Pengertian Dan Jenis Marka (Penanda) Molekuler

Menurut  Semagn et al (2006), definisi marka (penanda) molekuler yakni sekuen DNA yang sanggup diidentifikasi, dan terdapat pada lokasi tertent pada genom, dan sanggup diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Ibaratnya sebuah barcode, keberadaan marka molekular tersebut secara prinsip mempunyai perbedaan, sehingga untuk menentukan dan pengaplikasian harus dengan hati-hati. Definisikan marka genetik merupakan gen yang terekspresi dan membentuk fenotip, biasanya gampang dibedakan, dipakai untuk identifikasi individu atau sel yang membawanya, atau sebagai probe untuk menandai inti, kromosom, atau lokus. 

Kemudian Recee and Haribabu (2007) beropini bahwa marka molekuler yakni DNA yang teridentifikasi, ditemukan pada lokasi tertentu pada genom, diwariskan dari generasi ke generasi berukutnya dengan mengikuti  hukum pewarisan sifat. Sehingga dari beberapa pengertian tersebut sanggup disimpulakan pengertian Marker molekular merupakan sekuen DNA yang teridentifikasi pada genom dan sanggup diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya dengan mengikuti aturan pewarisan sifat.

Marker molekular sanggup dinggap sebagai belahan yang tidak gampang mengalami perubahan jawaban aktifitas genetik menyerupai mutasi dan insersi atau proses seleksi alam. Sehingga pada proses evolusi kawasan tersebutlah yang tetap akan diwariskan oleh ancestor (leluhur) kepada keturunan berikutnya.  Marka molekular mempunyai beberapa kelebihan antara lain:

1. Marka molekular tidak dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang sangat bervariasi sehingga marka molekular merupakan kawasan yang conserve. 
2. Marka molekular terdapat pada semua genom, sehingga banyak ditemukan pada semua genom individu yang akan dilihat polimorfismenya. 
3. Marka molekular sangat conserve sehingga perubahan yang terjadi sangatlah sedikit, maka sanggup dijadikan penanda bahwa organisme tersebut masih dalam satu kelompok atau tidak dilihat dari marke tersebut. 

Marker molekular pada aplikasinya sangatlah beragam, sehingga untuk menentukan Marka molekular harus diubahsuaikan dengan organisme yang akan diteliti dan pada DNA mana yang akan dianalisis sekuennya. Marker molekular sanggup diaplikasikan pada beberapa genom DNA yang terdapat pada nukleus, mitokondria, kloroplas, atau organel lain (Recee and Haribabu, 2007).

Menurut Varma (2011) pemilihan marka menurut atas mode pewarisan, sensitivitas, perbandingan terhadap suatu masalah, dan reprodusibilitas. Marka molekular dibagi atas marka mayoritas dan marka kodominan. Marka ko-dominan yakni salah satu marka yang sanggup mengidentifikasi semua alel yang ada pada suatu lokus tertentu, sedangkan marker mayoritas hanya mengungkap alel mayoritas tunggal saja tetapi pada lokus yang sama. Data ko-dominan umumnya lebih sempurna daripada data mayoritas tetapi marka mayoritas biasanya membutuhkan waktu lebih cepat dan lebih gampang mendapat data.  Macam-macam  marka (penanda) molekular yang sering dipakai yakni marka mtDNA, single nucleotide polymorphisms (SNPs), allozyme, restriction fragment length polymorphisms (RFLPs), microsatellite atau simple sequence repeats (SSRs), random amplified polimorphic DNA (RAPD), dan amplified fragment length polymorphisms (AFLPs). Berikut yakni klarifikasi jenis marka (penanda) molekuler beserta penjelasan:

1. Marka Molekuler mtDNA

Polimorfisme DNA mitokondria (mtDNA) dipakai dalam filogenetik dan analisis diversitas genetik. Haploid mtDNA dibawakan oleh mitokondria di dalam sitoplasma, pewarisan maternal dan laju mutasi yang tinggi. Polimorfisme dalam urutan kawasan hipervariabel dari D-loop atau kontrol kawasan mtDNA telah memperlihatkan bantuan besar terhadap identifikasi nenek moyang liar dari spesies domestik, pembentukan teladan geografis keanekaragaman genetik, dan pemahaman domestikasi ternak. 

Adanya mtDNA sanggup menggambarkan bahwa perkembangan sekuens DNA yang informatif bisa menjawab level populasi. Marka ini dipakai untuk mempelajari filogeografi intraspesifik yang fokus pada teladan hasil variasi dari salah satu sejarah atau barrier untuk anutan gen dalam populasi, yang diinisialkan dengan penggunaan mtDNA. Sekuens mtDNA dibatasi oleh mtDNA genom yang terdiri dari pewarisan lokus uniparental tunggal. Perluasan penggunaan marker mtDNA (Gambar 1) yaitu marka ribosomal DNA (12S rDNA dan 16S rDNA), marka pengkode gen protein (antara lain: cytochrome b, cytochrome oksidase subunit I dan II, NADH dehydrogenase subunit), dan kontrol region marker.

Gambar 1. Marka molekuler mtDNA.

2. Marka Molekuler Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)

Marka ini merupakan mutasi titik dimana satu nukleotida disubstitusi oleh nukleotida lain pada lokus tertentu. SNP merupakan tipe yang lebih umum untuk membedakan sekuen diantara alel, kodominan di alam, dan menunjukan marka polimorfik dari suatu sumber yang tidak pernah habis untuk penggunannya pada resolusi tinggi dalam pemetaan genetik suatu abjad (Gambar 2). Deteksi marka SNP bersifat kodominan, hal ini didasarkan pada amplifikasi primer yang mempunyai basis pada informasi sekuen untuk gen yang lebih spesifik. Kelebihan dari teknik SNP yakni lebih gampang diterapkan kalau dibandingkan dengan teknik SSR maupun AFLP. Selain itu kelebihannya yakni lebih mempunyai kegunaan pada beberapa lokus SNP yang mempunyai posisi yang sangat berdekatan yang sanggup mendefinisikan adanya haplotipe dan pengembangan haplotype tags. Kekurangan marka molekuler SNP yakni membutuhkan informasi sekuen genetik untuk suatu gen yang menjadi sasaran analisis serta membutuhkan pengadaan alat dan materi yang membutuhkan biaya tinggi (Azrai, 2005).

Gambar 2. Informasi urutan DNA untuk identifikasi SNP pada tingkat variasi individu dengan spesies yang sama. 

3. Marka Molekuler Restriction Fragment Length Polymorphisms (RFLPs)
Marka (penanda) molekuler RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) yakni marka (penanda) ko-dominan, sangat sanggup mengemban amanah dalam analisis linkage dan breeding serta sanggup ditentukan dengan gampang kalau abjad terdapat dalam bentuk homozigot atau heterozigot. Keunggulan dari marka RFLP (Gambar 3) yakni konsistensi yang tinggi, sifat pewarisan ko-dominan, sanggup diulang antar laboratorium, memperlihatkan marka pada lokus yang spesifik, tidak memerlukan informasi sekuen, dan relatife gampang dilakukan scoring karena adanya perbedaan yang cukup besar antar fragmen. Akan tetapi penerapan RFLP memerlukan DNA dalam jumlah yang cukup besar untuk proses pemotongan dengan enzim restriksi. Selain itu, penggunaan dipakai isotop radioaktif dengan harga yang relatif mahal serta berbahaya, dan waktu yang dibutuhkan untuk pengujian juga cukup usang (Varma, 2011).

Gambar 3. Proses pemotongan urutan DNA dengan enzim restriksi menurut marka molekuler RFLP. 

Keterbatasan RFLP dikarenakan beberapa faktor (1) pada beberapa spesies tingkat polimorfisme DNA-nya sangat rendah, (2) menyita banyak tenaga dan waktu, (3) kuantitas dan kualitas DNA yang dibutuhkan sangat tinggi, (4) mekanisme hibridisasinya rumit sehingga menyulitkan otomatisasi, dan (5) membutuhkan koleksi probe untuk spesies yang belum pernah dieksplorasi sebelumnya.

4. Marka Molekuler Mikrosatelit atau Simple Sequence Repeats (SSRs)
Marka mikrosatelit yang juga dikenal dengan Simple Sequence Repeats (SSRs) yakni kelas terkecil dari sekuen berulang (Gambar 4). Marka molekuler SSR yakni salah satu marka yang telah dikembangkan pada komoditas tumbuhan pangan dan perkebunan, marka molekuler ini telah dibuktikan mempunyai keefektifan yang baik untuk proses pengorganisasian meteri genetik menurut jarak genetik serta pemetaan gen. Pada dikala ini SSRs merupakan marka yang banyak dipilih oleh peneliti genetika molekuler alasannya yakni sifatnya sangat polimorfik bahkan untuk spesies maupun galur yang mempunyai korelasi kekerabatan yang dekat; membutuhkan DNA dalam jumlah kecil; dan sanggup dilakukan secara otomatis.

Gambar 4. Contoh urutan sekuens (urutan) DNA pada mikrosatelit tanaman.

Kelebihan dari marka SSRs yakni:

1. Metode yang dipakai relatif sederhana serta sanggup dikerjakan secara otomatis.
2. Memiliki marka yang kebanyakan monolokus serta mengikuti sistem hereditas Hukum Mendel.
3. Terdapat kandungan informasi yang lebih mendalam.
4. Melimpahnya pasangan primer SSR yang cukup banyak di pasaran. 
5. Biaya lebih efesien pergenotipe dan primernya.

5. Marka Molekuler Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD)
Penjelasan mengenai RADP secara khusus dan lengkap ada di dalam goresan pena berikut:
Penanda Molekuler RAPD


6. Marka Molekuler Amplified Fragment Length Polymorphisms (AFLPs)
AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphisms) yakni marka molekuler yang didasarkan adanya amplifikasi yang selektif yang berasal dari potongan DNA. Potongan tersebut merupakan hasil restriksi dari total suatu genom dengan memakai enzim restriksi endonuklease (Gambar 5). Hasil amplifikasi tersebut lalu dipisahkan dengan metode elektroforesis dan selanjutnya dianalisis dengan memakai otoradiografi atau pewarnaan perak. Marka molekuler AFLP sanggup dikategorikan sebagai marka kodominan meskipun pada seringkali dianggap sebagai marka dominan. Hal tersenut dikarenakan adanya kesulitan dalam membedakan intensitas pita hasil analisis antara mayoritas homozigot dan heterozigot.

Gambar 5. Prosedur AFLP.