Arti Keaneka Ragaman Hayai, Bagaimana Cara Kerjanya dan Apa Saja Yang Melingkupi Keanekaragaman Hayati

Keanekaragaman hayati, atau keanekaragaman hayati, menunjukkan kekayaan dan keanekaragaman dari semua makhluk hidup. Pentingnya keanekaragaman hayati dengan cepat dikenali, dan oleh perjanjian internasional seperti the Convention on Biological Diversity adopted in Rio de Janeiro in Convention on Biological Diversity yang diadopsi di Rio de Janeiro di 1992. 1992. Sekarang, hampir 20 tahun kemudian, makin banyak bukti dari potensi dampak pemanasan global pada spesies dan ekosistem yang berbeda 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 dalam keanekaragaman hayati.

Kedua dan ketiga kategori keanekaragaman hayati, genetik dan ekosistem, tidak mengumpulkan sebanyak liputan media. Genetic 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 comunitas masyarakat dan asosiasi mereka dengan lingkungan fisik.

Bagaimana kerja Keanekaragaman Hayati (Biodiversity)

Ekologi umumnya mempertimbangkan untuk meningkatkan kekayaan spesies ekosistem produktivitas, stabilitas, dan ketahanan. Hasil dari lapangan jangka panjang experimen menunjukkan bahwa meskipun kekayaan spesies dan hasil persaingan antarspesies dapat menyebabkan fluktuasi spesies individu populasi, keragaman cenderung meningkatkan stabilitas produktif ekosistem secara keseluruhan. Konsep ini mirip dengan portofolio yang dalam ilmu ekonomi, yang mengilustrasikan bagaimana diversifikasi saham portofolio dapat secara efektif menghilangkan risiko spesifik saham pada kembali. Seperti saham, tingkat pengembalian (yaitu, biomassa dalam produksi primer) Wegener diciptakan oleh berbagai spesies tanaman berkorelasi tidak sempurna. Rather, Dari pada perubahan dalam produksi biomassa oleh beberapa spesies yang terkait dengan perubahan berbeda dalam produksi biomassa spesies lain.Dengan kata lain, sejumlah besar spesies bertindak sebagai penyangga terhadap productivitas pengurangan dalam setiap satu spesies, dan ekosistem dengan jumlah lebih besar spesies mengalami fluktuasi yang lebih sedikit produksi biomas.

Ketahanan ekosistem memiliki dua makna dalam ekologi. Pertama, resilience 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.

Beberapa komponen keanekaragaman spesies menentukan efek dalam ekosistem yang sebenarnya. Ini termasuk jumlah spesies, mereka kelimpahan relatif, spesies tertentu sekarang, interaksi di antara spesies, dan variasi spasial dan temporal com iniponents.Saat ini pengetahuan tentang konsekuensi dari keanekaragaman hayati kerugian dalam ekosistem sebenarnya terbatas, terutama ketika mempertimbangkan besar perubahan ekosistem dan keanekaragaman hayati.

Amerika Serikat memiliki warisan alam yang kaya untuk yang ukuran besar bangsa dan ekstensif variasi iklim, topografi, danbiota di wilayah yang berbeda semua berkontribusi. Kebanyakan spesies yang hidup di Amerika Serikat sangat terkenal dan telah di katalog, yang secara resmi makrobiotik. Around 140,000 US species are currently Sekitar 140.000 spesies AS saat ini dijelaskan dari taksonomi terkenal kelompok, termasuk lebih dari 96.000 serangga, sekitar 15.000 tanaman berbunga, hampir 10.000 Crustacea, lebih dari 1.100 ikan, lebih dari 500 burung, dan lebih dari 400 mamalia.Dalam Amerika Serikat, kekayaan spesies cenderung lebih besar dalam daerah selatan dan berkurang secara bertahap ke arah utara. Serupa gradien longitudinal diamati dalam keanekaragaman hayati global: kekayaan spesies meningkat dari kutub ke khatulistiwa. Besar negara bagian dengan terikat Aries yang mencakup beragam ekosistem cenderung berisi jumlah lebih besar spesies.Spesies endemik yang hanya ada di dalam wilayah terbatas Umumnya, negara dengan fitur geografis yang berbeda cukup terisolasi dari daerah sekitarnya cenderung memiliki banyak spesies endemik.

Kepunahan spesies adalah contoh paling konkret hilangnya keanekaragaman hayati. Oleh definisi, suatu spesies menjadi punah bila anggota terakhir meninggal.Sebuah spesies menjadi punah di alam liar saat satu satunya milik individu-individu hidup spesies yang dipelihara dalam lingkungan yang tidak alami, seperti kebun binatang.

Teori ekologi menunjukkan bahwa beberapa faktor yang berkontribusi pada kerentanan spesies tertentu kepunahan.Spesies yang paling rentan terhadap kepunahan meliputi organisme besar; spesies tinggi makanan; spesies dengan rentang populasi kecil atau populasi ukuran; spesies yang telah berevolusi dalam isolasi; spesies dengan sedikit pengalaman lutionary gangguan; spesies dengan penyebaran miskin atau penjajahan kemampuan; migrasi spesies, dan spesies bersarang atau mereproduksi dalam koloni. Banyak pulau dan spesies endemik lokal berbagi beberapa karakteristik di atas.

Faktor Manusia

Penyebab utama penurunan keanekaragaman hayati kontemporer habitat perusakan dan degradasi, didorong oleh ekspansi populasi dan kegiatan manusia. Hilangnya habitat adalah penyebab utama membahayakan ment untuk 85 persen dari spesies yang terdaftar di bawah Endangered Species Act (ESA), undang-undang federal utama yang mengatur perlindungan dan pengelolaan keanekaragaman hayati.

Aktivitas manusia juga menimbulkan polusi kimia dan contaminasi. Sebagai contoh, perkotaan, pertanian, dan disumber dustrial sering ada pelepasan nitrat dalam jumlah besar dan fosfat ke sistem perairan, di mana mereka menyebabkan ganggang bunga yang tersedak oksigen dan keteduhan spesies lain. Namun, peraturan di Amerika Serikat telah menurunkan banyak konsentrasi industri polutan dari titik sumber ke tingkat terendah sejak engukuran dimulai.

Mengintegrasikan Ekonomi dan Ekologi untuk Membantu

Memperahankan Keanekaragaman Hayati

Penilaian keanekaragaman hayati menyoroti pentingnya ekonomi untuk masyarakat. Namun, analisis ekonomi dapat menjadi kontroversial dan, untuk beberapa orang, bahkan fundamental diterima. Ketidaksepakatan adalah secara resmi ketika valuasi ekonomi dan argumen yang digunakan untuk menangani perlindungan spesies dan, secara bergantian, keputusan banyak kasus, nilai ekonomi dari keanekaragaman hayati terkait dengan kami kehidupan sehari-hari daripada spesies keberadaan atau kepunahan.

Ketimbang mengambil begitu saja bahwa keanekaragaman hayati seharusnya atau harus tidak dapat dipertahankan, ekonomi menyediakan kerangka kerja yang sistematis sebagai biodiversity sess yang terlibat dalam keputusan mengenai keanekaragaman hayati. Sebagai contoh, dimungkinkan untuk memperkirakan tingkat 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 Sebuah Contoh Keanekaragaman Fungsional Berperan Sebagai suatu polycyclic hidrokarbon aromatic-Reseptor pengikat

Sitokrom P-4501A1 (CYP1A1) gen diatur oleh beberapa faktor yang bekerja termasuk 4 S polycyclic aromatik hidrokarbon (PAH)-binding protein, yang baru-baru ini diidentifikasi sebagai N-methyltransferase glisin (GNMT). Peran GNMT sebagai 4 S PAH-binding protein dalam menengahi induksi sitokrom P-4501A1 telah diteliti lebih lanjut. GNMT cDNA, yang clone menjadi vektor pMAMneo berisi virus Rous sarcoma promotor dan gen resistensi neomisin, itu secara stabil transfected ke ovarium D422 hamster cina (CHO) sel. Beberapa klon positif dipilih oleh reverse transcription-polymerase chain reaction dan diuji untuk ekspresi protein rekombinan. Analisis Blot Western menunjukkan tingkat ekspresi signifikan dari 4 S protein dalam sel CHO transfected stabil (CHO-GNMT). Persiapan Cytosolic dari CHO-GNMT menunjukkan tingginya benzo [a] pyrene (B [a] P) yang mengikat tapi tidak 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioksin (TCDD) yang aktif mengikat bila dibandingkan dengan klon transfected dengan faktor pMAMneo saja (CHO-neo) atau sel parental CHO. TCDD tidak menginduksi ekspresi gen CYP1A1 dalam sel-sel ini. B [a] P diperlakukan CHO-GNMT, diketahui 4 S protein, juga menunjukkan CYP1A1 protein melalui Western blotting dan memprlihatkan ethoxyresorufin-O-deethylase; baik CHO-neo atau sel parental CHO positif untuk setiap tindakan tersebut.

Polycyclic aromatic hydrocarbon seperti B [a] P1, 3-methylcholanthrene, dan TCDD adalah polutan lingkungan yang mendatangkan berbagai beracun, teratogenic, dan karsinogenik yang diterima oleh hewan. Selain itu, bahan ini adalah inducers ampuh biotransformation terhadap reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh sitokrom P-450 yang tergantung monooxygenases, keluarga super isozymic hemoproteins terdiri dari lebih dari 12 kelompok gen. Isozymes ini menampilkan kekhususan memetabolisme substrat endogen baik substrat dan xenobiotics untuk elektrofilik derivatif, beberapa di antaranya dapat berinteraksi dengan DNA, sehingga berpotensi mengaktifkan protooncogenes atau menonaktifkan gen pemicu tumor.

Suatu sitokrom P-450 dipicu oleh B [a] P, 3-methylcholanthrene, atau TCDD adalah CYP1A1, yang sebagian bertanggung jawab atas pengaktifan untuk peralihan karsinogenik PAHs. Induksi ini diperantarai oleh reseptor seperti reseptor Ah (atau dioxin reseptor, 8 S protein). Mekanisme media reseptor Ah ditandai yang terbaik dan paling luas diterima PAH-model untuk ekspresi induksi CYP1A1. Setelah ligan mengikat, Ah reseptor yang mengalami transformasi bergantung pada suhu disertai oleh translokasi ke nukleus tempat reseptor ligan mengikat cis-elemen kompleks tertentu (juga dikenal sebagai XREs dan Dres) terdapat di 5'-daerah dari CYP1A1 dan beberapa gen lain dalam gen pengisi Ah. Hasil dari interaksi tersebut adalah aktivasi transkripsi gen responsif Ah.

Bukti yang telah dipublikasikan menunjukkan bahwa tikus induksi CYP1A1 setelah pengobatan dengan PAHs, seperti B [a] P atau B [e] P, mungkin memerlukan reseptor-Ah jalur independen dimediasi oleh protein reseptor cytosolic lain, 4 S PAH - binding protein. Baik Ah reseptor dan 4 S PAH-binding protein mengikat ligan berbeda menunjukkan kekhususan, dengan 3-methylcholanthrene berinteraksi dengan keduanya.

Peruntunan parsial 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-mengikat protein yang ditampilkan untuk menjadi satu dan menjadi protein yang sama (34).

Kami menyimpulkan GNMT terlibat dalam aktivasi transkripsional dari CYP1A1, sehingga memberikan alternatif, Ah reseptor-mempunayi jalur tersendiri untuk modulasi ekspresi CYP1A1 oleh tertentu PAHs, seperti B [a] P, B [e] P, dan 3-methylcholanthrene.

BAHAN DAN METODE

Kultur jaringan media, α-minimal esensial media, serum janin sapi, gentamycin, geneticin (G418), dan Lipofectin tersebut dibeli dari Life Technologies, Inc Kode sumber dari bahan-bahan lain: [α-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 Boehringer Mannheim Biochemica Corp (Indianapolis, IN); Tris, TEMED, Tween 20, B [a] P, B [ e] P, 3-methylcholanthrene, TCDD, Isositrat dehidrogenase, nikotinamida, ethoxyresorufin, dan resorufin dari Sigma. Ah reseptor yang mengandung plasmid cDNA ini baik yang disediakan oleh Dr Chris Bradfield (University of Wisconsin).

GNMT cDNA ini disintesis oleh RT-PCR metodologi dari hati tikus poli (A) + RNA persiapan. GNMT spesifik yang maju dan reverse primer adalah

5'-GAGCCAGCTAGCGTCAGGATGGTGGAC dan

5' TGGGAGCTCGAGCCAGGCTCAGCCTGT, masing-masing. Produk ini selanjutnya dimurnikan dengan gel agarosa electophoresis, dan urutan ini ditunjukkan untuk menjadi identik dengan diterbitkan GNMT cDNA. Dua kloning NheI andXhoI situs untuk dimasukkan ke dalam daerah di noncoding cDNA GNMT 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 GNMT masukkan dari ukuran yang sesuai dalam arti orientasi seperti yang ditentukan oleh urutan pembatasan pencernaan dan tekad. DNS transfectants didirikan menggunakan DNA dari plasmid pMAMneo orangtua. Pada hari 1, DNA mengandung menengah digantikan oleh standar pertumbuhan serum-termasuk 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 kegiatan mengikat.

Aktivitas mengikat tertentu dinilai oleh gradien sukrosa analisis seperti yang dijelaskan sebelumnya (25). Secara singkat, 100.000 × g supernatant fraksi (0,5-1 mg protein) telah diinkubasi dengan 10 nm [3H] B [a] P atau [3H] TCDD selama 1 jam pada 4 ° C dan 2 jam pada suhu kamar, masing-masing, dengan atau tanpa kelebihan 200-kali lipat dari unlabeled ligan.

4 S PAH-binding protein diidentifikasi sebagai GNMT berdasarkan beberapa kriteria termasuk pemurnian, pengurutan, immunoprecipitation dari aktivitas mengikat PAH poliklonal antibodi untuk GNMT, dan copurification dari dua protein dalam berbagai sel dan jaringan. Penelitian ini dirancang untuk memperkenalkan GNMT gen ke dalam sel yang tidak memiliki kemampuan untuk mengekspresikan protein ini serta reseptor Ah. Sel-sel ini kemudian akan menyediakan model biologis yang cocok untuk menguji induksi oleh PAHs seperti B [a] P dan 3-methylcholanthrene. Hasil studi ini memberikan informasi langsung tentang peran fungsional sebagai GNMT PAH-binding protein yang dapat menengahi ofCYP1A1 induksi. Dalam penyelidikan sekarang, secara stabil GNMT ini diperkenalkan ke CHO (D422) sel-sel, yang tidak memiliki ekspresi endogen protein ini serta reseptor Ah, dengan menggunakan plasmid yang berisi virus Moloney ulangi terminal lama sebagai promotor dan dipamerkan neomisin perlawanan sebagai penanda seleksi. Jika hipotesis GNMT, i.e. 4 S PAH-binding protein, sebagai mediator dari PAH-induksi ekspresi CYP1A1 berlaku, sistem sekarang harus menanggapi B [a] P dalam cara yang sesuai. Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa pengenalan ekspresi GNMT ke sel CHO ini pada kenyataannya tidak menyebabkan PAH-induksi ekspresi CYP1A1. Selanjutnya, penafsiran ini diperkuat oleh tidak adanya tingkat dideteksi Ah reseptor dalam baris sel ini. Kami juga telah tidak dapat mendeteksi setiap mRNA untuk Ah reseptor pada orangtua, vektor-berubah, atau pMAMneo / GNMT-sel berubah (data tidak ditampilkan), juga telah kami mendeteksi setiap TCDD mengikat mengikat dan kegiatan XRE dibuktikan dalam sel-sel ini.

GNMT memiliki pengikatan nukleotida daerah dan telah diterjemahkan dalam inti hati tikus oleh berbagai teknik imunohistokimia. GNMT juga telah diusulkan sebagai ekspresi gen modulater oleh metilasi dari substrat yang belum teridentifikasi. Bisa dibayangkan bahwa GNMT dapat bertindak secara tidak langsung dalam modulasi B [a] P-induksi CYP1A1 oleh ungkapan yang tidak dikenal methylating substrat yang dapat mempengaruhi gen ini, karena hypermethylation telah ditunjukkan oleh banyak laboratorium untuk mempengaruhi aktivitas gen.

GNMT adalah mengikat protein yang menjadi perantara induksi CYP1A1 oleh Ah reseptor-jalur independen. Penyelidikan tambahan diperlukan untuk lebih memahami faktor-faktor yang mengatur jumlah dan karena itu dimer GNMT mengendalikan ekspresi CYP1A1.