Evolusi kehidupan kompleks sangat bergantung pada mitokondria yaitu pembangkit tenaga mungil yg ditemukan di semua sel-sel kompleks, berdasarkan penelitian baru.
Mitokondria - gbr. wikimedia
Penelitian tersebut dilakukan oleh Dr. Nick Lane dari University College London & Dr. WIlliam Martin dari Universitas Dusseldorf.
"Prinsip-prinsip utamanya bersifat universal. Energi merupakan hal yg sangat penting, bahkan dalam dunia penemuan evolusioner. "Alien pun membutuhkan mitokondria."
Selama 70 tahun para ilmuwan berpikir bahwa evolusi nukleus / inti sel merupakan kunci kehidupan kompleks. Saat ini dalam karya yg dipublikasikan di Nature pada tanggal 21 Oktober, Lane & Martin mengungkapkan bahwa bekerjsama mitokondria merupakan bab yg paling fundamental bagi perkembangan banyak sekali penemuan kompleks menyerupai nukleus alasannya yakni fungsinya sebagai pembangkit tenaga dalam sel.
"Pan&gan tradisional yg digulingkan tersebut bahwa lompatan ke sel-sel 'eukarotik' hanya memerlukan mutasi yg tepat. Sebenarnya hal tersebut memerlukan sejenis revolusi industri dalam arti produksi energi," terang Dr. Lane menyerupai yg dikutip dari Physorg (20/10/10).
Pada tingkat sel, insan mempunyai lebih banyak kesamaan dengan jamur, magnolia & marigold ketimbang dengan bakteri. Alasannya ialah sel-sel kompleks menyerupai tanaman, binatang & fungi mempunyai ruang-ruang khusus termasuk sentra warta yaitu nukleus & pembangkit tenaga dalam hal ini mitokondria. Ruang-ruang dalam sel ini disebut 'eukariotik' & semuanya berasal dari nenek moyg yg sama yg hanya timbul sekali dalam empat milyar tahun evolusi.
Para ilmuwan kini mengetahui bahwa nenek moyg yg sama ini yaitu 'eukariota pertama' lebih rumit dari basil manapun. Eukariota tersebut mempunyai ribuan lebih gen & protein ketimbang basil apapun selain kesamaan fitur menyerupai isyarat genetik. Akan tetapi apa yg memungkinkan eukariota mengakumulasi semua ekstra gen & protein ini? Mengapa basil tidak?
Dengan memfokuskan pada energi yg ada di tiap gen, Lane & Martin memperlihatkan bahwa sel eukariotik rata-rata bisa, mendukung 200.000 kali lipat lebih banyak gen daripada bakteri.
"Hal ini memperlihatkan bahan2 mentah kepada eukariota yg memungkinkannya mengakumulasi gen-gen baru, famili gen besar & sistem regulator dalam skala yg tak bisa dilakukan bakteri," tutur Dr. Lane. "Itu merupakan basis kompleksitas, walaupun tidak selalu digunakan."
"Bakteri ada di dasar jurang bentangan energi, & tidak pernah menemukan cara untuk keluar," terang Dr. Martin. "Mitokondria memperlihatkan eukariota empat / lima urutan besarnya energi tiap gen, & hal tersebut memungkinkannya untuk buat terowongan keluar melalui dinding jurang tersebut."
Peneliti tersebut kemudian beranjak ke pertanyaan kedua yaitu mengapa basil tidak meruangkan diri sendiri untuk mendapat laba mempunyai mitokondria? Bakteri sering kali memulainya tapi tak pernah hingga tahap yg lebih jauh.
Bakteri menghadapi duduk kasus yg sama. Mereka sanggup menanganinya dengan buat ribuan salinan keseluruhan genomnya yg dalam kasus sel basil raksasa menyerupai Epulopiscium bisa, mencapai 600.000. Akan tetapi semua DNA ini mempunyai ongkos energi besar yg melumpuhkan sekalipun basil raksasa yaitu kelumpuhan yg menghentikannya untuk bermetamorfosis eukariota yg lebih kompleks. "Satu-satunya jalan keluar ialah kalau satu sel entah bagaimana masuk ke dalam sel lainnya yg disebut endosimbiosis," kata Dr. Lane.
Sel-sel saling berkompetisi satu sama lain. Ketika hidup dalam sel-sel lain mereka cenderung berpotongan tergantung pada sel inangnya kalau memungkinkan. Selama waktu evolusioner, mereka kehilangan gen-gen yg tak diharapkan & menjadi langsing yg pada kesudahannya hanya mempunyai bagian-bagian kecil gen permulaan yaitu hanya gen-gen yg sangat diharapkan mereka.
Kunci kompleksitas yaitu bahwa gen-gen sedikit yg tersisa ini dianggap hampir tak ada. Mengkalkulasi energi yg diharapkan untuk mendukung genom basil normal dalam ribuan salinan serta ongkosnya merupakan suatu penghalang. Jika hal tersebut dilakukan pada genom mitokondrial mungil, ongkosnya sangat gampang ditanggung, menyerupai yg ditunjukkan dalam makalah Nature. Perbedaannya ialah jumlah DNA yg bisa, didukung dalam nukleus, bukan sebagai salinan repetitif gen-gen renta yg sama, tapi sebagai bahan2 mentah bagi evolusi baru.
"Jika evolusi bekerja menyerupai seorang yg tanpa keahlian, evolusi mitokondria bekerja layaknya menyerupai sekelompok insinyur," tutur Dr. Martin.
Masalahnya ialah, walaupun sel dalam sel merupakan sesuatu yg lazim pada eukariota yg sering kali menelan sel lain, eukariota semakin jarang pada basil yg lebih kaku. Hal tersebut bisa, dengan baik menjelaskan mengapa kehidpan kompleks dalam hal ini eukariota hanya berkembang sekali dalam sejarah Bumi, berdasarkan kesimpulan Lane & Martin.
http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7318/full/nature09486.html
Kategori Terkait:
