MUTASI

DEFINISI

Mutasi adalah perubahan-perubahan hereditas permanent pada urutan nukleotida DNA genom

suatu organisme.

DAMPAK MUTASI TERHADAP GENERASI

Mutasi dapat diturunkan, mutagenesis spontan dapat disebabkan kesalahan saat replikasi DNA

dan oleh perubahan basa yang spontan.

Mutasi yang terjadi berdasarkan tipe sel antara lain :

Mutasi germinal

Mutasi yang terjadi di dalam sel gamet (sel telur/sel spermatozoa) tidak berpengaruh

terhadap fenotipe pada individu tersebut, namun dapat diturunkan dan menyebabkan

penyakit pada generasi berikutnya. Pada mutasi germinal akan terjadi perubahan

struktur atau susunan kimiawi dari gen, biasa dikenal dengan istilah mutasi gen.

Mutasi somatis

Mutasi yang terjadi pada sel atau jaringan yang terdiferensiasi (contoh: sel somatis),

menyebabkan kelainan fenotipe pada individu dan dapat berpengaruh pada individu

yang bersangkutan, tetapi tidak diwariskan pada keturunannya. Perubahan dapat

terjadi karena pengaruh lingkungan dan dapat bersifat sementara, lebih dikenal dengan

istilah modifikasi.

KLASIFIKASI

a. Menurut asal.

Mutasi Spontan: Perubahan yang terjadi dengan sendirinya di alam, penyebab

mutasi ini antara lainsinar kosmik, batuan radioaktif, sinar UV matahari, dan

radiasi ionisasi.

Mutasi induksi: Perubahan yang terjadi atas usaha manusia. Misalnya dalam

bentuk pemakaian bahan radioaktif atau penggunaan senjata nuklir.

b. Menurut kualitas.

Mutasi struktural: Perubahannya pada kandungan nukleotida gen

o Mutasi substitusi: substitusi satu nuklootida bagi nukleotida lain.

Mutasi transisi: jika suatu purin diganti dengan purin lain atau suatu

pirimidin diganti dengan suatu pirimidin lain.

Mutasi transversi: jika suatu purin diganti dengan suatu pirimidin

atau sebaliknya.

Contoh medik dari suatu substitusi basa adalah penyakit sickle sel. Mutasi

GAG menjadi GTG menyebabkan glutamat diganti oleh valin.

o Mutasi delesi: kehilangan beberapa bagian gen.

o Mutasi insersi: penambahan satu nukleotida ekstra atau lebh pada gen.

Mutasi pengaturan ulang: Terjadi perubahan pada lokus gen.

o Mutasi translokasi: perpindahan pada kromosom non homolog.

o Mutasi inverse: perpindahan di dalam kromosom yang sama.

c. Menurut ukuran.

Mutasi noktah/point mutation: perubahan yang terjadi pada susunan basanya,

dikenal sebagai mutasi gen.

Terdapat beberapa tipe mutasi gen, yaitu:

Mutasi diam/mutasi titik/Samesense mutatio: Perubahan satu basa (basa

tunggal), biasanya basa pada posisi ketiga dari kodon, yang tidak

mengubah asam amino yang dikode.

Mutasi tak bermakna/Nonsense mutation

Perubahan pada satu basa sehingga terbentuk kodon stop (UAA, UAG,

atau UGA) yang menyebabkan proses translasi berhenti.

Mutasi salah makna/Missense mutation: perubahan satu basa dengan

basa yang lain akibat substitusi basa (baik transisi maupun transverse)

sehingga berakibat pada perubahan kodon dan menghasilkan perubahan

asam amino yang di kode pada produk gen protein.

Mutasi pergeseran kerangka/Frameshift mutation: terjadi

Penambahan(insersi) atau pengurangan (delesi) satu atau beberapa basa

yang menyebabkan pergeseran dari kerangka pembacaan.

Mutasi menyeluruh/Gross mutation: Mutasi yang melibatkan seluruh gen,

seluruh kromosom, atau perangkat kromosom. Perubahan dapat meliputi jumlah

atau struktur kromosomnya, disebut juga aberasi kromosom, yang menyebabkan

perubahan sifat individu.

Kromosom adalah untaian material genetik yang terdapat didalam setiap sel

mahluk hidup. Setiap sel yang normal mempunyai 46 kromosom yang terdiri dari

22 pasang kromosom non-sex (kromosom 1 s/d kormosom 22) dan 1 pasang

kromosom sex (kromosom X dan Y) yang menentukan jenis kelamin.

Setiap orang mendapatkan 1 dari tiap pasangan kromosom dari ayahnya dan 1

dari ibunya, dengan kata lain setiap orang mendapatkan 23 kromosom dari ayah

(dibawa oleh sperma) dan 23 kromosom dari ibunya (dibawa oleh sel telur), yang

kemudian total menjadi 46 kromosom (23 pasang) setelah pembuahan.

Tiap untaian kromosom membawa informasi genetik yang sangat menentukan

proses pertumbuhan dan perkembangan janin dan juga fungsi tubuh untuk

kehidupan sehari-hari. Proses pertumbuhan ini meliputi pembentukan protein-

protein tubuh, sehingga kelainan genetik atau struktur clan jumlah kromosom

akan sangat mempengaruhi pembentukan protein-protein tubuh dan dapat

mengakibatkan pertumbuhan dan perkembangan janin atau bayi yang tidak

normal.

Kelainan kromosom pada janin bisa diturunkan dari salah satu orang tua yang

membawa kelainan kromosom, bisa juga terjadi secara spontan (dengan

sendirinya) pada saat proses reproduksi. Usia ibu pada saat hamil juga salah satu

faktor penyebab kelainan kromosom. Resiko terjadinya kelainan kromosom pada

janin adalah 4 kali lebih besar jika ibu berusia 35 tahun atau lebih.

Seks genetik seseorang dapat diperiksa melalui pemeriksaan kariotipe yang

sangat akurat atau dengan melihat Badan Barr pada sel. Apabila terdapat 2

kromosom X pada satu sel, seperti pada wanita normal, salah satunya badan barr

akan inaktif dan menggumpal pada membran inti. Bila tidak ada “Badan Barr”,

berarti sel tersebut hanya mempunyai sebuah kromosom X (Laki-laki normal: XY,

Sindrom Turner: XO).

Aberasi kromosom terbagi menjadi dua macam, yaitu:

Mutasi Genom

Merupakan mutasi yang menyangkut penyimpangan jumlah kromosom.

Jumlah kromosom dalam gamet adalah haploid (n), kelipatan dari

kromosom haploid (n) disebut eupliod. Jumlah seperti 3n atau 4n disebut

poliploid. Poliploid biasanya menyebabkan abortus spontan, dan lahir

mati.

Semua jumlah yang bukan merupakan kelipatan bulat dari n disebut

aneuploid. Aneuploid menunjukkan jumlah kromosom yang non-euploid,

jadi ada penambahan atau pengurangan kromosom tertentu, sehingga

jumlahnya merupakan kelipatan dari 23. Sering pula disebut sebagai

aneusomi, misalnya:

o 2n+1=trisomi, jumlah kromosom 47

o 2n-1=monosomi, jumlah kromosom 45

Aneuploid dapat terjadi pada otosom atau gonosom. Monosomi otosom

tak dapat hidup sekalipun pada masa embrio, karena terlalu banyak

informasi genetik yang hilang.

Sebab dari aneuploid:

Gagal-pisah pada meiosis

Gagal-pisah (nondisjunction) adalah kegagalan pasangan kromosom

homolog untuk berpisah pada pembelahan meiosis pertama atau

meiosis kedua, terjadi pada anaphase (sister chromatid gagal

berpisah), sehingga dihasilkan dua sel anak yang aneuploid.

Normalnya dua anggota dari sepasang kromosom homolog berpisah

pada pembelahan meiosis pertama, sehingga masing-masing sel anak

menerima satu komponen dari setiap pasangan. Namun jika

pemisahan tidak terjadi (nondisjunction) maka kedua anggota

pasangan tersebut sama-sama menuju ke satu sel. Akibatnya satu sel

menerima 24 kromosom, dan yang lain menerima 22 kromosom.

Ketika terjadi fertilisasi, satu gamet yang memiliki 23 kromosom

bersatu dengan gamet yang mempunyai 24 kromosom, hasilnya

adalah seorang individu yang memiliki 47 kromosom. Nondisjunction

bisa terjadi pada pembelahan meiosis sel benih pertama atau kedua

dan bisa mengenai kromosom manapun baik kromosom sex atau

kromosom autosom.

Bila nondisjungsi terjadi pada saat gametogenesis, gamet yang

terbentuk dapat kelebihan kromosom (n+1) atau kekurangan

kromosom (n-1). Fertilisasi normal pada gamet yang demikian akan

menghasilkan zigot yang trisomi (2n+1) atau monosomi (2n-1).

Nondisjungsi dibedakan:

o Nondisjungsi primer yang terjadi pada sel gamet normal.

o Nondisjungsi sekunder yang terjadi pada sel gamet individu

dengan trisomi.

Trisomi dan monosomi yang terjadi pada kromosom seks biasanya

tidak mengakibatkan kematian, misalnya Sindrom Kleinefelter (XXY),

Sindrom Turner (XO). Monosomi pada autosom biasanya tidak dapat

hidup sekalipun pada masa embrio sehingga mengakibatkan

kehilangan banyak materi genetik dan biasanya bersifat letal.

Beberapa trisomi autosom (21, 13, 18) tidak berakibat kematian,

tetapi disertai dengan abnormalitas yang berat.

Anaphase lag, salah satu kromosom homolog atau kromatid tertinggal

dan menghilang dari inti sel, sehingga dihasilkan satu sel anak normal

dan yang lain monosomi.

Gagal-pisah pada fase mitosis

Gagal-pisah pada fase zigot awal pada mitosis (nondisjunction mitosis)

pada sebuah sel embrio selama berlangsungnya pembelahan-

pembelahan sel permulaan menghasilkan mosaikisme (ovum sudah

dibuahi atau dari sel somatic), yang ditandai dengan beberapa sel

mempunyai jumlah kromosom abnormal sedang sel-sel lainnya

normal. Lebih sering terjadi pada gonosom; terdapat dua atau lebih

populasi sel yang berbeda secara genetic pada satu individu. Pada

jenis gagal-pisah ini (yang juga dapat terjadi pada fase pembelahan

meiosis kedua), kedua kromatid kromosom gagal untuk berpisah.

Mutasi Kromosom

Merupakan mutasi pada susunan materi genetic yang menyebabkan

perubahan struktur kromosom biasanya terjadi akibat kerusakan

kromosom yang diikuti oleh hilangnya atau tertata-ulangnya kromosom.

Pola tata ulang kromosom setelah kerusakan adalah sebagai berikut:

Duplikasi

Kelainan ini terjadi akibat penambahan potongan /fragmen

kromosom pada kromosom nonhomolognya, atau terdapat deretan

nukleotida ekstra pada gennya.

Delesi

Kromosom kehilangan sebagian fragmennya atau materi genetiknya.

Misalnya 46, XY, del (16)(p14) berarti individu laki-laki dengan delesi

pada daerah 1 pita 4 dari lengan pendk kromosom 16.

Delesi atau duplikasi dapat terjadi pada saat suatu kromosom patah,

fragmen patahannya melekat pada kromosom homolog, sehingga

kromosom asalnya mengalami delesi, kromosom homolognya

mengalami duplikasi.

Kromosom cincin

Kromosom cincin terbentuk bila delesi terjadi pada kedua ujung

kromosom sehingga akan terjadi fusi, kemudian lengan-lengan

kromosom kembali menyatu untuk membentuk sebuah cincin.

Kromosom ini tidak dapat mitosis atau meiosis secara normal.

Penulisannya dengan menggunakan simbol r.

Isokromosom

Terbentuk apabila sentromer terbagi secara horizontal dan tidak

secara vertikal. Salah satunya dari dua lengan kromosom kemudian

lenyap/hilang, dan lengan yang tersisa mengalami duplikasi, sehingga

terbentuk sebuah kromosom hanya dengan dua lengan pendek (2p)

atau dua lengan panjang (2q). Paling sering terjadi isokromosom

lengan q dari kromosom X.

Inversi

Terjadi pemilinan kromosom apabila terdapat dua kerusakan

interstisium di sebuah kromosom, dan segmen menyatu kembali

setelah berputar penuh sehingga urutan gen berubah.

Terdapat 2 macam inversi, yaitu:

o Inversi parasentris: terpilin fragmen kromosom pada satu lengan

dan tidak melewati sentromer.

o Inversi perisentris: pilinan fragmen melewati sentromer.

Inversi jarang menyebabkan kelainan pada individu parentalnya, tapi

akan tampak kelainan pada keturunannya.

Translokasi : Terjadi perpindahan atau pertukaran fragmen satu

bagian dari sebuah kromosom ke kromosom lain yang bukan

homolognya.

Translokasi terbagi menjadi 2 macam, yaitu:

o Translokasi resiprokal: translokasi dari kromosom non homolog

yang terjadi secara timbale balik (terjadi pertukaran fragmen

antara dua kromosom).

Apabila keseluruhan potongan fragmen tersebut dipertukarkan,

hasil dari translokasi timbal-balik yang terjadi tidak

membahayakan bagi pembawa sifat, yang memiliki jumlah normal

kromosom dan bahan genetik yang lengkap. Namun, saat

gametogenesis terbentuk gamet abnormal.

o Translokasi non resiprokal: perpindahan fragmen kromosom pada

kromosom non homolog yang tidak saling bertukar tempat.

Contohnya translokasi tidak seimbang antara lengan panjang

kromosom 14 dan 21 pada meiosis pertama dan kedua menghasilkan

gamet dengan satu extracopy kromosom 21, yang kalau dibuahi akan

menghasilkan sindrom down.

Translokasi sering terjadi antara kromosom 13, 14, 15, 21 dan 22

karena kromosom-kromosom ini berkelompok pada meiosis.

Gambar: Missense mutation

Gambar: Nonsense mutation

Gambar: Frameshift mutation

Gambar: Inversi Parasentris Gambar: Inversi Perisentris

Gambar: Translokasi

Gambar: Kromosom cincin Gambar: Isokromosom

Gambar: Delesi

Gambar: Duplikasi