BAB I

PENDAHULUAN

I. Skenario

Jangan Ambil Mamaku……..

Ibu dari Adinda dinyatakan menderita kanker darah. Adinda melewati hari-

harinya dengan penuh kegalauan. Salah satu sahabatnya yang dari Fakultas

Kedokteran tak bosan-bosannya memberikan semangat dengan selalu membagi

informasi tentang penyakit ibunya. Dari berbagai sumber Adinda akhirnya

mengetahui bahwa penyakit yang diderita ibunya terjadi karena mutasi genetic.

Salah satu sumber menyebutkan adanya translokasi gen PML pad

kromosom 15 dan gen RARA pada kromosom 17. Proses tersebut merupaka

mutasi somatic yang tidak diturunkan. Perubahan struktur gen akibat mutasi ini

menyebabkan sintesis protein yang disebut PML-RARa. Protein ini mengganggu

fungsi protein yang diekspresikan oleh gen PML dan RARA. Protein PML-RARa

inilah yang menyebabkan sel darah putih berproliferasi secara berlebihan.

Sahabatnya mengatakan bahwa penyakit ibunya memiliki beberapa alternative

terapi termasuk terapi gen dan sel punca.

II. Rumusan Masalah

1. Mengetahui proses dari sintesis protein

2. Mengetahui definisi dan macam-macam mutasi

3. Mengetahui cara pengobatan dengan terapi gen dan stem cell

1

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sintesis Protein

Gen merupakan suatu urutan nukleotida dalam molekul DNA yang

tiap urutan nukleotida mengkode rantai polipeptida yang spesifik. Rantai

polipeptida merupakan struktur dasar dari protein itu sendiri. Protein

disintesis di dalam ribosom, organela dalam sel. Ribosom dapat ditemukan

di dalam sitoplasma maupun Retikulum Endoplasma kasar.Dalam proses

sintesis protein, terdapat tiga macam RNA yaitu;

a. mRNA

Urutan nukleotida yang berbentuk linear yang membawa kode protein

yang akan ditranslasi di ribosom menjadi rantai polipeptida.

b. tRNA

Asam nukleat yang membawa asam amino tertentu yang akan

dicocokan dengan kodon pada mRNA.

c. rRNA

Asam nukleat yang menjadi protein tertentu untuk membentuk

ribosom.

Dalam pengubahan gen menjadi protein melibatkan dua proses

yaitu:

a. Transkripsi

Transkripsi merupakan sebuah proses pengkopian urutan basa

nukleotida dari sebuah template DNA. Transkripsi berlangsung di

nukleus dan enzim yang berperan adalah RNA polimerase. Hasil dari

transkripsi merupakan untai tunggal yang disebut mRNA.

Transkripsi dimulai dari promoter yang merupakan sebuah basa yang

memberi sinyal permulaan pada gen. RNA polimerase berjalan di

sepanjang untai DNA dan membuka untai DNA sehingga pasangan

basa nitrogen terputus dan selanjutnya dilakukanlah pengkopian

template DNA. Hal ini terjadi terus-menerus sampai pada bagian

2

terminator. Pada bagian terminator, pengkopian template DNA

dihentikan. Hasil awal dari proses ini adalah pre-mRNA yang terdiri

dari introns dan exons. Intron adalah bagian yang nantinya akan

dihilangkan melalui proses splicing. Sedangkan exon adalah urutan

nukleotida yang membawa informasi pembentukan protein. Ketika

intron dihilangkan, exon menyatu dan terbentuklah mRNA.

Selanjutnya mRNA meninggalkan nukleus menuju ribosom dalam

sitoplasma untuk melakukan translasi.

b. Translasi

Proses translasi terjadi di ribosom. Ketika mRNA selesai ditranskripsi,

mRNA akan menuju ke sitoplasma dan menempel pada ribosom untuk

ditranslasi. Dalam mRNA terdapat kodon yang merupakan triplet basa

yang mana triplet basa tersebut mengkode asam amino. Translasi

dimulai dari start codon. Start codon merupakan kodon yang

mengawali proses penerjemahan kodon dalam mRNA dengan asam

amino yang dibawa. Sebagai contoh start codon adalah AUG yang

mengekspresikan asam amino metionin. Dari kodon inilah urutan basa

di belakangnya akan diterjemahkan oleh ribosom.

Dalam translasi terdapat tiga urutan proses berlangsungnya

penerjemahan mRNA yaitu;

a. Inisiasi

mRNA menuju sitoplasma yang di dalamnya terdapat banyak asam

amino, tRNA, dan subunit ribosom. mRNA menempoel pada

subunit ribosom kemudan tRNA inisiasi mencari kodon start dalam

mRNA. Ketika kodon start sudah ditemukan, penerjemahan kodon

selanjutnya akan dilakukan.

b. Elongasi

Pada elongasi, terjadi penerjemahan kodon dengan asam amino

yang sesuai. Elongasi terjadi di sepanjang untai mRNA yang

nantinya akan dihentikan jika telah menemui kodon stop (UAA,

UAG, UGA)

3

c. Terminasi

Pada terminasi, mRNA dan rantai polipeptida baru yang

mengandung asam amino dilepaskan oleh ribosom. Proses

ttranslasi selesai (Cecie Starr, 2007).

B. Mutasi

Mutasi merupakan suatu perubahan permanen gen pada urutan nukleotida

DNA yang dapat merubah produk dari suatu gen. Gen merupakan suatu

urutan nukleotida dalam molekul DNA. Terdapat dua jenis mutasi, yaitu;

a. Mutasi gen ( point mutation)

Mutasi gen adalah perubahan kimiawi pada satu atau beberapa

pasangan basa dalam satu gen tunggal yang menyebabkan perubahan

sifat individu tanpa perubahan jumlah dan susunan kromosomnya.

Mutasi gen dapat terjadi melalui berbagai cara, diantaranya;

1. Substitusi/ penggantian pasangan basa

Terjadi karena penggantian satu nukleotida dengan pasangannya di

dalam untaian DNA komplomenter dengan pasanngann nukleotida

lain.

2. Insersi

Insersi merupakan penyisipan atau penambahan satu atau lebih

nukleotida dalam rantai polinukleotida.

3. Delesi

Delesi merupakan pengurangan satu atau lebih pasangan nukleotida

suatu gen saat replikasi DNA.

b. Mutasi kromosom

Mutasi kromosom merupakan perubahan yang terjadi pada kromosom

yang disertai dengan perubahan struktur dan jumlah kromosom. Jenis

mutasi kromosom;

1. Perubahan struktur kromosom

Perubahan struktur kromosom meliputi;

a. Translokasi, pemindahan sebagian dari segmen kromosom ke

kromosom lainnya yang bukan kromosom homolognya.

4

b. Duplikasi, adanya pertambahan segmen kromosom.

c. Delesi, adanya pelenyapan segmen kromosom.

d. Inversi, terjadi karena kromosom terpilin dan terjadi kiasma

saat meiosis sehingga terjadi perubahan letak/ kedudukan gen-

gen.

2. Perubahan jumlah kromosom

Ditandai dengan perubahan jumlah kromosom individual atau

dalam jumlah perangkat kromosom. Mutasi ini dibedakan menjadi

dua jenis yaitu euploid dan aneuploid.

C. Proses Perubahan Fungsi Protein dalam Sintesis Protein Akibat

Mutasi

Mutasi dapat menyebabkan hasil proses ekspresi gen tidak sesuai

dengan hasil yang seharusnya didapatkan. Hal ini terjadi karena adanya

mutasi dapat merubah susunan gen dalam DNA yang dapat terjadi karena

substitusi, delesi, insersi, maupun translokasi. Perubahan susunan gen akan

berdampak pada susunan asam amino. Asam amino juga mengalami

perubahan sehingga protein yang dihasilkan ikut berubah. Perubahan

protein ini diikuti pula dengan fungsinya sehingga dapat menyebabkan

kelainan pada sistem regulasi tubuh.

Pada skenario berhubungan dengan Protein PML-RARα yang

terjadi akibat mutasi, yakni terjadi translokasi gen PML pada kromosom

15 dengan gen RARA pada kromosom 17. Penyusunan kembali materi

genetic (translokasi) antara kromosom 15 dan 17 bersatu pada bagian gen

PML dng gen RARA. Protein dari hasil fusi ini disebut protein PML-

RARα. Protein ini mengganggu fungsi dari protein PLM dan RARα. Yang

mana gen RARA menghasilkan protein RARα yang berguna untuk

membantu mengontrol transkripsi gen penting dalam pematangan sel

darah putih saat tahap promielosit. Sedangkan gen PML menghasilkan

protein PML yang berguna sebagai penekan tumor dengan kata lain

mencegah sel-sel tumbuh dan membelah terlalu cepat atau dengan cara

5

yang tidak terkendali. Hasilnya sel darah terjebak dalam tahap

promyelocyte dan berprolifasi secara abnormal. Kelebihan sel darah putih

yang belum matang terakumulasi di sumsum tulang dan sel darah putih

normal tidak dapat terbentuk, menyebabkan Acute promyelocytic

leukemia. (http://ghr.nlm.nih.gov/condition/acute-promyelocytic-

leukemia, 2012)

D. Terapi Gen dan Sel Punca

1. Terapi gen

Terapi gen merupakan mekanisme transfer DNA rekombinan ke

dalam sel tubuh individu dalam upaya penanganan suatu penyakit yang

dapat dilakkukan dengan cara menggunakan vektor virus dengan

penambahan gen yang tidak termutasi (Cecie Starr, 2008). Secara

umum, terapi gen dilakukan dengan cara mengganti atau

menginaktifkan gen yang tidak berfungsi, menambahkan gen

fungsional, atau menyisipkan gen ke dalam sel untuk membuat sel

berfungsi normal.

Cara dari terapi gen pada umunya, yaitu dengan:

a. Dengan mengganti gen yang mutasi dengan gen yang sehat

(spindle transfer)

b. Menonaktifkan gen yang bermutasi

c. Memperkenalkan sel baru pada tubuh unutuk melawan penyakit

(http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/therapy.pdf , 2012)

Sel kanker mempunyai tiga karakteristik yang dikontrol secara

genetis untk mempertahankan kelangsungan hidup dan pertumbuhan :

a. Sel-sel kanker mempunyai kecepatan pertumbuhan yang tidak

normal.

b. Sel-sel kanker tidak mati ketika tubuh mengisyaratkan hal itu.

c. Sel-sel kanker melawan kerja sistem imun tubuh.

Oleh karena itu terapi gen untuk mengobati kanker didasarkan pada

koreksi kecepatan pertumbuhan, kontrol kematian sel, dan membuat

6

sistem imun membuunuh sel-sel kanker tersebut. Pendekatan lain untuk

terapi gen kanker adalah dengan strategi bunuh diri.

Pengobatan dengan gen terapi meliputi

a) Imunoterapi Menggunakan sel yang telah dimodifikasi secara genetik dari

partikel virus untuk menstimulir sistem imun tubuh sehingga

mampu mengalahkan keganasan sel kanker.

b) Viro onkolitik Menggunakan partikel sel virus yang bereplikasi didalam sel

kanker dan menyebabkan sel kanker menjadi mati.

c) Transfer gen Teknik ini relatif baru, dengan cara memperkenalkan gen 2

baru yang dimasukan kedalam sel kanker atau mengelilingi

jaringan kanker sehingga dapat menghentikan pertumbuhan

dan menghancurkan sel kanker (Hasnar Hasjim, 2010)

Dalam terapi gen ini kita memerlukan satu molekul yang berfungsi

sebagai karier disebut sebagai vektor . Vektor inilah yang membawa

gen /DNA yang normal ke sel target pasien. Vektorterdiriatas virus dan

non virus. Virus, terdiriatasadenovirus,retrovirus,adeno associated

virus, herpes simplex. Cara kerja virus menggunakan gen-gen yang

terdiriatas gen A untukinsersi,gen B untukmengganggutranskripsi, dan

gen C untuklisissel host. Sedangkan non virus terdiriatas naked DNA

yang disuntikkansecara intra muscular danliposomyaitu lipid buatan

yang bersatudengan DNA untukdimasukkankedalamtubuh

(Paramasari,2011). ->kuliah

Metode pengiriman gen dapat dilakukan secara in vivo (pemasukan

gen-gen dalam sel-sel yang terdapat dalam tubuh) dan ex vivo

(pemasukan gen dalam sel yang dilakukan di luar tubuh). Metode

pengiriman gen melibatkan virus, liposom, penyuntikan DNA dan gene

gun (Teresa Liliana, 2005).

7

2. Sel punca (Stem Cell)

Sel punca atau sering disebut stem cell merupakan sel yang tidak/

belum terspesialisasi dan mempunyai kemampuan/ potensi untuk

berkembang menjadi berbagai jenis sel-sel yang spesifik yang dapat

membentuk berbagai jaringan tubuh. Sel punca mempunyai sifat yang

khas yaitu;

a. Diferentiate, kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel lain.

Sel punca mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel yan

khas/ spesifik. Berdasarkan kemampuan untuk berdiferensiasi, sel

punca dikelompokkan menjadi;

Totipoten, sel punca dapat berdiferensiasi menjadi semua

jenis sel.

Pluripoten, sel punca dapat berdiferensiasi menjadi 3

lapisan germinal (ektoderm, mesoderm, endoderm).

Multipoten, sel punca dapat berdiferensiasi menjadi

berbagai jenis sel misalnya sel punca hemopoetik yang

terdapat dalam sumsum tulang.

Unipoten, sel punca yang hanya dapat berdiferensiasi

menjadi satu jenis sel (Ahmad Aulia Yusuf, 2008).

b. Self regenerate/ self renew,

Kemampuan sel untuk memperbaharui atau meregenerasi dirinya

sendiri. Sel punca mampu membuat salinan sel yang persis sama

dengan dirinya melalui pembelahan sel.

Sel punca memiliki sifat,yaitu: mampu berdiferensiasi artinya sel

punca mampu membelah dirinya menjadi sel lain. Dan mempunyai

sifat lain yaitu self-renew yaitu untuk memperbaiki atau

memperbarui dirinya sendiri. Sumber sel punca adalah dari

zigot,embrio berupa blastosit (5-7 hari setelah pembuahan),fetus

adalah janin dari aborsi,sel punca dewasa berupa sel darah.

8

BAB III

KESIMPULAN

Dari skenario yang berjudul “Jangan Ambil Mmamaku” dengan

Learning Objective :

Mengetahui proses dari sintesis protein

Dalam pengubahan gen menjadi protein atau sintesis protein melibatkan

dua proses yaitu:

c. Transkripsi

Transkripsi merupakan sebuah proses pengkopian urutan basa

nukleotida dari sebuah template DNA. Transkripsi berlangsung di

nukleus dan enzim yang berperan adalah RNA polimerase. Hasil dari

transkripsi merupakan untai tunggal yang disebut mRNA.

d. Translasi

Proses translasi terjadi di ribosom. Ketika mRNA selesai ditranskripsi,

mRNA akan menuju ke sitoplasma dan menempel pada ribosom untuk

ditranslasi. Dalam mRNA terdapat kodon yang merupakan triplet basa

yang mana triplet basa tersebut mengkode asam amino.

Mengetahui definisi dan macam-macam mutasi

Mutasi merupakan suatu perubahan permanen gen pada urutan nukleotida

DNA yang dapat merubah produk dari suatu gen.. Terdapat dua jenis

mutasi berdasarka area terjadinya mutasi, yaitu;

a. Mutasi gen ( point mutation)

Mutasi gen adalah perubahan kimiawi pada satu atau beberapa

pasangan basa dalam satu gen tunggal yang menyebabkan perubahan

sifat individu tanpa perubahan jumlah dan susunan kromosomnya.

b. Mutasi kromosom

Mutasi kromosom merupakan perubahan yang terjadi pada kromosom

yang disertai dengan perubahan struktur dan jumlah kromosom.

9

Mengetahui cara pengobatan dengan terapi gen dan stem cell

Terapi gen merupakan mekanisme transfer DNA rekombinan ke dalam sel

tubuh individu dalam upaya penanganan suatu penyakit, sedangkan sel

punca atau sering disebut stem cell merupakan sel yang tidak/ belum

terspesialisasi dan mempunyai kemampuan/ potensi untuk berkembang

menjadi berbagai jenis sel-sel yang spesifik yang dapat membentuk

berbagai jaringan tubuh

10

BAB IV

SARAN

Setelah melakukan diskusi tutorial untuk skenario II blok Biologi

molekular, kami mengalami beberapa hambatan, antara lain :

1. Tidak semua anggota kelompok berpartisipasi secara aktif

2. Mengalami kendala dalam memahami artikel/referensi berbahasa Inggris

3. Kurang dapat mengatur waktu dalam diskusi tutorial

4. Perbedaan presepsi pada sumber yang didapat.

Oleh karena itu, kami memiliki beberapa saran agar dalam diskusi tutorial

selanjutnya hambatan-hambatan di atas dapat diperbaiki, antara lain :

1. Setiap anggota sebaiknya lebih aktif menyampaikan pendapat atau

pertanyaan

2. Membiasakan mencari arti kata-kata dalam Bahasa Inggris yang belum

diketahui artinya dalam kamus

3. Membuat batas-batas waktu pada setiap tahap dalam pelaksanaan diskusi

tutorial

4. Anggota dapat menarik garis besar untuk memecahkan perbedaan

referensi.

11

DAFTAR PUSTAKA

Jusuf, Ahmad Aulia dr. AHK,PhD. 2008. Aspek Dasar Sel Punca Embrionik

(Embryonic Stem Cell) dan Potensi Pengembangannya. Diskusi panel

Realitas baru dan prospek perkembangan seputar terapi sel punca(stem

cell), R. Rapat PB IDI, Jakarta, Sabtu 24 Mei 2008.

Starr, Cecie dan Beverly McMillan. 2007. Human Biology. Edisi 8. USA:

Brooks/Cole, Cengage Learning.

Wargasetia, Teresa Liliana. 2005. Terapi Gen pada Penyakit Kanker. Bandung:

Universitas Kristen Maranatha Bandung

Hasjim,Hasnar.2010.Dasar Terapi Gen. http://repository.unand.ac.id/4171/1/DASAR_TERAPI_GEN.ppt

diakses pada Senin, 5 November 2012

Rangkuman dari http://www.news-medical.net/health/Chromosomal-

Abnormalities-%28Indonesian%29.aspx . Kelainan Kromosom.

diakses pada Rabu, 7 November 2012

Warianto, Chaidar. 2011. Mutasi.

http://skp.unair.ac.id/repository/GuruIndonesia/

Mutasi_ChaidarWarianto_17.pdf, diakses pada Rabu, 7 November 2012

Universitas Sumatera Utara . 2005 . Mutasi ..

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/32327/5/Chapter

%20I.pdfdiakses pada Rabu, 7 November 2012

http://journal.unair.ac.id/filerPDF/IJCPML-12-2-10.pdf, 2010

http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMra1110265

12