daur sel, fertilasi dan diferensiasi dna

8/14/2019 DAUR SEL, FERTILASI DAN DIFERENSIASI DNA

1/28

BAB I

DAUR SEL, FERTILASI DAN DIFERENSIASI

A. Pengertian Daur Sel

Daur sel yaitu daur antar tahap persiapan dan tahap pembelahan. Tahap

persiapan lebih lama dari tahap pembelahan. Pada sel mamalia pada umumnya, lama

pembelahan hanya 1 jam, sedangkan persiapan 23 jam.

Pada tahap pembelahan berlangsung mitosis.

Tahap persiapan (interfase)

Dibagi atas 3 periode:

1. Periode G1

2. Periode S

3. Periode G2

G berasal dari kata gap (senggang), dan S berasal dari kata synthesis. G1 ialah

periode sel sedang aktif mensintesa ARN (transkripsi) dan protein (translasi), untuk

membentuk bahan protoplasma baru yang membina sel anak kelak. Selain materi

genetis, seluruh bahan sitoplasma, plasmalema, dan organel yang akan dibikin rangkap.

Karena bahan protoplasma baru jadi double, maka inti dan sitoplasma sel yang maumembelah pun jadi membesar.

Khusus dalam mensintesa protein, terutama yang disintesa adalah histon, non-

histon, enzim, dan faktor-faktor mendorong transkripsi dan replikasi.

Periode S ialah masa aktif mensintesa DNA (replikasi), sehingga pada tiap

kromatin terbentuk sepasang DNA yang sama-sama double-helix. Replikasi DNA

menjadi tempat lilitan DNA untuk membina kromatin.

Periode G2 ialah penyelesaian segala komponen sel untuk pembelahan jadi dua:

kromatin mengganda jadi dua, tapi sentromer mereka masih gabung; protein tubulin

beragregasi membentuk mikrotubul yang bakal membentuk serat geleadong;

kondensasi lilitan superlilitan kromatin untuk menjadi kromosom; selaput inti hancur;

histon III mengalami fosforilasi, bertindak mengikat dan memadatkan urutan

nukleosom.

1. Lama daur menurut letak sel

Sel dalam tubuh eukariot membelah dengan waktu daur yang beragam. Ini

tergantung kepada macam jaringan dan lokasi sel dalam jaringan itu. Sel epitel tunica


2/28

mucosa usus halus membelah terus dan cepat sepanjang umur. Di sini lama daur ada

yang hanya 8 jam. Menurut lokasi sel, dalam suatu jaringan beragam pula lama satu

daur. Ada daerah suatu kelenjar lendir itu yang membelah cepat, dengan waktu daur 11

jam. Ada daerah yang sel membelah pelan, sekitar 24 jam satu daur, ada pula daerah

yang membelah pelan sekali, dan akhirnya ada daerah yang sel-selnya tidak membelah

lagi, berarti sudah dideferensiasi.

Perbedaan waktu daur biasanya pada fase G1, sedangkan fase S tetap pada

berbagai jaringan dan lokasi.

2. Titik batas daur sel

Pembelahan sel pada tahap mitosis (M) dapat dihambat oleh beberapa faktor.

Penghambatan ini harus terjadi sebelum sel mencapai titik batas, yang disebut titik batas (R point; restriction point). Titik batas itu berada di sekitar fase G1. Jika

hambatan dilakukan setelah titik batas ditempuh sel dalam daurnya, pembelahan tidak

berhenti tapi terus berlangsung sempurna sampai jadi dua sel, dengan menempuh

tahap-tahap S, G2 dan M. Jadi titik batas adalah point of no return.

3. Kontrol daur sel menurut besar sel anak

Jika sel anak produk mitosis kecil, interfase lama pada G1, S dan G2, terutama

pada G1. Sel baru membelah jika mencapai besar yang cukup; terjadi peningkatan

sintesa protein. Ada batas kadar zat (protein, enzim, nukleotida) yang perlu agar dapat

melewati titik batas fase G1, agar tiba pada fase S.

Ada pendapat, pada G1 protein pemicu replikasi melekat ke kromosom. Dengan

pelekatan ini kromosom sebagai inhibitor pemicu. Agar dapat masuk ke fase S perlu

disintesa protein pemicu, yang karena berlebih tidak melekat lagi ke kromosom, tetapi

ada sitoplasma, lalu sel masuk fase S. Protein pemicu itu disebut orang protein U.

4. Tahap pembelahan (mitosis)

Dibagi atas 6 fase

1) Profase

2) Prometafase

3) Metafase

4) Anafase

5) Telofase

6) Cytokinesis


3/28

Profase: kromatin berkondensasi menjadi kromosom yang pendek tebal, dengan

sentromer dari tiap pasang kromosom homolog masih satu (anggota pasangan

kromosom homolog itu disebut kromatid, kromosom saudara). Terbentuk spindel (serat

gelendong), sentriol mengganda jadi 2 pasang, tiap pasang pindah ke kutub

berseberangan dan antara keduanya bersusun spindel. Nukleolus hilang.

Prometafase: selaput inti hancur, spindel menempati daerah bekas inti,

kromosom lewat sentromer menggantung pada spindel itu.

Metafase: semua kromosom bersusun pada satu bidang ekuator.

Anafase: sentromer membelah dua dan kromatid berpisah, serat gantungan

antara kromosom dan sentriol memendek sehingga masing-masing kromosom tertarik

ke kutub berseberangan. Sementara itu serat antara kromosom jadi teregang sehingga

sel jadi memanjang.

Telofase: serat yang menggantung kromosom hilang, selaput ini terbentuk pada

tiap kutub, melingkupi kromosom. Kromosom mengalami dekondensasi menjadi

kromatin, nukleolus muncul kembali.

Cytokinesis: terbentuk plasmalema baru rangkap pada bidang akuator, sehingga

terbentuk dua sel anak, masing-masing dengan inti baru.

5. Pembelahan pada sel benih

Pada sel benih epitel germinal terjadi gametogenesis. Ini terdiri dari tiga tahap:

1) Proliferasi: mitosis

2) Pembelahan reduksi: meiosis

3) Transformasi

Mitosis sama seperti pada sel somatis, sel benih induk (gametogonium)

berproliferasi secara mitosis beberapa kali membentuk gametosit. Gametosit kemudian

mengalami pembelahan reduksi kromosom lewat meiosis, sehingga terbentuk gametid.

Gametid mengalami transformasi, tanpa pembelahan menjadi gamet.

Meiosis terdiri dari dua fase utama

1. Meiosis I

2. Meiosis II

Tiap fase utama terdiri dari 4 fase: profase, metafase, anafase, dan telofase.

Tetapi profase meiosis I terbagi lagi atas 4 tingkat berikut.

1. Leptoten

2. Zigoten


4/28

3. Pakhiten

4. Diploten

5. Diakinesis

Leptoten: kromatin berkondensasi menjadi kromosom, bagian ujung masing-

masing melekat ke selaput inti. Tempat melekat ke selaput inti disebut plak (plaque).

Pada tahap ini tiap kromosom mengganda jadi dua, tapi sentromer tetap satu, disebut

kromatid (kromosom sesaudara). Namun kedua kromatid itu masih terletak rapat

sekali.

Zigoten: kromosom homolog melakukan synapsis, mulai dari tepi selaput inti.

Akhirnya seluruh panjang kromosom bergandeng rapat, sesuai dengan letak gen yang

berpasangan pada setiap kromosom itu. Di sini lengan setiap kromatid sudah

merenggang, sehingga kromosom homolog kini tampak terdiri dari serangkai empat

atau tetrad.

Pakhiten: banyak terbentuk bintul rekombinasi sepanjang kromatid, dan ini

adalah menjadi tempat terjadinya chiasma, disusul dengan terjadinya pindah silang

(cross over) antara kromosom homolog.

Diploten: pergandengan kromosom homolog merenggang, meskipun masih ada

terjadi chiasma pada beberapa tempat. Di sini terjadi aktivitas transkripsi yang

meningkat sekali untuk mensintesa RNA.Diakinesis: kromosom makni berkondensasi, ujung-ujungnya lepas dari selaput

inti. Transkripsi berhenti. Chiasma masih tetap terjadi antara kromosom homolog.

Setelah diakinesis selesai, berarti disusul oleh tahap metafase. Anafase dan

Telofase.

Metafase: kromosom bergerak ke bidang ekuator, kromosom homolog tetap

bergandeng, dan chiasma tetap ada.

Anafase: koromosom homolog berpisah dan pergi ke kutub berseberangan.

Chiasma dan pindah silang selesai dan lepas.

Telofase: terjadi cytokinesis, sehingga terbentuk dua sel, masing-masing dengan

satu inti dengan sebelah kromosom homolog. Tiap kromosom homolog itu terdiri dari

dua kromatid yang sentromernya masih gabung.

Meiosis II

Profase: tidak demikian jelas tampak adanya fase ini. Segera tampak muncul metafase.

Metafase: kromosom pindah di bidang ekuator.


5/28

Anafase: kromatid berpisah, masing-masing dengan sentromer sendiri, lalu pindah ke

kutub berseberangan. Di sini terbentuk kromosom hasil rekombinasi (rekombinan).

Telofase: kromosom mengalami dekondensasi menjadi kromatin, dan terbentuk selaput

inti sekeliling kromatin. Terjadi cytokinesis, sehingga terbentuk 4 sel anak sebagai

produk Meiosis I dan II.

6. Gametogenesis pada jantan dan betina

Pada jantan mamalia dari 1 gametosit I (spermatosit I) pada akhir meiosis I

terbentuk 2 gametosit II (spermatosit II), dan pada akhir meiosis II dari 1 gametosit II

terbentuk gametid (spermatid). Sehingga pada akhir gametogenesis (spermatogenesis)

dari 1 spermatosit terbentuk 4 spermatozoa.

Pada betina mamalia dari 1 gametosit I (oosit I) pada akhir meiosis I terbentuk 1gametosit 1 gametosit II (oosit II) dan 1 polosit I, dan pada akhir meiosis II dari

gametosit II itu terbentuk 1 gametid (ootid) dan 1 polosit II, dan dari polosit I terbentuk

2 polosit II. Polosit I-II berdegenerasi sehingga pada akhir gametogenesis (oogenesis)

dari 1 oosit I terbentuk 1 ovum.

1. Transformasi

Selesai meiosis I dan II gametid menempuh tahap perubahan bentuk atau

transformasi. Pada jantan disebut spermiogenesis. Pada betina tidak jelas adanya tahap

ini, sehingga tidak ada istilahnya yang khusus.

2. Gamet

Pada jantan mamalia, termasuk manusia, dalam satu ejakulasi semen sebanyak

2-3 cc, terkandung sekitar 300 juta spermatozoa. Ukuran spermatozoa: panjang 60 um,

lebar di tengah kepala ukuran 3 um, dan di principal-piece 0,5 um.

Spermatozoa memiliki bagian: kepala, leher dan ekor. Kepala mengandung inti,

sedikit sitoplasma dan akrosom. Di bagian ujung kepala, di depan tutup akrosom,

plasmalema mengandung protein yang akan berkaitan pas dengan reseptor pada selaput

luar ovum, disebut bendin. Jika spermatozoa sudah membentur selaput ovum, maka

plasmalema dan tutup akrosom jadi pecah, kandungan akrosom keluar, sehingga terjadi

reaksi akrosom. Dlam sel ini enzim-enzim akrosom melysis selaput ovum, sehingga

memungkinkan spermatozoa masuk.

Leher adalah persambungan antara kepala dan ekor. Ekor terdiri dari 3 bagian:

1) mide-piece, bagian tengah, mengandung cincin-cincin mitokondria, 2) principal-


6/28

piece, bagian utama, dan 3) endpiece, bagian ujung. Ekor mengandung proses

aksonemo yang dibina atas mikrotubul. (susunannya sama persis dengan tonjolan gerak

flagella, sehingga spermatozoa disebut satu-satunya bagian tubuh hewan darat yang

berflagella).

Pada betina mamalia ovum hanya dihasilkan satu tiap musim daur biak, yang

pada orang lama satu daur = 1 bulan. Bentuk bundar, dengan diameter 0,13 mm.

Ovum memiliki komponen:

1) Zona pellucida, selaput telur

2) Oolema, plasmalema telur (membrana vitellina)

3) Ooplasma, sitoplasma telur

4) Inti

Zona pellucida, dapat dianggap semacam selubung sel pada permukaannya banyak

terdapat protein reseptor terhadap protein ekstrinsik yang terkandung pada plasmalema

kepala spermatozoon. Reseptor itu khas species.

B. Fertilisasi

Fertilisasi ataupembuahan adalah proses bersatunya spermatozoa dengan ovum.

Inti sperma (pronukleus jantan) bergabung dengan inti ovum (pronukleus betina),

sehingga kromosom yang haploid sebagai hasil meiosis dari kedua macam gamet akan

bergabung sehingga zigot yang terbentuk sebagai hasil fertilisasi itu mengandung

kromosom yang kembali dalam susunan diploid. Zigot akan membelah berulang-ulang

secara mitosis, sehingga terjadi embrio dan individu baru yang terdiri dari trilyunan sel

yang tetap dalam susunan diploid.

Prinsip fertilisasi adalah: 1) agar ovum terangsang untuk tumbuh jadi embrio,

2) menggabungkan materi genetis kedua pihak pasangan, yang bertujuan untuk

menciptakan variasi baru dalam populasi suatu species makhluk. Makin banyak variasi

makin banyak peluang untuk bertahan hidup di alam yang terus berevolusi.

Proses Fertilisasi

1) Reseptor zona pellucida berikatan dengan protein perikatan telur (disebut juga

bindin) yang terdapat pada plasmalema kepala spermatozoa.

2) Terjadi reaksi akrosom: selaput akrosom pecah, enzim keluar dan melysis zona

pellucida pada titik kontak dengan kepala spermatozoon, sehingga kepala dapat

menembus ooplasma.


7/28

3) Inti sperma bergabung dengan inti ovum, kromosom homolog dari masing-masing

inti berpasangan, lalu terjadi mitosis.

4) Segera setelah satu spermatozoon masuk ke dalam telur, maka terjadi reaksi pada

zona pellucida. Granula yang banyak terdapat di pinggiran ooplasma pecah, isinya

yang mengandung enzim keluar dan merembes ke celah perivitelina, yang

terbentuk antara ooplasma dan oolem. Zona kini berubah jadi membran

pembuahan. Telur jadi impermeable terhadap spermatozoa lain. Jadi dengan cara

ini plyspermy dicegah, karena akan merusak embrio.

5) Waktu ovulasi melosis II berhenti pada fase awal, dan setelah fertilisasi ini

diselesaikan.

Oleh terjadinya pembuahan maka voltage-gated Ca+ channel membuka, sehingga

dalam sitosol zigot kadar ion ini meningkat merambat sejak tempat masuk kepala

spermatozoa mencapai saluran bagian sitosol. Ini mendorong DNA dalam inti untuk

bertransaksi dan replikasi.

Meskipun reseptor pada zona pellucida khas species, berarti hanya dapat

berikatan dengan protein perikatan telur spermatozoon species yang sama, namun

sewaktu di alam atau dalam percobaan di laboratorium. Ada juga terjadi kecocokan

antara reseptor dengan protein sperma yang beda species. Tetapi hewan yang berbeda

species itu, biasanya harus berada dalam satu Familia, seperti antara kuda dan kedelai,atau antara harimau dan singa. Ini karena reseptor pada zona pellucida ovumnya masih

dapat bersetangkup dengan protein perikatan telur pada kepala spermatozoa pasangan.

Di laboratorium dapat pula dilakukan fertilisasi buatan antara species berbeda

ordo. Untuk itu zona pellucida terlur dibuang sehingga spermatozoon tanpa perintang

dapat menembus masuk telur. Telur demikian disebut bebas zona (zona-free). Untuk

mempelajari susunan kromosom sperma orang di laboratorium dapat dilakukan

fertilisasi ovum hamster yang bebas zona. Setelah kepala spermatozoa masuk ovum,

terjadi perpasangan kromosom homolog, dan waktu metafase dapat ditangkap semua

kromosom yang berasal dari spermatozoa itu.

Telah dianalisa, bahwa reseptor spermatozoa pada zona pellucida itu terdiri dari

bagian selubung sel berupa oligosakarida, sebagai percabangan yang menonjol ke luar

dari protein zona. Struktur kimia oligosakarida dengan protein pangkalnya itu pun kini

sudah diketahui yang diharapkan dapat dipakai untuk mencari suatu zat yang mampu

mengubah sedikit struktur oligosakarida itu, sehingga dapat mengulangi perikatan

dengan protein plasmalema spermatozoa. Bisa pula dimasukkan ke daerah tuba fallopii


8/28

zat yang menyaingi reseptor pada zona, karena lebih mudah berkaitan dengan kepala

spermatozoa. Dalam percobaan terbukti, bahwa setelah sperma sudah dapat dipalut

oleh molekul reseptor yang sudah dilepaskan dari zona, maka ia tidak akan mampu

berikatan dengan reseptor serupa yang masih melekat pada zona. Dengan kedua ciri ini

maka metoda kontrasepsi baru dapat dicari.

C. Diferensiasi

Diferensiasi berlangsung pada jaringan embrio awal. Di sini berlaku daur sel.

Sel muda yang bersifatpluripotentatau totipotent, setelah mengalami diferensiasi akan

jadi sel dewasa unipotent. Yaitu yang memiliki satu macam struktur dan aktivitas.

Diferensiasi mulai berlangsung sejak zigot, yakni setelah fertilisasi, dan berakhir pada

tingkat organogenesis. Zigot sendiri sudah mulai memiliki orientasi bakal jari jaringanapa. Kutub animal akan jadi bagian dorso-anterior dan bakal jadi ektoderm. Kutub

vegetal akan jadi bagian ventro-posterior embrio, dan bakal jadi endoderm.

Zigot mengalami cleavage untuk membentuk blastula. Setiap sel blastomer ini

masih pluripotent. Karena itu jika satu sel diambil dan dikultur, itu bisa tumbuh jadi

embrio sendiri yang utuh.

Sejak gastrula kadar diferensiasi makin meningkat. Pada tingkat ini terbentuk 3

lapis benih (germ layers).

1) Ektoderm

2) Mesoderm

3) Endoderm

Setiap satu sel gastroderm tidak lagi pluripotent.

Lazimnya sel yang sudah dewasa, yaitu yang sudah berdiferensiasi tidak dapat

menempuh daur sel, berarti tidak dapat lagi membelah.

Sejak cleavage awal (zigot membelah secara mitosis berulang-ulang) sudah

terbentuk plasma benih (germ-plasm). Ini bakal jadi sel-sel yang berada dalam

genital ridge. Genital ridge ini oleh penyandian gen-gen pada kromosom seks akan

tumbuh jadi gonad, dan plasma benih itu akan menjadi bakal sel induk benih

(primordial germ cell), dan selanjutnya bergantung kepada jenis gonadnya yang

terdiferensiasi, akan jadi sel induk (stem cell) gamet jantan atau gamet betina.

Ada jaringan dalam tubuh dewasa yang sudah berdiferensiasi, dapat kembali

bermitosis. Kejadian ini disebut dediferensiasi. Selnya tidak jadi muda dan pluripotent,


9/28

tetapi unipotent, yakni hanya membelah untuk membentuk sel anak yang struktur dan

fungsinya sama dengan sel lain jaringan bersangkutan.

Dediferensiasi perlu untuk penyembuhan dan mengganti bagian tubuh yang

hilang atau lepas. Ada jaringan yang daya diferensiasinya tinggi, ada yang rendah.

Yang daya diferensiasinya tinggi sukar atau hampir tak dapat lagi berdediferensiasi.

Yang termasuk ke sini ialah saraf dan otot jantung. Sedangkan yang daya

diferensiasinya rendah masih dapat berdediferensiasi. Contohnya adalah hati, ginjal

dan pankreas. Jika suatu bagian pusat saraf atau ganglion rusak, badan sel sarafnya

yang rusak tidak dapat lagi membelah. Ia hanya mampu menyambung kembali serabaut

yang putus, dan daerah yang sel sarafnya mati akan digantikan oleh neuroglia. Begitu

pula halnya jika ada sebagian jantung yang nekrosis, karena asalnya aliran darah ke situ

terputus. Sel otot jantung yang sudah mati tidak dapat lagi digantikan oleh sel otot

baru, tapi hanya oleh jaringan pengikat. Karena itu jantung yang kena infark kurang

bingkas.

Sel otot lurik dan otot polos buat sekedar dapat juga berdediferensiasi. Yakni

jika terjadi luka kecil saja. Namun sebagian besar daerah bekas luka itu akan ditempati

oleh kalogen saja, sehingga perut itu tidak dapat berkerut-kerut. Sel hati berdaya

dediferensiasi yang tinggi. Jika suatu bagian hati tikus diangkat, segera akan terjadi

mitosis berulang-ulang di sekitar yang diangkat, dan dalam beberapa hari hati itu akankembali mencapai besar semula. Sel hati orang juga dikira mampu demikian.

Daya dediferensiasi akan turun sebanding dengan berlanjutnya umur

individualnya. Meski daya dediferensiasi hati tinggi, tapi pada individu berumur lanjut

daya itu akan turun.

Beberapa jaringan eukariot mampu be-regenerasi. Yaitu mengganti jaringan,

atau bagian, atau alat tubuh yang rusak, lepas atau aus. Ada makhluk yang memiliki

daya regenerasi tinggi, sehingga bagian besar tubuhnya dapat ditumbuhkan kembali.

Misalnya Echinodermata, Annelida, Amphibia, dan Reptilia. Hewan tinggi dan

manusia memiliki daya regenerasi yang rendah, terbatas pad penyembuhan luka atau

mengganti yang sudah aus. Misalnya otot lurik, kulit, dan hati.

Populasi sel

Terdiri dari sekelompok sel yang berasal dari jaringan sama. Ada populasi yang

selnya tidak dapat lagi bermitosis, seperti jaringan saraf. Ada pula populasi yang

selnya mampu berdediferensiasi jika ada gangguan. Pada jaringan demikian mitosis

terjadi untuk memulihkan volume optimum alat susut atau rusak, atau dalam proses


10/28

penyembuhan. Setelah sampai pada volume optimum semula maka mitosis pun

berhenti. Yang termasuk ke sini ialah berbagai kelenjar: pankreas, ginjal, hati, tiroid,

adrenal, liur dan kelenjar saluran pencernaan. Ada pula populasi yang selnya

bermitosis terus-menerus sepanjang umur individunya. Perbanyakan itu perlu untuk

menggantikan sel yang rusak, mati atau terkelupas luruh. Yang termasuk ke sini ialah

sumsum tulang, kelenjar limfe, epidermis, lapisan mukosa usus, kelenjar minyak bulu,

dan epitel germinal testis.

Sel sepopulasi mengandung:

1. Matriks

2. Adhesi

3. Pertautan

4. Contact inhibition

5. Khalon

Matriks merendam seluruh anggota populasi. Adhesi membuat populasi jadi

rapat dan kompak, dan ini diperkuat oleh adanya pertautan. Contact inhibition adalah

semacam protein yang terdapat pada plasmalema sebelah luar. Dengan adanya zat ini

maka sel sepopulasi dicegah untuk bergerak-berpindah jika mereka sudah bersentuhan.

Khalon adalah semacam protein juga, terkandung dalam matriks atau selubung sel. Zat

ini mencegah sel sepopulasi berdedifrensiasi. Pada daerah luka zat ini terbuangbersama luka, menyebabkan sel sekitar luka berdediferensiasi dan bermitosis, sehingga

daerah luka menutup dan kembali ke bentuk dan volume semula. Khalon menjaga agar

besar suatu alat seimbang dengan volume tubuh. Jika alat itu disayat dan diangkat,

khalon merangsang sel untuk berdediferensiasi, sampai suatu ketika mitosis berhenti

setelah alat itu sudah mencapai volume semula. Jadi kadar khalon berbanding terbalik

dengan daya dediferensiasi. Kadar turun daya didefirensiasi naik.

Seperti halnya bahan matriks, zat contact inhibition dan khalon juga disekresi

oleh dan untuk keperluan sel sepopulasi, sehingga disebut sebagai zat autokrin.


11/28

BAB II

DNA, KROMATIN, DAN KROMOSOM

A. DNA

DNA ( Deoxyribonucleic Acid, asam dekosiribonukleat) bersama RNA

(Ribonucleic Acid, Asam ribonukleat) membina asam nukleat. Asam nukleat adalah

molekul organik yang lebih besar daripada protein, merupakan polimer nukleotida.

Satu nukleotida terdiri dari fosfat, gula pentosa, dan basa organik-N, disingkat F-G-B.

G-G merupakan porots utas DNA itu, sedangkan B-nya melekat ke gula itu dan

menonjol seperti percabangan dari poros.

Pada DNA gulanya adalah deoksirbosa, basanya ada empat macam: endnin (A),

timin (T), guanine (G), dan citosin (C).

Satu molekul DNA dibina atas untaian beratus nukleotida, membentuk satu utas

benang panjang. DNA inti eukariot biasanya berpasangan rangkap dua (double

strands). Letak keduanya sejajar, dan antara setiap 3-5 perikatan basa kedua utas

berpilin, populer disebut double-helix. Jarak antara pilinan ada sekitar 12 pasang basa

(bp = bases pair). Basa masing-masing nukleotida dari kedua utas benang itumembentuk ikatan kovalen, terentang antara kedua poros benang. Diperikatan basa

yang berpasangan sebagai anak tangga. Perikatan basa antara kedua utan DNA yang

berpasangan adalah tertentu dan tetap. A selalu berikatan dengan T; G selalu berikatan

dengan C; disingkat A-T; G-C.

Kedua utas DNA yang double helix itu berpilin sejajar. Tetapi sebenarnya arah

perikatan fosfatnya ke atom C cincin gula adalah berlawanan arah, sehingga disebut

anti-paralel. Yang seutas arahnya adalah 5-3, yang utas pasangan berarah 3-5.

Maksudnya arah 5-3, ialah bahwa terhadap satu deoksiribosa berkaitan dengan fosfat

pada C 5, dan dengan satu lagi pada C 3. Fosfat kedua itu berikatan dengan

deoksiribosa berikut pada C 5 pula.


12/28

BAB III

PERUBAHAN MATERI GENETIS

A. Perubahan Materi Genetis ada dua macam: 1) Mutasi; 2) Abersi.

Mutasi adalah perubahan susunan basa nukleotida gen. Aberasi adalah

perubahan jumlah dan struktur kromosom. Bahan yang menyebabkan mutasi disebut

mutagen, dan yang membuat aberasi disebut aberagen. Suatu bahan bisa bersifat

mutagen dan aberagen sekaligus, tetapi ada yang hanya salah satu.

Mutagen dan aberagen terdiri dari:

1) Bahan fisik: sinar gelombang pendek/radioaktif

2) Bahan kimia: logam berat, gas, berbagai obat antibiotik, sitostatik, stiotoksik,

penenang, asam pekat.

3) Bahan biologi: virus

Ketiga golongan bahan mutagen-aberagen itu pada prinsipnya adalah bahan

yang dapat menembus masuk inti sel. Secara in situ yang paling besar peluang dapat

menembus mencapai inti sel tubuh dari udara luar ialah karena terpaparnya bagian

tubuh kepada sinar gelombang pendek/radioaktif, atau karena kena infeksi virus.

Sedangkan bahan kimia baru dapat menimbulkan mutasi-aberasi jika sel-sel tubuhbersangkutan berkontak langsung dengannya; seringnya secara in vitro; bisa juga

karena dibawa darah ke jaringan yang sedang aktif bermitosis dan meiosis.

Mutasi dapat menimbulkan penyakit/kelainan yang diwariskan turun-temurun.

Aberasi sering menimbulkan penyakit berat, terutama kanker, atau menimbulkan

kelainan berat berupa cacat tubuh, atau menimbulkan berbagai penyakit/kelainan yang

kompleks: sindroma.

Penyakit/kelainan genetis dapat dikelompokkan kepada empat kategori menurut

penyebabnya:

1) Mutasi pada satu gen

2) Mutasi pada banyak gen

3) Aberasi

4) Diduga ada faktor genetis


13/28

B. Mutasi

Perubahan permanen pada basa nukleotida DNA. Yang penting kita ketahui

disini ada tujuh macam:

1. Pendimeran

2. Mutasi titik

3. Pergeseran

4. Penyelitan

5. Delesi

6. Mutasi tenang

7. Mutasi pematangan

1. PendimeranIni terjadi karena sinar uv (ultraviolet), mengenai kulit. Pirimidin peka akan

sinar gelombang pendek yang nonradioaktif ini. Basa T bersebelahan akan melepaskan

perpasangan dengan purin pasangan pada DNA double helix, lalul membentuk

pasangan sesama mereka, membentuk dimer T-T.

Akibatnya ada dua pihak: 1) perpasangan DNA yang double helix jadi goyah,

sehingga replikasi-transkripsi terhenti di tempat itu; 2) reparasi urutan nukleotida yang

salah (yang terjadi sesewaktu secara alamiah) tak jalan.

Jika ekspresi DNA berupa replikasi dan transkripsi terhenti pad satu bas, maka

untas DNA atau RNA baru yang terbentuk jadi pendek dan tidak akan berfungsi. Pada

penderita xeroderma pigmensusum, yang ditandai dengan pertumbuhan menganker

pada kulit wajah habis terpapar sinar matahari, dikira berkaitan dengan gagalnya

reparasi DNA yang mengalami dimer oleh pancaran sinar uv.

Kegagalan mereparasi DNA yang rusak ini disebabkan mutasi pada suatu gen

dan diturunkan secara resesif autosom.

2. Mutasi titik

Mutasi yang terjadi pada satu basa nukleotida (point mutation). Terjadi sering

karena bahan kimia mutagen. Dikenal ada tiga golongan mutagen yang menyebabkan

perubahan pada satu basa DNA:

1) Masuknya analog basa : 5-bromourasil; 2-aminopurin

2) Alkilasi basa: etil metan sulfonat (EMS)

3) Deaminasi basa: HNO2.


14/28

Sebagai contoh 5-bromourasil. Zat ini adalah analog timin, sehingga ia

menempati kedudukan T pada DNA. Tetapi sifatnya seperti C. Karena itu waktu

replikasi ditentangnya bukan A yang terbentuk, tetapi G. Pada DNA double helix baru

yang terbentuk di tempat semula yang asalnya mengandung pasangan T-A, berubah

jadi C-G. Ini menyebabkan berubahnya kodogen, berarti kodon yang terbentuk pada

RNA pun berubah.

EMS melakukan alkilasi pada G, menyebabkan sifat basa ini berubah menjadi

seperti A. Berarti waktu replikasi ditentangnya bukan C yang terbentuk, tetapi T. Lalu

waktu transkripsi pun terjadi perubahan kodogen, disusul perubahan kodon.

HNO2 dapat menyebabkan deaminasi A, menjadi suatu senyawa baru yang

disebut hipoksantin (H*). Hipoksantin ini sifatnya jadi seperti guanine, karena itu waktu

replikasi basa pasangannya yang terbentuk bukan T, tetapi C.

Jika basa mutant itu terletak ada urutan pertama atau kedua tiga serangkai basa

kodon, maka mutasi titik dapat menimbulkan perubahan manifestasi gen.

Bahan kimia yang menyebabkan mutasi titik ini terungkap pada percobaan in

vitro. Apakah di alam bisa terjadi demikian, sulit ditentukan. Meskipun faktor

mutagennya belum tentu bahan kimia yang diambil contoh di sini. Namun jelas bahwa

banyak penyakit keturunan pada manusia yang disebabkan karena mutasi pada satu

gen, adalah tergolong mutasi titik.Hemoglobin mutasi titik

Banyak penyakit hemoglobinopati, seperti thalassemia, sickle cell anemia,

penyakit HbC, dan lain-lain yang pada dasarnya karena mutasi titik. Contohnya di

bawah ini ialah sickle cell anemi, suatu penyakit yang pada penderitanya eritrositnya

berbentuk sabit, karena kurang afinitas terhadap oksigen dan rapuh.

Pada orang normal eritrositnya mengandung HbA, sedang pada penderita sickle

cell anemia eritrositnya mengandung HbS yang membuatnya berbentuk sabit. HbA

memiliki 4 rantai globulin, terdiri dari dua rantai alpha dan dua rantai beta. Untai asam

amino no. 6 rantai beta normal terdiri dari asam glutamat. Sedangkan pada penderita

sabit untai no. 6 itu digantikan oleh valin. Ternyata ini disandi oleh tiga serangkai basa

kodon yang bersusun GAG. Pada penderita sabit kodon ini bersusunan GUG. Berarti

yang mutasi di sini ialah: A digantikan oleh T. Jika GAG menyandi asam glutamat,

maka GUG menyandi valin Hb penderita disebut HbS.

Perubahan pada satu nukleotida itu saja terbukti sudah dapat menimbulkan

hemoglobinopati yang parah. Penyakit ini umumnya terdapat pada bangsa Negro.


15/28

Pergeseran

Mutasi pergeseran atau frameshift mutation, terjadi karena hilang atau

menyelitnya satu basa. Ini menyebabkan terjadinya pergeseran urutan basa pada suatu

utas DNA secara keseluruhan. Berarti kodogen berubah dan dengan demikian waktu

transkripsi semua kodon pun berubah mulai dari tempat basa yang hilang atau menyelit

itu. Jika kodon berubah, asam amino yang ditranslasi pun berubah. Bisa pada jenisnya,

bisa pada urutan untaiannya pada peptida.

Penyelitan

Penyelitan atau insersi dapat terjadi baik secara alamiah, maupun

eksperimental. Secara alamiah terjadi karena adanya fragmen DNA yang suka pindah,

yang disebut transposan. Secara eksperimental in vitro dapat dilakukan penyelitan satu

pasang basa dengan memberi kultur mutagen kimia seperti pigmen akridin. Pigmen ini

menyebabkan terjadinya penyelitan pasangan basa G-C di antara pasangan basa yang

ada. Ini juga menyebabkan pergeseran urutan basa, berarti terjadi pergeseran kodogen.

Delesi

Ini terjadi jika ada satu basa yang hilang. Di alam tidak jelas apa sebabnya. Ada

yang menduga karena infeksi virus atau radiasi sinar radioaktif. Secara eksperimental

delesi dapat dihasilkan, di antaranya dengan meradiasi jaringan kultur. Delesi itu ada

yang ringan, artinya yang hilang hanya satu basa atau satu kodogen saja. Ada pula yngberat yang hilang bisa beberapa kodogen. Delesi ini menimbulkan pergeseran urutan

basa, berarti kodogen berubah pula.

Mutasi tenung

Jika basa kodogen yang berubah terletak pada urutan ketiga pada tiga serangkai

basanya, dan meskipun basa ketiga kodonnya yang terbentuk pun berubah, namun

asam amino yang ditranslasi sering kali tidak berubah. Dengan demikian ekspresi gen

itu secara keseluruhan tidak berubah atau tidak jelas berubah. Inilah yang disebut

dengan mutasi tenang atau silent mutation.

Tabel 7.1. adalah translasi kodon. Di situ tampak bahwa satu macam asam

amino ditranslasi oleh beberapa kodon, yang berbeda hanya pada basa ketiga. Jika basa

pertama atau kedua yang berbeda (mutasi) maka sudah hampir pasti berubah pula

macam asam amino yang ditranslasi. Jika misalnya CGC bermutasi jadi CGG tak

tampak perubahan ekspresi gennya, karena kedua kodon sama-sama mentranslasi

Arginin.


16/28

Tabel 1

Translasi Kodon

Basa ke-2

Basa ke-1 U C A G Basa ke-3

U UUU FeUUC FeUUA LeuUUG Leu

UCU SerUCC SerUCA SerUCG Ser

UAU TirUAC Tir

UAA TermUAG Term

UGU CisUGC Cis

UGA TermUGG Tri

UCAG

C CUU LeuCUC LeuCUA LeuCUG Leu

CCU ProCCC ProCCA ProCCG Pro

CAU HisCAC HisCAA GlnCAG Gln

CGU ArgCGC ArgCGA ArgCGG Arg

UCAG

A AUU IleAUC IleAUA Ile

AUG Awa

ACU TreACC TreACA TreACG Tre

AAU AsnAAC AsnAAA LlsAAG Lls

AGU SerAGC SerAGA ArgAGG Arg

UCAG

G GUU Val

GUC ValGUA ValGUG Inis

GCU Ala

GCC AlaGCA AlaGCG Ala

GAU Asp

GAC AspGAA GluGAG Glu

GGU Gli

GGC GliGGA GliGGG Gli

U

CAG

Keterangan:

Term = terminasi, translasi stopInis = inisiasi, mendorong dimulai translasiAwa = awal translasi, berupa Metionin (Met)

Mutasi pematangan

Ini adalah mutasi yang terjadi pada nukleotida yang terletak di perbatasan ekson

dan intron. Mutasi ini menyebabkan berubahnya ujung ekson, mungkin jadi lebih

panjang atau lebih pendek dari biasa. Jika lebih panjang, karena membawa bagian

ujung intron; jika lebih pendek, karena bagian ujungnya membawa ke intron. Karena

itu waktu proses pematangan RNAm (splicing), terbentuk penyambungan ekson-ekson

yang sedikit beda dari asal. Penyakit thalassemia terjadi disebabkan karena mutasi

pematangan ini.

Penyakit/kelainan karena muasi

1) Mutasi pada satu gen

Dibagi atas:a) Resesif autosom

b) Dominan autosom

c) Terangkai seks

Contoh resesif autosom: cystic fibrosis, phenylketonuria, peny, Tay-Sachs,

galactosemia, cystinuria, sickle cell anemia, thalassemia, peny. HbC, kidal,

polydactyly, syndactyly, nistagmus, albino, botak.


17/28

Contoh dominan autosom: Huntingtons chorea, neurofibromatosis, myotonic

dystrophy, tuberous sclerosis, polyposis coli, peny. Polycystie, retinoblastoma, tuli,

otoseferosis, hypercholesterolemia, spherocytosis, dentinogenesis imperfect,

amelogenesis imperfect, diaphysial aclasia, thanotophoric dwarfism, osteogenesis

imperfect, asthma, sindrom marfan, chondroplasia, sindroma Ehlers-Danlos,

sumbing/langit celah, osteoporosis tarda, porphyria, dan thalassemia.

Contoh terangkai seks: muscular dystrophy, haemophilia, mental retardasi,

anophthalmia, myopia, buta malam, nystagmus, tuli, buta warna, anodontia, G6PD

deficiency, spastic paraplegia, atrofi optik, agammaglobulinemia.

2) Mutasi pada banyak gen

Disebabkan oleh mutasi pada banyak gen adalah seperti: pyloric stenosis,dislokasi tulang pinggang yang kongenital, hipertensi, inguinal hernia, scoliosis, spina

bifida, hydrocephaly, talipes equnovarus.

C. Aberasi

Aberasi adalah perubahan pada kromosom. Dibagi atas dua:

1) Aberasi numerik

2) Aberasi struktur

Aberasi numerik

Ini adalah perubahan pada jumlah suatu macam kromosom. Orang yang jumlah

setiap macam kromosomnya normal ditulis 2N (N = ploidy, jumlah macam kromosom)

atau diploid.

Aberasi numerik yang umum:

3N = triploidi

2N-1 = monosomi

2N-2 = nullosomi

2N+1 = trisomi

2N+2 = tetrasomi

Penderita sindroma Down (mongolisme) umumnya trisomi pada kromosom no.

21; maka rumus kariotipenya = 47,XX/XY, + 21. Penderita sindroma Turner memiliki

susunan monosomi pada gonosom X, sehingga rumus kariotipenya = 45,XO.


18/28

Ada juga janin abortus yang N-nya rangkap tiga, ditulis 3N = triploidi. Kalau

N = 23, berarti jumlah kromosom abortus itu adalah 3x23 = 69. Selain pada abortus,

sesewaktu ditemukan juga susunan mosaik antara normal dan triploidi (46/69) pada

orang yang memiliki kelainan genitalia dan cacat fisik.

Ada juga yang melaporkan, meskipun jarang sekali, abortus yang tetraploidi

(4N), berarti jumlah kromosomnya ialah 4x23=92.

Contoh penyakit/kelainan lain karena aberasi numerik: interseks,

pseudohermaprodit, ambiguous genitalia eksterna, micropenis, clitoromegaly,

cryptorchidism atau hernia inguinalis, hypogonadism, gynecomastia, gonadial

dysgenesis, femiisasi testis, abortus habitualis, azoospermia, sindroma Turner,

sindroma Klinefelter, sindroma Edward, dan sindroma Patau.

Jika ada orang tua yang mosaik normal dan trisomi (46/47), meskipun orangtua

itu sehat dan normal, namun akan ada anak mereka nanti yang mendapat kelainan/cacat

jika populasi sel yang trisomi adalah dominan.

Aberasi kultur

Ini adalah perubahan pada badan satu atau beberapa kromosom. Faktor yang

menyebabkan terjadinya aberasi struktur disebut klastogen, berupa radiasi sinar

gelombang pendek, bahan kimia, atau virus.

Aberasi struktur dibagi atas:

1) Duplikasi

2) Delesi

3) Isokromosom

4) Inverse

5) Translokasi

Duplikasi

Bagian suatu kromosom double. Ini terjadi karena kromosom yang patah, lalu

patahan itu pindah melekat ke kromosom homolognya, yang biasanya terjadi waktu

profase dan prometafase meisois I. Duplikasi ada yang terjadi di bagian ujung, dan di

tengah lengan.

Aberasi struktur jenis ini biasanya tidak menimbulkan kelainan/cacat yang

menyolok.


19/28

Delesi

Ada dua fragmen kromosom yang hilang. Seperti halnya dengan duplikasi, ini

pun terjadinya karena kromosom patah, lalu patahan itu pindah melekat ke kromosom

lain homolognya atau non-homolognya. Delesi bisa terjadi di bagian ujung lengan,

bisa pula di tengah. Dengan menggunakan teknik pemetaan daerah kromosom yang

delesi dapat dideteksi.

Kasus delesi jauh lebih sering ditemukan daripada duplikasi, dan sering pula

yang menimbulkan kelainan yang menyolok. Contoh adalah tumor Wilm, delesi pada

kromosom no. 11; dan retinoblastoma, delesi pada gen repressor bagi gen faktor tumbu

yang terletak pada kromosom no. 13.

Kromosom cincin dapat pula terbentuk karena delesi. Contohnya pada orang

ialah penderita mental terbelakang yang satu kromosom no. 5 mengalami delesi dan

berpilin membentuk cincin.

Isokromosom

Kedua lengan suatu kromosom homolog, karena berasal dari kekeliruan bidang

pembelahan sentromer waktu anaphase meiosis II. Secara normal pembelahan

sentromer jadi pada pasangan kromatid adalah lewat bidang yang sejajar dengan poros

kromosom, sekarang tegak lurus pada poros. Jadi terbentuk kromosom baru yang satu

memiliki lengan p-p, yang satu lagi memiliki lengan q-q.

Isokromosom lengan pendek sering tidak dapat bertahan waktu pembelahan

sel, sehingga hancur. Ditemukan juga pasien yang isokromosom pada gonosom

X: 46,X/iso-X. Isokromosom pada pasien ini terjadi pada lengan p gonosom X. Pasien

ini mirip penderita sindroma Turner, tetapi ditambah dengan radang chronic

lymphocytic pada tiroid.

Inversi

Karena berpilinnya kromosom waktu pembelahan maka terjadi inversi, yaitu

pembalikan letak bagian kromosom yang terpilih itu. Yang asalnya dekat ke sentromer

menjadi lebih jauh. Oleh pembalikan dapat terbentuk kromosom baru yang ukuran

lengannya bisa lebih panjang atau lebih pendek dari semula.

Dikenal dua macam inverse berdasarkan pada apakah pilinan melewati

sentromer atau tidak.

a) Inversi parasentrik, pembalikan tidak melewati sentromer, pada satu lengan saja;


20/28

b) Inversi perisentrik, pembalikan melewati sentromer, melibatkan kedua lengan.

Meskipun pada kromosom hasil inversi tak ada delesi gen, hanya letaknya yang

berubah, tetapi efeknya selalu ada. Pertama sekali, kromosom baru yang terbentuk

tidak akan dapat berpasangan lagi dengan bekas homolognya dulu. Kedua bisa terjadi

perpindahan urutanpromoteratau titik replikasi suatu gen, sehingga gen itu tidak dapat

lagi bertranskripsi atau replikasi. Bisa pula terjadi komposisi kromosom yang tak

seimbang dalam suatu jaringan atau embrio, sehingga tidak dapat melanjutnya

pertumbuhan, sehingga abortus atau dapat melanjutkan pertumbuhan, lalu lahir bayi

cacat. Ada pernah ditemukan bayi lahir cacat, karena inversi pada kromosom kelompok

C. Cacat yang diderita ialah berupa microcephaly, retardasi mental, dan hypertelorism.

Pernah pula dijumpai anak gadis yang inversi pada kromosom kelompok D. Haid tidak

lancar, ovarium tidak mengandung oosit, genetalia luar dan dalam kurang berkembang,

dan ada lipatan kulit di leher.

Pada tumbuhan dan hewan akibat inversi dikenal adanya position effect, yaitu

timbulnya warna mosaik pada daun dan mata.

Translokasi

Pindah berbalasan letak fragmen koromosom antara kromosom non-homolog.

Sesewaktu ada juga translokasi antara kromosom yang homolog, tapi jarang sekali

ditemukan, karena sulit dibedakan dengan crossing-over. Translokasi ini sering

menciptakan kromosom baru, yang satu lebih panjang dari yang lain, dan komposisi

gen-nya pun jadi berubah dari asal.

Ada dua macam translokasi:

1) Translokasi resiprok

2) Translokasi Robertson

Translokasi resiprok, jika hanya sebagian lengan yang saling pindah-melekat ke

kromosom lain. Translokasi Robertson adalah jika yang saling pindah-melekat itu

adalah seluruh sebelah lengan bersama sentromernya. Karena sentromer terbawa, maka

akan terbentuk fragmen baru yang tidak mengandung sentromer, disebut kromosom

esentrik. Sedangkan kromosom yang menerima pindahan yang membawa sentromer

kini jadi memiliki dua sentromer, disebut disentrik.

Kromosom disentrik sering ditemukan pada limfosit orang yang banyak terpapar

radiasi sinar radioaktif. Kromosom ini tak stabil, karena waktu pembelahan berperilaku

tak normal.


21/28

Pada individu yang mengandung populasi sel mengandung translokasi, waktu

gametogenesis dapat terjadi pewarisan produk translokasi itu secara dua pihak:

1) Seimbang

2) Tak seimbang

Disebut suatu gamet mengandung translokasi seimbang, jika komponen kedua

kromosom yang mengalami trranslokasi hadir lengkap. Sebaliknya disebut tak

seimbang, jika komponennya tidak lengkap hadir pada suatu gamet. Tentulah embrio

atau individu baru yang terjadi dari situ akan mendapat manifestasi kelainan/cacat.

Sindroma Down biasanya trisomi krom. 21 (47,XX/XY +21). Ada juga karena

translokasi antara krom. 21 dan 13, atau dengan krom 18. Sering embrio yang

translokasi tidak bisa tumbuh lama dan digugurkan. Namun tak sedikit lahir hidup

mengandung mosaik antara normal dan translokasi. Ini biasanya mengidap berbagai

kelainan morfologi, seperti telinga rendah, micorgnathia, langit celah, umbilical hernia,

cryptorchidism, jari tangan ada yang kaku bengkok, lipatan kulit di leher, glaucoma,

myopia, kelainan jantung, dan mental terbelakang.

Penyakit yang diduga ada faktor genetis

Tidak jelas sifat pewarisannya, dan tidak jelas apakah itu karena mutasi atau

aberasi. Faktor lingkungan berperan besar untuk ekspresi genotype. Namun banyak

yang menganut anggapan, bahwa penyakit yang tergolong ke sini adalah disebabkanoleh mutasi pada banyak gen (multifaktor). Contohnya: gila schizophrenia, manic

depressive disorder, epilepsi (ayan), diabetes millitus, hypercholesterolemia, dan

atherosclerosis.


22/28

BAB III

ANALISA KELAINAN/PENYAKIT GENETIS

A. Kegunaan:

1) Diagnosa prenatal untuk menetapkan apakah janin yang berpeluang mewarisi

kelainan genetis ada mendapat kelainan itu.

2) Menetapkan susunan gonosom dominan penderita kelainan genitalia.

3) Mengetahui apakah seorang ibu yang menderita abortus habitualis karena kelainan

susunan kromosom si ibu atau si suami atau keduanya.

4) Mengetahui apakah kelainan genetis yang diderita seseorang diwariskan dari

orangtua atau karena berasal dari paparan terhadap virus atau radiasi sinar

radioaktif secara insidentil.

5) Mengetahui apakah ada terjadi aberasi kromosom pada pegawai/pekerja industri,

reaktor, dan bagian radiologi rumah sakit, yang banyak menggunakan bahan

radioaktif.

6) Menetapkan bentuk pencegahan, penanggulangan, dan kalau mungkin pengobatan

bagi penderita kelainan genetis.

Diagnosa parental adalah untuk menyaring (screening) janin berkelainan/penyakit genetis berat. Kalau dari hasil diagnosa janin itu terbukti ada

mendapat kelainan tersebut, maka perlulah digugurkan. Pasien yang sejak lahir

memiliki kelainan genetalia atau ambiguous, dan orang dewasa yang azoospermia,

amenorrhoea, gynecomastia, dysgenesis gonad, atau bahkan yang mengalami

transseksualisasi, perlulah dianalisa kromosomnya, terutama perlu diketahui susunan

gonosom yang dominan dalam jaringan tubuhnya. Apakah ada mengandung gonosom

Y atau gen TDF atau tidak, untuk menetapkan bahwa orang itu secara biologis adalah

pria atau wanita. Hasil analisa genetis ini adalah untuk melengkapi hasilanalisa hormon

seksual dan biopsi gonad bagi seorang pasien, dalam upaya menanggulangi kelainan

yang diderita.

Jika seseorang anak sudah ditemukan mengidap kelainan bawaan, untuk bejaga-

jaga agar jangan ada lagi adiknya lahir mengidap kelainan.


23/28

BAB IV

BIOLOGI DAN GENETIKA SEL KANKER

A. Biologi Sel Kanker

Sel kankermembelah diri terus tanpa kontrol, dan pada suatu ketika sel-sel itu

masuk peredaran darah dan mendiami jaringan lain (metastasis). Yang dimetastatisi

menurut penelitian mutakhir adalah menurut pola tertentu biasanya jenis jaringan yang

sama. Seperti polip selaput lendir usus bermetastasis membentuk karsinoma selaput

lendir hidung, dan retinoblastoma yang bermetastasis membentuk osteosarcoma dalam

tulang.

Sel kanker dapat membelah terus tanpa kontrol dan tanpa batas. Berarti sel

kanker tidak memiliki hal-hal berikut:

1) Adhesi

2) Pertautan

3) Contact inhibition

4) Khalon

Karena tak ada adhesi maka sel-sel kanker itu tidak membina populasi yang

kompak dan harmonis. Karena tak ada pertautan maka sitoskelet tidak bersusunanbenar. Transport zat terhambat. Dan tak bisa disebarkan merata antar sel sepopulasi.

Contact inhibition perlu untuk membatasi pertumbuhan dan mitosis sel. Jika sifat

ini tak ada maka sel akan membelah terus. Demikian pula halnya dengan khalon. Jika

zat ini tak ada maka sel membelah terus tanpa kontrol dan tanpa henti.

Secara umum sel kanker memiliki struktur dan komponen biokimia yang

berbeda dari sel normal. Kekentalan plasmlemanya beda. Komponen protein

plasmalema itu pun kurang dari normal. Sehingga sifat keantigenan berubah. Ini

menyebabkan sel kanker itu dianggap non self oleh tubuh dan timbul respons imun.

Reseptor pada plasmalema itu pun susut jumlahnya, sehingga kurang banyak berespons

terhadap sinyal kimia. Dari plasmalema sering pula merembes keluar enzim

intraselular, seperti protease. Berarti permeabilitas plasmalema itu rusak.

Selubung sel lebih banyak mengandung glikosaminoglikans daripada normal.

Pertautan antara sel sepopulasi tidak ada. Sitoskelet lebih sedikit dan letaknya tak

beraturan, disebabkan karena tak adanya desmosom yang jadi tempat berpaut sitoskelet

itu ke plasmalema.


24/28

Plasmalema sel kanker memiliki banyak reseptor khusus untuk transferin, suatu

glikoprotein dalam plasma darah yang membawa besi. Karena itu zat ini banyak

ditransport ke dalam sitoplasma. Zat ini penting untuk pertumbuhan sel. Sel kanker pun

dapat mengeluarkan siderofor ke luar, yang dapat mengikat unsur besi secara langsung

dan ditransport ke dalam sitoplasma. Sel normal tidak memiliki siderofor.

Gap junction adalah untuk menyalurkan berbagai bahan dengan merata secara

horizontal dari sel ke sel pada suatu populasi sel yang normal. Terutama untuk

menyalurkan faktor pengontrol tumbuh dan aktivitas (transkripsi, sintesa protein,

transpor zat, dan lain-lain). Sel kanker tidak memiliki gap junction, karena itu tidak

mampu menyalurkan bahan itu dari sel ke sel, termasuk faktor pengontrol tumbuh tadi.

Bahan obat juga tidak bisa disalurkan dari sel ke sel di dalam massa kanker, karena itu

orang mendapat kesulitan untuk melakukan khemoterapi.

Kanker tumbuh dari satu sel normal asal yang menganker (mengalami

transformasi). Berarti secara genetis gumpalan atau massa sel kanker itu adalah klon

tunggal (monoclonal) sel. Setiap sel kanker membelah terus tanpa henti. Sel normal

akan berhenti membelah pada mitosis sekitar yang ke-40, lalu mati. Tetapi sel kanker

terus bermitosis dan imortal.

Sel jadi menganker dan mampu berbaik terus tanpa batas, tentunya bersumber

dari terjadinya perubahan pada materi genetis. Karena materi genetis itulah yangmengatur terjadinya pembelahan. Kalau terjadi pembelahan padanya, berarti terjadi

perubahan pada proses pembelahan. Jadi jelaslah, bahwa kanker adalah penyakit

genetis. Itu bukan berarti bahwa kanker diwariskan turun-temurun. Hanya beberapa

jenis kanker yang diwariskan menurut keluarga, tetapi umumnya munculnya pada

suatu individu adalah secara insidental.

Pada keluarga yang orangtuanya banyak terpapar kepada mutagen atau

aberagen, seperti pekerja tambang uranium, reaktor atom, industri yang menggunakan

peralatan bertenaga nuklir, dan pabrik kimia yang mengandung radioaktif, memang

telah terbukti lebih banyak anak mereka yang mendapat leukimia daripada keluarga

lain.

B. Genetika Sel Kanker

Sel normal jadi menganker diawali dengan terjadinya perubahan pada materi

genetis dalam inti. Materi genetis yang terinduksi membuat sel menganker disebut

c-one (cell-oncogen). Yaitu gen yang dapat membuat sel menganker. Dalam keadaan


25/28

normal c-one itu dikira bersifat pro-one (proto-oncogen), dalam status jinak, dan

berperan dalam aktivitas normal sel, terutama untuk menyandi protein faktor tumbuh,

protein reseptor faktor tumbuh, protein G, enzim polymerase, diferensiasi, dan

dediferensiasi. Ditaksir ada sekitar 2000 pro-one pada orang.

Jika sel menganker maka ia terus menerus melakukan sintesa protein faktor

tumbuh, protein G (reseptor pada plasmalema untuk mendorong messenger sekunder

cAMP merangsang DNA inti bereplikasi dan bermitosis terus), dan protein reseptor

faktor tumbuh pada plasmalema.

Pro-one akan berubah jadi onkegon (one) lewat beberapa proses, yang terpenting

di antaranya ialah:

1) Mutasi

2) Amplifikasi

3) Delesi

4) Translokasi

5) Insersi

Mutasi adalah perubahan urutan basa kodogen pro-one. Amplifikasi ialah

perbanyakan suatu fragmen kromatin (DNA) tanpa disertai dengan pembelahan sel.

Delesi dan transkolasi, adalah oberasi kromosom. Yang pertama menyebabkan

hilangnya sebagian kromatin; yang kedua menyebabkan saling pindah-melekatnyasebagian kromosom. Sedangkan insersi adalah menyelitnya urutan basa atau v-one

(v=virus) disamping DNA inang.

Kelima macam proses perubahan pro-one jadi one itu terjadi karena faktor

lingkungan tertentu.

Faktor lingkungan yang dapat mendorong pengankeran adalah:

a. Faktor luar:

1) Fisika: sinar gelombang pendek

2) Kimia (karsinogen): benzen, benzpiren, metilkholantren, residu pestisida-

herbisida, aflatoksin

3) Biolgoi, virus.

b. Faktor dalam:

Umur lanjut

Sinar gelombang pendek yang non-radiokatif, yaitu uv, menimbulkan perubahan

genetis pada jaringan kulit saja, karena daya tembusnya dangkal. Sinar gelombang


26/28

pendek yang radioaktif, yaitu sinar X, alpha, beta dan gamma, memiliki daya tembus

yang dalam, sehingga dapat mencapai jaringan alat dalam, termasuk gonad. Jika gond

terpapar kepada sinar radioaktif maka pro-one dalam gamet berubah jadi one.

Perubahan ini diwariskan kepada keturunan. Jika perubahan itu hanya terjadi pada

jaringan somatis, tidak akan diwariskan kepada keturunan, hanya menimbulkan efek

pada individu yang terpapar radasi saja.

Faktor kimia masuk jaringan ada karena kontak langsung dengan bahan itu,

seperti benzpiren dan metil kholantren yang menimbulkan kanker kulit. Ada pula yang

dibawa lewat makanan-minuman atau udara pernafasan, lalu dibawa darah ke jaringan

tertentu. Faktor kimia dapat menyebabkan mutasi.

Faktor biologi berupa virus masuk tubuh karena infeksi. Jika virus masuk sel, ia

terus ke dalam inti, dan materi genetisnya akan mendorong sel inang mensintesa

protein dan asam nukleat khusus untuk membentuk virus baru. Banyak genom virus

yang mengandung onkogen. Onkogen vurus itu disebut v-one (v=virus). Dikiran v-one

berasal dari sel kanker inang yang terintegrasi ke dalam genom virus ketika

menginfeksi sebelumnya. V-one ada counterpart-nya dalam sel tubuh manusia, karena

ia mendapatnya dari hewan/manusia juga sebelumnya. Counterpart-nya itu berarti

memiliki urutan basa nukleotida yang sama, disebut c-one (c = cell, counterpart).

Sebenarnya ini masih dalam status pro-one jika tidak kena infiltrasi v-one, atauterpapar kepada faktor fisika-kimia tertentu. Dengan hadirnya v-one itu maka sel akan

menghasilkan faktor tumbuh atau reseptornya pada plasmalema secara terus-menerus,

dan ini berakibat sel terdorong untuk membelah terus-menerus pula.

Virus dapat menimbulkan kanker bisa karena:

1) V-one berpasangan dengan c-one

2) V-one menyelit (insersi) di sebelah c-one

3) Promoter v-one saja menyelit di depan c-one

C-one pada orang sudah banyak yang diketahui, bahkan letaknya pada

kromosom pun telah banyak yang dapat dijajaki. Di bawah ini dicantumkan tabel

beberapa onkogen pada orang yang juga terdapat pada virus tertentu. Susunan

nukleotida v-one dan c-one untuk jenis kanker yang serupa agak berbeda-beda pada

komposisi intron dan eskonnya.

Virus yang menginduksi sel jadi menganker ada dari golongan berteras DNA,

ada pula dari golongan berteras RNA (retrovirus). Retrovirus memiliki enzim reverse

transcriptase (RNA-dependent DNA polymerase), yaitu dengan menggunakan RNA-


27/28

nya sebagai acuan untuk mendorong DNA sel inang mensintesa DNA komplementer

terhadap urutan basa RNA virus itu. Lalu RNA virus dan DNA inang komplemennya

itu (DNAc) berhibrid, terbentuk DNA double helix virus. Ini akan menyelit ke DNA

inang, dan melakukan transkripsi untuk kebutuhan perbiakan virus.

Tabel 2

Onkogen orang yang terinduksi virus

Dan letaknya pada kromosom

v-one Hewan Asal c-one Krom no. MacamKanker

v-ablv-bcrv-fes

v-mosv-mycv-rasv-sisv-src

mencit(?)

kucing

mencitayamtikuskeraayam

c-ablc-bcrc-fes

c-mosc-mycc-rasc-sisc-src

92215

88112220

leukemialeukemiasarkoma

sarkomaleukemiasarkomasarkomasarkoma

Sementara itu retrovirus itu dapat mendorong c-one jadi menganker. C-one akan

terbawa ke dalam RNA virus baru, terjadi transformasi virus, dan kalau menginfeksi

sel lain akan membuatnya jadi inductor kanker.

Yang termasuk retrovirus yang menginfeksi orang ialah seperti HTLV-I (human

T-cell) lukemia virus type I, yang menyebabkan lukemia dan lymphoma; dan HIV-1,

yakni menyebabkan AIDS dan sarcoma Kaposi.

Virus berteras DNA yang menyebabkan kanker misalnya dari golongan :

1) Papovavirus: menyebabkan kutil dan karsinoma serviks; 2) Herpesvirus: Hepatitis-B

virus yang menyebabkan kanker hati, dan 3) Adenovirus.

Faktor dalam penyebab kanker.

Selain faktor lingkungan luar, faktor lingkungan dalam berupa umur lanjut dapat

juga membuat sel menganker. Umur lanjut membuat aktivitas sel jadi banyak keliru,

terutama pada jaringan yang sel-selnya giat membelah. Ini dapat menimbulkan mutasi

pro-one jadi one, atau karena aberasi kromosom, one itu pindah ke dekat gen yang

dapat mendorongnya memproduksi faktor tumbuh atau reseptornya terus menerus.

Dalam sel normal sehari-hari sebetulnya ada gen reparator. Gen ini bertugas untuk

mereparasi atau memperbaiki setiap kekeliruan dalam replikasi atau transkripsi. Makin

lanjut umur, gen reparator ini makin susut jumlah atau kemampuannya, sehingga pro-

one pun tak dapat dihalangi untuk berubah jadi one.


28/28

C. Kanker Karena Amplifikasi dan Aberasi

1) Small cell carcinoma paru

Terjadi karena amplifikasi, yaitu perbanyakan suatu fragmen kromatin yang

mengandung c-myc. Fragmen yang beramplifikasi bergumpal dan membentuk

bintik-bintik tersebar di luar kromosom.

2) Lymphoma Burkitt

Disebabkan karena tranlokasi antara kromosom 8 dengan kromosom 2, 12 atau 14.

Lengan q krom 8 mengandung c-myc, sedangkan ketiga krom, belakangan pada

lengan q mereka ada mengandung gen Ig (imonoglubin). Dengan terjadinya

translokasi pada lengan q dua kelompok kromosom itu, maka c-myc jadi berlokasi

di sebelah Ig. Jadi c-myc bertindak sebagai promoter, membuat Ig jadi onkogenik.

3) Acute granulocytic leukemia

Ini berasal dari chronic granulecytic leukemia (chronic myelocytic leukemia,

CML), disebabkan terjadinya translokasi antara lengan q krom 9 dengan lengan q

krom 21. Dikira fragmen krom 9 yang pindah itu jauh lebih pendek daripada

fragmen krom 21 yang diterimanya, fragmen yang pindah ke krom 21 itu ada

mengandung gen c-myc. Setelah pindah ia berlokasi di sebelah gen-abl pada krom

21. Maka terbentuklah kromosom 21 yang besarnya hanya sekitar separuh dari

normal. Krom 21 hasil translokasi ini disebut krom Philadelphia.

daur sel, fertilasi dan diferensiasi dna

Documents