MAKALAH MUTASI YANG MERUGIKAN DAN MENGUNTUNGKAN MENGUNTUNGKAN DAN MEKANISME RESPIRASI DNA Tugas indiviual Mata Kuliah : BIOMOL Dosen Pengampu : dody arunia. S Farm., Apt
Disusun Oleh : Dery Rizal Nasrulloh
FAKULTAS FARMASI PROGRAM STUDI S1 FARMASI STIKES AVEROES PEMI BANTEN 2016
Kata Pengantar
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami berhasil menyelesaikan Makalah ini yang alhamdulillah tepat pada waktunya yang berjudul “Mutasi
Yang Merugikan Dan Menguntungkan Dan Mekanisme Respirasi Dna” Makalah ini berisikan tentang informasi dampak mutasi terhadap kehidupan manusia, dampak mutasi pada manusia ada yang menguntungkan dan juga ada yang merugikan. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin
Tangerang, 16 Agustus 2016
Penulis
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Cakupan biologi molekuler begitu luas dan perkembangannya begitu cepat, sehingga tidaklah mudah untuk memberikan gambaran menyeluruh mengenai cabang ilmu ini dalam bentuk makalah singkat. Biologi molekuler muncul sebagai kelanjutan dua cabang ilmu yang sudah ada sebelumnya, yaitu genetika dan ilmu biokimia. Para pakar bersepakat bahwa biologi molecular ditandai dengan penemuan struktur heliks ganda DNA oleh Watson dan Crick pada tahun 1953. Penemuan ini didahului oleh penemuan penting sebelumnya, antara lain penemuan gen oleh Mendel (1853), pembuktian bahwa gen terdapat dalam kromosom oleh Morgan dkk (1910-1915), dan akhirnya penemuan bahwa gen adalah DNA oleh Avery, Mcleod dan McCarty (1944). Genetika adalah ilmu pewarisan faktor keturunan (hereditas). Ilmu genetika ini meliputi studi tentang apa yang dimaksud dengan gen, bagaimana gen dapat membawa informasi genetik, gen direplikasikan dan dilewatkan dari generasi ke ganerasi, dan bagaimana gen dapat mengekspresikan informasi di dalam organisme yang akan menentukan karakteristik organisme yang bersangkutan. Informasi genetik di dalam sel disebut genom. Genom sel diorganisasi di dalam kromosom. Kromosom adalah suatu struktur yang mengandung DNA, dimana DNA secara fisik membawa informasi herediter. Kromosom mengandung gen. Gen adalah segmen dari DNA (kecuali pada beberapa virus RNA), dimana gen mengkode protein. DNA adalah makromolekul yang tersusun atas unit berulang yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida terdiri atas basa nitrogen adenine (A), timin (T), sitosin (cytosine, C), atau guanine (G); deoksiribosa (suatu gula pentose) dan sebuah gugus fosfat. DNA di dalam sel terdapat sebagai rantai panjang nukleotida yang berpasangan dan membelit menjadi satu membentuk struktur helix ganda (double helix). Kedua rantai terkait oleh ikatan organisme yang terdapat di antara basa – basa nitrogennya. Pasangan basa selalu terdapat dalam pola spesifik yaitu adenine selalu berpasangan dengan timin, dan sitosin selalu berpasangan dengan guanine. Akibat pasangan basa yang spesifik ini, maka
sekuens basa pada satu rantai menentukan sekuens basa pada rantai pasangannya, sehingga kedua rantai dikatakan saling komplementer. Informasi genetic dikode oleh sekuens – sekuens basa disepanjang rantai DNA. Struktur komplementer juga memungkinkan duplikasi presisi DNA selama proses pembelahan sel. Penemuan penting lainnya adalah bahwa suatu gen menentukan suatu protein. Hal ini sebenarnya telah lama diduga, namun mekanismenya baru ditemukan dan dirumuskan oleh Crick pada tahun 1958, yaitu bahwa urutan nukleotida dalam DNA menentukan urutan nukleotida dalam RNA yang selanjutnya menentukan urutan asam amino dalam protein. Berbagai penemuan yang terjadi dapat memicu perkembangan biologi molecular. Perkembangan biologi molekuler menjadi lebih dipercepat dengan munculnya rekayasa genetika, yang memungkinkan penggandaan, isolasi gen serta mutasi genetik. Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable). Istilah mutasi pertama kali dipergunakan oleh Hugo de vries, untuk mengemukakan adanya perubahan fenotip yang mendadak pada bunga oenothera lamarckiana dan bersifat menurun. Ternyata perubahan tersebut terjadi karena adanya penyimpangan dari kromosomnya. Seth wright juga melaporkan peristiwa mutasi pada domba jenis Ancon yang berkaki pendek dan bersifat menurun. Penelitian ilmiah tentang mutasi dilakukan pula oleh Morgan (1910) dengan menggunakan Drosophila melanogaster (lalat buah). Akhirnya murid Morgan yang bernama Yoseph Muller berhasil dalam percobaannya terhadap lalat buah, yaitu menemukan mutasi buatan dengan menggunakan sinar X. B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari makalah ini adalah bagaimana pembentukan mutasigen? C. Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah 1. Untuk memenuhi mata kuliah biokimia 2. Untuk memahami tentang mutasi gen yang meliputi pengertian mutasi gen dan jenis mutasi gen.
BAB II PEMBAHASAN
A. Definisi
Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar
munculnya
variasi-variasi
baru
pada
spesies.
Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasuk karsinogen), radiasi surya, radioaktif, sinar ultraviolet, sinar X, serta loncatan energi listrik seperti petir. Ditinjau dari kepentingan manusia mutasi buatan dapat dilakukan untuk menghasilkan mutan yang lebih berguna atau lebih menguntungkan dari keadaan individu sebelumnya, misalnya dalam proses pembuatan bibit unggul suatu tanaman. Hal itu akan mendukung perkembangan rekayasa genetika dalam bioteknologi. Dari berbagai eksperimen ditunjukkan bahwa frekuensi mutan dapat ditingkatkan menggunakan sinar X. Selain itu, partikel-partikel berenergi tinggi seperti alfa, beta, dan neutron juga menyebabkan mutasi. Pemakaian bahan radioaktif untuk diagnosis, terapi, detensi suatu penyakit, sterilisasi dan pengawetan makanan dilakukan manusia juga bersifat mutagenic. Mutasi buatan tidak selalu berakibat buruk. Banyak sekiali jasa bahan radioaktif terhadap kesejahteraan manusia. Terutama mengembangkan keturunan baru tanaman. Perubahan mutasi buatan pada gandum, buncis, dan tomat ternyata dapat meningkatkan mutu serta tahan terhadap suatu jenis hama. Tanaman mutan yang bersifat Poliploidi yang dihasilkan dari induksi digitonin dan kolkisin. Kolkisin dapat menghalangi pembentukan gelendong pembelahan sehingga pasangan kromatid pada fase metaphase proses
pembelahan sel tidak dapat memisahkan diri dan akhirnya dihasilkan individu poliploid. Individu poliploid mempunyai cirri berbuah besar, tidak berbiji dan berproduksi tinggi. Contoh peristiwa ini adalah pembentukan semangka tanpa biji. Cara lain untuk mendapatkan tanaman poliploidi adalah dengan menggunakan suhu yang tinggi yang diterapkan pada jagung dan dekapitulasi pada tanaman tomat. Dekapitulasi adalah proses pemotongan tunas tanaman. Akibat pemotongan ujung tunas ini akan muncul tunas baru yang bersifat 4n (tetraploid) yang dapat dikembangbiakkan secara generatif. Mutasi radiasi dengan sinar gamma dapat mengahsilkan bibit unggul, contoh pada padi Pelita I dan II menghasilkan padi jenis Atomita I dan II, dimana bibit unggul ini mempunyai kelebiahan tahan terhadap wereng coklat dan bakteri Xanthomonas oryzae yang dapat toleran terhadap air asin. Akibat yang ditimbulkan oleh terjadinya mutasi bermacam-macam. Jika mutasi terjadi pada sel soma (sel vegetatif) dapat menimbulkan terjadinya kanker. Sedang jika terjadi pada sel generatif dapat menimbulkan mutasi. Bila mutasi terjadi pada sel soma dari janin maka dapat menyebabbkan teratogen (cacat sejak lahir), dan beberapa mutasi dapat menyebabkan letal (kematian). Mutasi yang menyebabkan kematian adalah merupakan usaha untuk menjaga keseimbangan genetika dalam suatu populasi. Bila mutasi berjalan terus menerus dari generasi ke generasi maka pada suatu saat akan muncul turunan baru yang sifatnya berbeda dengan moyangnya, sehingga terjadilah peristiwa evolusi.
B. Dampak Merugikan
1. Terjadinya mutasi gen menyebabkan beberapa kelainan pada manusia antara lain sindrom turner, sindrom down, albino, anemia sel sabit, dan sebagainya. 2. Penemuan buah tanpa biji dapat mengakibatkan tanaman mengalami kesulian untuk mendapatkan generasi penerusnya. 3. 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. 4. Penggunaan sinar radioaktif pada proses mutasi dapat mengakibatkan timbuknya sel kanker dan cacat bawaan pada janin dalam rahim. 5. Penyebab letal, artinya mutasi dapat menyebabkan organisme yang mengalaminya akan mati. 6. Merusak, artinya organ dan sistem metabolisme organisme yang mengalami mutasi akan terganggu. 7. Mutasi menyebabkan timbulnya beragam jenis penyakit berbahaya.
C. Dampak Menguntungkan
1. 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. 2. Dengan penerapan mutasi ini dapat memberikan peluang usaha yang baik dalam meningkatkan hasil tanaman yang kita tanam, sehingga dapat meningkatkan pendapatan. 3. 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. 4. Mutasi dapat meningkatkan produksi pertanian, di antaranya gandum, tomat, kelapa poliploidi, dan sebagainya. 5. Hasil antibiotik, seperti mutan Penicillium akan lebih meningkat lagi. 6. Mutasi merupakan proses yang sangat berguna untuk evolusi dan variasi genetik.
7. Dapat memeriksa proses biologi 8. Dapat menambah keanekaragaman. 9. Organisme yang mengalami mutasi memiliki sifat yang unggul dari organisme biasa. Contoh mutasi yang merugikan dan menguntungkan : 1. Mutasi merugikan a. Mutasi pada gen mahluk hidup (seperti pd embrio) yg dapat mengakibatkan kecacatan fisik. b. Mutasi pada virus / bakteri, sehingga virus/bakteri tsb bisa menjadi kebal atau dpt menulari antar spesies seperti virus influenza & bakteri antrax 2. Contoh mutasi menguntungkan a. Mutasi genetik yg dilakukan terhadap tanaman untuk mendapatkan varietas bibit unggul dari tanaman tersebut. b. Mutasi pada suatu gen (yg dilakukan secara sengaja utk penelitian) untuk mengetahui mengapa & bagaimana mutasi itu dapat terjadi, untuk dapat menjawab masalah & penanggulangan kelainan genetik pada mahluk hidup terutama manusia.
MEKANISME PERBAIKAN DNA
A. Mekanisme Perbaikan DNA
Sel-sel prokariotik maupun eukariotik memiliki sejumlah sistem perbaikan yang berhubungan dengan kerusakan DNA. Perbaikan dilakukan oleh sistem dengan menggunakan DNA enzimatis. Beberapa sistem memprbaiki kerusakan DNA akibat mutasi yang terjadi secara langsung. Yang sebagian lainnya memotong bagian yang rusak, sehingga untuk sementara terbentuk celah satu unting DNA, celah tersebut kemudian pulih karena polimerisasi DNA yang dikatalisasi oleh polimerisasi DNA yang dikatalisasi oleh enzim polymerase DNA. Atau perbaikan tersebut juga bias berlangsung karena aktivitas penyambungan oleh enzim ligase DNA. B. Perbaikan kerusakan DNA Akibat Mutasi Secara Langsung
Perbaikan oleh Aktivitas Enzim Polymerase DNA Selain mempunyai aktivitas polimerisasi dalam arah 5-3, enzim polymerase pada bakteri juga memiliki aktivitas eksonuklease dalam arah 35. Aktivitas tersebut memiliki fungsi antara lain adalah memperbaiki kerusakan DNA akibat mutasi pada bakteri. Sebagai gambaran tentang efektuvitas kerja perbaikan kerusakan DNA tersebut mari kita perhatikan fenomena yang berhubungan dengan selisih antara frekuensi selama polimerisasi DNA dan frekuensi akibat substitusi pasangan basa yang berkisar antara 10-7 hingga 10-11, sedangkan frekuensi kesalahan insersi nukleotida selama polimerisasi DNA sebesar dalam 1 dalam 10. Pengenalan kesalahan insersi nukleotida selama polimerisasi oleh enzim polymerase DNA mungkin sebagai akibat adanya semacam bonggol pada unting ganda molekul DNA yang ditimbulkan oleh adanya pasangan basa yang salah. Pengenalan tersebut diduga terjadi karena pada basa yang salah tidak terbentuk ikatan hydrogen. Dengan adanya kesalahan karena tidak terbentuk ikatan hydrogen tersebut, dimungkinkan enzim polymerase DNA
memang tidak akan menambah nukleotida baru pada ujung 3’. Polimerisasi DNA akan terhenti dan tidak berlaku hingga nukleotida yang salah dipotong diikuti dengan penggantian nukleotida yang benar dan terbentuknya ikatan hydrogen yang diperlukan. Pemotongan nukleotida tersebut dilakukan oleh aktivitas eksonuklease berlangsung dalam arah 3’-5’. Jika tersebut sudah dilakukan, aktivitas polymerisi dalam arah 5’-3’ dari enzim polymerase DNA akan pulih kembali. Berkaitan dengan aktivitas eksonuklease dalm arah 3’-5’ dari enzim polymerase DNA, ternyata aktivitas semacam itu tidak dijumpai pada polymerase makhluk hidup eukariotik. Aktivitas perbaikan semacam yang dimiliki polymerase DNA pada bakteri, pada makhluk eukariotik diduga dimiliki oleh protein lain. Dari aktivitas eksonulkelase ditemukan bukti bahwa peran penting dari aktivitas ini adalah menekan laju mutasi pada bakteri, dapat terlihat dengan jelas jika terjadi mutasi gen mutator pada E. Coli. Jika gen mutator strain-strain E. Coli mengalami mutasi, maka frekuensi mutasi (seluruh gen) pada strin-strain itu menjadi lebih tinggi. Dengan demikian terbukti bahwa mutasi-mutasi tersebut mengubah protein-protein yang bertanggung jawab terhadap ketepatan replikasi DNA. Sebagai contoh misalnya yang berkenaan dengan gen mutasi mut D pada E. Coli. Mutasi gen mut D tersebut mengakibatkan perubahan suatu sub unit ε (epilson) polymerase III DNA. Seperti diketahui, enzim polymerase III DNA adalah replikasi DNA pertama pada E. Coli dan mutasi mut D menimbulkan cacat pada aktivitas perbaikan dalam arah 3’-5’, sehingga banyak nukleotida yang salah tidak sempat diperbaiki. Fotoreaktivasi Dimer Phirimidin yang Diinduksi oleh UV Dinamakan fotoreaktivitas karena pada proses ini dibutuhkan cahaya. Perbaikan dengan bantuan cahaya memeperlihatkan dengan rentang panjang gelombang 320-370 nm (cahaya biru) dimer timin langsung berbalik pulih menjadi bentukan semula. Fotorektivasi dikatalisis oleh enzim fotoliase.
Kerja dari enzim ini adalah menyingkirkan dimer jika diaktivasi oleh suatu foton. Ezim ini memiliki fungsi yaitu sebagai “pembersih” sepanjang unting ganda mencari bonggol yang terbentuk akibat dimer timin (atau pirimidin lain). Enzim fotoliase sangat efektif karena biasanya hanya tersisa sedikit dimer setelah fotoreaktivasi. Enzim ini ditemukan pada berbagai contoh makhluk hidup yang pernah dikaji dan diduga enzim ini bersifat universal. Perbaikan Kerusakan Akibat Alkilasi Kerusakan DNA yang diakibatkan oleh alkilasi dapat dipulihkan oleh enzim perbaikan DNA khusus yang disebut metiltransferase O 6-metilguanin atau O6 methylguanine mrthyltransferas. Enzim tersebut dikode oleh enzim ada. Secara operasional enzim itu akan menemukan O 6-metilguanin pada molekul DNA dan selanjutnya menyingkirkan gugus metal tersebut dan dengan demikian molekul DNA itu kembali pulih seperti semula. Perbaikan Kerusakan DNA dengan Cara Membuang Pasangan Basa Yang tergolong dalam perbaikan dengan cara membuang pasangan basa adalah perbaikan melalui pemotongan, perbaikan dengan bantuan glikosilase, serta perbaikan melalui koreksi pasangan yang salah. Perbaikan Melalui Pemotongan (excision repair) Perbaikan melalui pemotongan bisa disebut juga dengan pemotongan gelap atau dark repair karena tidak dibutuhkan cahaya. Proses ini juga memperbaiki dimer pirimidin yang terbentuk akibat induksi cahaya UV. Mekanisme perbaikan ini ditemukan pada tahun 1964 oleh R.P. Boyea dan P. Howard serta R. Selow dan W. Carrier. Penelitian dilakukan dengan mengisolasi beberapa mutan E. Coli yang sensitive terhadap UV. Setelah dilakukan radiasi, mutan-mtan tersebut memperlihatkan laju mutasi dalam gelap yang labih tinggi dari pada normal. Mutan tersebut adalah uvr A, di mana mutan ini diketahui sebagai mutan yang dapat memperbaiki dimer hanya dengan bantuan cahaya. Dalam hubungan ini wild type dari mutan avr
A disebut avr A+. Wild type dari mutan uvr A+ ini mampu memperbaiki dimer dalam gelap. Sistem perbaikan melalui pemotongan pada E. Coli tidak hanya memperbaiki dimer pirimidin, tetapi juga berbagai distorsi lain dari helix DNA. Distorsi helix ditemukan oleh enzim endonuklease avr ABC . Enzim tersebut merupakan gabungan enzim-enzim yang masing-masing dikode oleh gen avr A, B, dan C . enzim tersebut memotong unting DNA yang rusak pada posisi 8 nukleotida ke arah ujung 5’ dari titik kerusakan dan nukleotida kea rah ujung 3’ dari titik posisi dimer tadi. Dengan demikian terlihat bahwa penggalan DNA yang dipotong adalah seukuran 12 nukleotida dan di dalam penggalan yang terpotong tersebut memang terdapat kerusakan. Selanjutnya pada celah sepanjang 12 nukleotida berlangsung polimerisasi DNA yang dikatalis oleh enzim polymerase I DNA, penggalan yang baru terbentuk itu selanjutnya disambung ke penggalan lama dengan bantuan enzim ligase DNA. Terkadang saat berlangsungnya polimerisasi DNA dalam rangka perbaikan itu terjadi pula kesalahan dan kesalahan tersebut merupakan sumber lain dari mutasi yang terjadi karena radiasi UV, sebagian besar sebab dari kesalhan tersebut adalah perpasangan yang tidak benar antara nukleotida baru dengan nukleotida yang terdapat pada unting template. Perbaikan Dengan Bantuan Glikosilase Basa yang rusak (cacat) dapat juga disingkirkan dari molekul DNA dengan bantuan enzim glikosilase. Enzim tersebut mendeteksi basa yang tidak
lazim
dan
selanjutnya
megkatalisasi
penyingkiran
dari
gula
deoksiribosa. Aktivitas katalik enzim tersebut (yang menyingkirkan suatu basa cacat) menimbulkan suatu lubang pada DNa. Lubang ini disebut sengan tapak AP atau Ap site. Tpak AP merupakan tapak apurinik (tidak ada purinberupa guanine dan adenine) atau tapak pirimidinik (tidak ada pirimidin yang berupa triosin dan timin). “Lubang” tadi juga terbentuk akibatnya lepasnya basa secara spontan alami. “Lubang” ini kemudian ditemukan oleh suatu enzim khusus yang disebut endonuklease AP. Enzim tersebut
selanjutnya memotong ikatan fosfodiester disamping basa yang lepas tadi. Pemotongan tersebut memungkinkan bekerjanya enzim polymerase I DNA. Selanjutnya enzim polymerase I DNA menyingkirkan beberapa nukleotida di depan basa yang lepas itu dengan menggunakan aktivitas eksonuklease dalam arah 5’-3’ dan sebaliknya melakukan polimerisasi mengisi celah yang terbentuk dengan menggunakan aktivitas polimerisasinya. Pada akhirnya enzim ligase DNA menyambung penggalan nukleotida baru itu kea rah ujung 3’ dengan penggalan nukleotida yang lama. Perbaikan Melalui Koreksi Pasangan Basa yang Salah Meskipun aktivasi dari polymerase DNA efisien memperbaiki banyak kerusakan polimerisasi dengan segera, namun hal ini masih menyisakan suatu oermasalahn dimana terdapat sejumlah kesalahan yang tetap belum diperbaiki di saat replikasi sudah selesai. Kesalahan-kesalahan yang masih tersisa itu biasanya berupa psangan basa yang tidak berpasangan dan pada proses replikasi berikutnya kondisi tersebut ddapat berakibat terjadi mutasi spontan. Pada E. Coli sudah ada perkiraan kasar menunjukkan bahwa kesalahan yang belum diperbaiki oleh enzim polymerase DNA adalah sebanyak satu per 10 8 pasangan basa per generasi. Kesalahan-kesalahnan yang banyak tersisa akan diperbaiki oleh sistem perbaikan lain yaitu perbaikan pasangan yang salah atau mismatched correction. Sistem perbaikan tersebut didukung oleh koreksi pasangan yang salah, yang dikode oleh tiga gen, yaitu mut H, L, dan S . Enzim tersebut mencari pasangan basa yang salah dan setelah ditemukan, enzim itu mengkatalisasi penyingkiran suatu segmen DNA (unting tunggal) yang mengandung pasangan basa salah. Selanjutnya enzim polymerase DNA akan mengkatalisasi polimerisasi pada celah yang terbentuk dan penyambungan hasil polimerisasi itu ke ujung 3’ dengan penggalan yang lama, dikatalisasi leh enzim ligase DNA.
Enzim koreksi pasangan yang salah bekerja dengan pertama kali dengan mengenali unting DNA yang baru, karena unting yang baru tersebut belum mengalami metilasi. Setelah mengenali unting DNA yang baru, dilakukan penyingkiran basa yang salah dari unting baru itu oleh enzim, selanjutnya berlangsung polimerisasi yang dikatalis oleh enzim polymerase I DNA, dan pada akhirnya hasil dari perbaikan unting baru DNA tersebut disambung oleh enzim ligase DNA. Pada molekul DNA, termasuk di sekitar pasangan basa yang salah terdapat urutan-urutan basa nukleotida berupa GATS yang bersifat palindromik. Basa A pada palindrome biasanya mengalami metilasi yang dikatalisasi oleh enzim metilase dam. Pada unting DNA yang baru terbentuk, selama beberapa saat setelah polimerisasi, basa A pada palindrome tadi belum mengalami metilasi dan keadaan inilah yang dikenali oleh enzim koreksi atas pasangan yang salah. Fungsi lain ari enzim pengkoreksi adalah memperbaiki delesi maupun adisi sejumlah kecil pasangan basa. C. MUTASI dan ADAPTASI
Mutasi terjadi tanpa ada kaitannya dengan mutasi bermanfaat atau tidak bermanfaat atau bahkan merugikan bagi yang memiliki perangkat mutan tersebut. mutasi yang saat ini banyak terjadi lebih banyak merugikan. Gen-gen yang terkandung didalam tiap populasi yang sudah lolos dari proses seleksi alam, individu yang hidup dalam tiap populasi adalah yang sudah berhasil lolos dari proses seleksi alam. Dalam hal ini varian-varian alela dalam suatu populasi bersifat adaptif, dan setiap mutan baru memang lebih berpeluang merugikan sekalipun dapat juga menguntungkan. Contoh menguntungkan dan merugiakn adalah peningkatan pigmen melanin yang dibuthkan untuk melindungi tubuh dari sinar UV yang terkandung didalam sinar matahari menguntungkan bagi populasi manusia yang hidup diwilayah Afrika tropic tetapi tidak menguntungkan bagi populasi manusia penghuni Skandinavia. Pada dasarnya setiap mutasi yang terjadi tidak ada kaitannya dengan mutasi bermanfaat atau tidak bermanfaat atau bahkan merugikan.
Efek mutasi itu baru dikualifikasi menguntungkan atau merugikan setelah dihubungkan dengan habitat lingkungan tempat hidup individu yang mengalami mutasi. D. MUTASI dan KANKER
Sebagian besar agen mutasi yang kuat seperti radiasi pengion dan radiasi UV maupun berbagai zat kimia juga bersifat karsinogenik atau penginduksi
kanker.
Uji
ames
dapat
digunakan
untuk
melakukan
pemeriksaan. Ames dan kolegannya mengungkap adanya kolerasi sebesar lebih dari 90% antara daya mutagen atau mutagenitas dan daya karsinogen atau karsinogenitas dari zat-zat yang diuji. Karsinogen-karsinogen sekalipun pada dasarnya tidak bersifat mutagenic ternyata pada sel-sel eukariotik mengalami metabolisme menjadi derivat-derivat yang bersifat muatgenik kuat. Muatsi somatic dapat menyebabkan timbulnya kanker. Sifat umum dari semua tipe kanker adalah bahwa sel-sel kanker yang ganas terusmenerus membelah padahal sel-sel normal tidak membelah. Semua sel kanker kehilangan control terhadap pembelahan sel secara normal dan sebagai akibatnya terbentuklah tumor. Pembelahan sel berada dibawah control gen dan mutasi yang menimpa gen yang bertanggung jawab terhadap control pembelahan sel, dapat menghilangkan fungsi control dari gen tersebut terhadap pembelahan sel. E. APLIKASI PRAKTISI MUTASI
Adanya mutasi orang dapat menggunakan alela-alela dalam analisis genetic. Kajian hasil persilangan yang melahirkan hokum pemisahan dan hokum pilihan bebas mendel memang telah mungkin dilakukan berkat adanya alela-alela mutan.
SAKIT GENETIK MANUSIA YANG DITIMBULKAN OLEH KESALAHAN REPLIKASI DNA DAN KESALAHAN PERBAIKAN DNA
Sel – sel manusia dapat mengidap beberapa sakit genetik yang terjadi secara alami bersangkut paut dengan cacat pada replikasi DNA khususnya kegagalan perbaikan. Beberapa mutan ditunjukkan pada Tabel dibawah ini. Sakit
Gejala
Xeroderma
pigmentosum
(XP)
Fungsi yang diserang
Gatal, kulit bercak-bercak Perbaikan kerusakan DNA seperti tahi lalat, kanker oleh radiasi UV atau oleh kulit
Alaxia taelangluctase (AT)
senyawa kimia.
Cacat
koordinasi
cenderung
otot
Replikasi perbaikan DNA.
mengalami
infeksi pernapasan, peka terhadap
radiasi,
cenderung terkena kanker kromosom terputus-putus. Anemi Fanconi (FA)
Anemi
aplastik,
Replikasi perbaikan DNA,
perubahan pigmen pada
dimer UV serta tambahan
kulit, nalformasi jantung,
senyawa
ginjal,
disingkirkan dari DNA.
serta
anggota
kimia
tidak
gerak; leukimia. Sindrom Bloom (BS)
Kerdil; sakit kulit karena Pemanjangan rantai DNA peka
terhadap
matahari,
cahaya pada replikasi.
kromosom
terputus-putus. · Individu penderita anemi aplastik tidak atau menghasilkan sedikit sel-sel darah merah.
Penderita Xeroderm pigmentosum sangat peka terhadap cahaya matahari, mengidap banyak tumor kulit teutama pada bagian tubuh yang terbuka misalnya, wajah; disamping itu kulit juga bercak hitm seperti tahi lalat. Sakit Xeroderma pigmentosum itu disebabkan oleh mutan resesi f homozigot. Mutan resesif itu didua bersangkut paut dengan suatu gen pengkode protein yang brperan pad perbaikan kerusakan DNA. Dilain pihak pada beberapa khusus sudah diungkap bahwa yang cacat tampaknya adalah endonuklease yang berfungsi mengenal dimer timin dan mengkaralisasi tahap pertama perbaikan penyingkiran atau exicon repair. Analisis genetik atas sel-sel pengidap Xeroderma pigmentosum menunjukkan bahwa mutasi pada sebanyak 6 gen yang berbed dapat menimbulkan sakit tersebut. Hal tersebut mudah dipahami karena banyak enzim diketahui tersusun dua atau lebih macam polipeptida dan karena mutasi pada salah satu gen pengkode polipeptida yang terlibat pada proses perbaikan yang mempunyai banyak tahap dapat menimbulkn hambatan pada sesuatu jalur perbaikan
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar
munculnya
variasi-variasi
baru
pada
spesies.
Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasuk karsinogen), radiasi surya, radioaktif, sinar ultraviolet, sinar X, serta loncatan energi listrik seperti petir. Sel-sel prokariotik maupun eukariotik memiliki sejumlah sistem perbaikan yang berhubungan dengan kerusakan DNA. Perbaikan dilakukan oleh sistem dengan menggunakan DNA enzimatis. Beberapa sistem memprbaiki kerusakan DNA akibat mutasi yang terjadi secara langsung. Yang sebagian lainnya memotong bagian yang rusak, sehingga untuk sementara terbentuk celah satu unting DNA, celah tersebut kemudian pulih karena polimerisasi DNA yang dikatalisasi oleh polimerisasi DNA yang dikatalisasi oleh enzim polymerase DNA. Atau perbaikan tersebut juga bias berlangsung karena aktivitas penyambungan oleh enzim ligase DNA.
