Mengalahkan peluang dalam permainan peluang mutasi

  • Whatsapp


Mutasi DNA tidak terjadi secara acak seperti yang diperkirakan, menurut penelitian baru dari Max Planck Institute for Biology Tübingen di Jerman dan University of California Davis di AS.

Temuan ini berpotensi mengubah pandangan kita tentang evolusi secara dramatis. Wawasan memiliki implikasi yang luas, dari pengetahuan yang lebih baik tentang domestikasi tanaman hingga prediksi lanskap mutasi pada kanker.

Selada thale (Arabidopsis thaliana). Kredit gambar: Institut Max Planck untuk Biologi Tübingen

Mutasi, yang terjadi ketika DNA rusak dan dibiarkan tidak diperbaiki, adalah bahan bakar utama evolusi. Asumsi utama teori evolusi Darwin adalah bahwa mereka muncul secara acak, dan hanya seleksi alam yang menentukan gen mana yang berubah lebih cepat dan mana yang lebih lambat dalam perjalanan evolusi. Asumsi inti ini sekarang telah terbalik.

“Kami selalu memikirkan mutasi yang muncul hanya secara kebetulan di seluruh genom,” kata Gray Monroe, asisten profesor di Departemen Ilmu Tanaman UC Davis dan penulis pertama makalah ini. “Sekarang ternyata pola mutasi tidak hanya sangat non-acak, tetapi juga non-acak dengan cara yang menguntungkan tanaman.” “Ini adalah perspektif yang sepenuhnya baru tentang mutasi dan cara kerja evolusi,” komentar Detlef Weigel, direktur ilmiah di Max Planck Institute for Biology dan penulis senior studi tersebut.

Melindungi tanaman dengan mutasi berbahaya

Para peneliti menumbuhkan spesimen gulma yang tersebar luas Arabidopsis thaliana di lingkungan laboratorium yang terlindung, di mana semua tanaman, termasuk yang mengalami mutasi berbahaya, dapat bereproduksi. Mutasi berbahaya seperti itu biasanya akan dengan cepat dihilangkan oleh tekanan seleksi yang berlaku di alam dan karena itu menghilang sebelum mereka dapat diamati. Dengan menganalisis genom ratusan tanaman yang ditanam di laboratorium, ilmuwan dapat mengidentifikasi ribuan mutasi yang muncul.

Analisis statistik yang canggih mengungkapkan bahwa mutasi ini sama sekali tidak didistribusikan secara acak dalam genom, seperti yang diharapkan para peneliti. Sebaliknya, mereka menemukan bagian genom di mana mutasi jarang terjadi, dan bagian lain di mana mutasi jauh lebih umum. Di daerah-daerah dengan sedikit mutasi, gen yang dibutuhkan di setiap sel dan dengan demikian penting untuk kelangsungan hidup setiap tanaman sangat terwakili.

“Ini adalah wilayah genom yang paling sensitif terhadap efek berbahaya dari mutasi baru,” kata Weigel, “dan perbaikan kerusakan DNA tampaknya sangat efektif di wilayah ini.” Seolah-olah evolusi sedang bermain dengan dadu yang dimuat – ini meminimalkan risiko merusak gen yang paling vital.

Perspektif baru tentang teori evolusi klasik

Para ilmuwan menemukan bahwa berbagai jenis protein di sekitar DNA yang dibungkus dalam inti sel sangat berkorelasi dengan munculnya mutasi. “Ini memberi kita ide bagus tentang apa yang terjadi, sehingga kita dapat memprediksi gen mana yang lebih mungkin bermutasi daripada yang lain,” kata Monroe.

Weigel menekankan betapa sangat tidak terduganya hasil-hasil itu dalam terang teori evolusi klasik: “Sudah lama diketahui bahwa selama proses evolusi, daerah-daerah tertentu dari genom mengakumulasi lebih banyak mutasi daripada daerah-daerah lain. Sepintas, apa yang kami temukan tampaknya bertentangan dengan kebijaksanaan yang diterima bahwa ini hanya mencerminkan seleksi alam yang menghapus sebagian besar mutasi sebelum benar-benar dapat diamati,” jelasnya.

Namun, terlepas dari distribusi mutasi yang tidak merata dalam genom yang khas, wilayah penting tidak sepenuhnya tidak memilikinya, dan karena itu wilayah ini juga dapat berevolusi, meskipun pada kecepatan yang lebih lambat daripada bagian lain dari genom.

Penggunaan masa depan dalam pemuliaan dan penelitian medis

“Tanaman ini telah mengembangkan cara untuk melindungi gen terpentingnya dari mutasi,” kata Monroe. “Ini menarik karena kita bahkan bisa menggunakan penemuan ini untuk memikirkan bagaimana melindungi gen manusia dari mutasi.” Di masa depan, seseorang mungkin menggunakannya untuk memprediksi gen mana yang merupakan target terbaik untuk berkembang biak karena mereka berevolusi dengan cepat, atau yang paling mungkin menyebabkan penyakit pada manusia.

Sumber: MPG




Pos terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.