MUTASI GEN &

ABERASI KROMOSOM Dyah Ayu Widyastuti

Mutasi

• Meskipun molekul DNA harus dikode, direplikasi, dan

diekspresikan secara efektif; namun DNA tersebut

seringkali juga termutasi untuk membentuk

keanekaragaman genetik saat seleksi alam.

• Tanpa mutasi tidak ada evolusi

• Terlalu banyak mutasi kematian sel, kematian organisme

• Sehingga harus ada keseimbangan antara kondisi yang stabil dan

kondisi mutasi

Mutasi

• Perubahan yang terjadi pada susunan biokimia gen

(DNA) atau kromosom

• Mutasi somatis

• Mutasi germinal

• Mutasi gen = point mutation = mutasi noktah = mutasi titik

• Mutasi kromosom = cross mutation = aberasi

Mutasi

• Perubahan yang terjadi pada kromosom disebut mutasi

kromosom atau aberasi kromosom

• Mutasi kromosom dapat dibagi menjadi:

1. Mutasi jumlah kromosom (perubahan jumlah

kromosom)

2. Mutasi struktur kromosom (perubahan struktur

kromosom)

Mutasi vs. Perubahan Fisiologi

• Mutasi:

• Perubahan pada bahan genetik yang menyebabkan perubahan

ekspresinya

• Terjadi perubahan pada tingkat metabolisme

• Perubahan akan diwariskan (jika terjadi pada sel gamet)

• Perubahan fisiologi:

• Terjadi perubahan pada tingkat metabolisme tanpa merubah bahan

genetik

• Perubahan tidak diwariskan

Mutagen

• Penyebab timbulnya mutasi

• Mutasi Spontan

• Perubahan tautomerik

• Perubahan spontan basa DNA (depurinasi, deaminasi)

• Kelebihan dan kekurangan dalam salinan basa

• Mutasi akibat rangsangan

• Rangsangan fisik

• Rangsangan kimia

• Berdasarkan penyebabnya:

• Fisika radioaktif

• Kimia zat pengawet, penyedap, zat warna, pestisida, obat-

obatan, dll

• Biologi virus, bakteri, dll

Tingkat Mutasi Berdasar Ukurannya

• Mutasi Tingkat Gen

- Terjadi perubahan pada basa-basa DNA pada ruas gen

antara promoter dan terminator

• Mutasi Tingkat Kromosom

- Terjadi perubahan pada serangkaian basa yang

rentangannya melewati ruas antara promoter dan

terminator

Mutasi Tingkat Gen

• Perubahan basa DNA pada gen menyebabkan perubahan

kodon mRNA

• Perubahan kodon mRNA menyebabkan perubahan sandi

genetik dan asam amino dari protein

• Perubahan asam amino menyebabkan perubahan fungsi

dan peran protein

Mutasi Tingkat Gen

• Mutasi titik (Point Mutation)

• Silent

• Missense

• Nonsense

• Frame shift Mutation

• Delesi

• Insersi

• Thymine Dimers: diinduksi oleh paparan sinar UV

• Pengulangan trinukleotida (Trinucleotide repeats)

Point Mutation (Mutasi Titik)

1. Silent Mutation

• Perubahan basa tidak menyebabkan perubahan pada

kodon, sehingga asam amino yang dikode tetap sama

5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’

met gly ala leu leu thr stop

5’ ATG GGA GCT CTA TTG ACC TAA 3’

met gly ala leu leu thr stop

Silent mutation

( & transition)

2. Missense Mutation

• Perubahan pada basa mengakibatkan perubahan kodon,

sehingga asam amino yang dikode juga berubah

5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’

met gly ala leu leu thr stop

5’ ATG GGA GCT CTA TTT ACC TAA 3’

met gly ala leu phe thr stop

Missense mutation

( & transversion)

3. Nonsense Mutation

• Perubahan pada basa yang mengakibatkan perubahan

kodon menjadi stop codon, sehingga proses translasi

terhenti

5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’

met gly ala leu leu thr stop

5’ ATG GGA GCT CTA TGA ACC TAA 3’

met gly ala leu stop

Nonsense mutation

( & transversion)

Frame shift Mutation

• Hilangnya satu basa pada urutan kodon mengakibatkan

perubahan pembacaan kodon, sehingga asam amino

yang dikode juga berubah

5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’

met gly ala leu leu thr stop

5’ ATG GGG AGC TCT ATT AAC CTA A 3’

met gly ser ser ile asn leu

Frameshift mutation

Efek Mutasi Titik (Point Mutation)

Trinucleotide Repeats

Contoh: Huntington Disease

Contoh Akibat Mutasi Gen

• Terjadi akibat perubahan susunan basa pada DNA

• Contoh: Mutasi gen pada hemoglobin

1. Anemia sel sabit (sickle cell anemia) bentuk

eritrosit seperti sabit (HbS)

2. Thalassemia umur eritrosit pendek, yaitu

kurang dari 120 hari

3. Hemoglobin lepore terjadi pindah silang

antara gen yang menentukan sintesis rantai

beta dan rantai delta

Sickle Cell Anemia

Thalassemia

Hemoglobin Lepore

Mekanisme Mutasi Tingkat Gen

• Substitusi satu pasangan basa DNA oleh pasangan lain

(akan mengubah satu kodon)

• Transisi: pergantian basa purin oleh purin atau pirimidin oleh

pirimidin

• Transversi: pergantian purin oleh pirimidin atau pirimidin oleh purin

• Penyisipan atau pengurangan satu pasang basa DNA

(akan mengubah sederetan kodon)

Mutasi Kromosom

• Atau disebut juga Aberasi Kromosom

• Merupakan mutasi yang menyebabkan terjadinya

perubahan pada jumlah dan struktur kromosom

• Penelitian menyatakan bahwa mutasi kromosom lebih

sering terjadi dibandingkan mutasi gen

Mutasi Kromosom

• Kelainan jumlah kromosom

• Kelainan struktur kromosom

• Perubahan akibat mutasi:

• Perubahan struktur gen: menyebabkan perubahan ekspresi gen

• Perubahan ekspresi mengakibatkan perubahan metabolisme

• Perubahan metabolisme menyebabkan:

- Perubahan morfologi

- Perubahan kandungan kimia

- Perubahan daya adaptasi:

* Organisme lebih kuat

* Organisme lebih lemah

Mutasi Kromosom

Contoh: Chronic Myeloid Leukaemia (CML)

Chronic Myeloid Leukaemia (CML)

• Ekspansi klonal stem sel hematopoietik yang

mengakibatkan translokasi antara kromosom nomor 9

dan 22

Kelainan Jumlah Kromosom

• Poliploidi (euploidi) terjadi perubahan pada seluruh

kromosom

Contoh: monoploidi (haploid = n); diploidi (2n); triploidi

(3n); tetraploidi (4n)

• Aneuploidi terjadi perubahan pada sebagian

(pasangan) kromosom saja

Contoh: monosomi (2n-1); disomi (2n); trisomi (2n+1)

Kelainan Jumlah Autosom

• Sindrom Patau (1960)

Genotip 47 XX/XY +13 umurnya kurang dari 3 bulan

• Sindrom Edward (1960)

Genotip 47 XX/XY +18 umurnya kurang dari 6 bulan

• Sindrom Down (1844)

diketahui oleh Sequin tahun 1866; tanda klinisnya

ditemukan oleh J. Longdown.

Dahulu disebut Mongoloid muka pipih, jarak kedua

mata relatif jauh, simien crease (hanya satu garis pada

telapak tangan

Genotip 47 XX/XY +21

Sindrom Down

• Sindrom Down Primer (trisomi 21)

Genotip 47 XX/XY +21

Frekuensi 92,5%

Dilahirkan dari ibu berumur >35 tahun, satu orang dalam

keluarga, dan tidak diwariskan

• Sindrom Down Sekunder (translokasi)

Genotip 46 XX/XY t(21-14/15)

Diwariskan, dilahirkan dari ibu muda (<30 tahun),

biasanya ditemukan >1 anak dalam keluarga

…lanjutan

• Sindrom Down Tersier

(mozaik)

Ditemukan jumlah

kromosomnya 46 atau 47

Penyebabnya belum jelas

Karyotype Sindrom Patau

Karyotype Sindrom Edward

Kelainan Gonosom

• Sindrom Turner (45 XO)

Wanita, tinggi badan ±120 cm (dewasa), steril, akibat

nondisjunction gamet ibu

• Sindrom Klinefelter (47 XXY)

Pria, steril, akibat nondisjunction gamet ibu atau ayah

• Sindrom Triple X (47 XXX)

Wanita

• Sindrom Diplo Y (47 XYY)

Pria dengan sikap antisosial

Karyotype Sindrom Turner

Karyotype Sindrom Klinefelter

Sindrom Triple X

Sindrom Duplo Y

Kelainan Struktur Kromosom

• Delesi

Lengan kromosom hilang sebagian

Misal: Sindrom Cri-Du-Cat 46 XX/XY -5p

• Duplikasi

Lengan kromosom bertambah panjang

• Inversi

Terjadi pindah tempat dari susunan gen dalam kromosom

• Translokasi

Sebagian kromosom pindah tempat ke kromosom lainnya

46 XX/XY t(21-14/15)

Sindrom Cri-Du-Cat

Mekanisme Perubahan Kromosom

• Patahnya sebagian kromosom, mengakibatkan hilang

atau bertambahnya informasi genetik

• Delesi hilangnya serangkaian DNA atau kromosom

• Duplikasi berlebihnya kopi dari DNA/kromosom yang sama

• Patahnya sebuah kromosom sering diikuti oleh

berubahnya susunan kromosom

• Inversi melekatnya rangkaian DNA dengan orientasi terbalik

• Translokasi menggabungkan DNA dari kromosom yang berbeda

Delesi