Karakteristik Gen Opsin Sensitif Ultra Violet (UVop

7
PEMBAHASAN
Gen UVop A. mellifera memiliki delapan
ekson (Bellingham et al. 1997). Berdasarkan
homologi desain primer, penamaan ekson dan
intron pada A. cerana mengikuti penamaan
pada A. mellifera.
Alignment ekson tiga hingga ekson tujuh
UVop A. cerana dengan cDNA A. mellifera
menunjukkan adanya 21 mutasi DNA yang
didominasi oleh transisi antara purin ↔ purin
atau pirimidin ↔ pirimidin daripada
transversi, purin ↔ pirimidin. Transisi yang
terjadi sebanyak 17 (10 T↔C, 7 G↔A) dan
transversi sebanyak 4 (1 C↔A, 2 G↔T, 1
C↔G).
Mutasi DNA yang terjadi pada no. 3, 4, 6
dan 8 (Gambar 3) menyebabkan terjadinya
mutasi asam amino pada no. 1-4 (Gambar 5).
Hal ini berarti terjadi perubahan empat asam
amino dari 21 mutasi DNA. Dengan
demikian, 17 mutasi DNA yang lain tidak
menyebabkan mutasi asam amino (silent
mutation).
Asam amino dapat digolongkan menjadi
beberapa
golongan
berdasarkan
sifat
polaritasnya, yaitu kecenderungan molekul
untuk berinteraksi dengan air. Sifat polaritas
bervariasi mulai dari yang sama sekali tidak
polar atau hidrofobik (tidak menyukai air)
sampai bersifat amat polar atau hidrofilik
(menyukai air) (Lehninger 1988). Sifat
polaritas asam amino mempengaruhi struktur
polipeptida yang dihasilkan. Mutasi asam
amino yang terjadi yaitu perubahan serin
(polar) menjadi asparagin (polar), metionin
(non-polar) menjadi isoleusin (non-polar), dan
valin (non-polar) menjadi isoleusin (nonpolar). Mutasi asam amino tersebut terjadi
dalam kelompok yang sama, sehingga tidak
mengakibatkan terjadinya perubahan sifat
hidrofobisitasnya, akibatnya tidak terjadi
perubahan struktur protein.
Homologi UVop antara A. cerana dengan
A. mellifera pada ekson tiga hingga ekson
lima adalah sebesar 96% dan homologi ekson
enam sampai tujuh sebesar 97 %. Sedangkan
homologi asam amino ekson tiga hingga tujuh
sebesar 84%.
Hasil alignment DNA UVop A. cerana
dengan cDNA A. mellifera menunjukkan
adanya lima intron pada posisi basa ke- 467,
598, 771, 929, 1025. Berdasarkan Bellingham
et al. (1997), UVop A. mellifera memiliki
tujuh intron pada posisi basa ke- 59, 252, 467,
598, 771, 929 dan 1025. Hal ini berarti semua
intron UVop A. cerana memiliki posisi yang
sama dengan intron pada UVop A. mellifera.
Ukuran intron satu hingga intron tujuh
pada UVop A. mellifera adalah sebesar 269,
199, 68, 80, 99, 73 dan 73 pb (Bellingham et
al. 1997). Intron tiga hingga intron tujuh
UVop A. cerana berukuran 72, 77, 84, 70 dan
51 pb. Dengan demikian, ukuran semua intron
UVop A. cerana berbeda dengan ukuran intron
UVop A. mellifera.
Intron adalah bagian utas DNA yang tidak
ditranskripsi menjadi mRNA karena telah
dipotong dan dikeluarkan dari utas DNA
sebelum proses transkripsi berlangsung (Page
& Holmes 1998). Walaupun intron tidak
menyandikan protein tetapi informasi urutan
intron dapat berguna sebagai karakteristik dari
gen tersebut. Panjang intron yang didapatkan
pada penelitian ini sebesar 354 pb dan
didominasi oleh basa AT (63.01%). Hal ini
sesuai dengan intron pada lebah yang
didominasi oleh basa AT (Raffiudin &
Crozier 2007).
Situs penyambung intron pada inti dikenali
oleh spliceosome pada dinukleotida yang
conserve yaitu GT pada ujung 5’ intron dan
AG pada ujung 3’ intron. Pengenalan situs
penyambung ini terjadi sekitar 99% dari
daerah sambungan intron pada sebagian besar
organisme (Deutsch & Long 1999). Intron
tiga, empat, dan enam pada UVop A. cerana
diawali dengan basa GT dan diakhiri dengan
basa AG. Dua buah intron di dalam eksplorasi
ini belum lengkap yaitu intron lima tidak
diawali oleh GT dan intron tujuh tidak
diakhiri dengan AG.
Pada A. mellifera, tingkat mRNA gen
opsin sensitif hijau di dalam lebah pekerja
berfluktuasi dalam siklus harian yang
bergantung pada cahaya. Tingkat mRNA lebih
tinggi pada lebah pekerja daripada lebah yang
tinggal di dalam sarang. Hal ini menunjukkan
bahwa ekspresi gen yang menyandikan
komponen penglihatan diregulasi oleh
kebutuhan penglihatan lebah sepanjang hari
dan selama hidupnya. Dengan demikian ada
hubungan antara komponen fototransduksi
dan tingkah laku yang berhubungan dengan
penglihatan pada hewan (Sasagawa et al.
2003).
SIMPULAN
Panjang DNA UVop A cerana yang
berhasil dikarakterisasi dari ekson tiga sampai
tujuh sebesar 959 pb dengan 200 asam amino.
Homologi UVop antara A. cerana dengan A.
mellifera pada ekson tiga hingga ekson lima
sebesar 96% dan homologi ekson enam
8
sampai tujuh sebesar 97 %. Sedangkan
homologi asam amino ekson tiga hingga tujuh
sebesar 84%. Mutasi DNA yang terjadi
sebanyak 21 mutasi, empat mutasi
menyebabkan perubahan asam amino dan 17
mutasi yang lain merupakan silent mutation.
Intron yang terdapat diantara ekson tiga
sampai dengan ekson tujuh UVop A. cerana
sebanyak lima intron. Semua intron memiliki
posisi yang sama dengan UVop A. mellifera.
Ukuran dari masing-masing intron berbeda.
Intron tersebut diawali dengan GT dan
diakhiri dengan AG. Komposisi basa intron
didominasi oleh basa AT (63.01%).
SARAN
Penelitian lanjutan perlu dilakukan mulai
dari ekson satu serta pada bagian yang belum
berhasil tereksplorasi pada penelitian ini,
sehingga seluruh sekuen dari UVop A. cerana
dapat terkarakterisasi dengan lengkap.
DAFTAR PUSTAKA
Bellingham J, Wilkie SE, Morris AG,
Bowmaker JK, Hunt DM. 1997.
Characterisation of the ultraviolet
sensitive opsin gene in the honey bee.
Apis mellifera. Eur J Biochem 243:775781.
Borror DJ, Triplehorn CA, dan Johnson NF.
1982. An Introduction to the Study of
Insect. Ohio: Saunders College Pub.
Dethier VG, Stellar E. 1964. Animal
Behaviour:
Its
Evolutionary
and
Neurogical Basis. Second edition.
Prentice Hall, Inc.
Deutsch M, Long M. 1999. Association of
intron phases with conservation at splice
site sequences and evolution of
spliceosomal introns. Mol Biol Evol
16:1528-1534.
Kumar S, Tamura K, Nei M. 2004. MEGA3:
Integrated software for molecular
evolutionary genetics analysis and
sequence
alignment.
Briefings
in
Bionformatics 5:150-163.
Lehninger AL. 1988. Principles of
Biochemistry. New York: Worth.
Michener CD. 1974. The Social Behaviour of
the Bees. Cambridge : The Belknap Pr of
Harvard Univ Pr.
Page RDM, Holmes EC. 1998. Molecular
Evolution: A Phylogenetic Approach.
Cambridge: Blackwell Science.
Raffiudin R, Crozier R. 2007. Phylogenetic
analysis of honeybee behavioural
evolution. Mol Phylogen Evol 43:543552.
Salcedo E et al. 2003. Molecular basis for
ultraviolet vision in invertebrates. J
Neurosci 23:10873-10878.
Sambrooks J, Fritsch EF, Maniatis T. 1989.
Molecular Cloning a Laboratory Manual.
Ed ke-2. New York: Cold Spring Harbor
Laboratory Pr.
Sasagawa H, Narita R, Kitagawa Y,
Kadowaki T. 2003. The expression of
genes encoding visual component is
regulated by a circadian clock, light
environment and age in the honeybee
(Apis mellifera). Europ J Neurosci
17:963-970.
Spaethe J, Briscoe AD. 2005. Molecular
characterization and expression of the UV
opsin in bumblebees: three ommatidial
subtypes in the retina and a new
photoreceptor organ in lamina. J Exp Biol
208:2347-2361.
Tegelstrom H. 1986. Mitochondrial DNA in
natural population: an improved routine
for screening of genetic variation based
on
sensitive
silver
staining.
Electrophoresis 7:226-229.
Thompson JD et al. 1997. The Clustal X
Windows Interface: flexible strategies for
multiple sequence alignment aided by
quality analisis tools. Nucl Acid Res
24:4876-4882.
Winston ML. 1987. The Biology of the Honey
Bee. Cambridge: Harvard Univ Pr.