Apakah yang dimaksud dengan mutasi Apakah yang menyebabkanterjadinya

� Apakah yang dimaksud dengan mutasi? � Apakah yang menyebabkanterjadinya mutasi pada makhluk hidup? � Apa pula dampak mutasi bagi manusia?

A. Pengertian Mutasi merupakan perubahan organisasi materi genetik yang berupa gen atau kromosom dari suatu individu dan diwariskan kepada generasi berikutnya. Mutasi pada sel-sel gamet bersifat menurun, tetapi jika mutasi terjadi pada sel-sel somatik tidak bersifat menurun.

� Peristiwa terjadinya mutasi dinamakan mutagenesis, � sedangkan individu yang mengalami mutasi disebut mutan. � Faktor-faktor yang menyebabkan mutasi disebut mutagen

Mutagen dapat berasal dari: a. bahan fisika, misalnya radiasi yang dipancarkan oleh bahan radioaktif, b. bahan kimia, misalnya fenol, benz pyrene, metil cholauthrene, metil Hg, pestisida, formaldehid, colchicine, c. bahan biologi, misalnya virus penyebab kerusakan kromosom. Virus hepatitis menimbulkan aberasi pada darah dan tulang.

B. Macam-macam Mutasi Berdasarkan tempat terjadinya, dibedakan menjadi dua : a. Mutasi kecil (point mutation) = mutasi gen Perubahan yang terjadi pada susunan molekul gen (DNA), sedangkan lokus gennya tetap. b. Mutasi besar (gross mutation) = mutasi kromosom = aberasi Perubahan yang terjadi pada struktur dan susunan kromosom.

B. Macam-macam Mutasi Berdasarkan faktor penyebabnya, mutasi dapat Dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut. a. Mutasi alamiah (spontan) disebabkan oleh alam, antara lain sinar kosmos, sinar radioaktif, dan sinar ultraviolet. b. Mutasi induksi (buatan) disebabkan oleh usaha manusia, antara lain penggunaan bahan radioaktif, penggunaan senjata nuklir, dan reaktor atom.

1. Mutasi Gen � adalah perubahan susunan kimia molekul DNA (perubahan susunan/urutan basa nitrogen pada nukleotida) � disebut juga mutasi titik (point mutation). � Yang mengalami perubahan adalah m-RNA � Perubahan susunan basa nitrogen pada triplet, menyebabkan berubah pula asam amino yang akan dikode. demikian pula, jenis atau fungsi protein yang akan dihasilkan � Tidak terjadi perubahan lokus, bentuk, dan jumlah kromosom

Mutasi gen dapat dibedakan menjadi dua, yaitu a. Penggantian pasangan basa N 1) 2) b. Transversi Transisi Penyisipan dan pengurangan basa N= mutasi pergeseran kerangka (frameshift mutation) 1) 2) Insersi Delesi

a. Penggantian Pasangan Basa � Terjadi penggantian satu nukleotida dengan nukleotida yang lainnya. � Pada umumnya, mutasi membahayakan organisme yang mengalaminya.

a. Penggantian Pasangan Basa 1) Transversi Pergantian basa nitrogen yang tidak sejenis. Dapat terjadi bila terdapat pergantian basa purin dengan basa pirimidin atau basa pirimidin dengan basa purin. Misalnya: T-A diganti menjadi A-T G-S diganti menjadi S-G

Transversi Apabila terjadi tranversi nukleotida 2, 3 dan 7 menjadi

a. Penggantian Pasangan Basa 2) Transisi � pergantian basa nitrogen yang sejenis. � terjadi bila terdapat pergantian basa purin dari satu mutasi DNA dengan purin lainnya atau basa pirimidin dengan pirimidin lainnya. � Misalnya: A-T diganti menjadi G-S S-G diganti menjadi T-A

Transisi Apabila terjadi transisi nukleotida 2 dan 7 menjadi

b. Mutasi pergeseran kerangka (frameshift mutation) 1) Insersi Merupakan peristiwa penyisipan/penambahan satu atau lebih pasangan basa nitrogen pada rantai DNA. Dapat disebabkan oleh fragmen DNA yang pindah. Peristiwa ini disebut dengan transposom.

Insersi • Misalnya: Apabila terjadi insersi nukleotida antara 8 - 9 menjadi

2) Delesi dapat terjadi karena pengurangan satu atau lebih pasangan basa nitrogen pada rantai DNA. Peristiwa ini dapat disebabkan karena radiasi sinar radioaktif dan infeksi suatu virus.

Delesi • Misalnya:

sindroma Cri-du-chat (cat cry syndrome) • disebabkan oleh delesi pada lengan pendek kromosom nomor 5. • Karakteristik; pita suara kecil, epiglotis melengkung sehingga waktu baru lahir tangisannya mirip suara kucing, mengalami keterbelakangan fisik dan mental, bayi kecil danlemah, otak kecil, muka lebar, hidung mengalami penebalan, IQ berkisar antara 20 – 0. • meninggal pada waktu lahir atau pada masa kanak-kanak.

2. Mutasi Kromosom Mutasi kromosom ini biasanya diakibatkan oleh kesalahan pada waktu meiosis melalui peristiwa pautan, pindah silang, atau gagal berpisah.

Mutasi Kromosom dibedakan dua: a. Perubahan struktur kromosom (kerusakan kromosom) 1) Delesi kromosom 2) Duplikasi kromosom 3) Inversi kromosom 4) Translokasi kromosom b. Perubahan jumlah kromosom 1) Aneuploidi (perubahan pd set kromosom) 2) Euploidi/aneusomi (perubahan penggandaan)

Perubahan struktur kromosom 1) Delesi kromosom hilangnya dua atau lebih nukleotida yang berdampingan

Contoh delesi ; kromosom X Drosophila melanogaster yang berukuran lebih pendek. Mutan ini bersifat resesif dan letal, dapat hidup hanya dalam bentuk heterozigot.

Perubahan struktur kromosom 2) Duplikasi kromosom penambahan ruas kromosom atau gen dengan ruas yang telah ada sebelumnya. Sehingga, terjadi pengulangan ruas DNA dengan runtunan basa yang sama yang mengakibatkan kromosom mutan lebih panjang.

Contoh duplikasi : gen bar pada Drosophila melanogaster. Penambahan gen pada kromosom mengakibatkan peningkatan enzim tertentu yang menyebabkan ketidakseimbangan metabolisme.

Perubahan struktur kromosom 3) Inversi kromosom penataan kembali struktur kromosom yang terjadi melalui pemutaran arah suatu ruas kromosom sehingga kromosom mutan mempunyai ruas yang runtunan basanya merupakan kebalikan dari runtunan basa kromosom liar.

Misalnya pada satu ruas kromosom terdapat urutan ruas ABCDEF, setelah inversi diperoleh ruas AEDCBF. Jadi, terjadi pemutaran ruas BCDE.

Perhatikan gambar Suatu kromosom mengalami pematahan menjadi 3 bagian dengan alel AB, CDE, dan FG. Setelah mengalami penggabungan kromosom, beberapa alel kromosom tersusun terbalik sehingga membentuk kromosom dengan alel. ABEDCFG.

Inversi dapat dibedakan ; a) Inversi perisentris terjadi pada dua lengan kromosom yang berbeda b) Inversi parasentris terjadi apabila sentromer terletak di sebelah luar lengan kromosom yang mengalami inversi. terjadi pada satu lengan kromosom

Perubahan struktur kromosom 4) Translokasi kromosom perpindahan ruas DNA (segmen kromosom) ke tempat yang baru, baik dalam satu kromosom atau antar kromosom yang berbeda.

Translokasi

Translokasi • Pada gambar di atas ditunjukkan kromosom yang mempunyai alel ABCDEFG. • Kromosom tersebut mengalami pematahan sehingga terbentuk 3 patahan kromosom, yaitu kromosom beralel AB, kromosom beralel EDC, dan kromosom beralel FG. • Pada proses selanjutnya, kromosom beralel AB bergabung lagi dengan kromosom beralel FG dan kromosom beralel EDC bergabung dengan kromosom bukan homolog XYZ sehingga terbentuk kromosom EDCXYZ.

Tipe-tipe translokasi a) Translokasi resiprok (timbal balik) satu pematahan pada dua kromosom nonhomolog dan bagian yang patah saling tertukar. terjadi pertukaran ruas antar kromosom Tipe translokasi ini merupakan translokasi yang paling banyak terjadi.

Tipe-tipe translokasi b) Translokasi non resiprok : berpindahnya segmen kromosom ke kromosom yang lain tanpa pertukaran

5) Katenasi kerusakan kromosom karena kromosom homolog ujungnya saling berdekatan sehingga membentuk lingkaran. Perhatikan Gambar berikut

b. Perubahan jumlah kromosom 1) Aneuploidi jumlah kromosomnya terdapat penambahan atau kehilangan satu atau beberapa kromosom pada genomnya. Perubahan Jumlah Ploidi jml n - nya perubahan yang melibatkan seluruh set kromosom

Perubahan perangkat kromosom (genom) dapat terjadi karena: autopoliploidi: genom (n) mengganda dengan sendirinya karena adanya gangguan pada meiosis; allopoliploidi: terjadi pada hibrid yang berasal dari 2 spesies yang jumlah genomnya berbeda.

Macam-macam Aneuploidi Monoploid Hanya memiliki satu genom (n) di dalam sel soma , setiap kromosom terdapat dalam jumlah tunggal Misal ; lebah madu jantan yang tumbuh dg partenogenesis. mikroorganisme, seperti bakteri, alga, fungi, serta generasi gametofit lumut. Ciri : - umumnya berukuran lebih kecil daripada yang normal (2 n), - viabilitas rendah, dan - biasanya steril karena kromosom homolog tidak memiliki pasangan selama meiosis sehingga hasil meiosis kekurangan satu atau beberapa kromosom.

Triploid memiliki 3 genom (3 n) dalam sel somatiknya. Umumnya steril. Tetraploid memiliki 4 genom atau 4 perangkat kromosom (4 n) dalam sel. Biasanya fertil. Pada tumbuhan berwarna lebih gelap karena lebih banyak mengandung klorofil berukuran besar, begitu pula pada buah dan bijinya.

Aneuploidi dengan penambahan satu kromosom (2 n + 1)

Variasi aneuploid

Poliploid kromosom lebih dari 2 perangkat (2 n) seperti triploid (3 n), tetraploid (4 n), dan pentaploid (5 n). Organisme yang lebih dari tetraploid jarang ditemukan dalam populasi alami, tetapi beberapa tumbuhan budi daya ditemukan poliploid (tetraploid), misalnya apel, pisang, kentang, kacang tanah, gandum, dan kopi.

Contoh poliploid pd manusia Diandri terjadi karena pembuahan sperma Digini (3 n) terjadi polosit 2 gagal melepaskan diri dan dibuahi oleh sperma Beberapa kasus poliploid pada manusia selalu mengalami keguguran spontan atau lahir mati. Menurut Stern (1973), kira-kira 15% dari kasus keguguran spontan adalah triploid dan tetraploid

Pada hewan, poliploid menimbulkan keadaan tidak seimbang dalam mekanisme penentuan jenis kelamin sehingga mengakibatkan steril.

Perubahan perangkat dari organisme diploid menjadi organism poliploid dapat diinduksi dengan cara menghambat pemisahan kromosom. Usaha-usaha yang dilakukan antara lain sebagai berikut. Menggunakan suhu tinggi, seperti yang dilakukan pada jagung. Sentrifugal (pemusingan) proses pemusingan pada kecambah dapat menyebabkan poliploid, misalnya pada tembakau. (Bahan-bahan radioaktif seperti sinar X. Radium dapat menyebabkan sel poliploid. Senyawa kimia seperti kolkisin, etil merkuri klorida, sulfanilamide dapat menginduksi poliploid pada tumbuhan; senyawa kimia ini akan menghambat pembentukan benang gelendong sehingga kromosom tidak dapat memisah dan akibatnya terjadi duplikasi kromosom.

Perubahan jumlah kromosom 2) Aneusomi Apabila perubahan melibatkan hanya pada salah satu kromosom di dalam satu set kromosom. Organisme aneusomi memiliki kekurangan atau kelebihan kromosom dibandingkan jumlah kromosom diploid dari spesies tersebut. Hal ini memengaruhi tingginya mortalitas dan rendahnya fertilitas.

Aneusomi dapat terjadi karena beberapa hal sebagai berikut. Nondisjungsi (nondisjunction), yaitu peristiwa gagal berpisah pada kromosom homolog ketika anafase pada meiosis I. Anafase lag, yaitu tidak melekatnya kromatid pada gelendong ketika meiosis.

Aneusomi meliputi: monosomik (2 n - 1): hilangnya satu kromosom dari sepotong kromosom homolog. Ct : nullisomik (2 n - 2): hilangnya sepasang kromosom homolog, individu nullisomi memiliki viabilitas dan fertilitas yang rendah. Selalu letal trisomik (2 + 1): memiliki satu kromosom tambahan ; pada waktu meiosis menghasilkan 2 macam gamet, yaitu (n) dan (n + 1); misal pada kecubung; tetrasomik (2 n + 2): memiliki dua kromosom tambahan

Berbagai aneuploid pada Drosophila

Aneusomi pada Manusia Sindroma Turner (45, X) Jumlah kromosomnya 45 dan kehilangan 1 kromosom kelamin memiliki 44 autosom dan 1 kromosom X. kariotipenya menjadi 45, XO atau 44 A+X. atau (22 AA+X 0). ditemukan H. H. Turner pada 1938. Frek. Kejadian = 1 : 5000 wanita Monosomik 2 n-1

Sindroma Turner (45, X) • Berkelamin wanita, tetapi tidak memiliki ovarium • Uterus kecil • Steril • Perawakan pendek • Pada leher mempunyai gelambir • Sering keguguran (atas) Leher penderita sindrom Turner tanpa lipatan kulit dan (bawah) kembali normal setelah dioperasi.

Sindroma Klinefelter (47, XXY) Tejadi penambahan satu kromosom X terhadap kromosom normal XY sehingga memiliki 44 autosom dan 3 kromosom seks (XXY) susunan kromosom XXY disebabkan fertilisasi ovum XX oleh sperma Y atau ovum X oleh sperma XY. Karyotipe = 22 AA + XXY Ditemukan oleh H. H. Klinefelter (1942). Trisomik = 2 n+1

Sindroma Klinefelter (47, XXY) Berkelamin laki-laki, tetapi cenderung kewanitaan, Penis dan testis kecil, payudara membesar karena penumpukan lemak, Mental terbelakang Frek kejadian = 1 : 500 laki-laki

Sindroma Klinefelter (47, XXY)

Sindrom Triple–X (XXX) atau Sindrom wanita super (47, XXX), Cirinya: kromosom sex ada tiga XXX, tubuh seringnya tinggi, menderita schizoprenia.

Sindroma Jacobs (47, XYY) trisomi pd autosom Penderita memiliki tambahan kromosom Y sehingga kariotipenya (47, XYY) atau (22 AA + XYY), ditemukan oleh P. A. Jacobs, 1965. Berkelamin laki-laki Frek. Kejadian = 1 : 1000 laki-laki

Sindroma Jacobs Ciri-ciri ; berperawakan tinggi, IQ di bawah normal (80 - 95), bersifat antisosial, agresif, dan sejak kecil menampakkan watak kriminal.

Sindroma Patau trisomi pd autosom memiliki tambahan satu autosom sehingga memiliki kariotipe (47, XX) atau (47, XY). Atau Kelebihan kromosom ini disebut trisomi. (mungkin terjadi pada kromosom nomor 13 dan 14, atau 15). Karakteristik; berkelamin laki-laki atau wanita dengan kepala kecil, mata kecil, sumbing celah langit-langit, tuli, dan mental terbelakang Meninggal setelah 1 jam kelahiran Frek. Kejadian = 1 : 20. 000 kelahiran

Sindroma Edward trisomi pd autosom Karyotipe = 45 A + XX / 45 A + XY (pada kromosom no. 16, 17, 18) Ditemukan oleh J. H. Edward th 1866. Berkelamin pria atau wanita Ciri ; tengkorak lonjong, dada pendek dan lebar, telinga rendah dan jelek, klitoris terbelakang, mental terbelakang, 90% meninggal pada usia 6 bulan pertama Frek. Kejadian = 1 : 8000 kelahiran

Sindroma Down (Mongolisme) trisomi pd autosom Memiliki satu autosom pada nomor 21 sehingga kariotipenya menjadi (45, XX/ XY). Atau 45 A + XX / XY Ditemukan oleh J. L. Down tahun 1866. Berkelamin pria atau wanita Frek. Kejadian = 1 : 7000 kelahiran

Karakteristik Sindrom Down Tinggi badan +120 cm, kepala lebar dan pendek, lidah besar, mulut menganga, jari pendek, dan gemuk terutama kelingking, memiliki lipatan mata mongolism, otak kecil, dan tumbuh tidak sempurna sehingga mengalami keterbelakangan mental. Ada yang idiot (IQ < 25), imbisil (IQ 25 - 49), debil (IQ 50 - 69). Umumnya steril,