Kekuatan utama dalam revolusi adalah dupikasi DNA. Terdapat salah satu macam duplikasi yaitu duplikasi tandem, dimana duplikasi ini timbul melalui suatu kesalajan dalam replikasi atau rekombinasi (ketika duplikasi tejadi bersamaan). Suatu pemisahan dulikasi dapat terjadi ketika adanya proses translokasi kromosom. Sebuah duplikat pada lokasi baru dapat juga diproduksi secara langsung saat peristiwa perubahan (transposisi) yang terkait dengan duplikasi pada sebuah region DNA yang terletak di sekitar transposon. Disini duplikasi dimungkinkan dapat juga berlaku untuk gen utuh atau kelompok ekson bahkan ekson individu.
Duplikasi dan variasi yang diturunkan oleh satu set gen dari beberapa keturunan gen bisa disebut dengan keluarga gen. anggota dari keluarga gen yang terstruktural biasanya memiliki hubungan atau juga bisa sama fungsinya, walalupun mungkin mereka diekspresikan pada waktu dan pada tipe sel yang berbeda. Dengan demikian timbul adanya protein globin yang berbeda diekspresikan pada sel darah merah embrio dan sel darah merah dewasa, saat aktin yang berbeda digunakan pada sel otot maupun yang bukan sel otot.
Kromosom rekombinan memiliki struktur yang sama dengan kromosom parental. Rekombinasi merupakan sebuah peristiwa kunci evolusi genom. Kedua kromosom tersebut memiliki lokus yang sama pula. Akan tetapi, keduanya memiliki kombinasi alel yang berbeda, menyediakan material mentah untuk seleksi alamiah. Terdapat bebrapa keluarga gen terdiri dari anggota yang identik. Pengelompokan merupakan syarat untuk mengatur identitas diantara dua gen, meskipun kelompok gen tersebut tidak butuh kesamaan.
Mekanisme dalam mengganti isi atau kandungan gen sebagai lawan untuk kombinasi sel adalah adanya crossing-over yang tidak seimbang pada saaat rekombinasi terjadi, diantara dua tempat yang tidak homolog. Dengan demikian mengakibatkan terjadinya suatu kemungkinan yaitu adanya pengeluaran urutan. Mekanisme tersebut bertanggung jawab untuk evolusi dari kelompok yang berhubungan dengan rangkaian.
Gugus Gen (Cluster Gen) Dibentuk Oleh Duplikasi dan Divergensi
Sebuah ekson individual membentuk sebuah gen yang dikopi dan digunakan pada gen yang berbeda. Hal ini terjadi karena ekson mampu menunjukkanreaksi seperti modul untuk membangun gen yang mencoba keluar dari jalur evolusi pada berbagai kombinasi. Kondisi yang ditunjukkan oleh ekson dalam membentuk sebuah gen yang dikopi dan digunakan pada gen yang berbeda merupakan suatu salah satu kejadian yang ekstrim, terdapat kondisi ekstrim yang lain adalah adanya seluruh gen yang mencakup kedua ekson dan intron yang mungkin terduplikasi.
Tetramer globin yang terdapat pada sel yang telah dewasa terdiri dari dua rantai α yang sama dan rantai β yang sama. Pada sel dewasa terdapat tetramer hemoglobin yang mengandung dua buah rabtai α-like dan dua buah rantai β-like yang sama. Masing-masing dari rantai tersebut terubung dengan polipeptida dewasa dan kemudian dgantikan oleh rantai tersebut. Hal seperti ini merupakan contoh dari control yang berhubungan dengan perkembangan dalam gen berbeda yang menghidupkan dan mematikan secara berturut-turut untuk menyediakan produk alternative yang dapat memenuhi fungsi yang sama pada waktu yang berbeda.tiga jalur pertumbuhan manusia antara lain adalah embrio, fetal, dan dewasa. Perbedaan antara embrio dan dewasa adalah merupakan keadaan yang biasa untuk amamlia, namun untuk beberapa yang lain sebelum tua memiliki langkah-langkah untuk berubah. Pada manusia , beta dan alpha adalah dua rantai α-like. Epilson, gamma, delta, dan beta adalah rantai β-ike. Rantai tersebut diekspresikan pada langkah-langkah perkembangan yang berbeda.
Divisi dari rantai globin menjadi α-like dan β-ike menggambarkan organisasi dari gen. masing-masing tipe globin dikode oleh pengatur grn menjadi cluster tunggal. Gen fungsional merupakan ekspresinya pada RNA, dan akhirnya dikode oleh protein, alasan untuk berubah tidak aktif dan terjadinya defsiensi mungkin pada transkripsi atau translasi ( atau mungkin juga keduanya), dengan demikian mereka bisa disebut sebagai pseudogen dan memiliki symbol Ψ.
Perbedaan Urutan Dasar untuk Jam Evolusi
Perubahan terbesar pada rangkaian protein terjadi karena mutasi kecil yang terakumulasi secara perlahan oleh waktu. Mutasi pokok dan insersi serta delesi kecil terjadi karena adanya kesempatan, mungkin kurang lebih dengan kemunginan yang sama pada seluruh bagian dari genom, kecuali untuk ddaerah darimana mutasi terjadi dengan frekuensi lebih banyak. Mutasi terbesar yang merubah rangkaian asam amino tersebut mengganggu dan dapat menghilangkan seleksi alami.
Beberapa mutasi akan menguntungkan, tetapi mereka yang dapat menyebar melalui populasi. Ketika variasi baru mengganti versi gen sebelumnya, dapat dikatakan bahwa variasi baru tersebut telah memperbaiki populasi tersebut. Hal yang diperdebatkan adalah apakah proporsi dari perubahan mutasi pada rangkaian asam amino tersebut netral, tanpa efek apapun yang mempengaruhi protein dan oleh karenanya memungkinkan tumbuh sebagai hasil dari aliran random dan fiksasi.
Dasar dari akumulasi perubahan mutasi adalah karakteristik dari masing-masing protein yang sekiranya tergantung sedikitnya pada bagian luar yang dianggap berubah. Dalam sebuah spesies, sebuah protein, protein berkembang dari mutasi substitusi diikuti dengan eliminasi atau fiksasi dalam satu persatu kelompok turunan. Ketika kita meneliti kelompok gen dari sebuah spesies, kita hanya dapat melihat variasi yang ada. Ketika terdapat banyak variasi, mungkin ditemukan dalam bentuk rombongan atau tunggal yang mungkin singgah karena berada dalam proses yang sedang digantikan.
Ketika sebuah spesies berpisah menjadi dua spesies yang baru, saat itu masing-masing merupakan kelompok yang berdiri sendiri untuk berevolusi. Sebagai perbandingan protein yang sama dari dua spesies dapat dilihat perbedaan diantara keduanya sejak dari nenek moyangnya (induknya) menghasilkan keturunan. Beberapa protein yang diawetkan terlihat kecil atau tidak berubah dari spesies ke spesies. Hal tersebut mengindikasikan bahwa hamper semua perubahan dapat mengganggu dan oleh karena itu ini perlu diseleksi lagi.
Perbedaan antara dua buah protein ditunjukkan dengan prosentase posisi asam amino yang berbeda. Perbedaan antar protein tersebut dapat dilihat ketika rangkaian asam amino keduanya berdekatan. Sumber dari perbedaan tersebut digambarkan dari masing-masing asam amino pada kodon three-base, dimana kodon tersebut seringkali tidak memiliki efek pada penerjemahan.
Kita mungkin membagi rangkaian nukleotida dari daerah pengkodean menjadi lokasi tenaga pengganti dan lokasi yang diam. Padda lokasi pengganti, sebuah mutasi mengubah asam amino yang dikode. Efek dari mutasi (mengganggu, netral, menguntungkan) bergantung dari hasil pengganyian asam amino. Sedangkan pada lokasi diam, mutasi hanya menggantikan satu kodon dari kodon yang lain yang dianggap sama. Biasanya penggantian sites/lokasi bernilai 75% dari rangkaian koding sedangkan lokasi diam sebesar 25%.
Pada penjumlahan rangkaian koding, sebah gen mengandung daerah yang tidak dapat ditranslasikan. Selain itu, mutasi berpotensi netral berpisah dari efek pada salah satu struktur kedua (yang biasanya cukup pendek) dan sinyal regulator. Meskipun mutasi diam bersifat netral dengan memperhatikan pada (terhadap) protein, namun dapat menggunakan ekspresi gen melalui rangkaian pengganti dalam RNA.
Perbedaan antara rangkaian globin manapun adalah sebanding dengan waktu sejak mereka berpisah. Perbedaan rangkaian DNA bergantung pada evolusi pemisahan. Tingkat perbedaan/divergensi dapat diukur sebagai prosentase perbedaan per jutaan tahun atau sebagai periode timbale balik unit evolusinya, waktu jutaan tahun tersebut dibutuhkan untuk mengembangkan 1% divergensi. Setelah waktu yang telah ditetapkan oleh perbandingan berpasangan antara spesies, dapat diterapkan untuk gen terkait dalam suatu spesies. Dari divergensi mereka, kita dapat menghitung berapa banyak waktu yang telah berlaku sejak duplikasi mereka hasilkan.
Gen Semu (Pseudogenes) Buntu Evolusi
Pseudogenes (Ψ) ditentukan oleh rangkaiannya yang berhubungan dengan fungsional gen, tetapi tidak dapat ditranslasikan menjadi protein yang fungsional. Beberapa pseudogenes memiliki struktur umum yang sama dengan gen fungsional, dengan rangkain yang cocok untuk ekson dan intron pada lokasi yang umum. Mereka menyumbangkan nutasi yang tidak aktif, yang dapat mencegah apapun dari langkah-langkah ekspresi gen. perubahan dapat mengubah kondisi menghapuskan sinyal untuk memulai transkripsi, mencegah sambungan junction ekson-intron, atau mengakhiriri translasi yang terjadi telalu awal.
Biasanya pseudogenes memiliki beberapa mutasi yang menggenggu. Satu diantaranya terhenti menjadi tidak aktif, bukan rintangan untuk mengakumulasikan mutasi lebih lanjut. Pseudogenes mewakili versi gen tidak aktif dari gen yang aktif pada saat sekarang ini yang banyak ditemukan pada berbagai system, yang mencakup globulin, immunoglobulin, dan histo-compability antigens. Diamana lokasinya terletak disekitar cluster gendan sering berselang-seling dengan gen aktif. Contohnya pada pseudogenes kelinci (Ψβ2) yang memilki organisasi ekson dan intron yang biasa dan memiliki hubungan lebih dekat dengan fungsi gen globulin β1.
Sebagian besar keluarga gen memiliki anggota berupa pseudogenesis. Biasanya pseudogenesis ditemukan dalam jumlah yang kecil dari total jumlah gen. jika suatu pseudogenes berhenti peruses evolusinya dan hanya terdapat iringan yang tidak diinginkan untyk penataan ulag gen fungsional, lalu mengapa pseudogenes ini masih di dalam genom ?. hal ini dilakukan untuk memnuhi suatu fungsi tertentu atau digunakan sepenuhnya dengan tujuan yang belum jelas. Dalam hal ini, seharusnya tidak ada tekanan selektif karena sifat dari pseudogenes ini adalah retensi. Mekanisme untuk duplikasi gen, penghapusan, dan penyusunan kembali bertindak pada semua urutan yang diakui sebagai aggota ddari cluster, baik yang fungsional maupun tidak, dibiarkan terseleksi dalam membedakan antara produk.
Ketidakseimbangan Crossing-over Menyusun Kembali Kelompok Gen-gen Clusters
Banyak peluang untuk menyusun kembali ke dalam kelompok (cluster) dari gen yang berhubungan maupun gen yang berdiri sendiri. Meskipun cluster menyajikan fungsi yang sama dan semuanya memiliki pengaturan umum yang sama. Namun masing-masing memiliki perbedaan pada ukuran, memiiki variasi jumlah total dan tipe gen β-globin, dan juga jumlah serta struktur dari pseudogenes yang berbeda. Perubahan tersebut sudah mulai menjadi sejak kurang lebih 85 juta tahun yang lalu.
Jika terjadi suatu proses rekombinasi yang tidak terjadi diantara gen sealel maka sebuah cluster gen dapat mengembangkan atau menutup dari crossing-over. Rekombinasi yang terjadi dengan melibatkan suatu rangkaian yang berhubungan dengan DNA yang diadakan di penjajaran yang tepat diantara dua kromosom homolog.
Rekombinasi juga bisa berlangsung di antara kopian gen yang salah dalam berpasangan, dengan demikian akan dihasilkan kromosom rekombinan kromosom yang tidak resiprok, salah satu diantaranya memiliki duplikasi gen dan gen yang lain terdelesi. Dengan demikian rekombinan tersebut atau rekombinan pertama akan mengalami peningkatan angka kopian gen dari dua menjadi tiga, sedangkan yang kedua mengalami pengurangan dari dua menjadi satu.
Suatu halangan bisa terjadi agar suatu kejadian yang berhubungan dengan terjadinya ketidakseimbangan crossing over . halangan tersebut ditunjukkan dengan oleh adanya struktur yang menyela dari sebuah gen. pada sebuah kasus seperti globin, ekson yang saling berhubungan dan berdekatan kemungkinan besar berhubungan untuk mendukung terjadinya pasangan antar keduanya. Namun terdapat rangkaian intron yang menyimpang. Retriks dari pasangan ekson dengan sangat mengurangi terus menerus panjangnya DNA yang dapat telibat. Dengan demikian bisa berlangsung penurunan kemungkinan dari ketidakseimbangan crossing over. Jadi dapat disimpulkan bahwa perbedaan antar intron dapat mempertinggi stabilitas gen cluster untuk menghalangi terjadinya ketidakseimbangan crossing over.
0 komentar:
Posting Komentar