BAB I Pendahuluan

BAB I Pendahuluan
I.1 Latar Belakang
Mitokondria adalah organel sel eukariot yang berfungsi sebagai organ respirasi,
pembangkit energi dengan menghasilkan adenosine triphosphate (ATP). Jumlah
mitokondria tiap sel tergantung jenis sel dan juga jenis organisme. Mitokondria
ditemukan dalam jumlah banyak pada sel yang memiliki aktivitas metabolisme tinggi
seperti sel-sel kontraktil, contohnya sel sperma pada bagian ekornya, sel otot jantung
dan yang aktif membelah seperti sel epitelium, akar rambut dan epidermis kulit.
Anderson et al., (1981) telah berhasil menentukkan urutan genom mitokondria
(mtDNA) manusia secara lengkap yaitu 16.569 pb yang tersusun dalam bentuk
sirkuler yang memiliki rantai ganda H (heavy strand) yang kaya akan basa G dan
rantai L (light strand) yang kaya akan basa C. Urutan mtDNA manusia tersebut
dikenal dengan urutan nukleotida Cambridge Reference sequence (CRS),
selanjutnya urutan ini menjadi rujukan standar dalam berbagai studi genetika
molekul terutama yang berkaitan dengan polimorfisme mtDNA manusia. DNA
mitokondria (mtDNA) mempunyai sifat yang unik yang berbeda dengan DNA inti
diantaranya memiliki laju mutasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan DNA inti,
terdapat dalam jumlah yang banyak (lebih dari 1000 kopi) dan hanya diwariskan dari
ibu. Atas dasar sifat yang unik tersebut maka DNA mitokondria dapat dijadikan
dasar untuk keperluan forensik, evolusi dan genealogi.
Peneliti-peneliti
terdahulu
telah
menggunakan
restriction
fragment
length
polymorphism (RFLP) sebagai salah satu metode untuk mengamati polimorfisme
dalam studi antropologi molekul, untuk mempelajari sejarah evolusi populasi
manusia (garis keturunan/ silsilah) dan untuk mendefinisikan mutasi yang berkaitan
dengan penyakit. RFLP juga telah digunakan sebagai metode yang ampuh dalam
menentukan elusidasi hubungan evolusi diantara kelompok etnis (Brown et al., 1980,
Denaro et al., 1981 dan Blanc et al., 1983). Metode RFLP adalah metode analisis
berdasarkan enzim restriksi dimana urutan nukleotida akan dipotong oleh enzim
restriksi pada posisi tertentu pada lokasi yang tidak saling berhubungan dan akan
dihasilkan
fragmen
yang
panjangnya
berbeda-beda.
Penelitian
mengenai
polimorfisme mtDNA manusia berdasarkan enzim restriksi diantaranya telah berhasil
mengelompokkan populasi asli Amerika menjadi haplogroup A, B, C, dan D
(Torroni et al., 1992). Pengelompokan haplogroup berdasarkan enzim restriksi juga
telah berhasil mengelompokkan suku-suku bangsa atas haplogroup tertentu seperti
haplogroup L (L1, L2, L3) termasuk ke dalam group garis keturunan sub Sahara
Afrika. Haplogroup H, I, J, K,V, W hampir semua mtDNA nya berasal dari Eropa,
Afrika Utara, Caucasia dan Asia Barat, sedangkan haplogroup A, B, C, D, E, F, G,
dan M adalah mayoritas garis keturunan dari Asia, Oceania dan asli Amerika (Nicole
et al., 2001)
Pada penelitian sebelumnya telah digunakan metode RFLP
untuk menentukan
hubungan evolusi diantara kelompok etnis umat manusia (silsilah) yang
dikelompokkan ke dalam sejumlah haplogroup tertentu, tetapi penentuan haplogroup
dengan metode RFLP tidak menggunakan urutan nukleotida lengkap (16.569 pb),
tetapi hanya menganalisis pada daerah-daerah tertentu saja dari urutan nukleotida
(Horai et al., 1986). Untuk melihat kesesuaian antara haplogroup RFLP dengan
haplogroup urutan nukleotida lengkap, maka pada penelitian ini akan ditentukan
haplogroup mtDNA manusia berdasarkan prinsip RFLP yang dilakukan atas dasar
posisi mutasi dari urutan nukleotida lengkap mtDNA manusia secara in silico.
I.2 Rumusan Masalah
Peneliti terdahulu telah menggunakan metode RFLP untuk menentukan haplogroup
dari berbagai suku bangsa di dunia, tetapi haplogroup yang ditentukan dengan
metode RFLP tidak menggunakan urutan nukleotida lengkap mtDNA. Oleh sebab
itu diduga ada ketidaksesuaian antara haplogroup RFLP dengan haplogroup yang
ditentukan atas dasar posisi mutasi dari urutan nukleotida lengkap.
I.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan yang ada, penelitian ini dilakukan untuk menentukan
haplogroup
mtDNA manusia atas dasar RFLP dan posisi mutasi dari urutan
nukleotida lengkap secara in silico.
I.4 Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada 584 urutan nukleotida lengkap mtDNA manusia yang
diwakili oleh tiga kelompok suku bangsa Asia, Eropa dan Afrika. Penentuan
haplogroup mtDNA manusia dilakukan menggunakan empat belas enzim restriksi
endonuklease secara in silico untuk enam belas haplogroup dengan cara menganalisis
satu persatu dengan melihat sisi pemotongan enzim (recognition site) dan posisi
mutasi dari basa yang terdapat pada urutan nukleotida tersebut.
I.5 Strategi Penelitian
Penentuan haplogroup RFLP mtDNA manusia dilakukan dengan pendekatan sebagai
berikut. Pertama kali dilakukan pengeditan 584 sampel untuk selanjutnya dianalisis
dengan program Mito Mutation Analyzer (MMA). Hasil analisis dengan program
MMA menghasilkan jumlah, jenis dan posisi mutasi, delesi serta insersi dari urutan
nukleotida lengkap mtDNA manusia. Tahap berikutnya jumlah, jenis dan posisi
mutasi, insersi serta delesi dipindahkan ke program Excel. Selanjutnya digunakan
empat belas enzim restriksi untuk menentukan haplogroup mtDNA manusia tersebut
secara in silico.
I.6 Sistematika Tesis
Pemaparan isi tesis diawali dengan Bab I pendahuluan yang menjelaskan latar
belakang dan tujuan penelitian, dilanjutkan dengan Bab II tinjauan pustaka yang
memuat dasar teori dan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan penelitian yang
dilakukan. Kemudian dilanjutkan dengan Bab III metodologi penelitian yang
menjelaskan tahap-tahap pengerjaan penelitian. Bab IV memuat hasil dan
pembahasan. Tesis ini diakhiri dengan Bab V kesimpulan yang memaparkan
kesimpulan keseluruhan penelitian serta saran untuk penelitian lanjutan.