Bioinformatika merupakan gabungan dari 2 kata
yaitu biologi dan informatika.
Jadi bioinformatika adalah ilmu yang mempelajari penerapan teknik
komputasi untuk mengelola dan menganalisis
informasi biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika,
statistika dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis terutama
dengan menggunakan sekues DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan
dengannya. Untuk sekues DNA dan kaitannya
dengan dunia budidaya perairan sudah banyak dilakukan berbagai macam penelitian
untuk meningkatkan komuditas produksi budidaya perikanan tersebut. Pendekatan
secara molekuler dengan memanipulasi mekanisme khususnya DNA yang
melatarbelakangi fisiologi dan mengekspresikan sifat dari organisme budidaya
tersebut. Dengan pemahaman fungsi genom, maka komposisi dan ekspresi gen dapat
diatur melalui sejumlah pendekatan bio molekuler guna meningkatkan produksi dan
kualitas budidaya.
Seiring perkembangan teknologi berbasis DNA,
menyebabkan terjadinya ledakan informasi genetik yang dihasilkan oleh para
peneliti. Jumlah informasi genetik yang banyak ini mutlak memerlukan ilmu
komputer untuk pengelolananya, sehingga lahirlah bidang ilmu baru yang disebut bioinformatika. Software-software dan
situs bioinformatika diharapkan mampu untuk membantu penelitian agar hasilnya
lebih valid. Penggunaan software bioinformatika dalam suatu penelitian
diharapkan mampu meningkatkan produktivitas budidaya perairan.
APPLICATION OF MOLECULAR MARKERS IN FISHERIES
AND AQUACULTURE
Variasi
genetik suatu spesies meningkatkan kemampuan organisme untuk beradaptasi dengan
perubahan lingkungan dan diperlukan juga untuk kelangsungan hidup spesies
tersebut. Variasi genetik muncul antara individu, populasi, spesies dan
kelompok taksonomi yang lebih tinggi. Data keragaman genetik memiliki aplikasi
yang bervariasi. Pengembangan penanda molekuler memiliki kemampuan untuk
mendeteksi genetik individu, populasi atau spesies. Penanda molekuler
diperlukan untuk mengeksplorasi keragaman genetik. Beberapa contoh penanda
molekuler yang saat ini digunakan dalam bidang perikanan budidaya, yaitu
protein, DNA, DNA mt, DNA nuklir (mikrosatelit), SNP atau RAPD. Penanda
tersebut dalam pengamatan praktek budidaya diperlukan untuk :
·
Identifikasi spesies
·
Variasi genetik dan populasi
·
Perbandingan antara populasi liar dan hatchery
Penanda
DNA merupakan penanda genetika populasi. Dengan penanda DNA, secara teori
mungkin untuk mengamati dan memanfaatkan variasi genetik di seluruh genom. DNA
genomik dan mitokondria digunakan untuk aplikasi yang bervariasi. Teknik ini
sering digunakan dalam analisis allozyme, jenis polimorfisme panjang fragmen
restriksi (RFLP), DNA polimorfik (RAPD), polimorfisme panjang fragmen (AFLP),
mikrosatelit mengetik, polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) , dan penanta
beraturan (EST).
Penanda
molekuler dapat diklasifikasikan ke dalam tipe I dan tipe II. Tipe I adalah
penanda yang berkaiant dengan gen dari fungsi yang diketahui, sedangkan tipe II
penanda yang berkaitan dengan daerah genom anonim. Yang termasuk dalam tipe I
adalah penanda allozyme, sedangkan yang termasuk dalam tipe II adalah penanda
RAPD, penanda mikrosatelit, dan penanda AFLPs.
1.
Penanda Allozyme
Teknik
ini cepat, relatif murah dan memberikan perkiraan independen tingkat variasi
dalam populasi tanpa morfologi dan kuantitatif survei ekstensif. Kelemahan yang
terkait dengan allozymes adalah kualitas dari sampel jaringan . Selain itu,
beberapa perubahan dalam urutan DNA pada tingkat protein, mengurangi tingkat
variasi yang terdeteksi. Dengan kekuatan sebagai penanda yang sering digunakan,
kemudahan dalam penggunaannya, dan biaya yang rendah, penanda allozyme yang
populer di struktur populasi dan studi filogenetik , meskipun memiliki peran
terbatas dalam genetika akuakultur.
2.
Penanda DNA Mitokondria (mtDNA)
DNA
Mitokondria (mtDNA) digunakan dalam populasi terakhir dan survei filogenetik
organisme. Penanda mitokondria lebih cepat dibandingkan DNA inti. Ini telah
dikaitkan dengan tingkat mutasi lebih cepat dalam mtDNA yang mungkin disebabkan
kurangnya mekanisme perbaikan selama replikasi dan ukuran populasi efektif
lebih kecil. Penanda mtDNA telah terbukti berguna dalam menjelaskan hubungan
antara spesies yang berkaitan erat. Bagian-bagian dari genom mitokondria
diketahui berkembang pada tingkat yang berbeda. Gen 16S rRNA dalam genom
mitokondria adalah salah satu yang paling lambat gen berkembang, sedangkan
daerah yang berkembang pesat adalah kontrol daerah. Penanda mtDNA telah digunakan untuk menyelidiki struktur dari
berbagai vertebrata termasuk ikan, burung, mamalia dan reptil.
3.
Penanda DNA Polimorfik (RAPD)
Penanda
RAPD adalah produk yang diperkuat pada bagian fungsional dari genom yang tidak
kuat menanggapi seleksi pada tingkat fenotipik. RAPD dapat mendeteksi tingkat
polimorfisme DNA. Keuntungan dari RAPD adalah kemudahan lokus dan individu
dapat diputar secara bersamaan. Sedangkan kekurangannya adalah kesulitan
menunjukkan pewarisan Mendel lokus dan ketidakmampuan untuk membedakan antara
homozigot dan heterozigot.
4.
Penanda Polimorfisme Nukleotida Tunggal (SNP)
SNP
menjelaskan polimorfisme yang disebabkan oleh mutasi. SNP yang menjadi titik
fokus dalam pengembangan penanda molekuler karena mereka mewakili polimorfisme
paling melimpah dalam genom setiap organisme. Secara teoritis, sebuah SNP dalam
lokus dapat menghasilkan sebanyak dua alel, masing-masing berisi satu dari dua
pasangan basa pada situs SNP. Oleh karena itu, SNP telah dianggap sebagai
bi-alel. SNP digunakan dalam analisis SSCP, analisis heteroduplex, dan
sekuensing DNA langsung.
5.
Penanda Mikrosatelit
Mikrosatelit
cenderung merata dalam genom pada semua kromosom dan seluruh wilayah kromosom.
Kebanyakan lokus mikrosatelit relatif kecil. Mikrosatelit telah diwariskan
secara Mendel sebagai penanda kodominan. Mikrosatelit yang ditemukan informatif
dalam beberapa spesies, yang menunjukkan hampir tidak ada variasi pada penanda
lain. Namun, penggunaan penanda mikrosatelit melibatkan sejumlah besar muka
investasi dan usaha. Mikrosatelit baru-baru ini menjadi jenis penanda sangat
populer di berbagai investigasi genetik.
6.
Penanda EST
Penanda
EST ini digunakan untuk mengidentifikasi gen dan menganalisis melalui ekspresi
profiling. Ini membantu untuk analisis gen dengan cepat dalam jenis jaringan
tertentu, dalam kondisi fisiologis tertentu, atau selama tahap-tahap
perkembangan tertentu. Sel-sel yang dipancarkan tidak dapat bertahan hidup
sendiri. Namun, sel-sel terpancar dapat menyatu dengan sel penerima untuk
membentuk sel-sel hibrida mempertahankan segmen pendek kromosom radiasi.
Penanda EST berguna untuk pemetaan pada spesies akuakultur hanya jika EST
polimorfik diidentifikasi. Nilai EST sumber daya dan aplikasi bioinformatika
dalam genetika budidaya tidak bisa dihindari, dan diharapkan bahwa berbagai
database EST akan berfungsi sebagai sumber yang kaya informasi genom tidak
hanya untuk ahli genetika budidaya, tetapi juga untuk fisiologi akuakultur,
immunologists dan bioteknologi.
7.
Barcode DNA
Barcode
adalah penggunaan universal polymerase chain reaction (PCR) primer untuk
memperkuat dan urutan fragmen sekitar 600 basepair gen COI. Bagian dari urutan
ini kemudian dibandingkan dengan menggunakan algoritma berbasis jarak dengan
database yang sudah ada sebelumnya dan diidentifikasi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar