Teknologi pengurutan DNA membantu para ilmuwan menemukan jawaban atas pertanyaan yang telah mengganggu manusia selama berabad-abad. Dengan memetakan genom hewan, kami mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana jerapah memiliki leher yang panjang dan mengapa ularnya sangat panjang. Pengurutan genom memungkinkan kita untuk membandingkan dan membedakan DNA hewan yang berbeda dan mencari tahu bagaimana mereka berevolusi dan menjadi seperti apa mereka nantinya.
Tapi terkadang kita menghadapi misteri. Genom beberapa hewan tampaknya tidak menyertakan gen tertentu yang muncul pada spesies serupa lainnya dan harus ada untuk menjaga agar hewan tetap hidup. Gen yang tampaknya hilang ini disebut "DNA gelap". Keberadaannya dapat mengubah pemahaman kita tentang evolusi.
Untuk pertama kalinya, ilmuwan yang dipimpin oleh Adam Hargreaves dari Universitas Oxford menemukan fenomena ini saat pengurutan genom tikus pasir (Psammomys obesus), spesies gerbil yang hidup di gurun. Secara khusus, mereka ingin mempelajari gen gerbil yang terkait dengan produksi insulin untuk memahami mengapa hewan ini sangat rentan terhadap diabetes tipe II.
Ketika mereka mencari gen Pdx1, yang mengontrol sekresi insulin, mereka menemukan bahwa insulin hilang, bersama dengan 87 gen lain yang mengelilinginya. Beberapa dari gen yang hilang ini, termasuk Pdx1, sangat penting dan hewan tidak dapat bertahan hidup tanpanya. Dimana mereka?
Petunjuk pertama adalah bahwa di beberapa jaringan tubuh tikus pasir, para ilmuwan telah menemukan produk kimia yang dapat muncul sesuai dengan "instruksi" dari gen yang "hilang". Ini hanya mungkin jika gen ada di suatu tempat dalam genom. Dan ini menunjukkan bahwa mereka tidak hilang, tetapi menghilang begitu saja.
Urutan DNA dari gen ini sangat kaya akan guanin dan sitosin, dua dari empat molekul "basa" yang menyusun DNA. Kita tahu bahwa rangkaian kaya sitosin dan guanin menimbulkan masalah untuk beberapa metode pengurutan DNA. Dan menjadi lebih mungkin bahwa gen yang kita cari ada pada tempatnya, tetapi sulit ditemukan. Karena alasan ini, kami menyebut urutan tersembunyi ini "DNA gelap" sebagai referensi untuk materi gelap, yang membentuk 25% alam semesta, tetapi tidak dapat kami temukan.
Mempelajari genom tikus pasir, kami menemukan bahwa di satu bagian, khususnya, terdapat lebih banyak mutasi daripada gen hewan pengerat lainnya. Semua gen di sarang mutasi ini memiliki DNA yang kaya akan sitosin dan guanin, dan bermutasi sedemikian rupa sehingga sulit dideteksi dengan menggunakan metode standar. Mutasi berlebihan sering kali menghentikan kerja gen, tetapi entah bagaimana gen tikus pasir terus memainkan peran mereka meskipun terjadi perubahan radikal dalam urutan DNA. Ini adalah tugas yang sangat sulit bagi gen. Ini seperti menyanyikan "Katyusha" hanya dengan menggunakan vokal.
DNA gelap semacam ini sebelumnya telah ditemukan pada burung. Para ilmuwan telah menemukan bahwa 274 gen "tidak ada" dalam genom burung yang saat ini diurutkan. Diantaranya adalah gen untuk leptin (hormon yang mengatur keseimbangan energi), yang tidak dapat ditemukan oleh para ilmuwan selama bertahun-tahun. Sekali lagi, gen-gen ini memiliki kandungan sitosin dan guanin yang sangat tinggi dan produknya ditemukan di jaringan tubuh burung, bahkan jika gen itu sendiri tidak, sebagaimana mestinya, dalam urutan genom.
Video promosi:
Sinar terang dalam DNA gelap
Dalam kebanyakan buku teks, terdapat definisi yang menyatakan bahwa evolusi berlangsung dalam dua tahap: mutasi diikuti oleh seleksi alam. Mutasi DNA adalah proses umum dan berkelanjutan yang terjadi sepenuhnya secara tidak sengaja. Seleksi alam menentukan mutasi mana yang harus dilalui dan mana yang tidak, biasanya tergantung pada hasil apa yang ditunjukkannya dalam proses reproduksi. Singkatnya, mutasi menciptakan variasi dalam DNA suatu organisme, dan seleksi alam memutuskan apakah akan tetap atau menjatuhkannya, dan begitulah evolusi terjadi.
Tetapi kantong mutasi yang tinggi dalam genom berarti bahwa gen di lokasi tertentu memiliki peluang lebih tinggi untuk bermutasi daripada yang lain. Artinya, fokus semacam itu mungkin merupakan mekanisme yang diremehkan yang juga dapat menentukan jalannya evolusi. Ini berarti bahwa seleksi alam mungkin bukan satu-satunya kekuatan pendorong. Hingga saat ini, DNA gelap tampaknya telah ada pada dua jenis hewan yang berbeda dan umum. Namun masih belum jelas seberapa luas penyebarannya. Mungkinkah genom semua hewan mengandung DNA gelap, dan jika tidak, apa yang membuat gerbil dan burung begitu unik? Teka-teki yang paling membuat ketagihan adalah mencari tahu apa dampak DNA gelap terhadap evolusi hewan. Dalam contoh tikus pasir, fokus mutasi mungkin mengarah pada adaptasi hewan terhadap kondisi gurun. Namun di sisi lain, mutasi mungkin saja terjaditerjadi begitu cepat sehingga seleksi alam tidak dapat bekerja cukup cepat untuk melenyapkan apa pun yang berbahaya dalam DNA. Jika demikian, mutasi berbahaya dapat mengganggu kelangsungan hidup tikus pasir di luar lingkungan gurunnya saat ini. Penemuan fenomena aneh seperti itu pasti menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana genom berevolusi dan apa yang mungkin kita lewatkan dalam proyek sekuensing genom yang ada. Mungkin kita harus berbalik dan melihat lebih dekat.dan apa yang mungkin terlewatkan dalam proyek pengurutan genom yang ada. Mungkin kita harus berbalik dan melihat lebih dekat.dan apa yang mungkin terlewatkan dalam proyek pengurutan genom yang ada. Mungkin kita harus berbalik dan melihat lebih dekat.
Ilya Khel
