PERUBAHAN GENETIK

Mutasi

Selama proses replikasi DNA, kadang-kadang terjadi kesalahan dalam polimerisasi untai kedua. Kesalahan ini, yang disebut mutasi, dapat memiliki dampak pada fenotipe organisme, terutama jika mereka terjadi dalam urutan pengkode protein dari gen. Tingkat kesalahan biasanya kesalahan yang sangat rendah-1 di setiap 10-100 juta basis-karena kemampuan "proofreading" dari DNA polimerase. (Tanpa proofreading tingkat kesalahan seribu kali lipat lebih tinggi, karena banyak virus bergantung pada polimerase DNA dan RNA yang kekurangan kemampuan proofreading, mereka mengalami tingkat mutasi yang lebih tinggi.) Proses yang meningkatkan laju perubahan dalam DNA disebut mutagenik: bahan kimia mutagenik mempromosikan kesalahan dalam replikasi DNA, sering dengan mengganggu struktur dasar-pasangan, sedangkan radiasi UV menginduksi mutasi dengan menyebabkan kerusakan pada struktur DNA. Kimia kerusakan DNA terjadi secara alami juga, dan sel-sel menggunakan mekanisme perbaikan DNA untuk memperbaiki ketidaksesuaian dan istirahat dalam DNA-bagaimanapun, perbaikan kadang-kadang gagal untuk kembali DNA untuk urutan aslinya.
Dalam organisme yang menggunakan DNA kromosom silang pertukaran dan gen bergabung kembali, kesalahan dalam keselarasan selama meiosis juga dapat menyebabkan mutasi. Kesalahan dalam pindah silang terutama mungkin ketika urutan yang sama menyebabkan kromosom mitra untuk mengadopsi keselarasan salah; ini membuat beberapa daerah dalam genom lebih rentan untuk bermutasi dengan cara ini. Kesalahan ini membuat perubahan struktural besar dalam urutan DNA-duplikasi, inversi atau penghapusan seluruh daerah, atau disengaja bertukar seluruh bagian antara kromosom yang berbeda (disebut translokasi).

Seleksi alam dan evolusi

Mutasi mengubah suatu genotipe organisme dan kadang-kadang ini menyebabkan fenotipe yang berbeda untuk muncul. Kebanyakan mutasi memiliki sedikit efek pada fenotipe organisme, kesehatan, atau kebugaran reproduksi. Mutasi yang memiliki efek biasanya merusak, tapi kadang-kadang beberapa dapat bermanfaat. Studi pada lalat Drosophila melanogaster''''menunjukkan bahwa jika mutasi perubahan protein yang dihasilkan oleh gen, sekitar 70 persen dari mutasi ini akan berbahaya dengan sisanya menjadi salah netral atau lemah menguntungkan.
Genetika populasi studi distribusi perbedaan genetik dalam populasi dan bagaimana distribusi ini berubah seiring waktu. Perubahan frekuensi alel dalam suatu populasi terutama dipengaruhi oleh seleksi alam, dimana alel tertentu memberikan keuntungan selektif atau reproduksi organisme, serta faktor-faktor lain seperti pergeseran genetik, seleksi buatan dan migrasi.
Selama banyak generasi, genom organisme dapat berubah secara signifikan, sehingga fenomena evolusi. Seleksi untuk mutasi yang menguntungkan dapat menyebabkan spesies berevolusi menjadi bentuk lebih mampu bertahan dalam lingkungan mereka, proses yang disebut adaptasi. Spesies baru terbentuk melalui proses spesiasi, sering disebabkan oleh pemisahan geografis yang mencegah populasi dari bertukar gen dengan satu sama lain. Penerapan prinsip-prinsip genetik untuk penelitian biologi populasi dan evolusi disebut sebagai sintesis modern.
Dengan membandingkan homologi antara genom spesies yang berbeda adalah mungkin untuk menghitung jarak evolusi antara mereka dan ketika mereka mungkin telah menyimpang (disebut jam molekuler). Perbandingan genetik umumnya dianggap metode yang lebih akurat dari karakteristik keterkaitan antara spesies dari perbandingan karakteristik fenotipik. Jarak evolusi antara spesies dapat digunakan untuk membentuk pohon evolusi - pohon ini merupakan keturunan umum dan divergensi spesies dari waktu ke waktu, meskipun mereka tidak menunjukkan transfer materi genetik antara spesies yang tidak berhubungan (dikenal sebagai transfer gen horizontal dan paling umum pada bakteri ).