Duplikasi Gen Otak Evolusi Homo erectus

Tinuku
News KeSimpulan.com - Otak manusia dibentuk oleh gen duplikat. Beberapa salinan gen mungkin meningkatkan kemampuan komputasi otak leluhur kita.

Manusia menjadi bipedal dan rambut tubuh semakin berkurang, tetapi fitur penting yang membuat kita jauh terpisah dari primata lainnya adalah kemampuan otak dalam bahasa, seni, ilmu pengetahuan, dan berbagai produk peradaban. Duplikasi gen muncul 2,4 juta tahun lalu ketika Homo mengembangkan otak besar dari kepala Australopithecus di Afrika.

Kemampuan otak membuat alat-alat batu dan bipedalitas Homo erectus pertama muncul ke luar Afrika sekitar 1,8 juta tahun lalu.

Laporan di Cell menunjukkan kesalahan duplikasi DNA terjadi jutaan tahun lalu yang berperan penting dalam evolusi kompleksitas otak manusia.

Duplikasi yang menciptakan versi baru gen aktif pada otak mamalia lain mungkin memberkahi otak manusia lebih banyak koneksi saraf yang meningkatkan daya komputasi lebih besar.

Enzim penyalin DNA terkadang menyelinapkan salinan tambahan gen ke dalam kromosom dan ilmuwan memperkirakan replika genetik ini sekitar 5% dalam genom manusia.

Namun duplikasi gen sangat sulit dilacak karena gen baru sedikit berbeda dari para leluhur dan cenderung diabaikan. Evan Eichler, genetikawan University of Washington di Seattle, dan rekan, sebelumnya menemukan manusia memiliki 4 salinan gen disebut SRGAP2, 3 versi duplikasi duduk di kromosom 1 bersama dengan gen leluhur asli, tetapi salinan tidak tepat.

Semua duplikasi yang hilang sebagian kecil dari bentuk gen leluhur dan setidaknya 1 duplikat SRGAP2C yang tampaknya mengubah kerja protein. Eichler juga telah menemukan SRGAP2C dalam setiap genom manusia individu, lebih dari 2.000 sejauh ini.

"10 tahun setelah genom manusia disekuensing, kami masih menemukan gen baru di tempat-tempat baru yang benar-benar penting dalam fungsi otak dan evolusi manusia," kata Eichler.

Eichler menghitung SRGAP2C muncul 2,4 juta tahun lalu, sekitar waktu otak besar genus Homo berevolusi di Afrika dari kepala Australopithecus dan sekitar waktu alat-alat batu muncul dalam catatan fosil. Leluhur ini akhirnya memunculkan Homo erectus, leluhur bipedal pertama ke luar Afrika sekitar 1,8 juta tahun lalu.

"Ini harus memainkan beberapa fungsi penting," kata Franck Polleux, neurobiolog Scripps Research Institute di La Jolla, California.

Munculnya SRGAP2C bisa membantu leluhur manusia meningkatkan kekuatan otak lebih besar sebagai perubahan tidak dikenal dalam genom. Anehnya, blok protein SRGAP2C beraksi dari protein leluhur efektif rendering manusia sebagai pemukul untuk gen SRGAP2 leluhur.

Tim membuat SRGAP2C dalam neuron tikus. Perubahan ini tidak menyebabkan otak tikus memperbesar, tetapi neuron menghasilkan array padat struktur sel otak yang disebut duri dendritik yang menjalin hubungan dengan neuron tetangga.

"Jika Anda meningkatkan jumlah koneksi, Anda mungkin meningkatkan kemampuan jaringan ini untuk menangani informasi. Ini seperti meningkatkan jumlah prosesor di komputer," kata Polleux.

Pada tikus, gen juga meningkatkan kecepatan migrasi neuron di otak. Proses ini juga bisa membantu neuron melakukan perjalanan jauh di dalam otak yang membesar pada leluhur. Genevieve Konopka, neurosaintis University of Texas Southwestern Medical Center di Dallas, mengatakan duplikasi SRGAP2 mungkin pengaruhi kognisi manusia.

"Tapi kita harus hati-hati menempatkan terlalu banyak penekanan pada peran satu gen dalam evolusi otak," kata Konopka.

  1. Megan Y. Dennis (Department of Genome Sciences, University of Washington School of Medicine, Seattle, WA 98195, USA) et.al. Evolution of Human-Specific Neural SRGAP2 Genes by Incomplete Segmental Duplication. Cell, Volume 149, Issue 4, 912-922, 03 May 2012, DOI:10.1016/j.cell.2012.03.033
  2. C├ęcile Charrier (Department of Cell Biology, Dorris Neuroscience Center, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA 92037, USA) et.al. Inhibition of SRGAP2 Function by Its Human-Specific Paralogs Induces Neoteny during Spine Maturation. Cell, Volume 149, Issue 4, 923-935, 03 May 2012, DOI:10.1016/j.cell.2012.03.034
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment