1 Bab I Pendahuluan I.1 Latar Belakang Gajah merupakan hewan

Bab I Pendahuluan
I.1 Latar Belakang
Gajah merupakan hewan mamalia yang terbesar di dunia, dari 500 spesies gajah
yang pernah dikenal sepanjang 55 juta tahun kini hanya tersisa dua spesies yaitu
gajah Afrika dan gajah Asia. Indonesia masih memiliki 2 subspesies dari empat
subspesies gajah Asia, salah satunya yaitu gajah Sumatera yang termasuk dalam
daftar hewan langka yang dilindungi di Indonesia. Keberadaannya diambang
kepunahan karena populasinya yang kian menurun dari tahun ke tahun akibat
perusakan habitat dan perburuan liar. Untuk mengetahui asal-usul dan
kekerabatan gajah Sumatera diperlukan suatu pendekatan yang mampu
menelusuri asal-usul dan kekerabatan hewan yang nyaris punah ini.
Mitokondria merupakan organel sel eukariot yang unik karena memiliki DNA
tersendiri dengan sifat-sifat yang spesifik pula. Sistim genetik yang unik dari
mtDNA yang menjadikannya berbeda dengan DNA inti diantaranya adalah pada
DNA mitokondria tidak terjadi rekombinasi dari mtDNA ayah, sehingga pola
pewarisannya spesifik, hanya diturunkan dari ibu (matternally inherited) hal ini
disebabkan oleh lepasnya bagian ekor sel sperma yang berasal dari ayah ketika
masuk ke dalam sel telur yang berasal dari ibunya, oleh karena itu anak hanya
akan membawa mtDNA dari ibunya. Hal ini dapat dijadikan alat untuk menelusuri
pola pewarisan atau hubungan kekerabatan antara individu segaris keturunan ibu
[Helena, 1999], dan laju mutasi yang tinggi yakni 5-10 kali dibanding DNA inti,
sehingga urutan nukleotida antara satu individu dengan lainnya berbeda
(polimorfisme) [Wallace et al, 1989]. Pada mtDNA terdapat daerah yang tidak
mengkode protein disebut daerah D-loop. Daerah ini adalah daerah kontrol untuk
proses replikasi dan transkripsi mtDNA. Daerah D-loop mempunyai tingkat
polimorfisme yang tertinggi dalam mtDNA. Hal ini dapat digunakan untuk
menentukan identitas suatu individu berkaitan dengan penelusuran asal usul.
Jumlah mitokondria tiap sel tergantung jenis sel dan organisme. Mitokondria
ditemukan dalam jumlah banyak pada sel yang aktivitas metabolismenya tinggi
yaitu sel-sel kontraktil seperti sperma pada bagian ekornya, sel otot, dan sel yang
1
aktif membelah seperti epitelium, akar rambut, dan epidermis kulit. Satu
mitokondria bisa mengandung beberapa molekul DNA. Bila terdapat ribuan
mitokondria dalam tiap sel maka jumlah molekul DNA mitokondria (mtDNA)
bisa mencapai puluhan ribu per-sel sehingga memungkinkan amplifikasi dan
sekuensing mtDNA dari sampel dalam jumlah sedikit ataupun yang sudah rusak,
terbakar, dan lapuk.
DNA mitokondria gajah Asia merupakan DNA sirkuler tertutup yang berada pada
matriks mitokondria yang mengandung 37 gen, dan berukuran 16.902 pasang
basa. Gen tersebut terdiri atas dua puluh empat gen (24) diperlukan untuk translasi
mtDNA [2 RNA ribosom (rRNAs) dan 22 RNA transfer (tRNA)] dan 13
mengkode subunit rantai respirasi, dengan perincian sebagai berikut: 7 subunit
untuk kompleks I [ND1, ND2, ND3, ND4, ND4L, ND5, dan ND6 (ND singkatan
dari NADH dehydrogenase)], 1 subunit untuk kompleks III (sitokrom b), 3
subunit untuk sitokrom oksidasi (COXI, II, III) serta 2 subunit untuk ATP
sintetase. Sebagian rantai respirasi dikode oleh DNA inti. Urutan nukleotida
lengkap DNA mitokondria (mtDNA) gajah Asia sebanyak 16.902 pasang basa
(pb) dipublikasikan oleh Rogaev pada tahun 2006 [Rogaev et al., 2006]. Urutan
ini menjadi
rujukan dalam penelitian ini dalam menginterpretasikan varian
nukleotida normal untuk penelusuran asal-asul. Urutan lain yang digunakan untuk
manjadi
rujukan
adalah
urutan
nukleotida
gajah
Afrika
(Loxodonta
africana)[Hauf et al., 2000] dan urutan nukleotida Mammoth (Mammuthus
primigenius)[Krause et al., 2006]
I.2 Rumusan Masalah
Indonesia merupakan negara yang kaya akan keragaman hayati. Indonesia masih
memiliki subspesies gajah yang kini merupakan hewan langka, hewan ini
mendapat sorotan istimewa dari dunia karena keberadaannya yang diambang
kepunahan terutama untuk gajah Sumatera dan Borneo. Namun hingga kini dalam
kondisi yang cukup memprihatinkan belum ada satupun infomasi yang berkaitan
dengan DNA mitokondria untuk menelusuri kekerabatan dan asal-usul gajah
kepunyaan Indonesia.
2
I.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui DNA mitokondria gajah Sumatera serta hubungannya dengan
spesies gajah Afrika dan Mammoth dan dengan subspesies dari gajah Asia
yaitu gajah India.
2. Membuat database urutan nukleotida gajah Sumatera di GenBank untuk bisa
dijadikan rujukan atau untuk kepentingan lainnya.
I.4. Batasan Penelitian
Batasan penelitian ini adalah menelusuri kekerabatan gajah Sumatera dengan
membandingkan mtDNA gajah Sumatera dengan mtDNA spesies gajah lain dari
data GenBank.
I.5 Metode Penelitian
Metode dari penelitian ini adalah :
1. Amplifikasi D-loop gajah Sumatera menggunakan teknik Polymerase Chain
Reaction (PCR).
2. Analisa hasil PCR menggunakan elektroforesis gel agarosa.
3. Penentuan urutan nukleotida menggunakan metode dideoksi Sanger.
4. Analisis in silico hasil penentuan urutan nukleotida.
5. Analisis Pohon pilogenetik.
I.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tesis ini adalah:
Pada bab I adalah pendahuluan yang membahas tentang latar belakang
permasalahan, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasn penelitian, metode
penelitian dan sistematika penulisan. Pada bab II adalah Tinjauan Pustaka, bab ini
membahas tentang konsep dan teori yang digunakan dalam penelitian ini. Pada
bab III berisi metode penelitian yang menjelaskan tentang alat dan bahan yang
digunakan, penyiapan sampel, pembuatan bahan, diagram alir penelitian dan cara
kerja penelitian. Pada bab IV merupakan hasil dan pembahasan dimana membahas
tentang pengumpulan sampel, penyiapan templat mtDNA, Amplifikasi Fragmen
3
450 pb mtDNA dengan Metode PCR, Analisis Hasil PCR, Hasil Sequensing dan
Urutan Nukleotida Sampel, Mutasi-Mutasi pada Sampel, Analisis Pohon
Pilogenetik. Pada bab V berisi kesimpulan dari hasil penelitian yang telah
dilakukan dan saran untuk dijadikan masukan dan pengkajian lebih lanjut.
4