BIOINFORMATIKA DALAM PERIKANAN

BIOINFORMATIKA DALAM PERIKANAN

Pengertian Bioinformatika

            Sebelum membahas tentang bioinformatika dalam bidang perikanan sebaiknya kita mengetahui pengertian bioinformatika itu sendiri. Bioinformatika sendiri berasal dari bahasa inggris ”bioinformatics” yang berarti ilmu yang menerapkan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis yang mencakup penerapan metode – metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah – masalah biologi, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino. Contoh bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informai biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.

Bioinformatika dalam perikanan

            Disini akan di bahas tentang “Studi Bioinformatika Mikroba Streptomyces Penyandi Gen Tgase Penghasil Enzim Transglutaminase”.

            Studi Bioinformatika merupakan studi aplikasi dari bidang biologi, kimia organik, statistik, bidang statistik informatika, dan menggunakan berbagai softwere komputasi. Dalam studi ini pada sekuen basa dan asam amino mikroorganisme penyandi gen transglutaminase. Transglutaminase (protein-glutamin-glutamiltransferase [EC2.3.2.13])  yang bebas kalsium telah ditemukan pada bakteri actinomycetes dan digunakan sebagai perekat protein pada daging, ikan, produk kosmetik atau produk makanan. Untuk mendapatkan enim tansgutaminase secara besar-besaran dilakukan melalui produksi enzim rekombinan dan diperlukan tahapan proses kloning dan ekspresi gen Tgase yang menyandi enzim ini. Dalam makalah ini dipaparkan proses studi bioinformatika yang merupakan tahapan awal dan proses terpenting yang harus dilakukan sebelum menuju pada kloning gen.

            Jenis mikroba yang digunakan adalah mikroba sember gen hasil pencarian melalui bioinformatika yaitu bakteri Streptomyces dan Streptoverticillium dan mikroba inang adalah Escherichia coli. Software yang digunakan adalah Gen Bank Data Base dari NCBI, BLAST dari NCBI, CLC free Workbench 3, Genomics Expression versi 1.100, fastPCR vers 5.0.214. Tahapan studi bioinformatika secara menyeluruh adalah

1. Penelusuran Informasi sumber penghasil enzim transglutaminase melalui genbank dari www.ncbi.nlm.nih.gov maupun swissprot.

2. Mengumpulkan informasi sekuens nukleotida komplit genom yang kemudian disimpan dalam bentuk notepad sesuai dengan nama mikroorganismenya

3. Membuat kemiripan sekuens basa dan sekuens asam amino yang berasal dari mikroorganisme penghasil transglutaminase.

4. Menentukan primer forward dan primer reverse yang sesuai untuk mengekspresikan gen yang memproduksi enzim transglutaminase

5. Menguji pengujian desain primer secara in silico dan menggunakan DNA Calculator online

            Dari hasil penelusuran melalui NCBI terdapat banyak mikroorganisme penyandi gen Tgase yang menghasilkan produk berupa enzim transglutaminase yaitu kelompok Streptomyces dan Streptoverticillium. Dalam penelusuran genbank diketahui pola sekuens asam amino, kemudian enzim yang baru ditemukan dibandingkan dengan asam amino-nya. Apabila sudah ditemukan, kemudian di sintesa senyawa yang dapat berinteraksi dengan asam amino.

Tabel 1. Mikroorganisme penyandi gen Tgase kelompok Streptomyces dan Streptoverticillium

No	Nama mikroorganisme	Panjang gen (bp)	Posisi cds
1	Streptomyces fradiae	1242	1-1242
2	Stretomyces netropsis	1535	280-1521
3	Streptomyces baldaccii	1630	352-1608
4	Streptomyces cinnamoneus	1251	1-1251
5	Streptomyces paucisporogenesis	1416	63-1319
6	Streptomyces platensis	1399	76-1332
7	Streptomyces caniferus	1391	119-1372
8	Streptomyces mobaraensis	1244	1-1244
9	Streptomyces mobaraensis	1246	51-1238
10	Streptoverticillium mobaraense	1131	1-1131
11	Streptoverticillium sp.	1809	1-1218

           

Gambar. Salah satu hasil penelusuran mikroba penghasil gene Tgase Streptomyces fradiae

Setelah informasi dari database diperoleh, selanjutnya menganalisa data. Pencarian database berdasarkan hasil alignment/pensejajaran sekuen yang berguna  ketika mendapatkan suatu sekuen DNA/protein yang belum diketahui fungsinya. Desain primer dibuat dari data nukleotida gen Tgase Streptomyces mobaraense. Gen transglutaminase dari Streptomyces mobaraense memiliki kandungan GC yang cukup baik yaitu untuk primer forward sebesar 60% dan primer reverse sebesar 55%. Adapun susunannya yaitu:

Primer forward = PTGase 4 5’- CCG AGA CGG TCG TCA ACA AC-3’ dan

Primer reverse = PTGase 4 5’- CGA ACC AGC CGT AGT CGA AA-3’.