Sumber Variasi Genetik

Mutasi

Ini adalah perubahan urutan nukleotida DNA suatu organisme. Mutasi hanya dapat mempengaruhi urutan gen atau mungkin menyebabkan perubahan dalam struktur. Mereka timbul karena kerusakan eksternal pada DNA, kesalahan internal dalam replikasi dan perbaikan, atau karena elemen transposabel. Tergantung pada asalnya, mereka diklasifikasikan sesuai ke dalam berbagai jenis dan subtipe mutasi. Meskipun keragaman mereka, mereka semua berujung pada efek umum pada genom individu, yaitu mereka memperkenalkan variasi dalam urutan gen, yang selanjutnya dapat menyebabkan efek yang diinginkan atau tidak diinginkan pada individu. Mutasi ini mungkin terbukti menguntungkan atau berbahaya bagi organisme, dan akhirnya populasi, tergantung pada lokasi mutasi. Sebagai contoh, jika suatu mutasi terjadi pada gen LMNA (manusia) yang mengkode protein yang memberikan dukungan kepada inti dalam sel, maka protein tersebut membentuk malfungsi, sehingga menyebabkan terjadinya gangguan kesehatan yang disebut progeria, pada manusia. Di sisi lain, jika mutasi terjadi pada gen MC1R pada manusia, itu mengarah pada kehadiran rambut merah.

Divisi Meiotik

Selama tahap profase I meiosis, rekombinasi genetik terjadi melalui persilangan lengan kromosom homolog. Menyeberang pada dasarnya mengacu pada pertukaran materi genetik antara kromosom ini, dan itu terjadi ketika lengan kromatid saudara tumpang tindih selama proses sinapsis (segregasi kromosom homolog). Tumpang tindih ini mengarah pada pembentukan chiasmata, yang memungkinkan DNA pada kedua lengan untuk berinteraksi satu sama lain, dan tempat perdagangan. Ini memperkenalkan variasi dalam genom karena perubahan lokasi gen mempengaruhi cara mewarisi keturunan (hukum rekombinasi). Sebagai contoh, jika kita mempertimbangkan dua gen A dan B yang diwarisi secara bersama karena kedekatannya dan peristiwa penyeberangan menyebabkan gen A digeser ke lokasi baru pada sister chromatid, maka kedua gen ini tidak lagi diwarisi. bersama-sama, sebaliknya mereka akan diwariskan independen satu sama lain karena mereka terpisah secara spasial. Warisan independen ini akan menyebabkan variasi dalam genom organisme.

Reproduksi

Semua organisme yang bereproduksi secara seksual, melakukannya dengan fusi gamet betina dan jantan. Setiap gamet adalah sel haploid dengan hanya setengah jumlah kromosom yang dimiliki sel somatik normal. Dalam kasus manusia, karena setiap sel somatik memiliki 46 kromosom, gamet haploid akan memiliki 23 kromosom. Karena setiap gen memiliki dua alel, berbagai kemungkinan kombinasi alel genetik yang ada dalam gamet akan menjadi 223. Ini berlaku untuk kedua gamet, maka kedua gamet menyajikan 223 kemungkinan, yang secara kasar diterjemahkan menjadi 8 juta kombinasi kromosom yang mungkin. Ketika gamet jantan dan betina menjalani pembuahan acak, kemungkinan kandungan kromosomnya akan berlipat ganda (223 X 223) dan menghadirkan sekitar 70 triliun kemungkinan kromosom. Oleh karena itu, dengan cara ini, variasi genetik diperkenalkan dan dipastikan dalam progeni dari setiap organisme reproduksi seksual. Variasi ini hanya akan meningkat jika individu itu sendiri tidak terkait erat (gen pool yang lebih besar).

Kesalahan dalam Chromosome Segregation

Selama pembelahan sel, setelah materi genetik direplikasi, kromosom mungkin tidak terpisah secara merata, dan karenanya tidak dapat didistribusikan secara merata di sel anak. Distribusi yang tidak merata ini menyebabkan adanya jumlah abnormal kromosom dalam sel anak, yaitu, tingkat ploidi (jumlah kromosom) berubah dalam sel. Tergantung pada kehilangan atau perolehan kromosom, itu dianggap berasal dari istilah yang berbeda. Misalnya, jika ada tiga salinan kromosom, maka itu adalah trisomi atau triploidy. Jika ada kehilangan kromosom itu disebut aneuploidy. Sebagai contoh, presentasi sindrom Down pada manusia disebabkan oleh trisomi kromosom 21.

Akuisisi Horizontal Gen

Gen atau alel gen dapat diperoleh melalui berbagai infeksi virus dan bakteri dalam suatu organisme. Dalam skenario seperti itu, infeksi menyebabkan paparan DNA asing terhadap organisme. Sementara sebagian besar DNA ini dihancurkan dengan cara respon imunologi organisme, kadang-kadang, bagian dari DNA asing dimasukkan ke dalam DNA sel inang, menyebabkan tuan rumah untuk memperoleh rangkaian DNA baru dan unik yang meningkatkan variasi genetiknya. Konsep ini dapat lebih baik dipahami dengan bantuan contoh infeksi virus papiloma manusia (HPV). Ketika virus ini menginfeksi inang manusia, ia menggabungkan DNA-nya ke dalam DNA inang (transfer gen horizontal) dan menggunakan mesin sel induk untuk melakukan sintesis dan replikasi molekulnya sendiri. Ini akhirnya mengarah pada terjadinya kanker serviks pada manusia. Meskipun kondisi ini dapat diobati, bagian dari genom virus dipertahankan di sel inang, dan urutan itu diteruskan ke progeni masa depan.

Faktor yang Mempengaruhi Variasi Genetik

Seleksi alam

Ini menyiratkan kelangsungan hidup individu yang paling beradaptasi dan sukses secara reproduktif dalam suatu populasi tertentu. Kemampuan beradaptasi ini muncul karena berbagai perubahan genetik yang secara spontan terjadi pada genom organisme. Tetapi tidak semua perubahan genetik bermanfaat, dan karenanya variasi genetik dalam suatu populasi dapat meningkat atau menurun tergantung pada jenis seleksi alam yang terjadi. Jika suatu populasi mengalami penyeimbangan seleksi, variasi genetik diperkenalkan dan dipelihara dalam populasi. Hal ini dapat dilihat pada kasus variabilitas dalam pola cangkang kerang Donax variabilis. Namun, jika populasi mengalami seleksi stabil, variasi genetik berkurang untuk memungkinkan propagasi hanya jenis fenotipe tertentu. Hal ini dapat dilihat pada perubahan warna tubuh ngengat biston, di mana warna baru memungkinkannya untuk berbaur dengan lingkungannya, secara efisien.

Loading...

Jalur Genetik

Ketika individu dari suatu spesies bermigrasi ke habitat yang berbeda atau terpisah karena perubahan geografis, mereka berubah dan beradaptasi dengan lingkungan baru mereka untuk bertahan hidup. Fenomena ini disebut genetik drift. Dalam beberapa kasus, adaptasi ini menyebabkan pengenalan variasi dalam urutan gen organisme ini, dan membuat populasi keseluruhan lebih beragam sehubungan dengan karakteristik yang dipamerkan. Ini memanifestasikan dirinya dalam berbagai bentuk seperti isolasi geografis, isolasi ekologi, isolasi reproduksi, dll. Namun, dalam beberapa kasus, karena kendala geografis tertentu atau perilaku migrasi organisme, variasi genetik populasi berkurang sebagai konsekuensi dari kehilangan bagian dari populasi suatu organisme. Ini terlihat pada kasus-kasus yang mengalami efek bottleneck atau efek pendiri.

Pentingnya Variasi Genetik

Kehadiran variasi genetik yang tinggi sangat penting untuk kemampuan beradaptasi, kelangsungan hidup, dan evolusi populasi tertentu. Ini begitu, karena populasi dapat berkembang hanya jika anggotanya mampu beradaptasi dengan perubahan lingkungan, bertahan hidup, dan kemudian berhasil bereproduksi. Ketika populasi yang menunjukkan variasi genetik yang tinggi menghadapi perubahan lingkungan, atau jika populasi bermigrasi ke habitat baru, kombinasi genom yang beragam dalam organisme akan menghasilkan produksi keturunan yang akan memiliki varian genetik yang mungkin bermanfaat bagi mereka di lingkungan Hidup. Keturunan yang mampu beradaptasi akan bertahan hidup dan berkembang biak, sedangkan mereka yang gagal beradaptasi tidak akan bertahan. Perubahan genetik seperti itu yang mengarah pada kemampuan beradaptasi dari organisme yang menguntungkan, dan karenanya akan terakumulasi dalam populasi, sedangkan mereka yang tidak berfungsi berguna akan berkurang dalam frekuensi. Namun, jika populasi yang menunjukkan variasi genetik rendah menghadapi keadaan yang serupa, ada lebih sedikit kemungkinan kombinasi yang dapat terjadi selama produksi keturunan karena variannya lebih sedikit jumlahnya. Oleh karena itu, secara logis peluang mereka untuk beradaptasi dan bertahan hidup berkurang secara drastis. Karena organisme ini tidak beradaptasi atau bertahan dengan sukses, mereka tidak dapat mereproduksi dan populasi mereka akhirnya punah.

Estimasi variasi genetik dari sifat tertentu yang ada dalam populasi tertentu disebut variabilitas genetik populasi. Hal ini disebabkan dan dipengaruhi oleh mekanisme yang sama yang menyebabkan dan mempengaruhi variasi genetik.

Loading...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *