Genetic Structure of Populations (Genetika Populasi)

STRUKTUR GENETIK PADA POPULASI Genetika Populasi Genetika Populasi adalah cabang dari ilmu genetika yang terfokus pada sifat turun temurun yang muncul pada populasi (kumpulan dari individu). Populasi genetik mempelajari tentang populasi konstitusi genetika yang berubah dari generasi ke generasi berikutnya. Sifat turun-temurun berubah seiring dengan peristiwa evolusi.

Populasi dan Gen Pools Pada suatu evolusi, unit yang bersangkut paut adalah populasi. Populasi adalah kumpulan dari individu-individu yang dihubungkan oleh ikatan perkawinan dan induk, dengan kata lain populasi adalah kumpulan dari individu-individu yang sejenis (1 spesies). Ikatan dari induk yang menghubungkan antar anggota pada populasi yang sama selalu ada, tetapi perkawinan selalu tidak ada pada organisme yang reproduksinya secara aseksual. Populasi mendelian adalah kumpulan dari interbreeding, individu yang melakukan reproduksi secara seksual dimana populasi mendelian adalah reproduksi yang melibatkan kematangan individu. Individu bukan merupakan unit yang relevan pada evolusi karena genotip pada individu tidak dapat berubah selama hidupnya, bahkan individu bersifat ephemeral. Populasi, dengan kata lain, telah terjadi kesinambungan dari generasi ke generasi. Kelangsungan dari populasi diatur oleh mekanisme hereditas biologi. Populasi mendelian berfokus pada spesies. Spesies adalah unit evolusi yang bebas. Perubahan genetik menempati pada populasi lokal dapat dikembangkan ke semua anggota spesies yang berbeda. Spesies tidak selalu didistribusikan secara homogen tetapi mereka dapat lebih bertahan hidup atau kurang pada populasi lokal. Populasi lokal adalah suatu grup dari individu-individu yang memiliki spesies yang sama, bersama pada wilayah yang sama. Konsep dari “gen pools” sangat menguntungkan untuk mempelajari evolusi. Gen pools adalah pengumpulan dari genotip yang semua individual di sebuah

populasi untuk organisme diploid. Gen pools pada sebuah populasi dengan N individual terdiri dari 2N haploid genom.

Variasi Genetik Dan Evolus Kehadiran variasi genetik merupakan kondisi penting yang dibutuhkan untuk evolusi. Kehadiran dari variasi hereditas pada populasi alami merupakan titik awal dari pendapat Darwin tentang evolusi melalui suatu proses seleksi alam. Darwin berpendapat bahwa beberapa variasi hereditas alami mungkin dapat lebih menguntungkan daripada yang lainnya dalam hal bertahan hidup dan reproduksi dalam masa hidupnya. Organisme mempunyai barbagai keuntungan antara lain dapat lebih bertahan hidup dan bereproduksi daripada organisme yang tidak seperti mereka. Konsekuensinya, berbagai variasi yang berguna akan terjadi dengan lebih sering melalui generasi, sedangkan variasi yang berbahaya atau kurang/jarang digunakan akan tereliminasi. Hal ini adalah proses seleksi alam yang memainkan peran utama dalam evolusi. Korelasi langsung yang muncul adalah rata-rata peningkatan kemapuan populasi pada setiap waktu adalah sebanding dengan kemampuan variasi genetik pada waktu tersebut. Dengan sejumlah besar lokus variabel (berubah-ubah) dan lebih banyak alela yang ada pada masing-masing lokus variabel, maka semakin besar kemungkinan perubahan frekuensi beberapa alela kepada lainnya. Hal ini dibutuhkan, karena akan ada seleksi untuk merubah beberapa sifat dan variasi tersebut akan sesuai dengan perubahan sifat yang terseleksi tersebut.

Frekuensi Genotip Gen Variasi dalam kelompok gen adalah ekspresi dalam tiap hubungan frekuensi genotip atau frekuensi fenotip. Dicontohkan dalam mempelajari golongan darah M-N. Disana ada 3 golongan darah, M, N dan MN, yang mana ditentukan oleh 2 alela LM dan LN, pada satu lokus. Penelitian pada 730 orang aborigin australia diketahui sebagai berikut: 22 memiliki gologan darah M, 216 memiliki golongan darah MN dan 492 memilki

golongan darah N. Frekuensi dari golongan darah dan genotip yang sesuai dihasilkan dengan membagi angka dari setiap macam penelitian dari jumlah total. Contoh frekuensi dari golongan darah M adalah 22/730 = 0,030. Kita bisa menjelaskan variasi pada gen lokus M-N di dalam kelompok orang ini yang mempunyai frekuensi dari 3 genotip. Jika kita menganggap bahwa 730 individu dari sampel yang acak dari suku aborigin Australia, kita dapat memperoleh frekuensi yang diamati sebagai karakteristik dari orang aborigin australia secara umum, sebuah sampel acak mewakili atau tidak bias (tidak condong pada suatu kesimpulan tertentu) dari suatu populasi. Sesuai dengan beberapa tujuan untuk menjelaskan variasi pada sebuah lokus yag tidak menggunakan frekuensi genotip tetapi frekuensi alela. Frekuensi alela dapat dihitung dari tiap angka genotip yang telah diteliti atau dari frekuensi genotip. Untuk menghitung frekuensi alel secara langsung dari jumlah genotip, kita hitung secara sederhana jumlah waktu setiap alel yang ditemukan dan membaginya dengan jumlah total gen pada sampel. Frekuensi alel dapat juga dihitung dari frekuensi genotip dengan mengamati sebelum dua gen homozigot diberikan, sebaliknya hanya setengah gen hetrozigot yang diberikan. Frekuensi sebuah alel ini adalah frekuensi individu homozigot untuk alel tersebut ditambah setengah frekuensi heterozigot

untuk

alel

tersebut.

Frekuensi

genotip

diperoleh

dengan

memisahkan/memutuskan beberapa kali masing-masing genotip yang diamati dengan jumlah total genotip. Frekuensi alel juga dapat dihitung dengan menambahkan beberapa kali masing-masing alel yang muncul dan memisahkannya dengan jumlah total gen pada sampel. Umumnya, jika jumlah dari alel yang berbeda adalah k, maka jumlah genotip yang mungkin berbeda adalah k(k+1)/2.

Dua Model Struktur Populasi Berdasarkan model klasik, kumpulan gen dari sebuah populasi terdiri dari lokus-lokus, lokus pada alel tipe liar (normal) mempunyai frekuensi yang sangat dekat dengan 1, ditambah beberapa alela yang muncul karena mutasi tetapi tetap

menjaga frekuensi rendah karena seleksi alami. Individu tipe khusus akan bersifat homozigot dengan alela tipe liar yang dekat pada tiap lokus, tetapi beberapa lokus akan heterozigot terhadap alela tipe liar dan mutan. Genotip ideal “normal” akan menjadi individu yang homozigot terhadap alel tipe liar pada setiap lokus. Evolusi akan terjadi karena pada waktu tertentu alel tertentu akan muncul oleh karena mutasi. Melalui seleksi alam mutan yang benefisial (tertentu) akan mengalami kenaikan frekuensi secara bertahap dan menjadi alel tipe liar baru, dengan pembentuk alel tipe liar akan dikurangi menjadi frekuensi yang sangat rendah. Menurut model keseimbangan, sering tidak ada alel tipe liar tunggal. Sebagian besar lokus terdiri dari kesatuan alel dengan frekuensi yang beraneka ragam.Oleh karena itu, beberapa individu bersifat heterozigot pada sebuah proporsi besar lokuslokus tersebut. Di dalamnya tidak ada genotip tunggal atau ideal, populasi terdiri dari kesatuan genotip yang berbeda dari setiap lokus tetapi diadaptasi pada sebagian besar lingkungan populasi. Model seimbang menunjukkan evolusi sebagai proses perubahan bertahap pada frekuensi dan berbagai jenis alel pada banyak lokus. Alel tidak berpindah ketika diisolasi. Kemampuan suatu alela tergantung pada eksistensi alella yang lain dalam suatu genotip. Sejumlah sekumpulan alella pada berbagai lokus yang diadaptasikan dengan sekumpulan alella pada lokus lain karena itu perubahan alella pada suatu lokus diikuti perubahan alella pada lokus lainnya. Bagaimanapun seperti halnya model klasik, model keseimbangan menerima bahwa banyak mutan yang tidak terkondisikan berbahaya ke karier mereka. Alella yang hilang ini tereliminasi atau tetap tersimpan pada frekuensi rendah melalui seleksi alam, tetapi hanya terjadi pada yang kedua, yaitu arah evolusi yang negatif.

Variasi yang Tampak Variasi individu adalah suatu fenomena yang menyolok ketika organisme dari spesies yang sama diuji coba secara hati-hati. Populasi manusia contohnya, menunjukkan variasi pada bentuk wajah, pigmen kulit, warna rambut, dan bentuk

tubuh, tinggi dan berat badan, golongan darah dan hal lainnya. Tanaman biasanya berbeda pada bunga dan warna biji dan juga pada bentuknya, begitu juga pada pertumbuhannya. Sesuatu hal yang sulit adalah tidak dapat didapatkan secara jelas berapa banyak variasi morfologi yang sesuai dengan variasi genetik dan berapa banyak efek dari lingkungan. Muncul indikasi bahwa variasi genetik berasal dari eksperimen seleksi buatan. Pada seleksi buatan ini individu dipilih untuk dikawinkan dengan individu dari generasi berikutnya yang menunjukkan ekspresi terbesar dari karakter yang diinginkan. Jika populasi yang diseleksi berubah maka jelas bahwa organisme asal telah mengandung variasi genetik yang menjadi ciri bawaan.

Masalah Pengukuran Variasi Genetik Fakta menyebutkan dalam bagian sebelumnya bahwa variasi genetik menyatu di dalam populasi-populasi alami, oleh sebab itu ada banyak kesempatan untuk perubahan evolusioner. Pemecahan dari permasalahan untuk dapat melakukan tujuan menemukan proporsi ukuran dari gen polimorf dari populasi menjadi mungkin dengan adanya penemuan pada molekuler genetik. Sekarang ini dikenal bahwa informasi pengkode genetik dalam rangkaian nukleotida. Pada DNA dalam struktur gen diterjemahkan dalam sebuah rangkuman dari asam amino yang membentuk sebuah polipeptida. Kita dapat memilih untuk mempelajari rentetan protein tanpa mengetahui apakah tidak mereka berbeda dalam sebuah populasi sebelumnya. Rangakain protein dengan berbagai variasi menggambarkan sample netral dari semua struktur gen dalam organisme. Jika sebuah protein ditemukan sama di antara individu, ini berarti bahwa pengkodean gen untuk protein juga sama, jika proteinnnya berbeda kita mengetahui bahwa gen ini berbeda dan kita dapat mengukur bagaimana perbedaannya, berapa banyak bentuk protein yang ada dan dalam frekuensi apa. Mempelajari langsung rangkaian nukleotida dari sample gen juga sebuah kemungkinan untuk memecahkan masalah.

Penghitungan Variasi Genetik Mulai awal tahun 1950 ahli biokimia telah mengetahui bagaimana cara memperoleh rantai asam amino dari protein. Hal yang sulit adalah memperoleh rantai asam amino dari single protein karena akan membutuhkan waktu beberapa bulan bahkan beberapa tahun untuk mengerjakannya. Untungnya, ada sebuah teknik gel elektroforesis sehingga memungkinkan untuk mempelajari variasi protein dengan hanya mengetahui investasi dari waktu dan ruang. Sejak tahun 1960, diperoleh taksiran untuk variasi genetik pada suatu populasi alami untuk bebarapa organisme dengan menggunakan gel elektroforesis. Teknik elektroforesis menunjukkan genotip dari individu, misalnya berapa yang homozigot, berapa yang heterozigot dan bagaimana untuk alelanya. Untuk memperoleh perkiraan jumlah variasi dalam suatu populasi, kira-kira 20 lokus gen atau lebih biasanya dipelajari. Hal ini diperlukan untuk meringkas informasi yang dibutuhkan untuk semua lokus dengan cara yang simple yang akan mengekpresikan tingkat perbedaan dari populasi dan akan dibandingkan dari satu populasi dengan populasi lainnya. Hal ini dapat diselesaikan dengan berbagai cara tapi dua langkah dari variasi genetik yang umum digunakan: polimorfisme dan heterozigositas.

Polymorphism and Heterozygosity Polimorfisme populasi merupakan ketidaktepatan kadar variasi genetik yang disebabkan sedikitnya jumlah lokus polimorfik yang tidak sebanyak pada lokus lainnya. Misalnya pada lokus yang tepat ada 2 alel dengan frekuensi 0,95 dan 0,05, terhadap variasi lokus lain dengan 20 alel masing-masing frekuensinya 0,05, ternyata lebih banyak variasi genetik ada pada lokus yang kedua dari pada yang pertama Kadar yang lebih baik dari variasi genetic yang tidak berubah dan tepat adalah frekuensi rata-rata individu yang heterozigot pada tiap lokus atau heterozigositas dari populasi. Hal ini dihitung melalui frekuensi pertama yang dihasilkan dari individu heterozigot pada tiap lokusnya dan diambil rata-rata frekuensi dari semua lokus. Heterozigositas populasi merupakan kadar variasi genetik yang lebih dominan oleh sebagian besar populasi secara genetik. Misalnya dua alel diambil secara acak

dari populasi yang berbeda. Setiap gamet dari individu yang berbeda membawa alel dari tiap lokus yang dapat dipertimbangkan sebagai sampel acak dari populasi. Heterozigositas tidak terwakili dengan baik ketika jumlah variasi genetik dalam populasi suatu organisme direproduksi melalui fertilisasi sendiri (tidak ada mating yang seperti biasa). Dalam suatu populasi yang bereproduksi melalui fertilisasi sendiri kebanyakan individunya homozigot, meskipun membawa alel yang berbeda jika lokus menjadi factor yang berubah dalam populasi. Jika frekuensi alel pada dua populasi sama, maka akan lebih banyak homozigot dalam populasi tersebut Jika kesulitan, dapat dihitung dengan menghitung heterozigositas harapan, yaitu dari frekuensi alel pada individu dalam suatu populasi yang melakukan mating satu sama lain secara acak. Misalnya, pada suatu lokus ada 4 alel dengan frekuensi f1, f2, f3 dan f4, maka frekuensi harapan dari 4 homozigot jika melakukan mating acak adalah f12, f22, f32 dan f42. Heterozigositas pada lokus menjadi: He = 1- (f12+ f22+ f32 + f42) Contoh: f1= 0,05; f2= 0,30; f3= 0,10; f4= 0,10 Maka He= 1 – (0,052 + 0,302 + 0,102 + 0,102) = 0,64 Electrophoretic Estimates Of Variation Teknik elektroforesis pertama diterapkan untuk menaksir variasi genetik di populasi alami pada tahun 1966. Ketika tiga studi dipublikasikan satu penelitian manusia dan 2 pada Drosophilla. Banyak populasi dari organisme yang telah di survey sejak saat itu dan berlanjut pada tahun berikutnya. Penelitian dengan elektroforesis mengindikasikan bahwa sekitar 20 gen loci sampel biasanya cukup, perkiraan heterozigositas biasanya berubah sedikit pada jumlah gen loci sampel yang lebih dari 20. Misalnya, nilai H = 0,072 yang diperoleh dari manusia yang menggunakan 26 gen loci sampel. Ketika sampel total sampai 71 loci, maka perkiraan menjadi H = 0,067. Genetic Variation in Natural Population Secara umum pada hewan invertebrate memiliki lebih banyak variasi genetik dari pada vertebrata, walaupun ada pengecualian. Satu cara untuk memperlihatkan besarnya variasi genetik pada populasi alami ditunjukkan dengan penjelasan sebagai

berikut. Pertimbangan pada manusia, dengan tingkat heterozigositas 6,7% yang terdeteksi oleh elektroforesis. Jika diasumsikan terdapat 30000 lokus gen struktural pada manusia, keheterozigotannya seseorang menjadi 30000 x 0,067 = 2010 lokus. Satu individu secara teoritis dapat menghasilkan 22010 = 10403 gamet yang jenisnya berbeda. Walaupun tidak semua kemungkinan kombinasi genetik dapat terjadi secara seimbang, perhitungan menunjukkan bahwa tidak ada 2 gamet manusia yang berbeda yang identik dan tidak ada 2 individu manusia (kecuali yang berasal dari satu zigot) yang ada sekarang, dulu, maupun di masa depan yang identik secara genetik. Hal yang sama bisa dikatakan pada umunya untuk organism yang berkembang biak secara seksual, tidak ada dua individu dari zigot yang berbeda memiliki informasi genetik yang identik. Teknik elektroforesis telah memungkinkan untuk mendapat perkiraan variasi genetik di populasi alami. Ada dua kondisi yang diperlukan untuk memperkirakan mengenai variasi genetik, yaitu: 1. Semua sampel acak dari gen loci didapat 2. Semua alel terdeteksi di semua lokus Gen loci yang dipelajari harus mewakili sampel acak dari genom dengan orientasi variasi karena bila yang terjadi sebaliknya perkiraan yang dilakukan akan menjadi tidak jelas. Studi gen dengan elektroforesis mengkode enzim dan protein yang larut dalam air. Gen tersebut mewakili bagian genom yang patut diiperhitungkan, namun terdapat jenis loci gen yang lain, seperti gen regulator dan gen yang mengkode protein larut air. Perkiraan heterozigozitas dapat terbiaskan karena alasan ini. Elektrophoresis menyebarkan protein pada dasar migrasi beda pada medan listrik. Migrasi beda ini terjedi karena perbedaan konfigurasi molekuler dan untuk membedakan muatan listrik. Substansi asam amino dapat terjadi dengan tidak mengubah muatan listrik dari protein atau modifikasi substansi konfigurasi tersebut.

Sehingga elektrophoresis hanya mendeteksi sebuah fraksi dari semua perbedaan data sekuen asam amino. Beberapa metode digunakan untuk mendeteksi perbedaan muatan protein yang tidak dikenali dengan teknik standar elektrophoresis. Salah satu metodenya adalah elektrophoresis sekuensial terdiri dari elektrophoresis dari sampel yang sama pada berbagai kondisi. Metode lain adalah sampel jaringan atau enzim untuk temperatur yang tinggi. Teknik lain adalah pemetaan protein atau sidik jari protein setelah mencerna tripsin atau beberapa enzim lain yang menghidrolisis polipeptida ke sejumlah kecil peptide yang disubjekkan ke dua kromatograpi dimensional atau kromatograpy pada satu dimensi dan elektroporesis yang lain. Pemetaan peptide mendeteksi lebih banyak variasi kriptik daripada dua teknik yang lain. Namun peningkatan variasinya (20%) tidak terlalu besar. Bila kita berasumsi bahwa nilai ini sebagai rata-rata, sebagai perkiraan jumlah protein kriptik, kita dapat menghitung jumlah total variasi protein yang didasarkan secara genetik di dalam populasi alami. DNA Polymorphism Hanya sebagian kecil dari semua perbedaan dalam urutan DNA tercermin dalam variasi protein. Perbedaan antara kodon sinonim tidak mengubah asam amino yang dikodekan, dan 90% atau lebih DNA tidak menjadi diterjemahkan ke dalam protein. DNA diterjemahkan meliputi urutan intervensi (intron) antara daerah pengkode (ekson) serta urutan intergenik yang memisahkan satu gen dari berikutnya. Karena itu, tanyakan berapa banyak variasi genetik (perbedaan dalam urutan DNA) yang ada di luar itu yang mempengaruhi urutan asam amino dari protein (meskipun banyak variasi DNA tambahan mungkin memiliki signifikansi kurang adaptif dibandingkan variasi memodifikasi urutan protein). Analisis endonuklease restriksi dan sekuensing DNA telah membuka penyelidikan masalah ini . Perbedaan nukleotida antara dua alel, yang berasal dari dua kromosom homolog satu individu, dari manusia ^γ gen globin. Ada 13 subtitutions satu nukleotida dengan yang lain dan tiga segmen dihapus di salah satu alel (atau dimasukkan dalam lainnya). Tak satu pun dari substitusi terjadi pada ekson, sebagian

besar (sembilan) terkonsentrasi di 5' setengah dari intron panjang. Dua penghapusan masing-masing 4 np panjang (posisi 741-744 dan 791-794 dari urutan), yang ketiga terdiri dari 18 pasang nukleotida bersebelahan (mulai dari posisi 1080) . Jika gen ^γ adalah contoh yang khas, tampaknya mungkin bahwa pada tingkat dari urutan DNA setiap individu disilangkan akan heterozigot mendekati semua, jika tidak semua, lokus-ini, jika urutan noncoding diperhitungkan. Pertanyaan heterozigositas perlu dirumuskan dalam hal proporsi perbedaan nukleotida, yang dapat disebut heterosigositas nukleotida. Jika hanya substitusi yang dipertimbangkan, heterozigosity nukleotida dari ^γ adalah 13/1647 = 0,008. Tetapi jika penghapusan juga diperhitungkan, bagaimana mereka dapat dihitung? Jika setiap segmen dihapus dihitung sebagai satu perbedaan secara independen dari panjangnya, ada tiga perbedaan tambahan antara dua alel dan heterozigositas adalah 16/1647 = 0,010, jika setiap nukleotida yang dihapus dihitung sebagai satu perbedaan, heterosigositas adalah 39/1647 = 0,024 . Heterozigositas nukelotida dalam gen lain yang dua alel independen telah diurutkan diberikan dalam tabel 22.15. Tiga gen memiliki substitusi dekat heterozygosities 1% atau agak lebih tinggi. Rangkaian DNA dari Adh dan C termasuk hanya pada daerah koding, dan kemudian tidak ada delesi yang diamati. Untuk gen insulin substitusi heterozigosity hanya 1.003, tetapi daerah sisi 5’ berisi sebuah delesi/insersi dari 467 pasangan nukleotida yang berdekatan, yang didalamnya sebuah rangkaian yang tinggi berulang. Daerah konstan pada rantai berat dari immunoglobulin tikus terdiri dari 8 protein. Salah satunya, γ2a, diketahui berbeda secara luas dari satu strain tikus yang dikawinkan sesama jenis dari yang lain. Gen IgG2a, mengkode untuk protein ini telah dirangkai dalam 2 strain. Dari 1108 rangkaian basa , 111 (10%) berbeda. Hanya 18 (16.2 %) dari substitusi nukleotida adalah diam; hasil yang lain asam amino berbeda pada 15% dari tempatnya. Ada alasan yang mengira bahwa variasi yang diobservasi pada gen IgG2a tikus mungkin bukan menjadi tipe dari loci yang structural. Gen immunoglobulin adalah sangat polymorphic; 2 alela dirangkai datang dari 2 strain yang kawin sesama bangsa, disbanding dengan dari individu yang kawin berbeda

bangsa, 2 protein telah diketahui menjadi sangat berbeda sebelum DNA dirangkai. Tentu saja frekuensi dari perbedaan asam amino antara produk 2 alela adalah satu pesanan dari jarak terbesar daripada rata-rata diobservasi pada jenis lain dari protein. Perkiraan dari heterozigosity nukleotida telah dihasilkan pada 4 spesies landak laut oleh denaturasi DNA diikuti oleh hibridisasi. Teknik ini tidak tepat tetapi keuntungannya yaitu untuk menguji kadar logam pada genom komplit dari suatu organisme. Akibat dari copy DNA tunggal disimpulkan pada tabel 22.16. Diperkirakan frekuensi dari substitusi nukleotida sekitar 2-4%. Sehingga dapat disimpulkan, dengan cara perkiraan sementara sampai lebih banyak data tersedia, bahwa heterosigositas nukleotida rata-rata untuk gen struktural dan DNA tunggal urutan lainnya dari eukariota mungkin sekitar 1 atau 2% .

Pertanyaan 1. Bagaimana korelasi antara kemampuan populasi dengan kemampuan variasi genetik?

Jawab: Korelasi langsung yang muncul dari keduanya adalah rata-rata peningkatan kemapuan populasi pada setiap waktu adalah sebanding dengan kemampuan variasi genetik pada waktu tersebut. Dengan sejumlah besar lokus variabel (berubah-ubah) dan lebih banyak alela yang ada pada masing-masing lokus variabel, maka semakin besar kemungkinan perubahan frekuensi beberapa alela kepada lainnya. 2. Bagaimana prinsip kerja elektroforesis dalam penggunaannya untuk studi gen? Jawab: Elektrophoresis menyebarkan protein pada dasar migrasi beda pada medan listrik. Migrasi beda ini terjedi karena perbedaan konfigurasi molekuler dan untuk membedakan muatan listrik. Substansi asam amino dapat terjadi dengan tidak mengubah muatan listrik dari protein atau modifikasi substansi konfigurasi tersebut. Sehingga elektrophoresis hanya mendeteksi sebuah fraksi dari semua perbedaan data sekuen asam amino. 3. Jelaskan Perbedaan antara kodon sinonim tidak mengubah asam amino yang dikodekan, dan 90% atau lebih DNA tidak menjadi diterjemahkan ke dalam protein? Jawab: DNA diterjemahkan meliputi urutan intervensi (intron) antara daerah pengkode (ekson) serta urutan intergenik yang memisahkan satu gen dari berikutnya . Kita mungkin, karena itu, tanyakan berapa banyak variasi genetik (perbedaan dalam urutan DNA) yang ada di luar itu yang mempengaruhi urutan asam amino dari protein (meskipun banyak variasi DNA tambahan mungkin memiliki signifikansi kurang adaptif dibandingkan variasi memodifikasi urutan protein). Analisis endonuklease restriksi dan sekuensing DNA telah membuka penyelidikan masalah ini.