DNA SEQUENCING DAN KLASIFIKASI BIOLOGI

DNA SEQUENCING DAN KLASIFIKASI BIOLOGI

Sebelum upaya DNA sequencing mulai dikenal, klasifikasi hewan dan tanaman telah berhasil dikerjakan, sedangkan untuk klasifikasi fungi dan eukariot primitif lainnya masih belum memberikan hasil yang memuaskan, dan klasifikasi bakteri dipersulit dengan karakter bakteri yang juga sulit diamati. Oleh karena itu untuk pengklasifikasian bakteri menggunakan metode sequencing gen, dan hal ini segera diaplikasikan untuk kelompok organisme lain. Hingga saat ini manusia dapat melacak leluhur suatu organisme dengan cara membandingkan untaian DNA, RNA, atau protein yang dapat menggambarkan kekerabatan genetik secara mendasar, daripada menggunakan ciri eksternal. Dalam situasi dimana pengelompokan ke dalam spesies, genera, famili, dan sebagainya sulit untuk dilakukan, maka data hasil sequencing dapat memberikan pengukuran kekerabatan genetik secara kuantitatif. Bahkan bila penentuan spesies tidak dapat dilakukan dengan tepat, maka data keragaman sequence dapat dipakai untuk menempatkan suatu organisme dalam spesies atau famili yang mana.

Pada mulanya usaha klasifikasi dengan sequencing dilakukan pada ribosomal RNA. Akan tetapi semakin banyak data yang telah dihimpun, bahkan hingga tingkatan genom, maka sangat dimungkinkan untuk menggunakan sejumlah gen sebagai dasar klasifikasi. Saat ini komputer dapat dimanfaatkan untuk mengkalkulasi keragaman relatif pada berbagai sequence dan menyajikan hasilnya sebagai diagram pohon.

Pada contoh tersebut digambarkan bahwa terdapat 4 jenis bakteri dari genus berbeda tetapi masih dalam satu famili Enterobacteria. Untuk membuat interpretasi yang tepat atas diagram tersebut, maka juga diperlukan sequence dari jenis ”out group”, dalam contoh tersebut menggunakan data dari bakteri Pseudomonas yang berkerabat jauh dengan kelompok bakteri enterik tersebut. Nodus pada diagram menyatakan adanya kesamaan leluhur. Panjang lengan diagram menyatakan jumlah mutasi yang terjadi dan adanya angka menyatakan jumlah perubahan basa nukleotida yang diperlukan untuk mengubah suatu sequence pada tiap cabang. Perlu dicatat bahwa rRNA dengan satuan 16s memiliki panjang 1542 basa nukleotida.

Hewan parasit adalah hewan yang beradaptasi dan mengembangkan kebiasaan khusus akibat lingkungan yang tidak lazim. Menyusun kekerabatan filogenetik untuk hewan parasit sulit dilakukan bila berdasar atas analisis ciri semata. Namun dengan analisis sequence gen dapat digunakan untuk melacak leluhur hewan parasit atau hewan dengan rupa tidak lazim. Perkembangan bentuk yang tidak lazim akibat pengaruh habitat tidak hanya terjadi pada hewan parasit. Tikus tanah adalah hewan yang hidup di bawah tanah atau di gua. Oleh karena hewan ini beradaptasi untuk tidak menggunakan organ mata, maka hewan ini tidak memiliki mata. Terkadang struktur organ vestigial tertentu masih dipertahankan kendati hewan yang memiliki organ tersebut sudah tidak menggunakannya lagi. Contohnya adalah paus yang memiliki alat gerak belakang yang mengalami atrofi sehingga menunjukkan bahwa paus bukanlah ikan. Paus adalah mamalia yang beradaptasi utnuk hidup di perairan dengan cara membentuk tubuhnya seperti ikan. Sebelum metode sequencing gen dikenal, masih belum terungkap mamalia mana yang berkerabat dekat dengan paus. Namun kini telah diungkap bahwa paus berkerabat dengan mamalia berkuku dari kelompok kuda nil, jerapah, babi, dan unta.

Kesulitan yang dihadapi dalam metode sequencing adalah basa yang berubah dapat berbalik ke kondisi semula. Untuk membandingkan berbagai sequence dengan banyak tapak yang berubah, maka cukup diperlukan teknik statistik. Akan tetapi kerancuan masih terus menghantui. Untuk mengatasi kerancuan ini, digunakan metode insersi dan delesi (juga dikenal dengan sebutan sequence pengenal, atau indel). Meskipun sebuah insersi atau delesi sebuah basa masih dapat mengembalikan perubahan seperti keadaan semula, kemungkinan bahwa hasil insersi atau delesi akan kembali ke kondisi semula (merestorasi sequence semula) adalah sangat kecil. Sebagai konsekuensinya, bila sebuah subgroup famili beberapa sequence berkerabat yang memiliki indel pada posisi dan panjang yang sama, maka dapat dipastikan sequence tersebut berasal dari leluhur yang sama.