Informasi

Apakah ada gen yang berusia lebih dari satu miliar tahun?

Apakah ada gen yang berusia lebih dari satu miliar tahun?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Apakah ada gen (untuk organisme apa pun) yang dapat kita katakan dengan yakin bahwa mereka berusia lebih dari satu miliar tahun?


Gen RNA ribosom (rRNA) dibagi di antara semua organisme hidup, termasuk garis keturunan yang telah menyimpang satu sama lain jauh sebelum satu miliar tahun. Bakteri, Archaea, dan Eukariota menyimpang lebih dari 3 miliar tahun yang lalu, dan rRNA mereka hampir identik satu sama lain. http://www.biologyreference.com/Ar-Bi/Archaea.html Gen apa pun yang dimiliki bersama antara tumbuhan, hewan, dan jamur juga akan berusia lebih dari satu miliar tahun.


20 fakta menakjubkan tentang tubuh manusia

Apendiks mendapat tekanan yang buruk. Biasanya diperlakukan sebagai bagian tubuh yang kehilangan fungsinya jutaan tahun yang lalu. Yang tampaknya hanya sesekali terinfeksi dan menyebabkan radang usus buntu. Namun baru-baru ini telah ditemukan bahwa usus buntu sangat berguna untuk bakteri yang membantu fungsi sistem pencernaan Anda. Mereka menggunakannya untuk beristirahat dari ketegangan aktivitas usus yang hiruk pikuk, suatu tempat untuk berkembang biak dan membantu menjaga populasi bakteri usus tetap terisi. Jadi perlakukan apendiks Anda dengan hormat.


Filogeni

Filogeni Molekuler

Filogeni adalah referensi untuk perkembangan suatu organisme secara evolusioner. Teknik molekuler memungkinkan penilaian evolusi organisme menggunakan genom atau RNA ribosom (rRNA) urutan nukleotida, umumnya diyakini memberikan informasi yang paling akurat tentang keterkaitan mikroba.

Urutan asam nukleat, biasanya menggunakan rRNA dari subunit ribosom kecil, memungkinkan untuk perbandingan urutan secara langsung. Urutan ribosom dipandang ideal karena gen yang mengkodenya tidak banyak berubah dari waktu ke waktu, semua sel memiliki ribosom, dan tampaknya tidak terlalu dipengaruhi oleh transfer gen horizontal. Ini membuatnya menjadi &ldquo . yang luar biasakronometer molekuler,&rdquo atau cara untuk melacak perubahan genetik dalam jangka waktu yang lama, bahkan di antara organisme yang berkerabat dekat.

Pohon Filogenetik

Pohon filogenetik berfungsi untuk menunjukkan contoh bergambar tentang bagaimana organisme diyakini terkait secara evolusioner. Akar pohon adalah nenek moyang terakhir untuk organisme yang dibandingkan (Leluhur Umum Universal Terakhir atau LUCA, jika kita melakukan perbandingan semua sel hidup di Bumi). Setiap simpul (atau titik cabang) merupakan kejadian di mana organisme menyimpang, berdasarkan perubahan genetik dalam satu organisme. Panjang masing-masing cabang menunjukkan jumlah perubahan molekuler dari waktu ke waktu. NS simpul eksternal mewakili taksa atau organisme tertentu (meskipun mereka juga dapat mewakili gen tertentu). A clademenunjukkan sekelompok organisme yang semuanya memiliki nenek moyang tertentu yang sama.


Kesalahpahaman umum tentang evolusi

Ada banyak kesalahpahaman umum tentang evolusi secara umum, dan evolusi melalui seleksi alam:

Berikut adalah koreksi untuk beberapa kesalahpahaman umum tentang evolusi melalui seleksi alam:

  1. Individu yang menjalani seleksi alam tidak berevolusi, hanya hidup atau mati! Sebaliknya, populasi organisme berkembang. Ingatlah bahwa evolusi adalah perubahan frekuensi alel, dan hanya populasi yang memiliki frekuensi alel. Individu hanya memiliki alel.
  2. Evolusi bukanlah proses terarah dengan titik akhir tetap, atau fenotipe terbaik. Sebaliknya, lingkungan berfungsi sebagai agen selektif. Tidak ada perencanaan di pihak organisme yang dapat memprediksi apakah suatu organisme akan cocok dengan lingkungan di mana ia berada. Seorang individu tidak dapat “mencoba” untuk berevolusi atau “mengantisipasi” jenis mutasi yang seharusnya miliki untuk perubahan lingkungan di masa depan.
  3. Organisme, dan gen yang dikandungnya, tidak berperilaku untuk 'kebaikan spesies.' Sebaliknya, setiap individu hidup dan bereproduksi, yang meningkatkan keterwakilannya dalam kumpulan gen, atau mati atau gagal bereproduksi dan tidak terwakili dalam kolam gen. Mereka yang paling terwakili setelah menghadapi agen selektif dianggap "paling cocok" untuk lingkungan itu, di waktu dan tempat itu.
  4. Seleksi tidak selalu menghasilkan kemungkinan organisme yang paling cocok dengan lingkungannya karena kendala dan pertukaran. Terkadang gen yang sama yang mengkode suatu sifat juga menyebabkan sifat suboptimal kedua terjadi.
  5. Mutasi tidak disebabkan atau diinduksi sebagai akibat dari perubahan lingkungan. Variasi sudah ada dalam populasi. Ketika lingkungan berubah, individu-individu yang sudah memiliki beberapa variasi menguntungkan (mutasi) yang cocok dengan lingkungan baru lebih mungkin untuk bertahan hidup dan mereproduksi organisme tidak mengembangkan mutasi baru sebagai respons terhadap perubahan lingkungan. (Dan jika tidak ada variasi dalam populasi sedemikian rupa sehingga beberapa individu bertahan hidup dan bereproduksi, maka populasi tersebut kemungkinan akan punah).

Paling sederhana, evolusi menyaring gagasan bahwa selama ada variasi dalam suatu populasi, selama variasi itu diwariskan, dan selama ada keberhasilan reproduksi yang berbeda (tidak semua orang bereproduksi secara merata), maka generasi berikutnya akan secara genetik berbeda dari generasi sebelumnya. Kami akan mengeksplorasi mekanisme yang berkontribusi pada evolusi selama sesi kelas berikutnya.


Membungkam gen — untuk memahaminya

Para ilmuwan telah mengidentifikasi semua gen yang ada di dalam DNA kita, yang digambarkan di sini. Sekarang mereka sedang menyelidiki apa yang dilakukan semua gen tersebut dan sering menggunakan RNAi untuk mencari tahu.

Bagikan ini:

DNA dalam diri kita masing-masing menampung sekitar 21.000 gen. Cetak biru mereka dikodekan dalam kira-kira 3 miliar anak tangga dari struktur seperti tangga DNA kita. Proyek Genom Manusia selesai memecahkan kode semua gen itu pada tahun 2003. Tugas itu memakan waktu ratusan ilmuwan selama lebih dari 12 tahun.

Para ilmuwan sekarang bekerja cepat dan mati-matian untuk mempelajari apa yang dilakukan setiap gen yang diidentifikasi. Jawaban mereka akan membantu sains lebih memahami cara kerja sel. Pengetahuan juga bisa membantu dokter mengobati penyakit dengan lebih baik.

Pendidik dan Orang Tua, Daftar Cheat Sheet

Pembaruan mingguan untuk membantu Anda menggunakan Berita Sains untuk Siswa di lingkungan belajar

“Salah satu cara yang bagus untuk mempelajari apa yang dilakukan sel secara normal dengan semua gen mereka yang berbeda adalah dengan mematikan gen tersebut satu per satu,” jelas Craig Mello. Dia ahli genetika di University of Massachusetts Medical School di Worcester.

David Root adalah ahli genetika di Broad Institute di Cambridge, Mass. Untuk menunjukkan bagaimana mematikan gen dapat membantu, Root menyamakan genom kompleks kita — ensiklopedia lengkap gen kita — dengan kotak listrik utama di rumah Anda, penuh dengan sekering atau sirkuit pemutus. Jika tidak ada sirkuit yang memberi makan kotak itu berlabel, dia berkata, "Anda dapat mematikan setiap [sirkuit] dan melihat lampu mana yang padam atau peralatan mana yang mati."

Craig Mello dan Andrew Fire menemukan interferensi RNA melalui studi mereka dengan nematoda C. elegans sepanjang milimeter. Cacing kecil ini hanya memiliki sekitar 1.000 sel di seluruh tubuhnya. Amy Pasquinelli/NIGMS/NIH Seperti yang terjadi, sel-sel kita secara alami dapat mematikan gen. Sel-sel di banyak spesies lain juga demikian. Mereka menggunakan proses yang disebut interferensi RNA, atau RNAi. (Seperti DNA, RNA adalah molekul yang ditemukan di semua sel.) Mello dan Andrew Fire, sekarang di Fakultas Kedokteran Universitas Stanford di California, menerima Hadiah Nobel 2006 karena menemukan proses pembungkaman gen ini.

Para ilmuwan juga dapat memicu RNAi. Dan dengan melakukan itu, “Kita dapat mengelabui sel untuk mematikan salah satu gen — hampir semua gen di seluruh genom — kapan pun kita mau,” kata Mello.

Mematikan gen dengan cara ini memungkinkan para ilmuwan untuk mengetahui apa yang mereka lakukan ketika mereka aktif. Baca terus untuk melihat cara kerja RNAi dan karya baru apa yang menggunakannya.

Alfabet genetik kita

Sel memiliki dua jenis materi genetik: DNA dan RNA. Gen kita berada pada DNA. Molekulnya yang panjang menyerupai tangga bengkok.

Setiap anak tangga dalam struktur seperti tangga DNA adalah sepasang dua bahan kimia — disebut nukleotida. Bersama-sama mereka membentuk pasangan basa. Empat nukleotida dalam DNA dikenal sebagai A, T, C dan G. Mereka berdiri untuk adenin, timin, sitosin dan guanin. Nukleotida yang melekat pada setiap sisi panjang pada tangga bengkok harus berpasangan dengan satu nukleotida tertentu di sisi lainnya. Semua A, misalnya, berpasangan dengan T. C hanya akan berpasangan dengan G.

Struktur kimia DNA. Keempat basa (A, T, G dan C) semuanya diberi kode warna untuk memudahkan identifikasi. Madeleine Price Ball/Wikimedia Commons/(CC0 1.0) “Urutan empat unit berbeda dalam string inilah yang menentukan urutan genom manusia,” Root menjelaskan. Urutan itu memberikan kode kimia yang menentukan apa yang akan dilakukan gen. Proyek Genom Manusia menguraikan kode itu untuk semua gen kita, huruf demi huruf.

“DNA sangat mirip dengan perangkat keras di komputer. Itu adalah sesuatu yang Anda miliki sejak lahir, ”kata Mello. “Setiap kali sel bereproduksi,” jelasnya. “itu mereproduksi satu set lengkap instruksi ini yang memungkinkan sel melakukan tugasnya.”

Menjalankan instruksi DNA adalah salah satu tugas RNA.

“RNA juga merupakan rangkaian empat unit yang berbeda, dan cocok satu-satu dengan DNA,” kata Root. Tiga dari unit tersebut adalah A, C dan G yang ditemukan dalam DNA. Tapi di RNA, "bukannya T, Anda punya U." U itu singkatan dari urasil. Seperti T, ia selalu — dan hanya — mengikat A.

Sementara beberapa jenis RNA beruntai ganda, sebagian besar bentuk memiliki satu untai nukleotida. Berbagai jenis RNA melakukan pekerjaan yang berbeda.

Messenger RNA, atau mRNA, membawa instruksi gen ke struktur dalam sel yang dikenal sebagai ribosom (RY-boh-sohmz). Informasi ini memberitahu molekul RNA lain dalam ribosom tersebut untuk membuat beberapa protein tertentu. Protein tersebut akan menjalankan sebagian besar fungsi sel.

Tetapi tidak setiap sel perlu melakukan setiap tugas. Misalnya, sel saraf dan sel kulit memiliki tugas yang sangat berbeda. Setiap sel juga tidak boleh bekerja pada waktu yang sama.

Sebaliknya, setiap sel mengungkapkan — atau menyalakan — gen yang dibutuhkan untuk pekerjaan tertentu pada waktu tertentu. Molekul RNA yang berbeda membantu mengendalikan proses itu.

Salah satu cara RNA melakukan ini adalah dengan protein yang disebut Argonau. Protein khusus ini, dinamai untuk sekelompok pahlawan dalam mitologi Yunani, mengikat molekul RNA kecil. Mereka membantu mengoordinasikan protein lain dalam peristiwa yang mengakibatkan pembungkaman gen.

“Argonaut sangat mirip dengan mesin pencari yang kami gunakan di browser Web kami,” kata Mello. RNA kecil berfungsi seperti kueri untuk pencarian. Mereka menyerupai beberapa kata yang mungkin Anda ketik di jendela pencarian untuk menemukan informasi rinci tentang suatu topik. Argonautes bekerja dengan potongan informasi yang lebih besar untuk menemukan kecocokan untuk kueri penelusuran. Dan, Mello mencatat, "Argonautes dapat melakukan ini dengan sangat cepat."

Ketika potongan pendek RNA yang terikat pada Argonaute cocok dengan bagian dari RNA pembawa pesan tertentu, protein Argonaute memotong mRNA. mRNA berantakan, dan itu menghancurkan pesannya. Dengan demikian, ribosom tidak pernah mendapat instruksi untuk membuat protein tertentu.

Proses ini adalah gangguan RNA, atau RNAi. Itu membuat sel tidak membuat protein yang tidak diperlukan pada saat itu. Sel juga menggunakan RNAi “untuk membersihkan RNA yang seharusnya tidak ada atau yang tidak sempurna,” jelas Lisa Stanek. Dia adalah seorang ahli saraf di Genzyme Corp. di Cambridge, Mass.

Proses tersebut terjadi secara alami pada hewan, tumbuhan, jamur dan bahkan beberapa bakteri. Mello berkata: "Kami pikir interferensi RNA setidaknya berumur satu miliar tahun!"

Membajak proses

Sejak berita pertama tentang penemuannya pada tahun 1998, para peneliti ingin menggunakan RNAi untuk mempelajari sel. Untuk melakukan itu, para ilmuwan belajar bagaimana "membajaknya dan memprogram ulangnya," kata Christof Fellmann. Dia adalah ahli biologi molekuler di Mirimus Inc., di Cold Spring Harbor, N.Y.

Para ilmuwan dapat memicu RNAi, misalnya, dengan memperkenalkan molekul RNA untai ganda sintetis. Bentuknya "menyerupai jepit rambut pendek," Fellmann menjelaskan.

Struktur molekul RNAi, yang digambarkan di sini, biasanya menyerupai jepit rambut bengkok. Sigrid Knemeyer dan Tamara Gilbert, Broad Institute Molekul pemicu harus mengandung rangkaian 21 atau 22 nukleotida. Masing-masing akan berpasangan secara tepat dengan bagian dari mRNA target. Yang pendek itu urutan genetik seperti permintaan pencarian. Mereka menemukan dan menautkan ke mRNA dari satu gen — pembawa pesan gen itu. Mereka mencarinya dari antara semua bahan di dalam sel. Tindakan itu memotong instruksi gen. Akibatnya, perubahan mematikan gen dan memprogram ulang sel.

“Alam memiliki jutaan tahun evolusi untuk menyempurnakan hal-hal ini,” catat Fellmann. Membuat pemicu buatan untuk RNAi, dia percaya, dapat membantu dalam penelitian dan kedokteran.

Tentu saja, pemicu membutuhkan jalan masuk ke dalam sel. Satu trik: Masukkan mereka ke dalam virus dan kemudian biarkan kuman mengangkut molekul ke dalam sel target.

“Tugas virus adalah menginfeksi sel,” jelas Stanek di Genzyme. Pertama, bioengineer mengeluarkan semua gen yang mungkin membuat seseorang sakit. Kemudian mereka mengotak-atik kuman. “Kami merekayasa virus untuk mengirimkan RNAi kami,” katanya.

Memicu RNAi terjadi sesuai permintaan

Tapi itu mungkin tidak selalu berhasil. Beberapa sel kekebalan menghancurkan virus, misalnya. Jadi para peneliti yang bekerja dengan Broad Institute menemukan cara untuk memasukkan pemicu dengan kawat nano. Mereka menyuntikkan kabel kecil, seperti jarum, ke dalam sel.

Untuk mematikan gen tertentu dalam sel sistem kekebalan tertentu (ditunjukkan dalam warna ungu), para peneliti yang bekerja dengan Broad Institute menemukan cara untuk "menyuntikkan" pemicu RNAi dengan kawat nano runcing (ditampilkan dalam warna abu-abu). Alex Shalek, Taman Hongkun, dan Jellert Gaublomme / Institut Luas. Menyamarkan pemicu RNAi adalah pendekatan lain. Steven Dowdy di University of California San Diego dan rekan-rekannya menggunakan kimia untuk melakukan ini.

Untuk mengikat targetnya, pemicu RNAi membutuhkan muatan ion negatif, jelasnya. (Ion adalah atom atau molekul dengan muatan listrik karena kehilangan atau perolehan satu atau lebih elektron. Sesuatu dengan muatan negatif memiliki elektron ekstra.) Tetapi respons imun pada manusia sering kali menjauhkan molekul bermuatan negatif dari sel.

Untuk menghindari itu, Dowdy dan timnya menetralisir tuduhan pemicu RNAi mereka. Mereka merancang molekul dengan kelompok kimia tambahan, yang disebut phosphotriester (FOSS-foe-try-ESS-tur). Ini bertindak seperti topeng sehingga molekul pemicu RNAi dapat menyelinap ke dalam sel. Begitu masuk, sebuah seluler enzim menghilangkan kelompok kimia yang ditambahkan.

"Enzim Pac-Man kecil ini langsung melihatnya, dan mulai mengunyah kelompok fosfotriester ini," kata Dowdy. Molekul yang tersisa memiliki muatan negatif, sehingga sekarang dapat memicu RNAi. Tim Dowdy melaporkan teknik ini pada November 2014 Bioteknologi Alam.

Namun, memasukkan pemicu RNAi ke dalam sel hanyalah bagian dari tugas. “Untuk mengetahui apa yang dapat dilakukan gen, Anda sebenarnya harus melakukan eksperimen itu berulang kali, karena jawabannya ternyata berbeda dalam berbagai jenis sel dan kondisi,” jelas Root di Broad Institute.

“Anda tidak perlu belajar tentang apa yang dilakukan gen di neuron dengan mengubah gen itu di sel kekebalan,” catatnya. Anda tidak dapat mengatakan, "bahkan dengan melihat neuron secara terpisah," tambahnya. Dan mengubah lingkungan yang mengelilingi sel dapat mengubah perilakunya ketika gen dibungkam.

Untungnya, peralatan otomatis memungkinkan peneliti menguji berbagai jenis sel dan pemicu sekaligus. Tes juga tidak membutuhkan banyak ruang.

“Di telapak tangan Anda, Anda dapat memuat beberapa ratus eksperimen RNAi,” kata Anastasia Eskova. Dia adalah ahli biologi sel di Institut Max Planck untuk Biologi Perkembangan di Tübingen, Jerman.

Menjelajahi sel, mengobati penyakit, dan banyak lagi

RNAi membantu menunjukkan kepada Eskova dan rekan-rekannya bagaimana beberapa sel bergerak. Sel-sel itu membentuk — dan kemudian menghilangkan — jangkar kecil di penutup luarnya, yang disebut a selaput. Kemudian mereka menyerap jangkar di satu ujung sebelum membuat jangkar baru di ujung lainnya. Hal ini memungkinkan mereka untuk bergerak seperti ulat kecil. Sel kanker melakukan ini, misalnya, saat penyakit menyebar. Sel-sel kekebalan juga melakukan ini untuk mengintai penyerang berbahaya.

Para ilmuwan telah menggunakan RNAi untuk mempelajari aspek bagaimana beberapa sel bergerak seperti ulat kecil. Dalam gambar mikroskop fluoresen ini, hijau menunjukkan fitur yang berfungsi sebagai "kerangka" sel, bertindak hampir seperti rel untuk memindahkan kargo. Merah menunjukkan jaringan — “stasiun penyortiran” sel — yang mengirimkan muatan seluler ke permukaan sel. Biru menunjukkan inti sel. Anastasia Eskova dan Viyaute Starkuviene, Universitas Heidelberg Setiap jangkar baru bekerja seperti pegangan baru pemanjat tebing. Setelah jangkar digunakan, sel menyerapnya. Sel dapat menggunakan bahan itu di tempat lain untuk membuat jangkar baru.

“Kami mematikan, satu per satu, hampir 400 gen berbeda,” kata Eskova. Sekitar 122 di antaranya ternyata berperan dalam menyerap dan memindahkan material jangkar. Satu gen bahkan ternyata mengontrol pengangkutan material melintasi sel untuk digunakan kembali. Para ilmuwan belum tahu tentang itu sebelumnya. Timnya menerbitkan temuannya pada Juni 2014 Jurnal Ilmu Sel.

Penelitian RNAi lainnya bertujuan untuk mengobati penyakit. Gen sering mengubah, yang berarti mereka berubah. Beberapa dari perubahan itu mungkin berbahaya. Mereka mungkin memperlambat atau mengubah fungsi kehidupan normal. Tetapi RNAi dapat mencegah sel-sel mutan membuat satu atau lebih protein yang akan menyebabkan masalah.

Stanek dan yang lainnya di Genzyme berharap dapat membantu pasien dengan penyakit otak genetik fatal yang dikenal sebagai penyakit Huntington. Hanya satu salinan mutan dari satu gen yang menyebabkan penyakit. Mutasi mengubah kode gen menjadi cetak biru untuk membuat protein yang menyerang sistem saraf. Gejala tidak cenderung muncul sampai seseorang berusia 30 hingga 40 tahun. Masalah menggeliat dan memori yang tidak terkendali akhirnya berkembang. Pasien menjadi depresi dan cepat marah.

Tim Stanek menggunakan RNAi pada tikus untuk mengekang ekspresi gen pada penyakit Huntington. Para ilmuwan masih tidak tahu mengapa pasien mungkin membutuhkan salinan normal dari gen itu. Jadi, tim Stanek membatasi jumlah pemicu RNAi sehingga mereka tidak akan mematikannya sepenuhnya.

Peneliti Genzyme Lisa Stanek memeriksa bagian otak tikus yang telah diwarnai untuk menyorot area yang berbeda. Tikus adalah model yang berguna untuk penelitian RNAi pada penyakit Huntington. Amy Richards, Genzyme Corp. Perawatan tidak menghilangkan penyakit, tetapi mengurangi gejalanya. Data dan bukti dari tikus menunjukkan bahwa mengurangi ekspresi gen hingga setengahnya “baik dan dapat memberikan manfaat” bagi manusia, kata Stanek. Temuan timnya muncul di edisi Mei 2014 Terapi Gen Manusia .

Penyakit lain sering melibatkan dua atau lebih gen.Namun, RNAi mungkin membantu. Misalnya, Root dan peneliti lain mencari target gen yang lebih baik untuk mengobati kanker.

Satu studi menemukan protein di mana leukemia sel tergantung. Sel darah normal tidak membutuhkan protein. Menghilangkan gen untuk protein itu mungkin mengobati penyakit, simpul Root dan ilmuwan lainnya. Mereka menggambarkan penemuan mereka pada Juli 2013 Sel Kanker.

Studi lain menemukan gen yang dapat mematikan aksi pembunuhan sel-sel tertentu dari sistem kekebalan tubuh. Sinyal dari sel kanker terkadang dapat memicu sakelar mati itu. Kemudian sel-sel kekebalan tidak menyerang kanker. Mengetahui tentang itu mungkin mengarah pada perawatan baru.

“Anda dapat mencoba memblokir sakelar, dan tidak membiarkan kanker menggunakannya,” Root menjelaskan. Maka sel-sel kekebalan harus terus berjalan dan melawan kanker. Penelitian lain telah menggunakan pendekatan serupa untuk beberapa perawatan baru, catatnya. Tim Root membagikan temuannya dalam edisi 6 Februari 2014 Alam.

Secara keseluruhan, RNAi adalah alat yang ampuh. “Kami sekarang berpotensi memperbaiki jenis penyakit genetik tertentu,” kata Mello.

Di luar itu, RNAi dan proses lainnya dapat membantu sains memahami bagaimana kehidupan bekerja pada tingkat paling dasar. Dan dengan begitu banyak yang tersisa untuk dipelajari, orang-orang muda saat ini mungkin adalah orang-orang yang pada akhirnya membuat beberapa penemuan penting ini.

“Segala sesuatu yang hidup di planet ini sangat canggih,” kata Mello. “Ini sangat keren.”

Word Find (klik di sini untuk memperbesar untuk dicetak)

Kata-kata Kekuatan

(Untuk lebih lanjut tentang Power Words, klik di sini)

Argonau Protein yang mengikat molekul RNA kecil dan membantu mengkoordinasikan protein lain dalam peristiwa yang mengakibatkan pembungkaman gen. Nama tersebut berasal dari sekelompok pahlawan dalam mitologi Yunani.

pasangan basa (dalam genetika) Kumpulan nukleotida yang cocok satu sama lain pada DNA atau RNA. Untuk DNA, adenin (A) cocok dengan timin (T), dan sitosin (C) cocok dengan guanin (G).

bioengineer Seseorang yang menerapkan teknik untuk memecahkan masalah dalam biologi atau dalam sistem yang akan menggunakan organisme hidup.

peramban (dalam komputasi) Program perangkat lunak atau aplikasi yang digunakan seseorang untuk menemukan dan mengambil informasi dari halaman Web di Internet.

DNA (singkatan dari deoxyribonucleic acid) Sebuah molekul panjang, beruntai ganda dan berbentuk spiral di dalam sebagian besar sel hidup yang membawa instruksi genetik. Pada semua makhluk hidup, dari tumbuhan dan hewan hingga mikroba, instruksi ini memberi tahu sel molekul mana yang harus dibuat.

pengurutan DNA Proses penentuan urutan yang tepat dari pasangan blok &mdash yang disebut nukleotida &mdash yang membentuk setiap anak tangga dari untaian DNA seperti tangga. Hanya ada empat nukleotida: adenin, sitosin, guanin, dan timin (disingkat A, C, G, dan T). Dan adenin selalu berpasangan dengan timin, pasangan sitosin dengan guanin.

muatan listrik Properti fisik yang bertanggung jawab untuk gaya listrik itu bisa negatif atau positif.

enzim Molekul yang dibuat oleh makhluk hidup untuk mempercepat reaksi kimia.

evolusi Sebuah proses dimana spesies mengalami perubahan dari waktu ke waktu, biasanya melalui variasi genetik dan seleksi alam. Perubahan ini biasanya menghasilkan jenis organisme baru yang lebih cocok untuk lingkungannya daripada jenis sebelumnya. Jenis yang lebih baru belum tentu lebih &ldquoadvanced,&rdquo hanya lebih baik disesuaikan dengan kondisi di mana ia berkembang.

ekspresi (dalam genetika) Proses di mana sel menggunakan informasi yang dikodekan dalam gen untuk mengarahkan sel membuat protein tertentu.

gen (adj. genetik) Segmen DNA yang mengkode, atau menyimpan instruksi, untuk memproduksi protein. Keturunan mewarisi gen dari orang tuanya. Gen mempengaruhi bagaimana suatu organisme terlihat dan berperilaku.

urutan genetik Serangkaian basa DNA, atau nukleotida, yang memberikan instruksi untuk membangun molekul dalam sel. Mereka diwakili oleh huruf A, C, T dan G.

genom Kumpulan lengkap gen atau materi genetik dalam sel atau organisme. Studi tentang pewarisan genetik yang bertempat di dalam sel ini dikenal sebagai genomik.

kuman Setiap mikroorganisme bersel satu, seperti bakteri, spesies jamur atau partikel virus. Beberapa kuman menyebabkan penyakit. Yang lain dapat meningkatkan kesehatan organisme tingkat tinggi, termasuk burung dan mamalia. Efek kesehatan dari sebagian besar kuman, bagaimanapun, tetap tidak diketahui.

Proyek Genom Manusia Sebuah proyek penelitian internasional yang memetakan cetak biru DNA untuk spesies kita, Homo sapiens. Pekerjaan itu memakan waktu sekitar 15 tahun dan selesai pada tahun 2003.

Penyakit Huntington&rsquos Penyakit yang disebabkan oleh mutasi pada gen Huntingtin. Ini menghasilkan masalah memori, gejala kejiwaan, gerakan menggeliat yang tidak terkendali dan gejala gerakan lainnya. Ini dimulai dengan ringan, biasanya pada usia dewasa pertengahan, dan menjadi lebih parah dari waktu ke waktu. Penyakit Huntington mempengaruhi lima sampai 10 dari setiap 100.000 orang, atau 0,1 persen dari populasi.

sistem kekebalan Kumpulan sel dan responsnya yang membantu tubuh melawan infeksi dan menangani zat asing yang dapat memicu alergi.

ion (adj. ionik) Sebuah atom atau molekul dengan muatan listrik karena kehilangan atau keuntungan dari satu atau lebih elektron.

leukemia Jenis kanker di mana sumsum tulang membuat sejumlah besar sel darah putih yang belum matang atau abnormal. Hal ini dapat menyebabkan anemia, kekurangan sel darah merah.

selaput Sebuah penghalang yang menghalangi bagian (atau aliran) beberapa bahan tergantung pada ukuran atau fitur lainnya. Membran merupakan bagian integral dari sistem filtrasi. Banyak yang melayani fungsi itu pada sel atau organ tubuh.

RNA pembawa pesan Jenis materi genetik yang disalin dari DNA. Ini membawa instruksi untuk membangun protein sel.

molekul Sekelompok atom netral secara elektrik yang mewakili jumlah terkecil dari senyawa kimia. Molekul dapat dibuat dari satu jenis atom atau dari berbagai jenis. Misalnya, oksigen di udara terbuat dari dua atom oksigen (O2), tetapi air terbuat dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen (H2HAI).

biologi molekuler Cabang biologi yang mempelajari struktur dan fungsi molekul yang esensial bagi kehidupan. Ilmuwan yang bekerja di bidang ini disebut ahli biologi molekuler.

mutasi (kata kerja: bermutasi) Beberapa perubahan yang terjadi pada gen dalam DNA organisme. Beberapa mutasi terjadi secara alami. Lainnya dapat dipicu oleh faktor luar, seperti polusi, radiasi, obat-obatan atau sesuatu dalam makanan. Sebuah gen dengan perubahan ini disebut sebagai mutan.

nano Awalan yang menunjukkan sepersejuta. Dalam sistem pengukuran metrik, itu sering digunakan sebagai singkatan untuk merujuk pada objek yang panjang atau diameternya sepersejuta meter.

kawat nano Sebuah kawat kecil dengan dimensi diukur dalam sepersejuta meter.

neuron atau sel saraf Setiap sel penghantar impuls yang membentuk otak, tulang belakang, dan sistem saraf. Sel-sel khusus ini mengirimkan informasi ke neuron lain dalam bentuk sinyal listrik.

ilmu saraf Ilmu yang mempelajari tentang struktur atau fungsi otak dan bagian lain dari sistem saraf. Para peneliti di bidang ini dikenal sebagai ahli saraf.

sistem saraf Jaringan sel saraf dan serabut saraf yang mentransmisikan impuls saraf antar bagian tubuh.

nukleotida Empat bahan kimia yang menghubungkan dua untai yang membentuk DNA. Mereka adalah: A (adenin), T (timin), C (sitosin) dan G (guanin). A terhubung dengan T, dan C terhubung dengan G, untuk membentuk DNA.

protein Senyawa yang terbentuk dari satu atau lebih rantai panjang asam amino. Protein adalah bagian penting dari semua organisme hidup. Mereka membentuk dasar sel hidup, otot dan jaringan mereka juga melakukan pekerjaan di dalam sel. Hemoglobin dalam darah dan antibodi yang berusaha melawan infeksi adalah salah satu protein yang lebih dikenal dan berdiri sendiri. Obat-obatan sering bekerja dengan menempel pada protein.

ribosom Struktur dalam sel yang membangun protein satu asam amino pada satu waktu, menggunakan informasi genetik yang dibawa oleh messenger RNA (mRNA).

RNA Sebuah molekul yang membantu &ldquoread&rdquo informasi genetik yang terkandung dalam DNA. Mesin molekuler sel membaca DNA untuk membuat RNA, dan kemudian membaca RNA untuk membuat protein.

Interferensi RNA (atau RNAi) Sebuah teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi cetak biru kimia gen, atau untuk memblokir aktivitas gen yang ditargetkan.

mesin pencari (dalam komputasi) Sebuah program komputer yang memungkinkan komputer untuk mencari informasi di Internet. Contoh umum termasuk Google, Yahoo dan Bing.

sintetis Bahan yang dibuat oleh orang-orang. Banyak yang telah dikembangkan untuk menggantikan bahan alami, seperti karet sintetis, berlian sintetis atau hormon sintetis. Beberapa bahkan mungkin memiliki susunan dan struktur kimia yang identik dengan aslinya.

virus Partikel infeksius kecil yang terdiri dari RNA atau DNA yang dikelilingi oleh protein. Virus hanya dapat berkembang biak dengan menyuntikkan materi genetiknya ke dalam sel makhluk hidup. Meskipun para ilmuwan sering menyebut virus sebagai hidup atau mati, sebenarnya tidak ada virus yang benar-benar hidup. Ia tidak makan seperti hewan, atau membuat makanannya sendiri seperti yang dilakukan tumbuhan. Itu harus membajak mesin seluler sel hidup untuk bertahan hidup.

Web (dalam komputasi) Singkatan dari World Wide Web, itu adalah istilah slang untuk Internet.

Kutipan

C. Fellmann dkk. “Tulang punggung mikroRNA yang dioptimalkan untuk RNAi salinan tunggal yang efektif.” Laporan Sel. Jil. 5, 26 Desember 2013, hal. 1704. doi: 10.1016/j.celrep.2013.11.020.

J. Hock dan G. Meister. Keluarga protein Argonaut. Biologi Genom. Jil. 9, 6 Februari 2008, hal. 210. doi: 10.1186/gb-2008-9-2-210.

C.Mello. Kembali ke dunia RNAi: memikirkan kembali ekspresi dan evolusi gen. Kematian dan Diferensiasi Sel. Jil. 14 Desember 2007, hal. 2013. doi: 10.1038/sj.cdd.4402252.

S. Ornes. “Sisa DNAmu.” Berita Sains untuk Siswa. 25 September 2012.

R.Kwok. “DNA, RNA… dan XNA?” Berita Sains untuk Siswa. 7 Mei 2012.

Tentang Kathiann Kowalski

Kathiann Kowalski melaporkan segala macam sains mutakhir. Sebelumnya, dia berpraktik hukum di sebuah firma besar. Kathi menikmati hiking, menjahit, dan membaca. Dia juga menyukai perjalanan, terutama petualangan keluarga dan perjalanan pantai.

Sumber Daya Kelas untuk Artikel Ini Pelajari lebih lanjut

Sumber daya pendidik gratis tersedia untuk artikel ini. Daftar untuk mengakses:


Apa itu evolusi?

Ingat dari awal kursus ini lima kriteria yang disepakati secara umum untuk kehidupan:

  1. Kebutuhan energi
  2. Organisasi dalam sel yang terikat membran
  3. Informasi genetik
  4. Kemampuan untuk meniru
  5. Berubah seiring waktu

Evolusi sebagai properti kehidupan yang muncul

Bagian penting dari setiap definisi kehidupan adalah organisme hidup berkembang biak. Sekarang mari kita tambahkan beberapa pengamatan:

  • Proses reproduksi, meskipun sebagian besar akurat, tidak sempurna. Ketika sel membelah, mereka harus mereplikasi DNA mereka. Meskipun replikasi DNA sangat akurat, itu masih membuat sekitar 1 kesalahan dalam 10 juta nukleotida. Dari generasi ke generasi, populasi akan mengandung banyak variasi yang dapat diwariskan.
  • Populasi jenis organisme tertentu akan cenderung tumbuh secara eksponensial, tetapi akan mencapai batas, di mana individu harus bersaing satu sama lain untuk sumber daya yang membatasi (makanan, ruang, pasangan, sinar matahari, dll.)

Misalkan beberapa variasi yang diwariskan (kecepatan, kekuatan, cakar yang lebih tajam, gigi yang lebih besar) membuat beberapa individu lebih kompetitif untuk sumber daya yang terbatas – apa yang akan terjadi?
Individu dengan varian unggul akan memperoleh lebih banyak sumber daya, dan memiliki lebih banyak keturunan. Jika varian unggul dapat diwariskan, maka keturunannya akan memiliki varian unggul yang sama. Kemudian, dari generasi ke generasi, proporsi populasi yang semakin besar akan terdiri dari individu-individu dengan varian-varian terwariskan yang unggul. Ini adalah evolusi biologis.
Definisi: Evolusi biologis adalah perubahan karakteristik yang diwariskan dari suatu populasi selama generasi berikutnya. Dalam istilah yang lebih teknis, evolusi didefinisikan sebagai perubahan dalam kumpulan gen suatu populasi, yang dapat diukur sebagai perubahan frekuensi alel dalam suatu populasi.
Misalkan ada variasi yang diwariskan dalam suatu populasi, dan variasi yang diwariskan membuat perbedaan dalam kelangsungan hidup dan reproduksi organisme individu. Jika kondisi ini ada, dan itu berlaku untuk semua populasi alami organisme hidup, evolusi harus terjadi. Hidup berkembang!
Charles Darwin menyebut proses ini seleksi alam. Dia dan Alfred Wallace adalah orang pertama yang mengusulkan bahwa evolusi melalui seleksi alam dapat menjelaskan asal usul semua spesies yang sangat banyak di Bumi dan bagaimana mereka tampak beradaptasi dengan baik dalam bentuk dan fungsi dengan lingkungan khusus mereka. Selain itu, Darwin mengusulkan bahwa semua kehidupan di Bumi diturunkan dari nenek moyang yang sama, melalui akumulasi perubahan (genetik) yang diwariskan secara perlahan dan bertahap.
Karena definisi evolusi adalah perubahan karakteristik populasi yang diwariskan dari generasi ke generasi, evolusi dapat terjadi melalui cara selain seleksi alam. Evolusi juga dapat terjadi melalui proses acak, terutama dalam populasi kecil, di mana frekuensi beberapa sifat yang dapat diwariskan dapat naik atau turun hanya secara kebetulan. Kami akan membahas mekanisme evolusi ini dalam sesi kelas mendatang.
Video di bawah ini menjelaskan dan memberikan contoh evolusi biologis, dan diakhiri dengan teaser tentang peran seleksi alam dalam evolusi biologis.

Evolusi adalah teori, bukan hanya hipotesis

Darwin menerbitkan teori evolusinya dalam Origin of Species (1859), dengan bukti yang beralasan untuk mendukung teori ini bahwa semua kehidupan di bumi berevolusi dari nenek moyang yang sama. Teori ini telah diuji dalam berbagai cara oleh karya ribuan ilmuwan. Setiap tes telah menghasilkan hasil yang konsisten dengan teori. Ahli biologi evolusioner melakukan penelitian untuk menguraikan atau menyempurnakan teori dan memahami mekanisme yang bekerja dalam populasi tertentu. Teori evolusi sekarang membentuk kerangka pemikiran biologis, sehingga seorang ahli biologi evolusioner terkenal menulis bahwa “Tidak Ada yang Masuk Akal Kecuali dalam Cahaya Evolusi” (Dobzhansky, 1973).
Penggunaan ilmiah dari kata teori sangat berbeda dari penggunaan sehari-hari biasa. Teori ilmiah adalah penjelasan menyeluruh dan pemersatu dari fenomena yang didukung dengan baik oleh beberapa baris bukti independen 'yaitu, terdiri dari ratusan atau ribuan hipotesis independen yang didukung dengan baik. Misalnya, teori kuman adalah teori yang menjelaskan bagaimana mikroorganisme menyebabkan penyakit, dan teori sel menjelaskan bagaimana sel berfungsi sebagai unit dasar kehidupan.

Halaman judul The Origin of Species Darwin, 1859 dari Wikipedia

Beberapa baris kunci dari bukti pendukung:

  • catatan geologis dan fosil, menunjukkan bahwa Bumi berusia sekitar 4,5 miliar tahun, dan perubahan berurutan dalam jenis dan bentuk organisme hidup selama skala waktu geologis dalam rencana tubuh, struktur, dan urutan DNA yang menunjukkan nenek moyang yang sama
  • biokimia umum untuk semua kehidupan di Bumi – asam amino yang sama, blok bangunan biologis yang sama, kode genetik yang sama
  • kesimpulan hubungan evolusioner dari perbandingan urutan gen sebagian besar sesuai dengan catatan fosil, dan konsisten dengan asal usul yang sama untuk semua kehidupan yang masih ada di Bumi.

Video di bawah ini menyoroti beberapa bukti pendukung utama dalam konteks evolusi paus:

Homolog atau Analog?

Dalam membandingkan karakteristik organisme, kita harus ingat bahwa organisme mungkin memiliki karakteristik yang sama baik karena mereka mewarisi karakteristik dari nenek moyang yang sama, atau karena keduanya secara independen mengembangkan karakteristik yang sama. Misalnya, sirip ekor lumba-lumba, orca, dan paus memiliki bentuk yang serupa, dan mereka diwarisi dari nenek moyang yang sama dari mamalia laut ini. Sirip ekor mereka adalah homolog, artinya kesamaan mereka adalah karena warisan dari nenek moyang yang sama. Di sisi lain, sirip ekor orca dan hiu tidak homolog, karena nenek moyang semua mamalia tidak memiliki sirip ekor. Mereka sejalan struktur, yang berevolusi secara independen pada hiu dan mamalia laut. Ketika para ilmuwan menganalisis hubungan evolusioner antara kelompok organisme, mereka harus berhati-hati untuk membedakan apakah kesamaan yang diamati antara kelompok itu homolog atau analog.

Kesalahpahaman umum tentang evolusi

Berikut adalah koreksi untuk beberapa kesalahpahaman umum tentang evolusi melalui seleksi alam:

  1. NS individu menjalani seleksi alam tidak berevolusi–itu hanya hidup atau mati! Sebagai gantinya, populasi organisme berkembang. Ingatlah bahwa evolusi adalah perubahan frekuensi alel, dan hanya populasi yang memiliki frekuensi alel. Individu hanya memiliki alel.
  2. Evolusi bukanlah proses terarah dengan titik akhir tetap, atau fenotipe terbaik. Sebaliknya, lingkungan berfungsi sebagai agen selektif. Tidak ada perencanaan di pihak organisme yang dapat memprediksi apakah suatu organisme akan cocok dengan lingkungan di mana ia berada. Seorang individu tidak dapat “mencoba” untuk berevolusi atau “mengantisipasi” jenis mutasi yang seharusnya miliki untuk perubahan lingkungan di masa depan.
  3. Organisme, dan gen yang dikandungnya, tidak berperilaku untuk 'kebaikan spesies.' Sebaliknya, setiap individu hidup dan bereproduksi, yang meningkatkan keterwakilannya dalam kumpulan gen, atau mati atau gagal bereproduksi dan tidak terwakili dalam kolam gen. Mereka yang paling terwakili setelah menghadapi agen selektif dianggap "paling cocok" untuk lingkungan itu, di waktu dan tempat itu.
  4. Seleksi tidak selalu menghasilkan kemungkinan organisme yang paling cocok dengan lingkungannya karena kendala dan pertukaran. Terkadang gen yang sama yang mengkode suatu sifat juga menyebabkan sifat suboptimal kedua terjadi.
  5. Mutasi tidak disebabkan atau diinduksi sebagai akibat dari perubahan lingkungan. Variasi sudah ada dalam populasi. Ketika lingkungan berubah, individu-individu yang sudah memiliki beberapa variasi menguntungkan (mutasi) yang cocok dengan lingkungan baru lebih mungkin untuk bertahan hidup dan mereproduksi organisme tidak mengembangkan mutasi baru sebagai respons terhadap perubahan lingkungan. (Dan jika tidak ada variasi dalam populasi sedemikian rupa sehingga beberapa individu bertahan hidup dan bereproduksi, maka populasi tersebut kemungkinan akan punah).

Paling sederhana, evolusi menyaring gagasan bahwa selama ada variasi dalam suatu populasi, selama variasi itu diwariskan, dan selama ada keberhasilan reproduksi yang berbeda (tidak semua orang bereproduksi secara merata), maka generasi berikutnya akan secara genetik berbeda dari generasi sebelumnya. Kami akan mengeksplorasi mekanisme yang berkontribusi pada evolusi selama sesi kelas berikutnya.

Untuk pemikiran dan diskusi:

Pikirkan beberapa cara evolusi dapat atau telah diuji. Prediksi yang dapat diuji apa yang muncul dari teori evolusi?
Bagaimana pekerjaan banyak ahli geologi atau beberapa fisikawan menguji teori evolusi?
Apa saja kesalahpahaman umum tentang evolusi?


Solusi yang memungkinkan

Jadi jika kita tidak bisa selalu mempercayai GenBank, apa yang bisa kita lakukan? Jelas kita tidak bisa mengabaikannya begitu saja. Komunitas ilmiah harus memiliki sumber daya yang mengandung gen dari semua spesies yang telah diurutkan. Selama 25 tahun terakhir, GenBank, EMBL dan DDBJ telah sangat berhasil dalam menyediakan data ini. Namun, kecepatan pengurutan telah mengubah aturan main: pusat pengurutan menuangkan genom, memberi anotasi dengan cepat, dan terus maju. Arsip anotasi ini mungkin berguna, tetapi arsip statis tidak cukup.

Salah satu bagian dari solusinya sudah jelas: anotasi harus dihitung ulang secara teratur menggunakan basis data dan perangkat lunak terbaru. Untuk sejumlah kecil organisme model, ini sudah terjadi, tetapi spesies ini mewakili sebagian kecil dari semua gen yang diketahui. Namun, menjalankan ulang jalur pipa otomatis pada semua genom saja tidak cukup, karena hal itu akan menimpa banyak gen yang dikuratori secara manual dan dianotasi secara hati-hati yang telah diproduksi di masa lalu. Sayangnya, tidak ada label standar yang dilampirkan pada gen seperti itu, jadi tidak ada cara bagi saluran otomatis untuk mengetahui bahwa mereka harus dipercaya. Oleh karena itu, kita juga perlu memulai upaya untuk mulai mengidentifikasi gen-gen yang dianotasi dengan baik dan, di luar itu, mulai merekam bukti yang digunakan untuk menganotasi setiap gen.

Solusi lain adalah membuat database baru yang diperluas yang dapat menampilkan semua anotasi alternatif untuk lokus mana pun dalam genom. Jika ini tersedia, maka para ilmuwan dapat diberikan tautan dari gen apa pun ke prediksi gen alternatif atau tumpang tindih serta nama gen alternatif. Bersama dengan setiap anotasi dapat berupa tautan ke bukti yang mendukungnya, misalnya, tanggal pencarian BLAST atau kutipan eksperimen yang dimuat dalam artikel jurnal.


Sejarah Kehidupan di Bumi

Kehidupan di Bumi telah berubah pada berbagai tingkat sejak nenek moyang kita pertama kali muncul lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu. Untuk lebih memahami perubahan yang telah terjadi, ada baiknya untuk mencari tonggak sejarah kehidupan di Bumi. Dengan memahami bagaimana organisme, dulu dan sekarang, telah berevolusi dan terdiversifikasi sepanjang sejarah planet kita, kita dapat lebih menghargai hewan dan satwa liar yang mengelilingi kita hari ini.

Kehidupan pertama berevolusi lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu. Para ilmuwan memperkirakan bahwa Bumi berusia sekitar 4,5 miliar tahun. Selama hampir satu miliar tahun pertama setelah Bumi terbentuk, planet ini tidak ramah bagi kehidupan. Tetapi sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu, kerak bumi telah mendingin dan lautan telah terbentuk dan kondisinya lebih cocok untuk pembentukan kehidupan. Organisme hidup pertama yang terbentuk dari molekul sederhana yang ada di lautan luas di Bumi antara 3,8 dan 3,5 miliar tahun yang lalu. Bentuk kehidupan primitif ini dikenal sebagai nenek moyang bersama. Nenek moyang yang sama adalah organisme dari mana semua kehidupan di Bumi, hidup dan punah, diturunkan.

Fotosintesis muncul dan oksigen mulai terakumulasi di atmosfer sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Jenis organisme yang dikenal sebagai cyanobacteria berevolusi sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Cyanobacteria mampu melakukan fotosintesis, suatu proses di mana energi dari matahari digunakan untuk mengubah karbon dioksida menjadi senyawa organik—mereka dapat membuat makanannya sendiri. Sebuah produk sampingan dari fotosintesis adalah oksigen dan sebagai cyanobacteria bertahan, oksigen terakumulasi di atmosfer.

Reproduksi seksual berevolusi sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu, memulai peningkatan pesat dalam kecepatan evolusi. Reproduksi seksual, atau seks, adalah metode reproduksi yang menggabungkan dan mencampur sifat-sifat dari dua organisme induk untuk menghasilkan organisme keturunan. Keturunan mewarisi sifat-sifat dari kedua orang tuanya. Ini berarti bahwa seks menghasilkan penciptaan variasi genetik dan dengan demikian menawarkan makhluk hidup cara untuk berubah dari waktu ke waktu—ia menyediakan sarana evolusi biologis.

Ledakan Kambrium adalah istilah yang diberikan untuk periode waktu antara 570 dan 530 juta tahun yang lalu ketika sebagian besar kelompok hewan modern berevolusi. Ledakan Kambrium mengacu pada periode inovasi evolusioner yang belum pernah terjadi sebelumnya dan tak tertandingi dalam sejarah planet kita. Selama Ledakan Kambrium, organisme awal berevolusi menjadi banyak bentuk yang berbeda dan lebih kompleks. Selama periode waktu ini, hampir semua rencana dasar tubuh hewan yang bertahan hingga hari ini muncul.

Hewan bertulang belakang pertama, juga dikenal sebagai vertebrata, berevolusi sekitar 525 juta tahun yang lalu selama Periode Kambrium. Vertebrata paling awal yang diketahui adalah Myllokunmingia, hewan yang diperkirakan memiliki tengkorak dan kerangka yang terbuat dari tulang rawan. Saat ini ada sekitar 57.000 spesies vertebrata yang mencakup sekitar 3% dari semua spesies yang diketahui di planet kita. 97% spesies lain yang hidup saat ini adalah invertebrata dan termasuk dalam kelompok hewan seperti spons, cnidaria, cacing pipih, moluska, artropoda, serangga, cacing tersegmentasi, dan echinodermata serta banyak kelompok hewan lain yang kurang dikenal.

Vertebrata darat pertama berevolusi sekitar 360 juta tahun yang lalu. Sebelum sekitar 360 juta tahun yang lalu, satu-satunya makhluk hidup yang menghuni habitat darat adalah tumbuhan dan invertebrata. Kemudian, sekelompok ikan yang dikenal sebagai ikan bersirip lobus mengembangkan adaptasi yang diperlukan untuk melakukan transisi dari air ke darat.

Antara 300 dan 150 juta tahun yang lalu, vertebrata darat pertama memunculkan reptil yang pada gilirannya memunculkan burung dan mamalia. Vertebrata darat pertama adalah tetrapoda amfibi yang untuk beberapa waktu mempertahankan hubungan dekat dengan habitat air tempat mereka muncul. Selama evolusi mereka, vertebrata darat awal mengembangkan adaptasi yang memungkinkan mereka untuk hidup di darat lebih bebas. Salah satu adaptasi tersebut adalah telur ketuban. Saat ini, kelompok hewan termasuk reptil, burung, dan mamalia mewakili keturunan amniota awal tersebut.

Genus Homo pertama kali muncul sekitar 2,5 juta tahun yang lalu. Manusia relatif pendatang baru pada tahap evolusi. Manusia menyimpang dari simpanse sekitar 7 juta tahun yang lalu. Sekitar 2,5 juta tahun yang lalu, anggota pertama dari genus Homo berevolusi, Homo habilis. Spesies kami, Homo sapiens berkembang sekitar 500.000 tahun yang lalu.


Apa yang Akan Anda Pelajari

Menurut evolusi, begitu kehidupan terbentuk secara spontan di bumi, ia mengalami perubahan yang menakjubkan. Pola pasti dari perubahan ini sangat diperdebatkan, dan bukti molekuler mempertanyakan urutan evolusi bakteri yang diterima. Dalam kisah evolusi, organisme bersel tunggal harus mengembangkan cara untuk mengatasi lingkungan yang terus berubah. Ketika tingkat oksigen dan radiasi berubah, informasi baru muncul untuk mengakomodasi perubahan lingkungan ini. Kehidupan multiseluler berkembang di lautan "prasejarah", dan organisme tertentu mulai menggunakan organisme lain untuk makanan. Akhirnya, fotosintesis memungkinkan gaya hidup alternatif, dan jamur dan tanaman muncul. Munculnya reproduksi seksual menawarkan manfaat lain yang dimanfaatkan oleh organisme tertentu.

Masalah dengan akun di atas adalah bahwa itu semua hanya cerita. Hampir tidak ada bukti yang mendukung pernyataan tersebut, tetapi "itu pasti terjadi" atau kehidupan tidak akan ada dalam bentuk yang kita lihat sekarang. Penalaran melingkar ini hanya sedikit mendukung teori evolusi. Keanekaragaman menakjubkan yang muncul “tiba-tiba” pada periode geologis Kambrium (dikenal sebagai ledakan Kambrium) merupakan kesulitan lain yang harus dijelaskan oleh para evolusionis. Kemunculan organisme multisel yang kompleks secara tiba-tiba ini adalah bukti yang mendukung organisme kompleks yang terbentuk sepenuhnya diciptakan pada satu titik dalam sejarah. Terlepas dari kenyataan bahwa evolusi dapat mengakomodasi penjelasan tentang kegunaan fitur-fitur tertentu, evolusi tidak dapat menjelaskan—dengan bukti pendukung—bagaimana fitur-fitur ini muncul. Bukti-bukti tersebut menegaskan catatan alkitabiah bahwa Allah menyediakan informasi untuk fitur-fitur kompleks ini ketika Dia menciptakan setiap jenis.


Wawancara dengan Josh Mitteldorf

Transkrip wawancara 14/10/19.
IP = Ira Pastor, Duta Kesehatan dan Umur Panjang untuk IdeaXme, pendiri BioQuark JJM = Josh Mitteldorf, penulis Cracking the Aging Code, dan AgingMatters ScienceBlog

AKU P: Kami telah menghabiskan waktu pada tingkat hierarkis proses penuaan: genom, mikrobioma, biologi sistem. Ada katalog ekstensif tentang ciri-ciri penuaan. Daftar panjang ini mencakup peradangan, oksidasi, beban mikroba, mutasi somatik, modifikasi epigenetik, kelelahan sel induk, akumulasi sel tua, mitokondria yang rusak, erosi telomer, dan seterusnya. Semua topik yang sangat menarik, dan topik yang baik untuk intervensi. Tetapi kami belum menemukan gambaran terpadu tentang mengapa kami menua. Kami belum menyentuh paradoks yang menantang teori yang berlaku. Mengapa beberapa organisme yang rusak hidup lama? Mengapa hewan murni mati setelah bereproduksi pada beberapa spesies? Mengapa beberapa ciri penuaan ini muncul, kadang-kadang, pada tahap awal kehidupan, ketika kita pertama kali berkembang? Jadi kita memiliki gambaran penuaan yang tidak lengkap. Bergabung dengan kami hari ini adalah Dr Josh Mitteldorf. Dr Mitteldorf memperoleh gelar PhD dalam astrofisika di sini di Philadelphia di UPenn, dan menghabiskan satu dekade atau lebih di bidang itu, "berkeliaran dalam fisika plasma dari sumber radio ekstragalaksi." (Ini setelah karir sebelumnya bekerja di desain optik dan konservasi energi.) Kemudian Dr Mitteldorf pindah ke biologi evolusioner, di mana dia saat ini mempelajari biologi evolusi penuaan menggunakan simulasi komputer. Dia menghabiskan banyak waktu untuk mengoreksi apa yang dia rasakan sebagai kesalahan dalam fondasi teori evolusi. Mungkin teori tersebut terlalu fokus pada gen egois, yang bertentangan dengan konteks ekologi yang menentukan gagasan relatif tentang "kebugaran". Dalam paradigmanya, ini banyak berkaitan dengan mengapa kita menua, dan, dengan perluasan, apa yang dapat kita lakukan dengan intervensi medis. Dr Mitteldorf telah mengajar secara ekstensif di Harvard, Berkeley, MIT, dia di Philly di LaSalle dan Universitas Temple. Dia adalah penulis dua buku:

Memecahkan Kode Penuaan: Ilmu baru menjadi tua dan apa artinya tetap muda.
Penuaan adalah Adaptasi Pilihan Grup: Teori, bukti dan implikasi medis

Dia juga bertanggung jawab untuk Aging Matters ScienceBlog, dan dia mengorganisir sebuah studi baru yang disebut DataBETA, bekerja sama dengan lab UCLA dari Steve Horvath, mengevaluasi kombinasi suplemen anti-penuaan dan intervensi, mencari kemungkinan sinergi yang begitu banyak penelitian berfokus pada intervensi tunggal mungkin terlewatkan.

JJM: Wow! Anda telah mengatakan semuanya. Saya pikir kita sudah selesai.

AKU P: Kita bisa melakukan lebih banyak lagi. Dapatkah Anda memperkenalkan diri Anda, latar belakang Anda, bagaimana Anda masuk ke astrofisika, kemudian biologi evolusioner, dan di mana Anda menemukan diri Anda hari ini dalam kaitannya dengan teori-teori penuaan yang inovatif ini.

JJM: Dalam 25 kata atau kurang?
Saya dibesarkan di New York dan New Jersey. Saya adalah anak ajaib dan pergi ke Harvard lebih awal, dan kemudian saya kembali, menjadi hippy untuk sementara, pergi ke Taiwan, belajar berbicara bahasa Cina, memulai koperasi keterampilan, menjadi guru yoga, mengembara kembali ke sains beberapa tahun kemudian dengan komitmen, tidak hanya untuk memecahkan persamaan tetapi mencoba untuk mencari tahu bagaimana dunia bekerja. Generasi saya tumbuh dengan penghinaan terhadap Kompleks Industri-Militer dan segala sesuatu yang berbau kapitalis. Saya memiliki cukup uang dalam keluarga sehingga saya tidak harus bergantung pada gaji dari industri atau akademisi, dan saya memiliki hak istimewa untuk menyelidiki apa yang ingin saya selidiki. Jika saya memiliki sesuatu untuk ditawarkan di bidang ini, saya memiliki perspektif yang luas dan terkadang saya dapat menyatukan semuanya.

AKU P: Saya menemukan latar belakang Anda dalam astrofisika menarik. Saya berasal dari industri farmasi, tempat yang sangat sunyi. Salah satu kritik saya terhadap biotek anti-penuaan adalah keyakinan bahwa jika Anda bukan spesialis dalam biologi sel, Anda tidak dapat berkontribusi dalam diskusi. Di acara ini, kami telah berbicara dengan orang-orang tentang yang sangat kecil (biologi kuantum) hingga yang sangat besar (kronobiologi). Sebelum kita masuk ke teori Anda, bicarakan tentang seperti apa Anda sebagai ahli astrofisika yang masuk ke bidang biologi penuaan sebagai orang luar.

JJM: Tidak begitu banyak orang luar. Sebenarnya, bidang itu sudah didominasi oleh ahli matematika ketika saya datang. Biologi evolusioner selama paruh pertama abad ke-20 adalah dua bidang yang berbeda. Ada ahli matematika yang tahu sedikit biologi yang berharga. Ini adalah orang-orang yang brilian, termasuk R.A. Fisher yang menemukan seluruh gagasan tentang koefisien korelasi, analisis varians–dasar-dasar bagaimana kita mengevaluasi signifikansi di semua bidang sains saat ini. Tetapi Fisher juga seorang ahli eugenika yang bersemangat. Dia merasa dunia akan seperti neraka dalam keranjang tangan karena orang miskin memiliki terlalu banyak anak. Orang kaya, yang secara intelektual lebih unggul dari orang miskin, tidak mereproduksi diri mereka sendiri, dan dia mengembangkan seluruh teori yang sekarang disebut "gen egois" berdasarkan kebugaran sebagai properti gen individu. [Ide-ide ini sangat salah secara politis saat ini, tetapi pada awal abad ke-20, sebelum Third Reich, mereka menjadi arus utama di kalangan intelektual Inggris.] Dia menyusun kembali evolusi Darwin sebagai teori abad ke-20, menjadikannya kuantitatif, dia memodelkan secara eksklusif kompetisi yang merupakan bagian dari pemikiran Darwin, dan tidak menekankan kerja sama, yang sangat disadari oleh Darwin. Darwin adalah seorang naturalis, yang berkeliling dunia menggambarkan berbagai bentuk kehidupan dan hubungan mereka.

Jadi, kembali ke abad ke-20, kita memiliki naturalis, melanjutkan tradisi Darwin: "Inilah yang kita lihat, dan ini adalah penjelasan dalam kaitannya dengan seleksi alam." Orang-orang ini adalah pengamat alam, menggunakan penalaran kualitatif. Di sisi lain, kami memiliki ahli matematika, yang mengembangkan teori gen egois sebagai abstraksi matematika. Ini mencapai puncaknya pada tahun 1964, dengan sebuah buku oleh George Williams, yang memiliki pelatihan dalam biologi, tetapi juga sangat menghormati para matematikawan. Dia berkata, “Anda ahli biologi observasional, Anda naturalis harus bertindak bersama. Anda belum ketat dalam gagasan Anda tentang apa itu kebugaran dan bagaimana evolusi bekerja. Anda harus menerima teori matematika ini dan menggunakannya dalam setiap penjelasan evolusioner. Bersama dengan John Maynard Smith, dia merekayasa pengambilalihan para naturalis oleh para matematikawan, dan para naturalis tidak memiliki kemampuan matematika untuk menantang mereka. Gagasan tentang gen egois menjadi kerja sama yang dominan disingkirkan. “Kita tahu secara teori bahwa satu-satunya jenis kerja sama yang mungkin dapat berkembang adalah dalam garis keturunan yang berbagi gen. Misalnya, saya berbagi setengah gen saya dengan saudara laki-laki saya. Saya berbagi satu delapan gen saya dengan sepupu pertama. Ada sindiran yang dikaitkan dengan ahli teori abad pertengahan J.B.S. Haldane, ditanya apakah dia akan mengorbankan hidupnya sendiri demi saudaranya. Dia menjawab, “Tidak, tetapi saya akan memberikan nyawa saya untuk 2 saudara laki-laki atau 8 sepupu.” Gagasan "kebugaran inklusif" ini menjadi lensa sempit yang melaluinya semua contoh kerja sama di alam harus dijelaskan.

Kembali ke pertanyaan Anda, Bagaimana rasanya masuk ke biologi evolusioner sebagai orang luar dari fisika matematika? Nah, bidang itu memang sudah didominasi oleh para matematikawan. Saya melihat peran saya sebagai mengambil kembali lapangan untuk ahli biologi observasional. Dalam sains, observasi adalah otoritas tertinggi setiap kali ada konflik dengan teori. Saya berharap bahwa saya dapat memberikan ahli biologi observasional matematika yang ketat yang mereka butuhkan untuk mengambil kembali bidang dari para ahli teori yang telah memaksakan paradigma yang tidak sesuai dengan fakta.

Fakta apa khususnya? Jika Anda hanya berpikir tentang gen egois, lalu apa itu penuaan? Penuaan harus menjadi kesalahan. Penuaan hanya mengurangi kebugaran individu, dan Anda tidak boleh memikirkan kebugaran komunitas karena tidak ada yang namanya kerja sama. Nah, dalam jangka panjang, evolusi tidak membuat kesalahan, jadi pasti ada kendala, keterbatasan fisik atau bagian dari ruang kebugaran yang tidak tersedia. Ada pengorbanan yang dipaksakan, dan oleh karena itu evolusi tidak mampu membuat hewan dan tumbuhan yang hidup dan tumbuh lebih kuat untuk jangka waktu yang tidak terbatas. “Keausan” yang kita amati ini merupakan konsekuensi tak terelakkan dari kendala fisik yang dipaksakan pada evolusi.

Ketika saya pertama kali mempelajari ini pada pertengahan 1990-an, saya berpikir, "ini pasti salah." Ada begitu banyak kerja sama di alam yang bukan antara kerabat dekat. Dan tidak hanya itu, penuaan memiliki warisan yang dalam. Ada gen yang mengendalikan penuaan dalam diri kita yang telah ada selama satu miliar tahun. Mereka adalah gen yang sama yang mengontrol penuaan pada cacing dan sel ragi, masing-masing terpisah dari kita selama setengah miliar dan satu miliar tahun penuh, sejak nenek moyang terakhir kita. Jadi mungkin evolusi memiliki beberapa kendala, tetapi kendala apa yang mungkin berlaku sama untuk sel ragi dan mamalia? Gen apa pun yang telah disimpan selama satu miliar tahun pasti memiliki tujuan. Tentu saja, ada banyak gen yang kita bagi dengan eukariota primitif ini, dan gen ini memprogram dasar-dasar kimia sel, metabolisme energi, dan sintesis protein. Gen-gen ini mengontrol fungsi-fungsi yang sangat penting sehingga evolusi tidak ingin mengacaukannya. Nah, gen untuk penuaan termasuk dalam kategori yang sama. Jelas, gen untuk penuaan harus memiliki tujuan yang sama pentingnya, sama pentingnya dengan gen untuk mesin metabolisme sel eukariotik.

AKU P: Ketika Anda berbicara tentang satu miliar tahun, saya memikirkan garis keturunan yang dalam dengan tujuan yang berkembang. Misalnya, amoeba dictyostelium, buih kolam memiliki gen yang digunakan untuk berenang dan berburu makanan, tetapi ketika makanan langka, gen yang sama ini digunakan untuk mengatur sel menjadi struktur multiseluler. Kami menemukan bahwa satu miliar tahun kemudian, gen yang sama ini mengarah pada pembentukan tumor dan metastasis. Jadi ada koneksi menarik ini sepanjang waktu. Bawa kami sedikit lebih jauh sekarang ke dalam buku Anda. Apa yang kita lewatkan ketika kita melihat penuaan dari perspektif sel dan tidak mempertimbangkan organisme atau konteks ekologi?

JJM : Izinkan saya menambahkan satu petunjuk lagi yang membawa saya ke bidang ini, hal yang menyalakan bola lampu di kepala saya. Saat itu tahun 1996, dan ada cerita sampul di Scientific American oleh Richard Weindruch tentang pembatasan kalori. Kita semua tahu hari ini bahwa hewan yang makan lebih sedikit hidup lebih lama, hampir di seluruh dunia hewan.Tapi ini baru bagi saya pada saat itu, dan itu membuat saya berpikir, apa yang dapat dilakukan seseorang ketika kelaparan yang tidak dapat dilakukan ketika diberi nutrisi yang baik? Kami tidak hanya berbicara tentang 10% lebih sedikit makanan. Dalam kelompok di mana beberapa hewan mati karena kelaparan, yang bertahan hidup hampir dua kali lebih lama. Apa yang dapat dilakukan hewan dalam keadaan kekurangan kalori yang tidak dapat dilakukan ketika diberi makan penuh? Ini membuat saya pada saat itu berpikir bahwa umur harus menjadi pilihan yang dibuat oleh metabolisme. Individu diprogram untuk hidup lebih pendek ketika diberi makan penuh sehingga dapat hidup lebih lama ketika masyarakat sangat membutuhkannya. Hewan yang diberi makan penuh diprogram oleh evolusi untuk kebugaran individu yang lebih rendah. Jika ini benar untuk banyak spesies, pasti ada penjelasan yang mendalam dan cukup umum.

Selain di sini — Saya kemudian mengetahui bahwa satu cara yang diterima dengan baik untuk mengatasi kesimpulan ini adalah dengan mengemukakan bahwa ada pertukaran energi, bahwa energi makanan dapat digunakan baik untuk umur panjang atau untuk reproduksi. Ketika ada banyak energi, semuanya masuk ke reproduksi dan ini entah bagaimana menyebabkan kekurangan porsi untuk perbaikan. Kemudian, ketika energi kekurangan pasokan–ini tidak masuk akal, tetapi itu adalah bagian dari apa yang disebut teori sekali pakai–ketika energi makanan sangat dibatasi, sebenarnya ada lebih banyak energi yang tersedia untuk menjaga tubuh dalam perbaikan jangka panjang. Saya menulis bantahan pada saat itu, menunjukkan beberapa cheat yang penulis gunakan untuk mencapai hasil paradoks ini, yang dia butuhkan untuk teorinya. Untuk satu hal, modelnya hanya bekerja untuk betina hamil, bukan untuk betina yang disimpan dalam kondisi laboratorium di kandang dengan betina lain, dan tentu saja tidak untuk jantan, yang dapat mempertahankan kesuburannya ketika kalori dibatasi.

Contoh yang satu ini cukup membuat saya mempertanyakan model Fisher. Kebugaran bukan hanya tentang memasukkan lebih banyak gen Anda ke generasi berikutnya. Ini juga tentang keberlanjutan, tentang komunitas, tentang homeostasis ekologis. Ini adalah kontribusi besar saya di lapangan. Saya menyebutnya Demographic Theory of Aging. Alasan ada penuaan adalah agar kita tidak mati sekaligus. Bayangkan sebuah dunia di mana kita tidak menderita penuaan, di mana kita menjadi lebih besar dan lebih kuat dan kecil kemungkinannya untuk mati setiap tahun. Yah, kita tidak akan hidup selamanya, tentu saja. Sesuatu akan membunuh kita pada akhirnya. Populasi akan tumbuh sangat tinggi sehingga sumber makanan kita akan terdorong ke kepunahan. Kami akan mati kelaparan. Atau mungkin populasi kita akan tumbuh begitu padat dan homogen sehingga kondisi siap untuk epidemi datang dan memusnahkan populasi. Penuaan berevolusi sehingga kita mati terus menerus dari waktu ke waktu, daripada semua orang mati sekaligus. Tanpa penuaan, populasi akan mengalami siklus yang parah, dengan kenaikan eksponensial dan populasi yang tiba-tiba runtuh. Ekologi tidak dapat mempertahankan ini. Ini sangat tidak stabil. Mungkin populasi dapat pulih satu atau dua kali dari kecelakaan seperti itu, tetapi kami mendorong keberuntungan kami, dan satu kecelakaan seperti itu akan menyebabkan kepunahan. Nah, seleksi alam sangat termotivasi untuk menghindari kepunahan–bukankah ini inti dari teori Darwin? Kita mati secara individu karena usia tua, satu per satu, sehingga kita tidak semua mati sekaligus.

Ini adalah penjelasan evolusioner untuk penuaan yang saya temukan pada akhir 1990-an. Butuh waktu lama untuk mencetaknya. Sangat menyenangkan bagi saya untuk melihat, 20 tahun kemudian, bahwa sebagian besar komunitas medis, komunitas penelitian telah menerima gagasan bahwa penuaan diprogram. Bahkan beberapa orang dalam komunitas evolusioner mengakui hal ini. Penuaan itu disengaja. Itu bukan sesuatu yang "terjadi pada kita". Ini diprogram secara internal. Dan kebugaran bukan hanya tentang individu, tetapi juga tentang komunitas.

AKU P : Beralih dari buku Anda ke blog Anda, tempat Anda mendiskusikan berbagai intervensi– farmakologis, nutrisi, gaya hidup–dapatkah Anda memberi tahu kami apa target Anda. Pada saat yang sama, Anda telah membuat proyek DataBETA, jenis uji klinis baru. Anda bekerja dengan kelompok Steve Horvath yang mengembangkan jam epigenetik ini untuk penuaan. Anda mengukur kombinasi, dan bukan hanya perawatan individual. Regulator secara tradisional telah turun dalam hal ini. Jika Anda ingin mengembangkan pengobatan kombinasi A, B, dan C, Anda harus terlebih dahulu membuktikan bahwa A dan B dan C secara individual aman dan efektif. Hanya dengan begitu Anda dapat menggabungkannya. Mungkin ini mulai berubah. FDA dan PMDA kami di Jepang mulai mengenali potensi perawatan gabungan. Bisakah Anda berbicara tentang melampaui model farmakologis dari satu perawatan pada satu waktu?

JJM : Saya telah menjadi pendukung gagasan bahwa kita perlu menguji obat-obatan dan intervensi anti-penuaan dalam kombinasi, bukan hanya satu per satu. Bahwa interaksi antara perawatan ini sama pentingnya dengan efek individu. Kami tidak mencari peluru ajaib tetapi mungkin "senapan ajaib". Saya pikir dalam hal faktor Yamanaka. Sungguh jenius yang diperlukan untuk menemukan kombinasi empat protein ini yang bersama-sama mampu mengubah sel yang berdiferensiasi penuh kembali menjadi sel induk berpotensi majemuk. Tak satu pun dari ini memiliki efek itu. Tidak ada tiga dari mereka bersama-sama akan melakukan pekerjaan itu. Bagaimana dia menemukan kombinasi sinergis dari empat faktor ini? Harapan saya adalah penelitian anti-penuaan juga akan menemukan kombinasi seperti itu yang memiliki sinergi.

Sebelum kita membahasnya, saya ingin kembali dan mengisi kekosongan: Bagaimana saya beralih dari teori evolusi ke sikap terhadap penelitian medis? Pesan besar dari pengobatan di abad ke-20 adalah bahwa tubuh memiliki kekuatan penyembuhan yang kuat, dan jika kita dapat memanfaatkannya, untuk mengaktifkan penyembuhan laten, singkirkan hambatan sehingga tubuh dapat melakukan apa yang dirancang untuk dilakukan, itulah esensinya. dari obat yang baik. Mengembalikan penyembuhan alami tubuh. Itu membawa kita jauh, dan itu adalah paradigma yang tepat untuk penyakit menular, untuk trauma, untuk segala sesuatu yang menimpa kita ketika kita masih muda. Tapi itu tidak akan berhasil untuk penyakit usia tua. Kami telah fokus untuk melihat bagaimana tubuh telah tergelincir dan membantunya kembali ke jalurnya. Namun seiring bertambahnya usia, tubuh sudah berada di jalur yang tepat untuk menghancurkan dirinya sendiri. Inilah sebabnya mengapa pengobatan alami, pengobatan holistik jika Anda mau, tidak akan bekerja untuk penyakit usia tua. Begitu Anda menyadari bahwa tubuh diprogram untuk umur yang terbatas, untuk penghancuran diri yang disengaja, itu mengubah gambarannya. Peradangan adalah contoh yang baik. Peradangan adalah mekanisme perlindungan. Itu tujuan awalnya. Tetapi di akhir kehidupan, peradangan menyalakan tubuh dan menghancurkan sel-sel yang sangat baik. Autoimunitas adalah contoh lain. Sistem kekebalan sangat penting untuk kehidupan kita, tetapi seiring bertambahnya usia, autoimunitas menjadi masalah. Arthritis adalah penyakit autoimun. Kami telah belajar bahwa demensia dan Parkinson juga sangat terkait dengan autoimunitas. Apoptosis adalah contoh ketiga, kematian sel terprogram. Sekali lagi, kita membutuhkannya. Ketika sebuah sel berada di tempat yang salah pada waktu yang salah atau ketika ia sakit, sel tersebut diprogram untuk menghilangkan dirinya sendiri. Tetapi seiring bertambahnya usia, sel-sel yang sangat baik, sel-sel saraf dan otot melakukan bunuh diri. Ini adalah mekanisme kematian terprogram yang secara kolektif membentuk penuaan. Membuat tubuh kembali ke jalurnya adalah obat yang biasa kita gunakan. Ini adalah obat alami, obat abad ke-20, dan bekerja dengan baik ketika kita masih muda. Tapi untuk penyakit di usia tua, kita perlu mengganggu programnya. Kami akan ingin menggagalkan penghancuran diri tubuh. Saya mengetuk pintu, mengguncang orang dan memberi tahu mereka bahwa inilah yang perlu kita sadari. Dalam komunitas anti-penuaan saat ini, ada jurang pemisah yang dalam di antara mereka yang memandang penuaan sebagai kerusakan yang menumpuk seiring waktu meskipun tubuh telah berusaha melindungi dirinya sendiri. Tugas kita, kemudian, adalah menilai kerusakan pada tingkat sel dan menemukan cara untuk memperbaiki sel-sel yang rusak ini. Separuh komunitas yang lain mengatakan bahwa penuaan dikendalikan pada tingkat sistemik oleh molekul sinyal dalam darah. Memang benar bahwa sel mengalami kerusakan, tetapi mereka rusak karena mereka mendapatkan sinyal yang memberi tahu sel untuk mematikan mekanisme perbaikannya. Tentu saja, kita bisa mencari cara untuk memperbaiki kerusakan. Tetapi ini mungkin memerlukan penelitian selama beberapa dekade untuk mengetahui semua hal berbeda yang perlu diperbaiki dan cara memperbaikinya. Begitu kita menyadari bahwa semua kerusakan ini terjadi di bawah regulasi molekul sinyal, sebuah jalan pintas muncul dengan sendirinya. Jika kita dapat memahami sistem pensinyalan dengan cukup baik untuk campur tangan di sana, kita dapat memberi tahu tubuh dalam bahasa biokimianya sendiri untuk memperbaiki dirinya sendiri. Tugas kita adalah menyeimbangkan kembali molekul sinyal pada kondisi mudanya sehingga tubuh menganggapnya masih muda dan melakukan perbaikan ini jika ia melakukannya dengan sangat baik di masa jayanya. Ini adalah jalan utama menuju pengobatan anti-penuaan, jalan pintas yang bagus.

AKU P : Saya penggemar berat sejarah biologi regeneratif. Ada karya yang menarik dari tahun 1940-an hingga 1960-an, ketika mereka mentransplantasikan sel dari tubuh tua ke muda, melepas tangan kanan dan menjahitnya di kiri. Kami belajar bahwa menempatkan sel-sel muda ke dalam lingkungan yang lebih tua biasanya tidak menunjukkan manfaat apa pun. Tetapi ketika sel-sel tua terpapar ke lingkungan muda, mereka bergerak menuju menjadi muda lagi. Konsep sinyal tingkat tinggi yang mengendalikan hal-hal di tingkat seluruh jaringan akan menjadi sangat penting. Saya sepenuhnya setuju dengan Anda tentang itu. Bicara sedikit tentang DataBETA. Pada tahap apa, dan bagaimana orang bisa terlibat.

JJM : DataBETA adalah Database untuk Evaluasi Epigenetik Perawatan untuk Penuaan. Kami memiliki eksperimen alami di luar sana. Jutaan orang mencoba untuk memperpanjang harapan hidup mereka menggunakan berbagai strategi pengobatan, diet, olahraga, dalam kombinasi yang berbeda. Jika ini sepuluh tahun yang lalu, kami akan bertanya, Bagaimana kami bisa tahu apa yang berhasil? Kita harus menunggu beberapa dekade hingga cukup banyak orang meninggal sehingga kita dapat menghitungnya dan mengetahui kelompok mana yang berhasil menurunkan risiko kematian mereka. Semua itu berubah dengan jam Horvath. Jam Horvath melihat ekspresi gen, salah satu mekanisme ekspresi gen tertentu yang disebut metilasi. Ini mungkin bukan mekanisme epigenetik yang paling penting, tetapi mekanisme yang paling bisa kita tangani. Kami tahu bagaimana menilai metilasi, memetakannya dengan cepat dan murah. Jadi Horvath mengembangkan jam berdasarkan pola metilasi pada DNA yang berubah secara konsisten seiring bertambahnya usia. Jika Anda melihat penanda metilasi tertentu, Anda dapat mengetahui dalam beberapa tahun berapa usia seseorang. Dalam beberapa kasus, jam metilasi ternyata menjadi indikasi yang lebih baik tentang berapa lama seseorang akan hidup daripada usia kronologis yang merupakan kalibrasi asli untuk jam metilasi. Anda dapat membuat kasus yang kuat bahwa jam metilasi ini adalah ukuran sebenarnya dari usia metabolisme tubuh Anda, dan jika Anda berhasil mengatur kembali jam metilasi, itu adalah tanda bahwa Anda benar-benar membuat tubuh lebih muda. Jika Anda memperlambat perkembangan penanda metilasi, Anda mungkin memperlambat proses penuaan itu sendiri. Ini adalah kesempatan untuk revolusi dalam penelitian anti-penuaan. Akhirnya kita bisa tahu apa yang berhasil tanpa harus menunggu puluhan tahun, tapi mungkin hanya satu atau dua tahun untuk melihat perubahan penanda epigenetik orang. Ide untuk DataBETA adalah merekrut 5.000 orang dengan 5.000 strategi berbeda, merekrut untuk keragaman yang luar biasa. Ukur usia metilasi pada awal, tengah, dan akhir periode dua tahun. Lihat mana yang menua lebih cepat, mana yang menua lebih lambat. Apakah ada sub-populasi yang menua ke belakang, semakin muda selama penelitian? Carilah orang-orang yang melakukan yang terbaik, dan kemudian cari kesamaan. Kombinasi strategi apa yang menjadi ciri orang-orang yang paling berhasil memperlambat atau memutar balik waktu? Bagian yang mudah adalah mengumpulkan data, dan bagian yang sulit adalah memahaminya. Mungkin akan ada sinyal yang terkubur dalam kebisingan, dan harapan saya adalah kita akan dapat menggunakan metode statistik untuk menguraikan semua efek yang berinteraksi ini. Jika kita dapat menemukan tema umum di antara orang-orang yang paling berhasil dalam memperlambat atau membalikkan penuaan, maka kita akan memiliki gagasan kombinasi strategi apa yang mungkin berhasil.

AKU P : Saya tidak tahu berapa banyak biohacker dan berapa banyak amatir di luar sana yang mencoba menemukan apa yang berhasil, tetapi sepertinya populasi yang belum dimanfaatkan untuk mengumpulkan data.

JJM : Berita dari minggu lalu: Selama beberapa bulan, saya mencari mitra universitas untuk benar-benar menjalankan studi. Saya membutuhkan orang-orang dengan pengalaman menjalankan uji coba. Saya membutuhkan Dewan Peninjau Kelembagaan untuk membuat ini halal. Baru minggu lalu saya berada di McGill (di Montreal) dan bertemu Moshe Szyf, yang merupakan pelopor dalam mempelajari penanda metilasi pada DNA, mulai 30 tahun yang lalu. Dia adalah ahli kelas dunia dalam statistik pola metilasi. Dia menyukai proyek saya, dan dia ingin mengambilnya di bawah sayapnya di McGill. Jadi saya sekarang memiliki pasangan yang saya butuhkan untuk bergerak maju. Kami akan membutuhkan beberapa bulan lagi untuk mendapatkan izin yang diperlukan dan untuk menyiapkan database online yang aman, tetapi saya berharap bahwa pada akhir tahun kami akan mulai menerima orang-orang ke dalam program.

AKU P : Bagus sekali! Anda harus memiliki mitra yang baik dan koneksi yang tepat untuk menyelesaikan pekerjaan di dunia yang semakin terhubung ini, dan sepertinya Anda melakukannya.

Saya membaca bio Anda, dan Anda terlibat dalam banyak hal lain di wilayah Philadelphia tempat kita berdua tinggal. Saya menyebutkan bahwa Anda mengajar yoga, Anda secara aktif terlibat dalam meditasi, Anda adalah seorang musisi amatir pada piano dan tanduk Prancis dengan Olney Symphony, Anda seorang pencinta lingkungan, Anda adalah presiden dari Koalisi untuk Pennsylvania yang Bebas Tembakau. Banyak hal lain yang sangat penting dalam penuaan termasuk kesehatan mental kita, lingkungan di sekitar kita. Bicarakan sedikit tentang pentingnya semua hal ini dalam protokol anti-penuaan pribadi Anda.

JJM : Ada begitu banyak orang yang mengetahui satu aspek dari diri saya. Mereka menganggap saya sebagai guru yoga lingkungan, di mana saya telah mengajar satu kelas seminggu selama 40 tahun. Mereka tidak tahu bahwa saya seorang ahli astrofisika. Ada orang yang mengenal saya dari komunitas musik amatir yang tidak tahu pekerjaan saya dalam evolusi. Saya dikenal di komunitas integritas pemilu karena menggunakan statistik untuk membasmi pencurian pemilu. Saya bersyukur bahwa Anda telah melihat semua bagian lain dari diri saya ini. Merupakan hak istimewa untuk hidup dengan cara saya hidup. Saya tidak punya banyak uang, tetapi hal yang paling penting bagi saya untuk membeli dengan apa yang saya miliki adalah kebebasan untuk mengejar kegiatan dan ide dan cara memberi kembali yang paling berarti bagi saya. Saya menjalani kehidupan pelayanan kepada komunitas tempat saya tinggal, pelayanan kepada komunitas ilmiah, pelayanan kepada komunitas politik juga.

Satu aktivitas yang tidak Anda sebutkan adalah bahwa saya adalah editor di OpEdNews, yang merupakan forum orang-orang tentang urusan terkini, membongkar kebohongan yang secara rutin diberikan kepada kami oleh media berita yang paling kami percayai kebohongan New York Times dan CNN dan Radio Publik Nasional. Saya mencoba memanggil mereka, dan saya mengandalkan pengetahuan sains yang luas untuk melawan propaganda politik, bukan hanya dari Partai Republik tetapi juga dari Demokrat. Merupakan hak istimewa besar untuk hidup dengan cara saya hidup, untuk tidak bergantung pada bos atau institusi. Terkadang orang membayar saya untuk apa yang saya lakukan, tetapi sering kali saya melakukannya karena itulah yang saya minati, apa yang saya yakini. Saya berharap kita semua bisa hidup seperti ini. Tetapi saya menyadari bahwa ekonomi sedang dikendalikan sehingga sangat sedikit orang yang memiliki pilihan itu hari ini. Orang harus berpikir untuk membayar sewa dan menyimpan makanan di atas meja, dan mereka hanya memiliki sedikit energi untuk hal lain. Tidak harus seperti itu.

AKU P : Saya setuju dengan Anda dalam cara yang besar.

JJM : Separuh lainnya dari pertanyaan Anda, apa hubungannya dengan penuaan? Ketika Anda berpikir tentang intervensi anti-penuaan, Anda membayangkan pil atau perawatan medis. Atau mungkin Anda berpikir, jika saya benar-benar kelaparan jika saya rela lapar sepanjang waktu, saya bisa hidup lama. Dua puluh tahun yang lalu, buku The 120-Year Diet diterbitkan, yaitu tentang pembatasan kalori pada manusia. Kita sekarang tahu bahwa ini bekerja jauh lebih baik pada spesies berumur pendek daripada pada manusia berumur panjang. Kita dapat menggandakan umur worm dengan CR, dan mouse dapat hidup 40% lebih lama. Tetapi pada manusia, kami akan senang dengan tambahan 5 tahun–mungkin 10 tahun jika Anda membandingkan pembatasan kalori yang paling ketat dengan obesitas yang dibawa oleh Standard American Diet. Kita tidak akan hidup 120 tahun hanya dengan membuat diri kita sendiri kelaparan? Apa hal paling kuat yang dapat kita lakukan untuk memperpanjang harapan hidup kita? Ini untuk hidup dengan cara yang terhubung secara sosial. Untuk memiliki hubungan yang penuh kasih dengan keluarga kita. Untuk terlibat dalam komunitas kami. Untuk memiliki hubungan layanan, dan dibutuhkan. Untuk menjadi seorang pemimpin. Orang-orang yang memiliki hal-hal ini dalam hidup mereka dapat mengharapkan untuk hidup 10 sampai 15 tahun tambahan, dibandingkan dengan depresi dan kesepian yang mungkin mayoritas dominan di negara ini. Ini adalah peningkatan terbesar dalam harapan hidup yang kita tahu bagaimana mengendalikannya, jauh lebih besar dari apa pun yang bisa Anda dapatkan dari pil. Dan itu kabar baik karena dikatakan bahwa cara hidup yang paling memuaskan juga yang paling sehat dalam jangka panjang.

AKU P : Itu adalah pesan yang sangat luar biasa, terutama pada tahun 2019, ketika kita semua terhubung secara elektronik, kita mengalami banyak jarak satu sama lain dalam pengertian manusia. Josh, satu pertanyaan terakhir yang ingin saya tanyakan kepada tamu saya: Siapa orang dalam sejarah yang paling ingin Anda temui. Jika Anda bisa mengendarai mesin waktu hipotetis saya dan berkunjung sebentar, dengan siapa Anda akan duduk? Seorang ahli astrofisika? Ahli biologi evolusi? Siapa yang akan paling bermanfaat bagi Anda untuk bertemu?

JJM : Saya memiliki banyak orang pada Jumat malam lalu membaca Tao Te Ching dari Lao Tzu. Ini adalah kitab suci Taoisme, dan saya telah menyerap pesan dari master Lao Tzu, tentang siapa yang sangat sedikit diketahui, di mana dia tinggal dan bahkan jika dia adalah satu orang atau gabungan dari beberapa orang. Buku ini berasal dari 2500 tahun yang lalu, sekitar waktu Konfusius dan Socrates dan Zoroaster dan Buddha. Ini adalah zaman yang menakjubkan ketika di seluruh dunia, terjadi perkembangan kebijaksanaan secara simultan di antara komunitas-komunitas yang tidak memiliki kontak satu sama lain. Salah satu yang berbicara kepada saya yang terbaik adalah Lao Tzu. Tao Te Ching berarti secara harfiah, Teks Moral, dan Anda berpikir, Apa aturan untuk hidup yang baik? Apa 10 Perintah Taoisme? Tapi itu bukan tentang buku itu. Dikatakan, Ya, ada yang baik dan ada yang jahat di dunia, tetapi itu bukan tempat Anda untuk memihak. Jangan mencoba memperjuangkan kebaikan untuk mengalahkan kejahatan. Tidak perlu untuk itu.Dao dunia sedang mengurus itu. Tao Te Ching menasihati Anda untuk menjadi orang yang alami, berhubungan dengan naluri Anda, dengan bagian dari diri Anda yang adalah Dao. Maka Anda tidak perlu khawatir tentang apa yang harus dilakukan, jangan bergumul dengan keputusan. Anda tidak melihat ke belakang dan meratapi, “Seandainya saya hanya melakukan ini dan itu.” Tetapi jika Anda termotivasi di setiap momen oleh hubungan dengan Dao yang membawa Anda ke dalam keselarasan dengan cara dunia berkembang. Betapa berbedanya ini dari kehidupan yang mencoba mencari tahu perbedaan antara yang benar dan yang salah.

Ketika saya tumbuh dewasa, saya adalah anak terpandai yang keluar dari sekolah menengah saya dalam satu generasi. Saya berpikir, "Saya adalah otak saya." Saya tidak tahu ada sesuatu yang berharga dalam diri saya selain otak luar biasa yang telah diberikan kepada saya. Sudah menjadi pelajaran seumur hidup bagi saya bahwa otak adalah pelayan yang hebat tetapi tuan yang buruk. Jika saya harus bertemu satu orang dari masa lalu, itu adalah Lao Tzu.

AKU P : Josh, senang sekali mendengar cerita Anda dan cara pikiran Anda bekerja. Ini benar-benar menarik. Anda benar-benar menyatukan keahlian konvergen di area yang membutuhkan sinergi dan pemikiran kombinatorial.


Tonton videonya: Ցանկանում եմ կնոջս և մեկ այլ տղամարդու հետ սեքս անենք 18+ (Agustus 2022).