KERAGAMAN RUAS EKSON 2 DAN 3 GEN PENYANDI ENZIM α-KETO DEHIDROGENASE E1-α RANTAI ASAM AMINO BERCABANG (BCKDHA) PADA SAPI MADURA
RIA MARIA
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Keragaman Ruas Ekson 2 dan 3 Gen Penyandi Enzim α-Keto Dehidrogenase E1-α Rantai Asam Amino Bercabang (BCKDHA) pada Sapi Madura adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2014 Ria Maria NIM G34090088
ABSTRAK RIA MARIA. Keragaman Ruas Ekson 2 dan 3 Gen Penyandi Enzim α-Keto Dehidrogenase E1-α Rantai Asam Amino Bercabang (BCKDHA) pada Sapi Madura. Dibimbing oleh ACHMAD FARAJALLAH dan DYAH PERWITASARI. Sapi madura merupakan sapi lokal Indonesia dari hasil persilangan sapi india (Bos indicus) dan banteng (Bos javanicus). Kompleks enzim Branched chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH) terdapat di membran bagian dalam mitokondria sel eukariot. yang berperan dalam mengubah branched chain amino acids (BCAAs), yaitu isoleusin, leusin, dan valin ke bentuk α-keto. Kompleks enzim ini terdiri atas tiga subunit yang salah satunya adalah subunit E1-α yang disebut branched chain α-keto acid dehydrogenase E1-α (BCKDHA). Maple syrup urine disease (MSUD) merupakan kelainan genetik yang salah satunya diakibatkan oleh kejadian mutasi pada subunit E1-. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keragaman ruas ekson 2 – 3 gen penyandi enzim BCKDHA pada sapi madura. Hasil analisis keragaman ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA ditemukan dalam populasi sapi madura J adalah identik antar individunya. Selain itu ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA sapi madura juga identik dengan sapi taurin (Bos taurus). Kata kunci: BCKDHA, ekson 2 – 3, ruminants, sapi madura.
ABSTRACT RIA MARIA. Diversity of Segment Exon 2 and 3 encoding genes enzymes α-Keto dehydrogenase E1-α Branched Chain Amino Acids (BCKDHA) in Madura Cattle. Supervised by ACHMAD FARAJALLAH and DYAH PERWITASARI. Madura cattle is a cattle from the local Indonesian cattle crossbreeding India (Bos indicus) and banteng (Bos javanicus). Enzyme complex branched chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH) located in the inner mitochondrial membrane of eukaryotic cells. BCKDH has a role in changing branched chain amino acids (BCAAs), which is isoleucine, leucine and valine to α-keto form. This enzyme complex consists of three enzyme subunits, one which is E1- α subunit called branched chain α-keto acid dehydrogenase E- α (BCKDHA). Maple syrup urine disease (MSUD) is a genetic disorder caused by one occurrence of mutation in the E1- α subunit. This study aimed to determine the diversity of segment 2 – 3 exon encoding BCKDHA gene in madura cattle. The result revealed that segment of exon 2 – 3 BCKDHA gene in madura cattle J population were found to be identical among them. Furthermore the segment of exon 2 – 3 BCKDHA gene madura cattle J was identical with taurine cattle (Bos taurus). Keywords: BCKDHA, 2 – 3 exon, ruminants, madura cattle.
KERAGAMAN RUAS EKSON 2 DAN 3 GEN PENYANDI ENZIM α-KETO DEHIDROGENASE E1-α RANTAI ASAM AMINO BERCABANG (BCKDHA) PADA SAPI MADURA
RIA MARIA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi: Keragaman Ruas Ekson 2 dan 3 Gen Penyandi Enzim α-Keto Dehidrogenase E1-α Rantai Asam Amino Bercabang (bckdha) pada sapi madura Nama : Ria Maria NIM : G34090088
Disetujui oleh
Dr Ir Achmad Farajallah, MSi Pembimbing I
Dr Ir R.R. Dyah Perwitasari, MSc Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2013 ini ialah Genetika Molekuler, dengan judul Keragaman Ruas Ekson 2 dan 3 Gen BCKDHA (branched chain α-keto acid dehidrogenase E1-α) pada Sapi Madura. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Achmad Farajallah MSi dan Ibu Dr Ir R.R. Dyah Perwitasari Msc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingannya selama penyelesaian penelitian ini. Terima kasih juga kepada Prof Dr Ir Alex Hartana selaku dosen penguji atas saran dan kritiknya dalam penyelesaian karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih tak terhingga disampaikan kepada ayahanda Achmad Bakrie dan Ibunda Penih beserta keluarga atas segala doa, dukungan dan kasih sayangnya yang memberi semangat kepada penulis. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada segenap penghuni Lab Molekuler Ibu Maria Ulfah MSc Agr dan penghuni Zoo Corner yang saya hormati. Terima kasih juga saya ucapkan kepada teman-teman tercinta Kurrataa’yun, Eci, Elok, Dewi, Yovita dan keluarga Biologi 46 yang terus memberikan saya semangat. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2014 Ria Maria
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
3
Sampel DNA
3
Amplifikasi dan Visualisai DNA
3
Perunutan Produk PCR
3
Analisis Data
3
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
4 4
Amplifikasi Ruas Ekson 2 – 3 gen BCKDHA
4
Analisis Varian Nukleotida Ruas Ekson 2 – 3 Gen BCKDHA
4
Pembahasan
5
SIMPULAN
6
DAFTAR PUSTAKA
6
LAMPIRAN
8
RIWAYAT HIDUP
10
DAFTAR TABEL
1 Ukuran ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA pada sapi madura J dan spesies pembanding. 2 Variasi nukleotida ekson 2 – 3 gen BCKDHA dari sampel sapi madura J terhadap nukleotida gen BCKDHA spesies pembanding.
5 5
DAFTAR GAMBAR 1 Lokasi beberapa kompleks enzim di lintasan metabolisme intermediet karbohidrat, lemak dan asam amino sejak di sitoplasma sampai matriks mitokondria. 2 Amplikon ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA diatas gel poliakrilamida 6% setelah pewarnaan perak. 3 Kromatogram menunjukkan puncak-puncak tunggal pada hasil sekuens.
1 4 4
DAFTAR LAMPIRAN
1 Gambar sapi madura 2 Database DNA polled samples 3 Posisi penempelan primer AF318 dan AF319 pada peta organisasi gen BCKDHA sapi Bos taurus (NW001493616) 4 Posisi penempelan primer AF318 dan AF319
8 8 9 9
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia memiliki keanekaragaman sumber daya genetik hewan ternak lokal yang tinggi, terutama sapi. Sapi pada umumnya dimanfaatkan manusia sebagai penyedia kebutuhan protein hewani. Jenis sapi lokal yang diternakan di Indonesia salah satunya adalah sapi madura. Sapi madura merupakan hasil persilangan dari sapi zebu (Bos indicus) dan banteng (Bos. javanicus) (Nijman et al. 2003). Sapi madura memiliki ciri kepala bertanduk, gumba berkembang baik pada jantan, warna bulu merah bata, terdapat lingkaran warna putih pada daerah bawah kaki, bokong dan moncong (Lampiran 1) (Huitema 1986). Sapi madura tergolong sebagai sapi potong yang memiliki kualitas daging yang baik, resisten terhadap stres pada lingkungan panas dan infestasi kutu ternak (Payne dan Hodges 1997). Selain itu, sapi madura juga sangat efisien terhadap pakan. Pakan yang biasanya digunakan sederhana dari rumput liar namun kualitas daging dan pertumbuhannya sangat baik. Sapi madura memiliki kemampuan metabolisme makanan yang sangat baik, oleh karena itu efisiensi metabolisme dari sapi madura sangat menarik untuk diteliti. Kelainan genetik pada metabolisme sapi madura juga akan menurunkan kualitas daging dan kesehatan sapi tersebut. Metabolisme adalah sekumpulan perubahan kimiawi yang mendukung kehidupan dalam sel-sel dari organisme hidup termasuk pencernaan dan transportasi zat ke dalam dan di antara sel yang berbeda. Reaksi enzimatik ini memungkinkan organisme untuk tumbuh dan berkembang biak, menjaga struktur, dan merespon lingkungan. Dalam hal ini serangkaian reaksi dalam sel disebut metabolisme perantara atau metabolisme intermediet. Kompleks enzim branched chain α-keto-acid dehydrogenase (BCKD) merupakan kompleks enzim yang berada di membran dalam mitokondria pada eukariota (Gambar 1) (Hutson 1988).
Keterangan : BCKD - branched-chain α-keto acid dehydrogenase. PDC - pyruvate dehydrogenase complex. _KGDC -ketoglutarate dehydrogenase complex. AA- asam amino, FA- asam lemak, TCA cycle - siklus asam sitrat, BCAA - branched-chain amino acids (Sumber : Patel dan Harris 1995). Gambar 1 Lokasi beberapa kompleks enzim di lintasan metabolisme intermediet karbohidrat, lemak dan asam amino sejak di sitoplasma sampai matriks mitokondria.
2 Kompleks enzim BCKDH sangat conserved pada Mamalia (Yeaman 1986). Kompleks enzim BCKDH berperan dalam mengubah branched chain amino acids (BCAAs), yaitu isoleusin, leusin, dan valin menjadi bentuk α-keto sehingga bisa masuk ke dalam Siklus Kreb. Kompleks enzim BCKD tersusun empat subunit yaitu 2oxoisovalerate dehydrogenase (E1-α dan E1-β), dihydrolipoamide acyltransferase (E2), dan dihydrolipoamide dehydrogenase (E3). Subunit E1-α disandikan oleh gen branched chain α-keto-acid dehydrogenase E1-α (BCKDHA) (Pettit et al. 1978). Lokasi gen BCKDHA terletak di kromosom nomor 18 pada sapi taurin (B. taurus) (Elsik et al. 2009). Subunit E1-α dari kompleks enzim metabolisme BCKD disandikan oleh gen yang ada di dalam genom inti, ditranskripsi menjadi RNA, ditranslasikan menjadi polipeptida di sitoplasma dan ditranslokasikan ke matriks mitokondria (Morris 2006). Pada membaran bagian dalam mitokondria, subunit BCKDHA ini bergabung dengan subunit-subunit lainnya membentuk kompleks enzim. Defisiensi dari enzim BCKDHA dilaporkan oleh Zhang et al. (1989) sebagai penyebab penyakit Maple Syrup Urine Disease (MSUD). Akibat dari akumulasi kadar BCAAs dalam darah akan menjadi racun bagi tubuh. Hal tersebut dapat mengganggu sistem saraf pusat yang ditunjukkan dengan dismyelinasi, edema serebral, dystonia, koma, keterbelakangan mental, masalah kejiwaan, dan bahkan kematian dalam beberapa minggu setelah dilahirkan (Friedrich et al. 2012). MSUD tipe 1A disebabkan mutasi gen BCKDHA di ruas ekson 2 yang menyandikan 2-oxoisovalerate dehydrogenase pada anak sapi Polled Hereford. Mutasi tersebut merupakan mutasi titik akibat terjadinya substitusi nukleotida 248C/T pada kodon 6 dan menyebabkan stop kodon prematur dari sub unit E1-α kompleks BCKD (Zhang et al. 1989; Zhang et al. 1990; Zhang et al. 1991). Mutasi yang terjadi pada gen BCKDHA selain di ruas ekson 2 pada sapi belum pernah dilaporkan (Zhang et al. 1990). Beberapa titik mutasi ruas ekson 2 pada subunit E1-α ini telah dikembangkan menjadi uji klinis penyakit MSUD berbasis PCR pada sapi perah dan manusia (Zhang et al. 1990). Keragaman yang dipelajari dalam penelitian ini adalah keragaman ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA terkait pengaruhnya terhadap kendali fungsi pengikatan antar subunit dan juga terkait efisiensi metabolisme makanan pada sapi madura. Gen BCKDHA memiliki ruas peptida transit yang disandikan oleh bagian ujung 5’ ekson 1 dan ruas bagian ujung 3’ pada ekson 2 – 9 yang akan menyandikan polipeptida untuk membentuk struktur kuartener dengan sub unit lainnya (Chuang et al. 1993). Jika terdapat mutasi pada nukleotida bagian ekson maka akan mempengaruhi efisiensi pada peptida transit, situs pelekatan dengan subunit lainnya dan situs katalitik. Perubahanperubahan ketiganya ditunjukkan dengan kisaran efisiensi BCKDH dalam memetabolisme BCAAs.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keragaman ruas ekson 2 – 3 gen penyandi enzim BCKDHA.
3
METODE Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni-Oktober 2013 di bagian Fungsi Hayati dan Perilaku Hewan, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Sampel DNA Sampel DNA sapi madura yang digunakan adalah koleksi dari Dr. R.R Dyah Perwitasari, FMIPA IPB, yang diperoleh dari kabupaten Bangkalan, Madura. Sebanyak 10 sampel DNA yang diekstraksi dari sampel darah dicampur menjadi satu (pooled DNA samples) yang kemudian diberi label J (Lampiran 2). Amplifikasi dan Visualisai DNA Amplifikasi ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA dilakukan secara in vitro menggunakan mesin PCR ESCO Swift Maxi Thermal Cycler. Pereaksi PCR yang digunakan untuk volume reaksi 25 μl terdiri atas sampel DNA sekitar 50 ng sebanyak 1 µl, GoTaq® Green Master Mix 2X (Promega) (1 unit Taq Polimerase, 400 μM dNTP, 3 mM MgCl2), primer forward AF318 (5’-agcacccccacaggtggcag-3’) dan primer reverse AF319 (5’-cctgtcttgtggtccttagacc-3’) (lampiran 3) masing-masing 0,1 μM. Kondisi PCR yang digunakan adalah: predenaturasi 95 °C dua menit, kemudian dilanjutkan 30 siklus terdiri dari denaturasi 95 °C 45 detik, suhu penempelan primer 58 °C satu menit, pemanjangan DNA pada suhu 72 °C satu menit, dan diakhiri pemanjangan DNA pada suhu 72 °C lima menit. Produk PCR diamati menggunakan metode polyacrilamide gel electrophoresis (PAGE) dengan konsentrasi akrilamid 6% yang dilanjutkan dengan pewarnaan perak (Byun et al. 2009). Komposisi penyusun gel adalah larutan akrilamid (akrilamid:bis akrilamid = 29:1) dan larutan buffer 1x TBE (Tris HCl 10 mM, asam borat 1M, EDTA 0,1 mM, pH 8.0). Perunutan Produk PCR Produk PCR yang berupa pita tunggal di atas gel poliakrilamid dan berukuran 516 pasang basa (pb) dijadikan sampel dalam reaksi perunutan nukleotida. Reaksi PCR perunutan nukleotida menggunakan primer yang sama seperti amplifikasi awal dengan metode sequencing big dye terminator. Output perunutan nukleotida berupa kromatogram yang dilakukan oleh lembaga komersial jasa sequencing. Pembacaan runutan nukleotida menggunakan program ABI Prism 3700-Avant Generic Analyzer. Analisis Data Runutan nukleotida yang diperoleh kemudian diedit dan saling disejajarkan dengan runutan DNA referensi yang ada dalam database GenBank (http://ncbi.nlm.nih.gov) menggunakan program BioEdit versi 7.1.11. dan program Clustal W 1.8 yang tertanam dalam program Moleculer Evolutionary Genetics Analysis versi 5.0.5 (MEGA 5). Runutan nukleotida gen BCKDHA referensi yang diambil sebagai pembanding adalah dari B. taurus (sapi taurine) no. akses NW_001493616, Camelus ferus (unta) no. akses NW006211451, Capra hircus (kambing) no. akses NC_022310, dan Ovis aries (domba) no. akses NC_019471. Penghitungan jarak genetik dilakukan berdasarkan model subtitusi Kimura-2parameter (K2P).
4
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Amplifikasi Ruas Ekson 2 – 3 gen BCKDHA Ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA pada sapi madura J berhasil diamplifikasi dengan metode PCR menggunakan pasangan primer forward AF318 dan reverse AF319 dengan panjang amplikon sekitar 516 pb (Gambar 2) (Lampiran 4). J
516 pb
M
500 pb 400 pb 300 pb
Keterangan: J = Kode sampel sapi madura dan M = Penanda DNA 100 pb. Gambar 2 Amplikon ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA diatas gel poliakrilamida 6% setelah pewarnaan perak. Analisis Varian Nukleotida Ruas Ekson 2 – 3 Gen BCKDHA Puncak-puncak setiap nukleotida yang ada dalam kromatogram hasil perunutan nukleotida adalah tunggal dan tidak ada satupun yang tumpang tindih (Gambar 3). Nukleotida tunggal yang diwakili oleh setiap puncak adalah sangat jelas walaupun terdiri atas banyak sampel. Hal ini menunjukkan bahwa runutan nukleotida dari kesepuluh sampel yang dicampur menjadi satu adalah sama persis. Dengan kata lain, dari sepuluh sampel sapi madura yang digunakan dalam penelitian ini tidak ditemukan adanya varian nukleotida.
Gambar 3 Kromatogram menunjukkan puncak-puncak tunggal pada hasil sekuens. Runutan nukleotida gen BCKDHA sapi madura J yang diperoleh dalam penelitian ini meliputi: ekson 2 sepanjang 168 nukleotida (nt), intron 2 sepanjang 106 nt, ekson 3 sepanjang 87 nt, dan intron 3 diperkirakan lebih dari 113 nt (Tabel 1). Data ini menunjukkan bahwa organisasi gen BCKDHA di ruas 2 – 3 pada ruminansia relatif sama dilihat dari ukuran panjang ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA.
5 Tabel 1 Ukuran ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA pada sapi madura J dan spesies pembanding. Panjang ruas (dalam nt) Spesies
Nomor aksesi
Sapi madura J Bos taurus Camelus ferus Capra hircus Ovis aries
NW_001493616 NW006211451 NC_022310 NC_019471
Kategori data DNA DNA DNA DNA DNA
Ekson 2
Intron 2
Ekson 3 Intron 3
168 168 168 168 168
106 106 101 105 105
87 87 87 87 87
>113 >113 >112 >113 >113
Sumber: Database GenBank (http://ncbi.nlm.nih.gov). Variasi nukleotida yang diperoleh dalam penelitian ini meliputi 10 nt pada ekson 2, 23 nt pada intron 2 dan 5 nt pada ekson 3 (Tabel 2). Tabel 2 Variasi nukleotida ekson 2 – 3 gen BCKDHA dari sampel sapi madura J terhadap nukleotida gen BCKDHA spesies pembanding.
Keterangan:
Nomor situs nukleotida dibaca secara vertikal. Tanda titik menunjukkan nukleotida yang sama dengan nukleotida pada sapi madura J. Nomor aksesi spesies dalam Tabel 2 sama dengan nomor aksesi spesies dalam Tabel 1.
Pembahasan Pita tunggal DNA berukuran 516 pb hasil amplifikasi tervisualisasikan pada gel poliakrilamid sesuai dengan ukuran desain primer mengacu pada B. taurus. Organisasi gen merupakan sistem hubungan yang terstruktur pada suatu gen yang memiliki fungsi tertentu. Organisasi gen BCKDHA pada vertebrata sangat conserved atau memiliki kesamaan salah satunya dalam segi ukuran dan fungsi. Sifat conserved ditunjukkan dengan adanya puncak-puncak tunggal pada kromatogram hasil sekuens PCR ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA. Pada ruas ekson 2 – 3, organiasasi gen BCKDHA ini pada sapi Madura adalah identik. Jika perbandingan diperluas ke vertebrata (data tidak diperlihatkan), organisasi gen BCKDHA ini juga identik. Selain organisasi gen, ruasruas ekson gen BCKDHA ini juga sangat conserved, terutama ruas ekson 2 – 3 (Tabel 3) pada kelompok hewan Bovidae. Sifat conserved ini menjadi latar belakang dari
6 desain penelitian ini, yaitu semua sampel dijadikan satu (DNA pooling). Teknik DNA pooling juga dilakukan oleh Sham (2002), Mahfud (2009) dan Herodita (2009). Ukuran ruas ekson 2 – intron 3 gen BCKDHA pada hewan ruminansia relatif sama (Tabel 1). Variasi nukleotida menunjukkan bahwa Sapi madura J identik dengan Bos taurus (NW001493616). Sebagaimana gen-gen vital bagi metabolisme, nilai keragaman ruas-ruas ekson gen BCKDHA sangat rendah (Ibeagha-Awemu et al. 2008) karena bersifat sangat conserved. Keragaman yang dipelajari dalam penelitian ini adalah keragaman ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA terkait pengaruhnya terhadap kendali fungsi pengikatan antar subunit dan juga terkait efisiensi metabolisme makanan pada sapi madura. Sapi madura umumnya merupakan hasil persilangan dari sapi zebu sebagai induk dan banteng sebagai pejantan, namun ada beberapa jenis sapi madura yang merupakan hasil persilangan dari sapi zebu sebagai induk betina dan sapi taurine sebagai pejantan. Kesamaan fenotipe dapat dilihat dari warna bulu antara sapi taurin dengan sapi madura yang berwarna merah kecoklatan (Maksum 1993). Berdasarkan kromosom Y ditemukan beberapa sampel sapi madura merupakan keturunan dari sapi taurin (Kusdiantoro et al. 2009).
SIMPULAN Pada populasi sapi madura tidak ditemukan keragaman di ruas ekson 2 – 3 gen BCKDHA. Organisasi gen BCKDHA pada ruas ekson 2 – 3 pada sapi madura sama dengan anggota ruminansia lainnya dari segi ukuran, komposisi runutan nukleotida dan fungsinya.
DAFTAR PUSTAKA Byun SO, Fang Q, Zhou H, Hickford JGH. 2009. An effective method for silver staining DNA in large numbers of polyacrylamide gels. Anal Biochem. 385:174175. Chuang JL, Cox RP, Chuang DT. 1993. Characterization of the promoter-regulatory region and structural organization of E1α gene (BCKDHA) of human branchedchain α-ketoacid dehydrogenase complex. J Biol Chem. 268(11):8309-8316. Elsik CG, Tellam RL, Worley KC. [Bovine Genome Sequencing and Analysis Consortium]. 2009. The genome sequence of taurine cattle: a window to ruminant biology and evolution. Science. 324(5926):522-528. Friedrich T, Lambert AM, Masino MA, Downes GB. 2012. Mutations of zebrafish dihydrolipoamide branched-chain transacylase E2 results in motor dysfunction and models maple syrup urine disease. Disease Model and Mechanism. 5:248-258. Herodita LU. 2009. Identifikasi defisiensi bovine leucocite adhesion deficiency (BLAD) pada sapi friesan-holstein (FH) dari peternakan di jawa-bali [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
7 Hutson SM, Fenstermacher D, Mahar C. 1988. Role of mitochondrial transamination in branched chain amino acid metabolism. The Journal of Biological Chemistry. 263(8):3618-3625. Huitema H. 1986. Peternakan di Daerah Tropis; Arti Ekonomi dan Kemampuannya, Penelitian di Beberapa Daerah di Indonesia. Terjemahan: Peni Hardjosworo. Jakarta (ID): Yayasan Obor Indonesia. Ibeagha-Awemu EM, Kgwatalala P, Ibeagha AE, Zhao X. 2008. A critical analysis of disease-associated DNA polymorphisms in the genes of cattle, goat, sheep, and pig. Mamm Genome. 19:226-245. Kusdiantoro M, Olsson M, Tol HTA, Mikko S, Vlamings BH, Andersson G, Martinez HR, Purwantara B, Paling W, Colender B et al. 2009. The origin of indonesian cattle. PLoS ONE. 4:1-5. Mahfud K. 2009. Deteksi Dini Kelainan Genetik Complex Vertebral Malformation dan Factor XI Deficiency pada Sapi Perah Friesian-Holstein [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Maksum K. 1993. Hasil-hasil penelitian sapi madura di Sub Balai Penelitian Ternak Grati-Pasuruan. Di dalam: Hasil Penelitian dan Pengembangan Sapi Madura. Prosiding Pertemuan Ilmiah; Sumenep (ID), 11-12 Oktober 1992. Morris SM. 2006. Branched-chain amino acids: metabolism, physiological function, and application. The Journal of Nutrition. 136:254-255. Nijman IJ, Otsen M, Verkaar ELC, de Ruijter C, Hanekamp E, Ochieng JW, Shamshad S, Rege JEO, Hanotte O, Barwegen MW et al. 2003. Hybridization of banteng (Bos javanicus) and zebu (Bos indicus) revealed by mitochondrial DNA, satellite DNA, AFLP and microsatellites. Heredity. 90:10-16. Patel MS, Harris RA. 1995. Mammalian α-keto acid dehydrogenase complexes: gene regulation and genetic defects [review]. FASEB J. 9: 1164-1172. Payne WJA, Hodges J. 1997. Tropical Cattle: Origins, Breed, and Breeding Policies. Oxford: Blackwell Science Ltd. Pettit FH, Yeaman SJ, Reed LJ. 1978. Purification and characterization of branched chain α- ketoacid dehydrogenase complex of bovine kidney. Proc NatL Acad Sci. 75:4881-4885. Sham P, Bader JS, Craig I, O’Donovsan M, Owen M. 2002. DNA pooling: a tool for a larfe-scale association studies. Nar Rev Genet. 3(11):862:871. Yeaman SJ. 1986. The mammalian 2-oxoacid dehydrogenases: a complex family. Trends Biochem Sci: 11:293-296. Zhang B, Edenberg HJ, Crabb DW, Harris RA. 1989. Evidence for both a regulatory mutation and a structural mutation in a family with maple syrup urine disease. J Clin Invest. 83(4):1425-9. Zhang B, Healy PJ. Zhao Y, Ciabb DW, Hams RA. 1990. Premature translation termination of the pre-Ela subunit of the branched chain a-ketoacid dehydrogenase as a cause of maple syrup urine desease in Polled Hereford calves. J. Biol. Chem. 265:2425-2427. Zhang B, Zhao Y, Harris RA, Crab DW. 1991. Molecular defects in the E1 alpha subunit of the branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase complex that cause maple syrup urine disease. Mol Biol Med. 8(1): 39-47.
8
LAMPIRAN Lampiran 1 Gambar sapi madura
(Sumber: http://ditjennak.deptan.go.id)
Lampiran 2 Database DNA polled samples Kode sampel S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10
Sumber ektraksi Darah Darah Darah Darah Darah Darah Darah Darah Darah Darah
Darah yang diambil 200 µl 200 µl 200 µl 200 µl 200 µl 200 µl 200 µl 200 µl 200 µl 200 µl
Asal Bangkalan Bangkalan Bangkalan Bangkalan Bangkalan Bangkalan Bangkalan Bangkalan Bangkalan Bangkalan
Tipe Sapi Pedaging Pedaging Pedaging Pedaging Pedaging Pedaging Pedaging Pedaging Pedaging Pedaging
9 Lampiran 3 Posisi penempelan primer AF318 dan AF319 pada peta organisasi gen BCKDHA sapi Bos taurus (NW001493616)
Lampiran 4 Posisi penempelan primer AF318 dan AF319 1 51 101 151 201 251 301 351 401 451 501
agcaccccca caggtggcag AF318-primer forward aagccgcagt tcccaggggc catccagccc aatgtcatct ggcagggcca gatcatcaac ctccccccga ccctgtgcct tctggcccca gctggcccac caggagaagg tgctcaaatt ggaccgcatc ctctatgaat ggagggggcc tgggattacc gccaaaagac agcgcccaaa tgtggtcctt agacc Primer reverse
caacagcagc acttctcgtc cctggatgac ctcagcggag ctgggatccc cccagcgagg cccatgccca gtctgtctgt ctacaagagc cccagaggca tgaggtcctg gaagagggag
ttcatagaca catctaccgg atccccacgt agccccttgc gcctctgtct atgaccctgc ggtgcgtggg cccaccctac tggaatggag
agctcgaatt gtcatggacc aagaggccac ccatctcctc gcagctgccc tcaacaccat gacaggctag ctgtgtctgg atccctgtct AF319-
10
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bekasi pada tanggal 30 September 1991. Penulis merupakan putri bungsu dari empat bersaudara dari pasangan Bapak Achmad Bakrie dan Ibu Penih. Penulis lulus dari SMAN 1 Tambun Utara, Bekasi pada tahun 2009 dan melanjutkan pendidikan di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Perttanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama masa studi di IPB penulis aktif di berbagai organisasi kemahasiswaan. Pada tahun 2009 sebagai anggota Klub Cinta Lingkungan dan Dewan Mushola Asrama Putri A3 TPB, tahun 2010-2011 sebagai sekretaris divisi Biosains Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) dan pengurus rohis kelas biologi angkatan 46, tahun 2011 sebagai anggota UKM bela diri Taekwondo IPB. Penulis juga terlibat dalam beberapa kepanitiaan kegiatan kampus pada tahun 2010 seperti Lomba Cepat Tepat Biologi (LCTB) “Pesta Sains Nasional 2010” divisi Publikasi, Dekorasi dan Dokumentasi, Green Society divisi Dana Usaha dan Konsumsi, Masa Pengenalan Departemen Biologi angkatan 47 (MORFOLOGI 47) divisi Pendamping Junior Kelas, tahun 2011 sebagai sekretaris divisi LCTB, sekretaris pada acara Seminar Nasional; “Kesehatan Reproduksi Manusia”, sekretaris Pesta Karya ilmiah Mahasiswa club (PKM club), Musyawarah Wilayah Jawa I Ikatan Himpunan Mahasiswa Biologi Indonesia (IKAHIMBI) divisi penginapan, Panitia Pemilihan Raya Himabio 2011 divisi acara dan tahun 2012 sebagai panitia IPB Green Living Movement (IGLM) 2nd divisi Photography and Film Contest. Penulis pernah mengikuti program magang mahasiswa di Pusat Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Bogor pada divisi khusus pembibitan tanaman selama libur alih semester 2010. Penulis telah melakukan Studi Lapangan pada tahun 2011 di Hutan Pendidikan Gunung Walat IPB (HPGW), Sukabumi Jawa Barat dengan judul “Ragam Ektomikoriza pada Pinus dan Meranti di Gunung Walat” dibawah bimbingan Ir. Agustin Wydia Gunawan, M.Si. Selain itu penulis telah melakukan Praktik Lapangan di PT. Godang Tua Jaya, Bantar Gebang, Bekasi dengan judul “Pengomposan Sampah Organik dengan Teknik Open Windrow (Aerob) di Tempat Pengolahan Sampah Terpadu (TPST) Bantar Gebang” dibawah bimbingan Dr. Ir. Utut Widyastuti, M.Si. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Fungsi Hayati dan Perilaku Hewan tahun 2013. Selama masa studi penulis juga menerima Beasiswa Bantuan Mahasiswa (BBM).
