Mutasi gen

Mutasi gen Pasangan basa nitrogen pada DNA, antara timin dan adenine atau antara guanine dan sitosin dihubungkan oleh ikatan hydrogen yang lemah. Atom-atom hydrogen dapat berpindah dari satu posisi ke posisi lain pada purin atau pirimidin. Perubahan kimia sedemikian disebut perubahan tautomer. Misalnya secara tidak normal, adenine berpasangan dengan sitosin dan timin dengan guanine. Peristiwa perubahan genetic seperti ini disebut mutasi gen karena hanya terjadi di dalam gen. Mutasi gen disebut juga dengan mutasi titik (point mutation). Mutasi gen dapat terjadi karena substitusi basa N. Macam macam mutasi gen antara lain:

1. Mutasi tak bermakna (nonsense mutation) : tejadi perubahan kodon (triplet) dari kode basa N asam amino tetapi tidak mengakibatkan kesalahan pembentukan protein, misalnya UUU diganti UUS yang sama-sama kode dari fenilalamin.

2. Mutasi ganda tiga (triplet mutation) : terjadi karena adanya penambahan atau pengurangan tiga basa secara bersama-sama.

3. Mutasi bingkai (frameshift mutation) : terjadi karena adanya penambahan sekaligus pengurangan satu atau beberapa pasangan basa secara bersama-sama.

Mutasi titik (point mutation) merupakan mutasi yang melibatkan penggantian satu pasang basa (substitusi basa), di mana satu basa pada satu sekuens DNA diganti dengan basa yang berbeda. Bila DNA direplikasi maka hasilnya adalah substitusi pasangan basa.

Contoh mutasi titik

TCGCA CCGCA

Mutasi ini dapat menyebabkan beberapa hal tergantung dari letak mutasinya pada gen.Bila penggantian basa berlangsung di dalam gen yang mengkode protein, maka mRNA yang ditranskripsi dari gen akan membawa basa yang salah. Bila mRNA tersebut ditranslasi menjadi protein, maka kesalahan basa tersebut dapat menyebabkan tidak terjadinya pembentukan protein, atau terbentuknya protein abnormal, atau terbentuknya kodon nonsense (kodon STOP) yang menghentikan sintesis lengkap protein fungsional, dikenal sebagai nonsense mutation.Terbentuknya asam amino yang berbeda dari normal pada sintesis asam amino akibat kesalahan basa pada mutasi titik disebut dengan missense mutation. Misalnya sickle-cell anemia (anemia sel sabit), merupakan penyakit akibat missense mutation tunggal pada basa pengkode protein hemoglobin. Protein hemoglobin tersusun atas 147 asam amino. Pada asam amino ke-6, adenine digantikan dengan timin. Perubahan ini menyebabkan perubahan asam amino glutamate menjadi valin, sehingga mengubah bentuk molekul hemoglobin pada kondisi kadar oksigen rendah, dan menyebabkan sel darah merah menjadi berbentuk bulan sabit. Bentuk bulan sabit menyulitkan transport sel darah merah melalui pembuluh darah kapiler.

Contoh missense mutationTACAACGTCACCATT

Untai sense mRNA

AUGUUGCAGUGGUAA

Metionin-fenilalanin-glisin-triptofan

TACAACtTCACCATT

AUGUUGaAGUGGUAA

Metionin-fenilalanin-lisin- triptofan

Mutasi pasangan basa dapat juga menyebabkan perubahan pada DNA yang disebut dengan frameshift mutation. Mutasi ini berupa delesi (pemotongan) atau insersi (penyisipan) satu atau beberapa pasang nukleotida pada DNA dan menyebabkan terjadinya pergeseran pembacaan kerangka sandi (reading frameshift), sehingga akan menyebabkan perubahan asam amino. Contoh kasus frameshift mutation adalah penyakit Huntungton (Huntungton disease), suatu penyakit saraf yang disebabkan oleh adanya penyisipan basa tambahan pada DNA.

Mutasi penggantian (substitusi) basa dan mutasi frameshift dapat terjadi secara spontan akibat kesalahan pada replikasi DNA. Mutasi spontan ini umumnya muncul tanpa pengaruh dari bahan bahan penyebab mutasi (bahan mutagenic atau mutagen) seperti halnya senyawa kimia atau factor pengaruh radiasi.

Jenis mutasi yang lain adalah mutasi supresor, mutasi yang dapat meniadakan mutasi yang terjadi sebelumnya sehingga menjadi normal kembali. Mutasi ini disebut juga mutasi balik (reversed mutation) dan menghasilkan revertan, yaitu gen yang mengalami mutasi balik dan menjadi normal kembali. contoh mutasi gen adalah reaksi asam nitrit dengan adenin menjadi zat hipoxanthine. Zat ini akan menempati tempat adenin asli dan berpasangan dengan sitosin, bukan lagi dengan timin.

2. Mutasi Kromosom (Aberasi)Istilah mutasi umumnya digunakan untuk perubahan gen, sedangkan perubahan kromosom yang dapat diamati dikenal sebagai variasi kromosom atau mutasi besar/gross mutation adalah perubahan jumlah kromosom dan susunan atau urutan gen dalam kromosom. Mutasi kromosom sering terjadi karena kesalahan meiosis dan sedikit dalam mitosis. Pada prinsipnya mutasi kromosom dibagi menjadi 2, yaitu :

1. Mutasi kromosom terjadi karena perubahan jumlah kromosom

Mutasi kromosom yang terjadi karena perubahan jumlah kromosom (ploid) melibatkan kehilangan atau penambahan perangkat kromosom (genom) disebut euploid, sedang yang terjadi pada hanya pada salah satu kromosom dari genom disebut aneuploid.

a. Euploid (Eu = benar; ploid = unit)

Makhluk hidup yang terjadi secara kawin, biasanya bersifat diploid, memiliki 2 perangkat kromosom atau 2 genom pada sel somatisnya (2n kromosom). Organisme yang kehilangan 1 set kromosomnya disebut monoploid. Organisme monoploid memiliki satu genom atau satu perangkat kromosom (n kromosom) dalam sel somatisnya. Sel kelamin (gamet), yaitu sel telur (ovum) dan spermatozoa, masing-masing memiliki satu perangkat kromosom. Satu genom (n kromosom) yang disebut haploid. Sedangkan organism yang memiliki lebih dari dua genom disebut poliploid, misalnya triploid (3n kromosom), tetraploid (4n kromosom), heksaploid (6n kromosom). Poliploid yang terjadi pada tumbuhan misalnya pada apel dan tebu. Poliploid pada hewan misalnya Daphnia, Rana esculenta, dan ascaris. Poliploid dibagi menjadi dua, yaitu otopoliploid, terjadi pada kromosom homolog, misalnya semangka tak berbiji; dan alopoliploid, terjadi pada kromosom non homolog, misalnya Rhaphanobrassica (akar sepeti kol, daun mirip lobak).

b. Aneuploid (An = tidak; eu = benar; ploid = unit)

Aneupliodi adalah perubahan jumlah n-nya. Mutasi kromosom ini tidak melibatkan seluruh genom yang berubah, melainkan hanya terjadi pada salah satu kromosom dari genom. Biasa disebut juga dengan aneusomik. Macam-macam aneusomik antara lain :

1. Monosomik (2n-1); mutasi karena kekurangan 1 kromosom

2. Nullisomik (2n-2); mutasi karena kekurangan 2 kromosom

3. Trisomik (2n+1); mutasi karena kelebihan 1 kromosom

4. Tetrasomik (2n+2); mutasi karena kelebihan 2 kromosom

Aneusomi pada manusia dapat menyebabkan:

1. Sindrom Turner, dengan kariotipe (22AA+X0). Jumlah kromosomnya 45 dan kehilangan 1 kromosom kelamin. Penderita Sindrom Turner berjenis kelamin wanita, namun ovumnya tidak berkembang (ovaricular disgenesis).

2. Sindrom Klinefelter, kariotipe (22 AA+XXY), mengalami trisomik pada kromosom gonosom. Penderita Sindrom Klinefelter berjenis kelamin laki-laki, namun testisnya tidak berkembang (testicular disgenesis) sehingga tidak bisa menghasilkan sperma (aspermia) dan mandul (gynaecomastis) serta payudaranya tumbuh.

3. Sindrom Jacobs, kariotipe (22AA+XYY), trisomik pada kromosom gonosom. Penderita sindrom ini umumnya berwajah kriminal, suka menusuk-nusuk mata dengan benda tajam, seperti pensil,dll dan juga sering berbuat kriminal. Penelitian di luar negeri mengatakan bahwa sebagian besar orang-orang yang masuk penjara adalah orang-orang yang menderita Sindrom Jacobs.

4. Sindrom Patau, kariotipe (45A+XX/XY), trisomik pada kromosom autosom. kromosom autosomnya mengalami kelainan pada kromosom nomor 13, 14, atau 15.

5. Sindrom Edward, kariotipe (45A+XX/XY), trisomik pada autosom. Autosom mengalami kelainan pada kromosom nomor 16,17, atau 18. Penderita sindrom ini mempunyai tengkorak lonjong, bahu lebar pendek, telinga agak ke bawah dan tidak wajar.

2. Mutasi kromosom yang terjadi karena perubahan struktur kromosom

Mutasi karena perubahan struktur kromosom atau kerusakan bentuk kromosom disebut juga dengan istilah aberasi. Macam-macam aberasi dapat dijelaskan sebagi berikut :

a. Delesi atau defisiensi

Mutasi karena kekurangan segmen kromosom. Macam-mcam delesi antara lain :

1. Delesi terminal; ialah delesi yang kehilangan ujung segmen kromosom.

2. Delesi interstitial; ialah delesi yang kehilangan bagian tengah kromosom.

3. Delesi cincin; ialah delesi yang kehilngan segmen kromosom sehingga berbentuk lingkaran seperti cincin.

4. Delesi loop; ialah delesi cincin yang membentuk lengkungan pada kromosom lainnya.Hal ini terjadi pada waktu meiosis, sehingga memungkinkan adanya kromosom lain (homolognya) yang tetap normal.

b. Duplikasi

Mutasi karena kelebihan segmen kromosom.

c. Translokasi

Translokasi adalah mutasi yang mengalami pertukaran segmen kromosom ke kromosom non homolog . Macam-macam translokasi antara lain :

1. Translokasi homozigot (resiprok); ialah translokasi yang mengalami pertukaran segmen kedua kromosom homolog dengan segmen kedua kromosom non homolog.

2. Translokasi Heterozigot (non resiprok); ialah translokasi yang hanya mengalami pertukaran satu segmen kromosom ke satu segmen kromosom non homolog.

3. Translokasi Robertson (fusion)

d. Inversi

Inversi adalah mutasi yang mengalami letak gen-gen, karena selama meiosis kromosom terpilin dan terjadi kiasma. Macam-macam inverse antara lain :

1. Inversi parasentrik; terjadi pada kromosom tidak bersentromer

2. Inversi perisentrik; terjadi pada kromosom bersentromer.

e. Isokromosom

Isokromosom adalah mutasi kromosom yang terjadi pada waktu menduplikasikan diri, pembelahan sentromernya mengalami perubahan arah pembelahan sehingga terbentuklah dua kromosom yang masing-masing berlengan identik (sama). Jika dilihat dari pembelahan sentromernya maka isokromosom disebut juga fision, jadi peristiwanya berlawanan dengan translokasi Robertson (fusion) yang mengalami penggabungan

f. Katenasi

Katenasi adalah mutasi kromosom yang terjadi pada dua kromosom non homolog yang pada waktu membelah menjadi empat kromosom, saling bertemu ujung-ujungnya sehingga membentuk lingkaran.

Mutasi Dapat Terjadi Secara Alami dan Buatana. Menurut tipe sel atau macam sel yang mengalami mutasi:

1. Mutasi somatic, yaitu mutasi yang terjadi pada sel tubuh atau sel soma. Mutasi somatis kurang memiliki arti genesis (mutasi ini tidak akan diwariskan pada keturunannya)

2. Mutasi germina, yaitu mutasi yang terjadi pada sel kelamin (gamet), sehingga dapat diturunkan.

b. Menurut sifat genetiknya:

1. Mutasi dominan, terlihat pengaruhnya dalam keadaan heterozigot

2. Mutasi resesif, pada organisme diploid tidak akan diketahui selama dalam keadaan heterozigot, kecuali resesif pautan seks. Namun pada organisme haploid (monoploid) seperti virus dan bakteri, pengaruh mutasi dominan dan juga resesif dapat dilihat pada fenotipe virus dan bakteri tersebut.

c. Menurut arah mutasinya:

1. Mutasi maju atau forward mutations, yaitu mutasi dari fenotipe normal menjadi abnormal.

2. Mutasi balik atau back mutations, yaitu mutasi yang dapat mengembalikan dari fenotipe tidak normal menjadi fenotipe normal.

d. Menurut kejadiannya:

1. Mutasi alam atau mutasi spontan, yaitu mutasi yang penyebabnya tidak diketahui. Mutasi ini terjadi di alam secara alami (spontan), secara kebetulan dan jarang terjadi. Contoh mutagen alam adalah sinar kosmis, radio fektif alam, dan sinar ultraviolet.

2. Mutasi buatan, yaitu mutasi yang terjadi dengan adanya campur tangan manusia. Proses perubahan gen atau kromosom secara sengaja diusahakan oleh manusia dengan zat kimia, sinar X, radiasi dan sebagainya. Maka sering disebut juga mutasi induksi.

PEMERIKSAAN AMNIOCENTESIS

18:08 Diposkan oleh Bidan Febri

Amniocentesis adalah tes untuk mengetahui kelainan genetik pada bayi dengan memeriksa cairan ketuban atau cairan amnion. Di dalam cairan amnion terdapat sel fetal (kebanyakan kulit janin) yang dapat dilakukan analisis kromosom, analisis biokimia dan biologi. Ultrasonografi digunakan untuk memastikan posisi kandungan, plasenta, dan janin serta jumlah cairan amnion yang mencukupi.

Manfaat pemeriksaan amniocentesis antara lain :1. Mengetahui kelainan bawaan (Syndrome down,dll)2. Mengetahui jenis kelamin bayi.3. Mengetahui tingkat kematangan paru janin.4. Mengetahui ada tidaknya infeksi cairan amnion.

Pemeriksaan ini diutamakan untuk wanita hamil yang berisiko tinggi, yaitu :a. Wanita yang mempunyai riwayat keluarga dengan kelainan genetik.b. Wanita berusia di atas 35 tahun.c. Wanita yang memiliki hasil tes yang abnormal terhadap sindrom down pada trimester pertama kehamilan.d. Wanita dengan kelainan pada pemeriksaan USGe. Wanita dengan sensitisasi Rh.

Risiko Amniocentesisa. Kebocoran atau infeksi terhadap air ketubanb. Jarum menyentuh bayic. Kelahiran prematurd. Keguguran

Pemeriksaan1. Ibu berbaring telentang2. Perut ibu dibersihkan3. Dokter menggunakan ultrasonografi untuk melihat bayi, dan untuk mencari area yang aman dalam air ketuban. Ultrasonografi adalah gambar dari bayi Anda yang ditangkap dengan menggunakan gelombang suara.4. Kemudian jarum dimasukkan ke dalam uterus untuk mengambil cairan amnion.5. Dokter mengambil sejumlah kecil cairan kemudian mengeluarkan jarum. Jarum berada di dalam selama kurang dari 1 menit6. Sebuah layar diletakkan di sebelah perut ibu selama 15-30 menit untuk memantau detak jantung bayi .7. Hasil pemeriksaan bisa didapatkan dalam waktu sekitar 2 minggu

Amniocentesis dini1. Pemeriksaan dilakukan antara usia gestasi 11 sampai 14 minggu.2. Cairan yang diambil lebih sedikit 1 mL per setiap minggu gestasi.3. Risiko keguguran dan komplikasi lebih tinggi.

Amniocentesis trimester kedua1. Untuk diagnostik genetik biasanya dilakukan pada usia gestasi 15-20 minggu.2. Tindakan dipandu dengan bantuan USG realtime3. Jarum spinal no. 20 sampai 22 dimasukkan ke dalam kantong amnion, sambil menghindari plasenta, tali pusat dan janin.4. Cairan yang diambil sebanyak 20 mL5. Jarum dikeluarkan dan diamati apakah ada perdarahan pada bekas tusukan jarum6. Risiko yg dpt terjadi : Trauma janin/maternal, Infeksi , Abortus/persalinan prematur

Kesimpulannya, amniocentesis pada umumnya aman dan dapat dipercaya, tetapi tetap tidak bebas sama sekali dari faktor risiko. Penting sekali untuk digunakan dengan selektif dan tetap dijelaskan kepada pasangan pasien yang menginginkannya.

Cunningham F. Gary dkk, Obstetri Williams,Edisi 21, Jakarta, EGC; 2006 berbagai sumberAnalisis DNA

PCR (Polymerase chain reaction) : dapat membuat copy segmen DNA

RFLP Mapping

: mendeteksi keberadaan suatugen pada DNA

Dapat digunakan untuk:

- Diagnosis suatu penyakit

- Konseling genetik

- Terapi gen