BBB (Bukan Blog Biasa)

DNA Barcoding~ Cara Akurat, Murah, dan Cepat dalam Konservasi Satwa Liar~

Posted: September 10th 2014

(dna_barcode

Gambar 1. Ilustrasi DNA Barcoding (Schindel, 2012).

Barcode selama ini biasa kita kenal sebagai tag hitam dan putih pada identifikasi produk beserta harganya di supermarket, yang terkenal dengan bunyi seperti ini “Tit…Tit” . Pada masa kini, DNA barcode yang menarik perhatian dunia sebagai sistem terbaru dalam identifikasi hampir semua spesies fauna, baik interspefisikasi maupun intraspesifik secara cepat dan akurat. Terutama satwa liar yang sangat dilindungi.

Semakin menyempitnya habitat satwa liar, konflik dengan manusia serta meningkatnya perburuan dan perdagangan illegal merupakan alasan utama konservasi satwa liar. Kebutuhan untuk melakukan standarisasi identifikasi spesies sangat tinggi dengan munculnya berbagai masalah dalam metode identifikasi dan determinasi spesies yang ada saat ini. Permasalahan tersebut dapat berakibat pada kesamaan nama pada dua spesies yang berbeda yang dapat dimungkinkan karena kesamaan morfologi. Maka dari itu, barcoding memberikan keuntungan dari standardisasi metode dan bank identifikasi spesies melalui urutan sekuens DNA yang dimilikinya. Standardisasi ini tidak membutuhkan biaya yang sangat besar dan dapat memiliki tingkat kepercayaan yang sangat tinggi.

Untuk barcoding, standardisasi ini dapat mempercepat pembentukan dan konstruksi pustaka sekuens DNA yang komprehensif dan konsisten sehingga dapat menjadi teknologi yang ekonomis untuk identifikasi spesies. Harapannya adalah setiap orang kapanpun dan di manapun dapat mengidentifikasi spesies dari spesimen secara cepat dan akurat bagaimanapun kondisi spesimen tersebut. Daftar spesies di dunia yang sudah ter-barcode tersimpan dalam Barcode of Life Database (www.barcodeoflife.org) yang data sekuens-sekuensnya dapat diakses melalui GenBank (www.ncbi.nlm.nih.gov).

DNA barcode adalah penggunaan sepotong pendek DNA untuk mengkarakterisasi spesimen, yang telah menjadi sangat populer (Dasmahapatra dan Mallet 2006; Hebert dkk 2003; Herre 2006) serta kontroversial (Hickerson dkk, 2006; Rubinoff 2006). Kami tidak akan memikirkan aspek teknis, tetapi akan mencatat bahwa meskipun wilayah COX1 yang gen adalah urutan standar untuk kebanyakan hewan pada umumnya, urutan lainnya yang diperlukan untuk tanaman (Taberlet dkk, 2007) dan bakteri (yang kurang mitokondria) dan penggunaan khusus rangkaian nukleotida harus terpisah dari konsep karakterisasi yang cepat. Dengan demikian, rDNA memiliki juga digunakan untuk barcode DNA (Page dkk, 2005).

Barcode DNA sejauh ini telah dilihat dari segi Identifikasi spesimen (identifikasi dari spesimen diketahui (Armstrong dan Ball 2005), atau bagiannya, menggunakan kecocokannya untuk diketahui urutan basa nukleotidanya dalam database (Ratnasingham dan Hebert 2007) dan penemuan spesies menemukan bahwa sequence baru berada cukup jauh dari yang dikenal untuk menunjukkan adanya kemungkinan spesies baru, misalnya (Hebert dkk, 2004).

Aplikasi konservasi genetik dalam medis konservasi yaitu pada bidang forensik dan manajemen konservasi ex-situ. Sebagai contoh, banyak sekali gading gajah illegal yang diperjualbelikan di pasar gelap sudah berbentuk pipa sehingga untuk mengetahui keasliannya dibutuhkan sampel DNA dari pipa tersebut. Selain itu penelitian dengan menggunakan analisa genetik menunjukkan bahwa gajah Sumatera (E. maximus sumatranus) dan gajah Kalimantan (E. maximus borneensis) adalah monofiletik dan dikategorekan sebagai Evolutionary Significant Unit (ESU). Konsekuensi ini menempatkan bahwa gajah Sumater dan gajah Kalimantan memiliki prioritas yang tinggi dalam konservasi gajah Asia. Dengan status ESU dalam kaitan dengan pengelolaan di captivity, maka kedua sub-spesies ini harus ditempatkan dan dikelola secara terpisah sehingga terhindar dari terjadinya perkawinan campur. Perkawinan campur antar keduanya sangat bertentangan dengan konsep pengelolaan gajah ex-situ (Ghassani, 2011).

Melalui hasil yang telah ada hingga saat ini, barcoding menggunakan marker pada gen mitokondria dapat mengidentifikasi hamper semua spesies hewan. Mitokondria merupakan salah satu organel sel yang memproduksi energi berupa ATP dan memiliki organisasi genom sendiri. Beberapa keuntungan penggunaan genom mitokondria untuk identifijasi antara lain mt-DNA memiliki jumlah salinan DNA sangat banyak dalam satu organelnya. Pada umumnya dalam satu sel hanya terdapat dua salinan sekuens n-DNA dan pada sel yang sama terdapat 100-10.000 salinan genom mitokondria (Ghassani, 2011).

Oleh sebab itu, untuk mengisolasi mt-DNA lebih mudah daripada mengisolasi n-DNA. Selain itu perbedaan sekuens mt-DNA antara spesies hewan yang berkerabat sangat dekat pun dapat mencapai 5-10 kali lipat dibandingkandengan gen n-DNA. Oleh sebab itu, segmen sekuens mt-DNA yang pendek dapat digunakan untuk membedakan antar spesies. Meskipun sekuens pada sepsies yang berbeda memliki perbedaan yang besar, namun pada kasus variasi sekuens intraspesies sangat rendah pada kebanyakan spesies hewan, Hal ini disebabkan oleh penurunan DNA secara maternal sehingga tidak banyak terdapat polimorfisme. Dengan adanya perbedaan sekuens intraspesifik yang sangat kecil dan perbedaan sekuens interspesifik yang sangat besar, maka marker mt-DNA dapat digunakan untuk mengidentifikasi spesies dengan sangat tepat. Selain itu dengan hamper tidak adanya intron di dalam gen mitokondria pada hewan yang menyebabkan amplifikasi mt-DNA dapat dilakukan secara langsung sedangkan pada gen n-DNA banyak dibatasi oleh adanya intron (Ghassani, 2011).

Mt-DNA hewan tersusun atas 13 gen pengkode protein, dua gen RNA ribosom (rRNA), dan 22 gen RNA transfer (tRNA). Meskipun pada beberapa spesies hewan memiliki urutan posisi dan polaritas ketiga jenis gen tersebut berbeda, selama barcode yang digunakan hanya berasal dari satu gen, maka sekuens antarspesies masih dapat dibedakan dan dibandingkan. Gen yangmengkode protein umumnya memiliki perbedaan variasi sekuens yang lebih besar daripada gen ribosom, dan lebih mudah untuk membedakan spesies yang berkerabat dekat. Pembandingan dan pensejajaran sekuens dari gen yang mengkode protein lebih mudah karena tidak memiliki mekanisme mutasi insersi dan delesi yang banyak terdapat pada gen ribosom (Ghassani, 2011).

Gen yang banyak digunakan sebagai penanda barcode tersebut dari gen pengkode protein antara lain cytochrome c oxidase I (COI) dan cytochrome b (cyt-b), sedangkan dari gen RNA ribosom adalah 12s rRNA dan 16s rRNA. Penggunaan gen ribosom biasanya untuk taksa yang lebih tinggi, seperti tingkat suku (famili) atau marga (ordo), sedangkan pada gen pengkode protein dapat berada pada tingkat spesies maupun subspesies hingga yang memiliki kekerabatan sangat dekat sekalipun. Sumber DNA dapat diambil dari darah, sel buccal, sel kultur, biopsi maupun sampel forensik seperti cairan tubuh, folikel rambut, tulang, akar gigi, dan feses. Akhir-akhir ini metode non-invasive sampling menggunakan feses mulai marak digunakan untuk satwa liar. DNA hampir terdapat di seluruh bagian tubuh dan di feses apabila dicermati kembali ketika proses pencernaan ada sel-sel epitel dari saluran pencernaaan yang lepas dan terakumulasi di permukaan feses sehingga dari feses sekarang jamak dijadikan sebagai sumber DNA (Ghassani, 2011).

barcode_pipeline_sm

Gambar 2. Metode Kerja Barcoding (Anonim, 2014).

Metode kerja dalam barcoding pun dapat dikatakan cukup mudah. Dimulai dari sampling, isolasi DNA, kuantifikasi genomic DNA, amplifikasi polymerase chain reaction (PCR), cycle sequencing, sekuensing, dan yang sequencing, sekuensing, dan yang terakhir adalah analisis sekuens. Sekuens yang didapat kemudian dibandingkan dengan sekuens referensi yang terdapat di GenBank dan dihitung persentase homologinya sehingga pada akhirnya kita dapat mengetahui seberapa besar kemiripan spesies sampel dengan referensi yang sudah ada (Ghassani, 2011). Mari selamatkan satwa liar!

DAFTAR PUSTAKA :

Armstrong, K.F. dan Ball, S.L.2005. DNA Barcodes for Biosecurity: Invasive species Identification. Philos. Trans. R. Soc. B-Biol. Sci 360(1462): 1813-1823.

Anonim.2014. What is DNA Barcoding?. http://www.barcodeoflife.org/content/about/what-dna-barcoding. 10 September 2014.

Dasmahapatra, K.K. dan Mallet, J. 2006. DNA  barcodes: recent successes and future prospects. Heredity 97(4): 254-255.

Ghassani,Y.K. 2011. KMPV Pet and Wild Animal. Dalam :DNA Barcoding dan Konservasi Satwa Liar. 30 November 2011. Yogyakarta.

Hebert, P.D.N., Cywinska, S.L.,Ball, J.R. dan DeWaard. 2003. Biological identifications through DNA barcodes. Proc. R. Soc. Lond. Ser. B-Biol. Sci 270(1512): 313-321.

Hebert, P.D.N.,Penton,E.H. dan Burns, J.M. 2004. Ten species in one: DNA barcoding  reveals cryptic species in the neotropical skipper butterfly Astraptes fulgerator. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A  101(41): 14812-14817.

Herre, E.A. 2006. Barcoding helps biodiversity fly. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 103(11): 3949-3950.

Hickerson, M.J., Meyer, C.P. dan Moritz, C. 2006. DNA barcoding will often fail to discover new animal species over broad parameter space. Syst Biol 55(5): 729-39.

Page, T.J., Choy, S.C. dan Hughes,J.M. 2005. The taxonomic feedback loop: symbiosis of morphology and molecules. Biol. Lett 1(2): 139-142.

Ratnasingham, S. dan Hebert, P.D.N. 2007. BOLD: The Barcode of Life Data System. Mol. Ecol. Notes 7(3): 355-364.

Rubinoff, D. 2006. Utility of mitochondrial DNA barcodes in species conservation. Conserv. Biol 20(4): 1026-1033.

Schindel, D. 2012. DNA Barcodes for Sefoods. http://earthsky.org/human-world/david-schindel-on-dna-barcodes-for-seafood. 10 September 2014.

Taberlet, P.,Coissac, E. Pompanon,F. 2007. Power and limitations of the chloroplast trnL (UAA) intron for plant DNA barcoding. Nucleic Acids Res. 35(3) : e14.

 

 

 

 


12 responses to “DNA Barcoding~ Cara Akurat, Murah, dan Cepat dalam Konservasi Satwa Liar~”

  1. pelangiasmara says:

    Apakah DNA barcoding juga dapat diterapkan pada ttumbuhan yang hanya terdapat mitokondria dalam jumlah sedikit?

    • Junaidi Pratama says:

      Mungkin bisa mbak..hanya saja kini DNA Barcoding untuk identifikasi tumbuhan masih dalam proses penelitian dan akan terus berkembang

  2. elviena says:

    kemajuan teknologi dan molekuler yang perlu diapresiasi (y). Namun apakah DNA barcoding ini penerapannya sudah menghemat waktu dan biaya?

    • Junaidi Pratama says:

      Untuk sekarang..karena masih dalam proses mengidentifikasi dan menjadikan barcode dari satwa..selain itu banyak juga tantangan dan hambatan dalam pelaksanaannya..misalnya saja : kebanyakan genetic marker yang belum mumpuni hanya sebatas takson DNA saja yang hanya mampu membedakan sampai jenis family saja. Selain itu, pengadaan sistem barcoding juga yang masih mahal dan memerlukan bahan-bahan dan alat yang canggih..yang notabene semuanya buatan “Luar Negeri”. Untuk tau contoh penggunaan barcoding dna bisa dibaca di : http://www.isla-unhas.org/aplikasi-dna-barkoding-untuk-mengontrol-perdagangan-karang/ Terima kasih

  3. leonardo says:

    Informasi yang menarik, ternyata kemajuan teknologi juga berdampak sangat banyak di dunia molekuler dan sangat membantu dibidang biologi khususnya konservasi.

  4. Vincentius Yafet Winata says:

    Sangat informatif, sejauh ini barcoding cukup sukses diterapkan pada banyak spesies tapi bagaimana dengan ras antar manusia? apakah sama saja? trimakasih

    • Junaidi Pratama says:

      Karena manusia masih dianggap satu spesies yaitu Homo sapiens maka manusia belum bisa dibeda-bedakan. Hanya saja ras/suku yang membedakan antar suatu manusia dengan manusia lain. Jika mau membedakan suatu manusia dengan yang lain menggunakan DNA Barcode terkesan rasis hehe dan akan ada hambatan yaitu pengambilan DNA sampel dari tiap2 ras yang ada di seluruh dunia yang butuh waktu yang sangat lama, dan apakah sampel DNA yang mau diambil itu benar-benar keturunan asli atau sudah mengalami perkawinan silang…begitu mas vincent uraian saya..semoga bisa diterima..

  5. florencia says:

    Dunia ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini benar-benar sangat berkembang pesat. ternyata tidak hanya barang-barang disupermarket yang ada barcode-nya, DNA pun juga ada barcode-nya. wow ! kolaborasi yang luar biasa antara molekuler, bioinformatika, dan konservasi !! 😀

  6. danielharjanto says:

    konversi dari kode genetik ke dalam barcode bisa jadi sebuah jalan pintas untuk menuju peradaban manusia yang lebih baik lagi.

  7. Leni Budhi Alim says:

    wah dengan adanya DNA barcoding ini sangat membantu dalam usaha konservasi satwa liar, tapi sejauh ini apakah usaha DNA barcoding untuk konservasi satwa liar sudah berjalan dengan efektif? dan penjelasan diatas kan dari sisi positifnya, apakah DNA barcoding mempunyai sisi negatifnya? trima kasih

    • Junaidi Pratama says:

      Terima kasih mbak leni atas komentarnya…
      bukan sisi negatif…akan tetapi lebih ke faktor penghambat pengadaan DNA Barcoding itu sendiri
      yang seperti komentar sebelumnya, sudah saya jelaskan :
      kebanyakan genetic marker yang belum mumpuni hanya sebatas takson DNA saja yang hanya mampu membedakan sampai jenis family saja. Selain itu, pengadaan sistem barcoding juga yang masih mahal dan memerlukan bahan-bahan dan alat yang canggih..yang notabene semuanya buatan “Luar Negeri”. Untuk tau contoh penggunaan barcoding dna bisa dibaca di : http://www.isla-unhas.org/aplikasi-dna-barkoding-untuk-mengontrol-perdagangan-karang/ Terima kasih..mudah2an bisa diterima ya mbak leni

  8. Caterinaakila says:

    kemajuan teknologi memang luar biasa dan harus dimanfaatkan dengan serius, terutama di bidang biologi khususnya konservasi 🙂

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

© 2021 Universitas Atma Jaya Yogyakarta
css.php