Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Misteri Ilmiah 60 Tahun Tentang Replikasi DNA Terpecahkan

Selama 60 tahun terakhir, para ilmuwan telah mampu mengamati bagaimana dan kapan informasi genetik direplikasi, menentukan keberadaan "program waktu replikasi," sebuah proses yang mengontrol kapan dan dalam urutan apa segmen DNA bereplikasi. Namun, para ilmuwan masih tidak dapat menjelaskan mengapa urutan waktu tertentu seperti itu ada. Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada 23 April 2021, di Science, Dr. David Gilbert dan timnya telah menjawab pertanyaan berusia 60 tahun ini.

“Mengapa sel peduli dengan urutan replikasi DNA?” tanya ilmuwan utama Dr. Gilbert. “Bagaimanapun – semua sel perlu mereplikasi semua DNA mereka. Hipotesis kami adalah bahwa bukan hanya DNA yang bereplikasi, tetapi semua molekul pengatur yang membaca DNA juga bereplikasi.” Dr. Gilbert lebih lanjut berhipotesis bahwa mungkin ada tujuan di balik program dan proses waktu replikasi karena "alam tidak akan menyia-nyiakan kesempatan ini untuk mengontrol bagaimana DNA dibaca.".

IMAGES
Gambar: caiherang.com

“Waktu di mana Anda mereplikasi memberikan waktu yang ideal untuk memilih apakah akan mempertahankan semua faktor regulasi dan melanjutkan interpretasi fungsional yang sama dari informasi dalam DNA atau mengubahnya untuk mendapatkan fungsi baru,” jelas Dr. Gilbert.

Selama 13 tahun terakhir, Dr. Gilbert dan timnya menunjukkan bahwa setiap jenis sel memiliki program waktu replikasi yang unik dan bahwa sel yang sakit memiliki perubahan yang berbeda dalam program tersebut. Dalam studi ini, Dr. Gilbert dan timnya melihat bagaimana perubahan dalam program waktu replikasi berdampak pada pengemasan DNA dengan faktor regulasinya, yang secara kolektif dikenal sebagai epigenom. Epigenom adalah faktor pengatur yang diyakini mengontrol "identitas" sel, dan fungsi yang akan dilakukan sel.

Dengan menghilangkan protein yang disebut RIF1, yang membantu mengatur replikasi DNA, mereka menemukan bahwa program replikasi sangat parah dan kadang-kadang, hampir sepenuhnya hilang sehingga semua segmen kromosom bereplikasi pada waktu yang berbeda di sel yang berbeda. Tanpa RIF1, jika sel dicegah untuk mereplikasi DNA, epigenomnya baik-baik saja. Namun, segera setelah DNA mulai bereplikasi, molekul pengatur yang berasosiasi dengan DNA menjadi salah tergabung dan memburuk dengan setiap putaran replikasi DNA. Akhirnya, lipatan 3 dimensi dari kromosom juga diubah.

Dr Gilbert menyarankan bahwa ketika epigenom terganggu dengan mengubah program waktu replikasi, sel-sel mungkin tidak lagi melakukan fungsi normalnya, atau mereka mungkin melakukan fungsi yang tidak sesuai. Fungsi-fungsi yang tidak tepat ini dapat berdampak besar dan negatif pada kesehatan seseorang.

“Kami dan yang lain telah menunjukkan sebelumnya bahwa program ini diubah pada banyak penyakit,” kata Dr. Gilbert. "Laboratorium kami baru-baru ini menunjukkan pola spesifik dari perubahan waktu yang dikaitkan secara statistik dengan hasil yang buruk pada leukemia pediatrik, dan dalam penelitian lain dengan penyakit penuaan dini."

Dengan demikian, program waktu replikasi menyediakan genre baru jalur molekuler dan biomarker yang mengarah ke dan mengidentifikasi keadaan penyakit. Hal ini dapat menyebabkan diagnosis lebih awal dan prognosis yang lebih akurat untuk pasien.

Sementara pekerjaan Dr. Gilbert telah menjawab satu pertanyaan penting, dia tidak berencana untuk berhenti di sini. “Kami berpikir bahwa epigenom… tidak [hanya] penting bagi sel untuk mempertahankan identitasnya, tetapi kami berhipotesis bahwa sangat penting bagi sel untuk berubah menjadi tipe sel lain.”

Pengujian hipotesis ini sangat penting untuk bidang penelitian sel punca dan aplikasi terapi sel punca. Dr. Gilbert saat ini menggunakan sel induk manusia untuk menguji bagaimana waktu replikasi yang terganggu mempengaruhi perkembangan sel-sel ini menjadi sel hati, sel jantung, dan neuron. Hasil dari penelitian ini akan memberikan informasi yang berharga untuk studi kesehatan dan penyakit manusia di masa depan.

 

 

 

Powered By NagaNews.Net