A. EVOLUSI MOLEKULER
Evolusi molekuler adalah bagian dari proses evokusi pada skala DNA, RNA, dan protein-protein. Evolusi molekuler timbul sebagai sebuah cabang sains pada tahun 1960an oleh peneliti dari biologi molekuler, biologi evolusi, dan genetika populasi yang mencari untuk mengerti penemuan terbaru pada struktur dan fungsi dari asam amino dan protein. Pada tahun 2000an, beberapa topik yang aktif dipelajari yakni diantaranya peran duplikasi gen yang tampak pada fungsi gen (Li, 1991). Evolusi molekuler meliputi dua area pembahasan yaitu : (1) evolusi makromolekul dan (2) rekonstruksi sejaran evolusi gen dan organisme. Area pertama, evolusi makromolekul menunjukkan terhadap rata-rata dan pola perubahan yang tampak pada materi genetic (misalnya urutan DNA) dan produksinya (missal protein) selama waktu evolusi dan terhadap mekanisme yang bertanggungjawab untuk sejumlah perubahan tersebut. Area kedua dikenal sebagai adanya keterlibatan data-data molekuler. Kenyataan diatas tampak bahwa dua area pembahasan (1) pada objek pertama adalah menjelaskan penyebab dan efek dari perubahan evolusi molekul dan (2) pada objek kedua menggunakan molekul hanya sebagai alat untuk merekonstruksi sejarah biologi organisme dan konstituen genetiknya. B. EVOLUSI OLEH DUPLIKASI GEN DAN EXON SUFFLING 1. Macam-Macam Duplikasi DNA
Bertambahnya jumlah kopian segmen DNA dapat membawa beberapa macam duplikasi DNA. ini biasanya diklasifikasikan diklasifikasik an menurut daerah genom yang yang terlibat. Macam-macam duplikasi yang telah dikenal diantaranya: a. Duplikasi parsial atau duplikasi internal b. Duplikasi gen secara sempurna c. Duplikasi kromosom secara parsial d. Aneuploidi atau duplikasi genom Keempat kategori ini juga disebut sebagai duplikasi regional, karena keempat kategori ini tidak mempengaruhi secara keseluruhan perangkat kromosom haploid. Ohno (1970) memgemukakan bahwa duplikasi genom lebih secara umum lebih penting daripada duplikasi regional, karena pada duplikasi regional hanya sebagian dari sistem regulasi dari gen struktural yang diduplikasi,
dan yang lainnya mengakibatkan ketidakseimbangan yang dapat mengganggu fungsi normal dari duplikasi gen. walaupun begitu, duplikasi regional juga tampak berperan penting dalam evolusi (Li, 1991).. DNA duplikasi telah lama dikenal sebagai faktor pentimng dalam evolusi ukuran genom. Dalam fakta-fakta yang ada, duplikasi dari keseluruhan genom atau sebuah bagian utama darinya, seperti kromosom, dapat menghasilkan pertambahan secara tiba-tiba substansi pada ukuran genom. Peristiwa duplikasi genom telah ditunjukkan berkali-kali selama evolusi dari kelompok organisme yang berbeda, kebanyakan yang telah tercatat yakni pada tumbuhan, tulanh ikan, dan amfibi(Li, 1991)..
2. Domain Dan Ekson
Sebuah protein domain telah diketahui sebagai daerah dalam sebuah protein yang menyelenggarakan fungsi spesifik, seperti utnuk melekatkan dengan substrat, struktur unit yang kompak dlam proein yang dapat dibedakan dari semua bagian yang lainnya. Pembentuknya disebut dengan domain fungsional dan yang lainnya disebut dengan struktural domain atau modul. Mendefinisikan lingkup dari domain fungsional seringkali sulit karena fungsinya dalam banyak kasus berkaitan dengan residu asam amino yang akan disusun menjadi polipeptida, sebuah modul struktural terdiri dari sebuah rentangan asam-asam amino(Li, 1991). Jika sebuah domain fungsional bertepatan dengan sebuah modul, duplikasinya akan meningkatkan jumlah segmen fungsionalnya. Kebalikannya, jika fungsional bersama dengan asama amino yang tersebar pada modul yang berbeda, pengaruhnya dari sebuah dulikasi modul tunggal mungkin tidak berfungsi dengan baik( Li, 1991). Pada beberapa kasus sebuah modul tunggal ditemukan dikode oleh lebih dari satu ekson. Kasus kain menunjukkan bahwa domain dikode oleh ekson yang sama. Rantai hemogelobin α dan β contohnya, keduanya dikode oleh dua domain yang berdekatan. Go (1981) mnyebutkan bahwa penggabungan terjadi diantara duA ekson akan menghasilkan hilangnya sebuah intron. Misalnya, pada gen leghemoglobin, protein homolog dalam tumbuhan, ditemukan berisi tambahan
intron pada posisi yang telah dengan tepat diprediksi oleh struktur dmain dari globin. Jadi selama evolusi selama evolusi keluarga gen globin, beberapa keturunannya kehilangan beberapa atau semua intronnya (Li, 1991). Pada kasus pokok, sebuah duplikasi domain pada tingkatan protein mengindikasikan bahwa duplikasi ekson telah terjadi pada level DNA. Jadi ini menegaskan bahwa duplikasi ekson adalah satu dari banyak tipe penting dari duplikasi internal.gen eukariotik umumnya terdiri dari banyak ekson dan intron, dan ekson yang bersebelahan sering identik atau sangat mirip satu dengan yang lainnya. Fakta inimnegeaskan bahwa bnayak kompleks gen dalam organisme modern telah dibangun oleh duplikasi internal dan kemudian mengalami modifikasi dari gen yang mula-mula, yang mengasumsikan terdiri dari satu atau beberapa ekson dan hanya dapat melakukan fungsi biologi yang sederhana (Li, 1991).
3. Exon Suffling Ada dua tipe Exon Suffling yakni duplikasi ekson dan insersi ekson. Duplikasi ekson berkenaan dengan duplikasi dari satu atau lebih ekson dalam sebuah gen dan juga tipe dari duplikasi internal. Insersi ekson adalah proses dimana domains struktural dan fungsional ditukar diantara protein atau diinsersikan ke dalam protein. Kedua tipe darI shuffling ini telah digunakan dalam proses evolusi untuk menciptakan gen baru. 4. Pembatasan Fase pada Exon Suffling
Untuk sebuah ekson diinsersikan dalam sebuah intron dari sebuah gen tanpa menyebabkan sebuah
perubahan rangkan dalam mambaca rangka. Fase
pembatasan dari gen yang diterima harus diakui. Untuk mengerti pembatasan ini Kita anggap tipe yang berbeda dari intron dalam istilah posisi kemungkinan yang relativ untuk daerah pengkode. Intron berada pada daerah pengkode yang diklasifikasikan menjadi 3 tipe termasuk salah satunya daerah pengkode diganngu. Sebuah inton pada fase 0 jika itu berada diantara dua kodon, fase 1 jika itu berada diantara satu dan dua nukleotida dari sebuah kodon, fase 2 jika itu diantara nukleotida kedua dan ketiga darisebuh kodon. Ekson adalah kelompok
dalam kelas termasuk untuk fase mereka mengapit intron. hanya ekson yang simetri yang dapat diinsersikan ke dalam intron.
