ORGANISASI GENOM MITOKONDRIA CRUSTACEA
MARIA ULFA
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 Organisasi Genom Mitokondria (mtDNA) Crustacea 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 disertasi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2014 Maria Ulfa NIM G34070077
ABSTRAK MARIA ULFA. Organisasi Genom Mitokondria Crustacea. Dibimbing oleh ACHMAD FARAJALLAH dan DYAH PERWITASARI. Kandungan gen dalam genom mitokondria sangat stabil antar taksa hewan. Mulai dari invertebrata sampai vertebrata.Tetapi organisasi gennya sangat beragam antar taksa.Penelitain ini bertujuan untuk mempelajari organisasi gen pada mtDNA Crustacea, terutama pada kejadian translokasi rRNA.Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data organisme Crustacea yang diunduh dari situs http://ncbi.nlm.nih.gov. Skema organisasi gen dibuat menggunakan Corel Draw dan Microsoft Paint. Jumlah data yang diperoleh 292 entri, yang terdiri dari 6 Ordo, yaitu Malacostraca 70 spesies, Maxillopoda 30 spesies, Branchiopoda 6 spesies, Ostracoda, Remipedia, dan Cephalocarida, masing-masing 1 spesies. Secara keseluruhan diperoleh 63 tipe organisasi gen. Berdasarkan tipe gen yang paling banyak dari setiap Ordo, ditemukan banyak translokasi gen di sekitar klaster rRNA, yaitu NAD1, valin (V), leusin (L), dan control region (CR). Kata kunci: filogeni, invertebrata, Malacostraca, rRNA, translokasi
ABSTRACT 1
M MARIA ULFA. The Rearrangements of Crustaceans Mitochondrial DNA. Supervised by ACHMAD FARAJALLAH and DYAH PERWITASARI. The content of genes in the mitochondrial genome (mtDNA) in very stable between animal taxonomical, from invertebrates to vertebrates. But the rearrangements are very diverse between taxa group. The aim of this research is to learn the rearrangement of Crustaceans mtDNA, especially the rRNA translocation. The data used in this research is Crustaceans which download from http:// ncbi.nlm.nih.gov. The gene rearrangements were created using CorelDraw and Microsoft Paint. The amount of data obtained 292 entries, which consisted of 6 Orders, 70 species of Malacostraca, 30 species of Maxillopoda, 6 species of Branchiopoda, and one for each Ostracods, Remipeds, and Cephalocarids. According to the majority type of each Order, the result showed many of translocation gene in rRNA cluster, they were NAD1, valine (V), leucine (L), and control region (CR). Keywords: phylogeny, invertebrate, Malacostraca, rRNA, translocation
ORGANISASI GENOM MITOKONDRIA CRUSTACEA
MARIA ULFA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Biologi pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Organisasi Genom Mitokondria Crustacea Nama : Maria Ulfa NIM : G34070077
Disetujui oleh
Dr Achmad Farajallah Pembimbing I
Dr RR Dyah Perwitasari Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Iman Rusmana 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 diselesaikandalam memenuhi salah satu syarat mendapatkan gelar Sarjana Sains di Departemen Biologi FMIPA IPB. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober 2012 ini adalah analisis genom DNA mikondria, dengan judul Organisasi Genom Mitokondria Crustacea. Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu dan Ayah beserta seluruh keluarga, yang senantiasa memberi dukungan, doa dan kasih sayang. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr.Ir. Achmad Farajallah, MSi.dan Ibu Dr.Ir. Dyah Perwitasari, MSc. selaku pembimbing yang senantiasa membimbing dan memberi arahan. Terima kasih kepada seluruh staf Departemen Biologi IPB atas bimbingannya selama penulis menjalani studi di IPB.Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Iman Rusmana selaku Ketua Departemen Biologi dan juga penguji luar komisi, Ibu Dr. Tridiati selaku komdik Departemen Biologi, Ibu Dr. Utut Widyastuti selaku sekertaris FMIPA, Ibu NinaRatna Djuwita, MSi. selaku Pembimbing Akademik yang telah membantu penulis selama menjalani studi. Penulis juga sampaikan terima kasih kepada teman-teman Biopat, Tia, Mami, Mala, Joe, Eko, Om, Fahmi, Mini, Ivan, Komal, dan lainnya.Kepada adikadik 45, Tami, Esa, Andri, dan Mae.Kepada adik-adik 46, Ziah, Okta, Heca, Abduh, Ayoy dan Pipina. Kepada anggota Zoo Corner, Bu Ana, Kak Andi, Kak Wildan, Kak Silvi, Kak Bulan, Kak Sars, Kak Nunus, Kak Dini, Pak Bambang, Pak Kiranadi, Mba Puji, Mba Kanti, Ulil, Via, Ega. Kepada teman-teman 348, Yuyun, Ica, dan Nengnong. Kepada keluarga Puri Fikriyah, Niki, Gama, Eka, Meta, Rina, Bu Wiwin, dan Pak Maman. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014 Maria Ulfa
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Tujuan Penelitian
1
METODE
2
Bahan
2
Analisis Data
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
3
Hasil
3
Pembahasan
7
SIMPULAN
9
DAFTAR PUSTAKA
10
LAMPIRAN
12
RIWAYAT HIDUP
17
DAFTAR TABEL 1 Nama gen dan alternatifnya di situs GenBank 2 Data jumlah spesies dan jumlah tipe organisasi gen pada tiap Ordo
2 4
DAFTAR GAMBAR 1 Organisasi mtDNA Malacostraca 2 Organisasi mtDNA Maxillopoda 3 Organisasi mtDNA Branchiopoda, Ostracoda, Remipedia, dan Cephalocarida 4 Tipe organisasi gen yang paling banyak pada tiap Ordo 5 Contoh organisasi gen mikondria pada vertebrta 6 Translokasi rRNA Crustacea 7 Perbandingan translokasi gen organisme Insekta (D. yakuba) dan Crustacea (P. notialis, P. longivcarpus, dan D. pulex)
5 6 6 7 7 9 9
DAFTAR LAMPIRAN 1 Nomor akses data mtDNA Crustacea di situs GenBank 2 Contoh data runutan lengkap nukleotida mtDNA anggota Crustacea serta featurenya
12 13
1
PENDAHULUAN Sejak runutan lengkap genom mitokondria (mtDNA) manusia berhasil dipetakan (Anderson et al. 1981), kemudian runutan lengkap mtDNA pada beberapa spesies juga terus dilakukan. Dalam rentang waktu tahun 1981 sampai dengan tahun 2011, runutan lengkap mtDNA sudah berhasil dipetakan untuk 2458 spesies hewan (http://ncbi.nlm.nih.gov). Kecepatan pemetaan mtDNA tersebut tidak bisa dilepaskan dari popularitasnya sebagai penanda genetik dalam berbagai studi makro dan mikroevolusi pada beragam taksa hewan. Popularitas tersebut didukung oleh beberapa keunggulan mtDNA dibanding genom inti, yaitu jumlah kopi genomnya sangat banyak per sel, laju evolusinya relatif cepat, tidak mengalami rekombinasi dan diwariskan secara maternal atau uniparental.Selain itu, kandungan gen dalam mtDNA relatif sedikit dan sangat stabil antar taksa hewan sehingga konsep homologi relatif mudah tercapai untuk keperluan menelusuri hubungan kekerabatan antar taksa hewan (Boore 1999). Bentuk mtDNA hewan berupa molekul sirkuler dengan ukuran berkisar antara 14,000 dan 39,000 pasangan basa (pb). Pada hewan, mtDNA umumnya menyandikan 37 gen, yaitu yang menyandikan rRNA ada 2 gen, tRNA ada 22 gen, menyandikan protein 13 gen, dan satu ruas noncoding yang berukuran besar yang dikenal sebagai control region (Boore 1999). Gen-gen yang saling berdekatan banyak ditemukan saling tumpang tindih tanpa adanya intron. Kodon stop beberapa gennya tidak sempurna yang kemudian mengalami modifikasi paska transkripsi (Kilpert dan Podsiadlowski 2006). Selain itu, ruas mtDNA yang menyandikan suatu gen bisa ada di utas heavy (utas positif) maupun di utas light (utas negatif) (Boore et al. 1995). Kelas Crustacea merupakan anggota Filum Arthropoda bersama-sama dengan Insekta, Ararachanida, Millipeda, Centipeda, Symphyla, dan Nymphonidae, sehingga saat ini hubungan filogenetik Crustacea di dalam filum Arthropoda masih menjadi perdebatan. Berdasarkan 13 gen penyandi protein mtDNA, Insecta merupakan nenek moyang dari Crustacea (Hickerson dan Cunningham 2000). Kemudian, berdasarkan beberapa karakter diagnostik yang ada di kepala (antena, mandibula dan maksila) kelompok Crustacea ini bersifat monofiletik (Koenamann 2009). Peneliti lain mengemukakan bahwa karakter yang digunakan untuk menyebutkan sifat monomorfik Crustacea bersifat pleseiomorf, terutama pada Ordo Mandibulata (Ritcher et al. 2007). Hal yang sama juga untuk Ordo-ordo yang lain dari Crustacea, sifat monofiletiknya tidak pernah disepakati, baik yang diturunkan dari data molekular (DNA dan protein), karakter morfologi pada hewan yang hidup maupun yang sudah menjadi fosil (Giribet et al. 2001, Ritcher 2002, Brusca dan Brusca 2000, Elfoson et al. 1990, Ruppert et al. 2004). Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah mempelajari organisasi mtDNA pada Crustacea, terutama translokasi di sekitar gen rRNA. Organisasi mtDNA sangat diperlukan untuk menegakkan homologi, baik secara teoritis maupun praktis, dalam analisis hubungan-hubungan kekerabatan antar anggota Crustacea.
2
METODE Bahan Bahan yang digunakan adalah runutan nukleotida lengkap mtDNA taksa Crustacea yang diunduh dari basis data nukleotida National Centre for Biotechnology Information (NCBI). Analisis Data Pengunduhan Data Data runutan nukleotida lengkap mtDNA diunduh dari portal data http://ncbi.nlm.gov yang menyatukan data mtDNA dari European Molecular Biology Laboratorium (EMBL), DNA Database of Japan (DDBJ) dan GenBank. Kata kunci pencarian yang digunakan adalah “complete mitochondri*” pada opsi pencarian pull-down menu nucleotida. Tanda wildcard (*) digunakan untuk meluaskan pilihan ke kata mitochondria, mitochondrion, ataupun mithocondrial. Data yang diperoleh diseleksi berdasarkan taksa dengan cara mengganti opsi pencarian pull-down menu tree menjadi taxonomic group. Semua data dalam taksa Crustacea diunduh dalam format lengkap GenBank. Penyortiran Data Kata kunci “complete genome” tidak spesifik digunakan untuk whole genome. Oleh karena itu, data yang telah diunduh disortir berdasarkan ukurannya, yaitu yang berukuran antara 14.000 - 25.000 pb (Boore, 1999). Setelah itu, data yang diperoleh kemudian dicermati secara lebih detail berkenaan dengan beragam feature yang mengarah ke mitochondrial complete genome, antara lain bentuk molekul sirkular, kode akses yang dimulai dengan “NC_”, asal organismenya “Crustacea”, dan jenis organelnya “mitochondrion”. Kode akses “NC_” adalah kode yang dibuat oleh staf GenBank setelah data runutan nukleotida yang diunggah ke situs GenBank diverifikasi. Pensejajaran Organisasi Gen Nama-nama gen diseragamkan mengikuti Ogoh dan Ohmiya (2004) (Tabel 1). Semua titik awal runutan nukleotida dari data dipindahkan ke ujung 5’ gen CO1. Notasi untuk gen mengikuti features genome yang dibuat oleh setiap penulis. Nama-nama gen tersebut kemudian diurutkan menjadi organisasi gen menggunakan CorelDraw dan Microsoft Paint. Untuk memudahkan analisis, semua data dipilah-pilah berdasarkan tingkatan taksa Ordo. Tabel 1 Nama gen dan alternatifnya di situs GenBank (http://ncbi.nlm.nih.gov) Nama Gen CO1 CO2 CO3 CytB
Kepanjangan Cytochrome c oxidase subunit 1 Cytochrome c oxidase subunit 2 Cytochrome c oxidase subunit 2 Cytochrome B
Alternatif COX1, COI, cox1, coI COX2, COII, cox2, coII COX3, COIII, cox3, coIII CYTB, cob
3 ATP6 ATP8 ND1 ND2 ND3 ND4 ND4L ND5 ND6 12S
ATP synthase F0 subunit 6 ATP synthase F0 subunit 8 NADH dehydrogenase subunit 1 NADH dehydrogenase subunit 2 NADH dehydrogenase subunit 3 NADH dehydrogenase subunit 4 NADH dehydrogenase subunit 4L NADH dehydrogenase subunit 5 NADH dehydrogenase subunit 6 rRNA- small subunit 12S
16S
rRNA- small subunit 16S
Ala Cys Asp Glu Phe Gly His Ile Lys Leu Met Asn Pro Gln Arg Ser Thr Val Trp Tyr CR NC
tRNA- Alanine tRNA- Cysteine tRNA- Aspartic Acid tRNA- Glutamic Acid tRNA- Phenylalanine tRNA- Glycine tRNA- Histidine tRNA- Isoleucine tRNA- Lysine tRNA- Leucine tRNA- Methionine tRNA- Asparagine tRNA-Proline tRNA- Glutamine tRNA- Arginine tRNA- Serine tRNA- Threonine tRNA-Valine tRNA- Tryptophan tRNA- Tyrosine Control region Noncoding region
ATPase subunit 8 ATPase subunit 8 NAD1, nad1 NAD2, nad2 NAD3, nad3 NAD4, nad4 NAD4L, nd4l NAD1, nd5 NAD1, nd6 s-RNA, rrnS, 12S rRNA, 12S ribosomal RNA l-RNA, rrnL, 16S rRNA, 16S ribosomal RNA trnA, tRNA-Ala trnC, tRNA-Cys trnD, tRNA-Asp trnE, tRNA-Glu trnF, tRNA-Phe trnG, tRNA-Gly trnH, tRNA-His trnI, tRNA-Ile trnK, tRNA-Lys trnL, tRNA-Leu trnM, tRNA-Met trnN, tRNA-Asn trnP, RNA-Pro trnQ, tRNA-Gln trnR, tRNA-Arg trnS, tRNA-Ser trnT, tRNA-Thr trnV, tRNA-Val trnW, tRNA-Trp trnY, tRNA-Tyr D-loop, repeat_region misc_feature
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Data yang berhasil diunduh sebanyak 292 adalah data (Lampiran 1). Ada 2 jenis data yang diperoleh, yaitu data asli dari penulis dan data yang telah diverifikasi oleh staf GenBank. Secara keseluruhan konten kedua jenis data tersebut sama, dan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data yang telah diverifikasi, yaitu sebanyak 109 data. Struktur data dalam format GenBank
4 full disajikan dalam Lampiran 2. Semua data (109 data) mempunyai organisasi mtDNA yang saling berbeda. Data tersebut terdiri dari Malacostraca sebanyak 70 spesies, Maxillopoda 30 spesies, Branchiopoda 6 spesies, Ordo Ostracoda, Remipedia, dan Cephalocarida masing-masing 1 spesies (Tabel 2). Tipe yang paling banyak diwakili oleh Ordo Malacostraca, yaitu sebanyak 44 tipe. Tipe yang paling banyak (tipe 1), yaitu 23 spesies (Gambar 1). Pada Ordo Maxillopoda, ditemukan 30 tipe organisasi gen, yang paling banyak yaitu sebanyak 9 spesies (Gambar 2). Pada Ordo Branchiopoda, ditemukan 2 tipe organisasi gen. Kedua tipe memiliki jumlah spesies yang sama, yaitu masingmasing 3 spesies.(Gambar 3). Sedangkan pada Ordo Ostracoda, Remipedia, dan Cephalocarida yang hanya diwakili oleh masing-masing 1 spesies (Gambar 3). Berdasarkan data yang telah dipetakan, secara keseluruhan ditemukan gen komplemen (gen dengan arah penyandian yang berlawanan) sebanyak 34% dan nonkomplemen (gen dengan arah penyandian yang sama) sebanyak 66%. Skema organisasi gen dibuat berdasarkan translokasi yang ada pada tiap spesies. Tipe organisasi gen yang paling banyak jumlah spesiesnya dijadikan pembanding bagi tipe lainnya. Kecuali Ordo pada Branchiopoda, karena kedua tipe jumlah spesiesnya sama. Pada skema organisasi gen, warna abu-abu merupakan gen komplemen. Spasi kosong menunjukkan bahwa susunan gennya sama dengan organisasi gen tipe 1. Garis tebal pada tepi kotak menunjukkan translokasi rRNA yang dibatasi oleh NAD 1, valin (V), leusin (L), dan control region (CR). Sedangkan tanda kurung siku ([ ]) menunjukkan jumlah spesies (Gambar 1, 2, 3, 4, 5, dan 6). Berdasarkan tipe yang paling banyak dari tiap Ordo, ditemukan 6 variasi translokasi rRNA (Gambar 4). Translokasi rRNA tipe A adalah yang paling banyak ditemukan pada kelompok Crustacea, yaitu 50 spesies. Pada translokasi rRNA Crustacea, ditemukan banyak delesi, insersi, komplemen, dan subtitusi (Gambar 6). Tabel 2 Data jumlah spesies dan jumlah tipe organisasi gen pada tiap Ordo Ordo Malacostraca Maxillopoda Branchiopoda Ostracoda Remipedia Cephalocarida
Jumlah Spesies 70 30 6 1 1 1
Organisasi Gen Jumlah Organisasi Jumlah spesies tipe Gen yang paling banyak 44 14 3 1 1 1
32 9 3 1 1 1
5
Gambar 1. Organisasi mtDNA Malacostraca
6
Gambar 2. Organisasi mtDNA Maxillopoda
Gambar 3. Organisasi mtDNA Branchiopoda, Ostracoda, Remipedia, dan Cephalocarida
7
Gambar 4.Tipe organisasi gen yang paling banyak pada setiap Ordo
Gambar 5. Translokasi rRNA Crustacea dari tipe yang paling banyak pada setiap Ordo
Pembahasan Sebagian besar hewan yang ada di muka bumi ini merupakan kelompok invertebrta, dan 75% di antaranya merupakan filum Arthropoda. Akan tetapi, jumlah laporan mengenai pemetaan mtDNA hewan inverebtrata, termasuk Arthropoda di situs GenBank (http://ncbi.nlm.gov) relatif lebih sedikit dibandingkan kelompok vertebrata (Giribet et al. 1999). Panjang mtDNA Crustacea umumnya memiliki sekitar 14,000 - 17,000 pb. Akan tetapi, pada organisme Isopoda Armadillidium vulgare panjang basa nukleotidanya mencapai
8 42,000 pb. Hal ini disebabkan oleh delesi dan insersi gen-gen mtDNA dalam jumlah besar. Selain itu, ada juga fragmen-fragmen yang diduplikasi secara berulang (Raymond et al. 1999) Karakter translokasi gen mitokondria bisa digunakan untuk menganalisis hubungan filogenetik suatu taksa (Boore et al. 1998). Secara keseluruhan, translokasi gen pada mtDNA Crustacea sangat bervariasi. Oleh, karena itu analisis penelitian ini difokuskan pada translokasi rRNA, karena klasternya lebih kecil dibandingkan tRNA dan gen penyandi protein. Sebagai pembanding, pada kelompok vertebrata, seperti amphibi, aves, mammalia, reptil, dan pisces, translokasi gennya relatif sama dan jarang ditemukan gen kompelemen (Haring et al. 2001, Parham et al. 2006, Gilkeson et al. 2007, Garvin et al. 2010, Ryu et al. 2011). Gen-gen yang umum ditemukan di sekitar klaster tRNA adalah NAD1, valin (V), leusin (L), Fenilalanin (F) dan control region. Gen-gen tersebut juga relatif sama seperti yang ditemukan pada Crustacea, kecuali gen fenilalanin (F) (Gambar 6). Gen-gen rRNA pada organisme Arthropoda biasanya ditemukan pada posisi yang berdekatan, dan dibatasi oleh control region (CR) (Shao dan Barker 2003). Dalam laporan Hickerson dan Cunningham (2000) disebutkan bahwa kelompok Insekta merupakan nenek moyang dari kelopmpok Crustacea. Dalam laporannya, disebutkan ada delapan translokasi gen pada kepiting Pagurus longicarpus yang identik dengan Drosopila yakuba dan Daphnia pulex, yaitu tRNA leusin (L), glisin (G), alanin (A), isoleusin (I), metionin (M), triptofan (Y), prolin (P), valin (V), glutamin (Q), AT-rich region, dan gen penyandi protein NAD2 dan NAD3 (Gambar 7). Hasil yang sama pada karakter translokasi gen penyandi protein NAD2 dan NAD3 juga dilaporkan oleh Black dan Roehrdanz (1998) dan Campbell dan Barker (1999). Hanya tRNA valin (V) saja terlibat dalam inversi transkripsi (Gambar 7). Kedelapan translokasi gen tersebut juga ditemukan pada famili Decapoda, termasuk juga gen-gen yang tidak ditemukan pada Drosopila yakuba dan Daphnia pulex, juga tidak ditemukan pada Penaeus notialis. Keidentikan karakter translokasi tersebut, diduga muncul akibat homoplasi, yaitu suatu sifat yang pada yang ditemukan pada suatu individu yang berevolusi secara independen dan tidak diturunkan dari nenek moyang. Translokasi gen pada vertebrata relatif jarang ditemukan, dan jika ditemukan biasanya menyebabkan gangguan kesehatan bahkan kematian pada individu tersebut. Mitokondria merupakan sumber energi bagi sel, dan kompleksitas metabolisme biokomia di dalam sel mempengaruhi metabolisme jaringan dan organ. Organ-organ vital yang memiliki aktivitas aerobik tertinggi dan tingkat regenetif terendah seperti otak dan jantung bisa mengalami gangguan. Beberapa kasus penyakit yang disebabkan oleh translokasi gen antara lain degenersi mata, ataxia, gagal ginjal, dan kematian usia dini. Kasus yang paling sering ditemukan adalah defisiensi rantai pernafasan (respiratory chain deficiency) dan asidosis laktat pada sel (Tang et al. 2000). selain adanya mutasi (translokasi) mtDNA, gangguan kesehatan juga bisa diakibatkan oleh mutasi gen inti (Finnila 1999).
9
Gambar 6. Contoh organisasi gen mikondria pada vertebrta
Gambar 7. Perbandingan translokasi gen organisme Insekta (D. yakuba) dan Crustacea (P. notialis, P. longivcarpus, dan D. pulex)
SIMPULAN Secara keseluruhan total tipe organisasi gen mitokondria Crustacea yang ditemukan ada 63 tipe. Berdasarkan hasil yang diperoleh, pada translokasi rRNA ditemukan banyak gen kompelemen, insersi, delesi, dan subtitusi. Gen-gen tersebut adalah gen valin (V), leusin (L), control region (CR), dan ND1.
10
DAFTAR PUSTAKA Anderson S, Bankier AT, Barrel BG, de Buji MH, Coulson AR, Droujin J, Eperon IC, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, Schreier PH, Smith AJ, Staden R, Young IG. 1981. Sequence and organization of the human mithocondrial genome. Nature 290: 457-464. Black WCI, Roehrdanz RL. 1998. Mitochondrial gene order is not conserved in Arthropods: prostriate and metastriate tick mitochondrial genomes. Mol Biol Evol 15: 1772-1785. Boore JL, Collins TM, Stanton D, Daehler LL, Brown WM. 1995. Deducing the pattern of Arthropod phylogeny from mitochondrial DNA rearrangements. Nature 376: 163-165. Boore JL, Lavrov DV, Brown WM. 1998. Gene translocation links Insects and Crustaceans. Nature392: 667-668. Boore JL. 1999. Animal mitochondial genomes. Nucleid Acids Research. 27: 1767-1780. Brusca RC, Brusca GJ. 2004. Invertebrates. Systematic Biology: 53 (4): 664-666. Campbell NJH, Barker SC. 1998.An unprecedented major rearrangement in an Arthropod mitochondrial genome.Mol Biol Evol 15: 1786-1787. Elofsson R, Hessler RR. 1990. Central nervous system of Hutchinsoniella macracantha (Cephalocarida). Journal of Crustacean Biology 10: 423439. Finnila S. 1999. Phylogenetic analysis of mitochondrial DNA: detection of mutations in patients with occipital stroke. [disertasi]. Oulu: University of Oulu. Garvin MR, Saitoh K, Churikov DY, Brykov VA, Gharrett AJ. 2010. Single nucleotide polymorphisms in chum salmon (Oncorhynchus keta) mitochondrial DNA derived from restriction site haplotype information. Genome: 53(7): 501-507. Gilkeson G, Tomlinson S, Holers VM, Rohrer B. 2007. Targeting complement factor h for treatment of diseases. [disertasi]. Colorado: University of Colorado. Giribet G, Carranza S, Baguna J, Riurot M, Ribera C. First molecular evidance for existance of a Tardigra Arthropoda clade. 1999. Mol Biol Evol 13 (1): 7684. Giribet G. Edgecombe GD, Wheeler WC. 2001. Arthropod phylogeny based on eight molecular loci and morphology. Nature 413: 157-161. Haring E, Kruckenhauser L, Gamauf A, Riesing MJ, Pinsker W. 2001. The complete sequence of the mitochondrial genome of Buteo buteo (Aves, Accipitridae) indicates an early split in the phylogeny of raptors. Mol Biol Evol 18(10): 1892-1904. Hickerson MJ, Cunningham CW. 2000. Dramatic mitochondrial gene rearrangements in the hermit crab Pagurus longicarpus (Crustacea, Anomura).Mol Biol Evol17(4): 639-644. Kilpert F, Podsiadlowski. 2006. The complete mitochondrial genome of the common sea slater Ligia oceanica (Crustacea, Isopoda) bears a novel gene order and unusual control region features. BMC Genomics 7:241.
11 Koenemann S, Olesen J, Alwes F, Iliffe TM, Hoenemann M, Ungerer P, Wolff C,Scholtz G. 2009. The post-embryonic development Remipedia (Crustacea): additional results and new insights. Development Genes and.Evolution219: 131-145. Ogoh K, Ohmiya,Y. 2004. Complete mitochondrial DNA sequence of the seafirefly, Vargula hilgendorfii (Crustacea, Ostracoda) with duplicate control regions. Gene 327 (1): 131-139. Parham JF, Macey JR, Papenfuss TJ, Feldman CR, Turkozan O, Polymeni, Boore J. 2006. The phylogeny of Mediterranean tortoises and their close relatives based on complete mitochondrial genome sequences from museum specimens. Mol Phylogenet Evol 38 (1): 50-64. Raymond R, Marcade I, Bouchon D, Rigaud T, Bossy JP, Grosset CS. 1999. Organization of the Large Mitochondrial Genome in the Isopod Armadillidium vulgare. Genetics 151: 203-210. Richter S. 2002. The Tetraconata concept:hexapod-Crustacean relationships and the phylogeny of Crustacea. Diversity & Evolution 2: 217-237. Richter S, Olesen J, Wheeler WC. 2007. Phylogeny of Branchiopoda (Crustacea) based on a combined analysis of morphological data and six molecular loci. Cladistics 23: 301-336. Ruppert EE. Fox RS, Barnes RD. 2004. Invertebrate zoology: a functional evolutionary approach. Belmont: Brooks Cole Thomson. Ryu SH, Hwang UW. 2011. Complete mitochondrial genome of the Seoul frog Rana chosenica (Amphibia, Ranidae): comparison of Rana chosenica and Rana plancyi.Mitochondrial DNA: 22 (3): 53-54. Shao R, Barker SC. 2003. The highly rearranged mitochondrial genome of the plague thrips, thrips imaginis (Insecta: Thysanoptera): convergence of two novel gene boundaries and an extraordinary arrangement of rRNA Genes. Mol Bio Evol 20(3): 362-370. Tang Y, Schon EA, Wilichowski E, Memije MEV, Davidson E, King MP. 2000. Rearrangements of human mitochondrial DNA (mtDNA): new insights into the regulation of mtDNA copy number and gene expression. Molecular Biology of the Cell 11: 1471-1485.
12
LAMPIRAN
Lampiran 1 Nomor akses data mtDNA Crustacea di situs GenBank Kode Akses NC_002184 NC_004251 NC_005037 NC_006081 NC_006281 NC_006880 NC_006891 NC_006916 NC_006992 NC_007010 NC_007379 NC_007442 NC_007443 NC_007444 NC_008412 NC_008413 NC_009626 NC_009679 NC_011013 NC_011243 NC_011597 NC_011598 NC_012060 NC_012217 NC_012565 NC_012566 NC_012567 NC_012569 NC_012572 NC_012738 NC_013032 NC_013246 NC_013480 NC_013713 NC_013819 NC_013976 NC_014339 NC_014342 NC_014492 NC_014687
Ordo Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca
Kode Akses NC_014854 NC_014883 NC_015073 NC_015607 NC_016015 NC_016184 NC_016192 NC_016925 NC_016926 NC_017600 NC_017760 NC_017868 NC_018097 NC_018778 NC_019606 NC_019607 NC_019608 NC_019609 NC_019610 NC_019653 NC_019654 NC_019655 NC_019656 NC_019657 NC_019658 NC_019659 NC_019660 NC_019661 NC_019662 NC_020020 NC_020021 NC_020022 NC_020023 NC_020024 NC_020025 NC_020026 NC_020027 NC_020029 NC_020040 NC_020310
Ordo Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca
Kode Akses NC_020311 NC_020312 NC_020313 NC_020314 NC_020351 NC_021458 NC_021753 NC_021754 NC_021971 NC_003979 NC_005934 NC_005935 NC_005936 NC_006293 NC_007215 NC_008742 NC_008831 NC_008974 NC_012455 NC_019627 NC_000844 NC_001620 NC_004465 NC_006079 NC_021382 NC_021383 NC_005937 NC_005306 NC_005938
Ordo Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Malacostraca Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Maxillopoda Branchiopoda Branchiopoda Branchiopoda Branchiopoda Branchiopoda Branchiopoda Cephalocarida Ostracoda Remipedia
13
Lampiran 2 Contoh data runutan lengkap nukleotida mtDNA anggota Crustacea serta featurenya. LOCUS DEFINITION ACCESSION VERSION DBLINK
NC_013032 14113 bp DNA circular INV 15-AUG-2010 Metacrangonyx longipes mitochondrion, complete genome. NC_013032 NC_013032.1 GI:254798853 Project: 39687 BioProject: PRJNA39687 KEYWORDS RefSeq. SOURCE mitochondrion Metacrangonyx longipes (subterranean amphipod) ORGANISM Metacrangonyx longipes Eukaryota; Metazoa; Ecdysozoa; Arthropoda; Crustacea; Malacostraca; Eumalacostraca; Peracarida; Amphipoda; Gammaridea; Hadzioidea; Metacrangonyctidae; Metacrangonyx. REFERENCE 1 (bases 1 to 14113) AUTHORS Bauza-Ribot,M.M., Jaume,D., Juan,C. and Pons,J. TITLE The complete mitochondrial genome of the subterranean crustacean Metacrangonyx longipes (Amphipoda): A unique gene order and extremely short control region JOURNAL Mitochondrial DNA 20 (4), 88-99 (2009) PUBMED 19513930 REFERENCE 2 (bases 1 to 14113) CONSRTM NCBI Genome Project TITLE Direct Submission JOURNAL Submitted (24-JUL-2009) National Center for Biotechnology Information, NIH, Bethesda, MD 20894, USA REFERENCE 3 (bases 1 to 14113) AUTHORS Pons,J. TITLE Direct Submission JOURNAL Submitted (03-MAR-2008) Pons J., Biodiversity and Conservation, IMEDEA (CSIC-UIB), Mallorca, Spain, Miquel Marques, 21, Esporles, Balearic Islands, 07190, SPAIN COMMENT PROVISIONAL REFSEQ: This record has not yet been subject to final NCBI review. The reference sequence was derived from AM944817. COMPLETENESS: full length. FEATURES Location/Qualifiers source 1..14113 /organism="Metacrangonyx longipes" /organelle="mitochondrion" /mol_type="genomic DNA" /db_xref="taxon:510302" /dev_stage="adult" /country="Spain:Mallorca" /common="subterranean amphipod" CDS complement(1..1137) /transl_table=5 /product="cytochrome b" /protein_id="YP_003084313.1" /db_xref="GI:254798854" /db_xref="GeneID:8220986" /translation="MLNQLKDKSSLIKILNSTF --- asam amino dihapus tRNA 1141..1204 /product="tRNA-Lys" /anticodon=(pos:1168..1170,aa:Lys,seq:ttt) /db_xref="GeneID:8220993" tRNA 1205..1265 /gene="trnM" /product="tRNA-Met" /anticodon=(pos:1235..1237,aa:Met,seq:cat) /db_xref="GeneID:8221016" tRNA 1264..1326 /gene="trnI" /product="tRNA-Ile" /anticodon=(pos:1294..1296,aa:Ile,seq:gat) /db_xref="GeneID:8221014" tRNA complement(1325..1383) /product="tRNA-Thr" /anticodon=(pos:complement(1351..1353),aa:Thr,seq:tgt)
14 tRNA
tRNA
tRNA CDS
tRNA
tRNA
CDS
tRNA
gene CDS
tRNA
tRNA
CDS
CDS
/db_xref="GeneID:8221010" complement(1385..1443) /gene="trnY" /product="tRNA-Tyr" /anticodon=(pos:complement(1411..1413),aa:Tyr,seq:gta) /db_xref="GeneID:8221018" complement(1439..1498) /product="tRNA-Gln" /anticodon=(pos:complement(1466..1468),aa:Gln,seq:ttg) /db_xref="GeneID:8221020" complement(1499..1556) /product="tRNA-Cys" /db_xref="GeneID:8221006" 1556..2546 /note="TAA stop codon is completed by the addition of 3' A residues to the mRNA" /transl_except=(pos:2546,aa:TERM) /transl_table=5 /product="NADH dehydrogenase subunit 2" /protein_id="YP_003084314.1" /db_xref="GI:254798855" /db_xref="GeneID:8221005" /translation="MFFHPSLILFLFLLLFSV --- asam amino dihapus 2547..2610 /product="tRNA-Trp" /anticodon=(pos:2577..2579,aa:Trp,seq:tca) /db_xref="GeneID:8220995" 2613..2674 /product="tRNA-Gly" /anticodon=(pos:2643..2645,aa:Gly,seq:tcc) /db_xref="GeneID:8221019" 2677..4218 /transl_table=5 /product="cytochrome c oxidase subunit I" /protein_id="YP_003084315.1" /db_xref="GI:254798856" /db_xref="GeneID:8221008" /translation="MFKRWLFSTNHKDIGTLYF --- asam amino dihapus 4214..4273 /product="tRNA-Leu" /anticodon=(pos:4244..4246,aa:Leu,seq:taa) /db_xref="GeneID:8220990" 4274..4958 /gene="COX2" /db_xref="GeneID:8221011" 4274..4958 /note="TAA stop codon is completed by the addition of 3' A residues to the mRNA" /product="cytochrome c oxidase subunit II" /protein_id="YP_003084316.1" /db_xref="GI:254798857" /db_xref="GeneID:8221011" /translation="MLTWFMLNFQDSSSSVME --- asam amino dihapus 4957..5016 /product="tRNA-Lys" /anticodon=(pos:4984..4986,aa:Lys,seq:ttt) /db_xref="GeneID:8220991" 5017..5077 /product="tRNA-Asp" /anticodon=(pos:5048..5050,aa:Asp,seq:gtc) /db_xref="GeneID:8221013" 5078..5236 /product="ATP synthase F0 subunit 8" /protein_id="YP_003084317.1" /db_xref="GI:254798858" /db_xref="GeneID:8221004" /translation="MPQMAPSLWLLIYFFMCFM --- asam amino dihapus 5227..5895 /transl_table=5 /product="ATP synthase F0 subunit 6" /protein_id="YP_003084318.1" /db_xref="GI:254798859" /db_xref="GeneID:8220989" /translation="MTMNLFSIFDPSTLYF --- asam amino dihapus
15 CDS
CDS
tRNA
tRNA
tRNA
tRNA
tRNA
tRNA CDS
tRNA
CDS
CDS
CDS
CDS
5895..6683 /product="cytochrome c oxidase subunit III" /protein_id="YP_003084319.1" /db_xref="GI:254798860" /db_xref="GeneID:8220988" /translation="MTSHKNHPYHLVEKS --- asam amino dihapus 6685..7038 /product="NADH dehydrogenase subunit 3" /protein_id="YP_003084320.1" /db_xref="GI:254798861" /db_xref="GeneID:8220992" /translation="MYILNILVLILLGLSFI --- asam amino dihapus 7037..7097 /product="tRNA-Ala" /anticodon=(pos:7066..7068,aa:Ala,seq:tgc) /db_xref="GeneID:8220996" 7084..7146 /product="tRNA-Ser" /anticodon=(pos:7115..7117,aa:Ser,seq:tct) /db_xref="GeneID:8221001" 7147..7207 /product="tRNA-Asn" /anticodon=(pos:7177..7179,aa:Asn,seq:gtt) /db_xref="GeneID:8221017" 7205..7265 /product="tRNA-Glu" /anticodon=(pos:7235..7237,aa:Glu,seq:ttc) /db_xref="GeneID:8221003" 7254..7320 /product="tRNA-Arg" /anticodon=(pos:7285..7287,aa:Arg,seq:tcg) /db_xref="GeneID:8221007" complement(7315..7374) /product="tRNA-Phe" /db_xref="GeneID:8221002" complement(7358..9076) /product="NADH dehydrogenase subunit 5" /protein_id="YP_003084321.1" /db_xref="GI:254798862" /db_xref="GeneID:8221015" /translation="MKESIYFIYMMMMFSMSFI --- asam amino dihapus complement(9083..9142) /product="tRNA-His" /anticodon=(pos:complement(9111..9113),aa:His,seq:gtg) /db_xref="GeneID:8220999" complement(9140..10454) /note="TAA stop codon is completed by the addition of 3' A residues to the mRNA" /transl_except=(pos:complement(9140),aa:TERM) /transl_table=5 /product="NADH dehydrogenase subunit 4" /protein_id="YP_003084322.1" /db_xref="GI:254798863" /db_xref="GeneID:8221009" /translation="MGLTFLLSSMILSNMVI --- asam amino dihapus complement(10454..10738) /transl_table=5 /product="NADH dehydrogenase subunit 4L" /protein_id="YP_003084323.1" /db_xref="GI:254798864" /db_xref="GeneID:8220997" /translation="MINLIILFGLIMNLVK --- asam amino dihapus 10737..11243 /product="NADH dehydrogenase subunit 6" /protein_id="YP_003084324.1" /db_xref="GI:254798865" /db_xref="GeneID:8220998" /translation="MNIYIYFIFSFLSYMLII --- asam amino dihapus complement(11261..12181) /product="NADH dehydrogenase subunit 1" /protein_id="YP_003084325.1" /db_xref="GI:254798866" /db_xref="GeneID:8221000" /translation="MVLEYLIIINYFIM --- asam amino dihapus
16 tRNA
rRNA
tRNA
rRNA
misc_feature
complement(12176..12235) /product="tRNA-Leu" /anticodon=(pos:complement(12204..12206),aa:Leu,seq:tag) /db_xref="GeneID:8220994" complement(12206..13342) /product="l-rRNA" /note="16S ribosomal RNA" /db_xref="GeneID:8221012" complement(13299..13361) /product="tRNA-Val" /anticodon=(pos:complement(13331..13333),aa:Val,seq:tac) /db_xref="GeneID:8220987" complement(13343..14037) /product="s-rRNA" /note="12S ribosomal RNA" /db_xref="GeneID:8221021" 14038..14113 /note="control region"
ORIGIN 1 ttataaatta attatttttt ctcaagagta attaattaaa ggtcttataa tataataacc 61 gaaatataaa actcttagag tttgcccggt aaaaatataa ggaggctcta caggggatat -------- runutan nukleotida dihapus -------13981 agaacaaaag ctttaaatat ttaagttttt aataaaaata atcaaacaac aattaagttt 14041 tttttttttt ttaaaaaaaa aaaaaaactt ctagacttag tctaattagt attttcaaaa 14101 tactgttaag aag //
17
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir pada tanggal 9 Mei 1989 di Jakarta, dan merupakan anak pertama dari pasangan Sutrisno dan Lie Kui Lian. Pada usia 5 tahun mulai memsauki bangku sekolah taman kanak-kanak di TK Tunas Harapan Bangsa (1994), SDN 06 Pagi Jakarta (1995-2001), SMPN 23 Petang Jakarta (2001-2004), SMAN 40 Jakarta (2004-2007). Pada tahun 2007 diterima di Institut Pertanian Bogor (USMI) dengan Program Biologi. Selama masa studi di IPB, penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO).Penulis pernah mengikuti Studi Lapangan di di Wana Wisata Cangkuang, Sukabumi Jawa Barat dengan judul laporan “Lumut Sejati di Cangkuang”. Pada bulan Juli-Agustus 2010 penulis melakukan kegiatan Praktik Lapangan di Pusat Pendidikan dan Latihan Serikat Petani Indonesia (Pusdiklat SPI) dengan judul “Penyilangan Kelinci di Pusat Pendidikan dan Latihan Serikat Petani Indonesia (Pusdiklat SPI)”.
