UKD IV Bioinformatika

1.   Molecular phylogenetics and phylogenetic tree construction

Akses masing-masing sekuen gen dari Genbank:

psbA - photosystem II protein D1 Zea mays
psaA - photosystem I P700 apoprotein A1 Musa acuminata
psaA - photosystem I P700 apoprotein A1 Amaryllis belladonna
psaA - photosystem I P700 apoprotein A1 Polianthes sp. Pires 2011-05,
psaA - PSI P700 apoprotein A1 Euglena gracilis
psaA - photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 Ostreococcus tauri
psaA - photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 Rhodomonas salina
psaA - photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 Chara vulgaris
psaA - PSI P700 apoprotein A1 Gracilaria tenuistipitata var. liui
psaA - photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 Bryopsis hypnoides
psaA - PSI P700 apoprotein A1 Marchantia polymorpha
psaA - PSI P700 apoprotein A1 Adiantum capillus-veneris
psaA - PSI P700 apoprotein A1 Anthoceros formosae
psaA - photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 Synechococcus sp. JA-3-3Ab

Buatlah pohon filogenetik berdasarkan sekuen gen yang diakses tersebut menggunakan program MEGA 5!

Analisis hubungan kekerabatan berdasarkan pohon filogenetik yang terbentuk!

Dari pohon filogenik yang tergambarkan diatas dapat diketahui bahwa, kekerabatan paling dekat pada Marchantia polymorpha dengan Adiantum  capillus-veneris, tetapi keduanya memiliki kekerabatan yang mungkin dekat teatapi mungkin juga masih jauh, yaitu dengan Anthoceros formosae. Spesies – spesies yang mungkin masih sangat dekat juga tergambarkan pada Amaryllis belladonna dengan Polianthes sp. Pires 2011-05 yang juga berdekatan tetapi masih jauh dengan Musa acuminata. Adapula spesies Chara vulgaris yang memulai dekat kekerabatannya dengan Euglena vulgaris yang kekerabatannya lebih dekat dengan Bryopsis hypnoides. Setelah itu dekat dengan kekerabatan antara Gracilaria tenuistipitata var. Liui dengan Rhodomonas salina. Dan sedikit jauh kekerabatannya dengan Ostreococcus tauri dan Synechococcus sp. JA-3-3Ab yang berdekatan. Dari kesemua spesies yang telah disebutkan itu memiliki kekerabatan yang masih dapat dikatakan dekat dibanding dengan spesies terakhir, yaitu Zea mays. Dari gambaran pohon filogenik diatas dapat dikatakan bahwa Zea mays terpisah kekerabatannya dibandingkan dengan yang lainnya.

2.   Primer Design

Untuk penelitian gen ice nucleation active, saya mendapatkan referensi pasangan primer dari sebuah jurnal (Najed et al., 2006) yang dapat digunakan untuk mengamplifikasi gen inaW dari Pseudomonas fluorescens. Primer forward adalah (5’ GCA GTA CGC AGA CGG CAC AG 3’) dan primer reverse adalah (5’ TTT CGT AGC CAG CAG TTG ATG TG 3’). Seandainya saya menggunakan pasangan primer tersebut; menurut anda apakah pasangan primer ini dapat digunakan untuk mengamplifikasi gen inaW dari isolat-isolat Pseudomonas fluorescens yang bersifat ice nucleation active yang saya punya? Buktikan bahwa primer ini cukup baik! Jika cukup bagus berapa produk PCRnya?

 ______________________________

In silico Primer(s) search for: 1

primer foward  5'-gcagtacgcagacggcacag

Position: 2632->2651 20bp   100%   Tm = 60,6°C

5-gcagtacgcagacggcacag->

  |||||||||||||||||||| 

cggcagtacgcagacggcacaggaag

primer reverse  5'-tttcgtagccagcagttgatgtg

Position: 3116<-3138 23bp   100%   Tm = 57,3°C

<-gtgtagttgacgaccgatgcttt-5

  ||||||||||||||||||||||| 

agcacatcaactgctggctacgaaagc

primer foward  5'-gcagtacgcagacggcacag

primer reverse  5'-tttcgtagccagcagttgatgtg

 PCR product size: 507bp  Ta=64°C

Potential hairpin formation :

 None !

3' Complementarity:
 None !
 

All potential self-annealing sites are marked in red (allowing 1 mis-match):

 None !

Menurut saya bisa karena dengan pembuktian menggunakan DNA Calculator untuk kedua primer forward maupun reverse tidak ditemukan sama sekali hairpin yang berpotensi mengganggu.

3.   Gene and Promoter Prediction

Prediksikan gen dan promoter (jika ada) dari sekuen nukleotida di bawah ini. Sebutkan nama gen, produk gen dan organismenya! Kelompokkan organisme tersebut sebagai prokariot atau eukariot!

Nama gen              : GH1

Produk Gen           : growth hormone 1, transcript variant 1

Nama Spesies        : Homo sapiens (Eukaryot)

 1.01 Init +     63     72   10  2  1   81  115    -2 0.854   2.58

 1.02 Intr +    333    493  161  1  2  113   52   165 0.992  15.62

 1.03 Intr +    703    822  120  0  0   72   75    47 0.879   2.99

 1.04 Intr +    915   1079  165  2  0  103   60   381 0.986  37.47

 1.05 Term +   1333   1530  198  0  0   90   37   340 0.998  26.82

 1.06 PlyA +   1617   1622    6                               1.05

        1 aggatcccaa ggcccaactc cccgaaccac tcagggtcct gtggacagct cacctagctg

       61 ca/atggctac ag/gtaagcgc ccctaaaatc cctttgggca caatgtgtcc tgaggggaga

      121 ggcagcgacc tgtagatggg acgggggcac taaccctcag gtttggggct tctgaatgtg

      181 agtatcgcca tgtaagccca gtatttggcc aatctcagaa agctcctggt ccctggaggg

      241 atggagagag aaaaacaaac agctcctgga gcagggagag tgctggcctc ttgctctccg

      301 gctccctctg ttgccctctg gt/ttctcccc aggctcccgg acgtccctgc tcctggcttt

      361 tggcctgctc tgcctgccct ggcttcaaga gggcagtgcc ttcccaacca ttcccttatc

      421 caggcttttt gacaacgcta tgctccgcgc ccatcgtctg caccagctgg cctttgacac

      481 ctaccaggag ttt/gtaagct cttggggaat gggtgcgcat caggggtggc aggaaggggt

      541 gactttcccc cgctgggaaa taagaggagg agactaagga gctcagggtt tttcccgaag

      601 cgaaaatgca ggcagatgag cacacgctga gtgaggttcc cagaaaagta acaatgggag

      661 ctggtctcca gcgtagacct tggtgggcgg tccttctcct ag/gaagaagc ctatatccca

      721 aaggaacaga agtattcatt cctgcagaac ccccagacct ccctctgttt ctcagagtct

      781 attccgacac cctccaacag ggaggaaaca caacagaaat ccgtgagtgg at/gccttctc

      841 cccaggcggg gatgggggag acctgtagtc agagcccccg ggcagcacag ccaatgcccg

      901 tccttcccct gcag/aaccta gagctgctcc gcatctccct gctgctcatc cagtcgtggc

      961 tggagcccgt gcagttcctc aggagtgtct tcgccaacag cctggtgtac ggcgcctctg

     1021 acagcaacgt ctatgacctc ctaaaggacc tagaggaagg catccaaacg ctgatgggg/g

     1081 tgagggtggc gccaggggtc cccaatcctg gagccccact gactttgaga gctgtgttag

     1141 agaaacactg ctgccctctt tttagcagtc aggccctgac ccaagagaac tcaccttatt

     1201 cttcatttcc cctcgtgaat cctccaggcc tttctctaca ccctgaaggg gagggaggaa

     1261 aatgaatgaa tgagaaaggg agggaacagt acccaagcgc ttggcctctc cttctcttcc

     1321 ttcactttgc ag/aggctgga agatggcagc ccccggactg ggcagatctt caagcagacc

     1381 tacagcaagt tcgacacaaa ctcacacaac gatgacgcac tactcaagaa ctacgggctg

     1441 ctctactgct tcaggaagga catggacaag gtcgagacat tcctgcgcat cgtgcagtgc

     1501 cgctctgtgg agggcagctg tggcttctag/ ctgcccgggt ggcatccctg tgacccctcc

     1561 ccagtgcctc tcctggccct ggaagttgcc actccagtgc ccaccagcct tgtccta/ata

     1621 aa/attaagtt gcatca

Nama gen              : nifK

Produk Gen           : nitrogenase molybdenum-iron protein subunit beta

Nama Spesies        : Rhizobium leguminosarum bv. viciae 3841

Number of transcription units - 1, operons - 0

     N      Tu/Op   Conserved  S             Start         End    Score

                   pairs(N/Pv)

     1     1 Tu  1     .       +    CDS         21 -      1560   1597 

        1 gactgacgtg cacacctttt /atgccgcaat cagctgagaa agctctcgac catgcgcctt

       61 tgttctgcga gccggaatac aggcaaatgt tggccgagaa aaagctgaac ttcgaacgcc

      121 cacacccgga aaaggtcgtg tcagaccagc gcgaattcac gaagacttgg gaataccgcg

      181 agaaaaactt ggcccgtaaa gcccttgtcg ttaatccagc caaagcctgc cagccactcg

      241 gcgcggtttt cgcagcggcg ggattcgaac gaacgatgtc gttcgtccat ggcagccaag

      301 gttgcgttgc ctactacagg tcgcacctat cgcgccattt caaggagccg tcatcggtgg

      361 tctcgtcatc aatgacagaa gacgccgctg tatttggtgg cctgaagaat atggtcgacg

      421 gcctcgccaa cacgtacaag ctctataacc cgaacatgat cgcggtatcg accacatgta

      481 tggccgaggt catcggagat gacctgcatg gttttatcga aaacgccaaa agtgaaggtt

      541 ctgtcccgcg agatttcgat gtccccttcg cccacacacc tgcctttgtc ggcagccatg

      601 tcgatggcta tgacagcatg gtaaaaggtg tgctggagaa tttctggaag ggcaccgcgc

      661 gaaatgaagc caccgctact atcaacatca ttcctggatt tgatggcttc tgcgttggga

      721 acaatcgcga actaaaacgc ctgctcgacc tgatgcaagt gacttacatg ttcatccagg

      781 acgcatcaga tcagttcgat acgccttccg atggcaaatt tcggatgtat gacggcggga

      841 ccagcatcaa tgacgtgaag gcggcgttga acgcggagtg gacattgtcc ctgcaatatt

      901 acaacactcg caagacgtta gattactgca gagacgttgg acaagcggcg acctccttcc

      961 actaccctct cggcgtcgaa gctaccgacg aacttctgat ggtgatatcg gaaatttcca

     1021 gcagagagat tcccgaggcg atccgtctgg agcgcggccg actcatcgat gcgatggcgg

     1081 acagccaagc ttggctatac ggaaagaaat acgcgatcta tggcgatcca gatttcgtct

     1141 atgcgatggc gcgcttcatc atggagaccg gcggcgagcc aacccactgc ctcgccacaa

     1201 atggcacctc agcttgggag gacgagatga aggaactcct cgcatcctcg cccttcggga

     1261 agaatgcaca ggtctggcca ggcaaagatc tctgggcact gcgctcgcta ctgttcacag

     1321 agccggtgga tctcctgatc ggaaattctt atgggaagta tcttgaacgg gacaccggta

     1381 ccccactggt tcggctgatg tttccaattt tcgaccggca ccatcatcat cgattccccc

     1441 tcatgggcta ccaaggcgga ctgcgtcttc taacgtcgat cctcgacaag atcttcgaca

     1501 acctcgatcg cgaaacaatg cacgcgggtg tgacagatta ttcgtatgac ctcactcgct/

     1561 ag