Karakteristik Genotip (Lanjutan)

Karakteristik Genotip
(Lanjutan)
Siti K. Chaerun
Analisis DNA
Komposisi Basa (G+C content)
• Mol% G+C = (G+C)/(A+T+G+C) x 100%
• Prokariot mempunyai mol% G+C berkisar: 2378%
• Semakin besar perbedaan mol%G+C antara 2
organisma, maka semakin jauh hubungan
kekerabatan dari 2 organisma tsb.
• Secara teori, perbedaan mol%G+C pada 2
molekul DNA dari organisma sebesar:
– 20-30% ----Æ Tidak ada kekerabatan
– >10% -----Æ berbeda genus
– > 5% -----Æ berbeda species
• Kenyataannya:
• Beberapa Genus Treponema (Phylum
Spirochaetes) dan beberapa class
Mollicutes (Phylum Fermicutes),
berdasarkan analisis sikuen DNA nya
menunjukkan kekerabatan yang dekat,
tapi perbedaan mol% G+C sebesarnya
~20%.
– Faktor yang menyebabkan perubahan dan
laju perubahan kandungan G+C tidak
dimengerti dan tidak diketahui.
• Perubahan kandungan G+C mungkin karena:
– Preparasi DNA yang berbeda-beda sehingga homogenitas
molekul DNA tersebut akan berbeda
– maka nilai mol%G+C merupakan nilai rata-rata (mean)
– Contoh yang lain: dengan species yang sama tapi beda
strain (Bacillus subtilis), perbedaan mol%G+C sebesar
5.7% (dari 4 analisis)
• Kesimpulan:
– Similaritas dalam komposisi basa (mol% G+C) tidak berarti
menunjukkan hubungan kekerabatan yang dekat karena
penentuan komposisi basa ini tidak berbanding lurus
dengan sikuen linier basa molekul DNA tersebut.
– Sehingga Mol%G+C tidak dapat digunakan sebaagai
karakter taksonomi.
– Namun demikian, perbedaan dalam mol%G+C sangat
berguna secara taksonomi dalam memisahkan grup
organisma dan dapat merupakan indikator dari
homogenitas suatu grup (taxa), sehingga mol%G+C ini
harus selalu ada dalam deskripsi suatu grup/taxa.
]
Kekerabatan DNA (Homolog)
• Semakin dekat hubungan kekerabatan 2
organisma berdasarkan karakter genotip nya,
maka semakin sama sikuen basa nukleotidanya
dan semakin besar tingkat pembentukan hibrida
nya (hibridisasi)
– Sifat renaturasi (The process by which complementary strands
of nucleic acids re-form their native conformations) digunakan
dalam mempelajari DNA relatedness (homology)
– Heterologous (hibrida): ssDNA dari 1 organisma bergabung
dengan ssDNA organisma lain
– Jumlah “mismatch” pada molekul “heterologous duplex”
ditentukan dengan membandingkan Tm (melting T) dari molekul
heterologous duplex tsb dengan Tm dari molekul homologous
duplex. Yaitu semakin kecil perbedaan Tm (ΔTm) nya, maka
semakin sedikit jumlah “mismatch” pada hibrida nya, dan
semakin dekat kekerabatan DNA nya.
dsDNA dissociates
(denatures) into ssDNA
which will reassociate at a T
15-30oC below Tm (melting
T) to give the original
molecule. It is this property
of renaturation that is used
in DNA relatedness (or
homology) studies.
• Dalam mempelajari group prokariot, dimana
karakterisasi fenotip yang telah dilakukan masih
sulit membedakan antara 2 spesies, maka
kekerabatan DNA ini sangat diperlukan.
• Metode kekerabatan DNA (=DNA relatedness)
akan memberikan data yang kuat dalam
mendefinisikan spesies (=genomic species atau
genetic species) yaitu: suatu group strain yang
menunjukkan DNA relatedness lebih besar atau
sama dengan 70% pada kondisi hibridisasi
optimal (5oC atau kurang dari ΔTm).
– Kekerabatan DNA > atau = 70%: spesies sama
– Kekerabatan DNA < 70%: spesies berbeda