BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR LATAR BELAKAN BELAKANG G
DNA berperan penting dalam menentukan sifat individu. Di dalam benang DNA terkandung blue print (cetak biru) kehidupan. Karena itu sel harus mempertahankan agar DNA tetap stabil dan tetap berada dalam inti. Untuk melaksanakan fungsinya, DNA dikopi terlebih dahulu dan hasil kopiannya itulah yang melakukan sintesis polipeptida. Jadi, DNA tidak langsung terlibat dalam prose prosess sintes sintesis is polipe polipepti ptida. da. DNA hanya hanya mengon mengontro trolny lnya. a. Selain Selain itu, itu, DNA memili memiliki ki kemam kemampu puan an untu untuk k mere merepar paras asii diri diri send sendir iri, i, jika jika menga mengala lami mi keru kerusa saka kan. n. Itu Itu semu semuaa merupa merupakan kan beberap beberapaa cara cara sel memper mempertah tahanka ankan n kemant kemantapan apan DNA-ny DNA-nya. a. Perubah Perubahan an susunan DNA tersebut disebut mutasi. Demikian pula kesalahan dalam penerjemahan kode-kode genetika merupakan suatu mutasi.
1.2 PERUMUSAN PERUMUSAN MASALAH MASALAH
Pada ada peru peruba baha han n susu susuna nan n DNA, DNA, peru peruba baha han n sat satu bas basa saja aja pada pada DNA “mengacaukan” pesan-pesan genetika yang akan disampaikannya. Misalkan satu basa G pada pada gen terl terlepa epass maka maka akan akan mengu menguba bah h selu seluru ruh h kodon kodon yang yang diba dibawa wa oleh oleh dRNA dRNA.. Peristiwa Peristiwa perubahan DNA ini disebut disebut mutasi. mutasi. Terjadinya Terjadinya mutasi dapat menyebabkan menyebabkan terjadinya perubahan sifat yang diwariskan secara turun-temurun. Pada salah penerjemahan, selain karena perubahan pada DNA, mutasi dapat juga terjadi karena “kesalahan penerjemahan” kode-kode genetika. Dalam peristiwa ini, DNA tidak berubah, tetapi tRNA salah dalam menerjemahkan kodon. Missal kodon GAA yang seharusnya diterjemahkan menjadi asam glutamate, oleh tRNA dibaca sebagai GUA yang diterj diterjemah emahkan kan menjad menjadii valin valin atau atau dibaca dibaca AAA yang yang diterj diterjema emahkan hkan menjad menjadii lisin. lisin. Akibatnya, polipeptida yang dihasilkan tidak sesuai dengan pesanan DNA.
1
1.3 TUJUAN
Tujuan pembuatan makalah ini adalah memahami mekanisme terjadinya mutasi pada pada bekter bekteri, i, sehing sehingga ga kita kita dapat dapat memanf memanfaat aatkan kan proses proses terseb tersebut ut untuk untuk sesuat sesuatu u yang yang berguna bagi kehidupan.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Istilah mutasi petama kali digunakan oleh Hugo de Vries, untuk mengemukakan adanya perubahan fenotipe 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 menggunakan Drosophila melanogaster (lalat melanogaster (lalat buah). Akhir Akhirny nyaa muri murid d Morg Morgan an yang yang bern bernam amaa Herm Herman an Yose Yoseph ph Mull Muller er berhas berhasil il dala dalam m percobaannya terhadap lalat buah, yaitu menemukan mutasi buatan dengan menggunakan sinarXAnonim,2009). 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). Mutasi juga dapat diartikan sebagai perubahan struktural atau komposisi genom suatu jasad yang dapat terjadi karena faktor luar (mutagen) atau karena kesalahan kesalahan replikasi. replikasi. Peristiwa Peristiwa terjadiny terjadinyaa mutasi mutasi disebut disebut mutagenesis mutagenesis.. Makhluk Makhluk hidup yang mengalami mutasi disebut mutan dan factor penyebab mutasi disebut mutagen (mutag (mutagenic enic agent) agent).. Perubah Perubahan an urutan urutan nukleo nukleotid tidaa yang yang menyeb menyebabka abkan n protei protein n yang yang diha dihasi silk lkan an tida tidak k dapat dapat berf berfun ungs gsii baik baik dala dalam m sel sel dan dan sel sel tida tidak k mamp mampu u ment mentol oler erir ir inaktifnya protein tersebut, maka akan menyebabkan kematian (lethal mutation).
3
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 PERUBAHAN GENOTIPE
Genoti Genotipe pe suatu suatu sel ditent ditentuka ukan n oleh oleh inform informasi asi genetis genetis yang yang dikandu dikandung ng dalam dalam kromosomnya. Kromosom terdiri dari gen-gen. Gen ialah suatu satuan fungsional yang temurun, menentukan pembentukan suatu polypeptide tertentu dan juga berbagai tipe RNA. Setiap gen terdiri dari beratus-ratus pasangan nucleotide. Misalnya, bila sebuah rantai polypeptide mangandung 300 asam amino maka gen yang menyandikan polypeptide harus mengandung 900 pasang basa (3 basa untuk setiap asam asam amin amino) o).. Ini Ini adal adalah ah dasar dasar bagi bagi hubun hubunga gan n satu satu gen gen - satu satu poli polipe pept ptid ide. e. Tela Telah h diperkirakan bahwa kromosom bakteri mempunyai kapasitas untuk menyandikan kirakira 3000 protein yang berbeda-beda. Tetapi, gen manapun dapat berubah atau bermutasi menjadi bentuk lain sehingga akan memeri memerinta ntahkan hkan pembent pembentuka ukan n suatu suatu protei protein n yang yang beruba berubah h atau atau baru baru yang yang pada gilirannya gilirannya dapat merusak merusak kekhasan kekhasan selnya selnya (kadang-kada (kadang-kadang ng menyebabkan menyebabkan kematian). kematian). Sebagai contoh, substitusi hanya satu asam amino sekalipun di antara beberapa ratus di dalam sebuah rantai polypeptide dapat menyebabkan protein tersebut tidak berfungsi. Mutasi ialah perubahan di dalam rangkain nucleotide suatu gen. Ini menimbulkan ciri ciri geneti genetiss yang yang baru, baru, atau atau genoti genotipe pe yang yang berubah berubah.. Suatu Suatu sel atau organi organisme sme yang yang memper memperlih lihatk atkan an efek efek suatu suatu mutasi mutasi disebut disebut mutan. mutan. Jadi Jadi kita kita sewakt sewaktu-w u-wakt aktu u meliha melihatt perubahan mendadak pada tumbuhan dan hewan yang kita kenal. Sekali-sekali seekor kucing albino muncul di antara antara saudara-sau saudara-saudara dara seperindukan seperindukannya nya yang berwarna hitam, hitam, atau atau sebiji sebiji kacang kacang polong polong yang yang berwar berwarna na kuning kuning di antara antara kacangkacang-kaca kacang ng polong polong berwarna hijau. Fenomena yang serupa terjadi di antara mikroorganisme. Mutasi Mutasi adalah adalah perist peristiwa iwa yang yang jarang jarang,, terjad terjadii secara secara acak acak dan timbul timbul secara secara spontan spontan tanpa memperhatikan memperhatikan persyarata persyaratan n lingkungan. lingkungan. Mutasi bakteri bakteri secara secara spontan spontan dapat terjadi pada laju 1 mutasi saja di dalam 1juta sel bakteri sampai kepada laju 1 mutasi di dalam 10 milyar sel bakteri. Biasanya mutan-mutan di dalam suatu populasi sel
4
tertutupi (tersembunyikan) oleh sel-sel yang tidak mengalami mutasi yang jumlahnya lebih besar. Mengisolasi sebuah sel mutan ialah seperti kata pepatah mencari jarum dalam setumpuk jerami. Namun, para mikrobiologiwan mengembangkan teknik-teknik yang yang memper mempermud mudah ah isolas isolasii mutan mutan yang yang hanya hanya sediki sedikitt saja saja jumlah jumlahnya nya itu dari dari suatu suatu populasi besar sel-sel yang tidak bermutasi (tipe liar). Sebagai contoh, sejenis antibiotic dapat dicampurkan dalam medium pertumbuhan untuk mendapat mutan yang resisten terhadap antibiotic tersebut.
3.2 TIPE-TIPE MUTASI
1. Mutasi titik
Mutasi titik terjadi sebagai akibat tersubstitusinya satu nucleotide oleh yang lain di dalam rangkaian nucleotide tertentu suatu gen. Substitusi satu purin oleh purin yang lain lain atau atau satu satu pirimi pirimidin din oleh oleh pirimi pirimidin din yang yang lain lain disebut disebut mutasi mutasi titik titik tipe tipe transisi. transisi. Sedangkan penggantian suatu purin oleh pirimidin atau sebaliknya disebut transversi.
Gambar 1. Mutasi titik tipe transisi
Gambar 2. Mutasi titik tipe transversi
5
Secara skema kedua macam substitusi basa tersebut dapat dilihat pada Gambar 3. A
T
C
G Gambar 3. Skema substitusi basa nukleotida transisi ,
transversi
Substitusi pasangan basa ini dapat mengakibatkan salah satu dari 3 macam mutasi yang mempengaruhi proses translasi : 1. Trip Triple lett gen yang yang beru beruba bah h itu mengha menghasil silkan kan sebuah sebuah kodon kodon pada pada mRNA mRNA yang yang menetapkan asam amino yang berbeda dari yang ada di dalam protein yang normal. Mutasi ini disebut mutasi salah arti (missense mutation) . Perubahan suat suatu u kode kode gene geneti ticc (umu (umumn mnya ya pada pada posi posisi si 1 dan 2 pada pada kodon kodon)) sehi sehingg nggaa menyebabkan asam amino terkait (pada polipeptida) berubah. Perubahan pada asam amino dapat menghasilkan fenotip mutan apabila asam amino yang berubah merupakan asam amino esensial bagi protein tersebut. Jenis mutasi ini dapat disebabkan oleh peristiwa transisi dan tranversi.
Gambar 4. Mutasi Salah Arti
2. Trip Triple lett gen gen yang yang beru beruba bah h itu itu meng menghas hasil ilka kan n sebu sebuah ah kodon kodon pada pada mRNA mRNA yang mengakhiri rantai (perubahan kodon asam amino tertentu menjadi kodon stop). Mengak Mengakiba ibatka tkan n berakhi berakhirny rnyaa pemben pembentuk tukan an protei protein n sebelu sebelum m waktuny waktunyaa selama selama
6
masa translasi. Ini disebut mutasi nonsense. Hasilnya ialah suatu polypeptide tak lengkap lengkap yang yang tak berfun berfungsi gsi.. Hampir Hampir semua semua mutasi mutasi tanpa tanpa arti arti mengar mengarah ah pada pada inaktifnya suatu protein sehingga menghasilkan fenotip mutan. Mutasi ini dapat terjadi baik oleh tranversi, transisi, delesi, maupun insersi.
Gambar 5. Mutasi nonsense
3. Tri Triplet plet gen gen yang ang beru beruba bah h itu meng mengha hassilka ilkan n sebua ebuah h kodo kodon n mRNA RNA yang ang menetapkan asam amino yang sama karena kodon yang dihasilkan dari mutasi mutasi netral netral (silent meru merupa pakan kan sinon sinonim im dari dari kodon kodon asli asliny nya. a. Ini Ini adal adalah ah mutasi
Terjadii perubah perubahan an suatu suatu pasanga pasangan n basa basa dalam dalam gen (pada (pada posisi posisi 3 mutation). Terjad kodo kodon) n)
yang yang
meni menimb mbul ulka kan n
per perubah ubahan an
satu atu
kode kode
gene genettik
tetap etapii
tidak idak
mengak mengakiba ibatka tkan n peruba perubahan han atau atau pergant pergantian ian asam asam amino amino yang yang dikode dikode.. Mutasi Mutasi diam/netral biasanya disebabkan karena terjadinya mutasi transisi dan tranversi.
Gambar 6. Silent mutation
7
2. Mutasi pergeseran kerangka.
Muta Mutasi si ini ini meru merupa paka kan n akiba akibatt penam penamba bahan han atau atau kehil kehilan anga gan n satu satu atau atau lebi lebih h nukleotide di dalam suatu gen. Selama berlangsungnya sintesis protein, pembacaan sandi genetis dimulai dari satu ujung acuan protein yaitu mRNA, dan dibaca sebagai satuan 3 basa basa seca secara ra beru beruru ruta tan. n. Kare Karena na itu itu muta mutasi si perge pergese sera ran n kera kerang ngka ka pada pada umum umumny nyaa menyebabkan menyebabkan terbentukny terbentuknyaa protein protein yang tidak berfungsi berfungsi sebagai sebagai akibat disintesisnya disintesisnya rangkai rangkaian an asam asam amino amino yang yang sama sama sekali sekali baru baru dari dari pembac pembacaan aan rangkai rangkaian an nukleot nukleotide ide mRNA yang telah bergeser kerangkanya (yang ditranskripsikan dari mutasi pada DNA sel). Penyis Penyisipa ipan n satu satu nukleot nukleotide ide pada suatu suatu gen mengak mengakiba ibatka tkan n trans transkri kripsi psi satu satu nukleotide tambahan pada mRNA. Ini mengakibatkan pergeseran kerangka ketika kodonkodon dibaca selama berlangsungnya translasi sehingga semua kodon setelah penyisipan menjadi menjadi berubah berubah dan semua asam amino yang disandikan disandikan menjadi menjadi berubah berubah pula. Mutasi pergeseran kerangka sebagai akibat delesi (hilangnya) satu nukleotide pada pokoknya akan mempunyai efek yang sama. Mutasi ini terjadi karena delesi atau insersi satu atau lebih pasang basa dalam satu gen sehingga sehingga ribosom ribosom membaca membaca kodon tidak lengkap. lengkap. Akibatnya Akibatnya akan menghasilka menghasilkan n fenotip mutan. Insersi , yaitu penambahan satu atau lebih pasangan nukleotida pada suatu gen. Delesi , yaitu pengurangan satu atau lebih pasangan nukleotida pada suatu gen.
Gambar 7. Mutasi pergeseran kerangka tipe insersi
8
Gambar 8. Mutasi pergeseran kerangka tipe delesi
3.3 PENYEB PENYEBAB AB MUTAS MUTASII (MUTAG (MUTAGEN) EN)
Peny Penyeb ebab ab muta mutasi si dala dalam m ling lingku kung ngan an dapa dapatt bers bersif ifat at fisi fisik, k, kimi kimia, a, dan dan biol biolog ogis is..
Mutagen Fisik
Penyebab mutasi dalam lingkungan yang bersifat fisik adalah radiasi dan suhu. Radiasi sebagai penyebab mutasi dibedakan menjadi radiasi pengion dan radiasi bukan pengio pengion. n. Radiasi Radiasi pengion pengion adalah adalah radias radiasii berene berenergi rgi tinggi tinggi sedangk sedangkan an radias radiasii bukan bukan pengion pengion adalah radiasi berenergi berenergi rendah. rendah. Contoh radiasi pengion adalah radiasi radiasi sinar X, sinar gamma, radiasi sinar kosmik. Contoh radiasi bukan pengion adalah radiasi sinar UV. Radias Radiasii pengion pengion mampu mampu menemb menembus us jaring jaringan an atau atau tubuh tubuh makhlu makhluk k hidup hidup karena karena berenergi tinggi. Seme Sement ntar araa radi radias asii buka bukan n pengi pengion on hanya hanya dapa dapatt mene menemb mbus us lapi lapisa san n selsel-se sell perm permuk ukaa aan n karen karenaa bere berene nerg rgii renda rendah. h. Radi Radias asii sinar sinar ters terseb ebut ut akan akan meny menyeb ebab abkan kan perpin perpindah dahan an elektr elektron-e on-elek lektro tron n ke tingka tingkatt energi energi yang yang lebih lebih tinggi tinggi.. Atom-a Atom-atom tom yang yang memiliki elektron-elektron sedemikian dinyatakan tereksitasi atau tergiatkan. Molekulmole moleku kull yang yang meng mengand andun ung g atom atom yang yang bera berada da dala dalam m keada keadaan an tere tereks ksit itas asii maup maupun un terionisasi secara kimiawi lebih reaktif daripada molekul yang memiliki atom-atom yang berada dalam kondisi stabil. Raktivitas yang meningkat tersebut mengundang terjadinya sejumlah reaksi kimia, terutama mutasi. Radiasi pengion dapat menyebabkan terjadinya mutasi mutasi gen dan pemutusan pemutusan kromosom kromosom yang berakibat berakibat delesi, delesi, duplikasi, duplikasi, insersi, insersi, translokasi serta fragmentasi fragmentasi kromosom umumnya.
9
Gambar 9. Radiasi sinar X
Mutagen Kimiawi
Penyebab Penyebab mutasi mutasi dalam lingkungan yang bersifat bersifat kimiawi kimiawi disebut disebut juga mutagen kimiawi. Mutagen-mutagen kimiawi tersebut dapat dipilah menjadi 3 kelompok, yaitu analog basa, agen pengubah basa dan agen penyela. Senyawa yang merupakan contoh analog basa adalah 5-Bromourasil (5 BU). 5-BU adalah analog timin. Dalam hubungan ini posisi karbon ke-5 ditempati oleh gugus gug us brom padahal posisi itu sebelumnya ditempati oleh oleh gugu guguss meti metil. l. Kebe Kebera rada daan an gugu guguss brom brom meng mengub ubah ah dist distri ribu busi si muat muatan an sert sertaa meningkatkan peluang terjadinya tautomerik. Senyawa yang tergolong agen pengubah basa adalah mutagen yang secara langsung mengubah struktur maupun sifat kimia dari basa, yang termasuk kelompok ini adalah agen deaminasi, agen hidroksilasi serta agen alkilasi. alkilasi. Perlakuan dengan asam nitrit, misalnya, misalnya, terhadap terhadap sitosin sitosin akan menghasilka menghasilkan n urasil yang berpasangan dengan adenin sehingga terjadi mutasi dari pasangan basa S-G menjadi menjadi T-A. Agen hidroksila hidroksilasi si adalah mutagen hydroxammin hydroxammin yang bereaksi khusus dengan sitosin dan menguabhnya sehingga sitosisn hanya dapat berpasangan dengan aden adenin in..
Seba Sebaga gaii
akib akibat atny nyaa
terj terjad adii
muta mutasi si dari dari SG menj menjad adii
TA.a TA.age gen n
alki alkila lasi si
mengintrodu mengintroduksi ksi gugus alkil ke dalam basa pada sejumlah posisi sehingga menyebabkan menyebabkan perubahan basa yang akibatnya akan terbentuk pasangan basa yang tidak lazim. Senyawa yang tergolong agen interkalasi akan melakukan insersi antara basa-basa yang berdekatan
10
pada sati atau kedua unting DNA. Contoh agen interkalasi adalah proflavin, aeridine, ethidium bromide, dioxin dan ICR-70.
Mutagen Biologis
Penyeb Penyebab ab mutasi mutasi gen yang yang diseba disebabka bkan n oleh oleh faktor faktor biolog biologis is adalah adalah fag. fag. Efek Efek mutagenik yang ditimbulkan oleh fag terutama berkaitan dengan integrasi DNA fag, pemutusan dan delesi DNA inang. Mutagenesis fag dapat terjadi karena kerusakan DNA akibat akibat pemutu pemutusan san dan delesi delesi yang yang mungki mungkin n timbu timbull oleh oleh efek efek nuklea nuklease se atau atau karena karena gangguan perbaikan DNA.
3.4 TERJADINYA MUTASI
Mutasi dapat terjadi secara spontan (spontaneous mutation) dan juga dapat terjadi melalui induksi (induced mutation). Mutasi spontan adalah mutasi (perubahan materi genet genetik ik)) yang yang terj terjad adii akiba akibatt adany adanyaa sesu sesuat atu u penga pengaru ruh h yang yang tida tidak k jela jelas, s, baik baik dari dari lingkungan luar maupun dari internal organisme itu sendiri. Sedangkan mutasi terinduksi adalah mutasi yang terjadi akibat paparan dari sesuatu yang jelas, misalnya paparan sinar UV. Secara mendasar tidak terdapat perbedaan antara mutasi yang terjadi secara alami dan mutasi hasil induksi. Mutasi Mutasi paling paling umum umum terjad terjadii selama selama repli replikas kasii DNA. DNA. Bebera Beberapa pa mutasi mutasi terjad terjadii sebagai akibat kerusakan yang ditimbulkan oleh cahaya ultraviolet atau sinar X. Karena unsur-unsur unsur-unsur ini merupakan merupakan bagian yang tak terhindarka terhindarkan n dari lingkunagn (misalnya, (misalnya, cahaya UV adalah komponen cahaya matahari), maka mungkin inilah yang menyebabkan banyaknya mutasi spontan. Namun, laju mutasi dapat ditingkatkan ditingkatkan secara secara nyata dengan cara cara meny menyin inar arii biak biakan an deng dengan an sina sinarr-si sinar nar ters terseb ebut ut.. Unsur Unsur mana mana saja saja yang yang dapat dapat memper mempertin tingi gi laju laju mutasi mutasi disebut disebut mutagen. mutagen. Mutasi Mutasi yang yang dipero diperoleh leh dengan dengan mutage mutagen n dikata dikatakan kan terind terinduks uksi, i, dan bukan bukan sponta spontan, n, sekali sekalipun pun bedany bedanyaa mungki mungkin n hanya hanya pada pada frekuensiny frekuensinya, a, bukan pada macamnya. macamnya. Sebagai contoh, contoh, cahaya UV menyebabkan menyebabkan mutasi pada pada kondis kondisi-k i-kondi ondisi si baik baik alamia alamiah h maupun maupun labora laborator toris. is. Tetapi Tetapi,, jumlah jumlah mutan mutan yang yang diperoleh diperoleh dengan kondisi-kondisi kondisi-kondisi laboratoris laboratoris lebih tinggi, karena tingginya tingginya dosis UV yang digunakan.
11
Tidak Tidak ada satu satu pun mekani mekanisme sme terten tertentu tu yang yang diusul diusulkan kan untuk untuk menera menerangka ngkan n pengaruh mutagenik sinar X. Karena sinar X dapat menyebabkan pecahnya banyak ikatan kimiawi yang berbeda-beda macamnya, maka mungkin merusak DNA dengan berbagai cara. cara. Pengar Pengaruh uh utama utama cahaya cahaya UV adalah adalah menyeb menyebabka abkan n pembent pembentukan ukan dimer dengan ikatan silang antara pirimidin-pirimidin yang bersebelahan, terutama timin. Dimer ini mengacaukan proses replikasi yang normal. Penem Penemua uan n yang yang palin paling g bany banyak ak memb membuk ukaa rahas rahasia ia muta mutasi si pada pada tahu tahunn-ta tahu hun n belakangan belakangan datang dari penelitian penelitian mengenai pengaruh pengaruh mutagenik mutagenik berbagai berbagai bahan kimia. Ada dua tipe tipe senyaw senyawaa kimia kimia yang yang mutagen mutagenik. ik. Yang pertama pertama terdir terdirii dari dari senyaw senyawaasenyawa yang dapat bereaksi secara kimiawi dengan DNA. Karena kekhususan replikasi DNA bergantung bergantung pada ikatan ikatan purin-piri purin-pirimidi midin, n, yang diakibatkan diakibatkan oleh ikatan hidrogen hidrogen antara antara gugus-g gugus-gugu uguss amino amino dan hidrok hidroksil sil pada pada purin purin dan pirimi pirimidin din,, maka maka modifi modifikas kasii kimiawi gugus-gugus amino dan hidroksil ini dapat menyebabkan mutasi. Asam nitrous, yang dapat membuang gugusan amino dari purin dan pirimidin, adalah mutagen semacam itu. Tipe zat mutagenik yang kedua terdiri dari analog-analog basa. Ini adalah zat-zat kimia yang strukturnya cukup menyamai basa-basa pada DNA yang normal, sehingga dapat menggantikannya selama berlangsung replikasi DNA. Meskipun strukturnya mirip, analog analog basa basa tidak tidak mempuny mempunyai ai sifat sifat ikatan ikatan hidrog hidrogen en yang yang sama sama sepert sepertii basa basa normal normal.. Karena itu dapat menyebabkan terjadinya kesalahan dalam replikasi yang mengakibatkan mutasi.
3.5 REPARASI MUTASI
Kerusakan DNA dapat disebabkan oleh radiasi UV, sinar X, dan zat-zat kimia tertentu. Untungnya, sel mengandung enzim-enzim khusus yang dapat mereparasi DNA yang rusak. Dengan cara ini beberapa sel yang terpengaruh dapat melanjutkan fungsinya dengan normal. Banyak macam sel bakteri telah diperlihatkan memiliki mekanisme fotoreaktivasi mekanisme fotoreaktivasi yang efisien untuk mereparasi kerusakan yang disebabkan oleh sinar UV. Fotoreaktivasi ini terjadi ketika sel-sel terkena dosis cahaya UV yang mematikan segera dikenai cahaya
12
kasat mata, memotong atau menguraikan ikatan di antara dimer-dimer yang terbentuk akibat terkenai cahaya UV dan memulihkan aktivitas normal sel-sel yang rusak itu. Bebe Bebera rapa pa
bakt bakter erii
mem mempuny punyai ai
enzi enzim m
yang ang
dise disebu butt
endonuklease
dan
eksonuklease, yang memotong segmen DNA yang rusak. Kemudian enzim-enzim yang lain, polimerase dan ligase, memperbaiki bagian yang pecah itu dengan cara mengisi celeh-celah itu dan menggabung-gabungkan potongan-potongan tersebut menjadi satu. Jika bakteri dikenai sinar ultraviolet, dapat terjadi penggabungan kovalen dan residu pirimidin pada untai DNA, (seringkali dua residu timin) membentuk suatu basa dimer. Jika tidak dilepaskan dan diperbaiki, dimer timin ini menghalangi proses replikasi oleh DNA polimerase terhadap untai di belakang daerah kerusakan ini. Dimer timin dikeluarkan dan tempat kosong yang ditinggalkan disambung kembali oleh kerja empat enzim secara berurutan. 1. Enzim pertama dinamakan dinamakan ultraviole ultraviolett endonuklease endonuklease atau endonuklease endonuklease UV. Enzim ini memotong untaian DNA yang mengalami kerusakan pada tempat 5’ dimer timin. 2. Pada tahap kedua, DNA polimerase I menambahkan deoksiribonukleotida yang benar ke ujung 3’ untai rusak yang terbuka, membuat potongan pendek DNA yang bersifat bersifat komplemente komplementerr dengan untai cetakan. Selama proses ini, baik DNA yang mengandung dimer timin akan terlepas. 3. Pada tahap ketiga , endonuklease memotong bagian yang rusak ini. Pada tahap terakhir potongan DNA baru dengan pasangan basa yang benar disisipkan ke dalam untaian keseluruhan oleh DNA ligase.
13
Gambar 10. Reparasi eksisi pada DNA yang rusak karena cahaya UV yang mengandung dimer timin-timin
Perlu Perlu diperhatik diperhatikan an bahwa bila DNA yang mengandung dimer-dim dimer-dimer er primidin primidin bereplikasi pada bakteri dangan kemampuan reparasi eksisi yang cacat, maka sintetis utasan baru akan berhenti berhenti pada posisi dimer tersebut tetapi berlanjut berlanjut pada jarak tertentu setelah itu. Jadi terbentuk celah pada utasan DNA yang baru disintesis itu. Celah tersebut dapat dapat teri teriis isii denga dengan n cara cara menuk menukar ar dan dan mengg menggab abun ungka gkan n fragm fragmen en-f -fra ragm gmen en yang yang mengandung utasan-utasan DNA yang menumpuk yang celah-celahnya tidak berimpit. Selanjutnya, karena replikasi terinterupsi dan dengan demikian terhalangi pada celah ini, maka utasan-utasan dengan celah yang jumlahnya lebih sedikit bereplikasi dengan lebih cepat dan pada akhirnyadapat mempersedikit jumlah DNA yang rusak.
14
3.6 LAJU MUTASI
Laju mutasi ialah peluang bagi suatu sel bermutasi ketika terjadi pembelahan sel. Jadi laju mutasi pada umumnya didefinisikan sebagai jumlah rata-rata mutasi per sel per pembelahan, dan dinyatakan pangkat negatif per pembelahan sel. Sebagai contoh, bila ada satu peluang dalam sejuta bahwa suatu gen akan bermutasi ketika selnya akan membelah. Maka laju mutasi bagi satu gen mana pun sama dengan 10-6 per pembelahan sel. Pada umumnya, laju mutasi pada satu gen tunggal berkisar antara 10-3 dan 10-9 per pembelahan sel. Laju mutasi mempunyai implikasi praktis. Karena gen bermutasi secara acak dan tidak bergantung satu dengan lainya, maka peluang terjadinya dua mutasi di dalam sel yang sama merupakan produk dan laju mutasi masing-masing tunggalnya. Jadi, misalnya, bila laju mutasi untuk resistensi terhadap penisilin ialah 10-8 per pembelahan sel dan untuk resistens resistensii terhadap terhadap streptomi streptomisin sin ialah 10-6 per pembel pembelaha ahan n sel. sel. Maka Maka peluang peluang terjadinya kedua mutasi tersebut di dalam sel yang sama ialah 10-6 x 10 -8 atau 10-14. Laju mutasi mutasi ini sangat rendah. rendah. Karena Karena alasan alasan inilah inilah maka maka umum umum sekali sekali pember pemberian ian obat antibiotik sekaligus dalam pengobatan beberapa penyakit. Sebagai contoh, kombinasi peni penisi sili lin n G dan dan stre strept ptom omis isin in tela telah h terb terbukt uktii ampuh ampuh untu untuk k mengo mengoba bati ti infe infeks ksii oleh oleh strept streptoko okokus kus.. Sel yang yang telah telah menjad menjadii resist resisten en terhada terhadap p satu satu antibi antibioti otik k masih masih bisa bisa dihambat atau dibunuh oleh antibiotik yang lain.
3.7 TIPE-TIPE MUTAN BAKTERI
Karena semua sifat sel-sel hidup pada akhirnya dikendalikan oleh gen, maka ciri sel yang mana pun dapat berubah karena mutasi. Berbagai mutan bakteri telah diisolasi dan dipela dipelajar jarii secara secara intens intensif. if. Bebera Beberapa pa dari dari tipe-t tipe-tipe ipe utama utama mutan mutan adalah adalah sebagai sebagai berikut: 1. Mutan Mutan yang memper memperli lihatk hatkan an tolera toleransi nsi yang meningk meningkat at terhad terhadap ap unsurunsurunsur penghambat, penghambat, terutama terutama antibioti antibiotik k (mutan (mutan yang resisten terhadap antibiotik atau obat-obatan). 2. Muta Mutan n yang yang menu menunj njuk ukan an kema kemamp mpua uan n ferm fermen enta tasi si yang yang beruba berubah, h, atau atau meningkatnya atau berkurangnya kapasitas untuk menghasilkan beberapa produk akhir.
15
3. Muta Mutan n yang yang memp mempun unya yaii defi defisi sien ensi si atau atau nutri nutrisi si,, yait yaitu u memb membut utuh uhka kan n medi medium um yang yang lebi lebih h kompl komplek ekss untu untuk k tumb tumbuhn uhnya ya keti ketimb mban ang g biak biakan an aslinya. 4. Muta Mutan n yang yang memp memper erli liha hatk tkan an peru peruba baha han n dala dalam m bent bentuk uk kolo koloni ni atau atau kemampuan menghasilkan pigmen. 5. Muta Mutan n yang yang menun menunju jukka kkan n peru peruba baha han n pada pada stru strukt ktur ur perm permuk ukaan aan dan dan komposisi selnya (muatan antigenik ). 6. Mutan yang resisten resisten terhadap terhadap aksi bakteriofage bakteriofage.. 7. Muta Mutan n
yang yang
mempe emperrliha lihattkan kan
bebe beberrapa apa
peru peruba baha han n
pada pada
ciri ciri-c -ciiri
morfologis, misalnya hilangnya kemampuan untuk menghasilkan spora, kapsul, atau flagela. Dari daftar ini jelaslah bahwa semua ciri khas bakteri dapat berubah melalui prose prosess mutasi mutasi.. Juga Juga jelas jelas bahwa bahwa bebera beberapa pa dari dari perubah perubahanan-per perubah ubahan an khusus khusus yang yang dise diseba babk bkan an oleh oleh muta mutasi si tern ternya yata ta seru serupa pa atau atau sama sama denga dengan n yang yang dise diseba babka bkan n oleh oleh perubahan kondisi. Maka dari itu perlu dipastikan secara eksperimental bahwa suatu perubahan itu benar-benar disebabkan oleh mutasi dan bukanlah merupakan tanggapan terhadap lingkungan. Banyak Banyak mutan, mutan, mungki mungkin n sebagi sebagian an besar, besar, dapat dapat balik balik ke kondisi kondisi liar melalu melaluii mutasi balik, yaitu kembalinya sel-sel mutan ke fenotipe asalnya. Akan tetapi, hal ini tidak mesti disebabkan oleh pembalikan mutasi aslinya secara cepat. Kadang-kadang, pengaruh mutasi asli dapar ditekan sebagian atau seluruhnya oleh mutasi kedua pada situs yang berbeda pada kromosom.
16
BAB IV KESIMPULAN
Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan pada bahan genetik ( genetik (DNA maupun RNA), RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar bagi kalangan pendukung evolusi mengenai munculnya variasi-variasi baru pada spesies. Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 1:10.000 individu. individu. Mutasi di alam dapat terjadi terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasuk karsinogen), karsinogen), radiasi surya maupun radioaktif , serta serta loncat loncatan an energi energi listrik seperti petir seperti petir . Individu yang memperlihatkan perubahan sifat (fenotipe (fenotipe)) akibat mutasi disebut mutan. Dalam kajian genetik , mutan biasa dibandingkan dengan individu yang tidak mengalami perubahan sifat (individu tipe liar atau liar atau "wild type").
17
DAFTAR PUSTAKA
http://18bios1unsoed.files.wordpress.com/2008/03/buku-ajar-gen-11.doc http://4.bp.blogspot.com/ http://anisaromadiana.blogspot.com/2008/05/reparasi-mutasi.html http://blog.unila.ac.id/haffash/ http://fabio.unsoed.net/mod/glossary/view.php? id=11&mode=letter&hook=M&sortkey=&sortorder=&fullsearch=0&page=-1 http://faktaevolusi.blogspot.com/2008/02/mutasi-adalah-mendasar-bagi-teori.html http://id.wikipedia.org/wiki/Mutasi http://iptek-akdinbemfaperi.blogspot.com/2009/06/mikrodas-genetika.html http://iqbalali.com/2008/10/07/soal-jawab-seputar-mutasi/ http://members.cox.net/ http://staff.unud.ac.id/~mahatmi/?page_id=11 http://wongsukses.blog.friendster.com/2008/12/04/ http://www.fk.uwks.ac.id/elib/Arsip/Departemen/Mikrobiologi/GENETIKA %20MIKROBA.pdf http://www.iiitmk.ac.in/wiki/index.php/Gene_Mutation http://www.sith.itb.ac.id/mgbm/bm405p-11.pdf Pelc Pelcza zar, r, Micha Michael el J. dan dan E.C. E.C.S S Chan. Chan. 2006. 2006. Dasar-dasar Dasar-dasar Mikrobiolog Mikrobiologii. Universitas Universitas Indonesia : Jakarta
18
