variasi pada urutan mtDNA pada tiap individu (Yakes dan van Houten, 1997). ...
melakukan pendekatan rasional terhadap sejumlah variasi yang terjadi pada ...
BAB I Pendahuluan
I.1 Latar Belakang DNA mitokondria (mtDNA) adalah molekul penyimpan informasi genetik berbentuk sirkular yang terdapat pada mitokondria. mtDNA mengkode 13 buah protein serta 24 RNA struktural (2 rRNA dan 22 tRNA). Selain itu terdapat daerah yang tidak mengkode (non coding region), diantaranya adalah daerah D-Loop. Salah satu fakta menarik dari mtDNA adalah tingkat mutasi yang terjadi, yaitu 10 kali lebih tinggi dibandingkan yang terjadi pada DNA inti. Hal ini disebabkan pada mtDNA tidak terdapat sistem perbaikan nukleotida (proof reading) yang efektif, serta fakta bahwa tingginya konsentrasi senyawa radikal dari proses fosforilasi oksidatif di dalam mitokondria turut menyebabkan tingginya tingkat variasi pada urutan mtDNA pada tiap individu (Yakes dan van Houten, 1997). Publikasi Anderson pada tahun 1981 mengenai urutan lengkap DNA mitokondria (mtDNA) merupakan sebuah prestasi penting dalam studi genetika mitokondria manusia. Data urutan mtDNA manusia yang pertama ini disebut sebagai Cambridge Reference Sequence (CRS). CRS menyediakan referensi dasar untuk melakukan pendekatan rasional terhadap sejumlah variasi yang terjadi pada DNA mitokondria manusia. Variasi nukleotida yang muncul diantara individu-individu yang berbeda sangat berguna untuk studi antropologi, etnologi, dan studi forensik (Cann et al., 1987). Selain itu sejumlah variasi nukleotida pada daerah pengkode mtDNA ternyata berhubungan dengan sejumlah penyakit. Salah satunya adalah ditemukan fakta bahwa mutasi sebuah basa Adenin menjadi Guanin pada posisi nukleotida 8344 yaitu pada daerah pengkode tRNALys memiliki hubungan erat dengan aktivitas penyakit Myoclonic Epilepsy dan Ragged-Red Fiber (MERRF) (Noer et al., 1991). Oleh karena itu, sangat diperlukan adanya sebuah standar referensi mtDNA manusia yang baik untuk studi variasi nukleotida (mutasi) yang bersifat normal maupun yang menyebabkan penyakit pada manusia.
2
I.2 Rumusan Masalah Penelitian sebelumnya pada tahun 1991 telah berhasil menyusun basis data referensi variasi nukleotida mtDNA manusia menggunakan 13 buah sampel. Penelitian tersebut menemukan 128 variasi nukleotida dibandingkan terhadap CRS pada urutan daerah pengkode mtDNA. Sampai dengan bulan Juni 2007 telah tersedia sebanyak 2803 data urutan lengkap mtDNA manusia yang disimpan di basis data GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/index.html). Dengan penyusunan basis data menggunakan sampel yang lebih banyak diharapkan memberikan informasi lebih detail terhadap variasi nukleotida pada mtDNA manusia.
I.3 Tujuan Penelitian Ditunjang dengan semakin banyaknya data mtDNA manusia yang telah ditentukan urutannya sejak tahun 1991, maka perlu dilakukan kembali penyusunan basis data variasi nukleotida mtDNA manusia dengan menggunakan masukan data yang lebih banyak.
I.4 Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini dilakukan terhadap 2339 data complete genom mtDNA manusia yang terdapat pada GenBank situs NCBI. Penyusunan basis data variasi nukleotida dilakukan berdasarkan hasil penentuan perbedaan urutan nukleotida tiap sampel terhadap CRS.
I.5 Strategi Penelitian Penyusunan basis data variasi nukleotida mtDNA manusia dilakukan dengan pendekatan sebagai berikut. Tahap pertama yang dilakukan adalah mengumpulkan seluruh data urutan lengkap mtDNA manusia dari GenBank. Tahap selanjutnya adalah melakukan penentuan variasi nukleotida seluruh data mtDNA manusia tersebut. Seluruh informasi variasi nukleotida tiap sampel kemudian digabungkan menjadi basis data variasi nukleotida mtDNA manusia terhadap CRS. Setelah itu dilakukan penyusunan matriks untuk mengumpulkan posisi-posisi mutasi yang ditemukan pada masing-masing sampel mtDNA. Setelah semua posisi variasi
3
nukleotida dari seluruh sampel mtDNA manusia diketahui, selanjutnya seluruh sampel mtDNA manusia dijajarkan terhadap CRS dan dikumpulkan sesuai panjang pasang basanya. Terakhir dilakukan analisa jumlah mutasi pada tiap sampel, distribusi posisi mutasi, mutasi pada fragmen mtDNA berdasarkan fungsi genetiknya, serta analisa mutasi yang berhubungan dengan penyakit.
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 yang memaparkan kesimpulan keseluruhan penelitian
