Pendarahan yang sulit berhenti akibat mutasi gen

Mira Nur Indah

102014133

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jl.Terusan Arjuna No.6 Jakarta Barat 11510

Telp: (021) 566-6952

Pendahuluan

Dalam kehidupan hereditas atau penurunan sifat akibat dari suatu perkawinan antara dua

makhluk hidup, ditemukan banyak variasi.Keturunan memperlihatkan karakter yang sama

dengan kedua orangtuanya. Sifat-sifat atau variasi yang diturunkan dibentuk oleh DNA.DNA

merupakan molekul yang membawa informasi genetik yang berada didalam sel.Terkadang,

proses peyusunan gen ini tidak berlangsung secara sempurna.Terdapat beberapa faktor yang

menyebabkan DNA mengalami kerusakan dan menyebabkan mutasi.

Pada tinjauan pustaka ini, akan membahas mengenai proses replikasi DNA hingga

sintesis protein, mutasi, kelainan gen dan genetika mendel.Diharapkan dengan adanya tinjauan

pustaka ini, dapat memberikan pengetahuan kepada pembaca mengenai penurunan sifat beserta

kerusakan yang mungkin terjadi pada DNA.

Replikasi gen dan sinstesis protein1

DNA mengalami proses replikasi untuk menurunkan ke sel generasi selanjutnya. DNA

dalam proses replikasi ini, berperan sebagai template informasi ke RNA. Tahap yang pertama

dilakukan adalah rantai DNA yang berupa double helix akan dibuka oleh enzim helicase dan

topoisomerase membentuk garpu replikasi. Pembukaan rantai DNA ini dilakukan untuk dapat

mencetak DNA yang baru. Selama replikasi masing-masing dari 2 rantai pada DNA asli berperan

sebagai template untuk sintesis rantai baru(rantai komplementer). Setiap molekul DNA yang

dihasilkan oleh proses replikasi terdiri dari satu rantai polinukleotida asli dan satu rantai

polinukleotida baru yaitu, semikonservatif.

Proses replikasi dibagi menjadi dua yaitu, leading strand, dimana diletakan RNA primer

oleh primerase pada ujung rantai polinukleotida asli 3’ lalu DNA polymerase akan memulai

1

membuat untaian DNA baru arah 5’-3’ dan lagging strand, dimana diletakan banyak RNA primer

oleh primerase sehingga DNA polymerase III akan membuat DNA baru pada RNA primer

tersebut secara terputus-putus. Inilah yang disebut, fragmen okazaki. Fragmen-fragmen ini akan

digabungkan oleh enzim ligase. DNA polymerase I akan membuang RNA primer. Maka, proses

replikasi akan menghasilkan dua rantai DNA baru berbentuk double helix.

Apabila pada sintesis DNA ada pasangan basa yang salah pasang, maka akan segera

diperbaiki dengan menyingkirkan dan mengganti dengan pasangan yang benar oleh aktivitas

eksonuklease. Basa nukleotida dimana ujung rantai yang disintesis salah pasang, maka

eksonuklease 3’-5’ akan melepaskan nukleotida tersebut dan mengganti dengan nukleotida yang

sesuai sebelum meneruskan pemanjangan disebut, proof reading. Setelah replikasi, mekanisme

perbaikan dapat mengganti basa nukleotida yang salah pasang yang terlewat pada waktu ‘proof

reading’ disebut, meng-edit.Eksonuklease yang berperan adalah eksonuklease 5’-3’.

Gambar 3.Proses replikasi DNA.1

Setelah proses replikasi berlangsung, dilakukan proses transkripsi. Transkripsi dilakukan

di nukleus. RNA yang berperan dalam proses transkripsi ini. Pada rantai DNA yang sudah

mengalami replikasi, pada untai 3’-5’ berperan sebagai template karena RNA hanya berkerja

pada arah 5’-3’. RNA polymerase akan mendeteksi daerah promotor(kotak TATA) sebagai tanda

kapan RNA polymerase harus melakukan elongasi atau pemanjangan. Setelah melekat, faktor

transkripsi berperan serta dalam proses ini yaitu berfungsi untuk membantu melekatkan RNA

polymerase II dalam melakukan elongasi. Elongasi dilakukan ketika RNA polymerase II

melewati start kodon. Maka akan terbentuk, pre mRNA. Pre m RNA mengandung intron yang

harus dibuang oleh endonuklease dan diganti dengan exon sebab, intron tidak mengandung

2

materi genetik. RNA polymerase II akan berhenti elongasi ketika menemukan stop kodon yaitu

UAA, AUG, dan UGA. MRNA sudah sempurna. Lalu akan ditambahkan 10-20 nukleotida dan

ekor poli A pada ujung 3’, juga ditambahkan kepala yang mengandung guanosin tripospat yang

termetilasi pada ujung 5’. Fungsi kepala ini adalah untuk megantarkan m RNA ke ribosom.

Di nukleus juga terdapat t RNA yang berfungsi untuk membawa asam amino untuk di

translasikan di ribosom.t RNA akan mesintesis m RNA dengan membaca kodon-kodon yang

sesuai dengan loop anticodon pada t RNA. Kodon terdiri dari 3 basa nukleotida. Satu kodon akan

menghasilkan satu asam amino. Sehingga pada satu rantai m RNA terdapat banyak t RNA yang

membaca kodon-kodon. Setelah masing-masing t RNA mengikat satu kodon, maka t RNA akan

keluar dari nukleus lalu menuju ribosom untuk translasi.

Ribosom sitoplasma eukariot mengandung 4 macam r RNA yaitu, 18S, 28S, 5,8S dan 5S

dimana apabila 18S bergabung dengan protein akan membentuk subunit kecil berupa 40S dan

60S untuk 28S-5,8S-5S jika bergabung dengan protein berupa subunit besar. Transalasi dapat

dilakukan bila subunit besar dan subunit kecil bergabung menjadi 80S. Translasi memiliki tiga

tahap yaitu,(i) inisiasi. t RNA i adalah t RNA yang hanya mengenal start kodon(AUG). Maka t

RNA i menadi t RNA pertama yang menempel atau berikatan pada ribosom subunit besar 60S

oleh IF2a.m RNA yang akan dibaca kodon nya akan berikatan dengan subunit kecil 40S oleh

IF5. Kedua subunit akan bergabung, inisiasi selesai dan elongasi mulai dilakukan. (ii) elongasi.

Pada subunit besar terdapat tiga ruang yaitu, E site, P site dan A site. t RNA i berada di P site.

Kemudian akan datang t RNA lain yang membawa asam amino aktif yang sesuai dengan kodon

di A site. Asam amino yang dibawa oleh t RNA lain akan bergabung dengan asam amino pada t

RNA i yaitu metionin. Sesaat itu juga, t RNA i akan bergeser ke E site, t RNA yang berada pada

A site akan bergeser ke P site dan datanglah t RNA baru di A site. Proses ini dilakukan secara

terus-menerus hingga A site menemukan daerah terminasi.(iii) terminasi. Ketika A site sudah

berada pada daerah terminasi, maka akan terdapat release factor yang akan melepaskan subunit

besar, subunit kecil, asam amino yang terbentuk dan polipeptida. Asam amino akan keluar dari

sel dan berfungsi sebagaimana mestinya.

3

Gambar 4.Proses translasi dan transkripsi.2

Mutasi

Mutasi adalah perubahan pada sekuens DNA.Mutasi dapat terjadi pada daerah genom

mana saja.Akan tetapi, perubahan-perubahan fenotipik hanya terjadi pada organisme jika mutasi

terjadi dalam sekuens sebuah gen.2Mutasi memunculkan bentuk-bentuk alternatif gen apapun.

Bentuk-bentuk alternatif lain tersebut adalah alel. Perubahan bahan genetik pada mutasi ini

dasarnya disebabkan oleh tiga hal:3 (i) mutasi noktah yang meliputi perubahan-perubahan pada

kodon tunggal, (ii) aberasi kromosom seperti inversi, translokasi, dan duplikasi, dan (iii)

perubahan dalam jumlah kromosom.

Meskipun sel mempunyai suatu mekanisme untuk meningkatkan ketepatan replikasi

DNA, terkadang bisa terjadi suatu kesalahan secara spontan yang menimbulkan perubahan

sekuens DNA yang dapat diwariskan. Laju mutasi dapat ditingkatkan dengan cara memaparkan

agen kimiawi atau agen fisik yang disebut mutagen kepada sel. Terdapat mutasi yang terjadi

akibat perubahan struktur basa nukleotida dalam DNA yang disebut pergeseran tautomerik.

Pergeseran tautomerik berhubungan dengan transisi dan transversi.Transisi yaitu perubahan

struktur basa nukleotida akibat terturkarnya purin dengan purin maupun pirimidin dengan

pirimidin. Sedangkan transversi adalah perubahan struktur basa nukleotida akibat tertukarnya

purin dengan pirimidin ataupun sebaliknya.2,3

4

Gambar 1.Perbedaan transversi dan transisi.3

Mutasi titik(point mutation) terjadi akibat adanya subsitusi basa pada gen yang mengkode

suatu polipeptida sehingga dapat menyebabkan terjadinya mutasi missense, nonsense ataupun

silent. Mutasi titik terjadi apabila hanya satu basa pada DNA yang mengalami perubahan,

menghasilkan perubahan satu basa pada kodon mRNA. Mutasi titik dikatakan silent(diam)

apabila tidak urutan asam amino protein. Misalnya, perubahan kodon dari CGA menjadi CGG

tidak mengubah protein karena kedua kodon ini menentukan arginine.Apabila mutasi

menyebabkan satu asam amino dalam protein digantikan oleh asam amino lain, yang terjadi

adalah mutasi missense. Sebagai contoh,perubahan dari CGA menjadi CCA menyebabkan

arginin diganti menjadi prolin. Mutasi nonsense menyebabkan penghentian premature sautu

rantai polipeptida. Misalnya, perubahan kodon dari CGA menjadi UGA menyebabkan kodon

untuk arginin diganti oleh kodon stop, dan sintesis protein muatan terhenti di titik ini.4

Penyimpangan kromosomal meliputi perubahan struktural yang sama seperti aberasi

kromosom. Perubahan struktural mencakup delesi, duplikasi, inversi dan translokasi.5 Delesi

adalah hilangnya segmen terminal atau segmen interstisial(segmen tengah) pada kromosom.

Duplikasi terjadi jika terdapat satu atau lebih salinan segmen kromosom pada kromosom itu

sendiri atau kromosom lain. Inversi merupakan penyusunan kembali kromosom yang berkaitan

dengan dua buah pemutusan pada satu kromosom dan diikuti oleh inversi serta penyatuan

5

kembali segmen yang putus.Translokasi meliputi pemindahan suatu segmen dari kromosom satu

kepada kromosom lainnya.3,5

Gambar 2. Penyimpangan kromosomal dalam perubahan struktural.4

DNA yang terkena mutasi dapat dilakukan reparasi DNA. Reparasi(perbaikan) DNA

dapat dilakukan dengan cara: (i) mengenal/menemukan bagian DNA yang rusak oleh enzim

endonuclease(dalam) atau eksonuklease(ujung), (ii) bagian yang rusak disingkirkan, (iii) bagian

DNA yang kosong(bekas tempat yang rusak) diganti oleh kerja DNA polymerase dengan

menggunakan rantai yang tidak rusak sebagai template. Kemudian enzim ligase akan

menyambung rantai yang terbuka. Cara lainnya yaitu bila ada kerusakan kecil yang disebabkan

oleh kerusakan 1-2 basa nukleotida, maka DNA glikosilase akan memutuskan ikatan N-

glikosidik dan melepaskan basa nukleotida yang terdapat tempat apurunik/ampirimidinik(AP).

Kemudaian rantai gula-fosfat diputus oleh AP endonuklease.1

Hukum mendel

Genetika sangat penting dalam pengembangan dan karakteristik individu, tetapi

lingkungan juga berperan. Sebagai contoh, individu dibesarkan dalam lingkungan yang

memungkinkan banyak makanan bergizi akan sering tumbuh lebih besar dan lebih kuat

6

disbanding individu dibesarkan pada diet yang terbatas. Sebagian besar sifat-sifat gen tunggal

yang terkait dengan penyakit yaitu, mutasi. Pola pewarisan penyakit ini sangatlah penting untuk

menghitung probabilitas dari penyakit yang diwariskan yang akan diturunkan pada turunannya.

George Mendel merupakan penemu teknik persilangan menggunakan kacang kapri. Ide

George Mendel memunculkan faktor nyata bahwa keturunan memperlihatkan karakter yang

sama dengan kedua orang tuanya. Dari percobaanya, didapatkan beberapa karakter kacang kapri

yang diamati yaitu, bentuk biji, warna biji, warna buga, posisi bunga, warna kuncup, bentuk

kuncup dan tinggi tanaman.Karakter adalah bentuk yang diturunkan atau bentuk khusus pada

suatu organisme seperti warna bunga.Sifat adalah masing-masing varian untuk satu karakter

seperti bunga putih. Masing-masing pasangan tanaman yang dilakukan oleh mendel

memperlihatkan karakter yang berbeda.1

Hukum mendel I adalah hukum yang menyatakan pemisahan atau segregasi yaitu selama

pembentukan gamet, dua alel terpisah(memisahkan) secara acak, dengan masing-masing gamet

memiliki probabilitas yang sama untuk menerima alel kembali. Pembuahan melibatkan

peleburan dua gamet yang membentuk kembali dua salinan dalam gen. Hukum mendel II

mengenai berpasangan secara bebas. Mendel menganalisis pola warisan dari dua ciri-ciri secara

bersamaan.8

Kelainan gen

Manusia mempunyai 23 pasang kromosom yang terdiri dari autosom (kromosom tubuh

dan gonosom (kromosom kelamin).Maka rumus kromosom pada pria adalah 22AAXY dan pada

wanita 22AAXX.Rumus tersebut artinya manusia memiliki 22 pasang autosom dan sepasang

kromosom yang menentukan jenis kelamin (gonosom/kromosom seks).Jadi kromosom seks ada

dua jenis, yaitu XY untuk pria dan XX untuk wanita.Antara kromosom X dan Y terdapat bagian

yang homolog dan bagian yang tidak homolog.Gen yang bertempat pada kromosom seks

disebut gen terpaut seks(sex linkage). Sifat gen yang terpaut dalam seks sifatnya bergabung

dengan jenis kelamin tertentu dan diwariskan bersama kromosom seks. Umumnya gen terpaut

seks terdapat pada kromosom X, tetapi ada juga yang terpaut pada kromosom Y.6

7

Gen terpaut kromosom X merupakan gen terpaut tidak sempurna dan lebih banyak

diturunkan kepada anak laki-lakinya, sedangkan pada anak perempuan akan

membawa(carrier).Semua anak perempuan dari ayah yang terjangkit dan wanita normal maka

akan terjangkit. Semua anak laki laki dari pria terjangkit dan wanita normal maka akan normal.

Perkawainan dari wanita yang terjangkit dan pria normal menghasilkan setengah anak laki laki

terjangkit dan setengah anak perempuan terjangkit.Terdapat kemungkinan letal pada laki-

laki.Salah satu contoh gen rangkai X pada manusia adalah gen resesif yang menyebabkan

penyakit hemophilia dan buta warna.6,7

Hemofili yaitu istilah umum yang mengacu pada kecenderungan mengalamipendarahan yang

berlebihan yang parah dan seumur hidup., yang hampir hanya terjadi pada laki-laki dan

mengikuti pola pewarisan terkait X. Defek fakor VIII atau faktor IXmenyebabkan sindrom

ini.Defiesiensi faktor VIII (hemofilia A atau hemofilia”klasik”). Dan defisiensi faktor IX

(hemofilia B atau penyakit christmas). Keduanya identik dan dapat dibedakan dengan

pemeriksaan cross-correctional(pemeriksaan campuran) atau pemeriksaan faktor spesifik atau

analisi genetik molekular.9Beberapa kemungkinan susunan genotip adalah:

1) XH XH: wanita normal

2) XH Xh: wanita pembawa/karier

3) XH Y: pria normal

4) Xh Y: pria hemophilia

5) Xh Xh: wanita hemophilia(letal sebelum dewasa)

Penutup

Manusia dilahirkan memiliki sifat masing masing sesuai dengan persilangan orang

tuanya.Persilangan ini disebut pewarisan sifat.Pewarisan sifat berarti segala sesuatu yang

berhubungan erat dengan DNA.Mulai dari replikasi, yaitu perbanyakan DNA untuk diturunkan,

hingga sintesis protein yaitu transkripsi dan translasi dimana protein juga menentukan sifat.

Tetapi dalam proses pewarisan ini, dapat terjadi mutasi atau kerusakan DNA yang disebabkan

oleh banyak faktor. Mutasi bisa dikatakan merugikan makhluk hidup. Mutasi mempengaruhi

kelainan gen terpaut kelamin X pada wanita dan Y pada laki-laki.

8

Pada kasus ini, dapat ditarik kesimpulan, hipotesis kami adalah benar.Anak tersebut

menderita hemophilia.Hemofilia muncul dapat disebabkan oleh turunan dari orangtua individu

atau akibat mutasi.Hingga saat ini tidak ada cara yang dapat mengatasi kelainan gen tersebut.

Karena mutasi bersifat permanen dan dapat diturunkan.

Daftar pustaka

1. Priastini R, Hartono B, Dewajanthi AM, Winarsi, Sumadikarya IK, William, Lumbanraja

SM. Repair DNA dan mutasi(biomolekuler 2). Dasar biologi sel 2. Jakarta:

UKRIDA;2014.

2. Salam A. Dasar genetik keanekaragaman. Keanekaragaman genetik. Yogyakarta: Andi

Offset;1994.h.30.

3. Stanfield W, Cano R, Colome J. Bab 6: mutasi. Biologi molekuler dan sel. Jakarta:

Erlangga;2006.h.61.

4. Elrod S, Stansfield W. Mutasi. Schaum’s outlines genetika. Edisi ke-4. Jakarta:

Erlangga;2002.h.66.

5. Robbins dan Cotrans. Kelainan genetik. Buku saku dasar patologis penyakit. Edisi ke-7.

Jakarta: EGC;2006.h.120.

6. Marks D, Marks A, Smith C. Bagian III: Ekspresi gen dan sintesis protein. Biokimia

kedokteran dasar, sebuah pendekatan klinis. Jakarta: EGC;1996.h.198.

7. Biologi Media Centre. Pola-pola hereditas. Available from

http://biologimediacentre.com/pola-pola-hereditas/. Cited 27 january 2014.

8. Priastini R, Hartono B. Genetika mendel. Buku ajar biologi kedokteran. Jakarta:

UKRIDA;2010.h.333.

9. Sacher RA, Machperson RA. Gangguan koagulasi kongenital. Tinjauan klinis hasil

pemeriksaan laboratorium. Edisi ke-11. Jakarta: EGC;2002.h.166-7.

Daftar gambar

1. https://www.wanenoor.blogspot.com/pengertian-replikasi-dna.html/

2. https://www.biomansmaitnh.blogspot.com/hereditas-bag-2.html./

3. https://www.mgmpbiologikabsmi.wordpress.com/mutasi-gen.html/

4. https://www.dedeffrvian.blogspot.com/archive.html/

9

10