LEARNING OBJECTIVES

ANDIKA Ghifari

NIM 405130127

2PEMICU

3M penurunan sifat menurut hukum mendel & non-mendel (autosom & kromosom)

• Teori MendelSifat menurun dibawa oleh faktor penentu dan ditentukan oleh separuh induk jantan dan separuh induk betina

Hukum Mendel

HUKUM MENDEL I• Law of Segregation

Allel2 berpisah (segregasi) satu sama lain pada saat pembentukan gamet

Hukum segregasi bebas menyatakan bahwa pada pembentukan gamet (sel kelamin), kedua gen induk (Parent) yang merupakan pasangan alel akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari induknya.

1. Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter turunannya. Ini adalah konsep mengenai dua macam alel; alel resisif (tidak selalu nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf kecil, misalnya w dalam gambar di sebelah), dan alel dominan (nampak dari luar, dinyatakan dengan huruf besar, misalnya R).

2. Setiap individu membawa sepasang gen, satu dari tetua jantan (misalnya ww dalam gambar di sebelah) dan satu dari tetua betina (misalnya RR dalam gambar di sebelah).

3. Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda (Sb dan sB pada gambar 2), alel dominan (S atau B) akan selalu terekspresikan (nampak secara visual dari luar). Alel resesif (s atau b) yang tidak selalu terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk pada turunannya.

HUKUM MENDEL II• Law of Independent Assortment

Setiap allel pada pasangan gen berpisah secaraindependen dari pasangan gen lain pada pembentukan gametnya

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 memengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan e.g. tinggi tanaman dengan warna bunga suatu tanaman, tidak saling memengaruhi.

Hukum mendel II

Modifikasi hukum mendel 1. Epistasis-Hipotasis

a. Epistasis dominan 12:3:1b. Epistasis resesif 9:3:4c. Epistasis dominan 13:3dan resesif

2. Kriptomer 9:3:4

Kesimpulan Mendel

• Orangtua menurunkan sifat2 fisik tersendiri pada keturunannya (faktor = allel).• Setiap individu menerima 2 faktor yang dapat mengkode sifat2 yang sama atau berbeda.• Tidak semua faktor2 / allel2 tersebut identik. • homozigot – allel2nya sama • heterozigot- allel2nya berbeda• Keberadaan allel tertentu tidak dapat memastikan bahwa sifat yang dikode akan diekspresikan. – genotip – Total dari allel2 pada suatu individu – fenotip – Penampakan fisik

Hipotesis Peluang dan Hukum Mendel

Ratio hasil persilangan yang mengikuti hukum Mendel dapatdianalisis dengan menggunakan sebaran Khi-kwadrat (χ2).Menurut Mood et al. (1974) bahwa sebaran Khi-kwadrat adalah

f(x) = 1/[Γ(k/2)](0,5)k/2 xk/2-1e-(1/2)x I (0, ~ ) (x) ruang parameter k = 1,2, . . = 0 untuk selainnyaE(x) = k (nilai harapan)E(x-μ)2 = Ex2 – E(x) E(x) = 2k (ragam)

Fungsi Pembangkit Moment E(etx) = [1/(1-2t)]k/2

Penerapan sebaran χ2 dapat dikembangkan dengan formula yangdikemukakan oleh Winchester (1951); Mendenhall dan Scheaffer(1973) bahwa untuk menguji hipotesis

H0 : α1 = α 2 vs. H1 : α1 ≠ α2 digunakan formula :χ2 = Σ [(oi – ei)2/ei] ~ χ2

(α; (r-1)(c-1)) : dimana oi :hasil observasi dan

ei : nilai harapan observasi.Jika χ2hit ≤ χ2

tab(r-1.c-1) terima H0χ2

hit > χ2tab(r-1.c-1) tolak H0

Pada penelitian ini penerimaan hipotesis H0 diartikan hasil persilangan mengikuti hukum Mendel, sedangkan penolakan H0 berarti tidak mengikuti hukum Mendel. Menurut Ott (1984) hipotesis hukum Mendel adalah :

H0 : (α1 + α2) = 0,75 dan α 3 = 0,25H1 : paling kurang ada salah satu sekatan yang tidak sama dengan 0,75

atau 0,25(α1 + α2) : phenotype dominan (OO, Oo)α 3 : phenotype resesif (oo)

Catatan : Phenotype dominan diperoleh dari simbol gen hasil persilangan kawin diri (selfing) antara F1 yakni :

Ditetapkan : tetua Mr4 : dan CML161 :♀ ♂

Mr4 x CML161 (OO) x (oo)

F1 (Oo)

x : kawin diri F2

Ratio gen yang diperoleh pada F2 adalah :OO : 25 % (dominan : tidak opaque), disandi : α1Oo : 50 % (dominan : tidak opaque), disandi : α2oo : 25 % (resesif : opaque), disandi : α 3

Pada kasus penelitian ini semestinya sejumlah benih hasil kawindiri adalah sebanyak 25 % opaque jika mengikuti kaidah hukumMendel.

Penyajian hipotesis Mendel juga dikemukakan Bender (1982)yakni :• H0 : Ratio phenotipe dominan dan resesif = 3 : 1• H1 : Ratio phenotipe dominan dan resesif ≠ 3 : 1

Non-MendelPewarisan Mitokondria• Inti sel bukan satu-satunya organel di tubuh yang

mengandung DNA• Mitokondria menqandung suatu komosom melingkar yang

terdiri dari DNA mitokondria (mtDNA)• Seiumlah kecil gen terletak di mtDNa• Gangguan genetik mitokondria cukup jarang dijumpai• Penyakit Leber (neuropati optikus herediter Leber):

suatu penyakit mitokondria yang ditandai dengan gangguan penglihatansentral bilateral akibat kematian saraf optikus.

• Penyakit ini didiagnosa padagolongan dewasa muda danbiasanya ireversibel

• Penyakit mitokondria lain seperti sindrom Kearns-Sayre, yangditandai dengan degenerasi retina, blok jantung dan kelemahan otot

Lanjutan• Silsilah pada penyakit genetik mitokondria secara ekseklusif

memperlihatkan pewarisan maternal• Sperma mengandung sedikit molekul mtDNA,

sehingga mtDNA pada keturunan diwariskan dari ibu.• Perempuan dapat menurunkan penyakit

mitokondria baik kepada putra maupun putrinya,walaupun hanya putri yang pada gilirannyamewariskan penyakit tersebut

Genomic lmprinting• Ekspresi suatu alel, bergantung pada dari orang tua mana alel tersebut

berasal• Sindrom Angelman dan Sindrom Prader-Willi. Contoh genomic imprinting• Sindrom Angelman retardasi mental berat, tidak mampu berbicara,

kejang serta ayunan langkah yang tidak stabil dan canggung• Sindrom Prader-Willi retardasi mental ringan-sedang, perawakan

pendek, kegemukan, serta kaki dan tangan yang kecil• Kedua gangguan ini disebabkan oleh suatu delesi di daerah yang sama di

kromosom 15• Perbedaan antara kedua penyakit bergantung pada dari orang tua mana

delesi tersebut diperoleh• Pewarisan delesi parental sindrom Prader-Will• Pewarisan delesi dari ibu sindrom Angelman

Ekspansi Pengulangan Triplet• Kategori lain penyakit genetik adalah yang ditandai dengan peningkatan

jumlah pengulangan triplet nukelotida• Penyakit Huntington (PH) adalah suatu penyakit neurodegeneratif yang

ditandai dengan peningkatan pengulangan triplet• PH mengenai sekitar 1 dari 20.000 orang• Gen PH terletak di kromosom 4 • Mutasi gen ini memyebabkan peningkatan jumlah pengulangan CAG• Individu yang tidak terkena penyakit ini memiliki 11-35 pengulangan CAG,

sedangkan pengidap PH memiliki lebih dari 36 pengulangan• Mutasi diwariskan secara dominan autosomal

Lanjutan• PH penyakit yang memiliki awitan saat dewasa, dengan usia awitan rata-

rata 40th (walaupun berfariasi)• Gejala PH hilangnya daya ingat, berkurangannya neuron di otak• Gejala ini bersifat progresif, yaitu gejala memburuk seiring dengan waktu• Interval rata-rata dari diagnosis sampai kematian sekitar 15 tahun• Kematian biasanya disebabkan oleh pneumonia aspirasi• Belum tersedia pengobatan kuratif untuk PH• Protokol terapi yang sekarang berlaku ditunjukan untuk menangani gejala

penyait

3M faktor yang mempengaruhi pewarisan sifat

Faktor HereditasSegala sesuatu yang terdapat dari dalam diri seseorang yang merupakan warisan atau turunan dari orang tuanya, baik fisik maupun psikis yang diwariskan melalui gen.

Sesuatu hereditas, warisan atau turunan yang yang dimiliki seseorang mislanya bentuk tubuh dan warna kulit, sifat - sifat, kecerdasan, bakat dan penyakit.

Contoh:Pewarisan bentuk tubuh dan warna kulit

Seseorang yang memiliki tubuh gemuk dan kulitnya berwarna putih karena tuurunan dari orang tuanya

P ewarisan sifatOrang trua yang mempunyai sifat suka menolong, maka pada anaknya pun juga akan suka menolong sesamanya

Perwarisan kecerdasan atau intelegensiSeseorang yang orang tuanya pintar, selalu menjadi juara kelas, maka anaknya pada waktu sekolah juga akan meqngikuti kecerdasasn orang tuanya

Pewarisan bakatSeseorang yang mempunyai bakat musik dari orang tuanya

Pewarisan penyakitBiasanya penyakit yang terdapat bapaknya akan menyerang kepada anak perempuannya, sedangkan penyakit yang terdapat pada ibunya, akan menyerang kepada anak laki - lakinya. Missal saja seorang ayah yang mempunyai penyakit hemofila, maka penyakit tersebut juga akan menurun pada anak perempuannya. Memang semua pewarisan itu tidak 100% sama dengan orang tuanya. Namun secara garis besar, bisa dilihat memang terdapat pewarisan atau keturunan dari orang tuanya

Faktor LingkunganTerdiri dari:

keluargasekolahmasyarakatteman sebaya

KeluargaKeluarga disini yaitu orang tua, adik/kakak, dan kerabat lainnya yang masih mempunyai hubungan darah. Keluarga mempunyai fungsi mengasuh dan membesarkan anak. Tidak mungkin seorang anak dibesarkan oleh temannya sendiri. Lingkungan yang pertama di dapat oleh anak yaitu kelurga. Maka, keluarga mempunyai peran yang penting dalam perkembangan anak.

SekolahSekolah merupakan lembaga pendidikan. Sekolah disini berfunsi untuk mengembangkan potensi yang dimiliki oleh seorang anak baik moral (perilaku), spiritual (agama), intelektual (kecerdasan), emosional, dan social (kehidupan bermasyarakat).

MasyarakatMasyarakat adalah lingkungan tempat tinggal anak. Disini anak bergaul dan bermain dengan teman - temannya. Misalnya, kondisi lingkungan dengan orang - orang yang begitu kasar perilakunya, secara tidak langsung akan mempengaruhi perkembangan jiwa anak.

Teman SebayaTeman sebaya mempunyai peran yang cukup penting juga, terutama pada anak yang sedang menginjak masa remaja. Kondisi anak masih cukup labil, jadi jika anak terpengaruh oleh hal - hal yang negatif, maka juga akan mempengaruhi perklembangan anak.

KesimpulanPada faktor hereditas lebih mengacu pada warisan atau turunan dari orang tua, sedangkan faktor lingkungan mengacu pada dimana orang tersebut tinggal dan pihak - pihak yang terdapat dalam tempat ia tinggal, baik keluarga, teman, guru, dan sebagainya. Jadi, antara faktor hereditas dengan faktor lingkungan pada dasarnya sama - sama mempunyai pengaruh dalam perkembangan anak.

3M solusi permasalahan kelainan gen

Terapi Gen

• Terapi gen adalah suatu tehnik untuk memperbaiki gen yang cacat atau rusak sehingga dapat menimbulkan penyakit

• Clinical trial terapi gen sudah dimulai sejak tahun 1990

• Gen terdapat dalam kromosom merupakan dasar fungsional dan fisik dari keturunan

• Perintahnya berupa sandi untuk membuat protein pada struktur seluler

• Bila terjadi perubahan dari gen, maka protein yang terbentuk tidak lagi dapat melakukan fungsi yang normal, sehingga akan menimbulkan kelainan genetik

Usaha Para Peneliti Untuk Memperbaiki Gen yang Cacat

1. Memasukkan gen yang normal kedalam lokasi non spesifik diantara genom untuk pengganti gen yang tidak berfungsi

2. Gen yang cacat diganti dengan gen yang normal melalui rekombinasi homolugus

3. Gen yang cacat diperbaiki dengan mutasi balik yang selektif sehingga gen kembali ke fungsi yang normal

Terapi gen adalah tehnik untuk mengoreksi gen yang cacat yang bertanggung jawab terhadap suatu penyakit.

Misalnya untuk mencegah kematian dengan penyakit kanker.

Pengobatan dengan Terapi Gen

1. Imunoterapi

2. Viro onkolitik

3. Transfer gen

ImunoterapiMenggunakan sel yang telah dimodifikasi secara genetik dari partikel virus untuk menstimulir sistem imun tubuh sehingga mampu mengalahkan keganasan sel kanker

Viro OnkolitikMenggunakan partikel sel virus yang bereplikasi didalam sel kanker dan menyebabkan sel kanker menjadi mati.

Transfer GenTeknik 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

Kerja Terapi GenDalam 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 , dan yang biasa dipakai sebagai vektor adalah virus yang telah diubah secara genetik.

Jenis Virus yang Digunakan untuk Terapi Gen1. Retro virus

Golongan virus yang dapat membuat rantai ganda DNA dari genomnya dan disatukan dengan kromosom sel inangnya mis: HIV (human defisiensi virus)

2. Adeno virus Golongan virus dengan rantai DNA gandanya dapat menyebabkan infeksi pada saluran pernapasan, saluran pencenaan dan menimbulkan

kematian mis: virus influenza

3. Adeno-assosiated virusVirusnya kecil mempunyai single strandid DNA dan dapat memasukan material genetik di tempat spesifik pada kromosom 19

4. Herpes simpleksGolongan virus dengan rantai ganda DNA yang menginfeksi sebagian dari sel seperti sel neuron

Efek samping memakai virus sebagai vektor adalah:-reaksi penolakan-reaksi inflamasi-reaksi toksisitas-virus berubah infektus kembali

Syarat minimal untuk terapi gen• Lokus gen yang mengalami mutasi harus diketahui• Harus ada c-DNA (complementary DNA)• Terapi gen haeus lebih menguntungkan atau memberi respon koreksi

dibandingkan dengan terapi jenis lain• Sel target harus dapat membelah dengan baik dalam keadaan in-vivo• Perangkai vektor, gen dan sel target harus sesuai, sehingga dapat

membelah• Mengetahui dasar-dasar biokimia

Strategi terapi gen1. In-vitro:

- sel diambil dari dalam tubuh- dimodifikasi secara genetik dalam kultur jaringan- akhirnya sel dikembalikan ke dalam tubuh

2. In-vivo:- gen dimasukkan dalam vektor (plasmid/virus)- vektor dimasukkan secara intravena/ intramuskuler/ inhalasi ke dalam tubuh

Kendala terapi gen• Terapi gen akan efektif bila gangguan terjadi pada gen tunggal

• Virus yang berfungsi sebagai vektor , dalam tubuh manusia bisa berubah sifatnya sehingga menimbulkan penyakit

• Masih banyak terapi gen yang keberhasilannya pendek sehingga perlu diulang

• Sistem imun tubuh akan mengurangi efek terapi gen . Begitu pula terapi gen yang berulang akan menyebabkan sistem imun tubuh akan meningkat daya tolaknya

DNA Repair

DNA bukanlah substansi yang lemah, telah dilengkapi dengan mekanisme tertentu yang mampu menetralisasi “gangguan-gangguan” yang terjadi sehingga tidak membawa efek negatif. Mekanisme yang dimiliki DNA tersebut adalah mekanisme DNA repair (perbaikan DNA) yang terjadi pada fase tertentu dalam siklus sel.

Pada fase G1 (Gap 1) terdapat check point yaitu suatu tempat dimana susunan DNA akan dikoreksi dengan seteliti-telitinya. Apabila ada kesalahan, sel mempunyai dua pilihan :

Pertama, kesalahan tersebut diperbaiki dengan cara mengaktifkan DNA repair. Namun, apabila kesalahan yang ada sudah tidak mampu lagi ditanggulangi, sel memutuskan untuk mengambil pilihan kedua yaitu “dimatikan” daripada hidup membawa pengaruh buruk bagi lingkungan sekelilingnya. Saat itulah keputusan untuk berapoptosis diambil. Sel dengan DNA normal akan meneruskan perjalanan untuk melengkapi siklus yang tersisa yaitu S (Sintesis), G2 (Gap 2) dan M (Mitosis).

Mekanisme perbaikan DNA Ada 3 mekanisme utama:

1. Base excision2. Nucleotide excision3. Mismatch repair

Base excision (Pemotongan Basa)Basa-basa DNA dapat dirusak melalui deamination atau alkylation. Tempat kerusakan basa tersebut disebut dengan "abasic site" atau "AP site". Pada E.coli, enzim DNA glycosylase dapat mengenal AP site dan membuang basanya. Kemudian AP endonuclease membuang AP site dan nucleotida sekitarnya. Kekosongan akan diisi dengan bantuan DNA polymerase I dan DNA ligase.

Nucleotide excision (Pemotongan nukleotida)Pada E. coli, protein UvrA, UvrB, dan UvrC berperan dalam membuang nukleotida ( dimer akibat UV light). Kemudian kekosongan akan diisi dengan bantuan enzim DNA polymerase I dan DNA ligase. Pada yeast, proteins Uvr's dikenal dengan nama RADxx ("RAD" kependekan dari "radiation"), seperti RAD3, RAD10 dll

Mismatch repair (Perbaikan yang tidak berpasangan)Untuk memperbaiki basa yang tidak berpasangan harus diketahui pasangan basa mana yang salah. Pada E. coli, ini dapat diketahui oleh methylase yang disebut dengan "Dam methylase", dimana dapat memetilasi adenines yang terdapat pada urutan (5')GATC . Segera sesudah replikasi DNA, template strand dimetilasi, tetapi strand yang baru disintesa belum dimetilasi. Jadi antara template strand dan new strand akan berbeda. .

Dimulai dengan berikatannya protein MutS pada mismatched base pairs. Kemudian MutL mengaktifkan MutH untuk bergabung bersama pada urutan GATC. MutH akan membelah strand yang tidak dimetilasi pada tempat GATC . Selanjutnya, segment dari tempat pembelahan akan dibuang oleh enzim exonuclease (dengan bantuan enzim helicase II dan SSB proteins).

Bila pembelahannya pada bagian 3' dari kerusakan, akan dipotong oleh enzim exonuclease I dan bila pada bagian 5' oleh enzim exonuclease VII atau RecJ untuk mendegradasi single tranded DNA. Kekosongannya akan diisi dengan bantuan enzim DNA polymerase III dan DNA ligase. Jarak antara tempat GATC dengan kerusakan bisa mencapai sepanjang 1,000 base pairs. Bagaimanapun juga perbaikan sistem ini mahal dan tidak efisien.

Protein yang berperan dalam perbaikan DNAProtein hHR23a Rad23 keluarga protein, termasuk protein manusia homologs hHR23a dan hHR23b, merangsang perbaikan eksisi nukleotida dan telah ditunjukkan untuk memberikan hubungan antara sebuah novel yang ditengahi proteasome degradasi protein dan perbaikan DNA. Proteasomal mengatur S5a subunit hHR23a struktur protein. Rad 23a berisi empat terstruktur domain dihubungkan oleh linker fleksibel daerah. Domain tersebut berinteraksi dalam mode intramolekul, dan dengan menggunakan data coupling dipolar residu dalam kombinasi dengan Usikan pergeseran kimia analisis. hHR23a konformasi yang tertutup didefinisikan oleh interaksi N-terminal ubiquitin-seperti domain dengan dua ubiquitin-terkait domain. Pengikatan S5a subunit proteasomal mengganggu hHR23a interaksi interdomain dan dengan demikian menyebabkannya untuk mengadopsi konformasi yang dibuka.

Protein MLH 1Fungsi protein MLH 1Memperbaiki kesalahan saat replikasi, termasuk dalam mismatch repair(MMR). Protein ini memiliki 3 domain, yaitu domain PSM, MutS a dan ATPase. Mekanisme kerja : MLH1 berikatan dengan PSM2 membentuk kompleksMutL a, MutL a berikatan dengan MutS a (MSH2-MSH6), kompeks inimengaktivasi protein lain untuk memperbaiki kesalahan (membuang sekuen DNA yang keliru & mengganti dengan sekuens yang benar / removal).Gangguan patologis protein MLH1.Mutasi pada MLH1 menyebabkan rentan terhadap kanker, yaitu pada ususbesar (Hereditary non-polyposis colorectal cancer (HNPCC)) dan risiko kankerpada rahim, ovarium, payudara, perut, usus halus dan laring.

Protein MSH2 Gen MutS H2 yang disandi oleh MSH2 terletak pada kromosom 2p22-p21,dimulai dari 47.483.767 bp sampai 47.593.877 bp, terdiri dari 16 exon dan 15intron, 80.098 bp, 110,111 basa, 932 asam amino, berat molekul 104.743 Da.MSH2 sebagai komponen dari sistem MMR pasca replikasi DNA.Protein MSH2 memiliki peran ganda dalam DNA repair dan apoptosis.2 bentuk heterodimer berbeda yaitu MutS α (MSH2-MSh6) dan MutS (MSH2MSH3).

3M mutasi (jenis, etiologi, proses, pengaruh)

MutasiPeristiwa perubahan sifat gen (susunan kimia gen) atau kromosom sehingga menyebabkan perubahan sifat yang baka (diturunkan) tetapi bukan sebagai akibat persilangan atau perkawinan. Mutasi dapat terlihat dalam jumlah kecil maupun besar. Mutasi kecil hanya menimbulkan perubahan yang sedikit dan kadang kala tidak membawa perubahan fenotif yang jelas, jadi hanya semacam variasi. Mutasi besar menimbulkan perubahan besar pada fenotif, yang biasanya dianggap abnormal atau cacat.

Mutasi terjadi karena perubahan lingkungan yang luar biasa. Hal ini dapat diakibatkan oleh adanya sifat yang tidak tetap dan selalu dipengaruhi oleh berbagai macam faktor baik alamiah maupun buatan. Agar suatu species tidak mengalami kepunahan diperlukan usaha untuk menyesuaikan diri terhadap timbulnya suatu perubahan.

Jenis-jenis mutasi Mutasi Gen

Mutasi Kromosom

Mutasi gen Terjadi akibat perubahan susunan basa dari DNA.

Jenis-jenis mutasi gen1. Delesi : hilangnya satu atau beberapa basa nitrogen2. Addisi : penambahan satu atau beberapa basa nitrogen (sering disebut

juga insersi)3. Substitusi : pertukaran pasangan basa nitrogen. Bila pertukaran terjadi

antar pasangan basa nitrogen purin-pirimidin dengan purin-pirimidin yang lain disebut transisi. Misalnya pasangan AT digantikan pasangan GS. Bila pertukaran terjadi antar pasangan basa nitrogen purin-pirimidin dengan pirimidin-purin disebut transversi. Misalnya AT digantikan pasangan TA.

Mutasi gen pada hemoglobin 1. Anemia sel sabit ( sickle cell anemia) normal Hb A Hb A pada penderita

anemia sel sabit HbS HbS bentuk sel eritrositnya seperti sabit2. Talasemia umur eritrositnya pendek yaitu kurang dari 120 hari3. Hemoglobin lepore , terjadi pindah silang antara gen yang menentukan

sintesa rantai beta dengan rantai delta

Mutasi kromosom

Dapat terjadi karena:1. Perubahan struktur kromosom2. Perubahan jumlah kromosom

1. Perubahan struktur kromosomMutasi karena perubahan struktur kromosom berlangsung secara spontan, dan dapat juga dilakukan secara eksperimental dengan induksi bahan kimia atau radiasi. Perubahan ini umumnya dapat dilihat pada sel selama mitosis atau miosis.

Beberapa hal yang menyebabkan perubahan struktur kromosom adalahsebagai berikut:

DelesiHilangnya sebagian segmen kromosom yang mengandung gen karena patah

DuplikasiPatahnya sebagian segmen kromosom, lalu patahan tersebut tersambungpada kromosom homolognya

TranslokasiPatahnya sebagian segmen kromosom, lalu patahan tersebut tersambung pada kromosom lain yang tidak homolog. Ada dua jenis translokasi yaitutranslokasi resiprok (timbal balik) dan translokasi nonresiprok.

Inversisebagian segmen kromosom patah, lalu patahan tersebut tersambung kembali tetapi dengan posisi terbalik. Ada dua macam inversi, yaitu inversiperisentrik bila peristiwa inversi melibatkan perubahan posisi sentromer. Bilaperistiwa inversi tidak melibatkan perubahan posisi sentromer disebut inversiparasentrik.

KatenasiMerupakan translokasi dua kromosom tidak homolog sedemikian rupasehingga menyebabkan dua pasang kromosom membentuk struktur sepertilingkaran.

2. Perubahan jumlah kromosomBila terjadi perubahan jumlah kromosom, maka set kromosomnya dapat berubah secara keseluruhan (euploidi), atau sebagian pasangan dari set kromosomnya yang berubah (aneuploidi).

EuploidiMerupakan perubahan set kromosom secara keseluruhan. Bila umumnya setkromosom organisme adalah diploid (2n), maka perubahan yang terjadimenyebabkan set kromosomnya menjadi:• Monoploid (n) : setiap kromosom ada dalam jumlah tunggal (tidak

berpasangan). Misalnya : A B C• Triploid (3n) : setiap kromosom berpasangan 3. Misalnya : AAA BBB

CCC• Tetraploid (4n) : setiap kromosom berpasangan 4. Misalnya : AAAA BBBB

CCCC

AneuploidiMerupakan perubahan sebagian pasangan kromosom, bisa hilang atau lebih.Beberapa jenis aneuploidi antara lain:1. Nulisomi : kehilangan sepasang kromosom (2N-2). Contoh : (44,OO) —

mungkin tidak pernah ada karena selalu lethal

2. Monosomi : kehilangan satu buah kromosom (2N-1)

Contoh:Sindrom Turner (45,XO)Ciri-ciri:- jenis kelamin wanita- mengalami ovariculardisgenesis (ovarium tidak tumbuh) sehingga mandul- kehilangan satu kromosom X- payudara tidak tumbuh

3. Trisomi : kelebihan satu buah kromosom (2N+1)

Contoh:a. Sindrom Klinefelter (47,XXY)Ciri-ciri:- Jenis kelamin pria- Kelebihan satu kromosom X- Mengalami testicular disgenesis (testis tidak tumbuh sempurna)akibatnya mandul- Tumbuh payudara

b. Sindrom Jacobson (47,XYY)ciri-ciri:- Bertindak agresif- kasar- Sering berbuat kriminal

c. Sindrom wanita super (47,XXX)ciri-ciri:- Kromosom sex ada tiga XXX- Tubuh cenderung tinggi- Menderita schizoprenia

d. Sindrom Down (47,XX/XY)ciri-ciri:- hipotonia- Reatardasi mental IQ 25-50- Flat occiput- Lipatan epikantik- Hypertelorism- Lidah kaku, mejulur- Tangan pendek dan lebar- Simian crease - Sidik jari loop ulna

e. Sindrom Edwards (47,XX/XY)ciri-ciri:- 95% abortus spontan yang lahir hidup tak lebih dari 2 bulan- Mulut berbentuk segitiga- Dagu kecil- Low set ear- Hidung lebar dan pesek- Simian crease- Sidik jari gambar arch

f. Sindrom Patau (47,XX/XY)ciri-ciri:- Bibir sumbing- Palatum belah- Retardasi mental berat- Pertumbuhan badan terhambat- Congenital heart desease- Simian crease

EtiologiFaktor-faktor lingkungan penyebab mutasi1. Faktor fisika (radiasi)

Agen mutagenik dari faktor fisika brupa radiasi. Radiasi yang bersifat mutagenik antara lain berasal dari sinar kosmis, sinar ultraviolet, sinar gamma, sinar –X, partikel beta, pancarannetron ion- ion berat, dan sina- sinar lain yang mempunyai daya ionisasi.Radiasi dipancarkan oleh bahan yang bersifat radioaktif. Suatu zat radioaktif dapat berubahsecara spontan menjadi zat lain yang mengeluarkan radiasi. Ada radiasi yang menimbulkanionisasi ada yang tidak. Radiasi yang menimbulkan ionisasi dapat menembus bahan,termasuk jaringan hidup, lewat sel-sel dan membuat ionisasi molekul zat dalam sel, sehinggazat- zat itu tidak berfungsi normal atau bahkan menjadi rusak. Sinar tampak gelombang radiodan panas dari matahari atau api, juga mem,bentuk radiasi, tetapi tidak merusak.

2. Faktor kimia

Banyak zat kimia bersifat mutagenik. Zat- zat tersebut antara lain adalahsebagai berikut:• PestisidaDDT, insektisida dipertanian dan rumah tangga.DDVP, insektisida, fumigam, helminteik ternak üAziridine, dipakai pada industri tekstil, kayu dan kertas untuk membasmi lalatrumah,mutagen pada tawon, mencit, neurospora, E, coli dan bakteriofage T4.TEM, dipakai dalam teskstil dan medis (agen antineoplastik). Membasmilalatrumah.mutagen pada mencit dan serangga, jamur, aberasi pada memcit,allium e coli danlekosit.

• IndustriFormadehid. • Zat ini digunakan dalam pabrik resin, tekstil, kertas dan pupuk, disenfektan

benih, dan fungisida, anti kusut pada tekstil.• Banyak dijumpai pada asap tembakau, asap mobil, mesin serta buangan

pabrik tekstil. • Mutagen ini digunakan untuk Drosophila, Neuspora dan Escherichia coly

Glycidol.• Zat yang digunakan untuk membuat zat kimia yang lain seperti, eter, ester,

amin untuk farmasi, dan teksti• Bersifat antibakteri dan anti jamur pada makanan• Mutagen pada drosophila, neuspora, aberasi dan jaringan mencit.

DEB (butadiene deipoxide)• Mencegah mikroba• Untuk tekstil dan farmasi• Mutagen pada drosophila, neuspora dan E, coli . salmonella, penicillium,

lalat rumah ragi, jagung, tomat dan mamalia. Aberasi pada allium, drosophila dan mamalia.

• Makanan dan minumanCaffein.• Banyak didapatkan pada minuman, kopi, teh, cokelat, dan limun yang

mengandung cola.• Pada bidang medis untuk antihistamin dan obat pusing, pengembang

pembuluh darah, koroner.• Mutagen lemah pada drosophila, mutagen letal adan aberasi pada bakteri,

bakteriofage, dan kultur sel orang,Siklamat dan sikloheksilamin.• Banyak dipakai untuk penyedap makanan dan minuman• Aberasi secara invitro pada orang dan tikus.

Natriun nitrit dan asam nitrit• zat ini digunakan mengawetkan daging, ikan dan keju• mutagen pada bakteri dan jamurdan virus: menghalangi replikasi ADN.

• ObatSiklofosfamid.• Pelawan berbagai jenis tumor.• Toragen pada tikus, mutagen pada drosophila, mencit.• Aberasi pada kultur jaringan orang.

Antibiotik .• Sebagian berasal dari streptomyces, seperti mitomysin C, azaserine,

streptonigrin, phleomycin.• Anti neoplasma.• Penghalang replikasi DNA.• Mutagen pada drosophila. Aberasi pada kultur lekosit orang.

Aminopterin 4- aminoflic dan methoteraxate.• Kedua zat antagonis terhadap asam folat.• Banyak dipakai pengobatan kanker, seperti leukimia, dan choriocarcinoma,

aberasi pada kultur lekosit

3. Faktor biologiLebih dari 20 macam virus penyebab kerusakan kromosom. Misalnya virus hepatitis menimbulkan aberasi pada darah dan sumsum tulang. Virus campak, demam kuning, dan cacar juga dapat menimbulkan aberasi.

Proses terjadinya mutasi

Proses mutasi dibagi menjadi dua yaitu:1. Mutasi alami2. Mutasi buatan

1. Mutasi alamiMutasi alami disebut juga mutasi spontan yaitu mutasi yang terjadi secara alamiah atau dengan sendrinya.Beberapoa hal yang menyebabkan terjadinya mutasi alami sinar ultra violet,sinar radioaktif yang terdapat di alam,radiasi nuklir,pancaran sinar kosmis,radiasi internal dari bahan radioaktif yang mungkin ke saluran pernapasan atau masuk kedalam tubuh akibat pencemaran radioaktif,dan kesalahan sewaktu replikasi DNA.

2. Mutasi buatanMutasi buatan disebut juga mutasi induksi yaitu mutasi yang terjadi karena campur tangan manusia.Mutasi buatan pada umumnya menghasilkan muatan yang tidak menguntungkan yang bersifat resesif dan letal.

Pengaruh mutasi Dampak merugikan Dampak menguntungkan

Dampak merugikan• Terjadinya mutasi gen menyebabkan beberapa kelainan pada manusia

antara lain sindrom turner, sindrom down, albino, anemia sel sabit, dan sebagainya

• Penemuan buah tanpa biji dapat mengakibatkan tanaman mengalami kesulian untuk mendapatkan generasi penerusnya.

• Pemberian insektisida yang tidak sesuai dosisnya dapat mengakibatkan mutasi pada hama sehingga akan menjadi resisten terhadap jenis insektisida yang sama. Hama resisten akan mengalami peledakan jumlah sehingga akan merusak tanaman budidaya.

• Penggunaan sinar radioaktif pada proses mutasi dapat mengakibatkan timbuknya sel kanker dan cacat bawaan pada janin dalam rahim.

• Penyebab letal, artinya mutasi dapat menyebabkan organisme yang mengalaminya akan mati.

• Merusak, artinya organ dan sistem metabolisme organisme yang mengalami mutasi akan terganggu.

• Mutasi menyebabkan timbulnya beragam jenis penyakit berbahaya.

Dampak Menguntungkan • Dihasilkan buah-buahan tanpa biji, seperti semangka. Jika kita akan

membudidayakan semangka maka perlu diperhatikan produksinya. Buah semangka akan memiliki nilai jual yang lebih baik jika berukuran besar dan tanpa biji. Untuk itu perlu dilakukan pemberian kolkisin. Kolkisin dapat dibeli di toko obat-obatan tanaman. Cara pemakaian kolkisin dapat dibaca pada label petunjuk pemakaian pada tanaman.

• Dengan penerapan mutasi ini dapat memberikan peluang usaha yang baik dalam meningkatkan hasil tanaman yang kita tanam, sehingga dapat meningkatkan pendapatan.

• Dengan peristiwa nutasi dapat didapatkan tanaman hias yang memiliki nilai ekonomi tinggi, misalnya yang popular di masyarakat saat ini adalah tanaman hias Aglonema. Harga tanaman ini mencapai puluhan juta rupiah. Hal ini bias dijadikan sebagai peluang bisnis yang menjanjikan. Varietas baru ini dapat dihasilkan dengan pemberian kolkisin pada tanaman.

• Mutasi dapat meningkatkan produksi pertanian, di antaranya gandum, tomat, kelapa poliploidi, dan sebagainya.

• Hasil antibiotik, seperti mutan Penicillium akan lebih meningkat lagi.• Mutasi merupakan proses yang sangat berguna untuk evolusi dan variasi

genetik.• Dapat memeriksa proses biologi.• Dapat menambah keanekaragaman.• Organisme yang mengalami mutasi memiliki sifat yang unggul dari

organisme biasa

Terima Kasih