DNA MITOKONDRIA, RODA EVOLUSI YANG BERPUTAR DENGAN CEPAT

DNA MITOKONDRIA, RODA EVOLUSI YANG BERPUTAR DENGAN CEPAT

Mitokondria memiliki DNA sirkular yang mirip dengan kromosom bakteri, walau DNA tersebut lebih kecil. DNA mitokondria mengkode beberapa protein dan rRNA untuk mitokondria, hanya saja sebagian besar komponennya dikode oleh bagian inti sel. DNA mitokondria pada hewan mengakumulasi mutasi dengan cepat daripada gen di inti sel. Tepatnya, akumulasi mutasi terjadi pada posisi kodon ke-3 gen struktural dan lajunya makin cepat pada tapak regulator antar gen. Hal ini berarti bahwa DNA mitokondria dapat dipakai untuk pengamatan kekerabatan pada beberapa spesies yang berdekatan atau berbagai ras dalam satu spesies. Sebagian besar variabilitas pada DNA mitokondria manusia terjadai pada segmen loop D pada tapak regulator. Sequencing pada segmen ini membantu peneliti untuk perbedaan beberapa populasi dalam sekelompok etnis tertentu.

Salah satu kelemahan dalam penggunaan DNA mitokondria adalah bahwa mitokondria diwariskan dari pihak Ibu. Meskipun sel sperma juga membawa mitokondria, namun organel tersebut tidak dilepaskan selama terjadi fertilisasi dan tidak diwariskan. Di sisi lain analisis DNA mitokondria dapat membantu dalam penentuan leluhur perempuan karena tidak diributkan dengan rekombinasi. Sel eukariot yang hanya memiliki satu nukleus, tetapi memiliki banyak mitokondria, sehingga terdapat ribuan salinan DNA mitoondria. Hal ini menyebabkan ekstraksi dan sequencing DNA mitokondria jauh lebih mudah secara teknis.

DNA mitokondria terkadang dapat diperoleh dari museum dan berbagai hewan yang punah. DNA mitokondria yang diekstrak dari mammoth beku di Siberia, bila dibandingkan dengan sequence serupa milik gajah India dan Afrika menunjukkan perbedaan hanya sebanyak 4-5 dari 350 basa. Quagga adalah sejenis hewan punah yang mirip dengan zebra. Hewan ini diketahui hidup di selatan daratan Afrika ratusan tahun yang lalu. Spesimen yang diperoleh dari museum di Jerman menghasilkan potongan otot dimana DNA akan diekstrak dan disusun sequencenya. Dua potongan gen dari DNA mitokondria quagga juga digunakan dalam pengamatan ini. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa tingkat perbedaan basa DNA quagga dan zebra adalah sebesar 5%. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa quagga dan zebra berasal dari leluhur yang sama jutaan tahun yang lalu.

Metode ekstraksi DNA juga pernah dilakukan pada mumi berusia 2400 tahun dari Mesir. DNA yang berhasil diperoleh hanya sebanyak 5%, tidak sebanyak yang dapat dilakukan pada spesiemen yang segar. Meskipun peneliti telah berhasil menyusun sequence sebesar ribuan pasang basa, namun tidak banyak gen yang dapat diungkap. Hal ini disebabkan sebagian besar DNA pada hewan tingkat tinggi tersusun atas untaian bukan pengkode. Dari mumi tersebut hanya terungkap adanya elemen Alu yang merupakan ciri DNA manusia.