Sabtu, 09 April 2011

MUTASI GEN


GEN
Gen terbuat dari DNA, yakni molekul panjang yang membawa informasi. Informasi ini disimpan dalam urutan nukleotida dalam DNA, sama seperti urutan huruf-huruf dalam suatu kata yang membawa informasi. Gen sama seperti instruksi pendek yang terdiri dari "huruf-huruf" alfabet DNA. Apabila digabungkan bersama, keseluruhan set gen ini akan memberikan informasi yang cukup untuk membangun dan menjalankan suatu organisme. Instruksi yang terdapat pada DNA ini dapat berubah oleh karena mutasi. Dalam sel, gen dibawa oleh kromosom yang merupakan kumpulan DNA. Adalah perombakan pada kromosom yang mengakibatkan kombinasi unik gen pada keturunan.
Walaupun mutasi pada DNA adalah acak, seleksi alam bukanlah proses acak yang bergantung pada kebetulan. Lingkungan menentukan probabilitas keberhasilan reproduksi. Hasil akhir seleksi alam adalah organisme yang dapat beradaptasi terhadap lingkungan. Seleksi alam tidak mempunyai tujuan akhir, dan evolusi tidak seperlunya membuat organisme menjadi lebih kompleks, lebih cerdas, ataupun lebih canggih. Sebagai contoh, kutu merupakan keturunan dari serangga ordo mecoptera yang bersayap, dan ular adalah kadal tidak lagi memerlukan kaki, walaupun fiton masih mempunyai struktur kecil kaki yang tersisa dari nenek moyangnya. Organisme yang ada di dunia hanyalah merapakan varian makhluk hidup yang berhasil beradaptasi terhadap lingkungan.
Perubahan lingkungan yang cepat biasanya akan menyebabkan kepunahan. Dari kesemuaan spesies yang pernah ada di Bumi, 99,9 persennya telah punah. Sejak dimulainya kehidupan di Bumi, terdapat lima kepunahan massal besar-besaran yang telah mengakibatkan penurunan keberagaman spesies secara besar dan tiba-tiba. Kepunahan massal yang paling akhir, kejadian kepunahan Kapur–Tersier, terjadi 65 juta tahun yang lalu. Ia mendapatkan perhatian yang lebih besar daripada kejadian kepunahan lainnya karena telah menyebabkan kepunahan dinosaurus.
VARIASI GENETIK DAN VARIASI LINGKUNGAN
Variasi pada individu disebabkan oleh :
  1. Variasi genetik yaitu variasi yang disebabkan oleh perubahan genetik (terutama mutasi) dan diwariskan pada keturunannya lewat inti sel dalam gamet.
  2. Variasi lingkungan yaitu variasi yang disebabkan oleh perubahan lingkungan, sedangkan bahan genetiknya tetap (contoh intensitas cahaya matahari, suhu, kandungan garam tanah, dll) dan tidak diwariskan.
PEKERJAAN GEN
Gen menumbuhkan karakter sehingga gen bekerja sama dengan lingkungan (hormon, bantuan energi, air, sinar matahari, dll). Karakter dibentuk melalui :
  1. Replikasi yaitu memperbanyak/menggandakan diri pada masa interfase yang dimulai dengan penggandaan kromosom lalu inti dan sel keseluruhan. Replikasi berlangsung pada sel yang bersifat muda, misal :sel embrio; pada waktu dewasa ialah terbatas pada daerah tertentu seperti jaringan epitel benih, sel induk darah, kelenjar/bagian tubuh yang sedang mengalami regenerasi. Proses replikasi menyebabkan molekul DNA anak akan persis sama dengan induknya, sehingga bila terjadi mutasi waktu replikasi itulah disampaikan gen anak.
  2. Transkripsi yaitu mencetak RNA dan berfungsi untuk mengsintesa protein serta berlangsung pada seluruh sel, namun tidak selalu berlangsung pada semua gen dalam suatu sel.
GEN DAN KARAKTER
Jumlah karakter dalam tubuh adalah puluhan juta. Ada karakter yang penumbuhannya diatur oleh banyak macam gen, namun ada pula yang hanya satu gen. Berhubungan dengan jumlah gen yang menumbuhkan karakter, maka dibuatlah dua kelompok karakter, yaitu :
  1. Karakter kualitatif yaitu karakter yang dapat dilihat ada atau tidaknya, tidak dapat diukur nilai atau derajatnya, dapat dibedakan dengan karakter lain secara jelas, tidak dapat dibuat gradasinya dan hanya ditentukan oleh 1-2 gen saja. Contoh: bule, butawarna, hemophilia, sickle cell anemia, golongan darah, polydactily. Umumnya karakter kualitatif sedikit sekali dipengaruhi oleh lingkungan.
  2. Karakter kuantitatif yaitu karakter yang tidak dapat dilihat ada atau tidaknya, dapat diukur nilai atau derajatnya, tidak dapat dibedakan dengan karakter lain secara jelas, ada urutan gradasinya dan hanya ditentukan oleh banyak pasang gen (gen ganda). Contoh: tinggi tubuh, berat badan, kadar suatu zat dalam jenis buah, mutu susu, dll.
    Umumnya karakter kuantitatif banyak dipengaruhi oleh lingkungan.
KIMIA GEN
Terdapat dua macam asam nukleat/asam inti, yaitu DNA (asam deoksiribosa nukleat) dan RNA (asam ribosa nukleat). Gen disusun oleh DNA dan diselaputi oleh protein. DNA terdiri dari dua untaian panjang terpilin yang membentuk double-helix. Setiap dua untaian DNA disusun oleh ribuan nukleotida. Setiap nukleotida disusun oleh basa nitrogen, gula deoksiribosa dan asam fosfat. Antar nukleotida dihubungkan oleh ikatan kimia antara gula dengan fosfat. Kedua untaian DNA dihubungkan oleh ikatan lemah hidrogen. Ada empat macam basa nitrogen yang ditemukan pada DNA, yaitu adenine, timin, sitosin dan guanine. Sitosin selalu berpasangan dengan guanine sedangkan adenine selalu berpasangan dengan timin. Sedangkan pada RNA ditemukan empat macam basa nitrogen, yaitu adenine, urasil, guanine dan sitosin dimana sitosin selalu berpasangan dengan guanine sedangkan adenine selalu berpasangan dengan urasil.
Istilah mutasi pertama kali digunakan olehHugo de vries, untuk mengemukakan adanya perubahan fenotipe yang mendadak pada bunga oenothera lamarckiana dan bersifat menurun. Ternyata perubahan tersebut
terjadi karena adanya penyimpangan dari kromosomnya.
Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar bagi kalangan pendukung evolusi mengenai munculnya variasi-variasi baru pada spesies.
Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasuk karsinogen), radiasi surya maupun radioaktif, serta loncatan energi listrik seperti petir.
Individu yang memperlihatkan perubahan sifat (fenotipe) akibat mutasi disebut mutan. Dalam kajian genetik, mutan biasa dibandingkan dengan individu yang tidak mengalami perubahan sifat (individu tipe liar atau "wild type").

Macam-macam Mutasi Berdasarkan Sel yang Bermutasi

Mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel somatik, yaitu sel tubuh seperti sel kulit. Mutasi ini tidak akan diwariskan pada keturunannya. Mutasi Gametik adalah mutasi yang terjadi pada sel gamet, yaitu sel organ reproduksi yang meliputi sperma dan ovum pada manusia. Karena terjadinya di sel gamet, maka akan diwariskan kepada keturunannya.
Pada umumnya, mutasi itu merugikan, mutannya bersifat letal dan homozigot resesif. Namun mutasi juga menguntungkan, diantaranya, melalui mutasi, dapat dibuat tumbuhan poliploid yang sifatnya unggul. Contohnya, semangka tanpa biji, jeruk tanpa biji, buah stroberi yang besar, dll. Mutasi ini juga menjadi salah satu kunci terjadinya evolusi di dunia ini.
Terbentuknya tumbuhan poliploid ini menguntungkan bagi manusia, namun merugikan bagi tumbuhan yang mengalami mutasi, karena tumbuhan tersebut menjadi tidak bisa berkembang biak secara generatif.
Bahan-bahan yang menyebabkan terjadinya mutasi disebut MUTAGEN. Mutagen dibagi menjadi 3, yaitu:
Mutagen bahan kimia, contohnya adalah kolkisin dan zat digitonin. Kolkisin adalah zat yang dapat menghalangi terbentuknya benang-benang spindel pada proses anafase dan dapat menghambat pembelahan sel pada anafase.
Mutagen bahan fisika, contohnya sinar ultraviolet, sinar radioaktif, dan sinar gamma. Sinar ultraviolet dapat menyebabkan kanker kulit.
Mutagen bahan biologi, diduga virus dan bakeri dapat menyebabkan terjadinya mutasi. Bagian virus yang dapat menyebabkan terjadinya mutasi adalah DNA-nya.

Macam-macam mutasi berdasarkan bagian yang bermutasi

Mutasi titik

Mutasi titik merupakan perubahan pada basa N dari DNA atau RNA. Mutasi titik relatif sering terjadi namun efeknya dapat dikurangi oleh mekanisme pemulihan gen. Mutasi titik dapat berakibat berubahnya urutan asam amino pada protein, dan dapat mengakibatkan berkurangnya, berubahnya atau hilangnya fungsi enzim. Teknologi saat ini menggunakan mutasi titik sebagai marker (disebut SNP) untuk mengkaji perubahan yang terjadi pada gen dan dikaitkan dengan perubahan fenotipe yang terjadi.
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.

Aberasi

Mutasi kromosom, sering juga disebut dengan mutasi besar/gross mutation atau aberasi kromosom adalah perubahan jumlah kromosom dan susunan atau urutan gen dalam kromosom. Mutasi kromosom sering terjadi karena kesalahan meiosis dan sedikit dalam mitosis.
Aneuploidi
adalah perubahan jumlah n-nya. Dalam hal ini, "n" menandakan jumlah set kromosom. Sebagai contoh, sel tubuh manusia memiliki 2 paket kromosom sehingga disebut 2n, dimana satu paket n manusia berjumlah 23 kromosom. Aneuploidi dibagi menjadi 2, yaitu: >> Autopoliploidi, yaitu n-nya mengganda sendiri karena kesalahan meiosis. >> Allopoliploidi, yaitu perkawinan atau hibrid antara spesies yang berbeda jumlah set kromosomnya.
Aneusomi
adalah perubahan jumlah kromosom. Penyebabnya adalah anafase lag (peristiwa tidak melekatnya beneng-benang spindel ke sentromer) dan non disjunction (gagal berpisah).
Aneusomi pada manusia dapat menyebabkan:
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).
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.
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.
Sindrom Patau, kariotipe (45A+XX/XY), trisomik pada kromosom autosom. kromosom autosomnya mengalami kelainan pada kromosom nomor 13, 14, atau 15.
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.
Delesi
Terjadi ketika sebuah fragmen kromosom patah dan hilang pada saat pembelahan sel. Kromosom tempat fragmen tersebut berasal kemudian akan kehilangan gen-gen tertentu. Namun dalam beberapa kasus, fragmen patahan tersebut dapat berikatan dengan kromosom homolog menghasilkan Duplikasi.Fragmen tersebut juga dapat melekat kembali pada kromosom asalnya dengan arah terbalik dan menghasilkan Inversi

Pemanfaatan mutasi

Meskipun secara biologi sebagian terbesar mutasi menyebabkan gangguan pada kebugaran (fitness) individu, bahkan kematian, mutasi sebenarnya adalah salah satu kunci bagi kemampuan beradaptasi suatu jenis (spesies) terhadap lingkungan baru atau yang berubah. Sisi positif ini dimanfaatkan oleh sejumlah bidang biologi terapan.

Terapi sel-sel tumor

Aplikasi radiasi sinar mengion (dikenal sebagai radioterapi, seperti penyinaran dengan sinar X) dan kemoterapi untuk menghambat perkembangan sel-sel tumor dan kanker pada dasarnya adalah menginduksi mutasi pada sel-sel kanker sebagai targetnya. Agensia mutasi tersebut akan menyebabkan sel-sel target berhenti tumbuh karena tidak mampu lagi memperbanyak diri.

Pemuliaan

Pemaparan tanaman terhadap radiasi sinar mengion, seperti sinar gamma dari Co-60, atau terhadap beberapa kemikalia, seperti EMS dan DS, dalam waktu dan kadar tertentu juga digunakan untuk menginduksi mutasi. Dalam penerapan ini, mutasi tidak ditujukan untuk mematikan sel, tetapi untuk mengubah susunan basa nitrogen pada DNA atau untuk menyebabkan mutasi segmental. Harapannya adalah ada beberapa sel yang akan mengalami mutasi yang menguntungkan. Dengan demikian, tidak hanya sedikit yang dipaparkan, tetapi ribuan sampai ratusan ribu individu.
Cara pemuliaan dengan bantuan mutasi ini kebanyakan dilakukan terhadap tanaman hortikultura, seperti tanaman sayuran dan tanaman hias (ornamental). Batan telah menghasilkan beberapa kultivar unggul padi yang dirakit melalui mutasi.
Mutasi Dapat Terjadi Secara Alami dan Buatan
a. Menurut tipe sel atau macam sel yang mengalami mutasi
·         Mutasi somat[s yaitu mutasi yang terjadi pada sel-sel tubuh atau sel soma. Mutasi
somatis kurang mempunyai arti genetis.
·         Mutasl germina yaitu mutasi yang terjadi pada sel kelamin (gamet), sehingga dapat diturunkan.
b. Menurut sifat genetiknya
·         Mutasi dominan, terlihat pengaruhnya dalam keadaan heterozigot
·         Mutasi resesif, pada orqanisme diploid tidak akan diketahui selama dalam keadaan heterozigot, kecuali resesif pautan seks. Namun pada organism haploid(monoploid) seperti virus dan bakteri, pengaruh mutasi dominan dan juga resesif dapat dilihat pada
fenotipe virus dan bakteri tersebut.
c. Menurut arah mutasinya
·         . Mutasi maju atau forward mutations, yaitu mutasi dari fenotipe normal meniadi
abnormal.
·         Mutasi balik atau back mutations, yaitu peristiwa mutasi yang dapat mengembalikan
dari fenotipe tidak normal menjadi fenotipe normal.
d.Menurut kejadiannya.
·         Mutasi alam atau mutasi spontan, yaitu mutasi yang penyebabnya tidak diketahui.
Mutasi ini terjadi di alam secara spontan (alami), secara kebetulan dan jarang terjadi.
Contoh mutagen alam adalah sinar kosmis, radio aktif alam, dan sinar ultraviolet.
·         . 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.
Mutasi buatan dengan sinar x dipelopori oleh Herman Yoseph Muller (murid Morgan) yang berkebangsaan Amerika Serikat ( 1890-1945). Muller berpendapat bahwa mutasi Pada sel soma tidak membawa perubahan, sedangkan mutasi pada sel-selgenerative atau gamet kebanyakan letal dan membawa kematian sebelum atau segera sesudah lahir. Selanjutnya pada tahun 1927 dapat diketahui bahwa sinarx dapat menyebabkan gen mengalami ionisasi sehingga sifatnya menjadi labil Dan akhirnyamutasi buatan dilaksanakan pula dengan pemotongan daun/ penyisipan DNA pada
organism – organism yang kita inginkan. Mutan – mutan buatan yang telah kita peroleh
antara lain: anggur tanpa biji, tomat tanpa biji, hewan atau tumbuhan poliploidi (misal:
kol poliploidi), Pamato raphanobrassica (akar seperti kol, daun seperti lobak).
4. Mutagen Zat Kimia atau Faktor Fisik
Secara garis besar, macam-macam rnlltagen dapat dibagi tiga, sebagai berikut :
a.Radiasi
Radiasi (penyinaran dengan sinar radio aktif); misalnya: sinar alfa, beta, gamma,ultraviolet, dan sinar x. Radiasi ultra ungu merupakan mutagen Penting untuk organisme uniseluler. Radiasi alarniah berasal dari sinar kosmis dari anqkasa, benda-benda
radioaktif dari kerak bumi, dan lain-lain. gen-gen yang terkena radiasi, ikatannya putus dan susunan kimianya berubah dan teriadilah mutasi.
b. Mutasi Kimia
           Mutagen kimia Yang Pertama kali ditemukan ialah gas mustard (belerang
mustard) oleh C. Averbach dan kawan - kawan.
Beberapa mutagen kimia penting lainnya ialah: gas metan, asam nitrat, kolkisin digitonin, hidroksil amin, akridin, etilmetan sulfat (EMS),etiletan sulfonat (EES), 5-brorno urasil, 2-aminopurin dan lain-lain.Zat-zat kimia tersebut dapat menyebabka replikasi yang dilakukan oleh kromosom yang mengalami kesalahan sehingga mengakibatkan susunan kimianya perubahan pula.
c. Temperatur
Kecepatan mutasi akan bertambah karena adanya kenaikan suhu. Setiap kenaikan temperatur sebesar 100C, kecepatan mutasi bertambah 2-3 kali lipat. Tetapi apakah temperatur merupakan mutagen, hal ini masih merupakan penelitian para ahli.
d. Mutagen
Salah satu mutagen yang banyak dimanfaatkan manusia dalam berbagai keperluan adalah radiasi. Perbuatan manusia yang menimbulkan radiasi dapat menyebabkan terjadinya mutasi adalah:
1. penggunaan zat-zat kimia yang radioaktif atau radio isotop
2. penggunaan bahan kimia dalam minuman dan makanan
3. penggunaan sinar x dalam penelitian dan pengobatan
4. kebocoran radiasi dari pembuangan sampah-sampah industri, reaktor atom, roket,danlainsebagainya
5. penggunaan bom radioaktif (ingat peledakan bom di Hirosima dan Nagasaki yangmenyebabkan terbentuknya kelapa poliploid).
Meski sifat mutasi adalah merugikan namun dalam beberapa hal berguna pula bagi manusia dalam kehidupannya, misalnya:
1. meningkatkan hasil panen produksi pangan, seperti gandum, tomat, kacang   tanah,kelapa poliploidi, kol poliploidi, dengan mutasi induksi.
2. meningkatkan hasil antibiotika, seperti mutan Penicillium
3. untuk pemeriksaan proses biologi melalui mutasi, misalnya transpor electron pada fotosintesis, fiksasi nitrogen pada bakteri
4. Sebagai proses penting untuk evolusi dan variasi genetic
PENYEBAB MUTASI
Mutasi dapat terjadi baik secara spontan ataupun rangsangan dari luar. Mutasi spontan terjadi karena kesalahan acak dalam proses replikasi atau saat pembelahan sel. Penyebab mutasi yang terjadi secara spontan mialnya kesalahan mitosis dan meiosis, saat sitokinesis sel tidak terbagi menjadi dua sel baru sehingga kromosom yang telah digandakan tetap berada dalam satu sel. Contoh lain adalah rekombinasi yaitu perubahan akibat masuknya gen-gen atau segmen DNA dari molekul DNA (kromosm) lain ke dalam suatu molekul DNA.
Mutasi yang terjadi akibat tangsangan dari luar bisa bersifat alami maupun buatan. Mutasi yang bersifat alami terjadi secara kebetulan di alam dan biasanya jarang terjadi . contoh mutagen alam adalah sinar kosmis, radiokaktif alam, sinar ultraviolet.
            Mutasi buatan yaitu mutasi yang terjadi karena campur tangan manusia. Mutasi buatan ini banyak dilakukan terhadap tanaman misalnya tomat, anggur, jambu dan sebagainya. Dipandang dari sudut manusia mutasi buatan ini sangat menguntungkan karena dapat memberikan hasil produksi yang cukup tinggi. Melalui mutasi buatan ini buah yang dihasilkan besar-besar dan tidak memiliki biji. Tamanan ini umumnya menjadi poliploid yaitu kromosom bertambah banyak akan tetapi dipandang dari segi tumbuhan itu sendiri , mutasi buatan yang menyebabkan polipoidi umumnya gagal. Untuk menyebabkan tanaman menjadi poliploid harus dilakukan pembibitan secara terus menerus. Pada sayuran mutasi buatan ini biasa dilakukan pada tanaman kubis(kol).
DAFTAR PUSTAKA
Anonim 2010.Penyebab Mutasi.http://shvoong.com .Diakses Tanggal 28 November 2010.
Anonim 2010.GEN.Http://Wikipedia.org.Diakses Tanggal 27 November 2010
Anonim. 2010. Variasi Genetik. http:// I:\blog-evolusi-dan-seleksi-alam.php.htm. Diakses tanggal 28 November 2010
Anonim.2010 MUTASI,http:// wiki/Wikipedia.org..Diakses Tanggal 28 November 2010

Tidak ada komentar:

Posting Komentar