Ads Top

Rantai RNA Nenek Moyang Pembentuk Kehidupan Purba


Selama miliaran tahun yang lalu jauh pada masa dimana bumi baru saja terbentuk dan memulai awal kehidupannya yang primitif berupa molekul kimia yang terus bereaksi hingga akhirnya membentuk kehidupan yang sangat kecil, awal kehidupan semua makhluk biologi, sejenis kimia asam nukleat berupa rantai RNA yang merupakan bagian dari pendukung terbentuknya reaksi kehidupan yang saat ini di sebut DNA. DNA adalah rantai kimia yang menjadi dasar dari terbentuknya makhluk biologi. Bagian dari properti DNA seperti fragmen molekul selama empat miliar tahun yang lalu telah berkembang terus menjadi rantai kimia yang cukup panjang untuk menciptakan dasar dari kehidupan primitif.

Banyak studi-studi yang mempelajari mengenai formasi mineral purba yang mengandung bukti akan evolusi dari bakteri dari 3.5 sampai 3.8 miliar tahun yang lalu dan masa kehidupan dari bakteri tersebut hanya setengah dari miliaran tahun setelah kestabilan dari pembentukan bumi dimana kehidupan dari bakteri tersebut mungkin didahului oleh formasi dari organisme uniseluler yang masih menjadi misteri.

Sebuah studi terbaru dari Universitas Colorado Boulder dan Universitas Milan menerbitkan sebuah makalah baru yang berisi skenario baru untuk makhluk non biologi dari asam nukleat. Makalah yang telah di terbitkan dalam edisi baru dari Nature Communication di pimpin oleh oleh Tommaso Bellini dari Universitas Milan yang juga melibatkan CU-Boulder rekan penulis dari makalah ilmiah termasuk juga Profesor David Walba, Asosiasi Ilmuwan Yougwoo dan asisten ilmuwan Gregory P. Smith. Studi ini di danai oleh Program Grant PRIN kementrian Pendidikan Itali, Universitas dan Ilmuwan dan oleh U.S. National Science Foundation.




CU-Boulder Nobel Laureate dan Profesor terkemuka Tom Cech serta tim risetnya pada tahun 1980 telah menemukan RNA, sebuah rantai kimia yang mampu mengubah strukturnya sendiri. Menurut mereka kehidupan purba berisi penuh dari rantai RNA yang mampu mensintesis rantai lainnya dari molekul sederhana yang tersedia di lingkungannya. Penelitian mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori 'dunia RNA', yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, rantai RNA merupakan bahan genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA.

RNA-Ribonucleic Acid atau Asam Ribonukleat satu dari tiga makromolekul utama (bersama dengan DNA dan protein) yang berperan penting dalam segala bentuk kehidupan. Asam ribonukleat berperan sebagai pembawa bahan genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. Dalam genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein. Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus pentosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus pentosa dari nukleotida yang lain. Bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.

Riset terbaru mendemonstrasikan kemampuan spontan berkumpulnya fragment DNA dengan sendiri yang hanya sepanjang nanometer menjadi fase kristal cair yang memiliki kemampuan untuk membentuk formasi ikatan kimia yang saling terhubung dengan rantai DNA pendek ke bentuk yang panjang, tanpa bantuan mekanikal biologis. Cairan kristal terbentuk dari materi yang memiliki sifat cair dan sifat keras -- sebagai contoh cairan kristal bisa mengalir seperti cairan, namun molekulnya mungkin lebih berorientasi seperti kristal.

Suatu gejala yang baru ditemukan pada penghujung abad ke-20 adalah adanya mekanisme peredaman (silencing) dalam ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa rantai RNA tidak diterjemahkan (translasi) menjadi protein oleh tRNA. Ini terjadi karena sebelum sempat ditranslasi, mRNA dicerna/dihancurkan oleh suatu mekanisme yang disebut sebagai "interferensi RNA". Mekanisme ini melibatkan paling sedikit tiga substansi (enzim dan protein lain). Gejala ini pertama kali ditemukan pada nematoda Caenorhabditis elegans tetapi selanjutnya ditemukan pada hampir semua kelompok organisme hidup.

Selama beberapa tahun para ilmuwan telah mengeksplorasi hipotesa bahwa cara kemunculan DNA pada masa awal bumi berada pada sifat strukturnya dan kemampuannya untuk mengatur dirinya sendiri. Pada masa pra RNA reaksi spontan berkumpulnya fragmen asam nukleat (DNA dan RNA) telah menjadi bagian dari penggabungan kimia menjadi polimer, yang tersusun dari sejumlah unit yang terus terulang.

Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21 diketahui bahwa RNA hadir dalam berbagai macam bentuk dan terlibat dalam proses pascatranslasi. Dalam pengaturan ekspresi genetik orang sekarang mengenal RNA-mikro (miRNA) yang terlibat dalam "peredaman gen" atau gene silencing dan small-interfering RNA (siRNA) yang terlibat dalam proses pertahanan terhadap serangan virus.

Temuan terbaru menunjukkan bahwa adanya kondisi kimia yang tepat, dari rantai RNA dan reaksi spontan berkumpulnya fragmen DNA kecil menjadi tumpukan dari bagian yang sangat kecil yang mengikat dan menjadi polimer panjang. Temuan ini telah memberikan kemajuan dalam ilmu pengetahuan dari pra RNA ke dunia RNA.

Referensi


New study hints at spontaneous appearance of primordial DNA, April 7, 2015, by University of Colorado at Boulder

Jurnal Referensi


Abiotic ligation of DNA oligomers templated by their liquid crystal ordering. Nature Communications, 2015; 6: 6424 DOI: 10.1038/ncomms7424

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.