RESUME: KERAGAMAN DNA MITOKONDRIA PADA POPULASI ASLI PAPUA DAN IMPLIKASI PADA HAPLOGROUP ASLI PAPUA

A.    Pendahuluan

DNA mitokondria (mtDNA) manusia bentuknya yang melingkar sepanjang    16.569 pb, laju mutasi yang tinggi (5-10 kali lebih cepat daripada mutasi urutan nukleotida pada DNA inti), dan diwariskan secara maternal.

Urutan nukleotida pada mtDNA dibagi menjadi dua, yaitu daerah pengontrol gen (control region) atau D-loop dan daerah pengkode protein (coding region). Daerah D-loop yang polimofis ini terbagi menjadi 2, yaitu rentang urutan nukleotida daerah hipervariabel I (HVS I/HV1) dan Hipervariabel II (HVS II/HV2). nya adalah: HV1 = 16024-16365 dan  HV2 = 73-340

Gambar 1.  Peta DNA Mitokondria (mtDNA) Manusia yang gambarkan oleh Anderson (1981) dan Andrews (1999). 
MtDNA berbentuk sirkular, beruntai ganda (untai H untuk Heavy dan untai L untuk Light), berukuran 16569 pb yang terdiri atas daerah pengode (coding region) yang mengode 2 rRNA, 22 tRNA, 13 polipeptida dan daerah yang tidak mengode (non coding region) atau daerah pengontrol yang mengandung D-loop. D-loop ini terdiri atas dua daerah dengan variasi tinggi, yaitu hypervariable segment I (HVSI) dan hypervariable segment II (HVSII).

Penelitian I oleh Yohanis Ngili, dkk. (2008) berjudul Mitochondrial DNA Diversity in Indigenous Population of Northern Papua and Its Implication on Native Papuan Haplogroups (Keragaman mtDNA dalam Penduduk Asli Papua Utara dan Implikasinya pada Haplogroup Asli Papua) bertujuan menentukan keragaman keragaman mtDNA manusia populasi asli Papua Utara dan haplogroup populasi asli Papua. Native (Asli): Keturunan Ibu.

Penelitian II oleh Yohanis Ngili, dkk. (2010) berjudul Polymorphisms of Human Mitochondrial DNA Analysis in Papuan Population (Polimorfisme Analisis mtDNA Manusia dalam Populasi Papua) bertujuan menentukan keragaman keragaman mtDNA manusia populasi asli seluruh Papua, yang diwakili Biak, Serui, Wamena, Nabire, dan Jayapura. Kedua penelitian ini saling berkaitan bahwa penelitian II merupakan lanjutan dari Penelitian I

B.     Metodologi

Analisis dilakukan pada fragmen D-loop dalam mtDNA.

Langkah Kerja:

-          Sampel individu dari sel epitel (penelitian I) dan sel darah (penelitian II) melalui autopsi dan mengikuti prosedur/etika yang berlaku.

-          Lisis sel untuk mendapatkan template mtDNA menggunakan DNA QIAamp Mini Kit.

-          Template mtDNA diperkuat dengan teknik PCR menggunakan REPLI-g Mitochondrial DNA.

-          Fragmen PCR sequencing daerah D-loop mtDNA dengan Metode Sanger.

-          Electropherogram in-silico setiap sampel dianalisis menggunakan program Seqman in DNA Star.

-          Analisis urutan nukleotida dengan membandingkan urutan nukleotida rCRS untuk mengetahui letak mutasi.

C.    Pembahasan

1. Resume Penelitian I

Sampel Penelitian diwakili oleh 12 orang; 6 orang dari suku Biak dan 6 orang dari suku Serui. Hasil sekuensing menunjukkan adanya variasi mutasi dari kedua individu suku di populasi Papua: Biak dan Serui dengan jumlah mutasi yang bervariasi. Namun demikian, analisis homologi menunjukkan hasil ada beberapa substitusi mutasi yang paling sering muncul adalah 16111T, 16232T, dan 263G.

Haplogroup; membandingkan seluruh urutan nukleotida mtDNA menggunakan analisis Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP), menyatakan bahwa:  “Penampilan variabilitas jenis mutasi dan jumlah mutasi pada individu Papua menunjukkan bahwa mutasi yang terjadi tidak memiliki karakter khusus untuk populasi tertentu seperti di database Kependudukan mtDNA Federal Bareau of Investigation (FBI)”.

Simpulan

Hasil analisis homologi daerah HV1/HV2 mtDNA suku Biak dan suku Serui menunjukkan ada beberapa mutasi substitusi yang paling sering muncul adalah 16111T, 16232T, dan 263G. Populasi mtDNA kedua suku menunjukkan masih dalam haplogroup yang sama.

2. Resume Penelitian II

Gambar 2. Seqman Papua 1 dan 2

Gambar 2 menunjukkan contoh-contoh pengolahan data menggunakan program tersebut untuk dibandingkan dengan sampel Seqman Papua 1 dan 2 dengan menggunakan primer M1 Papua.

Hasil analisis urutan mtDNA sampel mtDNA manusia etnis Papua menghasilkan 820-858 nukleotida D-loop. Mutasi spesifik normal yang dominan antara lain: C16.223t, C16.295t, T16.362c, T16.519c, A73G, T146c, T199c, dan A263G.

Hasil penelitian ini diharapkan untuk melengkapi database varian normal mtDNA manusia Indonesia, dan menunjukkan bahwa jumlah mutasi transisi lebih mungkin dibandingkan mutasi transversi.

Simpulan

Dari diskusi, dapat disimpulkan bahwa ada mutasi spesifik hasil analisis urutan mtDNA dari 5 sampel mtDNA manusia Indonesia etnis Papua di Biak, Serui, Wamena, Nabire, dan Jayapura. Mutasi spesifik biasanya termasuk: C16.223t, C16.295t, T16.362c, T16.519c, A73G, T146c, T199c, dan A263G. Mutasi ini dapat digunakan sebagai penanda spesifik untuk etnis Papua dalam studi migrasi manusia, kimia forensik, demografi dan bioetnoantropologi.

3. Perbandingan Kedua Penelitian

Kategori	Penelitian I	Penelitian II
Tujuan	1.   Keragaman mtDNA daerah D-loop HV1/HV2 antara suku Biak dan Serui 2.   Menentukan haplogroup populasi kedua suku	Keragaman mtDNA daerah D-loop HV1/HV2 seluruh populasi asli Papua (diwakili dari suku Biak, Serui, Wamena, Nabire, dan Jayapura)
Metode
Sampel	Sel epitel	Sel darah
Analisis	1.   Membandingkan dengan data urutan nukleotida mtDNA rCRS 2.   Analisis RFLP	Membandingkan dengan data urutan nukleotida mtDNA Rcrs
Hasil	1.   Mutasi spesifik normal: 16111T, 16232T, dan 263G 2.   Populasi mtDNA Kedua suku masih dalam haplogroup yang sama	Mutasi spesifik normal : C16.223t, C16.295t, T16.362c, T16.519c, A73G, T146c, T199c, dan A263G.

4. Penelitian III: Phylogenetic Star Contraction Applied to Asian and Papuan mtDNA Evolution oleh Peter Forster, dkk.

Pada dekade terakhir ini, 826 DNA mitokondria (mtDNA) dari populasi Asia timur dan Papua telah berhasil diklasifikasikan menggunakan analisis Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) resolusi tinggi.

Analisis tersebut berbeda dengan sekuens mtDNA pada daerah kontrol, RFLP memberikan gambaran filogenik yang jelas tentang urutan lengkap mtDNA manusia, tanda yang diperoleh dapat digunakan untuk menduga durasi secara molekuler.

Tujuan

Menentukan ciri pengelompokan algoritma baru yang mengidenfikasi dan mendiagnosis ciri khusus ekspansi demografi prasejarah dengan lebih teliti (clusters).

Pembahasan

Aplikasi pada data populasi Asia dan Papua, menunjukan migrasi yang dilakukan oleh bangsa Afrika merupakan leluhur tipe mtDNA bagi seluruh populasi Indo-Eropa (termasuk Papua) dengan garis keturunan 54.000 tahun. DNA mitokondria keturunan Papua melalui rute bagian selatan hingga Papua New Guinea; rute keturunan ini berkembang dalam waktu yang lama,

Keturunan mtDNA Indo-Eropa muncul dan mempunyai kecenderungan yang umum dan tidak menunjukan perbedaan ekspansi demografi yang lain hingga 30.000 tahun yang lalu.

D.    Tanggapan dan Simpulan

Ketiga penelitian membahas evolusi dan forensik berkaitan dengan mtDNA manusia terutama pada keturunan Papua. Data diambil dari data primer dan data sekunder. Data primer dianalisis menggunakan program Seqman DNA Star kemudian dibandingkan urutan nukleotida rCRS untuk mengetahui letak mutasi, sedangkan data sekunder dianalisis menggunakan RFLP resolusi tinggi untuk menentukan haplogroup keturunan Papua.

Keragaman mtDNA daerah D-loop HV I/II antara suku di Papua berbeda mutasi spesifik normal.

Haplogroup antara suku di Papua masih dalam haplogroup yang sama, yaitu keturunan mtDNA Afrika yang melalui jalur selatan hingga Papua New Guinea.

Cakupan haplogroup hanya menyangkut evolusi mtDNA, tetapi untuk menentukan garis keturunan atau forensik harus merujuk keragaman sequen mtDNA daerah D-loop HV I/II.

E.     Daftar Pustaka

Anderson, S., Bankier, A.T., Barrell, B.G., de Bruijn, M.H., Coulson, A.R., Drouin, J., Eperon, I.C., Nierlich, D.P., Roe, B.A., Sanger, F., Schreier, P.H., Smith, A.J., Staden, R., and Young, I.G., (1981), Sequence and organization of the human mitochondrial genome, Nature, 290 (5806) page 457-467.

Asnar, Bhakti Maulana. (2006). Skrining delesi 9pb DNA mitokondria pada manusia. Tesis. ADLN Digital Collections. Diunduh dari: http://adln.lib.unair.ac.id/go.php?id=gdlhub-gdl-s1-2006-asnarbhakt-1734 pada: 10/27/2011 5:30 AM

Forster, Peter. Et al. (Oktober 21, 2011). Phylogenetic Star Contraction Applied to Asian and Papuan mtDNA Evolution. Oxford Journals. Diambil dari http://mbe.oxfordjournals.org/ pada tanggal 27 Oktober 2011.

Ngili, Yohanis et al. (2008). Mitochondrial DNA Diversity in  Indigenous Population of Northern Papua and Its Implication on Native Papuan Haplogroups . Proceeding of The International Seminar on Chemistry 2008 (pp. 621-627) (Jatinangor, 30-31 October 2008).

Ngili, Yohanis. et al. (2010). Polymorphisms of Human Mitochondrial DNA Analysis in Papuan Population. Proceedings of the Third International Conference on Mathematics and Natural Sciences (ICMNS 2010).