MUTASI DAN REPAIR
description
Transcript of MUTASI DAN REPAIR
Agustina Setiawati, M.Sc., Apt
MUTASI DAN REPAIR
Mutasi, mutan & mutagenMutasi• Perubahan basa dalam sekuen DNA (Pd umumnya di dalam suatu gene). • Perubahan ini termasuk : substitusi basa, adisi, penyusunan ulang dan delesiMutan• Organisme yang mengalami mutasi. • Mutatisi tersebut tentunya terjadi dalam gena yang menyebabkan terjadinya perbedaan yang nyata dengan bentuk normal (Wild-Type).
Mutagen• pengaruh fisika atau senyawa kimia yang menyebabkan
mutasi.
MutagensA spontaneous mutation occurs once in 108 cells.
The mutation rate can be increased by exposing cells to mutagens, which are either chemicals or physical agents such as UV-irradiation.
Both chemicals and physical agents act by causing genetic damage that results in base changes in DNA
Mutagenesis - Proses terjadinya suatu mutasi- Bisa terjadi secara:
(a) Spontan (natural process) terjadi <1 in 108
E. coli .(b)Diinduksi (mis. dengan mutagen(EMS atau sinar
UV).Mutasi dapat terjadi dalam satu atau dua hal:
1, Mismatch – terjadi karena kesalahan pada DNA replikasi.
2, perubahan struktur – diinduksi oleh mutagen (sinar and senyawa kimia).
Mismatches saat DNA replikasi
5’-ATTGG-3’3’-TAACC-5’
5’-ATGGG-3’3’-TAACC-5’
5’-ATGGG-3’3’-TACCC-5’
5’-ATTGG-3’3’-TAACC-5’
Normal
Mutan
Replikasi
Perubahan struktur Mutasi DNA
5’-ATXGG-3’3’-TAGCC-5’
5’-ATXGG-3’3’-TAGCC-5’
Normal
5’-ATXGG-3’3’-TAACC-5’
5’-ATTGG-3’3’-TAACC-5’
5’-ATCGG-3’3’-TAGCC-5’
Kerusakan nukleotida
Mutan
Mutan
Tipe mutasiA. Point mutation a. Substitusi satu basa dengan nukleotida yang lain
2 tipe:Transisi – perubahan purine ke purine (A to G, G to A)
atau pirimidin ke pirimidin (C to T, T to C)
Transversi – perubahan purine ke pirimidin atau sebaliknya, e.g. A to C or T, C to A or G
b. Insersi atau delesi Penambahan atau pengurangan satu base-pairs.
POINT MUTATION1. Silent mutation
Perubahan basa tidak meyebabkan perubahan pada kodon
5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met glyala leu leu thr stop
5’ ATG GGA GCT CTA TTG ACC TAA 3’ met glyala leu leu thr stop
Silent mutation( & transition)
2. Missense mutation Perubahan basa Perubahan kodon
5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met glyala leu leu thr stop
5’ ATG GGA GCT CTA TTT ACC TAA 3’ met glyala leu phe thr stop
Mutasi pada aras gena
Missense mutation( & transversion)
3. Nonsense mutation Perubahan basa menjadi stop kodon
5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met glyala leu leu thr stop
5’ ATG GGA GCT CTA TGA ACC TAA 3’ met glyala leu stop
Mutasi pada aras gena
Nonsense mutation( & transversion)
4. Frameshift mutation Hilangnya satu basa perubahan pada pembacaan
5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met glyala leu leu thr stop
5’ ATG GGG AGC TCT ATT AAC CTA A 3’ met glyser ser ile asn leu
Mutasi pada aras gena
Frameshift mutation
KODON DAN ASAM AMINO YG DISANDI
Base-pair and Frameshift Mutations
THE NUS AWO URC ATE ATT HER AT
THE NUN SAW OUR CAT EAT THE RATMutation type
THE NSN SAW OUR CAT EAT THE RAT
THE SUN SAW OUR CAT EAT THE FAT
Nonsense
Missense
Frameshift
Tipe mutasiB. Inversi Pemotongan sebagian DNA dan kemudian disisipkan
pada tempat yg sama tetapi pada orientasi yg berbeda
5’-ATTGG-3’3’-TAACC-5’
5’-ATCAG-3’3’-TAGTC-5’
ReversionThis is the reverse process of mutation and involves a mutant regaining a wild-type phenotype, either through:
1. A back mutation (direct reverse of the mutation)2. A reverse or suppressor mutation (not a direct reverse, but a mutation at a second site generally within the same gene which
suppresses the effect of the first mutation). The mutant is described as a revertant.
A practical example of reversion is the Ames test which is used to test for carcinogens.
What is reversion?
+-
WT, active
+
+
Mutate - to + Mutant, inactive
+-
WT, activeSame site revertant
+-
Mutate + to -
WT ?, activedifferent site revertant
C.M
utas
i pad
a K
rom
osom
Depurinasi spontanKehilangan 300 purin perhari pada pH 7,
37CPada sel mamalia 10.000 purin/hariKecepatan meningkat jika suhu naik atau
pH turunAdanya senyawa alkikasi (etil etena
sulfonat, nitrogen mustrat) menaikkan kecepatan depurinasi
DNA T RNA UUntuk menaikkan kebenaran pesan genetik
URACIL DNA GLYCOSYLASEENZIM MENGHIDROLISA IKATAN
GLIKOSIDIK ANTARA U DAN GULA
Glycosylase
5‘
5‘
Polymerase
5‘
Human Base Excision Repair Mechanism
Beda untai lama dan baru ?
MUTAGEN FISIKA
Fotoliase
N
N N
N
O
NH
HdRib
H
N
OdRibN
H
H
N
N N
N
N
dRib
H H
N
OdRib H
O
CH3
N
CH3
N
N N
N
O
N
dRib
H
H
N
OdRib H
O
CH3
N
Normal Base Pairing and Mispairing
Deoxythymidine : Deoxyadenosine Deoxycitidine : Deoxyguanosine
Deoxythymidine : Alkyl deoxyguanosine
O
O
O
O
O
CH3
N
N N
N
O
N
dRib
H
H
N
OdRibH
O
CH3
N
Deoxythymidine : Alkyl deoxyguanosine
ATaG C
TACG A
TGC
TACG
ATGC
TACG
ATGC
TACG
ATaG C
TATG
ATAC
TATG
ATaG C
TATG
Possible Consequences of DNA-Adducts
ATGC
TACG
Methylbromide
O
O
Metil Guanin metil Transferase
MUTAGEN KIMIAWIBASA ANALOG
◦5-Bromourasil dan 2-aminopurin bergabung pada DNA seperti asam nukleat lainnya
◦BU = analog timin, yang berpasangan dengan A tetapi juga dapat berpasangan dengan G
◦Terjadi mutasi dari A:T menjadi G:C
BROMURASIL DALAM BENTUK ENOL BU:G
AFLATOKSIN B1AFLATOKSIN B1 OLEH SITOKROM P450
DIUBAH MENJADI SENYAWA EPOKSID YG BEREAKSI DENGAN G
G:C MENJADI T:A
SENYAWA INI BEREAKSI DENGAN 7-N GUANOSINmenghasilkan radikal
G:C MENJADI T:A
endo-8,9-epoxide
H OO
O O
OH O
OCH 3
GST
H OO
O O
H O
OCH 3
HOSG
H OO
O O
O H O
OCH 3
OCH 3NH2
H
H OO
HO O
O O
HN
N
DNAdR
DNA
N
O
N+
exo-8,9-epoxide DNA-Adduct (N7-dGuo)H O
O
O O
OCH 3
H O
Aflatoxin B1
P450
P450
Aflatoxin B1 exo-8,9-Epoxide forms DNA-Adducts
ASAM NITRITMENGOKSIDASI ADENIN (A) MENJADI
HIPOSANTIN◦HIPOSANTIN INI AKAN BERPASANGAN DENGAN
C◦A:T MENJADI G:C
A:T G:C
Etil Metil Sulfoksida (EMS)
AKRIDIN ORANYE
PENYAKIT AKIBAT MUTASI Xerodermal pigmentosum
Huntington Disease Leukimia
Xeroderma Pigmentosum (XP)
Autosomal resesiveMutasi pada beberapa gene yang terlibat
dalam repair – pemotongan dimer pirimidin
Peka terhadap sinar UV –kanker kulit
CC 4.7
HUNTINGTON DISEASE
CAG : GLUTAMINNORMAL PENDERITA 36 -82 KOPI
HUNTINGTON DISEASECAG : GLUTAMINPENDERITA 36 -82 KOPI
Fagile X syndrome: berpengaruh pada sistem regulasinya
AAAAAAA
Gene A
Gene B
Fusion Gene
Primary transcript
Fusion mRNA
Chimaericprotein
Unique Properties Altered Pattern of gene expression
Differentiation Blocked
Continued self-renewal
65% of leukaemias are characterisedby particular somatically acquired chromosome translocations
Chromosome 1
Chromosome 2
Acts as an oncogene
Chronic myeloid leukaemia (CML) is characterised bythe t(9;22)(q34;q11) reciprocal translocation
(The protein product from this fusion gene only found in ~70% of patients)
Bcr-abl = constitutivelyactive tyrosine kinase
TERIMA KASIH