Keanekaragaman Hayati

Keanekaragaman hayati menunjukkan kekayaan dan keanekaragaman dari semua makhluk hidup. Meskipun naturalis memiliki sejarah panjang yang diubah dan mengklasifikasikan hewan, tumbuhan, jamur, dan organisme lain. Itulah keanekaragaman hayati yang berarti variabilitas total kehidupan dari tahun 1980-an. Pentingnya keanekaragaman hayati dengan cepat dikenali pada awal 1990-an, menjadi subyek perjanjian internasional seperti Convention on Biological Diversity yang diadopsi di Rio de Janeiro di tahun 1992. Sekarang, hampir 20 tahun kemudian, makin banyak bukti dari potensi dampak pemanasan global pada spesies dan ekosistem yang berbeda yang hanya mempertinggi kebutuhan untuk mengintegrasikan keanekaragaman hayati dalam kebijakan kompleks. keputusan yang terbentang di depan.
Keanekaragaman hayati biasanya dianggap pada tiga tingkatan: spesies penyelam keragaman genetik, dan ekosistem. Kategori pertama mengacu pada keragaman dan kelimpahan spesies di wilayah geografis jumlah spesies yang paling sederhana dan paling umum digunakan keanekaragaman hayati. Meskipun kecenderungan yang berfokus pada spesies, dengan mengandalkan pada spesies dan jumlah mereka saja tidak cukup jauh, masing-masing spesies terdiri dari subspesies, populasi, dan individu. Bahkan populasi banyak keputusan konservasi praktis sasaran subspesies dan populasi daripada spesies.
Kedua dan ketiga kategori keanekaragaman hayati, genetik dan ekosistem, tidak mengumpulkan sebanyak liputan media. Genetik mengacu pada variasi keanekaragaman antara dan di dalam spesies, baik antara populasi dan antar individu dalam suatu populasi. Variabel buah instalasi muncul dari mutasi pada gen, dan seleksi alam ini karakteristik adalah mekanisme utama evolusi biologis. Ekosistem atau keanekaragaman sistem mengacu pada variasi antara masyarakat dan asosiasi mereka dengan lingkungan fisik. Spesies memiliki fungsi yang berbeda dalam masyarakat mereka, beberapa dapat digantikan sementara yang lain (keystone spesies) bermain determinan dalam jaringan makanan dan tidak dapat dihapus tanpa fundamental mengubah masyarakat itu sendiri

Bagaimana keanekaragamn hayati bekerja

Ekosistem yang beragam juga umumnya memiliki tingkat relative yang tinggi dari proses ekosistem dan menghasilkan lebih banyak biomassa dari kurang beragam sistem. Namun, kenaikan tingkat proses ekosistem tidak konstan dan tampaknya relatif stabil pada tingkat rendah spesies kekayaan. Analisis eksperimental juga menunjukkan bahwa kelompok-kelompok spesies menayangkan berbagai fungsi ekosistem seperti produksi, dan daur ulang nutrisi yang penting bagi peran keanekaragaman hayati dalam ekosistem. Oleh karena itu, distribusi spesies dalam dan di antara kelompok-kelompok fungsional adalah juga menghalangi penting fungsi ekosistem. Diferensial tanggapan oleh berbagai spesies dan kelompok-kelompok fungsional ekosistem menimbulkan stabilitas.
Ketahanan ekosistem memiliki dua makna dalam ekologi. Pertama dapat didefinisikan sebagai gangguan besar yang dapat diserap oleh ekosistem sebelum perubahan ke ekuilibrium lain menyatakan. Kedua, ketahanan adalah tingkat di mana ekosistem kembali ekuilibrium setelah gangguan. Keanekaragaman jenis dapat berperan penting dalam ketahanan terhadap gangguan ekosistem.

Faktor Manusia

Penyebab utama penurunan keanekaragaman hayati kontemporer habitat perusakan dan degradasi, didorong oleh ekspansi manusia dan kegiatan. Hilangnya habitat adalah penyebab utama membahayakan manusia untuk 85 persen dari spesies yang terdaftar di bawah Species Act (ESA), undang-undang federal utama yang mengatur proteksi dan pengelolaan keanekaragaman hayati. Sering hasil dari perkotaan, pembangunan, polusi, atau fragmentasi oleh skala kecil mengganggu perkotaan bentangan. Invasif spesies penyebab kedua spesies membahayakan.
Aktivitas manusia juga menimbulkan polusi kimia dan terkontaminasi sistem alam. Sebagai contoh, perkotaan, pertanian, dan disumber industrial sering pelepasan nitrat dalam jumlah besar dan phosphates ke sistem perairan, di mana mereka menyebabkan ganggang bunga yang tersedak oksigen dan keteduhan spesies lain. Perubahan iklim global, yang disebabkan oleh akumulasi atmosfer manusia yang dihasilkan gas rumah kaca, mungkin juga hilangnya keanekaragaman hayati. Meskipun banyak spesies mempunyai kemampuan untuk beradaptasi perubahan lingkungan, perubahan iklim mungkin akan terjadi lebih santai daripada sebelumnya, perubahan iklim alam. Pergeseran suhu, dan curah hujan bisa memiliki berbagai dampak terhadap keanekaragaman hayati, termasuk perubahan dalam pola migrasi dan pembiakan, ekspansi atau kontraksi rentang spesies alam, kenaikan permukaan laut, air temperatur, dan keasaman, peningkatan penularan penyakit dan hama dan tak terduga dalam populasi dan fluktuasi kondisi habitat.

Mengintegrasikan Ekonomi dan Ekologi untuk Bantuan Pertahankan Keanekaragaman Hayati

Satu kepastian dalam menentukan jangka panjang sesuai keanekaragaman hayati adalah bahwa ekonomi dan ekologi pengorbanan yang tidak dapat dihindari. Berhasil mengidentifikasi strategi untuk melestarikan keanekaragaman hayati memerlukan ditegrating ekonomi dan ekologi, Sebagai contoh, sistematis konservasi perencanaan vation bertujuan untuk mengidentifikasi biaya yang paling efektif konservasi strategi untuk mencapai tujuan konservasi yang spesifik seperti melindungi jumlah total tertentu habitat, spesies, atau populasi, di bawah anggaran. Meskipun analisis efektivitas biaya tidak alasan alamat yang lebih luas untuk konservasi-yaitu, berapa banyak masyarakat harus berinvestasi dalam konservasi-mereka membantu meningkatkan praktis konservasi keputusan.
Penilaian keanekaragaman hayati menyoroti pentingnya ekonomi untuk masyarakat. Namun, analisis ekonomi dapat menjadi kontroversial dan, untuk beberapa orang, bahkan fundamental diterima. Manfaat konservasi dicapai dari mengalokasikan lahan untuk perlindungan dan kemudian membandingkan hasil tersebut manfaat penggunaan lahan yang sama untuk keperluan lain, seperti pertanian atau kehutanan. Tergantung relatif manfaat dan biaya, analisis tersebut dapat menyarankan bahwa semua, tidak ada, atau hanya sebagian kecil dari tanah harus dialokasikan untuk konservasi. Kapan semua atau tidak ada konservasi bukanlah satu-satunya pilihan, masih dapat dibuat untuk menghubungkan penggunaan lahan saat ini dengan tujuan konservasi yang relatif rendah pemilik tanah biaya dengan memberikan insentif ekonomi.

Glycine N-methyltransferase Adalah contoh Contoh Fungsional Diversity Peran Sebagai polycyclic hidrokarbon aromatik-MENGIKAT reseptor *

Sitokrom P-4501A1 (CYP1A1) gen diatur oleh beberapa faktor trans-acting termasuk 4 S polycyclic aromatik hidrokarbon (PAH)-binding protein, yang baru-baru ini diidentifikasi sebagai N-methyltransferase glisin (GNMT) (Raha, A., Wagner, C., Macdonald, R. G., dan Bresnick, E. (1994) J. Biol. Chem. 269, 5750 -- 5756). Peran GNMT sebagai 4 S PAH-mengikat protein menengahi induksi sitokrom P-4501A1 telah diselidiki lebih lanjut. GNMT cDNA, yang kloning ke dalam vektor pMAMneo berisi Rous sarcoma virus promotor dan gen resistensi neomisin, adalah secara stabil transfected ke indung telur hamster Cina D422 (CHO) sel. Beberapa klon positif dipilih oleh reverse transcription-polymerase chain reaction dan diuji untuk ekspresi protein rekombinan. Barat noda analisis menunjukkan ekspresi signifikan tingkat dari 4 S protein dalam transfected CHO secara stabil sel (CHO-GNMT).
Polycyclic aromatic hydrocarbon seperti B [a] P1, 3 methylcholanthrene, dan TCDD adalah polusi lingkungan yang mendatangkan berbagai beracun, teratogenic, dan karsinogenik tanggapan di terekspos hewan (1-7). Selain itu, bahan ini inducers ampuh reaksi tertentu yang biotransformation dikatalisis oleh sitokrom P-450-bergantung monooxygenases, keluarga super yang terdiri dari lebih isozymic hemoproteins dari 12 kelompok gen (8). Isozymes ini layar lebar substrat kekhususan dan memetabolisme substrat endogen baik dan xenobiotics untuk elektrofilik derivatif, beberapa di antaranya dapat berinteraksi dengan DNA, sehingga berpotensi mengaktifkan protooncogenes atau menonaktifkan gen supresor tumor.
Parsial sequencing dari 33-kDa protein 4 S menunjukkan identitasnya sebagai GNMT (S-adenosylmethionine: glisin N-methyltransferase, EC 2.1.1.20). Berdasarkan sejumlah kriteria, GNMT dan 4 S PAH-binding protein yang ditampilkan untuk menjadi satu dan protein yang sama (34).
Kami menyimpulkan GNMT yang terlibat dalam aktivasi transkripsional dari CYP1A1, sehingga memberikan alternatif, Ah reseptor-independen jalur untuk modulasi ekspresi CYP1A1 oleh tertentu PAHs, seperti B [a] P, B [e] P, dan 3-methylcholanthrene.

Bahan Dan Metode

Kimia-medium kultur jaringan, yang-minimal medium penting, serum janin sapi, gentamycin, geneticin (G418), dan Lipofectin itu dibeli dari Life Technologies, Inc sumber bahan lain adalah: [a-32P] dATP dari ICN biokimia (Irvine, CA); [3H] B [a] P
(60 Ci / mmol) dari Amersham Corp; [3H] TCDD (41 Ci / mmol) dari Chem-Syn Science Labs (Lenexa, KS); Immobilon P dari Millipore (Bedford, MA); S & S mentransfer membran dari Schleicher & Schuell (Keene, NH); BM Chemiluminescence blotting Barat kit dari Biochemica Boehringer Mannheim Corp (Indianapolis, IN); Tris, TEMED,Tween 20, B [a] P, B [e] P, 3-methylcholanthrene, TCDD, Isositrat dehidrogenase, nikotinamida, ethoxyresorufin, dan resorufin dari Sigma. Afinitas-dimurnikan antibodi terhadap Ah GNMT dan reseptor itu murah hati hadiah dari Dr Conrad Wagner (Vanderbilt University) dan Dr Bill Greenlee (University of Massachusetts Medical Center), masing-masing. Ah reseptor yang mengandung plasmid cDNA itu baik disediakan oleh Dr Chris Bradfield (University of Wisconsin). Mouse garis sel hepatoma, HEPA-1, yang digunakan sebagai kontrol positif dalam mengikat XRE percobaan.
Plasmid konstruksi dan transfection-The GNMT cDNA ini disintesis dengan RT-PCR metodologi dari hati tikus poli (A) 1 RNA persiapan.GNMT spesifik yang maju dan reverse primer adalah 59-GAGCCAGCTAGCGTCAGGATGGTGGACdan 59-TGGGAGCTCGAGCCAGGCTCAGCCTGT, masing-masing. Produk berikutnya dimurnikan dengan gel agarosa electophoresis, dan urutan ini ditunjukkan identik dengan diterbitkan GNMT cDNA (43). Dua situs kloning untuk NheI dan XhoI dimasukkan ke dalam daerah noncoding dari GNMT cDNA oleh metodologi PCR. Yang disucikan DNA beruntai ganda Produk ini diligasi ke NheI / XhoI-dicerna pMAMneo (CLONTECH, Palo Alto, CA). Plasmid membangun, pMAMneo / GNMT, berisi yang GNMT masukkan dari ukuran yang sesuai dalam arti orientasi sebagai ditentukan oleh urutan pembatasan pencernaan dan tekad. pMAMneo / GNMT adalah transfected ke sel CHO oleh Lipofectin metode. Singkat, pada hari 0, 10 mg DNA dalam 100 ml Opti-MEM aku dicampur dengan 15 ml Lipofectin reagen, dilapisi ke sekitar 2 3 105 sel dalam 2 ml serum pertumbuhan bebas menengah, dan diinkubasi selama 24 jam pada 37 ° C dalam inkubator CO2. DNS transfectants didirikan menggunakan DNA dari plasmid pMAMneo orangtua. Pada hari 1, DNAcontaining menengah digantikan oleh standar serum-termasuk pertumbuhan menengah, dan inkubasi dilanjutkan untuk tambahan 48 h. Pada hari 4, sel-sel ditempatkan dalam medium yang mengandung pilihan geneticin (0,4 mg / ml). Klon sel tunggal yang dipetik, ditanam di medium seleksi, dan diuji untuk GNMT ekspresi melalui Western blotting dan B [a] P Aktivitas mengikat. SDS-Polyacrylamide Gel Elektroforesis dan Western blotting-The transfected secara stabil klon sudah dewasa dalam medium minimal esensial mengandung 0,4 mg / ml G418, 10% dialyzed serum janin sapi, dan 1 mM deksametason.

Hasil

Kurangnya aktivitas reseptor Ah dikonfirmasi oleh fungsional assay nuklir melibatkan XRE translokasi dan mengikat eksperimen dengan GNMT CHO-sel; HEPA-1 tikus hepatoma sel digunakan sebagai kontrol positif (Gambar 6). Pembentukan dari XRE-Ah reseptor kompleks ditunjukkan dengan ekstrak dari cytosolic HEPA-1 sel yang telah diperlakukan in vitro dengan TCDD (jalur 2). Tidak kompleks seperti demonstrasi -
FIG. 3. Analisis gradien densitas sukrosa B [a] p (A) dan TCDD (B) cytosolic CHO mengikat dengan protein. The cytosolic protein (0,5-1 mg) telah diinkubasi dengan [3H] B [a] P (A) atau [3H] TCDD (B) untuk 60 menit pada 4 ° C dan selama 2 jam pada suhu kamar, masing-masing
Pembentukan reseptor XRE-Ah rumit juga dibuktikan dengan ekstrak nuklir dibuat dari HEPA-1 sel yang telah diperlakukan in vivo dengan TCDD (jalur 4). Sekali lagi, tidak kompleks seperti diamati dengan diobati TCDD-CHO-GNMT ekstrak nuklir (jalur 8).
Sel CHO-kurangnya GNMT setiap endogen Ah ekspresi reseptor dan bahwa PAH-induced ekspresi CYP1A1 terjadi melalui sebuah Ah receptorin dependent jalur.

Diskusi

Hasil sekarang menunjukkan bahwa pameran GNMT fungsi beragam, salah satunya sebagai sebuah enzim dan yang lain sebagai penggerak transkripsional. Aspek ekonomi molekuler tidak unik untuk GNMT tetapi dipakai oleh beberapa protein lain yang berfungsi sebagai enzim dan aktivator. Beberapa enzim dalam jalur glikolitik telah terbukti menjadi pengikat DNA protein (63). Sebagai contoh, 37-kDa subunit gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase juga melayani dalam perbaikan DNA sama sekali tidak terkait berfungsi sebagai DNA urasil glycosylase (64). Salah satu dari dua pengakuan primer protein yang merangsang aktivitas DNA polimerase-α dalam replikasi telah diidentifikasi sebagai 3-phosphoglycerate kinase (42).
Sebagai kesimpulan kami telah menunjukkan bahwa GNMT adalah PAH-binding protein yang menjadi perantara induksi CYP1A1 oleh Ah reseptor-jalur independen. Penyelidikan tambahan diperlukan untuk lebih memahami faktor-faktor yang mengatur.
GNMT jumlah dan karena itu dimerik mengendalikan ekspresi dari CYP1A1.