Evolusi biokimia Hubungan evolusi membuat banyak aspek biokimia gampang dimengerti Tahap 1: produksi beberapa molekul kunci kehidupan –asam nukleat, protein, karbohidrat, lipid– oleh proses nonbiologi Tahap 2: transisi dari kimia prebiotik ke sistem yang dapat memperbanyak Tahap 3: mekanisme yang melibatkan interkonversi energi dari sumber kimia atau matahari ke bentuk yang dapat digunakan untuk mendorong reaksi biokimia (jalur biosintesis) Tahap 4: evolusi mekanisme yang memungkinkan sel menyesuaikan biokimianya terhadap lingkungan berbeda KI3062 Zeily Nurachman

Tahap 1 Percobaan Urey-Miller (rekonstruksi prebiotik) KI3062 Zeily Nurachman

Molekul organik kunci yang digunakan sistem hidup KI3062 Zeily Nurachman

Tahap 2 Bagaimana sistem molekul sederhana harus ada yang kemudian berkembang menjadi sistem kimia kompleks? → Evolusi Evolusi perlu: Kemampuan mereplikasi atau mereproduksi Variasi, sistem mereplikasi harus mengalami perubahan Kompetisi KI3062 Zeily Nurachman

Evolusi dalam tabung reaksi Kondisi: prekursor banyak, tidak ada batasan waktu, tidak ada tekanan lingkungan → populasi tidak berubah Kondisi: penurunan waktu replikasi dari 20 ke 5 menit→ setelah generasi ke 75 didominasi oleh 550 basa Evolusi RNA virus bakteri Qb Replikasi dengan bantuan replikase KI3062 Zeily Nurachman

RNA, molekul awal kehidupan RNA: penting sebagai faktor keturunan, penyimpan informasi, dan promosi reaksi spesifik KI3062 Zeily Nurachman

Biosintesis basa RNA KI3062 Zeily Nurachman

Polipeptida sebagai komponen ribozim KI3062 Zeily Nurachman

Titik kritis evolusi RNA (ribozim) mempromosikan sintesis polipeptida Urutan basa dalam molekul RNA secara langsung mendikte urutan asam amino dalam polipeptida Urutan kombinasi pengkode asam amino (kode genetik) KI3062 Zeily Nurachman

KI3062 Zeily Nurachman

Kode genetik menjelaskan mekanisme evolusi KI3062 Zeily Nurachman

DNA penyimpan informasi genetik yang stabil KI3062 Zeily Nurachman

KI3062 Zeily Nurachman

Aliran informasi genetik KI3062 Zeily Nurachman

Tahap 3 Reaksi biosintesis perlu energi ATP energi mahluk hidup Awal kehidupan: ATP dibuat dari glisin fosfat dan ADP Kehidupan modern: ATP disintesis dari degradasi glukosa Sintesis ATP melibatkan pompa ion Fotosintesis: perubahan energi cahaya ke energi kimia KI3062 Zeily Nurachman

KI3062 Zeily Nurachman

KI3062 Zeily Nurachman

Asam nukleat terbungkus membran KI3062 Zeily Nurachman

Pompa ion untuk menghasilkan energi KI3062 Zeily Nurachman

Fotosintesis KI3062 Zeily Nurachman

Tahap 4 Sel harus tanggap mengatasi perubahan lingkungan yang cepat, misalnya dengan sistem induksi atau transduksi sinyal Sel harus mampu bergerak, dengan fragella atau mikrotubula Sel berinteraksi dengan sel lain untuk fungsi khusus Differensiasi sel harus berlangsung teratur KI3062 Zeily Nurachman

KI3062 Zeily Nurachman

Flagella Mikrotubula KI3062 Zeily Nurachman

Transisi unisel ke multisel pada Dictyostelium KI3062 Zeily Nurachman

Diferensiasi pada C. elegans 959 sel, 135 apotopsis KI3062 Zeily Nurachman

Penelitian organisme yang terkait manusia dengan pendekatan evolusi merupakan alat ampuh untuk mengeksplorasi semua biologi, dan pengembangan pemahaman baru fungsi manusia normal dan penyakit KI3062 Zeily Nurachman