LEBAH
Apis cerana
RUT NORMASARI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
RUT NORMASARI. Karakterisasi Gen Opsin Sensitif Ultraviolet (UVop) pada Lebah Apis cerana. Dibimbing oleh RIKA RAFFIUDIN dan ACHMAD FARAJALLAH.
Lebah memiliki penglihatan trikromatik karena mempunyai tiga fotoreseptor dengan puncak sensitivitas 540 nm (sensitif hijau), 435 nm (sensitif biru) dan 335 nm (sensitif UV). Pada
Apismellifera, gen opsin sensitif UV (UVop) terdiri atas delapan ekson dan tujuh intron. Pada A.
cerana belum ada data tentang gen UVop. Dengan demikian, penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi gen UVop pada Apis cerana. Primer nukleotida disusun berdasarkan urutan DNA UVop lebah A. mellifera. Penelitian ini berhasil mengkarakterisasi lima ekson dan lima intron dengan ukuran 959 pasang basa. Gen UVop A. cerana terletak pada ekson tiga sampai dengan tujuh berdasarkan cDNA UVop A. mellifera. Analisis homologi ekson tiga sampai dengan lima menunjukkan kesamaan sebesar 96% dan ekson enam sampai dengan tujuh sebesar 97% antara UVop kedua spesies lebah. Pada ekson UVopA. cerana terdapat 21 perbedaan nukleotida yang didominasi oleh transisi basa. Empat perbedaan nukleotida pada ekson menyebabkan perubahan asam amino sedangkan perbedaan nukleotida yang lain merupakan silent mutation. Semua intron UVop A. cerana terletak pada posisi yang sama dengan intron pada UVop A.
mellifera. Seluruh intron didominasi oleh basa AT (63.01%) dan diawali dengan basa GT dan diakhiri dengan basa AG.
ABSTRACT
RUT NORMASARI. Characterization of Apis cerana Ultraviolet Sensitive Opsin Gene (UVop). Supervised by RIKA RAFFIUDIN and ACHMAD FARAJALLAH.
Honey bee possesses trichromatic vision cause has three photoreceptors with sensitivity peak at 540 nm (green sensitive), 435 nm (blue sensitive), and 335 nm (UV sensitive). A. mellifera
UV sensitive opsin (UVop) gene consists of eight exons and seven introns. There is lack of UVop
gene data in A. cerana as yet. Hence, the aim of this research was to characterize A. ceranaUVop
KARAKTERISASI GEN OPSIN SENSITIF ULTRAVIOLET (
UVop
) PADA
LEBAH
Apis cerana
RUT NORMASARI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul
: Karakterisasi Gen Opsin Sensitif Ultraviolet (UVop) pada Lebah
Apis cerana
Nama
: Rut Normasari
NIM
: G34103013
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Ir. Rika Raffiudin, M.Si.
Dr. Ir. Achmad Farajallah, M.Si.
NIP. 131999583
NIP. 131878947
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA
NIP. 131578806
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tuban pada tanggal 2 Oktober 1984 dari ayah Sukarman dan ibu Wagiarti. Penulis merupakan putri keempat dari empat bersaudara.
Tahun 2003 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Tuban dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dpilih dalam penelitian ini ialah Karakterisasi Gen Opsin Sensitif Ultraviolet (UVop) pada Lebah Apis cerana.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Rika Raffiudin, M.Si dan Dr. Ir. Achmad Farajallah, M.Si selaku pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu, bimbingan, masukan, dan dorongan kepada penulis. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Aris Tri Wahyudi, M.Si selaku penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis. Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada Bapak Bambang Suryobroto, Ibu Taruni Sri Prawasti, Ibu RR Dyah Perwitasari, Bapak Tri Heru Widarto, Bapak Tri Atmowidi, Bapak Adi, Mba Tini, Mba Kanthi, Mba Zulfarida Syamsi, dan Pak Joni atas semua fasilitas, bimbingan, nasihat, dan dorongan yang telah diberikan. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ayah, Ibu, Kakak-kakak, dan Mas Sabar atas dukungan, doa, cinta dan kasih sayang yang telah diberikan kepada penulis. Terima kasih juga kepada Sari dan Wahyu atas dukungan, dan persahabatan yang telah terjalin selama ini. Tak lupa kepada Indra, Mba Ani, Nico, Wildan, Wafa, Lusi, Rini, Citra, teman-teman zoologi, Biologi 40, serta teman-teman pemuda Advent Bogor atas dukungan, canda tawa, dan kekompakannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2008
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL……… viii
DAFTAR GAMBAR………... viii
DAFTAR LAMPIRAN……… viii
PENDAHULUAN……… 1
METODE Objek Penelitian………. 1
Ekstraksi DNA………... 1
Amplifikasi DNA………... 2
Elektroforesis dan Pewarnaan DNA………... 2
Pengurutan (Sequencing) dan Penyejajaran (Alignment) DNA ……..……….. 2
HASIL Ekstraksi dan Amplifikasi DNA... 3
Pengurutan (Sequencing) dan Penyejajaran (Alignment) DNA………... 3
PEMBAHASAN... 7
SIMPULAN... 7
SARAN... 8
DAFTAR PUSTAKA... 8
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Primer yang digunakan untuk mengamplifikasi daerah UVop A.
cerana... 1
2 DNA hasil amplifikasi UVopA. cerana dan perkiraan ukuran intron berdasarkan
cDNA UVop A. mellifera... 3
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Lebah madu A. cerana... 1
2 DNA hasil amplifikasi UVopA. cerana... 3
3 Alignment cDNA A. mellifera (U70841) dengan DNA hasil pengurutan F2R2 dan
F3R3 UVopA. cerana... 5
4 Posisi intron (i) dan ekson (e) UVopA. mellifera dan A. cerana... 5
5 Alignment asam amino ekson tiga sampai dengan tujuh UVopA. cerana dengan
A. mellifera (U70841)... 6
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVop A. cerana menggunakan primer
UVopsF2... 10
2 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVop A. cerana menggunakan primer
UVopsR2... 11
3 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVop A. cerana menggunakan primer
UVopsF3... 12
4 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVop A. cerana menggunakan primer
PENDAHULUAN
Lebah madu merupakan serangga sosial yang hidup bersama membentuk satu koloni di dalam satu sarang. Koloni lebah terdiri atas kasta reproduktif dan kasta non reproduktif. Kasta reproduktif terdiri atas lebah ratu (queen) dan lebah jantan (drone). Kasta non-reproduktif terdiri atas lebah pekerja (worker) (Winston 1987). Sebagian besar anggota koloni lebah adalah lebah pekerja yang bertugas sebagai pencari makan yang berupa nektar dan tepung sari (Michener 1974).
Pembagian tugas pada lebah pekerja didasarkan atas umur lebah (age related division of labor) yaitu tugas di dalam sarang dan di luar sarang. Lebah pekerja tinggal di dalam sarang 2-3 minggu pertama setelah menetas dan kemudian mulai mencari makan (Winston 1987). Lebah madu Apis cerana
(Gambar 1) termasuk ke dalam Ordo Hymenoptera, Famili Apidae, Subfamili Apinae (Borror et al. 1982).
Lebah merupakan hewan dengan perilaku insting yang dominan. Insting merupakan salah satu jenis tingkah laku klise (stereotyped behaviour) yang diturunkan secara genetik (innate) akibat struktur yang dimiliki oleh hewan tersebut (Dethier 1964). Hal ini berarti ada gen yang menyandikan untuk tingkah laku tersebut. Tingkah laku mencari makan (foraging) lebah terjadi pada waktu-waktu tertentu dengan tepat.
Pada saat mencari makan, lebah pekerja menggunakan matahari sebagai penunjuk arah menuju sumber makanan dan untuk kembali ke sarang. Pada saat mendung, lebah pekerja tetap mampu menggunakan matahari karena gelombang ultraviolet (UV) mampu menembus awan sehingga gelombang UV lebih dominan daripada spektrum cahaya tampak (Winston 1987). Selain itu, penglihatan UV mempunyai peranan penting dalam membedakan bunga dan mendeteksi madu pada bunga dari beberapa spesies tanaman, polarisasi penglihatan, orientasi
(Spaethe & Briscoe 2005), navigasi, dan memilih pasangan (Salcedo etal. 2003).
Lebah A. mellifera memiliki penglihatan trikromatik karena mempunyai tiga fotoreseptor dengan puncak sensitivitas 540 nm (sensitif hijau), 435 nm (sensitif biru) dan 335 nm (sensitif UV). Di dalam fotoreseptor terdapat pigmen yang disebut rhodopsin. Dari ketiga jenis rhodopsin yang ada pada mata majemuk A. mellifera, rhodopsin ultraviolet adalah yang paling menarik dalam kaitannya dengan ekologi, fisiologi, dan evolusi (Bellingham et al. 1997). Rhodopsin ini disandikan oleh gen opsin sensitif UV (UVop).
Lebah A. mellifera merupakan salah satu hewan model yang sudah banyak dipelajari, sehingga A. mellifera digunakan sebagai pembanding untuk hewan lainnya. Berdasarkan analisis cDNA, gen UVop A.
mellifera terdiri atas tujuh intron dan delapan ekson (Bellingham et al. 1997). Kedelapan ekson terdiri atas 377 asam amino atau 1131 pasang basa (pb). Analisis lebih lanjut oleh Bellingham etal. (1997) menunjukkan bahwa panjang total intron sebesar 861 pb. Sepengetahuan kami, pada A. cerana belum ada data tentang UVop.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkarakterisasi UVop pada lebah A.
cerana.
METODE
Objek Penelitian
Objek penelitian yang digunakan adalah lebah A. cerana koleksi Rika Raffiudin dari Cililin, Bandung (Ac 20 CL) yang disimpan di Laboratorium Zoologi, Bagian Fungsi dan Perilaku Hewan, Departemen Biologi FMIPA IPB.
Ekstraksi DNA
Sumber DNA yang digunakan adalah bagian toraks lebah. Ekstraksi DNA menggunakan metode ekstraksi cetyl trimetil amonium bromide (CTAB) 20% dan presipitasi alkohol (Sambrook et al. 1989).
Tabung berisi toraks dimasukkan ke dalam nitrogen cair selama 15 menit, kemudian toraks digerus sampai hancur. Bufer CTAB ditambahkan sebanyak 200 µl ke dalam
tabung yang berisi hancuran toraks. Proteinase K (5 mg/ml) ditambahkan sebanyak 14 µl dan
Setelah diinkubasi, tabung beserta isinya disentrifugasi 13000 rpm selama 10 menit. Supernatan dipindahkan ke tabung yang baru, kemudian ditambahkan larutan fenol (phenol :
chloroform : isoamilalcohol = 25 : 24 : 1) sebanyak 500 µl, digoyang dengan tangan perlahan selama 5 menit lalu disentrifugasi 13000 rpm selama 5 menit. Lapisan atas yang berisi DNA dipindahkan ke tabung yang baru, kemudian ditambahkan larutan kloroform (chloroform : isoamilalcohol 24 : 1) sebanyak 400 µl, digoyang dengan tangan perlahan
selama 5 menit dan disentrifugasi 13000 rpm selama 3 menit. Lapisan atas yang berisi DNA dipindahkan ke tabung yang baru. Presipitasi DNA dilakukan dengan menambahkan isopropanol 600 µl dan disimpan selama
semalam pada suhu 4 0C.
Pengendapan DNA dilakukan dengan sentrifugasi 13000 rpm selama 30 menit pada suhu 4 0C. Porsi isopropanol dibuang, kemudian ditambahkan etanol 70% 500 µl dan
disentrifugasi 13000 rpm selama 10 menit pada suhu 4 0C. Etanol 70% dibuang, kemudian pelet DNA dikeringkan dengan cara divakum selama 30 menit. Pelet DNA kemudian disuspensikan dalam TE 30-40 µl (Tris HCl 10 mM pH 8; EDTA 1 mM) dan disimpan pada suhu –4 0C.
Amplifikasi DNA
Perbanyakan DNA dilakukan secara in vitro dengan teknik PCR (Polymerase Chain Reaction) menggunakan mesin Thermocycler
(TaKaRa PCR Thermal Cycler MP4 – TaKaRa Biomedicals). Daerah genom inti yang diamplifikasi adalah daerah UVop yang dibatasi oleh beberapa pasang primer (Tabel 1). Primer disusun berdasarkan Uvop A.
mellifera (Bellingham et al. 1997). Total volume pereaksi PCR yang digunakan sebanyak 12.5 µl. Komposisi pereaksi terdiri
atas Mg2+free buffer 1.25 µl, MgCl2 3 mM,
dNTP 0.2 µM, primer forward 0.5 µM, primer reverse 0.5 µM, taq polimerase 0.04 µM (New England Biolabs), dan DNA hasil ekstraksi 1
µl. Proses amplifikasi dilakukan pada kondisi
suhu pra-denaturasi 94 0C selama 5 menit, dilanjutkan 30 siklus yang terdiri atas tahap denaturasi DNA 94 0C selama 1 menit, penempelan primer (annealing) pada suhu 53
0
C (F2R2) dan 60 0C (F3R3) selama 1 menit, dan sintesis DNA ruas target pada suhu 72 0C selama 2 menit; proses diakhiri dengan sintesis DNA akhir pada suhu 72 0C selama 7 menit.
Elektroforesis dan Pewarnaan DNA
Segmen DNA hasil amplifikasi dipisahkan dengan polyacrylamide gel electrophoresis
(PAGE) 6% menggunakan bufer 1xTBE (Tris 0.5 M, Asam borat 0.5 M, EDTA 0.02 M). Pemisahan dilakukan dengan arus 150 V selama 100 menit.
Pewarnaan DNA pada gel poliakrilamid menggunakan metode pewarnaan perak (silver staining) (Tegelstrom 1986).
Pengurutan (Sequencing) dan Penyejajaran (Alignment) DNA
Pengurutan DNA menggunakan jasa lembaga Biologi Molekuler Charoen Pockphan, Jakarta. Produk sequencing diedit menggunakan program Genetyx Win versi 4.0, kemudian dilakukan alignment
menggunakan Clustal X (Thompson et al. 1997) dan Mega 3.0 (Kumar et al. 2004).
Alignment DNA dilakukan antara sekuen
Uvop A. cerana hasil sequencing dengan sekuen UVopA. mellifera (Bellingham et al. 1997) yang diambil dari GenBank (www.ncbi.nlm.nih.gov) dengan Acc Number
U70841. Analisis homologi dilakukan melalui BLASTX untuk urutan nukleotida UVop dan BLASTP untuk asam amino hasil translasi.
Tabel 1 Primer yang digunakan untuk mengamplifikasi daerah UVopA. cerana
No. Primer Urutan nukleotida (5’-3’)
Posisi nukleotida pada daerah
UVopA. mellifera
(Bellingham et al. 1997)
Acc Number U70841
1 UVopsF2 (F2) GAACATGTTCATAGTCAGCC 276-295
2 UVopsR2 (R2) GCTCAGCTCTATTCGCAATC 729-748
3 UVopsF3 (F3) CGAAGGTCTTCGTCACGTGT 650-669
HASIL
Ekstraksi dan Amplifikasi DNA
Hasil amplifikasi DNA menggunakan pasangan primer UVopsF2 dan UVopsR2 (F2R2) sekitar 610 pb (Gambar 2a) dan pasangan primer UVopsF3 dan UVopsR3 (F3R3) sekitar 800 pb (Gambar 2b). Ukuran DNA yang dihasilkan menggunakan pasangan primer F2R2 dan F3R3 lebih besar daripada ukuran cDNA UVopA. mellifera (Tabel 2).
Pengurutan (Sequencing) dan Penyejajaran (Alignment) DNA
Pengurutan DNA menggunakan primer yang sama dengan primer untuk amplifikasi. Pengurutan DNA dilakukan untuk mengetahui ukuran, urutan basa, dan posisi intron secara tepat. Hasil pengurutan kemudian diedit secara manual dengan bantuan kromatogram (Lampiran 1-4). Urutan DNA tersebut kemudian dimasukkan ke dalam program Genetyx Win versi 4.0. Hasil pengurutan DNA menggunakan primer F2R2 sebesar 500 pb, dan menggunakan primer F3R3 sebesar 459 pb.
Hasil alignment UVopA. cerana terhadap
A. mellifera (U70841) menunjukkan dua intron pada F2R2 dan tiga intron pada F3R3 (Gambar 3 dan 4).
Panjang ekson yang didapatkan sebesar 351 pb untuk F2R2 dan 254 pb untuk F3R3. Panjang intron sebesar 149 pb untuk F2R2 dan 205 untuk F3R3. Ekson dan intron didominasi oleh basa AT yaitu ekson sebesar 56.01% dan intron sebesar 63.01%.
Hasil analisis homologi menunjukkan ekson F2R2 memiliki kesamaan dengan UVop A. mellifera sebesar 96% (338/351) dan ekson F3R3 sebesar 97% (247/254).
Ekson F2R2 dan F3R3 ditranslasi ke dalam asam amino dengan menggunakan program Genetyx Win versi 4.0. Hasilnya sebesar 116 asam amino untuk ekson F2R2 dan 84 asam amino untuk ekson F3R3, sehingga jumlah totalnya 200 asam amino.
Alignment dilakukan antara asam amino hasil translasi dengan asam amino UVop A.
mellifera (U70841) (Gambar 5). Analisis homologi menunjukkan asam amino hasil translasi ekson F2R2 dan F3R3 homolog dengan asam amino UVopA. mellifera sebesar 84% (196/231).
Tabel 2 DNA hasil amplifikasi UVop A. cerana dan perkiraan ukuran intron berdasarkan cDNA
UVop A. mellifera
Pasangan primer
cDNA A. mellifera
(U70841) (pb)
DNA hasil amplifikasi (pb)
Perkiraan ukuran intron (pb)
F2R2 473 610 610-473=137
F3R3 460 800 800-460=340
800 pb 610 pb
400 400
500 500
600 600
700 700 800
M 1 2 (pb) M 1 2
(pb)
(a) (b)
U70841 AAATCACTGAGGACCCCATCGAACATGTTCATAGTCAGCCTGGCGATATTCGATATAATAATGGCTTTTGAAATGCCAATGCTCGTGATAAGCAGTTTT [594] F2R2 ---TGCCGATGCTTGTGATAAACAGTTTT [594] F3R3 --- [594]
U70841 ATGGAACGTATGATTGGCTGGGAAATCGGATGCGATGTCTATTCGGTGTTTGGCTCGATTTCTGGCATGGGACAAGCTATGACCAATGCTGCCATCGCA [693] F2R2 ATAGAACGTATGATTGGCTGGGAAATCGGATGCGATGTCTATTCGGTGTTTGGATCGATTTCTGGCATGGGACAAGCTATTACCAATGCTGCCATCGCA [693] F3R3 --- [693] ekson 3 intron 3 intron 3 ekson 4
U70841 TTTGACCGTTACAG---AACCATTTCCTGC [792] F2R2 TTTGACCGTTACAGgtttacaattattccatttcgtcatcgtctattatttacgaatcgagatatcgaatcctccctttcttgcagAACCATTTCCTGT [792] F3R3 --- [792]
U70841 CCGATCGATGGACGACTCAACTCGAAACAAGCCGCGGTAATCATCGCTTTCACGTGGTTTTGGGTGACACCGTTCACTGTTTTACCGCTACTAAAAGTT [891] F2R2 CCGATCGATGGACGACTCAACTCGAAACAAGCCGCGATAATCATCGCTTTCACGTGGTTTTGGGTGACACCGTTCACTGTTTTACCGTTACTAAAAGTT [891] F3R3 --- [891] ekson 4 intron 4 intron 4 ekson 5 U70841 TGGGGCCGATACACTACCG---AGG [990] F2R2 TGGGGCCGATACACTACCGgtaacaaattccacttctcttttctcgaaaacgctcgacccgtacctttgccttatgcatcgctctaaccattccagAGG [990] F3R3 --- [990]
U70841 GCTTTCTCACCACTTGTTCGTTCGATTTCCTTACGGACGACGAGGATACGAAGGTCTTCGTCACGTGTATTTTTATTTGGGCTTACGTGATACCTCTCA [1089] F2R2 GCTTTCTCACCACTTGTTCGTTCGATTTTCTTACGGACGACGAGGATACGAAAGTCTTTGTCACGTGTATCTTCATTT--- [1089] F3R3 --- [1089] ekson 5 intron 5
U70841 TCTTTATCATATTATTTTATTCTCGATTGCTCAGCTCTATTCGCAATCACGAAAAAATGCTACGAGAGCAG--- [1188] F2R2 --- [1188] F3R3 ---tatatatatatatatatatatatatata [1188] intron 5 ekson 6
U70841 ---GCAAAGAAAATGAACGTGAAGTCATTAGTATCTAATCAAGACA [1287] F2R2 --- [1287] F3R3 taaaacgaaatttctactctaacgaaaacaaaccgtgctttattcgtgctttatagGCAAAGAAAATGAACGTGAAGTCATTAGTATCGAATCAAGACA [1287]
7 1
6 5
4
3 2
12 11 10
9 8
Gambar 4 Posisi intron (i) dan ekson (e) UVopA. mellifera (Bellingham et al. 1997) dan A. cerana. i1
i2
i3 i4 i5
i6 i7
i3 i4 i5
i6 i7
e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8
e3 e4 e5 e6 e7
A. mellifera
A. cerana
U70841 AGGAGAGAAGCGCCGAAGTGAGAATCGCAAAAGTGGCATTTACCATCTTTTTCCTTTTCCTTCTAGCTTGGACACCGTACGCAACCGTTGCTTTGATAG [1386] F2R2 --- [1386] F3R3 AGGAGAGAAGTGCCGAAGTGAGAATCGCAAAAGTAGCATTTACCATCTTTTTCCTTTTCCTTCTAGCTTGGACACCGTACGCAACCGTTGCTTTGATAG [1386] ekson 6 intron 6 intron 6 ekson 7
U70841 GCGTATACGGCAATCG---GGAACTTTTAACG [1485] F2R2 --- [1485] F3R3 GGGTATATGGCAATCGgtaattatcgcgtttccttgacaatcataaattttttcgtggcgtaacgatggatatgttctcgctccagGGAACTTTTAACG [1485] ekson 7 intron 7
U70841 CCTGTATCCACAATGTTACCTGCTGTATTCGCCAAAACAGTATCTTGTATCGATCCATGGATTTACGCGATCAATCATCCGAG--- [1584] F2R2 --- [1584] F3R3 CCTGTATCTACGATGTTACCTGCTGTATTCGCCAAAACAGTATCTTGTATCGATCCATGGATTTACGCGATCAATCATCCGAGgtaactaattcgtcgc [1584] intron 7
U70841 ---GTATCGACAAGAATTACAAAAACGATGCAAATGGATGGGCATTCACGAGCCGGAAACGACTTCT [1683] F2R2 --- [1683] F3R3 gatatcctcgacgcgagagtagaaacgaaacacga--- [1683]
Gambar 3 Alignment cDNA UVopA. mellifera (U70841) dengan DNA hasil pengurutan F2R2 dan F3R3 UVop A. cerana. Nukleotida yang dicetak dengan huruf kapital adalah ekson, nukleotida yang dicetak dengan huruf kecil adalah intron. Tanda dan no 1-21 menunjukkan mutasi basa.
16
18
21 20 19
U70841 AIIYSMLLIMSLVGNCCVIWIFSTSKSLRTPSNMFIVSLAIFDIIMAFEMPMLVISSFMERMIGWEIGCDVYSVFGSISGMGQAMTNAAI 150 F2R2 ---PMLVINSFIERMIGWEIGCDVYSVFGSISGMGQAITNAAI 40 *****.**:*************************:*****
U70841 AFDRYRTISCPIDGRLNSKQAAVIIAFTWFWVTPFTVLPLLKVWGRYTTEGFLTTCSFDFLTDDEDTKVFVTCIFIWAYVIPLIFIILFY 240 F2R2 AFDRYRTISCPIDGRLNSKQAAIIIAFTWFWVTPFTVLPLLKVWGRYTTEGFLTTCSFDFLTDDEDTKVFVTCIFI--- 116 **********************:*****************************************************
U70841 SRLLSSIRNHEKMLREQAKKMNVKSLVSNQDKERSAEVRIAKVAFTIFFLFLLAWTPYATVALIGVYGNRELLTPVSTMLPAVFAKTVSC 300 F3R3 ---AKKMNVKSLVSNQDKERSAEVRIAKVAFTIFFLFLLAWTPYATVALIGVYGNRELLTPVSTMLPAVFAKTVSC 189 *************************************************************************
U70841 IDPWIYAINHPRYRQELQKRCKWMGIHEPE 360 F3R3 IDPWIYAINHP--- 200 ***********
Gambar 5 Alignment asam amino ekson tiga sampai dengan tujuh UVopA. cerana dengan UVop A. mellifera (U70841). Tanda * menunjukkan homologi; tanda dan no 1-4 menunjukkan mutasi asam amino.
1 1
3 2
PEMBAHASAN
Gen UVop A. mellifera memiliki delapan ekson (Bellingham et al. 1997). Berdasarkan homologi desain primer, penamaan ekson dan intron pada A. cerana mengikuti penamaan pada A. mellifera.
Alignment ekson tiga hingga ekson tujuh
UVop A. cerana dengan cDNA A. mellifera
menunjukkan adanya 21 mutasi DNA yang didominasi oleh transisi antara purin purin atau pirimidin pirimidin daripada transversi, purin pirimidin. Transisi yang terjadi sebanyak 17 (10 T C, 7 G A) dan transversi sebanyak 4 (1 C A, 2 G T, 1 C G).
Mutasi DNA yang terjadi pada no. 3, 4, 6 dan 8 (Gambar 3) menyebabkan terjadinya mutasi asam amino pada no. 1-4 (Gambar 5). Hal ini berarti terjadi perubahan empat asam amino dari 21 mutasi DNA. Dengan demikian, 17 mutasi DNA yang lain tidak menyebabkan mutasi asam amino (silent mutation).
Asam amino dapat digolongkan menjadi beberapa golongan berdasarkan sifat polaritasnya, yaitu kecenderungan molekul untuk berinteraksi dengan air. Sifat polaritas bervariasi mulai dari yang sama sekali tidak polar atau hidrofobik (tidak menyukai air) sampai bersifat amat polar atau hidrofilik (menyukai air) (Lehninger 1988). Sifat polaritas asam amino mempengaruhi struktur polipeptida yang dihasilkan. Mutasi asam amino yang terjadi yaitu perubahan serin (polar) menjadi asparagin (polar), metionin (non-polar) menjadi isoleusin (non-polar), dan valin polar) menjadi isoleusin (non-polar). Mutasi asam amino tersebut terjadi dalam kelompok yang sama, sehingga tidak mengakibatkan terjadinya perubahan sifat hidrofobisitasnya, akibatnya tidak terjadi perubahan struktur protein.
Homologi UVop antara A. cerana dengan
A. mellifera pada ekson tiga hingga ekson lima adalah sebesar 96% dan homologi ekson enam sampai tujuh sebesar 97 %. Sedangkan homologi asam amino ekson tiga hingga tujuh sebesar 84%.
Hasil alignment DNA UVop A. cerana
dengan cDNA A. mellifera menunjukkan adanya lima intron pada posisi basa ke- 467, 598, 771, 929, 1025. Berdasarkan Bellingham
et al. (1997), UVop A. mellifera memiliki tujuh intron pada posisi basa ke- 59, 252, 467, 598, 771, 929 dan 1025. Hal ini berarti semua intron UVopA. cerana memiliki posisi yang sama dengan intron pada UVopA. mellifera.
Ukuran intron satu hingga intron tujuh pada UVop A. mellifera adalah sebesar 269, 199, 68, 80, 99, 73 dan 73 pb (Bellingham et al. 1997). Intron tiga hingga intron tujuh
UVopA. cerana berukuran 72, 77, 84, 70 dan 51 pb. Dengan demikian, ukuran semua intron
UVopA. cerana berbeda dengan ukuran intron
UVopA. mellifera.
Intron adalah bagian utas DNA yang tidak ditranskripsi menjadi mRNA karena telah dipotong dan dikeluarkan dari utas DNA sebelum proses transkripsi berlangsung (Page & Holmes 1998). Walaupun intron tidak menyandikan protein tetapi informasi urutan intron dapat berguna sebagai karakteristik dari gen tersebut. Panjang intron yang didapatkan pada penelitian ini sebesar 354 pb dan didominasi oleh basa AT (63.01%). Hal ini sesuai dengan intron pada lebah yang didominasi oleh basa AT (Raffiudin & Crozier 2007).
Situs penyambung intron pada inti dikenali oleh spliceosome pada dinukleotida yang
conserve yaitu GT pada ujung 5’ intron dan AG pada ujung 3’ intron. Pengenalan situs penyambung ini terjadi sekitar 99% dari daerah sambungan intron pada sebagian besar organisme (Deutsch & Long 1999). Intron tiga, empat, dan enam pada UVopA. cerana
diawali dengan basa GT dan diakhiri dengan basa AG. Dua buah intron di dalam eksplorasi ini belum lengkap yaitu intron lima tidak diawali oleh GT dan intron tujuh tidak diakhiri dengan AG.
Pada A. mellifera, tingkat mRNA gen opsin sensitif hijau di dalam lebah pekerja berfluktuasi dalam siklus harian yang bergantung pada cahaya. Tingkat mRNA lebih tinggi pada lebah pekerja daripada lebah yang tinggal di dalam sarang. Hal ini menunjukkan bahwa ekspresi gen yang menyandikan komponen penglihatan diregulasi oleh kebutuhan penglihatan lebah sepanjang hari dan selama hidupnya. Dengan demikian ada hubungan antara komponen fototransduksi dan tingkah laku yang berhubungan dengan penglihatan pada hewan (Sasagawa et al. 2003).
SIMPULAN
sampai tujuh sebesar 97 %. Sedangkan homologi asam amino ekson tiga hingga tujuh sebesar 84%. Mutasi DNA yang terjadi sebanyak 21 mutasi, empat mutasi menyebabkan perubahan asam amino dan 17 mutasi yang lain merupakan silent mutation. Intron yang terdapat diantara ekson tiga sampai dengan ekson tujuh UVop A. cerana
sebanyak lima intron. Semua intron memiliki posisi yang sama dengan UVop A. mellifera. Ukuran dari masing-masing intron berbeda. Intron tersebut diawali dengan GT dan diakhiri dengan AG. Komposisi basa intron didominasi oleh basa AT (63.01%).
SARAN
Penelitian lanjutan perlu dilakukan mulai dari ekson satu serta pada bagian yang belum berhasil tereksplorasi pada penelitian ini, sehingga seluruh sekuen dari UVopA. cerana
dapat terkarakterisasi dengan lengkap.
DAFTAR PUSTAKA
Bellingham J, Wilkie SE, Morris AG, Bowmaker JK, Hunt DM. 1997. Characterisation of the ultraviolet sensitive opsin gene in the honey bee.
Apis mellifera. Eur J Biochem 243:775-781.
Borror DJ, Triplehorn CA, dan Johnson NF. 1982. An Introduction to the Study of Insect. Ohio: Saunders College Pub. Dethier VG, Stellar E. 1964. Animal
Behaviour: Its Evolutionary and Neurogical Basis. Second edition. Prentice Hall, Inc.
Deutsch M, Long M. 1999. Association of intron phases with conservation at splice site sequences and evolution of spliceosomal introns. Mol Biol Evol
16:1528-1534.
Kumar S, Tamura K, Nei M. 2004. MEGA3: Integrated software for molecular
evolutionary genetics analysis and sequence alignment. Briefings in Bionformatics 5:150-163.
Lehninger AL. 1988. Principles of Biochemistry. New York: Worth.
Michener CD. 1974. The Social Behaviour of the Bees. Cambridge : The Belknap Pr of Harvard Univ Pr.
Page RDM, Holmes EC. 1998. Molecular Evolution: A Phylogenetic Approach. Cambridge: Blackwell Science.
Raffiudin R, Crozier R. 2007. Phylogenetic analysis of honeybee behavioural evolution. Mol Phylogen Evol 43:543-552.
Salcedo E et al. 2003. Molecular basis for ultraviolet vision in invertebrates. J Neurosci 23:10873-10878.
Sambrooks J, Fritsch EF, Maniatis T. 1989.
Molecular Cloning a Laboratory Manual. Ed ke-2. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Pr.
Sasagawa H, Narita R, Kitagawa Y, Kadowaki T. 2003. The expression of genes encoding visual component is regulated by a circadian clock, light environment and age in the honeybee (Apis mellifera). Europ J Neurosci
17:963-970.
Spaethe J, Briscoe AD. 2005. Molecular characterization and expression of the UV opsin in bumblebees: three ommatidial subtypes in the retina and a new photoreceptor organ in lamina. J Exp Biol
208:2347-2361.
Tegelstrom H. 1986. Mitochondrial DNA in natural population: an improved routine for screening of genetic variation based on sensitive silver staining.
Electrophoresis 7:226-229.
Thompson JD et al. 1997. The Clustal X Windows Interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analisis tools. Nucl Acid Res
24:4876-4882.
Lampiran 1 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVop A. cerana menggunakan primer UVopsF2
BIO T RACE
BioEdit v ersion 6.0.7 (5/19/04)
Model 3100
Bas ecaller-3100APOP4_80cm v3.bcp BC 1.5.0.0
File: S55_F_G04_3.ab1 BIF
S55_F Lane 3
Signal G:41 A:42 T:69 C:60 DT3100POP4{BDv3}v1.m ob ?? no 'MTXF' field
Points 2000 to 18425
Page 1 of 2 5/1/2007
Spacing: 21.7899990081787
G GANAG GNT 10
N NTGA ATGCC 20
GATGCT TGTG 30
ATAGACAGT T 40
T TATAGA ACG 50
T TTC CT TG GC 60
TG G G ANA AAN
70
GATGCGATGT 80
CTAT TCG GTG 90
NC CG GATCGA 100
T T TCNG GA A A 110
G G G
ACAAGCT 120
AT TAC CA ATG 130
CTGC CATCGC 140
AT T TGAC CGT 150
TACAG GT T TA 160
CAAT TAT TC C 170
AT TNC C C CAT 180
CGTCTAT TAT 190
T TACNA ATCG 200
AGATATCGAA 210
TC CTC C CT T T 220
CT TGCAGA AC 230
CA
T T TC CTGT 240
C CGATCGATG 250
GACGACTCA A 260
CTCGA AACAA 270
GC CGCGATA A 280
TCATCGCT T T 290
CACGTG GT T T 300
TG G GTGACAC 310
CGT TCACTGT 320
T T TAC CGT TA 330
CTAA A AGT T T 340
G G G GC CGATA 350
C
ACTAC CG GT 360
AACAA AT TC C 370
ANT TCTCT T T 380
TCTCGAA A AC 390
GCTCGAC C CG 400
TAC CT T TGCN
410
T TATGCATCG 420
CTCTA ACCAT 430
TC CAGAG G GC 440
T T TCTCAC CA 450
CT TGT TCGT T 460
CGAT T T TCT T 470
AC
G GACGACG 480
AG GATACNAN
490
NGTCT T TGTC 500
ACGTGTATCT 510
TCAT T TG GTC 520
T TACGTGAT T 530
C CTCTCAT T T 540
TTATCATAT T 550
AT T T TATTCT 560
CGATTGCTCA 570
GCTCTAT TCG 580
CAATCAANNN
590
GGG GGG G GG
G 600
G G G G GGGGNN
610
NNNN NN NN N N
620
NN N NC CCNC C 630
CCA ANNGNGG 640
NGNN N N NGN N
650
N N NNNN NNGN
660
NGNNNNNGNG 670
NNN NNANNNN
680
ANNN NNNNNN
690
NNN NNNN NGN
700
N N N N NNNNG G 710
NN N NN NANNN
720
NNN N N N NNGN
730
Lampiran 2 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVop A. cerana menggunakan primer UVopsR2
BIO T RACE
BioEdit v ersion 6.0.7 (5/19/04)
Model 3100
Bas ecaller-3100APOP4_80cm v3.bcp BC 1.5.0.0
File: S55_R_H04_4.ab1 BIF
S55_R Lane 4
Signal G:34 A:31 T:27 C:26 DT3100POP4{BDv3}v1.m ob ?? no 'MTXF' field
Points 2000 to 18425
Page 1 of 2 5/1/2007
Spacing: 16.7899990081787
G GNANGANG 10
GTNCAGNGTG 20
G GAGG G GNNC 30
G GTCAGAC CA 40
A ATGA AGATA 50
CACG TG ACAN
60
NCCACT T TCG 70
TATC CTCGTC 80
GTC CGTAAG A 90
AAATCNAACG 100
ANCAAGTG GT 110
GAGA A AGC C
C 120
TCTG GAATG G 130
T TAGAGCGAT 140
GCATA AG GCA 150
A AG GTACG G G 160
TCGAGCGT T T 170
TCGAGA AA AG 180
AGA AGTG GA A 190
T T TGT TAC CG 200
GTAGTGTATC 210
G GC C C CA A AC 220
T T T TAGTA AC 230
G GTAA
A ACAG 240
TGA ACG GTGT 250
CAC C CA A A AC 260
CACGTGA A AG 270
CGATGAT TAT 280
CGCG GCT TGT 290
T TCGAGT TGA 300
GTCGTC CATC 310
GATCG GACAG 320
GA AATG GT TC 330
TGCA AGA AAG 340
G GAG GAT TCG 350
ATAT
CTCGAT 360
TCGTAA ATAA 370
TAGACGATGA 380
CGA AATG GA A 390
TA AT TGTAA A 400
C CTGTAACG G 410
TCAAATGCGA 420
TG GCAGCAT T 430
G GTAATAGCT 440
TGTCC CATGC 450
CAGAA ATCGA 460
TC CAAACAC C 470
GA ATAGA
CAT 480
CGCATC CGAT 490
T TCC CAGC CA 500
ATCATACGT T 510
CTATAA A ACT 520
GT T TATCACA 530
AGCATCG GCA 540
T T TCAAAAGC 550
CAT TAT TATA 560
TCGA ATATCG 570
C CAG GCTGAC 580
TATGA ACATG 590
T TCAANGTN N
600 GN
N N NN NG GN
610
G GN N NTN N N N
620
N NNAANGNNN
630
NT TG NAN NCG 640
AN N NNGNGNN
650
N N N NT TNTN N
660
NANG NNGAN N
670
GN GNN NANNN
680
ANNAN NAN NT 690
N NTN N N N N NN
700
GNGACNTN NG 710
NAN NGNNAG G 720
Lampiran 3 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVopA. cerana menggunakan primer UVopsF3
BIO T RACE
BioEdit v ersion 6.0.7 (5/19/04)
Model 3100
Bas ecaller-3100APOP4_80cm v3.bcp BC 1.5.0.0
File: S56_F_C07_3.ab1 BIF
S56_F Lane 3
Signal G:10 A:11 T:10 C:8 DT3100POP4{BDv3}v1.m ob ?? no 'MTXF' field
Points 2000 to 18468
Page 1 of 2 5/2/2007
Spacing: 18.6199989318848
GAG G GAGGN
10
NG GGGTNNGG 20
GGCGNCNACN
30
CAT T T T TATC 40
ATAT TAT T T T 50
AT TCTCGCAT 60
TGCTCAACTC 70
C AT TCG CA AT 80
CNCGNA A A A A 90
ATGCTACGGA 100
G AACAG GTNC 110
GNAT T TC CAA 120
CA
T T T T TACA 130
TAAT TA ANGA 140
CTAT TCT TAA 150
TGT TACTATA 160
TATATATATA 170
NATATATATA 180
TATATANANA 190
NATATN NCTA 200
CTCTCACGCA 210
CANACANCGA 220
GCT T T ATN NG 230
NGCTNTC
TAG 240
GGA AGNANAN
250
AGAGAGNGNG 260
CNCT TN N NTA 270
TCNTAN NA AN
280
ANAGNGAGAG 290
AG G G GNG GAN
300
GNGAGAN NCA 310
CACAAACGGC 320
ATNCAC CN NC 330
TNTCTCN NT T 340
TN NNTCN N NC 350
GCGC
GCACCG 360
CGCGCNCNCG 370
N NGT T TNGAT 380
AG GNGTATGT 390
G GNN NTCACT 400
ANATATCGCG 410
NTNNCGTGAN
420
GA AANANA A A 430
T T T T T TNGNG 440
GCAGNGAGN N
450
GNANATATNC 460
NCNCTCNCG G 470
GNTCT T TNG
A 480
NCGCGTGTNT 490
NTNCGAGN NT 500
ANGNG GTGGT 510
TT TCGCNA AC 520
ACAGCTCNN N
530
GNGTNANN NN
540
NCGTN NATAN
550
ACGCGNNCTC 560
AACNCGCGNG 570
NGGAAGATAN
580
GN NAG G GAGG 590
AGANCCGCNC 600
NCGCGNNGAG 610
ANAG
NA ANGA 620
NCA AGA ACGN
630
GTGTCTCCTN
640
TNTCTGCNAC 650
GTGN N NNG G G 660
NN NNNA AGAG 670
A AGAAA AGN N
680
GNATAG G G GG 690
GNAGGGGTNT 700
GNCAAN NNCG 710
ANA AN NGT TG 720
AGG G GNTTGT 730
GTNTNNNCNA 740
Lampiran 4 Kromatogram hasil pengurutan DNA UVop A. cerana menggunakan primer UVopsR3
BIO T RACE
BioEdit v ersion 6.0.7 (5/19/04)
Model 3100
Bas ecaller-3100APOP4_80cm v3.bcp BC 1.5.0.0
File: S56_R_D07_4.ab1 BIF
S56_R Lane 4
Signal G:11 A:11 T:10 C:8 DT3100POP4{BDv3}v1.m ob ?? no 'MTXF' field
Points 3365 to 18468
Page 1 of 2 5/2/2007 Spacing: 16.25
NANACNTAG 10
ATCGT GT T TC 20
GT T TCTNCTC 30
TCGCGTCGAG 40
GATATCGCGA 50
CGAAT TAGT T 60
AC CTCG GATG 70
AT TGATCGCG 80
TA A ATC CATG 90
GATCGATACA 100
AGATACTGT T 110
T TG GCGAATA
120
CAGCAG GTA A 130
CATCGTAGAT 140
ACAG GCGT TA 150
A A AGT TC C CT 160
G GAGCGAGA A 170
CATATC CATC 180
GT TACGC CAC 190
GA AA A A AT T T 200
ATGAT TGTCA 210
AG GAA ACGCG 220
ATA AT TAC CG 230
AT TGC CAT
AT 240
AC C C CTATCA 250
A AGCAACG GT 260
TGCGTACG GT 270
GTC CA AGCTA 280
GA AG GAA A AG 290
GA AA A AGATG 300
GTA AATGCTA 310
CT T T TGCGAT 320
TCTCACT TCG 330
GCACT TCTCT 340
C CT TGTCT TG 350
AT TCGATA
CT 360
A ATGACT TCA 370
CGT TCAT T T T 380
CT T TGC CTAT 390
A A AGCACGA A 400
TAA AGCACG G 410
T T TGT T T TCG 420
T TAGAGTAGA 430
AAT T TCGT T T 440
TATATATATA 450
TATATATATA 460
TATATATATN
470
GNACN NGNA
N
480
AN N NTNAAN N
490
NNANGNGTGN
500
AAGTGNG G GA 510
NAT TCANANC 520
CAGNNCGCN N
530
NTC CTNTNT T 540
NCGNGTGNGC 550
GANGAAGNNG 560
TGNAGNCNCN
570
GAGAGANA AC 580
NAGTATGAN N
590
TA AGNGGAGN
600 AGNANGNCG
N
610
GGCNANANCC 620
GNGAGAAGNA 630
NACNGGAGN N
640
ANAGNN NCNG 650
N NNGANCNCG 660
NGC C CGTNNN
670
ANGCANACNN
680 GNGTCAGGNA
690
CNTGNNATAN
700
NNNCGANAGA 710
GANGCCN NGN
720
GNCNANANGT 730
ANGNCGNN NN
740
N NANNCCNNN
RUT NORMASARI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
RUT NORMASARI. Karakterisasi Gen Opsin Sensitif Ultraviolet (UVop) pada Lebah Apis cerana. Dibimbing oleh RIKA RAFFIUDIN dan ACHMAD FARAJALLAH.
Lebah memiliki penglihatan trikromatik karena mempunyai tiga fotoreseptor dengan puncak sensitivitas 540 nm (sensitif hijau), 435 nm (sensitif biru) dan 335 nm (sensitif UV). Pada Apis mellifera, gen opsin sensitif UV (UVop) terdiri atas delapan ekson dan tujuh intron. Pada A. cerana belum ada data tentang gen UVop. Dengan demikian, penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi gen UVop pada Apis cerana. Primer nukleotida disusun berdasarkan urutan DNA UVop lebah A. mellifera. Penelitian ini berhasil mengkarakterisasi lima ekson dan lima intron dengan ukuran 959 pasang basa. Gen UVop A. cerana terletak pada ekson tiga sampai dengan tujuh berdasarkan cDNA UVop A. mellifera. Analisis homologi ekson tiga sampai dengan lima menunjukkan kesamaan sebesar 96% dan ekson enam sampai dengan tujuh sebesar 97% antara UVop kedua spesies lebah. Pada ekson UVop A. cerana terdapat 21 perbedaan nukleotida yang didominasi oleh transisi basa. Empat perbedaan nukleotida pada ekson menyebabkan perubahan asam amino sedangkan perbedaan nukleotida yang lain merupakan silent mutation. Semua intron UVop A. cerana terletak pada posisi yang sama dengan intron pada UVop A. mellifera. Seluruh intron didominasi oleh basa AT (63.01%) dan diawali dengan basa GT dan diakhiri dengan basa AG.
ABSTRACT
RUT NORMASARI. Characterization of Apis cerana Ultraviolet Sensitive Opsin Gene (UVop). Supervised by RIKA RAFFIUDIN and ACHMAD FARAJALLAH.
PENDAHULUAN
Lebah madu merupakan serangga sosial yang hidup bersama membentuk satu koloni di dalam satu sarang. Koloni lebah terdiri atas kasta reproduktif dan kasta non reproduktif. Kasta reproduktif terdiri atas lebah ratu (queen) dan lebah jantan (drone). Kasta non-reproduktif terdiri atas lebah pekerja (worker) (Winston 1987). Sebagian besar anggota koloni lebah adalah lebah pekerja yang bertugas sebagai pencari makan yang berupa nektar dan tepung sari (Michener 1974).
Pembagian tugas pada lebah pekerja didasarkan atas umur lebah (age related division of labor) yaitu tugas di dalam sarang dan di luar sarang. Lebah pekerja tinggal di dalam sarang 2-3 minggu pertama setelah menetas dan kemudian mulai mencari makan (Winston 1987). Lebah madu Apis cerana (Gambar 1) termasuk ke dalam Ordo Hymenoptera, Famili Apidae, Subfamili Apinae (Borror et al. 1982).
Lebah merupakan hewan dengan perilaku insting yang dominan. Insting merupakan salah satu jenis tingkah laku klise (stereotyped behaviour) yang diturunkan secara genetik (innate) akibat struktur yang dimiliki oleh hewan tersebut (Dethier 1964). Hal ini berarti ada gen yang menyandikan untuk tingkah laku tersebut. Tingkah laku mencari makan (foraging) lebah terjadi pada waktu-waktu tertentu dengan tepat.
Pada saat mencari makan, lebah pekerja menggunakan matahari sebagai penunjuk arah menuju sumber makanan dan untuk kembali ke sarang. Pada saat mendung, lebah pekerja tetap mampu menggunakan matahari karena gelombang ultraviolet (UV) mampu menembus awan sehingga gelombang UV lebih dominan daripada spektrum cahaya tampak (Winston 1987). Selain itu, penglihatan UV mempunyai peranan penting dalam membedakan bunga dan mendeteksi madu pada bunga dari beberapa spesies tanaman, polarisasi penglihatan, orientasi
(Spaethe & Briscoe 2005), navigasi, dan memilih pasangan (Salcedo et al. 2003).
Lebah A. mellifera memiliki penglihatan trikromatik karena mempunyai tiga fotoreseptor dengan puncak sensitivitas 540 nm (sensitif hijau), 435 nm (sensitif biru) dan 335 nm (sensitif UV). Di dalam fotoreseptor terdapat pigmen yang disebut rhodopsin. Dari ketiga jenis rhodopsin yang ada pada mata majemuk A. mellifera, rhodopsin ultraviolet adalah yang paling menarik dalam kaitannya dengan ekologi, fisiologi, dan evolusi (Bellingham et al. 1997). Rhodopsin ini disandikan oleh gen opsin sensitif UV (UVop).
Lebah A. mellifera merupakan salah satu hewan model yang sudah banyak dipelajari, sehingga A. mellifera digunakan sebagai pembanding untuk hewan lainnya. Berdasarkan analisis cDNA, gen UVop A. mellifera terdiri atas tujuh intron dan delapan ekson (Bellingham et al. 1997). Kedelapan ekson terdiri atas 377 asam amino atau 1131 pasang basa (pb). Analisis lebih lanjut oleh Bellingham et al. (1997) menunjukkan bahwa panjang total intron sebesar 861 pb. Sepengetahuan kami, pada A. cerana belum ada data tentang UVop.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkarakterisasi UVop pada lebah A. cerana.
METODE
Objek Penelitian
Objek penelitian yang digunakan adalah lebah A. cerana koleksi Rika Raffiudin dari Cililin, Bandung (Ac 20 CL) yang disimpan di Laboratorium Zoologi, Bagian Fungsi dan Perilaku Hewan, Departemen Biologi FMIPA IPB.
Ekstraksi DNA
Sumber DNA yang digunakan adalah bagian toraks lebah. Ekstraksi DNA menggunakan metode ekstraksi cetyl trimetil amonium bromide (CTAB) 20% dan presipitasi alkohol (Sambrook et al. 1989).
Tabung berisi toraks dimasukkan ke dalam nitrogen cair selama 15 menit, kemudian toraks digerus sampai hancur. Bufer CTAB ditambahkan sebanyak 200 µl ke dalam
tabung yang berisi hancuran toraks. Proteinase K (5 mg/ml) ditambahkan sebanyak 14 µl dan
PENDAHULUAN
Lebah madu merupakan serangga sosial yang hidup bersama membentuk satu koloni di dalam satu sarang. Koloni lebah terdiri atas kasta reproduktif dan kasta non reproduktif. Kasta reproduktif terdiri atas lebah ratu (queen) dan lebah jantan (drone). Kasta non-reproduktif terdiri atas lebah pekerja (worker) (Winston 1987). Sebagian besar anggota koloni lebah adalah lebah pekerja yang bertugas sebagai pencari makan yang berupa nektar dan tepung sari (Michener 1974).
Pembagian tugas pada lebah pekerja didasarkan atas umur lebah (age related division of labor) yaitu tugas di dalam sarang dan di luar sarang. Lebah pekerja tinggal di dalam sarang 2-3 minggu pertama setelah menetas dan kemudian mulai mencari makan (Winston 1987). Lebah madu Apis cerana
(Gambar 1) termasuk ke dalam Ordo Hymenoptera, Famili Apidae, Subfamili Apinae (Borror et al. 1982).
Lebah merupakan hewan dengan perilaku insting yang dominan. Insting merupakan salah satu jenis tingkah laku klise (stereotyped behaviour) yang diturunkan secara genetik (innate) akibat struktur yang dimiliki oleh hewan tersebut (Dethier 1964). Hal ini berarti ada gen yang menyandikan untuk tingkah laku tersebut. Tingkah laku mencari makan (foraging) lebah terjadi pada waktu-waktu tertentu dengan tepat.
Pada saat mencari makan, lebah pekerja menggunakan matahari sebagai penunjuk arah menuju sumber makanan dan untuk kembali ke sarang. Pada saat mendung, lebah pekerja tetap mampu menggunakan matahari karena gelombang ultraviolet (UV) mampu menembus awan sehingga gelombang UV lebih dominan daripada spektrum cahaya tampak (Winston 1987). Selain itu, penglihatan UV mempunyai peranan penting dalam membedakan bunga dan mendeteksi madu pada bunga dari beberapa spesies tanaman, polarisasi penglihatan, orientasi
(Spaethe & Briscoe 2005), navigasi, dan memilih pasangan (Salcedo etal. 2003).
Lebah A. mellifera memiliki penglihatan trikromatik karena mempunyai tiga fotoreseptor dengan puncak sensitivitas 540 nm (sensitif hijau), 435 nm (sensitif biru) dan 335 nm (sensitif UV). Di dalam fotoreseptor terdapat pigmen yang disebut rhodopsin. Dari ketiga jenis rhodopsin yang ada pada mata majemuk A. mellifera, rhodopsin ultraviolet adalah yang paling menarik dalam kaitannya dengan ekologi, fisiologi, dan evolusi (Bellingham et al. 1997). Rhodopsin ini disandikan oleh gen opsin sensitif UV (UVop).
Lebah A. mellifera merupakan salah satu hewan model yang sudah banyak dipelajari, sehingga A. mellifera digunakan sebagai pembanding untuk hewan lainnya. Berdasarkan analisis cDNA, gen UVop A.
mellifera terdiri atas tujuh intron dan delapan ekson (Bellingham et al. 1997). Kedelapan ekson terdiri atas 377 asam amino atau 1131 pasang basa (pb). Analisis lebih lanjut oleh Bellingham etal. (1997) menunjukkan bahwa panjang total intron sebesar 861 pb. Sepengetahuan kami, pada A. cerana belum ada data tentang UVop.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkarakterisasi UVop pada lebah A.
cerana.
METODE
Objek Penelitian
Objek penelitian yang digunakan adalah lebah A. cerana koleksi Rika Raffiudin dari Cililin, Bandung (Ac 20 CL) yang disimpan di Laboratorium Zoologi, Bagian Fungsi dan Perilaku Hewan, Departemen Biologi FMIPA IPB.
Ekstraksi DNA
Sumber DNA yang digunakan adalah bagian toraks lebah. Ekstraksi DNA menggunakan metode ekstraksi cetyl trimetil amonium bromide (CTAB) 20% dan presipitasi alkohol (Sambrook et al. 1989).
Tabung berisi toraks dimasukkan ke dalam nitrogen cair selama 15 menit, kemudian toraks digerus sampai hancur. Bufer CTAB ditambahkan sebanyak 200 µl ke dalam
tabung yang berisi hancuran toraks. Proteinase K (5 mg/ml) ditambahkan sebanyak 14 µl dan
Setelah diinkubasi, tabung beserta isinya disentrifugasi 13000 rpm selama 10 menit. Supernatan dipindahkan ke tabung yang baru, kemudian ditambahkan larutan fenol (phenol :
chloroform : isoamilalcohol = 25 : 24 : 1) sebanyak 500 µl, digoyang dengan tangan perlahan selama 5 menit lalu disentrifugasi 13000 rpm selama 5 menit. Lapisan atas yang berisi DNA dipindahkan ke tabung yang baru, kemudian ditambahkan larutan kloroform (chloroform : isoamilalcohol 24 : 1) sebanyak 400 µl, digoyang dengan tangan perlahan
selama 5 menit dan disentrifugasi 13000 rpm selama 3 menit. Lapisan atas yang berisi DNA dipindahkan ke tabung yang baru. Presipitasi DNA dilakukan dengan menambahkan isopropanol 600 µl dan disimpan selama
semalam pada suhu 4 0C.
Pengendapan DNA dilakukan dengan sentrifugasi 13000 rpm selama 30 menit pada suhu 4 0C. Porsi isopropanol dibuang, kemudian ditambahkan etanol 70% 500 µl dan
disentrifugasi 13000 rpm selama 10 menit pada suhu 4 0C. Etanol 70% dibuang, kemudian pelet DNA dikeringkan dengan cara divakum selama 30 menit. Pelet DNA kemudian disuspensikan dalam TE 30-40 µl (Tris HCl 10 mM pH 8; EDTA 1 mM) dan disimpan pada suhu –4 0C.
Amplifikasi DNA
Perbanyakan DNA dilakukan secara in vitro dengan teknik PCR (Polymerase Chain Reaction) menggunakan mesin Thermocycler
(TaKaRa PCR Thermal Cycler MP4 – TaKaRa Biomedicals). Daerah genom inti yang diamplifikasi adalah daerah UVop yang dibatasi oleh beberapa pasang primer (Tabel 1). Primer disusun berdasarkan Uvop A.
mellifera (Bellingham et al. 1997). Total volume pereaksi PCR yang digunakan sebanyak 12.5 µl. Komposisi pereaksi terdiri
atas Mg2+free buffer 1.25 µl, MgCl2 3 mM,
dNTP 0.2 µM, primer forward 0.5 µM, primer reverse 0.5 µM, taq polimerase 0.04 µM (New England Biolabs), dan DNA hasil ekstraksi 1
µl. Proses amplifikasi dilakukan pada kondisi
suhu pra-denaturasi 94 0C selama 5 menit, dilanjutkan 30 siklus yang terdiri atas tahap denaturasi DNA 94 0C selama 1 menit, penempelan primer (annealing) pada suhu 53
0
C (F2R2) dan 60 0C (F3R3) selama 1 menit, dan sintesis DNA ruas target pada suhu 72 0C selama 2 menit; proses diakhiri dengan sintesis DNA akhir pada suhu 72 0C selama 7 menit.
Elektroforesis dan Pewarnaan DNA
Segmen DNA hasil amplifikasi dipisahkan dengan polyacrylamide gel electrophoresis
(PAGE) 6% menggunakan bufer 1xTBE (Tris 0.5 M, Asam borat 0.5 M, EDTA 0.02 M). Pemisahan dilakukan dengan arus 150 V selama 100 menit.
Pewarnaan DNA pada gel poliakrilamid menggunakan metode pewarnaan perak (silver staining) (Tegelstrom 1986).
Pengurutan (Sequencing) dan Penyejajaran (Alignment) DNA
Pengurutan DNA menggunakan jasa lembaga Biologi Molekuler Charoen Pockphan, Jakarta. Produk sequencing diedit menggunakan program Genetyx Win versi 4.0, kemudian dilakukan alignment
menggunakan Clustal X (Thompson et al. 1997) dan Mega 3.0 (Kumar et al. 2004).
Alignment DNA dilakukan antara sekuen
Uvop A. cerana hasil sequencing dengan sekuen UVopA. mellifera (Bellingham et al. 1997) yang diambil dari GenBank (www.ncbi.nlm.nih.gov) dengan Acc Number
U70841. Analisis homologi dilakukan melalui BLASTX untuk urutan nukleotida UVop dan BLASTP untuk asam amino hasil translasi.
Tabel 1 Primer yang digunakan untuk mengamplifikasi daerah UVopA. cerana
No. Primer Urutan nukleotida (5’-3’)
Posisi nukleotida pada daerah
UVopA. mellifera
(Bellingham et al. 1997)
Acc Number U70841
1 UVopsF2 (F2) GAACATGTTCATAGTCAGCC 276-295
2 UVopsR2 (R2) GCTCAGCTCTATTCGCAATC 729-748
3 UVopsF3 (F3) CGAAGGTCTTCGTCACGTGT 650-669
HASIL
Ekstraksi dan Amplifikasi DNA
Hasil amplifikasi DNA menggunakan pasangan primer UVopsF2 dan UVopsR2 (F2R2) sekitar 610 pb (Gambar 2a) dan pasangan primer UVopsF3 dan UVopsR3 (F3R3) sekitar 800 pb (Gambar 2b). Ukuran DNA yang dihasilkan menggunakan pasangan primer F2R2 dan F3R3 lebih besar daripada ukuran cDNA UVopA. mellifera (Tabel 2).
Pengurutan (Sequencing) dan Penyejajaran (Alignment) DNA
Pengurutan DNA menggunakan primer yang sama dengan primer untuk amplifikasi. Pengurutan DNA dilakukan untuk mengetahui ukuran, urutan basa, dan posisi intron secara tepat. Hasil pengurutan kemudian diedit secara manual dengan bantuan kromatogram (Lampiran 1-4). Urutan DNA tersebut kemudian dimasukkan ke dalam program Genetyx Win versi 4.0. Hasil pengurutan DNA menggunakan primer F2R2 sebesar 500 pb, dan menggunakan primer F3R3 sebesar 459 pb.
Hasil alignment UVopA. cerana terhadap
A. mellifera (U70841) menunjukkan dua intron pada F2R2 dan tiga intron pada F3R3 (Gambar 3 dan 4).
Panjang ekson yang didapatkan sebesar 351 pb untuk F2R2 dan 254 pb untuk F3R3. Panjang intron sebesar 149 pb untuk F2R2 dan 205 untuk F3R3. Ekson dan intron didominasi oleh basa AT yaitu ekson sebesar 56.01% dan intron sebesar 63.01%.
Hasil analisis homologi menunjukkan ekson F2R2 memiliki kesamaan dengan UVop A. mellifera sebesar 96% (338/351) dan ekson F3R3 sebesar 97% (247/254).
Ekson F2R2 dan F3R3 ditranslasi ke dalam asam amino dengan menggunakan program Genetyx Win versi 4.0. Hasilnya sebesar 116 asam amino untuk ekson F2R2 dan 84 asam amino untuk ekson F3R3, sehingga jumlah totalnya 200 asam amino.
Alignment dilakukan antara asam amino hasil translasi dengan asam amino UVop A.
mellifera (U70841) (Gambar 5). Analisis homologi menunjukkan asam amino hasil translasi ekson F2R2 dan F3R3 homolog dengan asam amino UVopA. mellifera sebesar 84% (196/231).
Tabel 2 DNA hasil amplifikasi UVop A. cerana dan perkiraan ukuran intron berdasarkan cDNA
UVop A. mellifera
Pasangan primer
cDNA A. mellifera
(U70841) (pb)
DNA hasil amplifikasi (pb)
Perkiraan ukuran intron (pb)
F2R2 473 610 610-473=137
F3R3 460 800 800-460=340
800 pb 610 pb
400 400
500 500
600 600
700 700 800
M 1 2 (pb) M 1 2
(pb)
(a) (b)
U70841 AAATCACTGAGGACCCCATCGAACATGTTCATAGTCAGCCTGGCGATATTCGATATAATAATGGCTTTTGAAATGCCAATGCTCGTGATAAGCAGTTTT [594] F2R2 ---TGCCGATGCTTGTGATAAACAGTTTT [594] F3R3 --- [594]
U70841 ATGGAACGTATGATTGGCTGGGAAATCGGATGCGATGTCTATTCGGTGTTTGGCTCGATTTCTGGCATGGGACAAGCTATGACCAATGCTGCCATCGCA [693] F2R2 ATAGAACGTATGATTGGCTGGGAAATCGGATGCGATGTCTATTCGGTGTTTGGATCGATTTCTGGCATGGGACAAGCTATTACCAATGCTGCCATCGCA [693] F3R3 --- [693] ekson 3 intron 3 intron 3 ekson 4
U70841 TTTGACCGTTACAG---AACCATTTCCTGC [792] F2R2 TTTGACCGTTACAGgtttacaattattccatttcgtcatcgtctattatttacgaatcgagatatcgaatcctccctttcttgcagAACCATTTCCTGT [792] F3R3 --- [792]
U70841 CCGATCGATGGACGACTCAACTCGAAACAAGCCGCGGTAATCATCGCTTTCACGTGGTTTTGGGTGACACCGTTCACTGTTTTACCGCTACTAAAAGTT [891] F2R2 CCGATCGATGGACGACTCAACTCGAAACAAGCCGCGATAATCATCGCTTTCACGTGGTTTTGGGTGACACCGTTCACTGTTTTACCGTTACTAAAAGTT [891] F3R3 --- [891] ekson 4 intron 4 intron 4 ekson 5 U70841 TGGGGCCGATACACTACCG---AGG [990] F2R2 TGGGGCCGATACACTACCGgtaacaaattccacttctcttttctcgaaaacgctcgacccgtacctttgccttatgcatcgctctaaccattccagAGG [990] F3R3 --- [990]
U70841 GCTTTCTCACCACTTGTTCGTTCGATTTCCTTACGGACGACGAGGATACGAAGGTCTTCGTCACGTGTATTTTTATTTGGGCTTACGTGATACCTCTCA [1089] F2R2 GCTTTCTCACCACTTGTTCGTTCGATTTTCTTACGGACGACGAGGATACGAAAGTCTTTGTCACGTGTATCTTCATTT--- [1089] F3R3 --- [1089] ekson 5 intron 5
U70841 TCTTTATCATATTATTTTATTCTCGATTGCTCAGCTCTATTCGCAATCACGAAAAAATGCTACGAGAGCAG--- [1188] F2R2 --- [1188] F3R3 ---tatatatatatatatatatatatatata [1188] intron 5 ekson 6
U70841 ---GCAAAGAAAATGAACGTGAAGTCATTAGTATCTAATCAAGACA [1287] F2R2 --- [1287] F3R3 taaaacgaaatttctactctaacgaaaacaaaccgtgctttattcgtgctttatagGCAAAGAAAATGAACGTGAAGTCATTAGTATCGAATCAAGACA [1287]
7 1
6 5
4
3 2
12 11 10
9 8
Gambar 4 Posisi intron (i) dan ekson (e) UVopA. mellifera (Bellingham et al. 1997) dan A. cerana. i1
i2
i3 i4 i5
i6 i7
i3 i4 i5
i6 i7
e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7 e8
e3 e4 e5 e6 e7
A. mellifera
A. cerana
U70841 AGGAGAGAAGCGCCGAAGTGAGAATCGCAAAAGTGGCATTTACCATCTTTTTCCTTTTCCTTCTAGCTTGGACACCGTACGCAACCGTTGCTTTGATAG [1386] F2R2 --- [1386] F3R3 AGGAGAGAAGTGCCGAAGTGAGAATCGCAAAAGTAGCATTTACCATCTTTTTCCTTTTCCTTCTAGCTTGGACACCGTACGCAACCGTTGCTTTGATAG [1386] ekson 6 intron 6 intron 6 ekson 7
U70841 GCGTATACGGCAATCG---GGAACTTTTAACG [1485] F2R2 --- [1485] F3R3 GGGTATATGGCAATCGgtaattatcgcgtttccttgacaatcataaattttttcgtggcgtaacgatggatatgttctcgctccagGGAACTTTTAACG [1485] ekson 7 intron 7
U70841 CCTGTATCCACAATGTTACCTGCTGTATTCGCCAAAACAGTATCTTGTATCGATCCATGGATTTACGCGATCAATCATCCGAG--- [1584] F2R2 --- [1584] F3R3 CCTGTATCTACGATGTTACCTGCTGTATTCGCCAAAACAGTATCTTGTATCGATCCATGGATTTACGCGATCAATCATCCGAGgtaactaattcgtcgc [1584] intron 7
U70841 ---GTATCGACAAGAATTACAAAAACGATGCAAATGGATGGGCATTCACGAGCCGGAAACGACTTCT [1683] F2R2 --- [1683] F3R3 gatatcctcgacgcgagagtagaaacgaaacacga--- [1683]
Gambar 3 Alignment cDNA UVopA. mellifera (U70841) dengan DNA hasil pengurutan F2R2 dan F3R3 UVop A. cerana. Nukleotida yang dicetak dengan huruf kapital adalah ekson, nukleotida yang dicetak dengan huruf kecil adalah intron. Tanda dan no 1-21 menunjukkan mutasi basa.
16
18
21 20 19
U70841 AIIYSMLLIMSLVGNCCVIWIFSTSKSLRTPSNMFIVSLAIFDIIMAFEMPMLVISSFMERMIGWEIGCDVYSVFGSISGMGQAMTNAAI 150 F2R2 ---PMLVINSFIERMIGWEIGCDVYSVFGSISGMGQAITNAAI 40 *****.**:*************************:*****
U70841 AFDRYRTISCPIDGRLNSKQAAVIIAFTWFWVTPFTVLPLLKVWGRYTTEGFLTTCSFDFLTDDEDTKVFVTCIFIWAYVIPLIFIILFY 240 F2R2 AFDRYRTISCPIDGRLNSKQAAIIIAFTWFWVTPFTVLPLLKVWGRYTTEGFLTTCSFDFLTDDEDTKVFVTCIFI--- 116 **********************:*****************************************************
U70841 SRLLSSIRNHEKMLREQAKKMNVKSLVSNQDKERSAEVRIAKVAFTIFFLFLLAWTPYATVALIGVYGNRELLTPVSTMLPAVFAKTVSC 300 F3R3 ---AKKMNVKSLVSNQDKERSAEVRIAKVAFTIFFLFLLAWTPYATVALIGVYGNRELLTPVSTMLPAVFAKTVSC 189 *************************************************************************
U70841 IDPWIYAINHPRYRQELQKRCKWMGIHEPE 360 F3R3 IDPWIYAINHP--- 200 ***********
Gambar 5 Alignment asam amino ekson tiga sampai dengan tujuh UVopA. cerana dengan UVop A. mellifera (U70841). Tanda * menunjukkan homologi; tanda dan no 1-4 menunjukkan mutasi asam amino.
1 1
3 2
PEMBAHASAN
Gen UVop A. mellifera memiliki delapan ekson (Bellingham et al. 1997). Berdasarkan homologi desain primer, penamaan ekson dan intron pada A. cerana mengikuti penamaan pada A. mellifera.
Alignment ekson tiga hingga ekson tujuh
UVop A. cerana dengan cDNA A. mellifera
menunjukkan adanya 21 mutasi DNA yang didominasi oleh transisi antara purin purin atau pirimidin pirimidin daripada transversi, purin pirimidin. Transisi yang terjadi sebanyak 17 (10 T C, 7 G A) dan transversi sebanyak 4 (1 C A, 2 G T, 1 C G).
Mutasi DNA yang terjadi pada no. 3, 4, 6 dan 8 (Gambar 3) menyebabkan terjadinya mutasi asam amino pada no. 1-4 (Gambar 5). Hal ini berarti terjadi perubahan empat asam amino dari 21 mutasi DNA. Dengan demikian, 17 mutasi DNA yang lain tidak menyebabkan mutasi asam amino (silent mutation).
Asam amino dapat digolongkan menjadi beberapa golongan berdasarkan sifat polaritasnya, yaitu kecenderungan molekul untuk berinteraksi dengan air. Sifat polaritas bervariasi mulai dari yang sama sekali tidak polar atau hidrofobik (tidak menyukai air) sampai bersifat amat polar atau hidrofilik (menyukai air) (Lehninger 1988). Sifat polaritas asam amino mempengaruhi struktur polipeptida yang dihasilkan. Mutasi asam amino yang terjadi yaitu perubahan serin (polar) menjadi asparagin (polar), metionin (non-polar) menjadi isoleusin (non-polar), dan valin polar) menjadi isoleusin (non-polar). Mutasi asam amino tersebut terjadi dalam kelompok yang sama, sehingga tidak mengakibatkan terjadinya perubahan sifat hidrofobisitasnya, akibatnya tidak terjadi perubahan struktur protein.
Homologi UVop antara A. cerana dengan
A. mellifera pada ekson tiga hingga ekson lima adalah sebesar 96% dan homologi ekson enam sampai tujuh sebesar 97 %. Sedangkan homologi asam amino ekson tiga hingga tujuh sebesar 84%.
Hasil alignment DNA UVop A. cerana
dengan cDNA A. mellifera menunjukkan adanya lima intron pada posisi basa ke- 467, 598, 771, 929, 1025. Berdasarkan Bellingham
et al. (1997), UVop A. mellifera memiliki tujuh intron pada posisi basa ke- 59, 252, 467, 598, 771, 929 dan 1025. Hal ini berarti semua intron UVopA. cerana memiliki posisi yang sama dengan intron pada UVopA. mellifera.
Ukuran intron satu hingga intron tujuh pada UVop A. mellifera adalah sebesar 269, 199, 68, 80, 99, 73 dan 73 pb (Bellingham et al. 1997). Intron tiga hingga intron tujuh
UVopA. cerana berukuran 72, 77, 84, 70 dan 51 pb. Dengan demikian, ukuran semua intron
UVopA. cerana berbeda dengan ukuran intron
UVopA. mellifera.
Intron adalah bagian utas DNA yang tidak ditranskripsi menjadi mRNA karena telah dipotong dan dikeluarkan dari utas DNA sebelum proses transkripsi berlangsung (Page & Holmes 1998). Walaupun intron tidak menyandikan protein tetapi informasi urutan intron dapat berguna sebagai karakteristik dari gen tersebut. Panjang intron yang didapatkan pada penelitian ini sebesar 354 pb dan didominasi oleh basa AT (63.01%). Hal ini sesuai dengan intron pada lebah yang didominasi oleh basa AT (Raffiudin & Crozier 2007).
Situs penyambung intron pada inti dikenali oleh spliceosome pada dinukleotida yang
conserve yaitu GT pada ujung 5’ intron dan AG pada ujung 3’ intron. Pengenalan situs penyambung ini terjadi sekitar 99% dari daerah sambungan intron pada sebagian besar organisme (Deutsch & Long 1999). Intron tiga, empat, dan enam pada UVopA. cerana
diawali dengan basa GT dan diakhiri dengan basa AG. Dua buah intron di dalam eksplorasi ini belum lengkap yaitu intron lima tidak diawali oleh GT dan intron tujuh tidak diakhiri dengan AG.
Pada A. mellifera, tingkat mRNA gen opsin sensitif hijau di dalam lebah pekerja berfluktuasi dalam siklus harian yang bergantung pada cahaya. Tingkat mRNA lebih tinggi pada lebah pekerja daripada lebah yang tinggal di dalam sarang. Hal ini menunjukkan bahwa ekspresi gen yang menyandikan komponen penglihatan diregulasi oleh kebutuhan penglihatan lebah sepanjang hari dan selama hidupnya. Dengan demikian ada hubungan antara komponen fototransduksi dan tingkah laku yang berhubungan dengan penglihatan pada hewan (Sasagawa et al. 2003).
SIMPULAN
sampai tujuh sebesar 97 %. Sedangkan homologi asam amino ekson tiga hingga tujuh sebesar 84%. Mutasi DNA yang terjadi sebanyak 21 mutasi, empat mutasi menyebabkan perubahan asam amino dan 17 mutasi yang lain merupakan silent mutation. Intron yang terdapat diantara ekson tiga sampai dengan ekson
