BAB. 8M U T A S I

OLEH KELOMPOK 2 :

HASRIWIANI HABO ABBAS P.1804206003 ERNI SUNUBI P. 1804206004

CHAERUNISA P. 1804206005SABARIA MANTI BATTUNG P. 1804206007DEVIARBI SAKKE TIRA P. 1804206008NASRIA P. 1804206009

Mutasi adalah proses penting dalam populasi genetik dan evolusi, karena mutasi merupakan sumber original dari variasi genetik pada populasi.

Penyebab langsung dari mutasi, contohnya, kesalahan dalam replikasi DNA, sisipan dari elemen yang dapat ditransfer, kerusakan fisik dari kromosom, kegagalan dalam pemisahan meiosis

Mutagen khusus, kimia atau sejenis radiasi yang menimbulkan mutasi, secara umum menyebabkan tipe tertentu dari mutasi. Contohnya, bahan kimia EMS (ethyl methane sulfonate) menyebabkan penggantian cytosine dengan thymine, radiasi ultraviolet menyebabkan formasi dari thymine dimer dan sisipan berikutnya dari nukleotida yang salah selama replikasi, sinar gamma atau sinar X seringkali menyebabkan kerusakan yang hebat , misalnya patahnya single atau double-helix dalam molekul DNA.

Pada mutasi spontan penyebab langsungnya tidak diketahui, tetapi mutagen lingkungan mungkin meningkatkan angka mutasi pada populasi. Faktor seperti sinar ultraviolet, radiasi latar, dan polutan bahan kimia mungkin memberikan pengaruh yang signifikan pada angka mutasi dan akan mempengaruhi jumlah dasar dari variasi genetik dalam populasi saat ini.

Contoh 8.1•Elemen yang dapat ditransfer adalah bagian dari DNA yg dapat berpindah dan mengandalkan dirinya sendiri dalam genom dari organisme . Mereka telah ditemukan pada hampir semua eukariota dan diperkirakan membentuk lebih dari 50 % genom maizena dan kira-kira 10% -15% dari genome D. Melanogaster (Kidwell &Lisch, 1997). Fenomena dari dysgenesisnhibrid, dimana menyilangkan antara keturunan tertentu menghasilkan rekomendasi jantan (secara umum tidak ada rekomendasi dalam Drosphila jantan), angka mutasi Tinggi dan sterilitas.

•Pada akhir tahun 1970, diulas bahwa keturunan laboratorium yang lebih tua tidak nampak mempunyai elemen I dan P yang dapat ditransfer , padahal keturunan saat ini ada.

•Kidwell (1983) mengukur frekuensi dari I dan P dalam keturunan D.melenogaster yang dikumpulkan dari tahun 1920 an sampai 1970 an. Meskipun keturunan awal tidak berisi elemen manapun, keturunan dengan elemen I meningkat hingga kira-kira 50% pada tahun1940-an dan hingga mendekati 100% pada tahun 1970-an. Keturunan dengan elemen P mulai meningkat pada tahun 1950-an dan mencapai 87,5% pada tahun 1970-an.

Dua hipotesis dapat menerangkan hasil ini : elemen I dan P saat ini menyerangD.Melanogaster dari spesies lain dan menyebar keseluruh dunia atau hilang pada saat di lab.

Elemen P ditemukan dalam spesies lain Drosophila, dan Daniel dkk (1990) menemukanelemen P dalam D.willistoni yang hanya berbeda satu nukleotida dalam 2907 pasang dasar dari elemen P lengkap dalam D.melanogaster

Variasi dalam elemen P D.willistoni dibandingkan dalam elemen P D.melanogaster yang nampak menjadi spesies penerima. Meskipun D.melanogaster adalah spesies yang tersebar keseluruh dunia saat ini, penyebaran ini dianggap terbaru D.melanogaster dianggap berasal dari bagian barat Afrika. Sebaliknya D.wiliistoni adalah spesies dunia baru yang ditemukan di Amerika Tengah dan Amerika Selatan.

Untuk memeriksa penyebaran dari elemen P secara eksperimental dalam populasi, Kidwell dkk (1988) dan Good dkk (1989) memperkenalkan elemen P kedalam keturunantanpa elemen P dan memonitor peningkatannya. Sebagai contoh, dalam dua garis awalnya dengan 5% kromosom elemen P, Good dkk mengamati bahwa hampir 100% dari kromosom mempunyai elemen P oleh generasi 10

Distribusi pada dasarnya terdiri dari 2 bagian yaitu mutasi menjadi rusak atau hampir lethal (daerah terbayang disebelah kiri), mutasi netral atau hampir lethal (daerah terbayang disebelah kanan)

Sejumlah gen, seperti gen histone, globin, rRNA, dan MHC, ada dalam famili multigen, yaitu sekumpulan gen homolog dengan fungsi berhubungan yang sering kali terkait dengan sebuah kromosom. Peningkatan pada jumlah gen dalam famili multigen adalah hasil dari duplikasi, secara umum melalui penyilangan yang berbeda.

Ota dan Nei (1994) mengatakan bahwa famili multigen mungkin berkembang oleh proses kelahiran dan kematian dimana gen secara kontinyu bertambah atau menghilang terhadap famili multigenDuplikasi gen ini terpisah satu sama lain atau dihomogenisasi oleh proses yang disebut evolusi yang bekerjasamaFaktor yang terlibat dalam evolusi yang bekerjasama adalah konversi gen dan penyilangan yang berbeda

Konversi gen adalah proses oleh bagian dari rangkaian nukleotida dari satu alel digantikan oleh rangkaian nukleotida homolog dari alel lain. Angka konversi gen telah diestimasi dan rata-rata sekitar 5% (Fogel dkk, 1978).

PERUBAHAN FREKUENSI ALEL BERKAITAN DENGAN MUTASI

Untuk mengevalusi pengaruh mutasi pada variasi genetik, diasumsikan bahwa tiap-tiap locus ada dua tipe utama dari alel yaitu alel tipe liar (wildtipe) dan alel penganggu

Bersifat heterongenTeori netralitas diasumsikan bahwa banyak varian

dalam rangkaian nekleotida pada gen adalah netral berhubungan satu sama lain.

Alel pengganggu seperti yang dikemukakan pada varian gen yang menyebabkan penyakit genetik pada manusia (McKusick,1998) atau variasi morfologi dalam D. melanogaster (Lindsley dan Grell,1992)

PERUBAHAN FREKUENSI ALEL BERKAITAN DENGAN MUTASI

Mutasi adalah reversible dan dapat terjadi dari kategori wildtipe ke kategori pengganggu atau sebaliknya.

Tipe mutasi ini secara konvensional disebut mutasi sesudah (forward) dan mutasi sebelum (backward)

Mutasi Forward menghasilkan malfungsi gen. (lihat contoh 8.2 untuk estimasi angka mutasi forward dan bakcward dalam studi besar tikus)

Malfungsi dalam alel normal dapat terjadi banyak cara, mutasi backward kecil frekuensinya karena hanya sejumlah mutasi tertentu yang dapat mengkompensasi mutasi original.

Contoh 8.2Mutasi pada lokus-lokus individu secara umum jarang

terjadi,eksperimen skala besar sangat diperlukan untuk mengestimasi angka mutasi dengan cukup memadai. Studi basar-besarn telah dilakukan untuk mengestimasi angka mutasi spontan forward dan backward pada lima lapisan-warna lokus pada tikus (Schlager dan Dickie,1971). Selama masa 6 tanun, lebih dari 7 jt tikus pada Laboratorium Jackson di Bar Harbor, Maine,diteliti untuk mutasi spontan pada lokus-lokus nonagouti,brown,albino,dilute dan leaden. Estimasi angka mutasi untuk tiap-tiap lokus dan semua harga diberikn pada tabel 8.1

Angka mutasi forward keseluruhan adalah 11.2 x 10-6 dan angka mutasi backward keseluruhan adalah 2.5 x 10-6

Kontrol data untuk beberapa eksperimen radiasi besar pada tikus disarikan (Russel dan Russel,1996), keseluruhan untuk tujuh resesif,penanda visible, 69 mutasi adalah 6.6 x 10-6 .

Jika mosaik (bagian tubuh mutan) dimasukkan dalam ringkasan Russel dan Russel, maka estimasi per lokus menjadi 11.0 x 10-6 sama dengan estimasi yang dilakukan oleh Schlager dan Dickie

Tabel 8.1 Angka Mutasi Spontaneous pada 5 lapisan – warna lokus pada tikus

Lokus Jumlah gamet test

Jumlah Mutasi

Angka Mutasi (x 10 6)

95% CI (x106 )

Mutasi dari wilhtipe (forward)

NonagoutiBrownAlbinoDiluteLeadenTotal

67.395919.699150.391839.447243.444

2.220.376

33510425

44.53.333.211.916.411.2

9.2 – 130.1

0.7-9.510.8-77.65.2-21.94.5-42.17.3-16.6

Dominant Mutasi (Backward)

NonagoutiBrownAlbinoDiluteLeadenTotal

8.167.8543.092.8063.423.7242.307.692266.122

17.236.978

34009043

4.200

3.90

2.5

2.9-5.80-1.20-1.1

1.8-11.10-13.91.8-3.4

Mutasi forward dan backwardDalam rangka menguji pengaruh pada variasi genetik

pada populasi diasumsikan bahwa angka mutasi dari tipe liar (wildtipe)allel (A1) ke allel penggangu (A2) adalah u (angka mutasi forward,angka mutasi dari allel pengganggu ke tipe liar allel),

Angka mutasi backward adalah v. Perubahan frekuensi dari A2 dalam kaitannya dengan mutasi itu sendiri adalah

Δq = up-vq= u – q (u+v) (8.1a)

P adalah proporsi allel yang dapat melakukan mutasi dari A1 ke A2 dengan angka mutasi u

q adalah proporsi yang dapat melakukan mutasi dari A2 ke A1 dengan angka mutasi v

Hubungan liner dengan allel frekuensi dan mencapai harga maksimal positif ketika q=0 (∆q=u), dan harga maksimal negatif ketika q=1 (∆q=-v)

Mutasi forward dan backwardTitik ekuiblibrium (keseimbangan) stabil dapat diperoleh

dari keseimbangan antara angka mutasi forward dan backward dapat diperoleh dengan mengatur persamaan 8.1a = 0 dan memecahkan q,sehingga frekuensi ekuilibrium adalah :

qc = u u + v (8.1b)

Jika mutasi forward lebih tinggi daripada angka mutasi backward (u>v), maka frekuensi allel penggangu diharapkan lebih keci daripada wildtipe.Jika diasumsikan v = sangat kecil dibandingka u, maka frekeunsi dari A1 setelah generasi dengan mutasi adalah :

P1 = Po – upo

= (1-u)poGeneralisasi hubungan ini pada t menghasilkan

Po = (1-u)t Po (8.1c)70.000 generasi untuk mencapai setengah dari frekuensi

wildtipe allel (Pt = ½Po) bila u = 10-5

PROBABILITAS DARI MUTASI TUNGGAL

Populasi terdiri dari semua individu A1A1 sebelum mutasi dan berisi satu heterozygous individu A1A2,dengan sisanya A1A1,setelah peristiwa mutasi. Oleh karena itu individu A1A2 harus berpasangan dengan individu A1A1.Jika pasangan mengahsilkan hanya satu, ada 50% peluang bahwa akan menjadi A1A1 yang mana mutan A2 akan hilang pada generasi pertama.

Jika keturunan tunggal adalah A1A2 masih satu keturunan A2 dalam generasi selanjutnya.

Jika pasangan menghasilkan dua keturunan, probabilitas kehilangan A2 adalah kepunyaan dua keturunan A1A1 adalah (½)(½)=(¼)

Probabilitas satu turunan A2 masih tinggal (½), dan probabilitas dari dua turunan (A1A2) adalah (¼),dengan kata lain frekuensi meningkat,sisa tanpa perubahan atau meningkat tergantung pada tipe dan jumlah keturunan

K keturunan dan distribusi dari ukuran adalah poison diasumsikan populasi cukup besar dan konstan dalam ukuran ; k = 2,lihat tabel 8.2

Jumlah Keturunan

0 1 2 3 … kFrekuensi e-2 2e-2 22 e-2

2!

23 e-2

3!

… 2k e-2

K!

Probabilitas dari kehilangan A2

1 ½ (½)2 (½)3 … (½)k

Tabel 8.2 Distribusi Poisson dari Ukuran keluarga dengan k=2 & Probabilitas dari kehilangan mutant A2 dihubungkan

dengan ukuran keluarga yang berbeda

Genenerasi Netral S=0.01

Hilang Bertahn hidup Hilang Bertahan hidup1

2

3

4

5

.

.

.

15

.

.

.

127

.

.

.

~

0.368

0.532

0.626

0.688

0.732

.

.

.

0.887

.

.

.

0.985

.

.

.

1.0

0.632

0.468

0.374

0.312

0.268

.

.

.

0.113

.

.

.

0.015

.

.

.

0.0

0.364

0.526

0.620

0.681

0.752

.

.

.

0.878

.

.

.

0.973

.

.

.

0.98

0.636

0.474

0.380

0.319

0.275

.

.

.

0.122

.

.

.

0.027

.

.

.

0.02

Tidak ada perbedaan secara virtual antara probabilitas yang hilang dai sedikit allel berbamnfaat yang terseleksi dan dari mutan netral dalam awal generasi.Probabilitas mutasi netral adalah nol secara esensial karena ukuran populasi besar akan tetapi probabilitas fiksasi dari mutan bermanfaat yang tereseleksi adalah 0.02.Lihat tabel 8.3

Tabel 8.3 Probabilitas yang hilang dan bertahan hidup dari muatsi aru ketika ada netralitas atau manfaat selektif 1% (setelah Fisher,1930)

SELEKSI AD.KEKUATAN UTAMA YANG MENJAGA ALEL PENGGANGGU DARI KENAIKAN FREKUENSI. EX.PADA BEBERAPA INDIVIDU, KEADAAN RESESIF SUATU PENY PADA MANUSIA TIDAK BERTAHAN SAMPAI MASA DEWASA TANPA PERAWATAN MEDIS.

a. MUTASI RESESIFPERUBAHAN FREKUENSI ALEL DALAM MUTASI MEMPUNYAI EFEK YANG BERLAWANAN DENGAN PERUBAHAN FREKUENSI ALEL DALAM SELEKSI. ∆Q MU + ∆Q S = 0

Seleksi murni menjaga frekuensi dari alel pengganggu dan lethal pada lokus diberikan ckp rendah.namun, karena terdapat beratus-ratus gen yg mempunyai seleksi-mutasi dinamis, alel pengganggu dan lethal cukup penting pada semua lokus.

Jika alel ad. Resesif lethal, maka s = 1,0 frekuensi alel ekuilibrum dengan jelas meningkat sebagai hasil dari angka mutasi yang lebih tinggi atau kerugian seleksi lebih rendah. Ex.jika angka mutasi yang berkaitan dengan beberapa faktor mutagenik (s) dinaikkan 10X, maka frekuensi genotif ekuilibruk juga dinaikkan 10X. Dengan cara yg sama, jika penyakit sebelumnya lethal sebelum usia reproduksi (s=1) dan sekarang kurang bermanfaat (s=0,1) karena perawatan medis yang lebih baik, seperti pada phenylketonuria, maka frekuensi genotif ekuilibrum ditingkatkan 10X.

Qe ~ µ s

Pendekatan ini dapat digunakan untuk menyelidiki pengaruh dari perkawinan antar keluarga yang dekat sekali (inbreeding) pada frekuensi ekuilibrum dalam kaitannya dengan keseimbangan mutasi-seleksi.

Prediksi:Frekuensi alel ekuilibrum dinaikkan sesuai jumlah kenaikan inbreeding. Inbreeding menyingkap alel pengganggu lebih resesif daripada pemilihan dengan peningkatan frekuensi dari homozygot A2A2 dan ini akan mengurangi frekuensi dari alel A2 pada ekuilibrum.contohnya jika s=0,5, maka frekuensi alel ekuilibrum untuk f=0,0 adalah lebih dari 10X untukf =0,05. sebaliknya frekuensi dari homozygot (kemunculan dari penyakit resesif) adalah sama dengan kedua kasus.

Kesimpulan dari efek tersebut bahwa jika populasi ekuilibrum dengan inbreeding subtansial mempunyai penurunan besar dalam inbreeding, maka akan ada pengurangan temporer (mungkin beratus-ratus generasi terakhir) dalam kemunculan dari penyakit resesif sampai populasi mutasi dikembalikan ke harga ekuilibrum.

JK ALEL PENGGANGGU ADLH DOMINAN, MK PERUBAHAN DLM FREKUENSI ALEL BERKAITAN DGN SELEKSI ADLH :

b.Mutasi Dominan

)2(1 2

2

ps

qspq

u/ keseimbangan seleksi & mutasi

)22( 22

2

qqqs

sqsqu

Jk q2 diasumsikan scr aproksimasi menuju nol :

sq

squ

21 sqsquu 2

Jk hsl dari qu diasumsikan menuju nol, mk frekuensi dari A2 scr aproksimasi adlh :

s

uqe

Frekuensi dari fenotif muatan (hny heterozygot yg dipertimbangkan, krn heterozygot dominan ,A2A2 adlh sgt jarang&mgkn lethal )pd ekuilibrium adlh:

s

u

qpH eee

2

2

Intermediate Dominan & Muatan Mutasi

U/ memeriksa pengaruh dari level dominan, mk diasumsikan total perubahan dlm frekuensi alel adlh :

xmu qqq

Dgn level intermediate dominan dmn kondisi (kebugaran/kesehatan) relatif dari heterozygot adlh 1-hs,shg persamaan ini mjd :

qhhspqupq 12

Muatan genetik

Adlh: pengurangan kemampuan dlm populasi yg dibandingkan dgn kemampuan jk populasi disusun hny dari genotif optimum

)2(

1

qphsq

wL

III. Mutasi Dalam Populasi Yang Terbatas

Salah satu faktor yang mempengaruhi probabilitas dari mutan baru adalah ukuran dari populasi

a. Netralitas

Untuk membangun beberapa dari fundamental teori ini ;

- Mengasumsikan bahwa mutan baru, A1 terjadi dalam sebuah populasi yang sebaliknya yang hanya terdiri dari alel A2.

- Frekuensi inisial dari mutan adalah :

Asumsi bahwa dua alel adalah netral dan berkaitan satu sama lain, kita ketahui bahwa probabilitas fiksasi dari mutasi baru adalah sama dengan inisial frequensinya atau

Dan probabilitas kehilangan dari mutan baru (sama dengan fiksasi dari alel originalnya) adalah :

Fiksasi dari mutan baru dan keilangan satu mutan baru, melibatkan waktu yang berbeda. Karena perubahan frequensi waktu yang dibutuhkan ketika kehilangan terjadi cukup kecil dari 1/(2N) sampai nol, rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk kejadian ini sangat singkat.

Disisi lain, ketika fiksasi dari mutan baru terjadi, membutuhkan perubahan substasial dalam frequensi alel dari 1/((2N) sampai satu, dan waktu yang dibutuhkan lebih besar.

Gbr. 8.8. kehilangan dari empat mutan dan fiksasi akhir dari mutan dalam populasi kecil

Kimura dan Ohta (1971)

Jika frekuensi dari alel adalah rendah, seperti untuk mutan baru, waktu fiksasi adalah :

Dan waktu kehilangan adalah :

Jika ada sejumlah potensi alel pada suatu lokus, maka mutasi akan meningkatkan jumlah dari penyimpangan alel dan genetik yang akan mengurangi jumlah alel.

Sifat dari equilibrium yang dihasilkan dari keseimbangan dua faktor untuk model ini disebut model alel-tak terbatas atau infinite-allele model (IAM) karena masing-masing mutasi diasumsikan menjadi baru, alel unik.

Kimura dan Crow

Menggunakan koefisien inbreeding. Illustrasi penurunan ini, mengasumsikan

bahwa homozygot yang diharapkan dalam generasi t adalah :

Misalkan u menjadi angka mutasi alel baru pada suatu lokus. Probabilitas dari identitas dimodifikasi oleh probabilitas bahwa kedua alel tidak bermutasi atau sehingga

Jika diasumsikan bahwa sebuah equilibrium di antara mutasi yang menghasilkan alel baru dan ukuran populasi terbatas yang memisahkan mereka, maka Ft=ft-1=fe.

Karena bagian dari heterozygot adalah H=1-f

Model Mutasi –stepwise (SMM)

Dimana diasumsikan bahwa mutasi terjadi hanya pada keadaan berdekatan.

Untuk model ini, ohta dan kimura (1973) menemukan ekuilibrium heterozygot menjadi

Untuk 4Neu=1, ekuilibrium heterozygot untuk model mutasi-stepwise adalah 0,423-85% dari model alel tak terbatas. Kecuali 4Neu sangat kecil, dimana dua harga menjadi hampir sama (serupa), yang mendekati pada perbedaan proporsional untuk dua harga heterozygot

b. Seleksi

Jika mutan tunggal yang bermanfaat berada dalam populasi dan ada seleksi untuk genotif yang berbeda pada lokus, probabilitas dari fiksasi dapat digunakan untuk menentukan berapa kali mutan baru akan digabungkan.

Jika mutan baru ditambahan sehingga kemampuan dari A1A1,A1A2 dan A2A2 adalah 1+s, 1 +1/2s, dan 1, berturut-turut probabilitas dari fiksasi adalah

Jika ada hanya satu mutan, maka P=1/(2N) dan

Asumsi bahwa mutan adalah bermanfaat (s>0) dan bahwa manfaat selektif adalah tidak besar,

Ini menjadi hasil dari Fisher (1930); jika satu asumsi bahwa Ne=N danmenyadari s di sini adalah setengah dari yang digunakan Fisher.

Dengan kata lain,

Dimana s adalah perbedaan selektif diantara mutan dan alel original

Perhitungan tadi mengasumsikan bahwa ukuran populasi adalah konstan tetapi jika ukuran bertambah atau menurun, maka probabilitas ini sedikit dirubah.

Jika ada peningkatan ukuran populasi, kemungkinan dari pemasukan dari garis keturunan dengan manfaat mutasi dinaikkan dalam generasi yang pertama kali, sehingga ada peningkatan dalam probabilitas fiksasi.

Efek dari penyimpangan mutasi dan genetik adalah penting untuk mutan yang mempunyai tipe lain dari seleksi.

1. Lethal (atau varian lain dari efek pengganggu besar) mempunyai frekuensi harapan lebih rendah dalam lokus kecil, pada populasi terbatas daripada dalam populasi tak terbatas, karena seleksi akan mendorong mereka pada frekuensi rendah dan kemudian mereka akan hilang dari populasi dengan penyimpangan genetik.

2. Jika 2Ns <1 itu adalah , jika s<1/(2N)-maka penyimpangan genetik menjadi faktor yang lebih kuat yang mempengaruhi frekuensi alel daripada seleksi, dan mutan menjadi netral secara efektif.

3.Banyak mutan kromosomal mempengaruhi meiosis dalam heterokariotop, menghasilkan fertilitas lebih rendah dari individu ini. Sebagai hasilnya, kemampuan murni dari heterokariotop secara substansial rendah daripada yang dari eukariotop original atau homokariotop untuk mutan kromosom baru.

IV.ESTIMASI DARI ANGKA MUTASI

U/ mendptkn estimasi yg ckp akurat dr angka estimasi, sejlh pengamatan bsr hrs dilakukan. Cth: Schlager n Dickie (1972), Russel n Russel (1996) yg melibatkan sejuta tikus.

Pendekatan umum untuk mengestimasi angka mutan ad/ pendekatan langsung, dimana genotip induk diketahui & mutan baru yg berbeda kmdn dihitung.

Pendekatan tdk langsung u/ mutan dgn efek negatif pd kemampuan, dimana ekuilibrium diantara mutasi & seleksi diasumsikan dpt memberikan estimasi umum dr angka mutasi.

a. Mutasi Dominan dan Codominan

Sec langsung,pendekatan generasi tunggal tlh digunakan sec luas u/ mengestimasi angka mutasi u/ mutan dominan a/ codominan.

Jk keturunan membawa alel dominan a/ codominan baru, mk hrs menghslkan mutasi baru

Dlm kasus ini, krn msg-msg keturunan menerima 2 gamet yg dpt sec potensial membawa mutan maka angka mutan adalah:

x û = 2N

dimana x ad/ jlh dr mutan keturunan & N ad/ total jlh dr keturunan yg diteliti.

Ini ad/ prosedur yg digunakan o/ Schlager & Dickie u/ mengestimasi angka mutan backward u/ bbrp lokus sec simultan, & ini jg digunakan u/ mengestimasi angka mutan dlm sejlh dr ketdkteraturan dominan manusia.

Cth: E. coli & haploid organisme lain dimana msg-msg sel baru ad/ mutan yg potensial.

Persamaan di atas u/ organisme haploid a/ gamet ad/:

x û =

2Ndimana N ad/ jlh sel yg diteliti.

U/ mengestimasi angka mutasi pd sejlh pengulangan dlm gen yg menyebabkan peny Huntington, Leeflang dkk. (1995) tlh memeriksa sperma tunggal & menemukan hanya 3 mutan dr 475 (0.06%) dr alel normal pdhal mrk tlh menemukan angka mutasi 92%-99% dr alel peny Huntington yg berbeda.

Jk genotip dr manusia diketahui, mk metode tdk lgsg dpt digunakan u/ mengestimasi angka mutasi u/ mutan dominan dgn efek pengganggu.

Pendekatan ini mengasumsikan bhw frekuensi allelik ad/ dkt dgn hsl ekuilibrium dr keseimbangan mutasi-seleksi. Persamaan ini dpt disusun shg:

x û = 2N

dimana û ad/ estimasi dr angka mutasi.

Estimasi dr angka mutasi u/ alel dominan menggunakan pendekatan ini sebaiknya digunakan dgn hati-hati krn populasi mgkn tdk berada pd frekuensi ekuilibrium, & estimasi dr s (asumsi s < 1) mungkin meragukan.

b. Mutasi Resesif

Sec lgsg, metode generasi-tunggal ad/ menyilang indiv homozygot dominan & homozygot resesif & memeriksa keturunan u/ indiv resesif (Russel & Russel, 1996).

Keturunan sehrsnya heterozygot, shg kalau ada mutasi, estimasi dr angka mutasi forward dlm kasus ini ad/ :

x û = 2N

Denominator ad/ N krn hy satu dr gamet dpt bermutasi dr tipe dominan ke tipe resesif.

Krn resesif X-terkait tdpt pd laki-laki, ada cara lgsg u/ menganalisa mutan X-terkait dlm populasi manusia.

Dgn angka mutasi teknik ini tlh diestimasi u/ sejlh penyakit X-terkait pd manusia (Vogel & Motulsky, 1997).

Tabel 8.6 memberikan ringkasan tentang estimasi angka mutasi spontan pada lethal untuk kromosom I (kromosom X) dan II pada D. Melanogaster (Crown & Temin,1964)

Kromosom II menyatakan kira-kira 40% dr genome D. melanogaster, angka dr mutasi lethal per generasi per genome haploid ad/ kira-kira 0.013.

Metode tdk lgsg u/ resesif penggangu memberikan estimasi dr angka mutasi forward sbg : û = sQdimana Q ad/ frekuensiyg dipengaruhi, homozygot resesif individu. Jk ada kerugian sekalipun sdkt dlm heterozygot, katakanlah 1%, mk persamaan di atas tdk dpt digunakan dgn lebih teliti.

Jumlah Uji Kromosom

Jumlah Lethal

Angka Mutasi Lethal

Chromosom IINature (3 studi)Laboratorium (7 studi)TotalX ChromosomNature (6 studi)Laboratoium (14 studi)Total

19.99738.49958.496

271.050346.719617.769

115179294

6698981567

0.00580.00460.0050

0.00250.00260.0025

Tabel 8.6 Angka Mutasi Spontaneus Lethal Pada Kromosom II Dan X Dalam Ekstrak Kromosom dari Populasi Wild dan Dari StoksLaborotorium D.Melanogaster

c. Estimasi Akumulasi Mutasi

Dlm bbrp model organisasi, angka mutasi kumulatif tlh diestimasi dgn menjaga sejlh batas bebas, ditemukan dr kromosom awal yg identik a/ indiv tunggal, pd sejlh generasi.

Sec umum grs akumulasi mutasi semcm itu hy dpt terdeteksi pd eksperimen & angka mutasi u/ lokus khusus diestimasi sbg jlh mutasi yg diobservasi dibagi dgn jlh generasi alel (produk dr sejlh generasi, jlh garis, & jlh alel a/ lokus yg diperiksa)

Pd D. melanogaster, garis akumulasi sec umum dikonstruksi dgn menggunakan teknik yg memodifikasi metode, digunakan u/ mengidentifikasi lethal.

Memeriksa garis u/ mutan allozyme, Voelker dkk, (1980) menemukan 4 dr lbh 3 juta peluang mutasi, u/ angka mutasi yg diestimasi 1,28 x 10-6

d. Faktor Yang Mempengaruhi Angka Mutasi

Angka mutasi pd umumnya sulit u/ diukur krn jlh sampel yg bsr perlu diambil u/ memperoleh estimasi yg akurat.

Angka mutasi dipengaruhi o/ sejlh faktor selain lingkungan, termsk jns kelamin, umur, jlh pembagian sel & gen-gen t3 (Crow, 1997b; Drake dkk. 1998).

Meskipun dampak umur ibu sering ditemukan u/ sifat yg berkaitan dgn varian kromosom pd manusia (mis. kejadian sindrom Down meningkat sejln dgn umur ibu), u, sejlh mutasi gen, terdpt bias yg kuat terhdp ayah asli & meningkatnya kejadian menurut umur ayah.

Mungkin sj, dgn menggunakan tanda molekuler u/ menentukan ayah asli dr mutan baru, & pd suatu penelitian mengenai sindrom Apert, peny dicirikan dgn kecacatan tengkorak kepala & lengan, semua 57 independen, mutasi baru ad/ ayah asli.

Achondroplasia, btk dr kekerdilan, ad/ satu dr sejlh peny yg menunjukkan peningkatan besar dlm frekuansi sejln dgn bertambahnya usia ayah, relatif terhdp rata-rata populasi (Risch dkk, 1987)