KONTROL GENETIK PADA PEMBELAHAN SEL: ONKOGEN DAN PROTOONKOGEN
RESUME UNTUK MELENGKAPI TUGAS MATA KULIAH Pendidikan Pancasila yang di bina oleh Bapak Marsudi
Disusun Oleh : Kelompok 14/Off.A/2013 Amalia A.
(130341603369)
Shila Avila
(130341603369)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI September 2013
A. REGULASI SIKLUS SEL MITOSIS PADA EUKARIOTA Pada sel yang sedang tumbuh dan berkembang, membran sel dan sebagian besar komponen yang ada di sitosol akan mengalami peningkatan dalam hal ukuran dan kuantitas. Ketika sel mencapai masa kritis maka sel akan mengalami pembelahan dan menghasilkan dua progeni yang berukuran lebih kecil. Pada kondisi yang sesuai, sel-sel ini akan mengalami pertumbuhan dan akan membelah. Dalam pembelahan sel ada 2 hal yang penting yaitu materi genetik harus digandakan dan dua salinan dari materi genetik
akan diturunkan pada
keturunannya. Semua sel memiliki siklus sel yang berfungsi untuk mengoordinasi berbagai aktivitas sel melalui berbagai mekanisme. Jadi ada pengaturan tersendiri untuk sel dapat memulai replikasi DNA dan waktu sel untuk memulai kondensasi kromosom saat mitosis. Siklus pembelahan sel dapat dipelajari pada Sacharomycess cerevisae dan pembelahan embrio pada Xenopus laevis. Dalam proses tersebut menunjukkan ada 2 proses yang dapat membuat sebuah sel dapat melanjutkan ke tahap siklus sel selanjutnya. Tahap pertama, yaitu tahap awal yang terjadi di dekat akhir fase G1. Pada tahap awal, sel akan memulai sintesis DNA dalam waktu yang singkat pada awal fase S pada siklus sel. Sedangkan pada tahap kedua, sel akan melanjutkan prosesnya melalui adanya kondensai pada kromosom dan pemisahan kromatid saat terjadi mitosis, dan hal ini terjadi pada awal fase M pada siklus sel. Sebuah faktor mitosis yang disebut MPF telah ditemukan pertama kali pada Xenopus. Ketika MPF disuntikkan ke oosit Xenopus, maka MPF akan merangsang oosit untuk memasuki fase M. Hal ini dikarenakan di dalam MPF ternyata mengandung dua komponen yang sangat penting yaitu (1) Adanya protein yang disebut siklin yang mengalami siklus sintesis dan akumulasi selama G1 dan G2 dan degradasi selama M fase. (2) adanya pp34 dimana pp merupakan phosphoprotein yang merupakan sebuah protein yang memiliki gugus fosfat pada rantai samping asam amino tertentu, dan memiliki berat molekul sebesar 34.000 bobot molekul). PP34 ini merupakan produk dari gen Cdc2 S. pombe dan CDC28 gen S. cerevisiae. Adanya pp34 ini akan terlibat dalam awal fase M. B. KOMUNIKASI ANTAR SEL PADA EUKARIOTA MULTISELULER Mekanisme regulasi pembelahan sel dan pertumbuhan sel pada eukariota multiseluler sangat kompleks. Hal ini dikarenakan adanya komunikasi antar sel yang memiliki peran utama dalam mengatur regulasi komunikasi antar sel. Setiap jaringan yang ada di dalam organ dan setiap organ yang ada di dalam tubuh organisme harus tumbuh dengan ukuran yang tepat. Semua pertumbuhan yang ada di dalam tubuh jarus dikoordinasikan secara benar
sehingga dalam proses pembelahan sel harus dikontrol secara tepat dan harus mengikuti peraturan oleh adanya sinyal-sinyal tertentu dalam suatu organ ataupun jaringan. Pembelahan sel berada di bawah kontrol genetik. Jadi ada gen tertentu yang mengatur proses pembelahan sel dalam menaggapi respon intraseluler, antarsel dan sinyal lingkungan. Gen pengatur ini juga dapat dipengaruhi oleh mutasi. Adanya mutasi dapat menghilangkan fungsi gen regulator sehingga dapat menyebabkan pembelahan sel yang abnormal, baik kemampuan untuk membagi sama sekali atau ketidakmampuan untuk berhenti membelah. Pembelahan sel pada hewan dikendalikan oleh suatu kontrol genetik. Akan tetapi saat ini telah ditemukan adanya virus gen yang disebut dengan oksogen yang dapat menyebabkan hilangnya kontrol pembelahan sel secara normal. Selain itu juga terdapat suatu protookogen pada sel normal yang dapat berubah menjadi onkogen selular tumor. Hal ini dikarenakan adanya mutasi pada suatu gen atau urutan–urutan baru pada proses rekombinasi. Pada fungsi sel yang normal, protoonkogen memiliki mekanisme tertentu untuk mengontrol pembelahan sel. C. SEL-SEL KANKER: KEHILANGAN KONTROL PEMBELAHAN SEL Kanker merupakan golongan penyakit yang diakibatkan adanya pertumbuhan dan pembelahan sel yang tidak terkendali.
Dalam suatu sistem jaringan nonsirkulasi,
pertumbuhan sel yang tidak terkendali tersebut akan menghasilkan tumor. Dalam hal ini ada kanker atau tumor ganas dan kanker atau tumor jinak. Pada kanker atau tumor ganas adalah sel-sel yang dapat berpisah dan bermigrasi ke bagian tubuh yang lain. Tumor atau kanker ganas akan mengalami metastasis. Hal ini berbeda dengan kanker atau tumor jinak yang tidak dapat bermetastasis. D. TUMOR- INDUKSI VIRUS : VIRUS ONKOGEN Adanya informasi mengenai onkogen diperoleh dari hasil studi pada virus tumor RNA dan retrovirus. Pada retrovirus menyimpan informasi genetik dalam bentuk genom RNA tunggal dan kemudian dapat diubah menjadi bentuk DNA homolog yang memiliki double strain setelah virus berhasil menginduksi sel inang. Dengan demikian disini terjadi pembalikan informasi genetik yang biasanya dari DNA ke RNA. Namun adanya retrovirus ini informasi genetik menjadi dari RNA ke DNA pada saat transkipsi. Dalam peristiwa ini retrovirus akan mengkode enzim yang spesifik yang disebut dengan reverse transkriptase yang dapat mengkatalisis sintesi urutan DNA homolog dengan menggunakan molekul RNA sebagai template.
Pada genom virus tumor DNA seperti polyomavirus, SV40 dan adenovirus juga mengandung onkogen yang mampu menginduksi pertumbuhan sel yang tidak terkendali. Namun dalam onkogen virus DNA ini telah terbukti lebih sulit untuk dipelajarai daripada retrovirus karena tumor menginduksi sifat virus DNA ini tidak mudah dibedakan dari efek yang disebabkan oleh replikasi kromosom virus dan ekspresi gen virus lainnya yang mengakibatkan kematian sel inang yang terinfeksi. Siklus hidup dari virus Rous sarcoma Salah satu contoh dari retrovirus adalah virus Rous sarcoma yang menginduksi kanker pada sel ayam. Ketika virus Rous sarcoma menginfeksi sel, tidak lama kemudian genom RNA akan direplikasi ke dalam bentuk DNA selama transkripsi balik dan DNA virus akan diintegrasikan ke dalam DNA kromosom pada sel inang. Dalam keadaan yang terintegrasi ini, sel inag akan melakukan proses transkripsi dan translasi seperti gen-gen normal yang ada pada sel inang. Pada genom virus Rous sarcoma mengandung 4 gen yaitu: (1) Geg gag, yang mengkode protein kapsid virion. (2) Gen pol, yang mengkode transkrispi balik. (3) Gen env, yang mengkode selubung protein virus. (4) Gen scr onkogen, yang mengkode ikatan membran protein kinase. Gen scr ini berperan dalam menyebabkan kanker karena adanya salah satu delesi dari gen virus yang menginfeksi dan bereplikasi. Keragaman onkogen retrovirus Pada saat ini terdapat 20 onkogen retrovirus yang sudah berhasil ditemukan. Dari hasil studi menunjukkan bahwa retrovirus yang berbeda akan menyebabkan kanker yang sering membawa onkogen yang saling terkait. Akan tetapi ada juga onkogen retrovirus yang belum berhasil ditemukan. Secara total termasuk onkogen virus DNA seluler terdapat 40 gen yang berbeda dan termasuk ke dalam onkogen. Produk Onkogen Sebagai Regulator Pembelahan Sel Onkogen dapat menginduksi pertumbuhan sel yang tidak terkendali dan mengakibatkan tumor. Akan tetapi hal lain yang juga memungkinkan adalah produk dari gen ini akan bertindak dalam perangsangan pembelahan sel dalam berbagai cara. Hal ini menunjukkan bahwa produk gen onkogen ini berperan dalam pengatur pembelahan sel. Misalnya, produk dari onkogen v-sis dari virus sarkoma pada monyet akan berkaitan erat dengan hormon pertumbuhan polipeptida yang disebut dengan derifa faktor pertumbuhan
platelet (PDGF). PDGF ini diproduksi oleh sel platelet yang berfungsi untuk prose spenyembuhan luka dan merangsang pertumbuhan sel-sel yang terluka. Pada onkogen ErbB dan fms mengkodekan protein yang terkait erat dengan reseptor untuk faktor pertumbuhan epidermal dan CSF-1 untuk masing-masing faktor pertumbuhan. CSF-1 merupakan faktor pertumbuhan yang merangsang pertumbuhan dan diferensiasi makrofag. Kedua reseptor faktor pertumbuhan ini adalah protein transmembran yang dapat berikatan dengan domain yang ada di luar sel dan domain protein kinase di dalam sel. Adanya reseptor ini akan berperan dalam menagkap sinyal yang ada pada transmembran. Pada transmembran terdapat protein reseptor tirosin kinase yang dapat mentransmisikan sinyal mitogenik sehingga akan terjadi perubahan dalam struktur dan fungsi protein yang akan berubah menjadi onkogenik. Jika tidak berfungsi maka sinyal akan memberitahu sel untuk membelah diri, namun dalam hal ini sel tidak membelah diri sehingga akan menghasilkan informasi tumor. Singkatnya, produk onkogen adalah protein sederhana yang memainkan peran penting dalam merangsang pembelahan sel dalam satu atau lebih jenis sel. Dalam beberapa kasus, produk onkogen dapat berubah karena adanya protein mutan yang memicu pembelahan sel yang seharusnya sel tidak melakukan pembelahan. Dalam hal ini produk onkogen merangsang pembelahan sel yang abnormal dengan menghasilkan hasil produksi sel yang berlebihan dan disintesis dalam jumlah yang banyak dari pada sel yang normal. E. PROTO ONKOGEN DAN ONKOGEN SELULER Gen dengan urutan DNA yang sangat mirip dengan onkogen retroviral dan protein mengkodekan sifat yang sama. Hal ini telah diidentifikasi dalam genom hewan tingkat tinggi termasuk manusia dengan menggunakan dua pendekatan eksperimental yang berbeda, yaitu (1) Mencari urutan DNA sel yang akan dihibridisasi dengan onkogen virus hewan. (2) Melihat langsung sel kanker yang menyebabkan gen dalam genom sel kanker melalui eksperimen transfeksi. Dalam eksperimen ini DNA sel tumor akan diisolasi dan ditambahkan ke sel-sel kultur jaringan yang normal untuk melihat adanya perubahan kondisi kanker. Kedua pendekatan berhasil dalam beberapa kasus & keduanya telah menghasilkan identifikasi onkogen selular yang sama. Homologi Dengan Onkogen Virus DNA genom dari sel normal pada semua hewan yang lebih tinggi berisi urutan DNA yang di hibridasi dengan semua urutan onkogen retroviral. Dalam beberapa kasus, sekuens
onkogen retroviral yang homolog ditemukan pada eukariota rendah seperti Saccharomyces cerevisiae. Pada awalnya orang menduga adanya urutan genom DNA yang dihibridasi dengan onkogen hanya ada pada provirus yang terintegrasi. Akan tetapi ketika urutan genom DNA diisolasi dari genom, telah ditemukan gen seluler normal dengan struktur yang berbeda dari onkogen virus yang homolog. Gen-seg seluler yang normal yang homolog dengan onkogen disebut protoonkogen. Protoonkogen ini dapat bermutasi menjadi bentuk sel yang bisa merangsang onkogenesis yaitu kemampuan untuk mengubah sel menjadi neoplastik atau kanker. Dalam bentuk terakhir disebut dengan onkogen selular untuk membedakan mereka dari virus-virus lainnya, contoh onkogen virus antara lain: v-src, v-sis, dan v-myc. Experimen Transfeksi Deteksi onkogen seluler yang dilakukan melalui eksperimen transfeksi berdasarkan kemampuan onkogen untuk mengubah pertumbuhan sel normal menjadi sel yang mengalami pertumbuhan abnormal (kanker) disebut transformasi. Sel-sel yang normal akan tumbuh dan berhenti membelah jika sel tersebut melakukan kontak dengan sel tetangga. Peristiwa ini disebut inhibisi kontak yang nantinya akan membentuk lapisan tunggal sel yang ada di permukaan botol kultur atau cawan petri tempan sel tersebut tumbuh. Jika sel mengalami perubahan dan tidak mengalami inhibisi kontak dengan sel tetangga, maka sel tersebut akan terus membelah dan akan membentuk tumpukan sel-sel atau tumor. Tingkat transformasi sel dapat diamati jika DNA dari sel normal yang digunakan dalam percobaan transfeksi dalam tingkat yang rendah namun masih terdeteksi. Hal ini sama jika frekuensi sel lebih tinggi dari transformasi juga masih bisa diamati. Pada eksperimen transfeksi juga digunakan untuk menunjukkan adanya onkogen selular yang tejadi secara spontan ataupun kimia yang menginduksi tumor pada hewan. Sebagian besar onkogen seluler dideteksi melaluo percobaan transfeksi yang melakukan isolasi dengan teknik DNA rekombinan dan kloning gen. Ketika onkogen seluler terisolasi tersebut dibandingkan dengan onkogen retrovirus, ternyata onkogen seluler tersebut homolog dengan salah satu onkogen retroviral. Onkogen Seluler Berisi Introns-Homolognya Virus Mereka Berupa Ekson Tunggal Onkogen virus seperti scr merupakan hasil kloning oleh teknik DNA rekombinan dan digunakan sebagai penyelidikan hibridisasi untuk mencari urutan yang homolog dalam sel inang normal. Urutan ini berada dalam kromosom sel normal pada hewan normal yang tidak
terintegrasi oleh onkogen virus. Onkogen seluler dan protoonkogen memiliki beberapa ekson yang dipisahkan oleh intron, sedangkan onkogen virus adalah ekson tunggal. Gen v-src dan gen c-src berfungsi untuk mengkode protein kinase yang memfosforilasi residu tirosin. Protein c-src terdiri atas 533 asam amino panjang. Sedangkan protein v-src terdiri atas 526 asam amino. Perbedaan utama antara kedua protein ini terjadi pada ujung COOH, di mana 12 asam amino yang terakhir dari protein v-src diganti dengan 19 asam amino yang sama sekali berbeda di ujung protein c-src. Selain itu adanya 18 pasang nukleotida yang berbeda diantara kode urutan dari v-src dan c-src yang mengakibatkan 8 perubahan asam amino dalam produk protein. Konservasi Protooncogenes Selama Evolusi Pada lalat buah Drosophila melanogaster mengandung sel normal yang menunjukkan homologi yang kuat untuk onkogen selular vertebrata c-abl, c-erbB, c-fps, c-raf, c-ras, cMYB, selain c-src homologi . Bahkan, genom Drosophila melanogaster berisi dua gen dengan homologi src dan tiga gen yang homolog dengan ras, seperti genom vertebrata. Sedangkan pada protoonkogen ras yang ada pada genom ragi Saccharomyces cerevisiae telah ditemukan mengandung dua sekuens homolog. Jadi dapat diketahui bahwa berbagai protooncogenes telah banyak dilestarikan selama evolusi. Produk Protoonkogen: Regulator Kunci Dari Pembelahan Sel Dalam tubuh manusia, ditemukan sekelompok gen yang disebut dengan protoonkogen dengan banyak variasi, namun seluruh protoonkogen memiliki kesamaan fungsi yakni mengatur aktivitas pembelahan sel. Protoonkogen diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu: (1) protoonkogen yang mengkodekan faktor pertumbuhan dan reseptor faktor pertumbuhan, (2) protoonkogen yang mengkodekan protein pengikat GTP dengan aktivitas GTP, (3) protoonkogen yang mengkodekan protein kinase. Protein reseptor faktor pertumbuhan bekerja dengan cara mengikat faktor pertumbuhan pada sisi ekstraselulernya kemudian meneruskan pesan faktor pertumbuhan tersebut melalui transmisi alosterik. Transmisi alosterik akan mengaktifkan protein kinase dan menginduksi phosporilasi protein intraseluler. Proses ini akan menyebabkan autophosporilasi protein tirosin kinase, akhirnya protein tirosin kinase tersebut akan menyalurkan pesan dari faktor pertumbuhan ke nukleus dan mengaktivasi jalur sintesis protein yang berperan dalam pembelahan seluler. Protein yang dibentuk oleh protoonkogen ini merupakan dua unit protein yang menempel di sisi sebelah luar dan dalam membrane sel.
Protein yang melekat di sebelah luar membrane sel berfungsi sebagai reseptor sedangkan protein disisi sebelah dalam berfungsi sebagai protein tirosin kinase. Terdapat tiga jenis protein seperti ini yakni c-ras, c-fos dan c-jun. Pjun Dan Pfos Sebagai Aktivator Transkripsi Gen Produk dari dua protonkogen, c-jun dan c-fos sebagai identitas untuk mengenali protein sebelumnya yang menunjukkan komponen dari kompleks nuklear yang diaktifkan oleh transkripsi pada gen spesifik. Produk c-jun dan c-fos menjadi faktor AP-1 transkripsi yang pertama teridentifikasi sebagai faktor nuklear yang diperlukan untuk induksi transkripsi oleh senyawa tumor tertentu. Produk c-jun dan c-fos membentuk sebuah komplek sempit yang berfungsi sebagai trans-aktivator pada transkripsi dari daerah enhancer/promoter yang terdiri dari ikatan TGACTCA yang umum. Sumber Mutasi Pada Ras Onkogen Seluler Onkogen yang ada dalam sel kanker dapat dikenali dengan kemampuannya untuk mengubah sel pertumbuhan pada pemeliharaan. Percobaan transfeksi digunakan untuk mencari onkogen pada genom dalam berbagai tipe sel kanker manusia. Onkogen seluler pertama menjadi karkteristik dalam derivat rinci dari carsinoma kandung kemih manusia yang disebut EJ. Ketika onkogen seluler hadir dalam sel tumor EJ kandung kemih dikloning dan diurutkan, ini ditemukan menjadi derivat pada c-H-ras protonkogene. Secara mengejutkan, oncogenicity gen mutan EJ c-H ras ditemukan dari hasil substitusi pasangan basa tunggal, yaitu pasangan basa tunggal berbeda yang terbukti berhubungan dengan kemampuan atau ketidakmampuan dari dua gen untuk mengubah pertumbuhan sel NIH 3T3 dalam pemeliharaan. Onkogen yang dihasilkan dari protoonkogen oleh transversi dari CG ke TA. Hasil mutasi ini dalam substitusi valin untuk glisin hadir sebagai asam amino kedua belas (dari ujung amino) pada protein cH-ras normal. Onkogen yang hadir dalam sel-sel kanker tersebut dikloning dan diurutkan, semua varian yang ditemukan adalah salah satu dari tiga c-ras protooncogen. Selain itu, semua varian alel ras dengan potensi onkogenik sebagai bahan uji pada percobaan transfeksi NIH 3T3 yang menghasilkan subtitusi asam amino pada salah satu dari tiga posisi asam amino dalam produk gen ras. Semua mutasi yang diberikan oncogenicity pada gen ras terlibat pada satu atau lebih dari tiga kodon: kodon nomor 12, 59, dan 61. Ikatan protein GTP lain dengan aktivitas GTP ase, disebut protein G, yang dikenal untuk berinteraksi dengan adenilat siklase dan mengubah tingkat cAMP dalam sel dan dengan demikian mengubah tingkah laku
metabolisme sel-sel ini. Protein G adalah protein membran plasma yang sudah tidak aktif kecuali bila dirangsang oleh interaksi reseptor hormon tertentu. Ketika merangsang protein G mengikat GTP dan memodulasi aktivitas adenilat siklase. Namun loncatan GTP ke protein G kemudian dihidrolisis oleh aktivitas GTPase, mengembalikan protein ke keadaan tidak aktif. Jika protein ras bertindak dengan mekanisme yang sama, hilangnya mutasi dari aktivitas GTPase bisa mengunci protein ras dalam bentuk aktif, yang mungkin memicu pembelahan sel yang terus-menerus dan pembentukan tumor. Tempat Putusnya Translokasi pada Lokus Protooncogene Translokasi (lembar yang terputus dan transfer bagian dari kromosom ke kromosom nonhomolog) dan penghapusan atau kekurangan (lembar yang terputus dan hilangnya bagian kromosom) yang melibatkan kromosom tertentu, lebih penting lagi, sering terjadi putus pada posisi yang sama dalam kromosom ini, berulang kali diamati pada beberapa jenis sel kanker. Contoh paling terkenal dari hal ini adalah apa yang disebut "Philadelphia" kromosom, sebuah perubahan dari kromosom 22 yang telah kehilangan sebagian besar segmen lengan panjang. Kromosom yang abnormal ini ditemukan dalam berbagai penelitian hingga 90 persen dari pasien yang menderita leukimia myelogenous kronis. Kromosom Philadelphia terbukti telah diproduksi oleh translokasi timbal balik yang melibatkan ujung lengan panjang kromosom 9 dan 22 di titik pemutusan pada kromosom 9 yang menimbulkan translokasi ini terjadi sangat dekat dengan c-abl protoonkogen, dan pertukaran transfer gen c-abl pada kromosom 22 pada beberapa pasien, transkripsi c-abl abnormal diproduksi; pada pasien lain, titik pemutusan terjadi jauh dari, tapi selalu 5 '(relatif terhadap arah transkripsi) ke c-abl. Penyisipan Aktivasi Protooncogenes Virus RNA tumor terdiri dari dua jenis yang berbeda: (1) akut mengubah virus seperti virus Rous sarcoma yang membawa onkogen seperti v-src dan (2) virus transformasi lambat yang tidak membawa onkogen dan menginduksi transformasi sel untuk bagian neoplastik setelah periode laten diperpanjang (biasanya beberapa bulan). Virus transformasi lambat sering menyebabkan kanker dengan mengintegrasikan sebagai provirus berdekatan dengan protooncogenes dan, dengan demikian, mengaktifkan protooncogenes ini "diekspresikan" ke bagian. Mengulangi terminal panjang (LTRs) bentuk provirus DNA virus tumor RNA mengandung unsur penambah / promotor yang sangat kuat, dan integerasi dari provirus ini dapat menyebabkan peningkatan tingkat transkripsi gen yang berdekatan. Salah satu contoh yang paling terkenal dari aktivasi retroviral dari protoonkogen seluler normal melibatkan
limfoma sel B disebabkan oleh virus avian leukosis (ALV).
Limfoma dihasilkan dari
ekspresi lebih dari c-myc disebabkan oleh integrasi provirus LTRs dengan enhancer kuat / promotor yang berdekatan dengan c-myc.
Amplifikasi Protoonkogen Terhadap Sel Kanker Suatu mekanisme yang dapat meningkatkan sebagian produk gen pada sebuah sel, harus memperbanyak (Amplifikasi) produksi jumlah salinan gen pengkode. Terkadang proses amplifikasi akan terjadisebagai sebuah komponen normal pada proses perkembangan amplikasi gen RNAr selama oogenesis hewan. Dalam kasus lain, terjadinya amplifikasi dapat diinduksi dengan memilih inhibitor yang bertoleransi meningkatkan enzim yang esesnsial. Sehingga, bukti yang mengindikasi adanya protoongkogen khusus adalah frekuensi amplifikasi pada khusus tipe–tipe kanker. Contoh yang terkenal dari pengaruh gen amplifikasi adalah terjadinya toleransi pada daerah sel pertumbuhan hewan dengan obat methotrexate. Metrothexate merupakan inhibitor dari enzim dihidrofolate reduktase (enzim yang mengkatalisis terjadinya proses penting dalam sintesis dTMP). Metrothexate mengikat sisi aktif dihidrofolate reduktase dan menceganya berikatan dengan substrat normal. Jika satu sel dipilih dengan ditingkatkannya konsentrasi methotrexate, beberapa sel akan toleran terhadap gen amplifikasi yang mengkode dihidrofolate reduktase. Sel–sel yang toleran tersebut mengandung banyak salinan–salinan gen dan mensintesis lebih banyak dihidrofolate reduktase dari sel nomal biasanya. Hasilnya, sel–sel tersebut memliki tingkat tolerir yang tinggi terhadap methotrexate meskipun tanpa dibunuh. Beberapa dari molekul enzim akan mengikat methotrexate dan menjadi inhibitor, akan tetapi dengan enzim yang lebih banyak, molekul enzim bebas tersebut, berperan untuk pertahanan dan pertumbuhan sel. Banyaknya salinan – salinan gen tersebut merupakan hasil terbesar dari amplifikasi. Pada beberapa sel yang toleran terhadap methotrexate, gene dehidrofolate reduktase dapat mengamplifikasi lebih tinggi sekitar kurang lebih 1000 kopi per sel. Salinan – salinan tambahan pada gen dihidrofolate reduktase yang membuat sel dapat toleran terhadap methotrexate adalah adanya (1) kromosom tambahan yang sangat kecil disebut double minutes atau DMs atau (2) homogeneously staining regions atau HSRs dalam kromosom yang berbeda dengan kromosom normal pada genom. Unit kromosom yang mengalami proses amplifikasi sering dimaksud dengan amplikon. Ukuran dari amplikon lebih besar daripada ukuran gen pengkode enzim menjadi target dari obat yang digunakan
(methotrexate) pada proses pemilihan. Unit amplikon yang sama terdapat pada DMs yang sering bersamaan dengan unit HSR pada daerah – daerah kromosom yang mengandung gen – gen amplifikasi. Amplifikasi protoongkogen seluler dapat menjadi petunjuk bagi perkembangan onkogenesis tipe – tipe kanker pada manusia. Pada beberapa kasus, amplifikasi protoonkogen terdapat dalam kromosom DM, namun dalam kasus lain, amplifikasi protoonkogen merupakan bagian dari amplikon yang tandem yang terdapat pada kromosom HSR. Pada umumnya, frekuensi amplifikasi c-myc yang sangat tinggi ditemukan pada sel karsinomas dalam paru–paru dan hanya frekuensi yang relatif kecil terdapat pada beberapa tipe sel kanker lain. Dua gen – gen seluler yang berhubungan dengan c-myc yaitu L – myc dan N – myc merupakan frekunsi amplifikasi yang ditemukan pada sel karsinomas paru – paru dan neuroblastoma. Sedangkan, c – erbB yang merupakan gen – gen amplifikasi tetap yang sering ditemukan dalam bentuk sel silindris karsinoma dan glioblastoma. Efek amplifikasi protoonkogen seluler merupakan hasil dari pembentukan produk protoonkogen yang berlebihan. Asal Mula Virus Onkogen Onkogen dapat menginduksi kanker nampak jelas bahwa onkogen retroviral berkembang dari protoonkogen seluler normal. Protoonkogen seluler mengandung intron – intron dimana onkogen viral merupakan ekson – ekson tunggal. Genom – genom retroviral adalah RNA, dan intron hail transkrip RNA berasal dari protoonkogen yang terpisah selama proses transkripsi RNA. Semua itu dibutuhkan untuk terjadinya RNAd menyalin protoonkogen menjadi ligated dalam genom RNA retrovirus yang merupakan hasil dari mekanisme rekombinasi daerah–daerah LTR pada genom viral. Enzim viral transkriptase balik akan mengkonversi hibrid RNAd–RNA viral menjadi DNA homolog untuk menintegrasi host genome. Dari hasil gabungan skuen – skuen nuklotida v – onkogen dan c – protoonkogen yang homolog, site DNA mengalami kerusakan dan diikuti dengan peristiwa rekombinasi yang memunculkan v – okogen
– v – onkogen terkadang dapat dideteksi. Pada kasus lain,
terjadinya rearrangements membuat site yang mengalami rekombinasi tidak dapat terdeteksi dan diambilalih oleh onkogen dari retrovirus. Pada beberapa kasus, onkogen viral mengkode protein – protein pembelahan yang mengandung bagian dari gag protein dan produk
onkogen. Retrovirus telah mengambilalih onkogen yang terkandung dalam materi genetik viral yang diperlukan untuk replikasi. Virus – virus yang rusak dapat mengintegrasi provirus – provirus normal, tetapi hanya bisa memproduksi virus – virus progenik yang ada sebagai “helper virus” yang kehilangan fungsi. Kerusakan retrovirus analog dengan kerusakan partikel – partikel fag lambda dalam melakukan transduksi. Bagaimanapun, kemampuan mentransfr gen secara seluler dari satu sel ke sel alin merupakan bentuk ekuivalen dari transduksi pada bakteri. F. KANKER SEBAGAI HASIL AKHIR DARI PROSES MULTISTEP Sebagian besar dari data keberadaan kanker adalah hasil akhir dari proses multistep. The cell line yang digunakan dalam penelitian transfection mungkin sudah dalam beberapa tingkatan menengah dalam jalannya, bisa dipastikan karena kemampuan tumbuh dibawah kondisi pertumbuhan sel. The oncogene-induced transformation observed dalam pertumbuhat sel niscaya hanya bagian dari jalan yang complit. Faktanya, ada bukti yang signifikan menunjukan bahwa oncogenes mungkin mempunyai cooperative akibat dalam menyebarkan neoplastic transformation. Bahkan perbedaan oncogenes terlihat memainkan peran yang berbeda dalam oncogenes pathways dalam tipe sel yang berbeda. Hal ini terlihat bahwa kegiatan molekul berbeda termasuk dalam the acquisition of the enhanced proliferative capacity dari sel, kemampuan tumor untuk menyebarkan jaringan-jaringan dekat, dan kapasitas penyebaran sel kanker. Roles protooncogenes dan oncogenes termasuk di proses ini dalam kanker pada manusia ditetapkan. Tak peduli jumlah dari keterlibatan mereka dalam formasi malignant tumor, penelitian sekarang dan masa depan dari protooncogenes dan oncogenes menjanjikan untuk menghasilkan informasi penting tentang perjalanan molekul yang mengontrol perkembangbiakan sel dalam eukariot yang lebih tinggi seperti manusia. Pertanyaan: 1. Bagaimana produk onkogen dapat berperan dalam regulasi pembelahan sel? Jawab: Adanya onkogen dapat menyebabkan pertumbuhan sel yang tidak terkendali sehingg akan mengakibatkan tumor. Akan tetapi produk dari gen ini juga akan bertindak dalam proses perangsangan pembelahan sel melalui berbagai cara. Contohnya yaitu produk dari onkogen v-sis dari virus sarkoma pada monyet akan berkaitan erat dengan hormon pertumbuhan polipeptida yang disebut dengan derifat faktor pertumbuhan platelet (PDGF). PDGF ini diproduksi oleh sel platelet yang berfungsi untuk proses penyembuhan luka dan merangsang pertumbuhan sel-sel yang terluka. Jadi dengan adanya produk
onkogen ini nantinya sel-sel yang luka akan dirangsang pertumbuhannya sehingga akan terjadi pembelahan sel yang membentuk sel yang baru untuk menutup luka tersebut. Akan tetapi jika produk onkogen ini mengalami mutasi maka akan menyebabkan pembelahan sel yang abnormal sehingga menyebabkan tumor atau kanker. 2. Apa yang akan terjadi ketika terbentuk skuen–skuen nuklotida v–onkogen dan c– protoonkogen yang homolog bergabung? Jawab: Site DNA mengalami kerusakan dan diikuti dengan peristiwa rekombinasi. Onkogen viral akan mengkode protein – protein pembelahan yang mengandung bagian dari gag protein dan produk onkogen. Kemudian Retrovirus akan mengambilalih onkogen yang terkandung dalam materi genetik viral yang diperlukan untuk replikasi. Sehingga Virus – virus yang rusak, dapat mengintegrasi provirus – provirus normal, tetapi hanya bisa memproduksi virus – virus progenik yang ada sebagai “helper virus” yang kehilangan fungsi.
