Mutasi merupakan perubahan materi genetik dan
perubahan ini umumya dapat diwariskan dan dapat dideteksi. Perubahan materi
genetik DNA dan RNA itu dapat berupa perubahan atau pengurangan unit penyusun,
perubahan susunan, dan sebagainya. Secara umum penyebab mutasi adalah keadaan
atau faktor-faktor lingkungan, di samping keadaan atau faktor internal materi
genetik. Terdapat dua macam mutasi yakni mutasi spontan dan mutasi terinduksi.
/mutasi spontan adalah mutasi yang terjadi tanpa sebab-sebab yang jelas
sedangkan mutasi terinduksi adalah mutasi yang terjadi karena pemaparan makhluk
hidup pada penyebab mutasi semacam radiasi pengion, radiasai ultraviolet, dan
berbagai senyawa kimia. Berkt merupakan pemjelasan sebab-sebab mutasi:
1.
Keadaan atau faktor internal materi genetik
Keadaan atau faktor internal materi genetik yang
dapat menjadi sebab terjadinya mutasi spontan antara lain:
a).
kesalahan pada replikasi DNA, misalnya yang terkait dengan tautomerisme
(sebagai akibat perubahan posisi sesuatu proton yang mengubah sesuatu sifat
kimia molekul).
Gambar 1
Peristiwa tautomerisasi pada basa sitosin dan adenin
(Sumber: wiki.cstl.semo.edu)
Gambar 2
Peristiwa mutasi yang terjadi akibat perubahan tautomerik pada suatu basa DNA.
(Sumber: kamriantiramli.wordpress.com)
b). penggelembungan unting di saat
replikasi, perubahan kimia tertentu secara spontan, transposisi elemen
transposabel, dan efek mutator. Penggelembunagn unting DNA di saat replikasi
dapat terjadi pada unting lama maupun unting baru. Jika penggelembungan tejadi
pada unting lama maka akan terjadi delesi pada unting baru, sebaliknya jika
penggelembungan terjadi pada unting baru, maka akan terjadi adisi pada unting
baru tersebut.
Gambar 3
Peristiwa delesi
(Sumber: puma2aja.blogspot.com)
c). Depurinasi dan deaminasi yang
merupakan peristiwa kimia yang dapat menyebabkan mutasi. Pada depurinasi, suatu
purin tersingkir dari DNA karena terputusnya ikatan kimia antara purin dan gula
deoksiribosa. Sedangkan pada deaminasi, suatu gugus amino tersingkir dari basa.
Dalam peristiwa depurinasi, jika tersingkirnya purin itu tidak diperbaiki maka
disaat replikasi tidak terbentuk pasangan basa komplementer yang lazim
Gambar 4
Depurinasi pada suatu unting DNA
(Sumber: bio.miami.edu)
Gambar 5
Deaminasi
(Sumber: web-books.com)
d). Perpindahan atau transposisi
elemen transposable. Peristiwa ini terjadi karena terjadi insersi dalam gen
e). Gen mutator merupakan gen-gen
yang ekspresinya mempengaruhi mempengaruhi frekuensi mutasi gen-en lain.
2. Keadaan atau faktor dalam
lingkugan sebagai sebab mutasi
1), Radiasi dan suhu. Radiasi
sebagai penyebab mutasi dibedakan menjadi radiasi pengion berenergi tinggi.
Berkenaan dengan radiasi pengion diketahui bahwa perubahan tekanan oksigen dan
suhu, jika berhubungan dengan proses penyinaran juga dapat mengubah mutasi
secara signifikan. Tekanan oksigen yang rendah dapat menurunkan mutasi. Oksigen
dapat memperbesar efek penyinaran, tetapi hanya selama penyinaran. Oksien
meperlihatkan efek yang lebih rendah pada kondisi penyinaran tinggi
dibandingkan pada kondisi penyinaran moderat. Sinar UV tidak meninduksi
ionisasai melainkan mengiatkan atom-atom yang dijumpai. Dalam molekul DNA,
senyawa yang paling digiatkan adalah purin dan pirimidin, karena kedua macam
seneyawa itu meyerap cahaya pada panjang gelombang 254-260 nm yang merupakan
rentang panjang gelombang sinar UV. Hasil penelitian in vitro membuktikan baha
pirimidin dan timin sangat kuat menyerap sinar UV pada panjang gelombang 254 nm
,sehingga menjadi sangat reaktif. Dua produk hasil penyerapan UV adalah hidrat
pirimidin dan dimer pirimidin. Efek utama dari radiasi UV adalah dimerisasi
timin yang menimbulkan suatu mutasi tidak langsung dalam dua cara yaitu:
- dimer timin mengganggu heix ganda
DNA serta mengambat replikasi DNA secaa akurat
- kesalahan yang
kadag-kadangterjadi selama proses sel memperbaiki DNA yang rusak seperti DNA
yang mengandung dimer timin..
Suhu diketahui meneybabkan
terjadinya peristiwa terjadinya poliploidi. Selain faktor radiasidan suhu,
perlakuan dengan tekanan hidrostatik juga dapat menginduksi terjadinya mutasi.
Penyebab Mutasi dalam
Lingkungan yang Bersifat Kimiawi
Penyebab
mutasi dalam lingkungan kimiawi disebut sebagai mutagen kimiawi. Mutagen
kimiawi dapat dipilah menjadi tiga kelompok yaitu: analog basa, agen pengubah
basa (basa modifying agent), dan agen penyela (intercalating agent).
·
Analog
Basa
Senyawa-senyawa
yang tergolong analog basa adalah yang memiliki struktur molekul yang sangat
mirip dengan yang dimiliki basa pada umumnya terdapat pada DNA. Dua contoh
analog basa tersebut adalah 5-Bromourasil (5BU) dan 2-aminopurin (2-AP).
5-bromourasil
adalah sutu analog timin. Proses mutasi yang terjadi adalah posisi gugus 5
ditempati oleh gugus brom, padahal sebelumnya ditempati oleh gugus metal (CH3).
Keberadaan gugus bro mini menyebabkan terubahnya distribusi muatan serta
meningkatkan peluang perubahan tautomerik. ). 5-BU ini menginduksi mutasi
melalui peralihan antara kedua bentukan 5-BU, sesaat setelah analog basa itu
diinkorporasikan dalam bentuk keto (bentuk normal), maka analog basa itu
berpasangan dengan adenine. Selanjutnya jika bentuk keto 5-BU beralh ke bentuk
enol (bnetuk yang jarang) selama replikasi, maka analog basa ini akan
berpasangan dengan guanine, dan pada proses replikasi berikut dari pasangan G-5
BU akan muncul pasangan G-C dan ukan A-T. dalam hal ini sudah terjadi suatu
mutasi transisi dari A-T menjadi G-C
Ke
dua adalahmutagen 2 aminopurin (2AP) adalah 5 BU. 2AP memiliki dua bentuk yaitu
bentuk amino(bentuk normal ) serta bentuk imino (bentuk yang jarang)pada bentuk
amino 2AP berperan sebagai adenine dan berpasangan dengan timin. Pada bentuk
imino, 2 AP berpasangan dengan guanine dan berpasangan dengan sitosin.
Selanjutnya 2 AP menginduksi mutasi
transisi, yaitu AC menjadi GC atau GC menjadi AT tergantug bentuknya
(amino transisi yaitu AC). Seperti pada
5 BU, 2 AP juga menginduksi mutasi transisi, yaitu A-C menjadi G-C atau G-C
menjadi A-T, tergantung bentuknya apakah dalam bentuk amino ataukah amini).
Berkenaan dengan mutasi transisi yang diinduksi oleh analog basa tersebut 2 AP
dapat mengubah kembali mutan yang diinduksi oleh 5 BU, demikian pula
sebaliknya.
Gambar
1. Induksi mutasi transisi oleh basa 5 BU
|
Gambar
2. Perpasangan antara (a) 2 AP yang berperan sebagai adenine dan timin, serta
antara (b) 2 AP yang berperan sebagai guanine dna sitosin
·
Agen
Pengubah Basa (Basa Modifying Agent)
Senyawa
yang tergolong agen pengubah basa yaitu mutagen yang secara langsung mengubah
struktur maupun sifat kimia basa. Yang termasuk kelompok ini adalah agen
demiasi (diaminating agen), agen hidroksilasi (hydroxylation agent) serta agen
alkilasi ( alkylating agent).
Asam
nitrit (HNO2) menyingkirkan gugus amino (-NH2) dari basa guanine, sitosin dan
adenine. Perlakuan dengan asam nitrit atas guanine menghasilkan xarthin yang
berperilaku layaknya guanine sehingga tidak ada mutasi yang terjadi. Perlakuan
asam nitrit dengan sitosin menghasilkan urasil yang berpasangan dengan adenine
sehingga terjadi mutasi transisi (selama replikasi) C G menjadi T A. di lain
pihak akibat adanya perlakuan asam nitrit, adenine berubah menjadi xypoxantin
yang lebih berpeluang berpasangan dengan sitosin dibanding dengan timin dan
sebagai akibatnya terjadi mutasi transisi A T menjadi G C.
Gambar
. Kerja dari kelompok agen pengubah basa atau base modifying agent
Sebagai agen hydroksilasi, mutagen
hydroxylamine NH2OH bereaksi khusus dengan sitosin, mengubahnya dengan menambah
gugus hidroksil (OH), sehingga terbentuk hidroxylaminosytosine yang hanya
berpasangan dengan adenine, dan sebagai akibatnya terjadi mutasi transisi C G
menjadi T A. mutan yang terbentuk dapat
pulih karena pengaruh mutasi yang diinduksi oleh mutgen lain seperti 5 BU, 2
AP, maupun asam nitrit.
Agen
alkilasi MMS (Methilethane Sulfonate) mengintriduksi gugus alkil misal (
-CH3-CH2-CH3) ke dalam basa dalam sejumlah posisi. Dalam hal ini agen alkilasi
menyebabkan perubahan pada basa yang berakibat terbentuknya pasangan yang tidak
lazim.
·
Agen
Interkalasi
Mutagen kimia berupa agen
interkalasi bekerja dengan cara melakukan insersi antara basa-basa berdekatan
dengan pada satu atau dua unting DNA. Contoh agen interkalasi antara lain
proflavin, acridine, ethidium bromide, dioxin dan ICR-70.
Gambar . Mutasi yang terjadi karena agen
interkalasi
Mutasi
rangka (frameshift mutation) yang terjadi melalui adisi
Mutasi
rangka yang terjasi melalui delesi
Jika agen interkalasi melakukan
insersi antara pasangan basa yang berdekatan pada DNA template (pada waktu
replikasi) maka suatu basa tambahan dapat diinsersikan pada unting DNA baru
berpasangan dengan agen interkalasi. Setelah beberapa kali terjadi replikasi
yang diikuti oleh hilangnya agen interkalasi, akibat yang muncukl adalah
terjadinya suatu mutasi rangka (frameshift mutation) karena insersi suatu
pasangan basa, mutasi rangka juga dapat dikerenakan karena delesi satu pasang
basa.
Hal yang diakibatkan dari adanya
mutasi rangka adalah semua asam amino yang dikode sesudah titik mutasi dapat
dikatakan menyimpang sehingga protein yang dihasilkan bersifat nonfungsional.
Dampat mutasi rangka dapat diperbaiki melalui perlakuan dengan agen-agen
interkalasi.
Mutagen –mutagen kimiawi tersebut dapat dipilah menjadi dua kelompok,
yaitu kelompok mutagen kimiawi yang pertama terhadap DNA yang sedang
bereplikasi maupun yang sedang tidak bereplikasi. Kelompok mutagen kimiawi yang
ke dua adalah hanya berpengaruh terhadap DNA yang sedanga bereplikasi contohnya
analog basa.
terima kasih atas informasinya
BalasHapusGambar nya kok gk kebukak yah? Tlong respon nya. Ini sesuai sama materi yg saya cari. Tolong bantuannya
BalasHapussudah bagus, tapi kurang gambar
BalasHapussudah bagus, tapi kurang gambar
BalasHapus