LAPORAN KELOMPOK

BLOK III BIOLOGI MOLEKULER

SKENARIO 2

KELAINAN PADA TINGKAT MOLEKULER : PENYEBAB DAN PENANGANAN

KASUS MARFAN SYNDROME

OLEH KELOMPOK V

Aditya Hagung K (G0010005)

Anindita Ratna G (G0010021)

Dwi Septiadi Badri (G0010063)

Hendra Wardhana(G0010093)

Nabiel (G0010131)

Nurlatifah Febriana (G0010143)

Paramita Stella (G0010149)

Rifni Arneswari F (G0010161)

Tara Ken (G0010187)

Viola Belivia T (G0010193)

TUTOR: dr. Andri Iryawan

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG MASALAH

Genetika adalah ilmu yang mempelajari proses pewarisan sifat pada manusia dari awal

pleburan gamet hingga pembentukan janin. Dalam perjalanannya, gen tidak selalu mengalami

pembelahan sempurna karena itulah kita sering melihat beberapa individu yang ampak

abnormal atau mengalami kecacatan. Pada umumnya sifat yang dimiliki satu individu

merupakan warisan dari orang tuanya termasuk di dalamnya adalah penyakit keturunan.

Kelainan kelainan yang terjadi dapat disebabkan salah satunya karena mutasi. Mutasi dapat

menghalangi atau menghambat proses pembelahan gen baik pada gonosom ataupun autosom

sehingga gen yang ada tidak terbentuk sebagaimana seharusnya sehingga akan mempengaruhi

pembacaan informasi genetik yang hedak disampaikan. Ini dapat menyebabkan gen tersebut

yang terkena mutasi menjadi dominan atau resesif sehingga akan berdampak pada

keturunannya.

Proses replikasi dan transkripsi serta pembelahan sel sangat mempengaruhi fenotip pada

tiap individu termasuk faktor penghambat dan juga pendukung agar proses tersebut dapat

terlaksana dengan baik. Kelainan yang muncul pun kadang ada yang sudah dari bawaan sejak

lahir atau ada yang baru muncul ketika beranjak dewasa.

B. RUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan masalah dalam laporan ini, yaitu:

1. Sesak nafas, nyeri dada, berdebar-debar

2. Dada pectus excavatum, kypholiosis, tinggi, kurus, tipis, ukuran anggota gerak

tidak proporsional

3. Tidak ada riwayat penyakit dari keluarga

4. Pemeriksaan klinis menunjukkan adanya kelainan molekuler

5. Analisis sequencing

C. TUJUAN PENULISAN LAPORAN

Adapun tujuan dari penulisan laporan ini, yaitu:

1. Mengetahui struktur dan fungsi makromolekul (DNA, RNA, dan Protein)

2. Mengetahui control ekspresi gen (replikasi, transkripsi, dan translasi)

3. Mengetahui regulasi/ pengaturan genetik

4. Mengetahui genetika (pola pewarisan dan Mendelisme)

5. Mengetahui apa itu mutasi

6. Mengetahui proses reparasi DNA (DNA repair)

7. Mengetahui dasar-dasar teknik biologi molekuler

D. MANFAAT

Adapun manfaat dari penulisan laporan ini, yaitu:

1. Siswa mampu menjelaskan struktur dan fungsi makromolekul

2. Siswa mampu menjelaskan proses control ekspresi gen

3. Siswa mampu menjelaskan apa itu mutasi

4. Siswa mampu menjelaskan proses reparasi DNA

5. Siswa mampu memahami dasar-dasar teknik biologi molekuler

BAB II

STUDI PUSTAKA

A. STRUKTUR DAN FUNGSI MAKROMOLEKUL (DNA, RNA, DAN PROTEIN)

STRUKTUR DNA :

DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang

tersusun atas polimer nukleotida yang tersusun rangkap

membentuk DNA double helix dan berpilin ke kanan dan

diikat oleh ikatan hidrogen yang dilambangkan dengan

garis titik titik di antara dua basa nitrogen yang

berpasangan di bagian dalam helix ganda. Setiap

nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu (1) Gugus

fosfat (2) Gula dengan 5 atom C (3) Basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin,

yaitu adenin dan guanin serta golongan pirimidin, yaitu sitosin dan timin.

Basa-basa nitrogen dari heliks ganda ini berpasangan dalam kombinasi yang spesifik:

adenin (A) dengan timin (T), dan guanin (G) dengan sitosin (S). Model Watson-Crick

ini menjelaskan aturan Chargaff, di mana banyaknya adenin sama dengan banyaknya

timin dan banyaknya sitosin sama dengan banyaknya guanin.

STRUKTUR RNA :

Tidak seperti DNA, molekul RNA pada umumnya berupa

untai tunggal sehingga tidak memiliki struktur tangga berpilin.

Namun, modifikasi struktur juga terjadi akibat terbentuknya

ikatan hidrogen di dalam untai tunggal itu sendiri

(intramolekuler).

Dengan adanya modifikasi struktur molekul RNA, kita

mengenal tiga macam RNA, yaitu RNA duta atau messenger

RNA (mRNA), RNA pemindah atau transfer RNA (tRNA),

dan RNA ribosomal (rRNA). Struktur mRNA dikatakan

sebagai struktur primer, sedangkan struktur tRNA dan rRNA dikatakan sebagai

struktur sekunder. Perbedaan di antara ketiga struktur molekul RNA tersebut berkaitan

dengan perbedaan fungsinya masing-masing.

Pada RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya

mengalami kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan gula

2’-deoksiribosa. RNA tidak ada timin dan sebagai gantinya terdapat urasil (U). Timin

berbeda dengan urasil hanya karena adanya gugus metil pada posisi nomor 5 sehingga

timin dapat juga dikatakan sebagai 5-metilurasil.

STRUKTUR PROTEIN :

Protein terdiri dari rantai-rantai yang tersusun atas 20 asam amino berbeda yang

dihubungkan oleh ikatan kovalen yang disebut ikatan peptida. Susunannya karbon-α

terletak di tengah tiap asam amino, di sebelah kirinya terdapat gugus amino yang

bersifat basa dan sebelah kanannya terdapat gugus karboksil yang bersifat asam.

B. KONTROL EKSPRESI GEN

Secara sederhana ekspresi gen dapat dijelaskan melalui Dogma Sentral, sebagai

berikut:

replikasi

transkripsi

translasi

C. MUTASI

Mutasi adalah perubahan materi genetik yang dapat diwariskan dan memunculkan

bentuk-bentuk alternatif gen apapun. Ada 2 macam mutasi, yaitu mutasi gen dan

mutasi kromosom. Mutasi gen pada tingkat nukleotida disebut mutasi titik. Kesalahan

apapun yang terjadi selama mutasi gen di dalam molekul DNA, baik yang berupa

DNA

RNA

PROTEIN

insersi, delesi, atau subsitusi pada satu atau lebih bahasa dapat menyebabkan

timbulnya mutasi. Laju mutasi dapat sangat ditingkatkan dengan cara memaparkan

agen kimiawi atau agen fisik yang disebut mutagen kepada sel. Suatu kesalahan secara

spontan yang menimbulkan perubahan sequens DNA dapat diwariskan.

Mutasi titik terjadi akibat adanya subsitusi basa pada gen yang mengkode suatu

polipeptida dapat menyebabkan terjadinya mutasi missense, nonsense, atau silent.

Mutasi pergeseran kerangka-basa (frameshift mutation) terjadi akibat adanya insersi

atau delesi basa atau nukleotida di dalam daerah pengkode pada suatu gen.

D. REPARASI DNA (DNA REPAIR)

Salah satu mekanisme perbaikan DNA, perbaikan salah pasang (mismatch repair),

memperbaiki kesalahan-kesalahan yang terjadi ketika DNA disalin. Selama replikasi

DNA, DNA polimerase sendirilah yang melakukan perbaikan salah-pasang.

Polimerase ini mengoreksi setiap nukleotida terhadap cetakannya begitu nukleotida

ditambahkan pada untaian. Dalam rangka mencari nukleotida yang pasangannya tidak

benar, polimerase memindahkan nukleotida tersebut kemudian melanjutkan sintesis.

Protein-protein lain selain DNA polimerase juga melakukan perbaikan salah-pasang

Seperti halnya perbaikan salah-pasang, kebanyakan mekanisme perbaikan DNA rusak

memanfaatkan struktus basa yang dimiliki DNA. Biasanya satu segmen dari untai

yang mengandung kerusakan dipotong habis dan dibuang (dieksisi) oleh suatu enzim

pemotong DNA, yaitu nuklease. Lalu celah yang terbentuk diisi dengan nukleotida-

nukleotida yang baru. Enzim yang terlibat dalam proses ini adalah enzim polimerase

dan DNA ligase. Perbaikan seperti ini disebut perbaikan eksisi.

E. DASAR-DASAR TEKNIK BIOLOGI MOLEKULAR

1. Ekstraksi Asam Nukleat : suatu teknik untuk memisahkan asam nukleat dari

komponen sel lainya (protein, karbohidrat, lemak, dll) sehingga asam nukleat

yang diperoleh cukup murni untuk dapat dianalisis lebih lanjut dengan tekhnik

dasar biologi lainya.

2. PCR (Polymerase Chain Reaction : merupakan teknik amplifikasi DNA

selektif in vitro yang meniru fenomena replikasi DNA in vivo. PCR melibatkan

enzim polimerase yang dilakukan secara berulang - ulang.

3. Enzim Restriksi : merupakan bagian dari sistem kekebalan bakteri untuk

melindungi bakteri dari infeksi DNA asing. Disebut juga enzim endoklunease.

4. Elektroforesis : perpindahan molekul yang bermuatan sebagai respon terhadap

medan elektrik. Kecepatan perpindahan tergantung pada kekuatan medan dan

muatan listrik, ukuran dan bentuk molekul, kekuatan ionik, vikositas, dan suhu

medium yang digunakan oleh molekul tersebut untuk berpindah.

BAB III

PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil diskusi tutorial yang kami lakukan kemungkinan pasien

tersebut menderita Marfan Syndrome. Keluhan-keluhan seperti sesak nafas, nyeri

dada, berdebar-debar, kemudian adanya kyphoscoliosis, struktur badan yang tinggi,

kurus, tipis, dan ukuran anggota gerak yang tidak proposional dengan tubuh sesuai

dengan gejala-gejala penderita MS (Marfan Syndrome) pada umumnya.

MS adalah gangguan jaringan ikat. Fungsi utama dari jaringan ikat adalah

untuk menahan tubuh bersama-sama dan menyediakan arahan bagi pertumbuhan dan

perkembangan. Dalam MS, jaringan ikat rusak dan tidak bertindak sebagaimana

mestinya. Karena jaringan penghubung ditemukan di seluruh tubuh, MS dapat

mempengaruhi banyak sistem tubuh, termasuk kerangka, mata, jantung dan pembuluh

darah, sistem saraf, kulit, dan paru-paru.

Pada banyak kasus sindrom Marfan tidak diketahui. MS disebabkan oleh

kerusakan (mutasi) pada gen yang menentukan struktur fibrillin, protein yang

merupakan bagian penting dari jaringan ikat.

Kelainan kardiovaskuler pada MS adalah yang terberat dan ditemukan pada

banyak penderita MS yang pada akhirnya menyebabkan kematian. Kelainan jantung

bisa berupa kelainan yang dibawa sejak lahir/congenital.

Perlu diketahui bahwa penderita MS masih bisa mempunyai keturunan. Oleh

karena itu MS merupakan penyakit keturunan dengan kemungkinan sebagai berikut :

Pembawa gen 1 orang, kemungkinan 50% terkena MS

Pembawa gen 2 orang, kemungkinan 75% terkena MS

Terkait penanganan terhadap penderita MS belum ditemukan obat

penyembuhnya. Tetapi dapat dilakukan pengobatan untuk meminimalkan dan bahkan

mencegah komplikasi, seperti komplikasi penyakit jantung, tulang, dan penyakit yang

menyerang mata untuk meningkatkan mutu hidup penderita.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

1. Dari gejala-gejala yang dialami penderita dapat disimpulkan bahwa penderita

terkena Marfan Syndrome.

2. Marfan Syndrome adalah suatu penyakit jaringan ikat keturunan yang

menyebabkan kelainan pada pembuluh darah dan jantung, kerangka tubuh,

dan, mata.

3. Dalam kasus ini Marfan Syndrome disebabkan oleh mutasi spontan.

4. Belum ada pengobatan untuk menyembuhkan Marfan Syndrome, tetapi bisa

dilakukan langkah untuk meningkatkan mutu hidup.

B. SARAN

1. Pasien hendaknya melakukan pengobatan untuk menghilangkan

komplikasi penyakit dan untuk meningkatkan mutu hidup.

DAFTAR PUSTAKA

Dorland, W.A. Newman. 2002. Kamus Kedokteran Dorland Edisi 29. Jakarta : EGC.

Chen, Harold (2010). Marfan Syndrome . eMedicine.

http://emedicine.medscape.com/article/946315-overview

OMIM (2010). Marfan Syndrome. Copyright (c) 1966-2010 Johns Hopkins University

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/154700

Agung Prasetyo, Afiono. Teknik Biologi Molekular Dasar . Cetakan 1. Surakarta: LPP UNS

& UNS Press.

Suryo. Genetika Manusia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Stansfield W.D., Colome J.S., Cano R.J. 2006. In: Katherine E. Cullen (ed). Schaum’s Easy

Outlines Biologi Molekuler dan Sel. Jakarta: Erlangga.