MUTASI GEN

DNA dan GEN

• DNA (deoxyribonucleic acid) merupakan materi genetik yang diwariskan dari generasi ke generasi yang terjadi pada semua organisme.

• Setiap sel organisme mempunyai DNA yang dapat ditemukan :

– Di dalam inti sel (DNA inti)– Di dalam mitokondria (DNA mitokondria

atau mtDNA).

• DNA

Struktur DNA

• Setiap molekul DNA terdiri dari ribuan nukleotida.

• Setiap nukleotida mempunyai tiga bagian: – Gula, berupa Deoxyribose – Phosphate – Basa Nitrogen (Adenine, Tymine, Guanine,

atau Cytosine)

• Basa DNA disimpan sebagai suatu kode yang selalu berpasangan A = T

C = G

• Struktur dari pilinan ganda terlihat seperti suatu tangga vertikal, dengan pasangan basa, molekul gula dan fosfat.

• Pada manusia diperkirakan mencapai sekitar 3 milyar basa.

• Molekul DNA mempunyai pola yang konsisten dan dapat digunakan sebagai cetakan untuk DNA berikutnya

• Setiap segmen molekul DNA berungsi untuk mengkode pembentukan protein tertentu di dalam sel yang disebut Gen

GEN

• Gen adalah suatu unit dasar fisik dan fungsional. • Terdiri dari DNA, bertindak sebagai perintah

untuk membuat molekul-molekul yang disebut protein.

• Gen mempunyai ukuran yang bermacam-macam dari beberapa ratus basa DNA sampai lebih dari 2 juta basa.

• Human Genome Project memperkirakan bahwa manusia mempunyai antara 30,000 dan 40,000 gen.

Kodon

• Kodon: terdiri dari 3 nukleotida yang berurutan • Terdapat 4 macam nukleoida• 4 3 = 64 kodon• Setiap kodon berfungsi mengkode asam amino• Termasuk kodon awal dan perhentian

– Kodon awal berupa AUG (methionine)– Kodon akhir (stop) berupa UAA, UAG, UGA

• Satu asam amino dapat dikode lebih dari satu kodon

Mutasi

• adalah perubahan di dalam urutan DNA atau RNA pada organisma disebabkan oleh kesalahan copy selama Replikasi DNA atau kerusakan yang disebabkan oleh ekspos (pajanan) radiasi, bahan kimia, atau virus.

• Urutan DNA dapat berubah dengan beberapa cara

• Akibat terjadinya mutasi pada kesehatan tergantung pada :– Di mana terjadi mutasi dan – Apakah mereka mengubah fungsi protein

penting atau unsur pengatur.

DNA code

primary mRNA transcript

secondary mRNA transcript

amino acid chain(=PROTEIN)

1- transcription

2- splicing

3- translation

NU

CLEU

SR

IBO

SO

ME

Penggolongan mutasi

• Mutasi efek pada struktur

• Efek pada fungsi

• Aspect pada “phenotype affected”

• “Special classes”

Mutasi strukturTeridiri:1. Mutasi-mutasi skala kecil, dipengaruhi oleh sejumlah

kecil gen atau beberapa nukleotida, meliputi : – Point mutation ,

• Disebabkan oleh bahan kimia atau kesalahan Replikasi DNA• Yang paling umum adalah perubahan transisi ( A menjadi G atau

(C menjadi T

– Point mutation dapat dikembalikan oleh point mutasi yang lain, di mana nukleotida itu diubah kembali ke pada keadaan aslinya atau oleh pembalikan lokasi yang kedua (suatu mutasi yang komplementer di tempat lain yang mengakibatkan gen didapat kembali)

– ACG GAC CCC CAA AGC CAC CAA GGG AAC– ACG GAC CCC CAA GGC CGC CAA GGG AAC

• AGC = serotonine -> GGC = glycine• CAC = histidine -> CGC = arginine

– Point mutation yang terjadi di dalam daerah sandi (koding) protein suatu gen digolongkan menjadi 3 macam, tergantung pada kodon yang salah mengkode

• Silent mutations: yang mengkode untuk asam amino yang sama. AAA menjadi AAG (lysine)

• Missense mutations: mengkode untuk suatu asam amino yang berbeda. CAC (his) menjadi CGC (arg)

• Nonsense mutations: mengkode suatu kodon berhenti dan dapat memotong suatu protein. UAC (tyrosine) menjadi UAG (stop)

– Insertions (penyisipan) satu atau lebih nukleotida ke dalam DNA

• Penyisipan pada daerah koding gen bisa mengubah penyambung mRNA (mutasi lokasi sambungan),

• Menyebabkan suatu pergeseran ke dalam “reading frame” (frameshift),

• Menghasilkan produk gen yang berubah. • Penyisipan dapat direvisi dengan penghilangan

unsur yang dapat dipindahkan.

Thr val pro his ser … … … …ACG GUC CCC CAU AGC CAC CAA GGG AAC thr val ala pro stop … … … …ACG GUC GCC CCA UAG CCA CCA AGG GAA C

– Delesi (Penghapusan) satu atau lebih nukleotida dari DNA.

• Seperti penyisipan, mutasi ini dapat mengubah kerangka pembacaan gen.

• Bersifat tidak dapat diubah.

thr val pro his ser … … … …ACG GUC CCC CAU AGC CAC CAA GGG AACthr ser pro ile arg … … … …ACG UCC CCC AUA GCC ACC AAG GGA AC

2. Mutasi-mutasi besar-besaran di struktur kromosom, termasuk– Amplifications (or gene duplications)– Deletions banyak kromosom, mengakibatkan

hilangnya gen pada daerah tersebut. – Mutations

Efek pada fungsi

Terdiri• Loss-of-function : produksi gen hanya sedikit

atau tidak ada fungsi. sering disebut mutasi amorphic. – Berhubungan dengan mutasi fenotip paling sering

adalah resesif.

• Gain-of-function : mutasi produk gen yang berubah dengan fungsi yang baru dan tidak normal. – Mutasi ini biasanya mempunyai fenotipe dominan.

Sering disebut mutasi neomorphic.

• Dominant negative mutations (juga disebut mutasi antimorphic) menghasilkan gen yang bertindak “antagonistically” ke alel tipe liar – Sindrom Marfan adalah contoh mutasi negatif yang

dominan yang terjadi dalam satu penyakit autosomal dominan.

• Lethal mutations : mutasi yang menjurus kepada suatu fenotipe tidak mampu untuk reproduksi yang efektif.

“phenotype affected”

• Mempengaruhi fenotipe :– Morphological : Mutasi biasanya

mempengaruhi penampilan luar dari suatu individu.

• Mutasi dapat mengubah tingginya dari suatu tumbuhan atau perubahan dari biji halus ke biji yang kasar.

– Biochemical : Mutasi mengakibatkan berhentinya jalur enzymatic.

• Sering kali, mutan hasil yang langsung suatu mutasi karena adanya pengaruh enzymatic.

Special classes

• Mutasi kondisional : suatu mutasi lebih parah; berat fenotipe di bawah keadaan tertentu – kondisi lingkungan dan mutan fenotipe di

bawah kondisi "terbatasi". – contoh, suatu mutasi peka suhu, dapat

menyebabkan kematian sel pada temperatur yang tinggi (kondisi bersifat membatasi).

Penyebab mutasi

• Dua penyebab : 1. mutasi spontan (kebusukan molekular)

• Tautomerism - perubahan atom H• Depurination – perubahan basa purin ( A, G)• Deamination – perubahan jenis basa (C, U) • Transition – perubahan selain purin• Transversion – purin menjadi pirimidin

2. Mutasi terinduksi disebabkan oleh mutagen• Bahan kimia• Radiasi