sering terjadi, genetika ini "sifat Mendelian sederhana" tidak
cukup mudah. Misalnya, heterozigot perasa sebenarnya sedikit kurang peka
terhadap kemampuannya dalam merasakan PTC bila dibandingkan dengan
homozigot perasa, tetapi tingkat dominasi adalah sedemikian rupa sehingga kelas
masih akan memiliki distribusi bimodal fenotipe. Dalam banyak kasus studi
perasa PTC berakhir hanya dengan menentukan fenotipe individu dan menghitung
frekuensi fenotipik kelas.
2
Perhitungan frekuensi A l e l sebagai sebuah latihan Probabilitas
Setiap siswa mempunyai kemampuan dasar genetika populasi, mereka
dapat memulainya dengan perhitungan fenotip PTC dan menggunakan
perhitungan kalkulasi frekuensi dari alel perasa (T) dan non-perasa (t) di kelas.
Sifat yang terdiri atas alel resesif, kalkulasi ini membutuhkan asumsi
keseimbangan frekuensi genotip Hardy-Weinberg (p2 TT, 2pq Tt, q2 tt), dimana p
adalah frekuensi alel T dan q adalah frekuensi alel t. Frekuensi dari alel resesif
(non-perasa) adalah akar kuadrat dari frekuensi fenotipe resesif. Jika kelas terdiri
atas 70% perasa dan 30% non-perasa, q akan sama dengan 0.55 dan p akan sama
dengan (1-q) atau 0.45. Kalkulasi ini menyediakan kesempatan pada siswa untuk
mengingat hukum keseimbangan Hardy-Weinberg, seperti monohibrid dan hibrid
pada pewarisan mendelian. Peran dari penjumlahan adalah jika ada dua atau lebih
cara yang eksklusif untuk mencapai hasil yang sama, kemungkinan hasil yang
merupakan jumlah dari probabilitas yang memisahkannya, yaitu zigot Tt yang
didapatkan dari telur T atau telur t, maka kemungkinan untuk zigot Tt adalah 2pq.
Siswa harus bersemangat membangun lebih rumit kotak Punnett (dihibrid,
trihibrid, dll), tetapi didorong untuk menurunkan rasio ini dari aplikasi sederhana
dari aturan produk:
Membandingkan Genotip PTC
Non-perasa (tt) mengetahui genotipe mereka karena mereka mempunyai
resesif homozigot untuk mengekspresikan fenotipe mereka. Hal seperti ini tidak
terjadi pada alel perasa (T-), dan perasa di kelas akan penasaran tentang apakah
mereka homozigot (TT) atau heterozigot (Tt). Sampai saat ini sudah ada dua
pendekatan untuk menjawab pertanyaan ini: satu yang melibatkan penggunaan
frekuensi kelas alel untuk menghitung probabilitas kondisional yang perasa di
kelas tersebut baik homozigot atau heterozigot, dan lain yang menambah analisis
silsilah untuk penentuan probabilitas genotipe. Probabilitas kondisional dihitung
dengan membagi kemungkinan hasil dari kondisi yang terjadi. Hipotesis dikelas
3
adalah, perasa bisa menghitung probabilitas bahwa dia adalah homozigot dengan
membagi frekuensi perasa homozigot (f[TT]) dengan frekuensi perasa (f [T-])
atau (0.45)2/0.70. Oleh karena itu kemungkinan bahwa perasa adalah homozigot
adalah 0,29 dan probabilitas perasa bersifat heterozigot adalah 0,71. Di sini sekali
lagi adalah kesempatan untuk merujuk kembali ke pewarisan Mendelian silang
hasil monohibrid dimana ia diharapkan 1/3 dari dominan F2 untuk berkembang
biak benar karena (1/4) / (3/4) = 1/3.
Data silsilah dapat memberikan wawasan tambahan ke dalam genotipe
siswa perasa. Jika seorang siswa perasa memiliki orangtua non-perasa, dia harus
heterozigot yang (kemungkinan TT = 0). Jika siswa perasa memiliki dua orang tua
perasa dan setidaknya satu saudara non-perasa, kemungkinan homozigositas
adalah 1/3 (sekali lagi, probabilitas bersyarat). Jika siswa perasa memiliki dua
orang tua perasa, tidak ada saudara non-perasa, dan tidak ada informasi mengenai
kakek-nenek, kemungkinan homozigositas dapat dihitung dengan menggunakan
probabilitas kondisional yang perasa adalah homozigot (0,29) atau heterozigot
(0.71) diperkirakan di atas menggunakan data populasi kelas.
Probabilitas bahwa siswa perasa adalah homozigot dalam hal ini akan
menjadi jumlah probabilitas perkawinan TTxTT (0,292) kali 1.0 (kemungkinan
progeni TT dari persilangan ini) atau 0,084 ditambah kemungkinan perkawinan
TTxTt (2 × 0,29 × 0,71) kali 1/2 (kemungkinan progeni TT dari persilangan ini)
atau 0,206 ditambah kemungkinan perkawinan TtxTt (0,712) kali 1/3
(kemungkinan keturunan TT antara progeni T dari persilangan ini) atau 0,168.
Oleh karena itu, kemungkinan bahwa seorang siswa perasa adalah homozigot
(mengingat data kelas asli) adalah 0,46. Sementara polimorfisme PTC
memberikan kesempatan yang menarik bagi siswa untuk menggunakan keahlian
mereka dalam analisis silsilah, harus diingat bahwa pengumpulan data aktual
silsilah membawa risiko mengungkapkan informasi sensitif. Bahkan dengan data
pedigree, lebih dari setengah dari siswa perasa di kelas akan pasti genotipe PTC
mereka akan dibiarkan dengan probabilitas heterozigositas dibandingkan
homozigositas.
4
Dengan identifikasi dan urutan gen PTC, ketidakpastian yang sekarang ada
dapat dihilangkan. Sekarang memungkinkan untuk menggunakan analisis
amplifikasi sekuen polimorfik (CAPS) untuk menentukan genotipe siswa dengan
menggunakan gen PTC pada lengan panjang kromosom 7 (7q35-Q36). Urutan
sekuen gen ini, terutama yang menunjukkan variasi dalam kemampuan untuk
merasakan PTC.
Dua alel utama atau haplotipe (dan dalam beberapa kasus, atau beberapa
alel yang jarang) ditemukan paling banyak pada populasi manusia. Haplotype
(variasi baru) dari perasa dan non-perasa menunjukkan perbedaan yang
ditunjukkan oleh tiga nukleotida polimorfisme tunggal (SNP) yang ditampilkan
dengan warna merah tebal pada Gambar 4. Urutan sekuen tersebut menunjukkan
bahwa dari alel non-perasa yang umum dengan basa G pada posisi nukleotida 145
(G145), T pada posisi 785 (T785) dan A pada posisi 886 (A886). Alel non-
perasa menghasilkan polipeptida dengan alanin pada posisi asam amino 49, valin
pada posisi 262, dan isoleusin pada posisi 296, dan
disebut sebagai alel AVI. Alel perasa yang paling umum memiliki
C145, C785, dan G886, menghasilkan polipeptida dengan 49 proline,
262 alanine, dan 296 valine, dan disebut sebagai alel PAV.
SNP pada posisi 785 memiliki kepentingan tertentu dalam genotyping
karena urutan sekuen perasa di wilayah ini membentuk suatu situs restriksi
Fnu4H1 saat mengganti C785 dengan T785 dimana dalam alel nonperasa akan
menghilangkan situs restriksi ini.
5
Merrit et al., 2008
Gambar1. Sekuen Gen PTC
Ada dua situs restriksi dari Fnu4H1 (yang ditampilkan dalam warna merah
gelap pada Gambar 2) dalam gen PTC, namun primer (ditampilkan dalam warna
hijau dan biru pada Gambar 1) secara khusus dirancang untuk mengikat daerah
pengapit situs polimorfik Fnu4H1 sementara tidak termasuk
dua lainnya. Penggunaan primer tersebut dalam reaksi polimerase
(PCR) menghasilkan 303 basa nukleotida. Setiap siswa dapat
memperoleh fragmen gen ini dengan mengisolasi DNA dari sel pipi. Amplifikasi
PCR kemudian diikuti dengan restriksi menggunakan enzim digest
Fnu4H1. Setelah separasi elektroforesis, homozigot non-perasa masih terlihat
6
hanya 303 basa nukleotida pada gel elektroforesis, sedangkan homozigot perasa
terlihat adanya dua fragmen pendek (239bp dan 65bp) dan heterozigot perasa
menunjukkan tiga fragmen panjang. Analisis CAPS ini memungkinkan siswa
untuk menerapkan pengetahuan mereka tentang struktur DNA dan replikasi, kode
genetik, PCR, restriksi endonuklease, dan elektroforesis.
Gambar 2. Cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) Gel.
Sumuran 1,4,6 dan, 9 adalah perasa heterozigot; sumuran 2,3, dan 8 adalah non-perasa homozigot; sumuran 5 adalah perasa homozigot, sumuran 7 -
kosong, M adalah ladder. Non-perasa hanya memiliki fragmen 303 bp, perasa homozigot 238 dan 64bp fragmen. Heterozigot perasa memiliki semua tiga
fragmen. Fragmen 64 bp yang samar akibat proses difusi.
Evolusi molekuler, seleksi keseimbangan, dan Gen PTC
Akhirnya, tinjauan literatur yang baru terkait gen PTC dapat memberikan
wawasan ke siswa tentang bagaimana hubungan evolusi terurai. Kim et al. (2003)
menetapkan bahwa PAV (alel perasa) adalah nenek moyang manusia karena
memiliki kesamaan pada tiga asam amino (prolin, alanin, dan valin) terjadi pada
posisi yang sama dari produk gen PTC simpanse, gorila dataran rendah,
orangutan, monyet tua dan monyet baru dunia. Dua pengamatan telah menyatakan
bahwa Alel PTC dipelihara dalam populasi manusia dengan cara seleksi
keseimbangan, terjadinya variasi polimorfisme dan fakta bahwa simpanse
menunjukkan variasi fenotipik yang sama.
Wooding et al. (2006) menunjukkan bahwa sesungguhnya gen yang sama
terutama bertanggung jawab untuk variasi dalam sensitivitas rasa PTC pada kedua
spesies, hasil alel simpanse non-perasa dari mutasi pada kodon start (ATG
menjadi AGG) sehingga terjemahan yang dimulai dengan metionin pada
asam amino ke-97 (lihat M warna biru, pada Gambar 1) dalam rantai polipeptida
1 2 3 4 5 6 7 8 9 M10
7
perasa. Penulis yang sama juga memberikan bukti bahwa produk gen simpanse
yang dipotong menunjukkan gen tersebut tidak berfungsi. Alel PAV dan AVI
menjelaskan lebih dari 90% dari variasi dalam gen PTC, total lima haplotype
tambahan telah diidentifikasi, dengan keanekaragaman alel terbesar di sub Sahara
Afrika. Identifikasi dan urutan sekuen dari gen PTC harus menstimulasi
minat baru favorit tua dari kedua antropolog dan genetika, dan memberikan
kesempatan di laboratorium untuk melakukan integrasi untuk siswa menjadi ahli
dibidangnya.
Cara kerja analisis CAPS
CAPS kepanjangan dari Cleaved amplified polymorphic sequence. Proses
yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Isolasi DNA total dari sel pipi, caranya adalah Mengorek bagian dalam dari
sel pipi dengan sebuah lingkaran plastik steril (Fisher Scientific), kemudian
menambahkan 200 µl dari 5% buffer Chelex (Biologi Carolina) dituangkan
pada 1,5 ml microsentrifuge tube. Setelah itu ditambahkan 2 µl dari 10 mg
Proteinase K (membantu proses lisis sel) pada tube dan diinkubasi selama 15-
30 menit pada suhu 56oC, kemudian di vortex selama 10 detik. Tahap
selanjutnya adalah sentrifugasi dengan kecepatan tinggi selama 20 detik,
kemudian dipanaskan selama 8 menit, dilanjutkan vortex selama 10 detik dan
sentrifugasi pada kecepatan tinggi selama 2-3 menit.
2. PCR (Amplifikasi gen PTC) dilakukan dengan menggunakan primer spesifik
yaitu: Primer Foward 5’AACTGGCAGAATAAAGATCTCAATTTAT3’
dan primer reverse 5’AACACAAACCATCACCCCTATTTT3’. Cocktail
yang digunakan dalam proses PCR adalah 32.5ul ddH2O, 0.5ul 10mM
dNTPs, 3ul 25mM MgCl2, 5ul 10X PCR Gold Buffer, 1ul Forward Primer
(10uM), 1ul Reverse Primer (10uM)dan 0.5ul AmpliTaq Gold Polymerase.
Setelah bahan lengkap (50 ul) kemudian dimasukkan pada mesin PCR dengan
siklus 42 siklus (siklus pertama untuk denaturasi pada suhu 95˚ C selama 10
minutes annealing pada suhu 55˚ C selama 5 detik), dilanjutkan 40 siklus
(denaturasi pada suhu 95˚ C selama 90 detik, annealing pada suhu 55˚ C for
45 detik, dilanjutkan 1 siklus pemanjangan pada suhu 72˚ C selama 10 menit.
8
3. Pemotongan dengan menggunakan enzim restriksi endonuklease Fnu4H1.
Komposisi buffer yang digunakan adalah 6 ul ddH2O, 3ul 10X NEB RE
Buffer #4 (NEB = New England Biolabs, Inc.) dan menambahkan 1ul
Fnu4H1 Restriction Endonuclease (NEB). Reaksi Pemotongan dengan
menggunakan master mix seharusnya dicampur dengan lembut, cepat
disentrifugasi, dan dibagikan sebanyak 10ul alikuot ke tabung microfuge
1.5ml. Setiap siswa kemudian menambahkan 20ul dari hasil PCRnya,
selanjutnya diinkubasi pada suhu 37˚C semalaman.
4. Elektroforesis hasil pemotongan dengan enzim restriksi menggunakan
agarosa gel 3%. (3 gram SeaKem LE Agarose dari Aplikasi BioWhittaker
Molekuler per 100 ml) dengan buffer LB dari Cepat Lebih Baik Media LLC.
Biarkan gel hingga dingin dan menghapus sisir. Setiap siswa akan menambah
15ul dari enzim (setengah isi tabung enzim) ke 3ul 5X Blue Juice dye
(American Bioanalytical) dan memuat seluruh 18ul ke dalam sumur pada gel.
Electrophorese gel pada 300 volt selama 30 menit.
PCR manual dengan menggunakan alat dapur sederhana
Melalui eksperimen, kami telah menentukan bahwa PCR manual
menggunakan peralatan dapur dapat digunakan untuk amplifikasi DNA bucal
swab. Meskipun pengguna PCR manual ini memakan waktu lama, mudah dan
dapat menggantikan peralatan mahal. Tube PCR akan dipindah-pindah pada
tabung aluminium yang terdiri atas penahan panas yang cocok (air atau pasir).
Biaya untuk tiga hot plate, tiga panci, tiga termometer, dan timer dapur adalah
sekitar $ 50. Meskipun sedikit menambah biaya keseluruhan, termometer digital
yang direkomendasikan dan dapat dibeli di toko-toko elektronik kebanyakan atau
hewan peliharaan. Kadar pasir halus (dari jenis yang digunakan di taman bermain
anak-anak) dipanaskan sampai tiga suhu yang digunakan dalam PCR (Gambar 2).
Dalam pengaturan suhu, kami menemukan bahwa itu adalah penting untuk
mengaduk pasir secara menyeluruh untuk mendapatkan bahkan pemanasan.
Seperti sink panas, pasir lebih berguna daripada air karena mempertahankan panas
untuk jangka waktu yang lama. Namun, kerugian untuk menggunakan pasir,
bukan air, adalah bahwa jika pasir terlalu panas (yang mudah dilakukan karena
9
pasir memanaskan agak cepat), sulit untuk membawa suhu turun secara tepat
waktu. Suhu dari hot plate biasanya dapat distabilkan dalam waktu sekitar 15
menit. Biarkan suhu tetap stabil selama kurang lebih 20 menit. Reaksi harus
dilapisi dengan minyak mineral (untuk mencegah kondensasi reactionmix di
bagian atas tabung) dan dalam keadaan tertutup rapat. Waktu dan suhu tetap
konsisten dengan yang sebelumnya dijelaskan untuk otomatis termal siklus
berbasis PCR, tetapi jumlah siklus mungkin perlu ditingkatkan. Selembar kertas
(lihat Gambar 3) yang dapat diperiksa off digunakan untuk melacak jumlah siklus
(catatan bahwa suhu pada lembar sampel berbeda dari yang disarankan untuk
PTC-PCR).
Gambar 3. Pedoman PCR. (Top) Manual PCR set-up menggunakan panci aluminium, hot plate,
termometer, dan baik pasir atau air. (Bawah) Sebuah versi sederhana dari blok suhu yang digunakan untuk merekam siklus dan suhu yang sesuai mereka di seluruh panduan PCR. Setiap kotak itu diperiksa-off untuk memastikan bahwa langkah yang benar dari setiap siklus sedang
dilakukan dalam urutan yang benar.
10
BAB II
ANALISIS KRITIS JURNAL
Pada artikel tersebut dibahas tentang cara mengenalkan dan
membelajarkan siswa tentang variasi pada kemampuan merasakan
phenylthiocarbamide (PTC) menjadi dipelajari pada semua sifat genetik manusia.
Seperti kita ketahui bahwa materi genetika merupakan materi yang sulit
dimengerti oleh sebagian besar siswa sekolah menengah maupun sampai
perguruan tinggi. Hal ini disebabkan karena beberapa masalah yaitu cara
penyampaian materi, metode, penggunaan media dan susahnya memadukan
beberapa materi dengan satu objek atau dengan nama lain mengintegrasikan suatu
pembelajaran.
Dalam artikel ini menjelaskan pembelajaran di laboratorium genetik fokus
pada penggunaan teknik PCR dan RFLP untuk membandingkan genotype PTC
pada masing-masing siswa. Di laboratorium ini memiliki slogan pembelajaran
yaitu “getting there is half the fun” and, in this case, “getting there” menyarankan
siswa untuk tidak hanya menggunakan kemampuannya pada teknik molekular
genetika, namun juga kemampuannya dalam genetika mendelian (hukum
pewarisan sifat), populasi genetik, probabilitas, dan analisis pedigree. Lainnya,
“half the fun”, pada kasus ini membandingkan antara fenotipe dan genotipe PTC,
murid akan belajar tentang diri mereka sendiri. Hal ini memperlihatkan suatu
pembelajaran yang mengintegasikan genetika modern dengan genetika lama
dengan suatu konsep merasakan phenylthiocarbamide (PTC). Saya akan
menjelaskan tentang asal mula phenylthiocarbamide (PTC) yang menjadi bahan
pembelajaran di jurnal ini.
Sejarah senyawa PTC (Phenylthiocarbamide)
Pada tahun 1931, seorang ahli kimia bernama Arthur Fox menuangkan
beberapa bubuk PTC ke dalam botol, tanpa disengaja bubuk tersebut tertuang air,
siswa yang duduk disebelah percobaan tersebut menyatakan bahwa debu dari PTC
tersebut terasa pahit. Fox tidak merasakan apa-apa sama sekali. Beliau penasaran
bagaimana setiap siswa bisa merasakan bahan kimia yang berbeda-beda. Hasilnya
11
sama, Fox meminta teman-teman dan keluarganya mencoba rasa bahan kimia
tersebut, kemudian digambarkan lagi bagaimana rasanya. Beberapa orang
merasakan hal yang berbeda, beberapa merasakan sangat pahit, dan yang lain
merasakan sedikit pahit (Learning Genetic Laboratory, online).
Learning Genetic Laboratory, Online
Gambar 4. A. Siswa yang tidak dapat merasakan PTC; B. Siswa yang dapat merasakan PTC Rasio antara perasa dan tidak perasa antara populasi, setiap
kelompok memiliki beberapa perasa dan tidak perasa. Rata-rata, 75% orang dapat merasakan PTC, sedangkan 25% tidak bisa.
Penemuan Gen pengendali Rasa PTC (PTC gene atau TAS2R38)
Segera setelah penemuannya, para ahli genetika menentukan bahwa ada
komponen pewarisan yang mempengaruhi bagaimana kita dapat merasakan PTC.
Sekarang, kita mengetahui bahwa kemampuan untuk merasakan PTC (atau tidak
dapat merasakannya) diatur oleh sebuah gen tunggal yang mengkode reseptor rasa
pada lidah. Gen ini adalah gen PTC atau TAS2R38, yang ditemukan pada tahun
2003. Ada dua bentuk umum (alel) dari gen PTC, dan setidaknya lima bentuk
yang jarang dijumpai. Salah satu bentuk umum adalah alel perasa, dan lainnya
adalah alel tidak-perasa (non-perasa). Masing-masing alel mengkode protein
reseptor untuk rasa pahit dengan bentuk yang sedikit berbeda. Bentuk protein
reseptor ini menentukan seberapa kuat dapat mengikat zat PTC. Semua orang
memiliki dua salinan dari setiap gen, kombinasi dari varian gen rasa pahit yang
dapat menentukan apakah seseorang nantinya menemukan PTC sangat pahit, rasa
agak pahit, atau tanpa sama sekali.
A B
12
Learning Genetic Laboratory, Online
Gambar 5. A. struktur kimia PTC, B. Proses respon PTC oleh resptor rasa pada lidah
Gen ini mengkode tujuh-transmembran reseptor G protein berpasangan
yang mengontrol kemampuan untuk merasakan glucosinolates, kelompok rasa
senyawa pahit yang ditemukan dari tanaman Brassica sp. Senyawa sintetik
phenylthiocarbamide (PTC) dan 6-n-propylthiouracil (PROP) telah diidentifikasi
sebagai ligan untuk reseptor ini dan telah digunakan untuk menguji keragaman
genetik dari gen ini (NCBI, online). Meskipun bentuk alel dari beberapa gen ini
telah diidentifikasi di seluruh dunia, ada dua bentuk umum alel dominan yaitu:
alel perasa dan non-perasa yang ditemukan di luar Afrika. Alel ini berbeda di tiga
posisi nukleotida yang mengakibatkan perubahan asam amino pada protein
(A49P, A262V, dan V296I) dengan kombinasi asam amino PAV yang
PTC singkatan dari phenylthiocarbamide, dikenal juga sebagai phenylthiourea,
struktur kimia PTC meneyrupai alkaloid beracun yang ditemukan
di beberapa tanaman beracun.
A B
13
diidentifikasi dari varian pengecap (AVI dan diidentifikasi dari varian non-perasa)
(NCBI, Online).
Chromosome 7 - NC_000007.13
NCBI, Online
Gambar 6. Gen TAS2R38 (gen PTC) terdapat di Lengan panjang kromosom 7
Menurut saya pembehasan sangat bagus karena dalam jurnal ini dijelaskan
siswa belajar tentang dirinya sendiri dengan mengaitkan kemampuan merasakan
PTC yang dihubungkan dengan konsep genetika mendelian (hukum pewarisan
sifat), populasi genetik, probabilitas, dan analisis pedigree. Kemampuan untuk
merasakan PTC sering digunakan sebagai contoh pembelajaran di kelas tentang
pewarisan sifat Mendelian sederhana yang dikendalikan oleh alel dominan perasa
(T) dan alel resesif non-perasa (t). Pembelajaran ini adalah contoh yang populer
dilakukan karena siswa senang belajar sesuatu yang tidak terduga yang berkaitan
dengan diri mereka sendiri dan tidak pernah gagal untuk takjub bahwa suatu
kertas dapat menghasilkan respon rasa yang kuat sekitar 70% dari kelas yang
benar-benar merasakan dengan yang lain. Di jurnal ini juga menjelaskan Setiap
murid mempunyai kemampuan dasar genetika populasi, guru sangat kreatif dalam
memanfaatkan pembelajaran ini, terlihat dimana guru membelajarkan sifat yang
terdiri atas alel resesif, kalkulasi ini membutuhkan asumsi keseimbangan
frekuensi genotip Hardy-Weinberg.
Didalam jurnal ini juga bagaimana seorang guru mengemas pembelajaran
genetika dengan sangat baik, terlihat ketika guru menghubungkan
mengintegrasikan beberapa materi dengan pendekatan integrasi baru laboratorium
diantara materi tersebut yaitu evolusi molekuler, seleksi keseimbangan, dan Gen
PTC. Disini peran seorang guru untuk berinovasi dan berkreativitas, seperti
diketahui untuk menyampaikan materi genetika susah-susah gampang. Seorang
harus mempunyai strategi pembelajaran pemecahan masalah bisa dilaksanakan
melalui pendekatan pembelajaran, dimana suatu cara yang dilakukan oleh guru
agar materi yang ditampilkan dapat beradaptasi dengan para siswa. Selain itu
14
dapat juga dilakukan dengan menggunakan metode pembelajaran yaitu dengan
cara menyajikan materi yang masih bersifat luas (umum) dan saling terkait.
Dalam jurnal ini yang membuat saya suka yaitu pada saat pembahasan
menggunakan PCR manual dengan peralatan dapur dapat digunakan untuk
amplifikasi DNA. Ini merupakan suatu kreativitas seorang guru dan pemahaman
konsep yang matang dalam menyelesaikan masalah, meskipun pengguna PCR
manual ini memakan waktu lama, mudah dan dapat menggantikan peralatan
mahal. Jadi tidak ada alasan seorang guru tidak membelajarkan siswanya dengan
efektif dan untuk mencapai pembelajaran yang bermakna. Seorang guru harus
menghadirkan suatu pembelajaran pemecahan masalah dapat efektif dan sesuai
dengan tujuan, diperlukan beberapa faktor pendukung yaitu: perencanaan, waktu,
sumber belajar-media, pengelolaan kelas serta teknologi. Perencanaan waktu
harus efektif dan disesuaikan dengan kemampuan dan proses berpikir siswa. Guru
setidaknya mampu memperkirakan seberapa banyak waktu yang dibutuhkan siswa
dalam menyelesaikan beberapa soal. Guru perlu menyiapkan alat-alat peraga
manipulatif untuk siswa dalam membantu memahami dan memecahkan masalah.
15
BAB III
KEBERLAKUANNYA DI INDONESIA
Hasil refleksi diri terhadap pelaksanaan pembelajaran SD sampai kuliah
dan praktikum genetika dan penelitian-penelitian genetika yang selama ini
dilakukan menunjukkan bahwa dalam pembelajaran Genetika masih bersifat
textbook oriented. Akibatnya, kita miskin dengan contoh-contoh fenomena
genetik yang berada di sekitar kita. Pembelajaran yang bersifat textbook oriented
menempatkan contoh-contoh fenomena genetik yang diambil sesuai dengan yang
ada di buku, yang kadang-kadang tidak dijumpai di tempat kita. Pembelajaran
Genetika masih didominansi dengan penggunaan metode ceramah, sehingga
hanya terjadi transfer pengetahuan (transfer of knowledge) dari dosen ke
mahasiswa. Pembelajaran belum banyak menggunakan multimetode, multimedia,
multi sumber belajar maupun multi modul pembelajaran sebagai bagian dari
pemberian layanan yang memperhatikan ragam belajar mahasiswa. Akibatnya,
respon, inisiatif maupun interaksi antara dosen/ guru dengan mahasiswa/siswa
dalam pembelajaran masih sangat rendah. Siswa/Mahasiswa hanya melakukan
kegiatan sesuai dengan petunjuk yang diberikan tanpa melakukan pengembangan
lebih lanjut.
Selama ini pembelajaran genetika pada materi mendelian (hukum
pewarisan sifat), populasi genetik, probabilitas, dan analisis pedigree diajarkan
secara terpisah baik di tingkat sekolah menengah sampai perguruan tinggi. Di
Indonesia belum banyak mengaplikasikan pendekatan integrasi genetika modern
dengan genetika klasik / lama. Apalagi penggunaan PTC dalam penerapan
pembelajaran genetika, selama ini saya belum mendengar bahkan belum pernah
mencoba. Dalam pembelajaran genetika selama ini hanya menggunakan media
pelemparan koin, dadu, percobaan Mendel dll, sehingga siswa / mahasiswa
kurang efektif dan tidak memberi kesempatan siswa / mahasiswa mengenal diri
sendiri. Seharusnya pembelajaran genetika bisa menjadi pembelajaran terpadu
merupakan salah satu model implementasi kurikulum yang dianjurkan untuk
diaplikasikan pada semua jenjang pendidikan.
16
Di Indonesia pembelajaran terpadu meliputi pembelajaran yang terpadu
dalam satu disiplin ilmu, terpadu antara mata pelajaran. Pembelajaran terpadu
merupakan suatu pendekatan dalam pembelajaran yang secara sengaja mengaitkan
beberapa aspek baik dalam intra mata pelajaran maupun antar mata pelajaran.
pembelajaran itu akan lebih aktif dan efektif apabila guru dapat menghubungkan
atau mengintegrasikan antara pelaksanaan pembelajaran di sekolah dengan yang
ditemukan dilapangan. Guru memiliki tugas untuk mengintegrasikan materi
pembelajaran dengan pembelajaran di lingkungan siswa atau diri sendiri.
Satu lagi dalam pembelajaran genetika molekular, seorang guru d
Indonesia jarang menggunakan alternatif alat-alat yang tidak terjangkau dalam
pembelajaran atau yang tidak tersedia dalam pembelajaran. Seperti ditunjukan
oleh pembahasan jurnal diatas, guru menggunakan perkakas dapur untuk PCR
manual dengan peralatan dapur dapat digunakan untuk amplifikasi DNA,
meskipun pengguna PCR manual ini memakan waktu lama, mudah dan dapat
menggantikan peralatan mahal. Jadi hal itu membutuhkan kreatifitas seorang guru
dan tidak ada alasan seorang guru tidak membelajarkan siswanya dengan efektif
untuk mencapai pembelajaran yang bermakna sesuai tujuan pendidikan nasional.
Tetapi hal itu tidak menutup kemungkinan bisa diaplikasikan di Indonesia untuk
pembelajaran genetika molekular kedepanya. Hal tersebut membutuhkan inovasi,
kreatifitas dan ketekunan seorang guru dan perangkat pendidik lainnya untuk
menghadirkan pembelajaran yang bermakna.
17
BAB IV
SARAN-SARAN
Setelah melakukan kajian terhadap jurnal, maka penulis dapat
mengemukakan saran-saran yang mungkin dapat dilakukan dan diterapkan dalam
kelas bagi pendidik maupun calon pendidik sebagai berikut.
1) Seorang tenaga pendidik hendaknya selalu melakukan pembaharuan
informasi terkait dengan perkembangan ilmu pengetahuan, dengan demikian
seorang guru dapat menyampaikan informasi terbaru kepada siswanya.
2) Perlunya pengenalan sebuah Integrasi baru pada pembelajaran laboratorium
genetika molekuler dengan pendekatan genetika lama.
3) Pendidik/calon pendidik hendaknya lebih kreatif dalam mengemas
pembelajaran genetika agar mampu memotivasi siswa dalam mempelajari
konsep-konsep penting dengan mempelajari diri sendiri.
4) calon pendidik harus mengembangkan pembelajaran biologi khususnya
genetika menjadi lebih yang bermakna, dengan menumbuhkan sikap ilmiah
siswa dalam menemukan informasi tentang diri sendiri, dengan
menggabungkan konsep modern dengan konsep yang lama.
18
DAFTAR RUJUKAN
Guo, S. & Reed, D.R. (2001). The genetics of phenylthiocarbamide perception.
Annals of Human Biology, 28, 111-142. Kim, U., Jorgenson, E., Coon, H.,
Leppart, M., Risch, N. & Drayna,
Kim, U., Wooding, S., Ricci, D., Jorde, L.B. & Drayna, D. (2005). Worldwide
haplotype diversity and coding sequence variation at human taste receptor
loci. Human Mutation, 26(3), 199-204.
Merritt, R., Bierwort, L., Slatko, B., Weiner, M., Weiner, E., Ingram, J. and
Sciarra, K. (2008). Tasting Phenylthiocarbamide (PTC): A New Lab With
an Old Flavor. Am. Biol. Teacher, 70:4.
Wooding, S. (2006). Phenylthiocarbamide: A 75-Year Adventure in Genetics and
Natural Selection. Genetics 172 (4): 2015-2023.
Wooding, S., Bufe, B., Grassi, C., Howard, M.T., Stone, A.C., Vazquez, M.,
Dunn, D.M., Meyerhof, W., Weiss, R.B. & Bamshad, M.J. (2006).
Independent evolution of bitter-taste sensitivity in humans and chimpanzees.
Nature, 440, 930-934.