Mutasi Genetik - 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 bagi kalangan pendukung evolusi mengenai munculnya
variasi-variasi baru pada spesies. Perubahan pada sekuens basa DNA
akan menyebabkan perubahan pada protein yang dikode oleh gen. Mutasi
dapat pula menjadi menguntungkan bila enzim yang berubah oleh gen
mutan tersebut justru meningkat aktivitasnya dan menguntungkan bagi
sel.
Bila perubahan satu basa nukleotida ini tidak mengubah asam amino, maka fungsi dari protein tidak berubah. Bila asam amino yang dikode berubah, fungsi protein dapat tidak terganggu bila asam amino yang berubah tersebut bukan merupakan bagian vital dari protein, atau secara kimia sangat mirip dengan asam amino aslinya.
Mutasi Dapat Terjadi Secara Alami dan Buatan
a.
Menurut tipe sel atau macam sel yang mengalami mutasi:
- Mutasi somatic, yaitu mutasi yang terjadi pada sel tubuh atau sel soma. Mutasi somatis kurang memiliki arti genesis (mutasi ini tidak akan diwariskan pada keturunannya).
- Mutasi germina, yaitu mutasi yang terjadi pada sel kelamin (gamet), sehingga dapat diturunkan.
b.
Menurut sifat genetiknya:
- Mutasi dominan, terlihat pengaruhnya dalam keadaan heterozigot.
- Mutasi resesif, pada organisme diploid tidak akan diketahui selama dalam keadaan heterozigot, kecuali resesif pautan seks. Namun pada organisme haploid (monoploid) seperti virus dan bakteri, pengaruh mutasi dominan dan juga resesif dapat dilihat pada fenotipe virus dan bakteri tersebut.
c.
Menurut arah mutasinya:
- Mutasi maju atau forward mutations, yaitu mutasi dari fenotipe normal menjadi abnormal.
- Mutasi balik atau back mutations, yaitu mutasi yang dapat mengembalikan dari fenotipe tidak normal menjadi fenotipe normal.
d.
Menurut kejadiannya:
- Mutasi alam atau mutasi spontan, yaitu mutasi yang penyebabnya tidak diketahui. Mutasi ini terjadi di alam secara alami (spontan), secara kebetulan dan jarang terjadi. Contoh mutagen alam adalah sinar kosmis, radio fektif alam, dan sinar ultraviolet.
- Mutasi buatan, yaitu mutasi yang terjadi dengan adanya campur tangan manusia. Proses perubahan gen atau kromosom secara sengaja diusahakan oleh manusia dengan zat kimia, sinar X, radiasi dan sebagainya. Maka sering disebut juga mutasi induksi.
- Mutagen Zat Kimia atau Faktor Fisik.
Secara
garis besar, macam-macam mutagen dapat dibagi 3 , sebagai
berikut:
a)
Radiasi
Radiasi
(penyinaran dengan sinar radio aktif); misalnya: sinar alfa, beta,
gamma, ultraviolet, dan sinar x. Radiasi ultra ungu merupakan mutagen
penting untuk organisme uniseluler. Radiasi alamiah berasal dari
sinar cosmis dari angkasa, benda-benda radioaktif dari kerak bumi,
dan lain-lain, gen-gen yang terkena radiasi, ikatannya putus dan
susunan kimianya berubah dan terjadilah mutasi.
b)
Mutasi Kimia
Mutasi
kimia yang pertama kali ditemukan ialah gas mustard (belerang
mustard) oleh C. Averbach dan kawan-kawan. Beberapa mutagen kimia
penting lainnya ialah: gas metan, asam nitrat, kolkisin, digitonin,
hidroksil amim dan lain-lain. Zat-zat kimia tersebut dapat
menyebabkan replikasi yang dilakukan oleh kromosom yang mengalami
kesalahan sehingga menyebabkan susunan kimianya berubah juga.
c.
Temperatur
Kecapatan
mutasi akan bertambah karena adanya kenaikan suhu. Setiap kenaikan
suhu sebasar 100C, kecepatan mutasi bertambah 2-3 kali lipat. Tetapi
temperature adalah merupakan mutagen, hal ini masih merupakan
penelitian para ahli.
1. Mutasi gen
Pasangan
basa nitrogen pada DNA, antara timin dan adenine atau antara guanine
dan sitosin dihubungkan oleh ikatan hydrogen yang lemah. Atom-atom
hydrogen dapat berpindah dari satu posisi ke posisi lain pada purin
atau pirimidin. Perubahan kimia sedemikian disebut perubahan
tautomer. Misalnya secara tidak normal, adenine berpasangan dengan
sitosin dan timin dengan guanine. Mutasi gen disebut juga dengan
mutasi titik (point mutation). Mutasi gen dapat terjadi karena
substitusi basa N. Macam macam mutasi gen antara lain:
- Mutasi tak bermakna (nonsense mutation) : tejadi perubahan kodon (triplet) dari kode basa N asam amino tetapi tidak mengakibatkan kesalahan pembentukan protein, misalnya UUU diganti UUS yang sama-sama kode dari fenilalamin.
- Mutasi ganda tiga (triplet mutation) : terjadi karena adanya penambahan atau pengurangan tiga basa secara bersama-sama.
- Mutasi bingkai (frameshift mutation) : terjadi karena adanya penambahan sekaligus pengurangan satu atau beberapa pasangan basa secara bersama-sama.
2. Mutasi Kromosom (Aberasi)
Istilah
mutasi umumnya digunakan untuk perubahan gen, sedangkan perubahan
kromosom yang dapat diamati dikenal sebagai variasi kromosom atau
mutasi besar/gross mutation adalah perubahan jumlah kromosom dan
susunan atau urutan gen dalam kromosom. Mutasi kromosom sering
terjadi karena kesalahan meiosis dan sedikit dalam mitosis.
Contoh
Penyakit yang Disebabkan Mutasi Genetik
1. Kanker
Sel kanker adalah sel normal yang mengalami mutasi/perubahan genetik
dan tumbuh tanpa terkoordinasi dengan sel-sel tubuh lain. Proses
pembentukan kanker (karsinogenesis) merupakan kejadian somatik dan
sejak lama diduga disebabkan karena akumulasi perubahan genetic dan
epigenetik yang menyebabkan perubahan pengaturan normal kontrol
molekuler perkembangbiakan sel. Perubahan genetik tersebut dapat
berupa aktivasi proto-onkogen atau inaktivasi gen penekan tumor yang
dapat memicu tumorigenesis dan memperbesar progresinya.
2. Avian Influenza A ( H5 N1 )
Mutasi genetik virus avian influenza seringkali terjadi sesuai dengan
kondisi dan lingkungan replikasinya. Mutasi gen ini tidak saja untuk
mempertahankan diri akan tetapi juga dapat meningkatkan sifat
patogenisitasnya.
Virus H5N1 juga dapat dideteksi di dalam darah, cairan serebrospinal,
dan tinja pasien (WHO,2005). Fase penempelan (attachment) adalah fase
yang paling menentukan apakah virus bisa masuk atau tidak ke dalam
sel hospesnya untuk melanjutkan replikasinya. Virus influenza A
melalui spikes hemaglutinin (HA) akan berikatan dengan reseptor yang
mengandung sialic acid (SA) yang ada pada permukaan sel hospesnya.
Ada perbedaan penting antara molekul reseptor yang ada pada manusia
dengan reseptor yang ada pada unggas atau binatang.