Membuat Pohon Filogenetik
Evolutionary Tree General (Image from all-creatures.org)
Pohon filogenetik dibuat untuk memvisualisasikan hubungan evolusi diantara berbagai spesies atau benda-benda lain. Pohon filogenetik yang berupa diagram bercabang-cabang ini dapat dikonstruksi berdasarkan kesamaan atau perbedaan sifat fisik atau genetik seperti sekuen DNA, sekuen asam amino (protein), pola pemotongan enzim restriksi, ukuran allel pada analisa microsatellite, dan lain-lain. Dalam artikel ini kita akan membuat pohon filogenetik berdasarkan sekuen DNA gen 16S ribosomal RNA dari bakteri-bakteri.
Misalkan kita mengisolasi bakteri-bakteri yang hidup di permukaan kulit kita, misalnya ketiak yang kaya akan bakteri golongan Micrococcaceae, kemudian kita mengisolasi DNA genom bakteri-bakteri tersebut secara langsung dan melakukan amplifikasi PCR untuk gen 16S rRNA menggunakan primer universal. Produk PCR tersebut diklon ke plasmid dan setiap klon yang tumbuh dianalisa sekuen DNA insertnya yang notabene adalah sekuen dari gen 16S rRNA bakteri-bakteri yang hidup di dalam tanah sampel kita tadi.
Untuk melihat hubungan kekerabatan antar spesies bakteri yang hidup di permukaan kulit tersebut, kita bisa mengkonstruksi pohon filogenetik berdasarkan sekuen gen 16S rRNA mereka. Bagaimana caranya? Yuk kita coba langkah-langkah berikut ini:
Mengumpulkan Sekuen DNA
Hasil analisa DNA sequencing kita kumpulkan dalam satu file. Hal ini bisa dilakukan dengan bantuan software seperti BioEdit (lihat artikel Sequence Alignment di BioEdit), sekuen-sekuen tersebut disimpan dalam satu file berformat FASTA agar lebih mudah nantinya.
Contoh file FASTA untuk membuat pohon filogenetik bisa Anda unduh di sini.
Multiple Sequence Alignment
Kumpulan sekuen tadi harus dialignment atau disejajarkan posisinya untuk melihat jarak kedekatan antar masing-masing sekuen. Kita bisa meminta bantuan software ClustalW2 untuk melakukan Multiple Sequence Alignment. Software ini tersedia secara gratis untuk diunduh atau kita juga bisa menggunakan software ClustalW2 secara online. Salah satu yang online tersedia di website EBI (European Bioinformatics Institute) di alamat http://www.ebi.ac.uk/Tools/clustalw2/.
Berikut ini caranya:
ClustalW2 Input Window for Alignment
- Buka situs ClustalW2 di EBI website
- Ada dua cara memasukkan sekuen-sekuen kita, bisa dengan copy-paste dari file berformat FASTA tadi, atau kita bisa mengunggah (upload) file tersebut.
- Untuk sementara Anda tidak perlu mengubah parameter apapun yang ada di situ
- Setelah selesai memasukkan/mengunggah sekuen, klik tombol “RUN” untuk memulai analisa.
- Tunggu beberapa saat hingga laman hasil alignment terbuka dengan sempurna.
Pada laman hasil alignment terdapat beberapa bagian, yaitu:
ClustalW2 Result Window for Alignment
- Lokasi file-file hasil alignment dan hasil konstruksi pohon filogenetik yang dapat kita unduh, yaitu pada tabel “RESULT OF SEARCH”.
- Tabel skor alignment
- Hasil alignment itu sendiri
- Guide Tree dan Cladogram
Selanjutnya Anda harus mengunduh (download) file hasil alignment tadi, yaitu dengan mengklik kanan pada link “Alignment File”, lalu “Save” ke harddisk komputer.
Membuat Pohon Filogenetik
Langkah selanjutnya adalah membuat pohon filogenetik tree berdasarkan hasil alignment yang sudah kita buat barusan menggunakan bantuan ClustalW2. Sekarang pun kita akan menggunakan software ClustalW2 kembali, namun kali ini file inputnya sudah dialignment.
Contoh file hasil alignment dapat didownload di sini.
ClustalW2 Input Window for Phylogenetic Tree Construction
- Buka situs ClustalW2 di EBI website
- Ada dua cara memasukkan sekuen-sekuen kita, bisa dengan copy-paste dari file yang sudah dialignment tadi, atau kita bisa mengunggah (upload) file tersebut.
- Ubahlah parameter “TREE TYPE” menjadi “nj” (neighbor-joining). Ini adalah salah satu algoritma untuk mengkonstruksi pohon filogenetik.
- Setelah selesai, klik tombol “RUN” untuk memulai analisa.
- Tunggu beberapa saat hingga laman hasil alignment terbuka dengan sempurna.
Pada laman hasil alignment terdapat beberapa bagian, yaitu:
ClustalW2 Result Window for Phylogenetic Tree Construction
- Lokasi file-file hasil alignment dan hasil konstruksi pohon filogenetik yang dapat kita unduh, yaitu pada tabel “RESULT OF SEARCH”.
- Neighbor-Joining Tree yang masih dalam bentuk angka-angka
- Phylyp Tree, juga dalam bentuk angka-angka
- Cladogram/Phylogram
Untuk mengkonstruksi atau membuat pohon filogenetik dengan program tambahan, unduhlah file “OUTPUT FILE”, “NEIGHBOR-JOINING TREE FILE” dan “PHYLIP TREE FILE” pada tabel “RESULT OF SEARCH” ke komputer Anda.
Menampilkan Pohon Filogenetik
Kita akan menggunakan software TreeView X untuk membuat pohon filogenetik. Software ini dapat diunduh secara gratis dari situs darwin.zoology.gla.ac.uk/~rpage/treeviewx/
Berikut ini langkah-langkahnya:
- Buka software TreeView X yang telah terinstall di komputer
- Pilih menu “FILE” –> “OPEN” untuk membuka file. Pilih jenis file-nya “PHYLIP (*.ph)”
- Buka file berekstensi *.ph yang telah Anda unduh tadi (contoh file dapat Anda temukan di sini)
- Pohon filogenetik kini telah terbentuk
Phylogenetic Tree using TreeView X. Treetype = Slanted Cladogram
Tampilan pohon filogenetik tersebut dapat kita modifikasi dengan mengubah beberapa parameter diantaranya:
- Bentuk Tree bisa berupa “SLANTED CLADOGRAM”, “RECTANGULAR CLADOGRAM” atau “PHYLOGRAM”
- Tree dapat dibuat dalam bentuk “ROOTED” maupun “UNROOTED”
- Urutan cabang pohon filogenetik dapat diubah pada menu “TREE” –> “ORDER”
- Parameter-parameter lainnya dapat Anda coba ubah-ubah sendiri sehingga diperoleh pohon filogenetik yang memiliki visualisasi bagus
Phylogenetic Tree using TreeView X. Treetype = Phylogram
Contoh di atas hanyalah salah satu cara dan jenis pohon filogenetik yang biasa dibuat. Masih banyak jenis input lain dan cara memvisualisasikan hubungan evolusi di antara berbagai spesies atau benda-benda. Untuk itu Anda dapat berbagi pengalaman, memberikan masukan maupun pertanyaan seputar hal tersebut di kolom komentar di bawah ini.
Selamat mencoba!
Other articles you may like:
- Sequence Alignment di BioEdit
- VecScreen; Membersihkan Sekuen dari Kontaminasi Vektor
- DROPBOX; Simpan-Ambil-Bagi File Kapanpun Dimanapun
- PeakTrace; Meningkatkan Kualitas Electropherogram
- Memetakan Situs Enzim Restriksi
- Yuk Mendesain Primer dengan Primer3Plus
- Cara Membuat Adapter Enzim Restriksi untuk Kloning PCR
![Bakteri purba dari sedimen sub-permukaan [image from: the-scientist.com]](http://sciencebiotech.net/wp-content/uploads/2012/05/20120523-074119-60x33.jpg "Bakteri purba dari sedimen sub-permukaan [image from: the-scientist.com]"){kind=small}
24 Comments
saya senang dengan adanya website ttg bioteknologi ini karena lengkap dan menggunakan bahasa Indonesia yang mudah dipahami
)
saya mau tanya mas, kan selain angka 0,1 atau 0,05 yang menunjukkan subtitusi basa ada angka2 lain yang ada di setiap garis pada pohon filogenetik, contohnya pada felogram dari program NJ-Plot
bagaimana cara membaca angka2 tersebut? dan bagaimana cara menghitung atau menentukan keserupaan urutan basa hasil dari alignment dan dari program NJ-Plot tersebut?
terimakasih sebelumnya, dan mohon agar website ini tidak “mati”
Dear Mbak Sekar, Sorry baru reply..
Terima kasih sudah menjadi ‘pemirsa’ setia kami.
Mengenai angka pada setiap garis, mungkin bisa dijelaskan lagi yang seperti apa ya mbak? Kalau yang ada di setiap percabangan garis, itu biasanya adalah nilai Bootstrap, atau nilai persentase bahwa struktur pohon seperti itu yang muncul dari sekian kali percobaan (biasanya 100 kali) sewaktu software tersebut membuat pohon phylogenetic.
Demikian Mbak, jika ada pertanyaan lagi silakan disampaikan kembali.
Assalamualaikum , saya mau tanya mas ada gak literatur tentang 18S rRNA, kalau ada mohon ditampilkan juga di websitenya.
Wass.wr.wb.. kalau boleh tau lbh spesifiknya ttg apa ya? fungsinya? strukturnya atau bagaimana? biar nanti tulisannya lbh mengena
Why do you use MEGA5 for Creating Phylogenetic Trees? It’s easy for me to use.
boleh tanya , umpama kita ingin mengetahui
complete sekuen 18 S , tapi kita hanya tau data
yang parsial bagaimana cara
design primernya?