Resume 9. Mutasi Bab 4 5

8/18/2019 Resume 9. Mutasi Bab 4 5

1/7

BAB 4

MEKANISME PERBAIKAN DNA, MUTASI DAN ADAPTASI, MUTASI DAN

KANKER,APLIKASI PRAKTIS MUTASI, SERTA SAKIT GENETIK MANUSIA

YANG DITIMBULKAN OLEH KESALAHAN REPLIKASI DNA DAN KESALAHAN

PERBAIKAN DNA

4.1 MEKANISME PERBAIKAN DNA

Sel-sel prokariotik dan eukariotik dapat melakukan perbaikan DNA seacara enzimatis.

Perbaikan yang dilakukan dapat secara langsung atua dengan memotong bagian yang rusak

dan menyambung kembali dengan DNA lain.

4.1.1 Perbaikan keruakan DNA akiba! "u!ai e#ara $an%un%.

a. Perbaikan oleh Aktivitas enzim Polimerase DNA

Enzim polimerase DNA selain dapat mempolimerisasi DNA dalam arah 5 ! "uga

dapat beraktivitas eksonuklease dengan arah ! 5. Aktivitas eksonuklease antara lain

memperbaiki kerusakan DNA akibat mutasi. Pengenalan kesalahan insersi nukleotida dapat

ter"adi selama polimerisasi oleh enzim polimerase DNA kemungkinan akibat adanya bonggol

pada untai ganda molekul DNA# kesalahan ini dapat ter"adi karena pada basa yang salah tidak

dibentuk ikatan hidrogen. Polimerisasi DNA akan berhenti dan tidak berlaku hingga

nukleotida yang salah tersebut dipotong diikuti dengan penggantian nukleotida yang benar

dan terbentuk ikatan hidrogen yang diperlukan. Pemotongan nukleotida dilakukan oleh

aktivitas eksonuklease berlangsung dalam arah ! 5. $ika pemotongan itu sudah dilakukan

aktivitas polimerase dalam arah sebaliknya dari enzim polimerase DNA akan pulih kembali.

Namun aktivitas eksonuklease tidak ditemui pada polimerase makhluk hidup eukariotik#

tetap. Aktivitas perbaikan semacam yang dimiliki polimerase DNA bakteri# pada makhluk

hidup eukariotik diduga dimiliki oleh protein lain.

%ukti peran penting aktivitas eksonuklease dari enzim polimerase DNA yang menekan

la"u mutasi pada bakteri# dapat terlihat "ika ter"adi mutasi gen mutator pada E.coli. $ika gen

mutator strain-strain E.coli mutasi# maka &rekuensi mutasi 'seluruh gen( pada strain-strain itu

men"adi lebih tinggi. Dalam hal tersebut dibuktikan nah)a mutasi-mutasi mengubah protein-

protein terhadap replikasi DNA.


2/7

b. *otoreaktivasi Dimer Pirimidin yang Diinduksi oleh +,

elalui proses perbaikan dengan bantuan cahaya pada rentang gelombang !/-!0/nm#

dimertimin 'atau dimerpirimidin lain( langsung berbalik pulih men"adi bentukan semula.

*otoreaktivasi tersebut dikatalis oleh enzim &otoliase. Enzim tersebut menyingkirkan dimer

"ika diaktivasi oleh suatu &oton. Adanya aktivitas enzim tersebut dapat membersihkan

rangkaian dimer yang tidak diperlukan.

c. Perbaikan 1erusakan Akibat Alkilasi

1erusakan DNA akibat alkilasi dapat dipulihkan oleh enzim metiltrans&erase 23-

metilguanin. Enzim tersebut menyingkirkan gugus metil sehingga molekul DNA pulih

kembali.

4.1.& Perbaikan keruakan DNA 'en%an #ara "e"buan% (aan%an baa

a. Perbaikan melalui pemotongan 'perbaikan gelap4dark repair(

Proses ini memperbaiki dimer pirimidin yang terbentuk akibat induksi cahaya +,.

ekanisme perbaikan ditemukan pada tahun3 oleh 6#P %oyce dan P. 7o-8ord-*landers

serta 6. Setlo) dan 8. 9arrier. :ang mengisolasi beberapa mutan E.coli yang sensiti&

terhadap +,. Sesudah radiasi +,# mutan-mutan memperlihatkan la"u mutasi dalam gelap

yang lebih tinggi daripada normal. 9ontohnya mutan uvr A dapat memperbaiki dimer dengan

bantuan cahaya# sedangkan mutan uvr A; memperbaiki dimer dalam gela dan "uga berbagai

distorsi lain dari heli< DNA 'enzim endonuklease yang memotong untai DNA rusak dimana

pada penggalan tersebut terdapat kerusakan(.

b. Perbaikan dengan bantuan =likosilase


3/7

%asa yang rusak dapat disingkirkan dari molekul DNA dengan bantuan enzim

glikosilase yang dapat mendeteksi basa yang tidak lazim dan akan mengkatalis pemutusannya

dari gula deoksiribosa. Dari aktivasi tersebut dapat menimbulkan suatu lubang pada DNA#

posisi tersebutu disebut tapak atau AP site. >apak AP merupakan tapak pirimidinik 'tidak ada

pirimidin berupa sitosin atau timin(. ?ubang tersebut "uga dapat terbentuk akibat lepasnya

basa secara spontan alami. lubang tersebut ditemukan oleh enzim khusus endonuklease AP#

yang selan"utnya dapat memotong ikatan &os&odiester disamping basa yang telah lepas.

Pemotongan tersebut dapat memicu beker"anya enzim polimerase @ DNA 'pada E.coli(.

selan"utnya akan menyingkirkan beberapa nukleotida di depan basa yang lepas menggunakan

aktivitas eksonuklease dalam arah 5 !. Enzim ligase DNA menyambung penggalan

nukleotida baru kerah u"ung ! dengan penggalan nukleotida yang lama.

#. Perbaikan melalui koreksi pasangan yang salah

1esalahan-kesalahan yang masih tersisa biasanya berupa pasangan basa yang tidak

berpasangan dan pada proses replikasi berikutnya konsdisi tersebut dapat berakibat men"adi

mutasi spontan. Pada E.coli diperkirakan menun"ukkan bah)a kesalahan yang belum

diperbaiki oleh polimerase DNA adalah sebanyak satu per /B.

Sistem perbaikan didukung koreksi pasangan yang salah yang dikode oleh tiga gen

'mut 7# mut @# dan mut S(. Enzim tersebut mencari dan menemukan pasangan basa yangsalah dan selan"utnya mengkatalisis penyingkiran sutau segmen DNA yang mengandung

kesalahan tersebut. Enzim koreksi pasangan basa beker"a dengan cara mengenali unting DNA

baru yang belum mengalami metilasi. Setelah dikenali# basa yang salah disingkirkan dan

kemudian berlangsung polimerisasi. Selain melakukan koreksi# enzim pengkoreksi dapat

memperbaiki delesi maupun adisi se"umlah kecil pasangan basa.

Pada molekul DNA# disekitar tempat pasangan basa yang salah terdapat urut-urutan

basa nukleotida berupa =A>S yang bersi&at palindromik. %asa A pada palindron mengalami

metilasi yang dikatalisasi oleh enzim metilasi yang dikatalis oleh enzim metilase-dam.


4/7

4.& Mu!ai 'an A'a(!ai

utasi yang ter"adi tidak berkaitan dengan kepentingan apakah mutasi tersebut

berman&aat atau bahkan merugikan. E&ek merugikan atau menguntungkan baru dikuali&ikasi

setelah dihubungkan dengan habitat dan lingkungan tempat hidup individu yang mengalami

mutasi. Peluang tiap mutan memperbesar daya penyesuaian suatu individu lebih besar ketika

populasi menempati habitat baru atau ter"adi perrubahan lingkungan# pada keadaan tersebut

membuka kesempatan bagi mutan-mutan unntuk bersi&at adapti&.

Peluang tiap mutan memperbesar daya penyesuaian individu lebih besar manakala

populasi 'yang mengandung individu mutan( menempati habitat baru atau ter"adi perubahan

lingkungan.

4.) Mu!ai 'an Kanker

6adiasi pengion dan radiasi +, maupun berbagai zat kimia bersi&at karsinogenik

'penginduksi kanker(. +"i karsonogenik dilakukan dengan meman&aatkan rodentia# dan

terutama tikus yang baru lahir. +"i mutagenitas sering dilakukan dengan cara yang sama.

Namun karean mutasi adalah peristi)a yang sangat "arang dan he)an coba dibutuhkan

banyak# maka pengu"ian semacam itu tidak selayanknya dan daya mutagen yang rendan

"arang dideteksi.

Adanya korelasi antara daya mutagen dan daya karsinogenik se"alan dengan teori

yang mengemukakan bah)a kanker disebabkan mutasi somatik. Dan sudah diperkuat oleh

penemuan onkogen seluler 'onkogen penyebab kanker(# dan diperkuat oleh demonstrasi yang

menun"ukkan bah)a onkogen bertanggung "a)ab terhadap karsinoma kandung kemih akibat

perubahan satu pasang basa. Si&at umum dari sel kanker adalah terus menerus membelah. 7al

tersebut terlihat bah)a semua sel kanker kehilangan kontrol terhadap pembelahan sel secara

normal dan akibatnya terbentuk tumor.

4.4 A($ikai Prak!ii Mu!ai

utasi dapat menggunakan alela-alela dalam analisis genetik.

4.4.1 Mu!ai *an% Ber"an+aa! 'a$a" Peraki!an Bibi!


5/7

G e n A

G e n B

Enzim A

Enzim B

Prekusor X

Intermediet Y

P r o d u k Z

%eberapa mutasi dilakukan untuk mengembangkan si&at-si&at yang diinginkan#

misalnya meningkatkan hasil panen# kandungan zat protein yang semakin sesuai harapan# dan

tahan terhadap serangan hama maupun penyakit. 9ontohnya adalah bibit rakitan yang

meman&aatkan mutasi terinduksi adalah bibit Penicillium yang menghasilkan penisilin yang

lebih banyak. %ibit tersebut diperoleh dari hasil radiasi spora. 6ibuan spora diradiasi dan

beberapa diantaranya kemudian tumbuh menghasilkan lebih banyak penisilin.

4.4.& Te$aa Pr-e Bi-$-%i "e$a$ui Ana$ii Mu!ai

utasi digunaknan secara ekstensi& untuk mengungkap "alur ter"adinya proses biologis.

etabolisme ter"adi melalui urutan tan reaksi yang dikatalisis enzim. +rutan tahap pada suatu

"alur rekasi dapat ditentukan dengan cara mengisolasi dan mempela"ari mutasi-mutasi pada

gen pengkode enzim-enzim terlibat. Proses biologis yang ter"adi misalnya seperti pada

paparan bagan berikut.

@ntermediet : dihasilkan dari prekusor C yang dikatalisasi oleh enzim A 'produk gen

A(# kemudian segera dikonversi men"adi pupuk dengan bantuan enzim % 'produk gen %(.

Dalam keadaan ini @ntermediet : dapat sa"a sangat sedikit "umlahnya sehingga sulit

diidenti&ikasi. Namun "ika gen % bermutasi yang berakibat tidak ada lagi enzim %# maka

intermediet : akan sering terakumulasi mencapai kadar tinggi# sehingga mudah identi&ikasi.

4. Saki! Gene!ik Manuia Yan% Di!i"bu$kan O$e Kea$aan Re($ikai Dna Dan

Kea$aan Perbaikan DNA


6/7

%eberapa penyakit pada manusia yang ditimbulkan oleh kesalahan replikasi DNA dan

kesalahan perbaikan DNA adalah sebagai berikut.

Saki! /un%i *an% Dieran%

Cerodermapigmentosu

m 'CP(

Perbaikan kerusakan DNA oleh radiasi +, atau oleh senya)a

kimia. Enzim yang cacat tampaknya adalah endonuklease# atau

mutan resesi& yang bersangkut paut dengan suatu gen pengkode

yang berperan pada perbaikan kerusakan DNA. utasi pada 3 gen

yang berbeda dapat menimbulkan sakit tersebut.

Ata


7/7

. engapa la"u mutasi yang diketahui selalu rendah dan mutasi spontan "arang

ter"adi

?a"u mutasi yang rendah dan mutasi spontan yang "arang ter"adi diakibatkan

karena hanya didasari pada mutasi yang dampaknya terlihat. utasi ada yang

memprlihatkan &enotipnya# ada yang tidak memperlihatkan &enotipnya# dan ada yang

sempat diperbaiki sebelum menampakkan &enotipnya. 7anya ke"adian mutasi yang

tampak sa"a yang dipertimbangkan dalam penentuan la"u mutasi dan mutasi spontan#

sehingga hasil yang diperoleh adalah sedikit. %ila seluruh ke"adian mutasi di dalam

seluruh kromosom dalam satu populasi individu maka la"u mutasi yang diperoleh akan

tinggi# sedangkan mutasi spontan merupakan ke"adian yang umum.

&. Dia A3en% Mu!ikarini

. Apakah bukti peran penting aktivitas eksonuklease dari enzim polimerase DNA yang

menekan la"u mutasi pada bakteri

$a)ab F

>erlihat "ika ter"adi mutasi gen mutator pada E.coli. $ika gen mutator strain-

strain E.coli mutasi# maka &rekuensi mutasi 'seluruh gen( pada strain-strain itu

men"adi lebih tinggi. Dalam hal tersebut dibuktikan nah)a mutasi-mutasi mengubah

protein-protein terhadap replikasi DNA.

. Deteksi utasi pada Drosophila digunakan teknik kromosom C berlekatan. Apakah

man&aat dari teknik tersebut "elaskan G

$a)ab F>eknik ini diman&aatkan untuk mendeteksi mutasi mor&ologi yang resesi&

bahkan lebih sederhana# karena hanya satu generasi yang dibutuhkan.

Resume 9. Mutasi Bab 4 5

Documents

Transcript of Resume 9. Mutasi Bab 4 5