A. Mutasi Gen dan Mutasi Kromosom

1. Mutasi Gen

Mutasi gen adalah peristiwa terjadinya perubahan DNA yang terdapat pada gen.

Agar lebih mudah memahami mutasi gen, coba ingat kembali konsep-konsep penting

yang telah kamu pelajari pada bab Substansi Genetika. Kamu telah mempelajari

bahwa DNA tersusun atas empat macam nukleotida yang merupakan bahan dasar

asam nukleat. Keempat macam nukleotida itu tersusun atas gula 5C (deoksiribosa),

gugusan fosfat dan salah satu basa nitrogen, apakah adenin (A), guanin (G), timin (T)

atau sitosin (C). Perlu kamu ingat, bahwa T dan C bermolekul lebih kecil dan berbentuk

cincin tunggal (basa pirimidin), sedangkan A dan G lebih besar dan berbentuk cincin

ganda (basa purin).

Hal lain yang perlu kamu ingat adalah:

1. Keempat basa banyaknya relatif berbeda antara satu spesies dengan spesies

lainnya.

2. Keempat basa dalam DNA tidak sama urutannya.

3. Dalam setiap molekul DNA jumlah adenin selalu sama dengan jumlah timin dan

guanin selalu sama cytosin (A = T dan G C).

Dari konsep di atas, dapatkah kamu memikirkan aturan letak keempat macam

basa nitrogen dalam molekul DNA yang menyatakan instruksi hereditas? Dapatkah

kamu memikirkan kemungkinan terjadinya perubahan jumlah dan letak keempat basa

nitrogen tersebut. Tak dapat dipungkiri, perubahan jumlah basa nitrogen dan letak

urutannya dalam molekul DNA, akan mengubah DNA. Karena gen sendiri dibangun

oleh DNA, maka perubahan DNA merupakan perubahan gen atau mutasi gen. Dengan

sendirinya, mutasi gen dapat menyebabkan fenotip yang berbeda.

Mutasi gen mungkin hanya melibatkan pergantian satu atau dua basa.

Kemungkinan yang lain, dapat mengakibatkan pergeseran urutan basa.

Mutasi pergantian basa

Mutasi pergantian basa adalah perubahan yang terjadi pada gen berupa

pergantian suatu basa oleh basa lainnya. Perhatikan gambar 4.1, basa guanin

(G) digantikan oleh adenin (A). Perubahan dalam kodon ini mengakibatkan

terbentuknya asam amino jenis lain, yaitu serin (Ser) bukan glisin (Gly) seperti

yang diharapkan. Sering kali mutasi gen semacam ini mempengaruhi fungsi

protein, namun ada kalanya tidak berpengaruh.

Gambar 4.1 Mutasi Pergantian Basa

Ada dua macam mutasi pergantian basa, yaitu mutasi transisi dan mutasi

transversi. Mutasi transisi adalah pergantian basa purin dengan basa purin lain

atau pergantian basa pirimidin dengan basa pirimidin lain. Contohnya : AT

GC, CG TA.

Mutasi transversi adalah pergantian basa purin dengan basa pirimidin atau

sebaliknya. Contohnya : AT TA, CG AT.

Mutasi Pergeseran Urutan Basa

Mutasi pergeseran urutan basa terjadi karena penambahan atau

penghilangan satu atau lebih pasangan basa dalam satu gen. Misalnya:

penghilangan satu basa dari molekul DNA, yaitu urasil (U) akan mengubah setiap

asam amino dalam protein setelah hilangnya basa tersebut. Hal yang sama juga

akan terjadi bila rantai DNA mendapatkan tambahan satu basa.

UU

Leu Ala

G G

His

CC G A U A

Sis

U G AU

penghilangan U

GAAGUA

Met Lys

A U G A A A A AU U U U U UG G G G GCC5' 3'Met Lys Phe Gly Ala Leu

mRNA

Protein {

stop

Protein

mRNAU

Met

A5' G A

Lys

A G U

Phe

UU A G

Ser

C

Ala

GC UA A

stop

GU

Leu

AU 3'{

G digantikan A

Gambar 4. 2 Mutasi Pergeseran Urutan Basa

2. Mutasi Kromosom

Mutasi kromosom atau aberasi kromosom adalah peristiwa berubahnya struktur

atau jumlah kromosom. Mutasi kromosom dapat mempengaruhi beberapa gen yang

berakibat lebih nyata pada fenotip individu daripada mutasi gen.

a. Perbahan struktur kromosom

Perubahan struktur kromosom dapat berupa antara lain: delesi, duplikasi,

inversi, dan translokasi. Delesi adalah suatu aberasi kromosom berupa perubahan

struktural yang berakibat hilangnya suatu segmen meteri genetik dari kromosom.

Bagan delesi ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 4.3 Bagan Delesi Suatu Segmen Kromosom

Catatan: A,B,C dan seterusnya itu bukan kromosom

Satu contoh delesi yang terkenal pada manusia adalah yang menimbulkan

sindrom Cri-du-chat (“cry-of-the-cat”). Delesi tersebut terjadi pada lengan

pendek kromosom nomor 5. Teriakan bayi pengidap sindrom tersebut terdengar

seperti bunyi meong kucing. Sindrom itu ditandai dengan ukuran kepala yang

kecil, dan keterbelakangan mental (IQ 20 – 40). Penderita biasanya meninggal

pada masa bayi atau awal masa kanak-kanak sekalipun ada juga yang tetap hidup

hingga dewasa.

UU

Leu Ala

G G

His

CC G A U A

Sis

U G AU

penghilangan U

GAAGUA

Met Lys

Duplikasi adalah aberasi kromosom yang terjadi karena keberadaan suatu

segmen kromosom yang lebih dari satu kali pada kromosom yang sama.

Perhatikan Gambar 4.4

Gambar 4.4 Bagan Duplikasi

Satu contoh duplikasi yang terkenal adalah yang menimbulkan mata Bar

pada Drosophila melanogaster. Individu D. melanogaster yang bermata Bar

memiliki mata serupa celah akibat berkurangnya jumlah faset mata. Duplikasi

yang menimbulkan mata Bar tersebut terjadi atas segmen tertentu dari kromosom

X. Inversi adalah pembalikan 180 segmen-segmen kromosom. Pada inversi

tidak ada materi genetik yang hilang. Dalam hal ini yang terjadi adalah perubahan

atau penataan kembali urutan gen. Dikenal dua macam inversi yaitu yang

perisentrik dan yang parasentrik. Perhatikan bagan berikut ini!

Gambar 4.5 Bagan Inversi Perisentrik dan Inversi Parasentrik

CA B D E

A CB D E

Duplikasi

B C

...

...

CA B D FE HG A B

E

C G

F

H

D

Inversi perisentrik

FCBA

D E Inversi parasentrikH

G A

B

F

C

E

D

G H

Segmen yang mengalami inversi mungkin pendek atau panjang; bahkan

dapat juga mencapai sentromer. Dalam hubungan ini jika inversi tersebut

mencapai sentromer dinamakan inversi perisentrik; dan sebaliknya jika tidak

mencakup sentromer dinamakan inversi parasentrik. Jadi, jelas terlihat bahwa

pada inversi perisentrik, melibatkan dua lengan kromosom; sebaliknya pada

inversi parasentrik hanya melibatkan satu lengan.

Translokasi adalah perpindahan segmen kromosom dari suatu kromosom ke

kromosom lain yang nonhomolog. Perhatikan Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Bagan Kejadian Translokasi

b. Perubahan Jumlah Kromosom

Mutasi kromosom juga dapat mengakibatkan berubahnya jumlah

kromosom. Perubahan jumlah kromosom biasanya diakibatkan oleh kesalahan

dalam meiosis, namun dapat juga terjadi selama mitosis. Misalnya dalam

peristiwa pindah silang, atau gagal berpisah.

Perubahan jumlah kromosom dikelompokkam menjadi euploidi dan

aneuploidi. Euploidi adalah perubahan jumlah perangkat/set kromosom. Yang

termasuk euploidi adalah monoploid (n), triploid (3n), dan tetraploid (4n).

Individu dengan 3n atau lebih biasanya disebut poliploid. Keadaan monoplid dan

poliploid pada kromosom Drosophila dibandingkan dengan kondisi normal

diploid, dapat dilihat pada gambar 4.7 di bawah ini.

E

A

C

B

D

F

G

H

M

N

O

P

Q

R

Q

R

G

H

E

F

P

M

N

O

A

D

C

B

Gambar 4.7 Euploidi pada Kromosom Drosophila

Sebaliknya, aneuploidi adalah perubahan jumlah kromosom tunggal (bukan

perangkat kromosom). Jumlah kromosom pada individu aneuploidi dapat kurang

atau lebih dari jumlah normal. Misalnya monosomi 2n –1, trisomi 2n + 1,

tetrasomi 2n + 2, nullisomi 2n 2, di mana keadaan normalnya 2n. Untuk lebih

jelasnya perhatikan gambar 4.8 berikut ini!

Gambar 4.8 Aneuploidi pada Kromosom Drosophila

Individu aneuploidi dapat hidup sehat sampai dewasa, jika kromosom yang

kurang atau lebih tidak begitu besar peranannya dan tidak mengandung gen

yang berperan vital atau fungsi gen tersebut dapat digantikan oleh gen lain pada

kromosom lain.

Peristiwa aneupliodi dapat terjadi pada manusia. Beberapa peristiwa

aneuploidi pada manusia antara lain sebagai berikut:

Sindrom Turner

Orang yang mengalami pengurangan pada kromosom X atau monosomi

pada kromosom kelamin X, sehingga mempunyai kariotip 2n - 1 (22AA + XO).

Orang yang mengalami sindrom Turner berkelamin wanita tetapi ovariumnya

tidak tumbuh. Perhatikan gambar kromosom wanita sindrom Turner berikut ini

(Gambar 4.9)!

Sindrom Klinefelter

Gambar 4.9 Kromosom Wanita dengan Sindrom Turner.

Perhatikan: Ada satu kromosom X yang hilang

Sindrom Klinefelter

Orang yang mengalami sindrom Klinefelter mempunyai kariotip 2n + 1

(22AA + XXY). Jadi kelebihan satu kromosom X atau trisomi pada gonosomnya.

Perhatikan gambar 4.10, pada penderita sindrom ini testisnya tidak tumbuh,

sehingga tidak mampu menghasilkan sperma yang mengakibatkan kemandulan.

Ada juga yang payudaranya tumbuh, tetapi kelaminnya dikenal sebagai pria.

Gambar 4.10 Kromosom Pria dengan Sindrom Klinefelter

Perhatikan: Adanya penambahan satu kromosom X pada gonosomnya.

Sindrom Down

Orang yang mengalami kelainan sindrom Down mempunyai kariotip 2n + 1

(45A + XX atau 45A + XY). Susunan kromosomnya mengalami trisomi pada

autosom, yaitu pada kromosom nomor 21. Perhatikan gambar 4.11, penderita

sindrom ini disebut mongolisme karena bermata sipit, kaki pendek, dan berjalan

agak lambat. Abnormalitas seperti ini dapat terjadi pada pria ataupun pada

wanita.

Gambar 4.11 Kromosom Pria dengan Sindrom Down

Perhatikan: Autosom nomor 21 yang bertambah

Sindrom Patau

Orang yang mengalami sindrom Patau mempunyai kariotip 2n + 1 (45A +

XX atau 45A + XY). Susunan kromosomnya mengalami trisomi pada autosom

kemungkinan pada kromosom nomor 13, 14, atau 15.

Sindrom Edwards

Orang yang mengalami sindrom Edwards mempunyai kariotip 2n + 1 (45A

+ XX atau 45A + XY). Susunan kromosomnya mengalami trisomi pada autosom

kemungkinan pada kromosom nomor 16, 17, atau 18. Ciri - ciri penderita

Edwards adalah tengkorak lonjong, dada pendek lebar, telinga rendah dan tak

wajar.