LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA (BI-2105) FILOGENETIK MOLEKULER Tanggal Tanggal Praktikum: 18 November 2016 Tanggal Tanggal Pengumpulan: 2 Desember 2016
Disusun oleh : Elisa Fitri 1061502 !elompok " #sisten : Nur #li$ #li$ %aela 1061&02"
PROGRAM STUDI BIOLOGI SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI TEKNOL OGI HAY H AYA ATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG 2016
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Lata B!"a#a
%$'alah satu suku tumbuhan (ikotil )ang terpenting (an terbesar a(alah Faba*eae+ Tumbuhan ini a(alah $amilki tumbuhan ketiga terbesar )ang termasuk (alam (ivisi #ngiosperme atau tumbuhan bermarga+ ,etabolit skun(er )ang a(a (alam tanaman ini sangat beragam- (ari molekul )ang se(erhana sampai molekul )ang rumit- keberagaman metabolit skun(er )ang terkan(ung (alam tumbuhan menun.ukkan
a(an)a
tingkat
evolusi
(ari tumbuhan tersebut+
menentukan hubungan kekerabatan tanaman )ang termasuk
Perlun)a
ke (alam $amili
Faba*eae menggunakan DN# berko(e /T' 2 /nternal Trans*ribe( 'pa*er 2+ Filogenetik a(alah stu(i tentang se.arah evolusi (ari organisme
hi(up
menggunakan (iagram pohon treelike untuk me3akili silsilah organisme+ Perlun)a melakukan sekuen DN# (alam penentuan analisis $ilogeni a(alah karena DN# a(alah pusat in$ormasi )ang mengko(e organisme- relati$ mu(ah untuk mengekstrak (an menggabungkan in$ormasi tentang proses evolusi suatu kelompok oeganisme- sehingga bisa untuk analisis- peristi3a evolusin)a se*ara komparati$ mu(ah untuk (ibuat mo(el (an bisa menghasilkan in$ormasi )ang ban)ak (an beragam 4eis an( Faith- 10 + Pemilihan sekuen DN# untuk (i.a(ikan karakter (alam penelitian $ilogenetik (ilatarbelakangi oleh beberapa $akta )aitu sekuen DN# mena3arkan (ata )ang akurat melalui pengu.ian homologi )ang lebih baik terha(ap karakter karakter )ang a(a+ 'ekuen DN# men)e(iakan ban)ak *hara*ter states karena perbe(aan la.u perubahan basabasa nukleoti(a (i (alam lokus besar (an .uga sikuen DN# terbukri menghasilkan sebuah hubungan kekerabatan )ang lebih alami natural+ ntuk menentukan (an membuat pohon $ilogenetik bisa menggunakan aplikasi seperti ioe(it (an ,E7# " al(3in et al- 15 + 1.2 T&'&a$
er(asarkan latar belakang )ang telah (ipaparkan (iatas- maka tu.uan (ari praktikum ini a(alah : 1+ ,enganalisis hasil pohon $ilogenetik (ari /T' 2
2+ ,emban(ingkan hasil pohon $ilogenetik (ari /T' 2 (engan kla(ogram (ari mor$ologi
BAB II TINAUAN PUSTAKA
2.1 ITS 2
Penelitian ini melakukan stu(i $ilogenetik terha(ap Faba*eae ber(asarkan karakter mor$ologi (an karakter molekuler )ang ber(asarkan gen /nternal Trans*ribe( 'pa*er /T'+ ariasi sekuen pa(a (aerah /T' memungknkan (aerah ini untuk analisis $ilogenetik (ari ban)ak organisme )ang berbe(a 9enr) et al 200+ /T' berasal (ari DN# ribosom rDN#+ Penggunaan /T' (i(asarkan pa(a rDN# )ang se*ara alamiah teratur letakn)a- semakin berbe(a spesies se*ara $ilogentik- semakin berbe(a sekuen sebagian (ari rDN#+ Pemilihan memakai (aerah /T' karena (aerah ini lebih baik (iban(ingkan (engan molekul target lainn)a karena sensitivitasn)a )aitu ukuran ke*il kurang lebih "00 pa(ang basa (an memilki salinan )ang ban)ak (i (alam genom+ 'elain itu (aerah /T' sering (igunakan oleh berbagai ahli untuk analisis $ilogenetik molekuler pa(a tumbuhan untuk memahami keanekaragaman (an men.a3ab masalah $ilogenetik+ /T'2 memiliki variasi sekuens primer )ang lebih tingggi- susunan /T'2 (igunakan untuk membe(akan kelompokkelompok organisme utama )ang sebelumn)a tampak ti(ak terlalu berguna (alam stu(i $ilogenetik (i atas tingkat spesies atau genus+ Namun kalau (iban(ingakan (engan /T'1 - *akupan /T'2 pa(a tumbuhan lebih ban)ak (an luas+ /T'2 memberikan in$ormasi )ang berpotensi membuat perban(ingan tingkat $amili- or(o- bahkan level )ang lebih tinggi lagi al(3in et al - 15+ nit rDN# pa(a bagian antara (aerah 18' (an (aerah 5-8' ter(apat beberapa ratus pasang basa DN# )ang (isebut /T'1 (an (iantara (aerah 5-8' (engan 28' )ang ter(apat (i(aerah /T'2 al(3in et al - 15+ 2.2 P*$ F+"%!$!t+#
,akhluk hi(up )ang a(a (i (unia ini sangat ban)ak (an beranekaragam+ 'etiap makhluk hi(up a(a )ang memilki kemiripan antara satu (engan )ang lainn)a+ ntuk menunu.ukkan hubungan evolusi antara berbagai spesies makhluk
hi(up )ang ber(asarkan kemiripan (an perbe(aan karakteristik $isik (an genetik mereka (inamakan (engan Pohon Filogenetika+ Filogenetik (apat (itentukan (engan berbagai *ara- salah satun)a menggunakan sekuen DN# (an protein )ang mampu men)e(iakan perspekti$ evolusioner lain pa(a organisme )ang a(a sekarang- karena selama organisme berveolusi- materi genetik mengakumulasi berbagai ma*am mutasi )ang men)ebabkan perubahan $enotip in ;iong- 2006+ ,olekular $ilogenetik (i(asarkan pa(a konsep bah3a karakter ti(ak han)a menun.ukkan tingkat kesamaan atau keti(aksamaan kekerabatan- pheneti* antara organisme )ang (ianalisis- tapi .uga menun.ukkan hubungan evolusioner evolutionar) relationship antara organisme+ !eunggulan penggunaan sekuens DN# (alam $ilogenetik molekuler a(alah .umlah karakter )ang ban)ak sekali (alam sekali analisis )ang memilki < *hara*ter state )ang (iskrit )aitu #(enin7uanin- 'itosin- (an Timin+ Pemikiran (asar penggunaan sikuen DN# (alam stu(i $ilogenetika a(alah ter.a(i perubahan basa nukleoti(a ber(asarkan 3aktusehingga akan (iperkirakan ke*epatan evolusi )ang ter.a(i (an akan bisa (irekontruksi hubungan evolusi antara satu kelompok (engan kelompok organisme lain+ #(a & tahap penting (alam analisis pohon $ilogenetik molekular)aitu se=uen*e alignment - rekontruksi pohon $ilogenetika- (an evaluasi pohon $ilogenetik (engan menggunakan u.i statistik >ameron- 2005+ Dalam pemahaman tentang $ilogenetik- sebuah kelompok organisme )ang memilki ban)ak kesamaan kaianggap memilki nenek mo)ang )ang sama- (alam analisis ini kelompok outgroup sangat (ibutuhkan (an men)ebabkan polarisasi karakter atau *iri- )aitu a(an)a karakter apomor$ik (an plesiomor$ik+ tuk karakter apomor$ik a(alah karakter )ang berubah (an (iturunkan (an ter(apat pa(a ingroup- se(angkan karakter pleisimor$ik a(alah karakter primitive )ang ter(apat pa(a outgroup+ %alu karakter sinapomor$ik a(alah karakter )ang (itrunkan (an ter(apat pa(a kelompok mono$iletik+ >a meroon- 2005 2., A"+#a+ A$a"++ F+"%!$+#
#plikasi $ilgenetik (alam kehi(upan *ontohn)a a(alah DN# bar*o(ing+ Dengan meman$aatkan kema.uan teknologi (alam bi(ang genetika (an
elektronika bioin$ormatik- bar*o(e DN# bisa membantu ban)ak orang untuk mengi(enti$ikasi spsesies se*ara *epat- murah (an memberikan in$oramsi (etail tentang spesiesspesies )ang a(a- (an .uga bisa membantu penamaan .utaan spesies )ang belum teri(enti$ikasi 4est an( Faith- 10+ DN# bar*o(ing memberikan keuntungan (ari stan(arisasi meto(e (an bank i(enti$ikasi spesies melalui urutan sekuen DN# )ang (imilikin)a+ Prinsip ini sama (engan bar*o(e )ang a(a (i pusat pertokoan )ang (ipin(ai (engan mesin untuk mengetahui i(entitas suatu pro(uk+ Dalam analisis DN# bar*o(e- bar*o(e tersebut analog (engan ter(apat penan(a seperti marker- sekurns DN# spesi$ik (alam genom untuk mengi(enti$ikasi suatu spesies+ Pemin(ai )ang (igunakan a(alah meto(e molekuler )ang (ia3ali (ari P>? isolasi segmen spesi$ik )ang kemu(ian (ilan.utkan sekuensing DN# 4est an( Faith- 10+
BAB III METODOLOGI ,.1
A"at /a$ Ba*a$ er(asarkan latar belakang )ang telah (ipaparkan (an tu.uan )ang ingin
(iperoleh- maka alat (an bahan )ang (iperlukan (alam praktikum kali ini tertera (alam tabel &+1 (i ba3ah ini :
Tabel &+1 #lat (an ahan A"at %aptop /nternet #plikasi ,ega " (an ioe(it
,.2
aa K!'a ,ulamula membuka $ile 'ample+t@t )ang (iberikan oleh asisten+ %alu
membuka bro3ser https:AAblast+n*bi+nlm+nih+gov (an mengklik Nu*leoti(e last+ 'etelah itu tulisan (ari se=uen*e+t@t (i*op) ke (alam bo@ BEnter #s*ension NumberC pa(a bro3ser https:AAblast+n*bi+nlm+nih+gov lalu klik %#'T+ 'etelah itu klik spoiler algnment lalu melihat spesies paling pertama mun*ul (an men*atat pan.ang =uer) )ang mun*ul+ 'etelah itu membuka so$t3are bioe(it (an akan mun*ul la)ar ber3arna hitam- lalau membuka $ile se=uen*e (ari $ol(er- memilih e@tension (an (iubah ke mo(e E(it+ %alu memblo*k =uer) )ang (iinginkan- lalu mengklik Delete+ 'etelah itu simpan (i $ol(er (engan nama sampele(it - lalu pilih e@tension F#'T#+$st+ ,engulang (ari langkah pertama untuk semua sampel se=uen*e )ang a(a+ ika semua sampel su(ah (ie(it- satukan se=uen*e sampel (engan se=uen*e iosis rabu kemarin+ 'etelah itu- melakukan penge*ekan pohon $ilogeni (engan ,E7# "+ #nalisis $ilogeni molekuler berhasil (ianalisis+
BAB I
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN .1 Ha+" P!$%a3ata$
er(asarkan per*obaan )ang telah (ilakukan- maka (iperoleh hasil pengamatan :
7ambar <+1 P9N F/%7EN/
ntuk hasil kla(ogram (apat (ilihat (ari gambar (iba3ah ini :
7ambar <+2 9#'/% !%#D7?#,
.2 P!34a*aa$
er(asarkan hasil pohon $ilogeni )ang (iperoleh pa(a praktikum kali ini(apat (ilihat bah3a ter(apat satu outgroup )aitu Aspergillus niger )ang berbe(a nenek mo)ang (ari spesies lainn)a+ Dapat (ilihat letak (ari Aspergillus niger (i luar (ari spesies lainn)a+ Dalam pemahaman pohon $ilogenetik sebuah kelompok organisme- kelompok outgroup sangat (ibutuhkan karena (apat men)ebabkan perbe(aan karakter+ utgroup menan(akan karakter )ang lebih ma.u apomor$ atau bisa menan(akan karakter )ang .auh tertinggal (ari spesies lainn)a pleisimor$ Fit*h- 1"1+ Dalam pohon $ilogenetik- ter(apat 2 mo(el angka pa(a s*ale bar (an (i no(us titik per*abangan+ #ngka pa(a s*ae bar menun.ukkan skala (ivegensi )ang mana bisa berupa la.u mutasi- keragaman genetik (ll sesuai .enis (ata (an meto(e (alam menganalisisn)a+ #ngka )ang (itun.ukkan pa(a per*abangan menun.ukkan nilai bootstrap+ Dalam membangun pohon $ilogeni sering menggunakan meto(e bootstrap untuk melihat kestabilitasan hasil atau untuk men(uga kesalahan baku (an selang keper*a)aan+ Dalam menganalisis pohon $ilogeni ini- setiap unit sampel (isampling berulang kali (an (ihitung berulangsehingga (ari setiap perhitungan setelah resampling kemu(ian akan menghasilkan nilai konsistensi+ 'eperti pa(a hasil pohon $ilogeni antara Fordia cauliflora (an Derris trifoliata memiliki nilai (i per*abangann)a- artin)a spesies ini sangat kuat (alam 1 kelompok )ang sama (an (i(ukung nilai keper*a)aan boostrap )aitu
+ !ekerabatan ter(ekat (imiliki oleh Fordia cauliflora (an Derris trifoliata, Crotalaria trichotoma (an Crotalaria micans, Erythrina velutina (an Erythrina crista-galli )ang samasama memilki nilai bootstrap + #rtin)a kekerabatan mereka (i(ukung tingkat keper*a)aan sebesar + Gueldenstaedtia stenophylla (an Caragana rosea memilki nilai ke(ekatan sebesar 8"+ Kummerowia striata (an Amphicarpaea trisperma memiliki kekerabatan sebesar 60+ Lasioema championii (an Cercis glara berkerabatan sebesar 65+ 'e(angkan kekerabatan )ang kurang (ekat (alam satu spesies a(alah Cassia Fistula (an Caesalpinia decapetala )ang memilki nilai bootstrap sebesar <"+ #rtin)a tingkat keper*a)aan terha(ap kekerabatan mereka *uma sebesar <" + /ntin)a semakin ke*il angka )ang mun*ul (i per*abangan tumbuhan tersebut- membuktikan kalau kekerabatan antar spesies tersebut semakin .auh+ 'e(angkan bisa kita lihat pa(a Caesalpinia sp- memiliki kekerabatan )ang .auh (engan )ang lainn)a karena belum teri(enti$ikasi se*ara sempurna 9i(a)at (an Pan*oro - 2001+ 'e(angkan untuk perban(ingan antara pohon $ilogeni (an kla(ogram bisa (ilihat bah3a (alam $amil) $aba*eae )aitu Calliandra sp, Caesalpinia sp, Erythrina sp dan Crotalaria sp! Pa(a klo(ogram Calliandra sp (an Caesalpinia sp ber(ekatan se(angkan Erythrina sp (an Crotalaria sp berkerabatan (ekat+ ika (ilihat ber(asarkan analisis (engan pohon $ilogeni Caesalpinia decapetala berkerabatan (ekat (engan Cassia Fistula- setelah itu baru ber(ekatan (engan Caesalpinia sp (engan tingkat keper*a)aan ke(ekatan sebesar 28 sa.ase(angkan untuk Eryhtrina sp (an Crotalaria sp pa(a analisis pohon $ilogeni mempun)ai hubungan )ang .auh (engan tingkat keper*a)aan sekitar sa.a+ ,enurut sa)a pohon $ilogeni )ang (ibuat oleh kelompok " ini ti(ak terlalu bagus karena mengalami kesusahan untuk memba*a (atan)a- namun kelebihann)a (itmeukan bah3a Aspergillus niger merupakan outgrup (ari pohon $ilogeni ini 4eist (an Faith- 10
BAB
KESIMPULAN DAN SARAN 1+ !e(ekatan paling ter(ekat pa(a pohon $ilogeni a(alah Fordia cauliflora (an Derris trifoliata, Crotalaria trichotoma (an Crotalaria micans, Erythrina velutina (an Erythrina crista-galli )ang samasama memilki nilai bootstrap + 'e(angkan )ang kurang (ekat a(alah Cassia Fistula (an Caesalpinia decapetala )ang memilki nilai bootstrap sebesar <"+ 2+ ,enurut perban(ingan analisis antara mor$ologi (an pohon $ilogenik (iperoleh bah3a hasil n)a berbe(a .auh+
SARAN ntuk ke(epann)a- (iharapkan lebih teliti (alam menganalisis (an membuat pohon $ilogenin)a karena (itakutkan ban)ak kesalahan )ang ter.a(i selama proses pembuatan pohon $ilogeni tersebut (an sebaikn)a selalu men(engarkan pen.elasan asisten+
DAFTAR PUSTAKA
!han- #kbar '+- et al + 16+ D"A isolation and se#uencing + Ne3 Gork : ohn 4ile) H 'ons+ 'u(arma(.i- '+- 16+ Teknik #nalisa iokimia3i E(isi Pertama+ %ibert) : Gog)akarta+ 'urI)*ki- 'tevan+ 2000 $! %asic techni#ues in molecular iology+ Ne3 Gork : 'pringer 4est- +7 an( D+P+Faith- 10- Data- ,etho(s- an( #ssumption in Ph)logeneti* /n$eren*e+ Australian &yst, %ot!,', (-)*! al(3in- + 7+- ,+ + 'an(erson- + ,+ Porter- ,+ F+ 4o.*ie*ho3ski>+ '+>ampbell- an( ,+ + Donoghue- 15- The /T' ?egion o$ Nu*lear ?ibosomal DN#: a aluable 'our*es o$ Evi(en*e on #ngiospermae Ph)logen)+ Ann!+issouri %ot! Gard +- 2- 2<" 2""+ >ameron- !+ ,+- 2005- %eave it to the %eaves: a Ph)logeneti* 'tu() o$ ,ala@i(eae Epi(en(roi(eae- r*hi(a*eae- Am! ! %ot + Fit*h- 4+ ,+- 1"1- To3ar( De$ining the >ourse o$ Evolution: ,inimum >hange $or a 'pe*i$i* Tree Topolog)- &yst! ool + 9i(a)at- T+ (an #+ Pan*oro- 2001- 'tu(i Filogenetik ,olekuler #na*ar(ia*eae er(asarkan pa(a ariasi rutan Daerah /nternal Trans*ribe( 'pa*er /T'- .ayati+
