2. Rumusan masalah

a. Bagaimana sejarah ditemukannya hukum Mendel?

b. Bagaimana konsep hukum Mendel 2?

c. Apa saja penyimpangan hukum mendel?

d. Bagaimana pola penurunan Mendelian dan non-Mendelian?

e. Apa kegunaan hukum Mendel?

BAB 2

PEMBAHASAN

1. Sejarah Hukum Mendel

Johann Mendel lahir tanggal 22 Juli 1822 di kota kecil Heinzendorf di Silesia,

Austria. (Sekarang kota itu bernama Hranice wilayah Republik Ceko.) Johann memunyai

dua saudara perempuan. Ayahnya adalah seorang petani. Minatnya dalam bidang

hortikultura ternyata dimulai sejak dia masih kecil.

Pada Oktober 1843, Johann menjadi murid baru di biara St. Thomas Augustini di

Brunn, Moravia (sekarang Brno di Republik Ceko), dengan nama Gregor. Di sini ia

mempelajari berbagai ilmu selain hortikultura yang telah diminatinya sejak kanak-kanak

di pertanian ayahnya. Biara ini sendiri memiliki kebun raya yang bagus, kebun sayur,

kebun buah, peternakan tawon, dan perusahaan susu untuk memenuhi kebutuhan biara.

Perpustakaan biara kaya akan buku dan tulisan-tulisan ilmiah mutakhir. Mendel

memperoleh kesempatan emas untuk melanjutkan minatnya dalam hortikultura.

Selanjutnya, dia memulai kariernya sebagai guru dan terus menekuni ilmu alam di

Universitas Vienna dengan melakukan eksperimen untuk menguji gagasan dalam ilmu.

Eksperimen mendel

Eksperimen Mendel dimulai saat dia berada di biara Brunn didorong oleh

keingintahuannya tentang suatu ciri tumbuhan diturunkan dari induk keturunannya. Jika

misteri ini dapat dipecahkan, petani dapat menanam hibrida dengan hasil yang lebih besar.

Prosedur Mendel merupakan langkah yang cemerlang dibanding prosedur yang dilakukan

waktu itu. Mendel sangat memperhitungkan aspek keturunan dan keturunan tersebut

diteliti sebagai satu kelompok, bukan sejumlah keturunan yang istimewa. Dia juga

memisahkan berbagai macam ciri dan meneliti satu jenis ciri saja pada waktu tertentu;

tidak memusatkan perhatian pada tumbuhan sebagai keseluruhan.

Dalam eksperimennya, Mendel memilih tumbuhan biasa, kacang polong, sedangkan

para peneliti lain umumnya lebih suka meneliti tumbuhan langka. Dia mengidentifikasi

tujuh ciri berbeda yang kemudian dia teliti:

bentuk benih (bundar atau keriput),

warna benih (kuning atau hijau),

warna selaput luar (berwarna atau putih),

bentuk kulit biji yang matang (licin atau bertulang),

warna kulit biji yang belum matang (hijau atau kuning),

letak bunga (tersebar atau hanya di ujung), dan

panjang batang tumbuhan (tinggi atau pendek).

Mendel menyilang tumbuhan tinggi dengan tumbuhan pendek dengan menaruh

tepung sari dari yang tinggi pada bunga pohon yang pendek, demikian sebaliknya.

(Sebelumnya, dia memeriksa kemurnian jenis pohon induk tersebut dengan memastikan

bahwa nenek moyang tumbuhan itu selalu menunjukkan ciri-ciri yang sama.) Mendel

mengharapkan bahwa semua keturunan generasi pertama hasil persilangan itu akan berupa

pohon berukuran sedang atau separuh tinggi dan separuh pendek. Namun ternyata, semua

keturunan generasi pertama berukuran tinggi. Rupanya sifat pendek telah hilang sama

sekali. Lalu Mendel membiarkan keturunan generasi pertama itu berkembang biak sendiri

menghasilkan keturunan generasi kedua. Kali ini, tiga perempat berupa tumbuhan tinggi

dan seperempat tumbuhan pendek. Ciri-ciri yang tadinya hilang muncul kembali.

Dia menerapkan prosedur yang sama pada enam ciri lain. Dalam setiap kasus, satu

dari ciri-ciri yang berlawanan hilang dalam keturunan generasi pertama dan muncul

kembali dalam seperempat keturunan generasi kedua. (Hasil ini juga diperoleh dari

penelitian terhadap ratusan tumbuhan.

Karyanya diakui

Mendel meninggal di Brunn pada tanggal 6 Januari 1884 dalam usia 61 tahun. Karya

Mendel masih terabaikan selama 35 tahun. Jerih lelahnya itu baru diakui oleh tiga orang

ahli botani yang menemukan kesimpulan yang sama dengan Mendel pada tahun 1900.

Salah satu peneliti tersebut di antaranya adalah Hugo de Vries, seorang naturalis Belanda.

Meskipun karyanya banyak ditemukan dalam literatur ilmiah, baru setelah penyelidikan

verifikasi independen ini, karyanya dipublikasikan secara luas dan diterima. Karya Mendel

memberikan sumbangan besar terhadap studi ilmu genetika, khususnya studi mengenai

fungsi gen dalam keturunan.

Pentingnya karya mendel

Temuan Mendel memunyai implikasi penting. Karyanya membantah adanya

percampuran dalam keturunan, yaitu pemikiran bahwa ciri-ciri orang tua diwariskan

kepada anak dan kemudian bercampur, lalu diturunkan ke generasi berikut dalam bentuk

campuran. Eksperimen Mendel membuktikan justru kebalikannyalah yang benar; zat

genetika yang diwarisi dari orangtua hanya bergabung untuk sementara waktu dalam diri

anak, dan dalam generasi berikutnya zat genetik pecah menjadi satuan-satuan yang ada

dalam induk aslinya. Dengan kata lain, zat genetika itu sendiri tidak berubah.

2. Konsep Hukum Mendel II (Hukum Asortasi Bebas)

Hukum Mendel II dikenal juga sebagai Hukum Asortasi atau Hukum Berpasangan

Secara Bebas. Menurut hukum ini, setiap gen/sifat dapat berpasangan secara bebas dengan

gen/sifat lain. Meskipun demikian, gen untuk satu sifat tidak berpengaruh pada gen untuk

sifat yang lain yang bukan termasuk alelnya.

Hukum kedua Mendel menyatakan bahwa bila dua individu mempunyai dua pasang

atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada

pasangan sifat yang lain. Dengan kata lain, alel dengan gen sifat yang berbeda tidak saling

mempengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan e.g. tinggi tanaman

dengan warna bunga suatu tanaman, tidak saling mempengaruhi.

Seperti nampak pada gambar 1, induk jantan (tingkat 1) mempunyai genotipe ww

(secara fenotipe berwarna putih), dan induk betina mempunyai genotipe RR (secara

fenotipe berwarna merah). Keturunan pertama (tingkat 2 pada gambar) merupakan

persilangan dari genotipe induk jantan dan induk betinanya, sehingga membentuk 4

individu baru (semuanya bergenotipe wR). Selanjutnya, persilangan/perkawinan dari

keturuan pertama ini akan membentuk indidividu pada keturunan berikutnya (tingkat 3

pada gambar) dengan gamet R dan w pada sisi kiri (induk jantan tingkat 2) dan gamet R

dan w pada baris atas (induk betina tingkat 2). Kombinasi gamet-gamet ini akan

membentuk 4 kemungkinan individu seperti nampak pada papan catur pada tingkat 3

dengan genotipe: RR, Rw, Rw, dan ww. Jadi pada tingkat 3 ini perbandingan genotipe

RR , (berwarna merah) Rw (juga berwarna merah) dan ww (berwarna putih) adalah 1:2:1.

Secara fenotipe perbandingan individu merah dan individu putih adalah 3:1.

Kalau contoh pada gambar 1 merupakan kombinasi dari induk dengan satu sifat

dominan (berupa warna), maka contoh ke-2 menggambarkan induk-induk dengan 2

macam sifat dominan: bentuk buntut dan warna kulit. Persilangan dari induk dengan satu

sifat dominan disebut monohibrid, sedang persilangan dari induk-induk dengan dua sifat

dominan dikenal sebagai dihibrid, dan seterusnya.

Pada gambar 2, sifat dominannya adalah bentuk buntut (pendek dengan genotipe SS

dan panjang dengan genotipe ss) serta warna kulit (putih dengan genotipe bb dan coklat

dengan genotipe BB). Gamet induk jantan yang terbentuk adalah Sb dan Sb, sementara

gamet induk betinanya adalah sB dan sB (nampak pada huruf di bawah kotak). Kombinasi

gamet ini akan membentuk 4 individu pada tingkat F1 dengan genotipe SsBb (semua

sama). Jika keturunan F1 ini kemudian dikawinkan lagi, maka akan membentuk individu

keturunan F2. Gamet F1nya nampak pada sisi kiri dan baris atas pada papan catur. Hasil

individu yang terbentuk pada tingkat F2 mempunyai 16 macam kemungkinan dengan 2

bentuk buntut: pendek (jika genotipenya SS atau Ss) dan panjang (jika genotipenya ss);

dan 2 macam warna kulit: coklat (jika genotipenya BB atau Bb) dan putih (jika

genotipenya bb). Perbandingan hasil warna coklat:putih adalah 12:4, sedang perbandingan

hasil bentuk buntut pendek:panjang adalah 12:4. Perbandingan detail mengenai genotipe

SSBB:SSBb:SsBB:SsBb: SSbb:Ssbb:ssBB:ssBb: ssbb adalah 1:2:2:4: 1:2:1:2: 1.

Gambar 1

Gambar 2Perbandingan antara B (warna coklat), b (warna putih), S (buntut pendek), dan s

(buntut panjang) pada generasi F2

Gambar 3Dengan 1 faktor dominan warna: putih

dan merah

Selain itu Hukum Mendel 2 ini dapat dijelaskan melalui persilangan dihibrida, yaitu

persilangan dengan dua sifat beda, dengan dua alel berbeda. Misalnya, bentuk biji

(bulat+keriput) dan warna biji (kuning+hijau). Pada persilangan antara tanaman biji bulat

warna kuning dengan biji keriput warna hijau diperoleh keturunan biji bulat warna kuning.

Karena setiap gen dapat berpasangan secara bebas maka hasil persilangan antara F1

diperoleh tanaman bulat kuning, keriput kuning, bulat hijau dan keriput hijau.

Hukum Mendel 2 ini hanya berlaku untuk gen yang letaknya berjauhan. Jika kedua

gen itu letaknya berdekatan hukum ini tidak berlaku. Hukum Mendel 2 ini juga tidak

berlaku untuk persilangan monohibrid.

Perhatikan analisis papan catur di bawah ini tentang persilangan buncis dengan dua

sifat beda (dihibrida). Buncis biji bulat warna kuning disilangkan dengan biji keriput

warna hijau. Keturunan pertama semuanya berbiji bulat warna kuning. Artinya, sifat bulat

dominan terhadap sifat keriput dan kuning dominan terhadap warna hijau. Persilangan

antar F1 mengasilkan keturunan kedua (F2) sebagai berikut: 315 tanaman bulat kuning,

101 tanaman keriput kuning, 108 tanaman bulat hijau dan 32 keriput hijau. Jika

diperhatikan, perbandingan antara tanaman bulat kuning : keriput kuning : bulat hijau :

keriput hijau adalah mendekati 9:3:3:1.

P : BBKK (bulat, kuning) X bbkk (keriput, hijau)

F1 : BbKk (bulat, kuning)

F1XF1 : BbKk (bulat, kuning) X BbKk (bulat, kuning)

Gamet : BK, Bk, bK, bk BK, Bk, bK, bk

Gamet-gamet ini dapat berpasangan secara bebas (Hukum Mendel 2) sehingga F2

dapat digambarkan sebagai berikut:

Gamet BK Bk bK bk

BKBBKK

1

BBKk

2

BbKK

3

BbKk

4

BkBBKk

5

BBkk

6

BbKk

7

Bbkk

8

bKBbKK

9

BbKk

10

bbKK

11

bbKk

12

bk BbKk Bbkk bbKk bbkk

Keterangan:bulat kuning 1,2,3,4,5,7,9,10,13keriput kuning 11,12,15bulat hijau 6,8,14keriput hijau 16

13 14 15 16

Tanaman bulat kuning jumlah 9.

Tanaman bulat hijau jumlah 3.

Tanaman keriput kuning jumlah 3.

Tanaman keriput hijau pada jumlah 1.

Jadi, perbandingan homozigot terdapat pada kotak nomor 1,6,11 dan 16 sedangkan

lainnya heterozigot.

Bastar konstan atau individu baru terdapat pada kotak nomor 6 dan 11. Bastar

konstan adalah keturunan homozigot yang memiliki sifat baru (berbeda dengan kedua

induknya), sehingga dalam persilangan antar sesamanya tidak memisah, konstan.

3. Penyimpangan Hukum Mendel

Penyimpangan semu hukum Mendel merupakan bentuk persilangan yang

menghasilkan rasio fenotif yang berbeda dengan dasar dihibrid menurut hukum Mendel.

Meskipun tampak berbeda sebenarnya rasio fenotif yang diperoleh merupakan modifikasi

dari penjumlahan rasio fenotif hukum Mendel semula.

Macam penyimpangan hukum Mendel adalah sebagai berikut:

Polimeri

Kriptomeri

Epistasis

Hipostasis

Komplementer

Interaksi alel

a. Polimeri

Polimeri adalah suatu gejala dimana terdapat banyak gen bukan alel tetapi

mempengaruhi karakter/sifat yang sama. Polimeri memiliki ciri: makin banyak gen

dominan, maka sifat karakternya makin kuat.

Contoh: persilangan antara gandum berkulit merah dengan gandum berkulit putih

P    :    gandum berkulit merah    x         gandum berkulit putih

            M1M1M2M2                             m1m1m2m2

F1     :   M1m1M2m2 = merah muda

P2    :    M1m1M2m2        x        M1m1M2m2

F2    :    9 M1- M2 -          : merah – merah tua sekali

            3 M1- m2m2        : merah muda – merah tua

            3 m1m1M2 -        : merah muda – merah tua

            1 m1m1m2m2     : putih

Dari contoh di atas diketahui bahwa gen M1 dan M2 bukan alel, tetapi sama-sama

berpengaruh terhadap warna merah gandum.

Semakin banyak gen dominan, maka semakin merah warna gandum.

o 4M = merah tua sekali

o 3M = merah tua

o 2M = merah

o M = merah muda

o m = putih

Bila disamaratakan antara yang berwarna merah dengan yang berwarna putih, diperoleh:

b. Kriptomeri

Kriptomeri merupakan suatu

peristiwa dimana suatu faktor tidak tampak pengaruhnya bila berdiri sendiri, tetapi baru

tampak pengaruhnya bila ada faktor lain yang menyertainya. Kriptomeri memiliki ciri

khas: ada karakter baru muncul bila ada 2 gen dominan bukan alel berada bersama.

Contoh: persilangan Linaria maroccana

A    : ada anthosianin            B    : protoplasma basa

a    : tak ada anthosianin       b    : protoplasma tidak basa

P    :      merah          x        putih

Rasio fenotif F2 merah : putih = 15 : 1

            AAbb                      aaBB

F1    :    AaBb    = ungu     -     warna ungu muncul karena A dan B berada bersama

P2    :    AaBb        x        AaBb

F2    :    9 A-B-     : ungu

            3 A-bb    : merah

            3 aaB-    : putih

            1 aabb   : putih

Rasio fenotif F2 ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4

c. Epistasis-Hipostasis

Epistasis-hipostasis merupakan suatu peristiwa dimana suatu gen dominan menutupi

pengaruh gen dominan lain yang bukan alelnya. Gen yang menutupi disebut epistasis,

dan yang ditutupi disebut hipostasis.

Contoh: persilangan antara jagung berkulit hitam dengan jagung berkulit kuning.

P    :    hitam        x        kuning

           HHkk                 hhKK

F1    :    HhKh = hitam

Perhatikan bahwa H dan K berada bersama dan keduanya dominan. Tetapi karakter

yang muncul adalah hitam. Ini berarti hitam epistasis (menutupi) terhadap

kuning/kuning hipostasis (ditutupi) terhadap hitam

P2    :    HhKk        x        HhKk

F2     :    9 H-K-    : hitam

             3 H-kk    : hitam

             3 hhK-    : kuning

             1 hhkk    : putih

Rasio fenotif F2 hitam : kuning : putih = 12 : 3 : 1

d. Komplementer

Komplementer merupakan bentuk kerjasama dua gen dominan yang saling melengkapi

untuk memunculkan suatu karakter.

Contoh: perkawinan antara dua orang yang sama-sama bisu tuli

P    :    bisu tuli       x       bisu tuli

           DDee                  ddEE

F1  :    DdEe = normal

D dan E berada bersama bekerjasama memunculkan karakter normal. Bila hanya

memiliki salah satu gen dominan D atau E saja, karakter yang muncul adalah bisu tuli.

P2    :    DdEe    X    DdEe

F2     :    9 D-E-    : normal

             3 D-uu    : bisu tuli

             3 ppE-    : bisu tuli

             1 ppuu   : bisu tuli

Rasio fenotif F2 normal : bisu tuli = 9 : 7

e. Interaksi alel

Interaksi alel merupakan suatu peristiwa dimana muncul suatu karakter akibat interaksi

antar gen dominan maupun antar gen resesif.

Contoh: mengenai pial/jengger pada ayam

R-pp     : pial Ros/Gerigi          rrP- : pial Pea/Biji

        

R-P-     : pial Walnut/Sumpel        rrpp : pial Single/Bilah

P    :    Ros        x        Pea

           R-pp                rrP-

F1    :    RrPp     Walnut

P2    :    RrPp    X RrPp

F2    :    9 R-P-    : Walnut

            3 R-pp    : Ros

            3 rrP-     : Pea

            1 rrpp     : Single

Pada contoh di atas ada 2 karakter baru muncul:

- Walnut : muncul karena interaksi 2 gen dominan

- Singel : muncul karena interaksi 2 gen resesif

Rasio fenotif F2 Walnut : Ros : Pea : Single = 9 : 3 : 3 : 1

4. Pola penurunan Mendelian dan non-Mendelian

Pola penurunan Mendelian merupakan suatu prinsip utama mengenai penurunan

karakteristik sifat dari parental ke anakan yang dikemukakan oleh Gregor Mendel. Dalam hal

ini, dikenal istilah genotip, fenotip, dominan dan resesif.

1. Genotip adalah alel yang terdapat pada satu atau lebih lokus spesifik.

2. Fenotip adalah sifat fisik, biokimiawi, dan fisiologis yang terdapat dalam diri seseorang

sebagaimana ditentukan baik secara genetik maupun lingkungan. Dengan kata lain fenotip

adalah manifestasi genotip yang dapat dilihat pada tingkat makroskopis.

3. Dominan adalah sifat yang mempunyai pengaruh yang bersifat mengendalikan.

4. Resesif adalah sifat yang tidak dapat menampilkan dirinya kecuali alel yang bertanggung

jawab membawa kedua anggota pasangan kromosom yang homolog.

Sebagai contoh aplikasinya, pada persilangan dua individu dengan satu sifat beda Aa

x Aa (A dominan, a resesif), maka didapat keturunan dengan menggunakan diagram sebagai

berikut:

A a

A AA Aa

a Aa aa

Maka didapatkan keturunan dengan perbandingan fenotip 3:1. Apabila jumlah sifat beda

diperbanyak, maka akan didapatkan variasi keturunan yang lebih banyak. Misalnya pada dua

sifat beda diperoleh perbandingan fenotip anakan 9:3:3:1, atau tiga sifat beda

27:9:9:9:3:3:3:1, dst.

Pola penurunan non-Mendelian adalah suatu pernyataan umum yang merujuk kepada pola

penurunan sifat di mana sifat-sifat yang diwariskan tidak mengikuti aturan Mendel (pola

penurunan Mendelian). Pola-pola penurunan non-Mendelian yang diketahui sampai saat ini

adalah:

1. Penurunan sifat ekstranukleus (Extranuclear inheritance). Penurunan ini meliputi

penurunan DNA yang terdapat di klorofil dan mitokondria (keduanya berada di luar nukleus).

Tahun 1908, Carl Correns menemukan bahwa warna daun pada Mirabilis jalapa diturunkan

secara maternal. Ruth Sager kemudian mengidentifikasi bahwa DNA klorofil yang

bertanggung jawab atas penurunan ini. Mary dan Hershel Mitchell juga menemukan sifat

tertentu pada kapang Neurospora crassa yang dibawa secara maternal oleh DNA

mitokondria.

2. Konversi gen. Konversi gen merupakan suatu proses perbaikan dalam rekombinasi DNA,

di mana sepotong sekuens DNA ditransferkan dari satu heliks ke heliks lain sehingga

mengubah keseluruhan DNA heliks tersebut.

3. Infectious heredity. Infectious heredity merupakan pola penurunan yang didasari atas

infeksi partikel-partikel infeksius seperti virus dan bersifat melekat di sitoplasma sehingga

mengubah fenotip individu dan dapat ditransmisikan hingga ke tahap progenik.

4. Kesalahan pengulangan trinukleotida, yaitu kesalahan yang terjadi akibat pengulangan

tandem mikrosatelit yang terdiri atas trinukleotida dan dapat mempengaruhi bacaan asam

amino. Contoh penyakit yang disebabkan oleh kesalahan pengulangan trinukleotida adalah

penyakit Huntington dan sindrom fragile-X.

5. Genomic imprinting. Genomic imprinting merupakan suatu keadaan di mana sebelum gen

diwariskan kepada anakan, terlebih dahulu gen tersebut ditandai sehingga mengubah bacaan

fenotip gen tersebut.

6. Mosaikisme. Mosaikisme merupakan suatu keadaan di mana pada tubuh seseorang

terdapat sel yang memiliki perbedaan genetik dari sel-sel tubuh lainnya. Hal ini dapat

disebabkan karena mutasi yang terjadi hanya di jaringan tertentu. Apabila mutasi terjadi pada

sel-sel gamet, maka mutasi akan diturunkan.

Pola penurunan non-Mendelian: penurunan maternal

Penurunan non-Mendelian maternal mengacu pada konsep penurunan suatu sifat

tertentu melalui garis keturunan ibu. Hingga sampai saat ini diketahui penyebab dari hal

tersebut adalah DNA mitokondria dan DNA klorofil. Teori tertentu menyebutkan bahwa

mitokondria dan klorofil adalah organisme mikroskopis purba yang menginvasi sel eukariotik

dan tinggal di dalamnya. Hal ini didasarkan pada pemikiran bahwa mitokondria dan klorofil

memiliki DNA sendiri, selain itu mitokondria memiliki kemampuan untuk menghasilkan

energi.

Khusus pada organel mitokondria, pola pewarisannya secara maternal disebabkan

oleh peristiwa pembuahan sel telur oleh sel sperma, di mana hanya kepala dari sel sperma

yang sanggup memasuki sel telur sehingga mitokondria sperma yang melekat di ekor sperma

menjadi ikut terlepas bersamaan dengan ekor sperma itu sendiri. Akibatnya satu-satunya

sumber mitokondria untuk zigot yang kemudian terbentuk hanya sel telur. Itu sebabnya

mitokondria yang terdapat pada makhluk hidup saat ini berasal dari mitokondria sel telur,

dengan demikian DNA mitokondria yang terdapat pada sel makhluk hidup saat ini berasal

dari DNA mitokondria maternal. Sehingga mutasi yang terjadi pada DNA mitokondria

diwariskan secara maternal.

Akibat dari mutasi DNA Mitokondria

Mutasi pada DNA mitokondria dapat menyebabkan berbagai macam penyakit, seperti

Leber’s hereditary optic neuropathy (gangguan saraf neuropatik herediter Leber),

kemerosotan fungsi jantung, penyakit muskular, ketulian, miopatik mitokondrial, sindrom

Leigh, neuropathy/ataxia/retinitis pigmentosa/ptosis (NARP), myoneurogenic gastrointestinal

encephalopathy (MNGIE), dan lain-lain.

Sekilas mengenai Leber’s Hereditary Optic Neuropathy (LHON) dan kaitannya dengan

mutasi mtDNA

LHON merupakan suatu kelainan yang diturunkan secara mitokondrial

(mitochondrial inherited) yang mana terjadi degenerasi sel ganglion retinal dan akson-

aksonnya sehingga berujung kepada kebutaan akut/subakut. Penyakit ini disebabkan oleh

mutasi DNA mitokondria pada posisi nukleotida 11778 G menjadi A (subunit gen ND4),

3460 G menjadi A (subunit gen ND1), dan 14484 T menjadi C (subunit gen ND6) pada

kompleks I rantai fosforilasi oksidatif mitokondria. Gen-gen yang terdapat pada subunit

tersebut mengkodekan NADH dehidrogenase yang berfungsi pada proses fosforilasi

oksidatif, di mana pada proses ini oksigen dan karbohidrat diproses menjadi energi, sehingga

gangguan apapun yang terjadi dalam pengkodean dapat mengganggu proses yang kompleks

tersebut. Namun sampai saat ini masih belum diketahui bagaimana gangguan ini dapat

menyebabkan kematian sel-sel saraf optik dan berujung kepada penyakit LHON.

Karena mutasi terjadi di mtDNA, maka penyakit ini diturunkan secara maternal.

Kebanyakan penderita berusia belasan hingga tiga puluh tahun Namun dilaporkan ada juga

penderita yang pada saat ditemukan penyakit LHON berusia delapan hingga enam puluh

tahun. Permulaan dari penyakit LHON adalah kehilangan pandangan di salah satu mata pada

usia dewasa muda, disusul dengan kehilangan pandangan mata berikutnya. Hal ini dapat

berkembang menjadi atropi optik dan terdapat permukaan basah (edematous) pada stage akut,

diikuti dengan mikroangiopatik.

Epidemiologi penyebaran mutasi salah satu dari tiga mtDNA di atas adalah sekitar

1:30.000 sampai 1:50.000 di Eropa, 70% orang Eropa dan 90% orang Asia penderita LHON

mengalami mutasi pada mtDNA G1177A. Meskipun demikian, tidak semua orang yang

mengalami mutasi mtDNA mengalami LHON; hanya 50% pria dan 15% wanita yang

mengalami mutasi pada mtDNA menderita penyakit LHON. Hal ini disebabkan oleh

perbedaan penetrasi penyakit, beratnya penyakit, faktor lingkungan, serta peluang tubuh

untuk menghambat (melawan) penyakit tersebut.