Penanda Molekuler: Kelas, Penggunaan, Karakteristik, dan Reproduksibilitas

Definisi:

Juga dikenal sebagai molekul penanda atau penanda genetik, mereka digunakan untuk menandai posisi gen tertentu yang sedang diselidiki, atau untuk menarik perhatian pada pewarisan suatu sifat.

Mereka telah terbukti menjadi alat penting bagi ahli genetika dan telah menemukan aplikasi penting dalam rekayasa genetika, pengujian ayah, dan identifikasi penyakit mematikan.

penanda molekuler adalah fragmen DNA yang berkaitan dengan daerah tertentu dari genom. Mereka dapat mengambil bentuk sekuens DNA pendek, seperti sekuens yang mengelilingi polimorfisme nukleotida tunggal, di mana terjadi perubahan pasangan basa tunggal.

Mereka juga dapat mengambil bentuk urutan DNA yang lebih panjang, seperti mikrosatelit, yang panjangnya 10 hingga 60 pasangan basa.

Kelas penanda molekuler

Polimorfisme panjang fragmen restriksi adalah penanda molekuler yang digunakan untuk mengikuti urutan DNA tertentu saat melewati antar sel.

Ini adalah salah satu jenis penanda molekuler yang paling umum dan didasarkan pada hibridisasi DNA kloning menjadi fragmen DNA. Mereka khusus untuk enzim restriksi tunggal atau kombinasi klon.

Penanda molekul DNA polimorfik yang diamplifikasi secara acak umumnya digunakan dalam pemuliaan tanaman dan didasarkan pada kloning gen reaksi berantai polimer dari lokasi acak dalam genom tanaman.

Penanda molekul isozim digunakan untuk menandai protein. Mereka dirancang untuk mengidentifikasi enzim yang berbeda dalam urutan asam amino tetapi mengkatalisis reaksi asam amino yang sama.

Beberapa jenis penanda genetik yang umum adalah:

  • RFLP (atau polimorfisme panjang fragmen restriksi).
  • AFLP (atau Polimorfisme Panjang Fragmen yang Diperkuat.
  • RAPD (atau amplifikasi acak DNA polimorfik).
  • VNTR (atau pengulangan nomor variabel).
  • polimorfisme mikrosatelit.
  • SNP (atau polimorfisme nukleotida tunggal).
  • STR (atau pengulangan singkat).
  • SFP (atau polimorfisme fitur tunggal) DArT (atau teknologi matriks keragaman).

Mereka dapat dikategorikan sebagai dominan atau co-dominan. Penanda dominan memungkinkan banyak lokus untuk dianalisis sekaligus, misalnya RAPD.

Primer yang mengamplifikasi penanda dominan dapat diamplifikasi di banyak lokus dalam sampel DNA dengan reaksi PCR. Penanda co-dominan menganalisis satu lokus pada satu waktu.

Primer penguat dari penanda ko-dominan akan menghasilkan produk tertentu.

Penggunaan penanda molekuler

Ahli genetika menggunakan penanda molekuler untuk memeriksa hubungan antara penyakit bawaan dan penyebabnya.

Mereka dapat menunjukkan lokasi mutasi gen tertentu yang dapat mengakibatkan protein terganggu dan telah digunakan untuk mengidentifikasi penyakit seperti anemia sel sabit dan penyakit Huntington.

Marka molekuler mungkin juga memiliki aplikasi pertanian, seperti pemuliaan berbantuan penanda, dalam pengujian paternitas, dan dalam identifikasi varietas tanaman dengan mengidentifikasi identitas, kemurnian, dan stabilitas tanaman.

rekayasa genetika

Penanda molekuler digunakan dalam rekayasa genetika untuk menandai tempat di mana protein yang rusak dan bermutasi telah digantikan oleh protein yang berfungsi dengan baik.

Hal ini dilakukan dengan mengganti urutan DNA yang rusak dengan urutan yang identik tetapi berfungsi yang ditransplantasikan dari lokasi lain.

Karakteristik penanda molekuler yang ideal

Penanda molekuler yang ideal harus memiliki semua atau setidaknya beberapa karakteristik berikut:

  • Ini harus tersedia.
  • Seharusnya mudah untuk dianalisis.
  • Seharusnya tidak memakan waktu.
  • Itu harus sangat dapat direproduksi.
  • Itu harus netral secara fenotipik.
  • Ini dapat menghasilkan data yang dapat dipertukarkan.
  • Itu harus menunjukkan polimorfisme.
  • Itu harus menunjukkan pewarisan kodominasi untuk memungkinkan diskriminasi antara homozigot dan heterozigot.
  • Itu harus non-epistatik.

Sejumlah penanda molekuler yang berbeda dari sistem, yang tersedia selama dua dekade terakhir, dapat secara luas diklasifikasikan menjadi tiga kelas:

  • Penanda molekuler generasi pertama, termasuk RFLP, RAPD, dan modifikasinya.
  • Penanda molekuler generasi kedua yang mencakup SSR, AFLP dan bentuk modifikasinya.
  • Penanda molekuler generasi ketiga: EST, SNP, dan banyak lagi.

Beberapa pendekatan tersedia untuk mengidentifikasi penanda yang terkait dengan sifat yang diminati. Peta penanda molekuler sekarang tersedia untuk spesies yang paling penting.

Penanda molekuler telah dianggap sebagai alat untuk sejumlah besar aplikasi mulai dari lokalisasi gen hingga peningkatan spesies melalui seleksi yang dibantu penanda.

Mereka juga menjadi sangat populer untuk analisis filogenetik yang menambahkan dimensi baru pada teori evolusi dalam penelitian tumbuhan dan hewan.

Penanda molekuler dan reproduktifitasnya

Reproduksibilitas selalu merupakan properti penting dari penanda, tetapi bahkan lebih penting dengan proyek kolaboratif, yang melibatkan pembuatan data oleh laboratorium yang berbeda yang hasilnya harus dikumpulkan.

Untuk hasil yang dapat direproduksi, ekstraksi DNA murni berkualitas tinggi merupakan prasyarat untuk sebagian besar teknik penanda. Misalnya, DNA yang terdegradasi dan/atau tidak murni dapat mempengaruhi amplifikasi atau restriksi DNA, yang menghasilkan polimorfisme nonspesifik.

Bahkan ketika menggunakan DNA berbobot molekul tinggi yang dimurnikan, RAPD sering tidak menunjukkan hasil yang dapat direproduksi.

Ini karena primer RAPD sangat pendek (10 bp), yang dapat mengakibatkan perubahan perilaku anil mereka ke DNA templat dan profil pita yang dihasilkan sebagai akibat dari penyimpangan kecil dalam kondisi eksperimental.

Oleh karena itu, prosedur eksperimental yang sangat standar diperlukan saat menggunakan penanda RAPD. Ini menyiratkan kebutuhan untuk memasukkan sampel berulang dan juga penyertaan genotipe referensi yang mewakili pita dengan ukuran yang diketahui.

Masalah dengan reproduktifitas dalam analisis RAPD dapat diatasi dengan berfokus pada penanda yang dipetakan yang pewarisannya telah diverifikasi.

Related Posts