Persilangan Monohibrid | Hukum Mendel

5

 

 

 

 

 

 

14 Votes

Pada materi ini konsep yang perlu dikuasai adalah:

1. Konsep persilangan monohidrid

Persilangan monohibrid adalah persilangan antara dua individu dengan hanya fokus pada sebuah sifat yang berbeda dari  sebuah karakter pada tanaman sejenis. Persilangan ini sering dikenal dengan persilangan satu sifat beda.

2. Konsep Kenampakan karakter sebuah individu dipengaruhi oleh susunan basa nitogen di dalam kromosom. Di dalam kromosom terdapat segmen-segmen DNA yang berisi informasi yang akan diwariskan kepada keturunannya, segmen DNA dalam kromosom ini disebut dengan gen. Jadi gen adalah sesuatu yang mempengaruhi kenampakan sebuah karakter.

3. Konsep mengenai Kromosom selalu berpasangan, kromosom pasangannya disebut dengan kromosom homolog. oleh karena itu keberadaan gen yang mempengaruhi karakter yang sama dapat dijumpai pada di kromosom homolognya. Hanya saja pengaruhnya bisa sama ataupun berbeda.

Sebagai contoh Anda tentunya mengetahui bahwa sifat warna pada karakter iris bermacam-macam. ada yang warna biru ada juga yang warna hitam. topik pembicaraannya hanya sebatas pada iris saja sedangkan sifatnya adalah merah dan hitam. Jadi di sini saya menggunakan sebuah karakter saja yaitu iris dengan sifatnya yaitu warna iris. Iris bisa bermacam-macam karena di bawah pengaruh dari alel yang memiliki pengaruh yang berbeda terhadap iris.

4a. Anda juga harus menguasai Hukum Mendel I. Hukum ini dikenal dengan hukum segregasi tentang hukum pemisahan alel. Hukum Mendel I  mengatakan bahwa proses pembentukan gamet yang membawa karakter  dan sifat berpisah secara bebas. Dalam bahasa inggris Hukum Mendel I dikenal dengan istilah the law of segregation.

4b. Anda juga harus menguasai hukum Mendel II yaitu hukum penyusunan alel terjadi secara bebas. Artinya pada proses perkawinan setiap gametnya akan berpasngan dengan alelnya terjadi secara bebas untuk menyusun alel yang baru.

Selain konsep-konsep di atas Anda harus menguasai dengan baik istilah berikut ini:

1. Alel –> pasangan gen pada kromosom homolog yang memberikan sifat yang berbeda atau sama pada suatu karakter.

2. Gamet –> sel kelamin

3. Genotip –> gen yang mempengaruhi karakter

4. Fenotip –> hasil ekspresi gen yang dapat ditangkap dengan panca indera manusia. atau dengan kata lain adalah kenampakan morfologi yang dapat diamati.

5. Parental –> induk yang akan dikawinkan atau disilangkan atau hibridisasi.

6. Filial –> hasil dari proses perkawinan/persilangan/hibridisasi.

• F1 = keturunan I
• F2 =Keturunan II
• Fn = keturunan ke-n

7. Sifat dominan –> sifat alel yang pengaruhnya sangat kuat pada sebuah karakter

8. Sifat resesif –> sifat alel yang pengaruhnya dikalahkan oleh sifat dominan

9. Homozigot –> alel dengan sifat yang sama

10 . Heterozigot –> alel dengan sifat yang berbeda

Setelah Anda pahami dengan baik konsep dan istilah di atas mari kita pelajari mengenai persilangan monohidbrid. Untuk itu sebaiknya kita pelajari apa yang telah dilakukan oleh bapak Genetika kita yaitu Gregor Mendel. GM adalah seorang biarawan yang melakukan penelitian disebuah kebun. Penelitian yang dilakukannya adalah persilangan pada tanamanPisum sativum (kacang kapri). Dari penelitiannya itu disilangan antara tanaman yang memiliki :

• biji (bulat dan keriput),
• warna kulit biji (kuning dan hijau)
• warna bunga (ungu dan putih)
• tinggi tanaman ( tinggi danpendek)       ……. (karakter yang ditulis di sini hanya sebagian saja dari karakter yang diteliti oleh Mendel, masih ada karakter yang lain)

gambar 1. 7 karakter yang diteliti Mendel

Pada persilangan pertama dihasilkan semua karakter anakan(F1) 100%bulat, kuning, ungu dan tinggi. Bisa disimpulkan sifat-sifat tersebut mendominasi dibandingkan sifat lainnya. Akan tetapi pada keturunan kedua diperoleh hasil yang berbeda untuk setiap karakternya menghasilkan perbandingan dominan : resesif adalah 3:1

Hal ini berarti dalam keturunan pertama (F1) pada kromosomnya membawa 2 sifat yang berbeda pada masing-masing alel-nya. Artinya Individu induknya (parental) masing-masing hanya terdiri dari alel yang membawa sifat yang sama. Jantan membawa sifat dominan dan individu betina membawa sifat karakter resesif ataupun sebaliknya. Jadi ketika sesama F1 dikawinkan akan memunculkan karakter yang bersifat resesif. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

gambar 2. persilangan monohibrid dengan menggunakan karakter tinggi tanaman

Perhatikan di gambar 2 untuk bagian generasi parental. Pada gambar tersebut terlihat dua individu yang disilangkan, masing-masing bersifat homozigot. Satu tanaman homozigot resesif (tt)sedangkan tanaman yang lain homozigot dominan (TT).

Sebagai akibatnya setiap individu akan mengalami meiosis dan akan menghasilkan 1 macam gamet. Homozigot dominan akan menghasilkan gamet tinggi dominan (T), sedangkan individu yang lain akan menghasilkan gamet pendek resesif (t). dan ketika terjadi persilangan gamet jantan dan gamet betina akan bertemu dan menghasilkan individu dengan gamet Tt. Artinya individu baru ini akan memiliki kenampakan tanaan tinggi.  Contoh ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengenai genotip dan fenotip . sifat tinggi adalah fenotip,sedangkan  Tt adalah genotip.

Pada persilangan berikutnya saya akan menjelasan mengenai hukum Mendel I. perhatikan persilangan ke-2. Pada persilangan kedua dilakukan persilangan antara F1 dengan F1 yang lain. Artinya tanaman tinggi dengan genotip Tt disilangkan dengan tanaman tinggi yang bergenotipTt juga. Kembali kita ingat Hukum Mendel I yaitu bahwa alel akan berpisah secara bebas. Artinya Alel pada setiap individu yang akan disilangkan dengan komposisi Tt (membawa sifat tinggi dan rendah) akan memisah pada waktu proses meiosis menjadi T dan t.

gambar 3. Skema pemisahan alel/pembentukan kemungkinan gamet (hukum Mendel I-4 keterangan dengan 4 bola putih); penyusunan alel kembali (Hukum Mendel II-keterangan dengan 4 bola warna merah)

Kemudian setelah terbentuk gamet (hukum Mendel I) kita akan melanjutkan ke hukum Mendel II yaitu hukum penyusunan alel terjadi secara bebas. T dan t dari individu jantan akan bertemu dengan T dan t dari individu betina. proses penyusunan alelnya terjadi secara bebas.

Jadi pada akhir pembuahan bisa dihasilkan individu dengan karakter genotip TT, Tt dan tt. Hanya saja nilai kemungkinannya atau persentasenya saja yang berbeda. Untuk spesies yang menghasilkan keturunan yang banyak dalam sekali perkawinan maka digunakan persentase sedangkan jika spesiesnya manusia yang umumnya menghasilkan sati individu dalam setiap perkawinannya maka digunakan istilah kemungkinan.

Pada contoh gambar diatas maka kemungkinan yang terjadi dari hasil perkawinan untuk genotip TT adalah 1 diantara 4, Tt adalah 2 diantara 4, tt 1 diantara 4. darihasil perkawinan dihasilkan persentase :

• genotip TT adalah 1/4 x 100% = 25% (tanaman tinggi homozigot)
• genotip Tt adalah 2/4 x 100% = 50% (tanaman tinggi heterozigot)
• genotip tt adalah 1/4 x 100% = 25% (tanaman rendah)

Sedangkan fenotipnya adalah TT dan TT akan menghasilkan tanaman tinggi dan tt akan menghasikan tanaman pendek. Dari penjelasan di atas dapat diketahui bahwa tanaman tinggi memiliki dua genotip yaitu dalam bentuk homozigot dominan dan dalam bentuk heterozigot sedangkan tanaman pendek hanya ada dalam 1 bentuk homozigot resesif. Jadi perbandiingan fenotipnya adalah 3 tanaman tinggi dan 1 tanaman pendek. atau dapat disajikan tanaman tinggi : tanaman pendek = 3:1

Demikianlah penjelasan mengenai konsep-konsep dalam memahami hukum mendel . Untuk memahami lebih lanjut, silahkan ikuti uraiannya pada persilangan dihibrid pada postingan berikutnya.

atau untuk latihan bisa berkunjung ke link berikut

http://wps.pearsoned.com.au/sf4_2/132/33906/8680079.cw/-/8680086/index.html

Bioteknologi

1. Bioteknologi adalah pemanfaatan organisme/mahkluk hidup yang dilaksanakan secara terpadu dan bertujuan untuk meningkatkan nilai guna suatu barang untuk kesejahteraan manusia.

Konsep yang penting dalam bioteknologi adalah

1. Perbedaan bioteknologi konvensional/tradisional dan modern.
2. Macam-macam bioteknologi

pada konsep pertama yaitu perbedaan bioteknologi modern dan tradisional.

bioteknologi tradisional adalah praktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan sederhana tanpa rekayasa genetika. Dengan ciri-ciri :

1. dilakukan tanpa menggunakan prinsip-prinsip ilmiah.
2. dilakukan hanya berdasarkan pada pengalaman yang di wariskan secara turun temurun.
3. umumnya belum dapat diproduksi secara masal.

Adapun contoh dari bioteknologi konvensional ini yaitu pada proses pembuatan bir, tempe, roti dll.

Sedangkan,

bioteknologi modern adalah praktik bioteknologi yang diperkaya dengan teknik rekayasa genetika ( suatu teknik manipulasi materi genetikal ).

Cirinya berkebalikan dengan biotek tradisional ditambah dengan menerapkan teknik Aseptis. Teknik aseptis adalah suatu cara kita pada waktu bekerja (praktik) yang selalu menjaga sterilitas ketika menangani pengkulturan mikroorganisme untuk mencegah kontaminasi terhadap kultur mikroorganisme yang diinginkan.

Contoh dari bioteknologi modern ini yaitu tumbuhan yang kuat atau tahan terhadap hama dan penyakit serta buahnya sifatnya tahan lama, bakteri penghasil antibiotik ataupun insulin.

Macam-macam bioteknologi adalah

1. Fermentasi
2. Kultur Jaringan
3. Rekayasa genetika
   1. Teknik Rekombinansi DNA/fusi gen
   2. Teknik Fusi protoplasma
4. Kloning
5. Hidroponik
6. Aeroponik
7. Kawin suntik

Mari kita bahas satu persatu

1. Fermentasi

2. Kultur Jaringan

Kultur jaringan  merupakan teknik pemeliharaan jaringan atau bagian dari individu secara buatan (artifisial).

Yang dimaksud secara buatan adalah dilakukan di luar individu yang bersangkutan. Karena hal tersebut teknik ini disebut kultur in vitro, yang berkebalikan dari in vivo(di dalam tubuh).  Dikatakan in vitro (bahasa Latin, berarti “di dalam kaca”) karena jaringan dibiakkan di dalam tabung inkubasi atau cawan Petri yang terbuat dari kaca, baik tumbuhan maupun hewan (termasuk manusia). Yang perludiperhatikan bahwa masing-masing jaringan memerlukan komposisi media tertentu. baik dari tumbuhan maupun hewan (termasuk manusia).

3. Rekayasa genetika

rekayasa genetika merupakan kegiatan yang menerapakan teknik-teknik biologi molekular untuk memanipulasi susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu.

dua enzim yang penting dan tidak boleh dilupakan dalam rekayasa genetika yaitu enzim yang berfungsi untuk memutus(endonuklease) rantai DNA dan  enzim yang menyambungkan pita DNA (ligase).

Sekarang kita bahas mengenai teknik yang digunakan dalam rekayasa genetika.

1. Teknik Rekombinasi DNA/fusi gen

• Teknik plasmid
  • merupakan rekayasa genetika dengan cara menyambungkan gen. Yang dibutuhkan dalam teknik ini adalah gen yang diinginkan dan plasmid yang dimiliki oleh bakteri yang non patogen. Hasil dari teknik ini contohnya adalah bakteri yang menghasilkan insulin.
• Teknik terapi gen
  • Terapi genadalah suatu teknik terapi yang digunakan untuk memperbaiki gen-gen mutan (abnormal/cacat) yang bertanggung jawab terhadap terjadinya suatu penyakit.Pada awalnya, terapi gen diciptakan untuk mengobati penyakit keturunan(genetik) yang terjadi karena mutasi pada satu gen, seperti penyakit fibrosis sistik.Penggunaan terapi gen pada penyakit tersebut dilakukan dengan memasukkan gen normal yang spesifik ke dalam sel yang memiliki gen mutan. Terapi gen kemudian berkembang untuk mengobati penyakit yang terjadi karena mutasi di banyak gen, seperti kanker.Selain memasukkan gen normal ke dalam sel mutan, mekanisme terapi gen lain yang dapat digunakan adalah melakukan rekombinasi homolog untuk melenyapkan gen abnormal dengan gen normal, mencegah ekspresi gen abnormal melalui teknik peredaman gen, dan melakukan mutasi balik selektif sehingga gen abnormal dapat berfungsi normal kembali.
• Interferon
  • Interferon adalah hormon berbentuk sitokina berupa protein berjenis glikoprotein yang disekresi oleh sel vertebrata karena akibat rangsangan biologis, seperti virus, bakteri, protozoa, mycoplasma, mitogen, dan senyawa lainnya.
  • Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karena itu dilakukan rekayasa genetika.

2. Teknik fusi protoplas

• Teknik hibridoma
  • teknik pembuatan sel yang dihasilkan dari fusi antara sel limfosit B yang menghasilkan antibodi) dengan sel kanker yang memiliki karakter cepat membelah.  Sifat dari sel hibridoma ini adalah imortal.
• Proses pembuatan dari sel hibridoma adalah sebagai berikut,
  • pertama-tama dilakukan proses imunisasi dengan menggunakan antigen tertentu.
  • Kemudian dipisahkan sel B-limfosit dari organ limpa,
  • lalu sel ini difusikan dengan sel kanker immortal.
    • Tahapan fusi sel hibridoma ini dilakukan dengan membuat membran sel menjadi lebih permeabel.
  • Sel hibrid hasil fusi inilah yang disebut sebagai sel hibridoma yang merupakan sel imortal yang dapat menghasilkan antibodi dengan cepat.  Dalam percobaan yang umum dilakukan, proses pembuatan sel hibridoma dilakukan dengan menggunakan sel mieloma NS-1 dan sel limpa dari mencit.
• hasil dari teknik ini disebut Antibodi monoklonal yang dapat digunakan untuk diagnosis dan terapi.

4 . Teknik Kloning

Kloning dalam biologi adalah proses menghasilkan individu-individu dari jenis yang sama (populasi) yang identik secara genetik. Kloning merupakan proses reproduksi aseksual yang biasa terjadi di alam dan dialami oleh banyak bakteria, serangga, atau tumbuhan. Dalam bioteknologi, kloning merujuk pada berbagai usaha-usaha yang dilakukan manusia untuk menghasilkan salinan berkas DNA atau gen, sel, atau organisme. Arti lain kloning digunakan pula di luar ilmu-ilmu hayati.

5. teknik Hidroponik

Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media yang digunakan. Adapun metode yang digunakan dalam hidroponik, antaralain metode kultur air (menggunakan media air), metode kultur pasir(menggunakan media pasir), dan metode porus (menggunakan media kerikil, pecahan batu bata, dan lain-lain). Pada umumnya orang bertanam dengan menggunakan tanah. Namun, dalam hidroponik tidak lagi digunakan tanah, hanya dibutuhkan air yang ditambah nutrien sebagai sumber makanan bagi tanaman. Apakah cukup dengan air dan nutrien? Bahan dasar yang dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan CO₂.

Cahaya telah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO₂ sudahcukup melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral dapat diberikan dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah sebenarnya bukanlah hal yang utama.

6.  Teknik Aeroponik

Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan modifikasi dari hidroponik (mem-berdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan hara tersebut. Prinsip dari aeroponik adalah sebagai berikut. Helaian styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuranditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofom terdapat sprinkler (pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar.

PERUBAHAN MATERI GENETIK : PENGERTIAN MUTASI, DAN SEBAB-SEBAB MUTASI

PERUBAHAN MATERI GENETIK : PENGERTIAN MUTASI, DAN SEBAB-SEBAB MUTASI

PENGERTIAN MUTASI

            Materi genetik DNA dan RNA dapat saja mengalami perubahan karena suatu sebab. Berbagai keadaan atau factor dalam lingkungan , memang dapat menimbulkan perubahan pada DNA maupun RNA.

Mutasi diartikan sebagai proses yang dapat menyebabkan suatu perubahan pada gen. Perubahan materi genetik inilah yang disebut mutasi dan hasil perubahan itu dapat (tidak selalu) diwariskan serta yang dapat (tidak selalu) dideteksi.

Mutasi itu pada dasarnya merupakan peristiwa yang lumrah terjadi, karena materi genetik itu tersusun dari esenyawa kimia  (polinukleotida). Perubahan materi genetik DNA dan RNA itu dapat berupa perubahan atau pengurangan unit penyusun, perubahan susunan, perubahan jumlah, dan sebagainya. Perubahan itu dapat berlangsung setiap kali setiap ada perubahan yang memungkinkan terjadi.

SEBAB-SEBAB MUTASI

Secara umum penyebab mutasi (spontan maupun terinduksi) adalah keadaan atau faktor-faktor lingkungan, disamping keadaan atau faktor internal materi genetik. Mutasi spontan adalah mutasi yang terjadi tanpa sebab-sebab yang jelas. Sedangkan mutasi terinduksi adalah mutasi yang terjadi karena pemaparan makhluk hidup pada penyebab mutasi semacam radiasi pengion, radio ultra violet, dan berbagai senyawa kimia.

KEADAAN ATAU FAKTOR INTERNAL MATERI GENETIK SEBAGAI SEBAB MUTASI

Keadaan atau faktor internal materi genetik yang dapat menjadi sebab terjadinya mutasi spontan adalah kesalahan pada replikasi DNA. Misalnya yang terkait dengan peristiwa tautorisme (akibat dari perubahan posisi sesuatu proton yang mengubah suatu sifat kimia molekul). Pada basa purin dan pirimidin, perubahan tautomerik mengubah sifat perikatan hidrogennya. Efek perikatan antara basa-basa prin dan pirimidin dengan pasangan tautomerik tampak pada saat replikasi DNA. Dengan demikian, sewaktu pasangan tidak lazim memisah pada replikasi berikutnya, masing-masing akan berpasangan dengan basa komplementernya dan terjadilah mutasi.

Keadaan atau faktor internal materi genetik lain yang dapat  pula menjadi sebab terjadinya mutasi spontan adalah “penggelembungan” unting di saat replikasi, perubahan kimia tertentu secara spontan, transposisi elemen transposable, dan efek non mutator. Hal ini dapat terjadi pada unting lama maka akan terjadi delesi pada unting baru, sebaliknya jika penggelembungan terjadi pada unting baru, maka akan terjadi adisi/penambahan pada unting baru tersebut.

Banyak peristiwa kimia pada DNA yang dapat menjadi sebab terjadinya mutasi spontan, yaitu depurinasi dan deaminasi basa-basa tertentu. Pada depurinasi, suatu purin tersingkir dari DNA karena terputusnya ikatan kimia antara purin dan gula deoksiribose. Sedangkan, pada deaminasi gugus amino tersingkir dari basa.

Dalam hubungannya dengan depurinasi, jika kehilangan purin itu tidak diperbaiki maka di saat replikasi tidak terbentuk pasangan basa komplementer yang lazim. Yang terjadi adalah secara acak basa apapun dapat diadakan dan pada proses replikasi berikut keadaan tersebut dapat menimbulkan mutasi, jika basa baru yang diadakan secara acak tadi tidak sama dengan basa yang mula-mula. Pada saat ini sudah silaporkan ribuan basa purin tersingkir melalui proses depurinasi selamam suatau waktu generasi tertentu dari suatu sel mamaliaa pada kondisi kultur jaringan.

Perpindahan atau transposisi elemen transposabel terbukti dapat berakibat terjadinya mutasi gen dan mutasi kromosom atau aberasi kromosom. Mutasi gen akibat transposisi tersebut, terjadi karena insersi ke dalam gen. Transposisi tersebut juga dapat mempengaruhi ekspresi gen dengan cara insersi ke dalam urut-urutan pengatur gen.

Bukti paling baik tentang peran serta transposisi elemen transposable sebagai salah satu sebab terjadinya mutasi terlihat pada Drosophila yang terbukti timbul karena insersi elemen transposable, sekalipun secara eksperimental keberhasilan perlakuan dengan elemen transposable masih jarang. Contoh-contoh alela tautan pada genom Drosophila karena insersi elemen transposable antara lain w^sp, w^u, w^bf, w^hd. Keempat alella mutan yang baru disebutkan ini merupakan alela ganda yang terletak pada lokus whitepada kromosom.

Pada makhluk hidup juga dikenal adanya gen yang ekspresinya mempengaruhi frekuensi mutasi gen-gen lain. Frekuensi mutasi gen-gen lain itu biasanya meningkat. Gen-gen yang mempunyai pengaruh semacam itu disebut gen mutator.

KEADAAN ATAU FAKTOR DALAM LINGKUNGAN SEBAGAI SEBAB MUTASI

Penyebab mutasi berupa keadaan atau faktor dalam lingkungan dapat dipilah menjadi yang bersifat fisik, kimiawi maupun biologis.

Lingkungan Bersifat Fisik

Penyebab mutasi yang bersifat fisik adalah radiasi dan suhu. Radiasi sebagai penyebab mutasi dibedakan menjadi radiasi pengion (energi tinggi) dan radiasi bukan pengion (energi rendah). Saat ini radiasi pengion diinduksi oleh sinar X, proton dan neuron dihasilkan mesin, maupun oleh sinar alfa, beta, gamma yang dibebaskan isotop radioaktif dari elemen  seperti P32, S35, Cobalt 90 dan sebagainya. Contoh radiasi bukan pengion misalnya radiasi sinar ultraviolet (UV).

            Radiasi pengion mampu menembus jaringan/tubuh makhluk hidup karena berenergi tinggi. Selama penembusan ini, sinar bertenaga tinggi ini berbenturan dengan atom-atom sehingga terjadi pembebasan elektron dan terbentuklah ion-ion positif. Ion-ion ini berbenturan dengan ion lain dan terjadi pembebasan elektron dan terbentuk ion positif lebih lanjut. Melalui cara ini terbentuklah suatu sumbu ion sepanjang jalur terobosan sinar bertenaga tinggi tersebut.

            Pada tumbuhan dan hewan tingkat tinggi sinar UV dapat menembus lapisan sel-sel permukaan karen aberenergi rendah dan tidak menimbulkan ionisasi. Sinar UV membebaskan energinya pada atom yang dijumpai, meningktkan elektron-elektron pada orbit luar ke tingkat yang lebih tinggi. Atom-atom yang memiliki elektron-elektron sedemikian dinyatakan tereksitasi.

            Molekul yang terionisasi atau tereksitasi secara kimiawi lebih reaktif daripada molekul yang memiliki atom-atom stabil. Reaktivitas yang meningkat dari atom-atom pada DNA merupakan dasar efek mutagenik radiasi sinar UV maupun sinar pengion. Radiasi pengion mampu menyebabkan mutasi gen dan pemutusan kromosom yang berakibat delesi, duplikasi, inversi, translokasi serta fragmentasi kromosom umumnya.

Sinar X dan sebagian besar radiasi pengion lain dinyatakan dalam satuan unit roetgen (unit r), yang diukur dalam hubungan dengan jumlah ionisasi per unit volume pada suatu perangkat kondisi standar. 1 unit r adalah suatu jumlah radiasi pengion yang menghasilkan satu muatan elektrostatik pada suatu volume 1 cm3. Dosis penyinaran unit r tidak mencakup suatu skala waktu. Dosis yang sama diperoleh melalui suatu intensitas penyinaran yang rendah selama suatu periode waktu panjang, atau melalui suatu intensitas penyinaran tinggi selama suatu periode waktu singkat.

            Hubungan linier antara frekuensi mutasi dan dosis radiasi penting dalam hubungannya dengan permasalahan “apakah ada suatu tingkat penyinaran yang aman” sekalipun sebenarnya tidak ada yang aman. Pada sperma Drosophila, penyinaran dengan dosis sangat rendah dalam jangka waktu lama terbukti efektif menginduksi mutasi seperti halnya yang diinduksi total dosis penyinaran yang sama itu diberikan pada intensitas tinggi dalam jangka waktu singkat. Pada mencit, penyinaran kronik menginduksi mutasi yang lebih sedikit dibanding dengan yang diinduksi oleh dosis yang sama pada penyinaran akut. Jika mencit diperlakukan dengan dosis penyinaran yang terputus, maka frekuensi mutasi sedikit lebih rendah daripada penyinaran dengan total dosis sama yang diperlakukan tidak terputus-putus. Perbedaan frekuensi mutasi ini mungkin ada hubungannya dengan penggantian DNA yang rusak.

            Selain berkenaan dengan radiasi pengion, perubahan tekanan oksigen dan suhu juga dapat mengubah mutasi secara signifikan. Tekanan oksigen yang rendah dapat menurunkan mutasi. Oksigen juga dapat memperbesar efek penyinaran, tetapi hanya selama penyinaran. Oksigen memperlihatkan efek yang lebih rendah pada kondisi penyinaran tinggi dibanding pada kondisi penyinaran moderat.

            Sinar UV dapat menggiatkan atom-atom yang dijumpai, meskipun telah diketahui bahwa sinar UV tidak menginduksi ionisasi. Dalam hubungan dengan molekul DNA, senyawa yang paling digiatkan yaitu purin dan pirimidin karena senyawa tersebut menyerap cahaya pada panjang gelombang 254-260 nm yang merupakan rentang panjang gelombang sinar UV. Hasil penelitian in vitro juga membuktikan bahwa pirimidin terutama  timin, sangat kuat menyerap sinar UV pada panjang gelombang 254 nm, sehingga menjadi sangat reaktif. Hasil dari penyinaran pirimidin yaitu hidrat pirimidin dan dimer pirimidin. Efek utama radiasi UV adalah dimerisasi timin. Dimer dapat menimbulkan mutasi tidak langsung dengan dua cara; (1) dimer timin mengganggu helix ganda DNA serta menghambat replikasi DNA secara akurat, (2) kesalahan yang terjadi selama proses sel untuk memperbaiki DNA yang rusak.

            Suhu sebagai penyebab mutasi sudah dilaporkan, misalnya pada beberapa jenis ikan yang menginduksi terjadinya poliploidi. Selain faktor radiasi dan suhu, ternyata perlakuan dengan tekanan hidrostatik juga dilaporkan dapat menginduksi terjadinya mutasi. Yang terjadi akibat tekanan hidrostatik ini adalah penghambatan polar body karena rusaknya spindel meiosis. Pembuatan ikan triploid dengan perlakuan tekanan hidrostatik juga sudah dilakukan, misalnya pada Brachydano rerio serta pada Salmo gairdneri.

Penyebab Mutasi Dalam Lingkungan Yang Bersifat Kimiawi

            Penyebab mutasi dalam lingkungan ini juga dapat disebut sebagai mutagen kimiawi. Mutagen-mutagen tersebut dapat dipilah menjadi tiga kelompok yaitu analog basa, agen pengubah basa, dan agen penyela.

1.      Analog Basa

Senyawa yang termasuk golongan ini adalah yang memiliki struktur molekul sangat mirip dengan yang dimiliki basa yang lazimnya terdapat pada DNA. Contohnya yaitu 5-bromourasil (disingkat 5 BU) dan 2-aminopurin (disingkat 2-AP). 5 BU adalah analog timin. Posisi karbon ke-5 ditempati oleh gugus brom, padahal posisi itu sebelumnya ditempati oleh gugus metil. Keberadaan gugus brom ini mengubah distribusi mutan serta maningkatkan peluang perubahan tautometrik. Pada bentuk keto (yang lebih stabil) 5 BU berpasangan dengan adenin; sebaliknya pada bentuk enol (yang lebih jarang), 5-BU berpasangan dengan Guanin.

            5-BU menginduksi mutasi melalui peralihan antara kedua bentukan 5-BU; jika sesaat setelah analog basa itu diinkorporasikan dalam bentuk keto (bentuk normal), maka analog basa itu berpasangan dengan adenin. Selanjutnya jika bentuk keto 5 BU beralih ke bentuk enol selama replikasi, maka analog basa itu akan berpasangan dengan guanin; dan pada proses replikasi berikut dari pasangan G-5 BU akan muncul pasangan G-C dan bukan A-T. Dalam hal ini telah terjadi mutasi transisi A-T menjadi G-C.

            Sebagai mutagen kerja analog basa 2-aminopurine (2 AP) adalah 5 BU. 2 AP juga memiliki 2 bentuk yaitu bentuk amino  (normal, berperan sebagai adenin) dan bentuk imino (jarang, berperan sebagai guanin dan berpasangan dengan sitosin). Seperti 5 BU,  2 AP juga menginduksi mutasi transisi, yaitu AC menjadi G C atau G C menjadi A T, tergantung bentuknya. 2 AP dapat mengubah kembali mutan yang diinduksi oleh 5 BU, demikian pula sebaliknya.

            Saat ini dikenal pula AZT (azidothymidine), semacam racun yang diberikan kepada penderita AIDS untuk melawan HIV. AZT berperan sebagai suatu analog timidin. AZT merupakan suatu substrat untuk enzimreversetranscriptase di saat bersintesis cDNA dari RNA (virus). Di lain pihak ternyata AZT bukan merupakan substrat yang baik untuk enzim DNA polimerase seluler. Itulah sebabnya, AZT berperan sebagai suatu racun selektif dengan cara menghambat pembentukan cDNA virus; dan dengan demikian menghalangi sintesis virus yang baru.

2.      Agen pengubah Basa

Senyawa-senyawa yang tergolong agen pengubah basa adalah mutagen yang secara langsung mengubah struktur maupun sifat kimia basa. Yang termasuk kelompok ini adalah agen deaminasi, agen hidroksilasi, serta agen alkilasi.

Sebagai agen hidroksilasi, mutagen hydroxylamine NH₂OH bereaksi khusus dengan sitosin, mengubahnya dengan menambahkan gugus hidroksil, sehingga terbentuk hydroxylaminnocytocine yang hanya berpasangan dengan adenine dan sebagai akibatnya terjadi mutasi transisi CG menjadi TA. Mutasi yang disebabkan oleh mutagenhydroxylamine NH₂OH berikutnya tidak dapat memulihkan  mutan yang sudah terbentuk akibat pengaruh mutagen itu sebelumnya, mutan tersebut dapat pulih karena pengaruh mutasi yang diinduksi oleh mutagen lain sperti 5 BU, 2 AP, maupun asam nitrit.

3.      Agen Interkalasi

Mutagen kimia berupa agen interkalasi bekerja dengan cara melakukan insersi antara basa-basa berdekatan dengan pada satu atau duan unting DNA. Contoh agen iterkalasi adalah proflavin, jika agen interkalaasi melakukukan insersi antara pasangan basa yang berdekatan pada DNA templat maka suatu basa tambahan dapat diinsrsikan pada unting DNA baru berpasangan dengan agen onterkalasi.

Setelah satu atau lebih dari satu kali berlangsungnya replikasi yang diikuti oleh hilangnya agen interkalasi, akibat yang muncul adalah terjadinya suatu mutasi rangka karena insersi suatu pasangan basa. Jika yang terjadi adalah insersi agen interkalasi ke dalam unting baru maka sewaktu unting ganda DNA tersebut beriplikasi sesudah hilangnya agen interkalasi, akibat yang muncul adalah terjadinya suatu mutasi rangka karena delesi satu pasang basa. Setelah terjadinya mutasi rangka, maka akan timbul akibat yaitu bahwa semua asam amino yang dikode sesudah titik mutasi dapat dikatakan menyimpang sehingga protein yang dihasilkan bersifat nonfumgsional. Dampak mutasi yang timbul karena mutasi rangka yang diinduksi oleh agen interkalasi dapat pulih kembali melalui perlakuan dengan agen-agen interkalasi.

Penyebab mutasi dalam lingkungan yang bersifat biologis

            Mutagen biologis yang sudah dilaporkan oleh fag. Efek mutagenic yang ditimbulkan fag terutama berkaitan dengan integrasi DNA fag, pemutudsan dan delesi DNA inang. Berkitan dengan profag Mu dinyatakan bahwa, karena suatu gen bakteri yang diinterupsi oleh DNA Mu biasanya tidak aktif, terjadilah mutasi inang bakteri yang diinsersi. Di lain pihak yang berkaitan dengan fag λ, menyatakan bahwa sekitar 1% lisogen yang tidak normal menghasilkan fenotip mutan, sepanjang fag tersebut masih ada. Dalam hubungan dengan pemutusdan DNA dan delesi, dikatakan bahwa mutagenesis fag dapat terjadi karena kerusakan DNA akibat pemutusan dan delesi.

MEKANISME PERBAIKAN DNA, MUTASI DAN ADAPTASI, MUTASI DAN KANKER, APLIKASI PRAKTIS MUTASI, SERTA SAKIT GENETIK MANUSIA YANG DITIMBULKANOLEH KESALAHAN REPLIKASI DNA DAN PERBAIKAN DNA

MEKANISME PERBAIKAN DNA, MUTASI DAN ADAPTASI, MUTASI DAN KANKER, APLIKASI PRAKTIS MUTASI, SERTA SAKIT GENETIK MANUSIA YANG DITIMBULKANOLEH KESALAHAN REPLIKASI DNA DAN PERBAIKAN DNA

20.53  RUDY INDRANATAN  NO COMMENTS

MEKANISME PERBAIKAN DNA

            Sel-sel prokariotik maupun eukariotik memiliki sejumlah sistem perbaikan yang berhubungan dengan kerusakan DNA. Perbaikan dilakukan oleh sistem dengan menggunakan DNA enzimatis. Beberapa sistem memprbaiki kerusakan DNA akibat mutasi yang terjadi secara langsung. Yang sebagian lainnya memotong bagian yang rusak, sehingga untuk sementara terbentuk celah satu unting DNA, celah tersebut kemudian pulih karena polimerisasi DNA yang dikatalisasi oleh polimerisasi DNA yang dikatalisasi oleh enzim polymerase DNA. Atau perbaikan tersebut juga bias berlangsung karena aktivitas penyambungan oleh enzim ligase DNA.

Perbaikan kerusakan DNA Akibat Mutasi Secara Langsung

Perbaikan oleh Aktivitas Enzim Polymerase DNA

            Selain mempunyai aktivitas polimerisasi dalam arah 5’-3’, enzim polymerase pada bakteri juga memiliki aktivitas eksonuklease dalam arah 3’-5’. Aktivitas tersebut memiliki fungsi antara lain adalah memperbaiki kerusakan DNA akibat mutasi pada bakteri. Sebagai gambaran tentang efektuvitas kerja perbaikan kerusakan DNA tersebut mari kita perhatikan fenomena yang berhubungan dengan selisih antara frekuensi selama polimerisasi DNA dan frekuensi akibat substitusi pasangan basa yang berkisar antara 10^-7hingga 10^-11, sedangkan frekuensi kesalahan insersi nukleotida selama polimerisasi DNA sebesar dalam 1 dalam 10.

Pengenalan kesalahan insersi nukleotida selama polimerisasi oleh enzim polymerase DNA mungkin sebagai akibat adanya semacam bonggol pada unting ganda molekul DNA yang ditimbulkan oleh adanya pasangan basa yang salah. Pengenalan tersebut diduga terjadi karena pada basa yang salah tidak terbentuk ikatan hydrogen. Dengan adanya kesalahan karena tidak terbentuk ikatan hydrogen tersebut, dimungkinkan enzim polymerase DNA memang tidak akan menambah nukleotida baru pada ujung 3’. Polimerisasi DNA akan terhenti dan tidak berlaku hingga nukleotida yang salah dipotong diikuti dengan penggantian nukleotida yang benar dan terbentuknya ikatan hydrogen yang diperlukan. Pemotongan nukleotida tersebut dilakukan oleh aktivitas eksonuklease berlangsung dalam arah 3’-5’. Jika tersebut sudah dilakukan, aktivitas polymerisi dalam arah 5’-3’ dari enzim polymerase DNA akan pulih kembali.

Berkaitan dengan aktivitas eksonuklease dalm arah 3’-5’ dari enzim polymerase DNA, ternyata aktivitas semacam itu tidak dijumpai pada polymerase makhluk hidup eukariotik. Aktivitas perbaikan semacam yang dimiliki polymerase DNA pada bakteri, pada makhluk eukariotik diduga dimiliki oleh protein lain.

Dari aktivitas eksonulkelase ditemukan bukti bahwa peran penting dari aktivitas ini adalah menekan laju mutasi pada bakteri, dapat terlihat dengan jelas jika terjadi mutasi gen mutator pada E. Coli. Jika gen mutator strain-strain E. Coli mengalami mutasi, maka frekuensi mutasi (seluruh gen) pada strin-strain itu menjadi lebih tinggi. Dengan demikian terbukti bahwa mutasi-mutasi tersebut mengubah protein-protein yang bertanggung jawab terhadap ketepatan replikasi DNA. Sebagai contoh misalnya yang berkenaan dengan gen mutasimut D pada E. Coli. Mutasi gen mut D tersebut mengakibatkan perubahan suatu sub unit ε (epilson) polymerase III DNA. Seperti diketahui, enzim polymerase III DNA adalah replikasi DNA pertama pada E. Coli dan mutasimut D menimbulkan cacat pada aktivitas perbaikan dalam arah 3’-5’, sehingga banyak nukleotida yang salah tidak sempat diperbaiki.

Fotoreaktivasi Dimer Phirimidin yang Diinduksi oleh UV

            Dinamakan fotoreaktivitas karena pada proses ini dibutuhkan cahaya. Perbaikan dengan bantuan cahaya memeperlihatkan dengan rentang panjang gelombang 320-370 nm (cahaya biru) dimer timin langsung berbalik pulih menjadi bentukan semula. Fotorektivasi dikatalisis oleh enzim fotoliase. Kerja dari enzim ini adalah menyingkirkan dimer jika diaktivasi oleh suatu foton. Ezim ini memiliki fungsi yaitu sebagai “pembersih” sepanjang unting ganda mencari bonggol yang terbentuk akibat dimer timin (atau pirimidin lain). Enzim fotoliase sangat efektif karena biasanya hanya tersisa sedikit dimer setelah fotoreaktivasi. Enzim ini ditemukan pada berbagai contoh makhluk hidup yang pernah dikaji dan diduga enzim ini bersifat universal.

Perbaikan Kerusakan Akibat Alkilasi

            Kerusakan DNA yang diakibatkan oleh alkilasi dapat dipulihkan oleh enzim perbaikan DNA khusus yang disebut metiltransferase O⁶-metilguanin atau O⁶ methylguanine mrthyltransferas. Enzim tersebut dikode oleh enzimada. Secara operasional enzim itu akan menemukan O⁶-metilguanin pada molekul DNA dan selanjutnya menyingkirkan gugus metal tersebut dan dengan demikian molekul DNA itu kembali pulih seperti semula.

Perbaikan Kerusakan DNA dengan Cara Membuang Pasangan Basa

            Yang tergolong dalam perbaikan dengan cara membuang pasangan basa adalah perbaikan melalui pemotongan, perbaikan dengan bantuanglikosilase, serta perbaikan melalui koreksi pasangan yang salah. 

Perbaikan Melalui Pemotongan (excision repair)

            Perbaikan melalui pemotongan bisa disebut juga dengan pemotongan gelap atau dark repair karena tidak dibutuhkan cahaya. Proses ini juga memperbaiki dimer pirimidin yang terbentuk akibat induksi cahaya UV. Mekanisme perbaikan ini ditemukan pada tahun 1964 oleh R.P. Boyea dan P. Howard serta R. Selow dan W. Carrier. Penelitian dilakukan dengan mengisolasi beberapa mutan E. Coli yang sensitive terhadap UV. Setelah dilakukan radiasi, mutan-mtan tersebut memperlihatkan laju mutasi dalam gelap yang labih tinggi dari pada normal. Mutan tersebut adalah uvr A, di mana mutan ini diketahui sebagai mutan yang dapat memperbaiki dimer hanya dengan bantuan cahaya. Dalam hubungan ini wild type dari mutan avr A disebut avr A⁺. Wild type dari mutan uvr A⁺ ini mampu memperbaiki dimer dalam gelap.

Sistem perbaikan melalui pemotongan pada E. Coli tidak hanya memperbaiki dimer pirimidin, tetapi juga berbagai distorsi lain dari helix DNA. Distorsi helix ditemukan oleh enzim endonuklease avr ABC. Enzim tersebut merupakan gabungan enzim-enzim yang masing-masing dikode oleh gen avr A, B, dan C. enzim tersebut memotong unting DNA yang rusak pada posisi 8 nukleotida ke arah ujung 5’ dari titik kerusakan dan nukleotida kea rah ujung 3’ dari titik posisi dimer tadi. Dengan demikian terlihat bahwa penggalan DNA yang dipotong adalah seukuran 12 nukleotida dan di dalam penggalan yang terpotong tersebut memang terdapat kerusakan. Selanjutnya pada celah sepanjang 12 nukleotida berlangsung polimerisasi DNA yang dikatalis oleh enzim polymerase I DNA, penggalan yang baru terbentuk itu selanjutnya disambung ke penggalan lama dengan bantuan enzim ligase DNA. Terkadang saat berlangsungnya polimerisasi DNA dalam rangka perbaikan itu terjadi pula kesalahan dan kesalahan tersebut merupakan sumber lain dari mutasi yang terjadi karena radiasi UV, sebagian besar sebab dari kesalhan tersebut adalah perpasangan yang tidak benar antara nukleotida baru dengan nukleotida yang terdapat pada unting template.

Perbaikan Dengan Bantuan Glikosilase

            Basa yang rusak (cacat) dapat juga disingkirkan dari molekul DNA dengan bantuan enzim glikosilase. Enzim tersebut mendeteksi basa yang tidak lazim dan selanjutnya megkatalisasi penyingkiran dari gula deoksiribosa. Aktivitas katalik enzim tersebut (yang menyingkirkan suatu basa cacat) menimbulkan suatu lubang pada DNa. Lubang ini disebut sengan tapak AP atauAp site. Tpak AP merupakan tapak apurinik (tidak ada purinberupa guanine dan adenine) atau tapak pirimidinik (tidak ada pirimidin yang berupa triosin dan timin). “Lubang” tadi juga terbentuk akibatnya lepasnya basa secara spontan alami. “Lubang” ini kemudian ditemukan oleh suatu enzim khusus yang disebut endonuklease AP. Enzim tersebut selanjutnya memotong ikatan fosfodiester disamping basa yang lepas tadi. Pemotongan tersebut memungkinkan bekerjanya enzim polymerase I DNA. Selanjutnya enzim polymerase I DNA menyingkirkan beberapa nukleotida di depan basa yang lepas itu dengan menggunakan aktivitas eksonuklease dalam arah 5’-3’ dan sebaliknya melakukan polimerisasi mengisi celah yang terbentuk dengan menggunakan aktivitas polimerisasinya. Pada akhirnya enzim ligase DNA menyambung penggalan nukleotida baru itu kea rah ujung 3’ dengan penggalan nukleotida yang lama.

Perbaikan Melalui Koreksi Pasangan Basa yang Salah

            Meskipun aktivasi dari polymerase DNA efisien memperbaiki  banyak kerusakan polimerisasi dengan segera, namun hal ini masih menyisakan suatu oermasalahn dimana terdapat sejumlah kesalahan yang tetap belum diperbaiki di saat replikasi sudah selesai. Kesalahan-kesalahan yang masih tersisa itu biasanya berupa psangan basa yang tidak berpasangan dan pada proses replikasi berikutnya  kondisi tersebut ddapat berakibat terjadi mutasi spontan.

            Pada E. Coli sudah ada perkiraan kasar menunjukkan bahwa kesalahan yang belum diperbaiki oleh enzim polymerase DNA adalah sebanyak satu per 10⁸ pasangan basa per generasi.  Kesalahan-kesalahnan yang banyak tersisa akan diperbaiki oleh sistem perbaikan lain yaitu perbaikan pasangan yang salah atau mismatched correction.

            Sistem perbaikan tersebut didukung oleh koreksi pasangan yang salah, yang dikode oleh tiga gen, yaitu mut H, L, dan S. Enzim tersebut mencari pasangan basa yang salah dan setelah ditemukan, enzim itu mengkatalisasi penyingkiran suatu segmen DNA (unting tunggal) yang mengandung pasangan basa salah. Selanjutnya enzim polymerase DNA akan mengkatalisasi polimerisasi pada celah yang terbentuk dan penyambungan hasil polimerisasi itu ke ujung 3’ dengan penggalan yang lama, dikatalisasi leh enzim ligase DNA.

            Enzim koreksi pasangan yang salah bekerja dengan pertama kali dengan mengenali unting DNA yang baru, karena unting yang baru tersebut belum mengalami metilasi. Setelah mengenali unting DNA yang baru, dilakukan penyingkiran basa yang salah dari unting baru itu oleh enzim, selanjutnya berlangsung polimerisasi yang dikatalis oleh enzim polymerase I DNA, dan pada akhirnya hasil dari perbaikan unting baru DNA tersebut disambung oleh enzim ligase DNA.

            Pada molekul DNA, termasuk di sekitar pasangan basa yang salah terdapat urutan-urutan basa nukleotida berupa GATS yang bersifat palindromik. Basa A pada palindrome biasanya mengalami metilasi yang dikatalisasi oleh enzim metilase dam. Pada unting DNA yang baru terbentuk, selama beberapa saat setelah polimerisasi, basa A pada palindrome tadi belum mengalami metilasi dan keadaan inilah yang dikenali oleh enzim koreksi atas pasangan yang salah. Fungsi lain ari enzim pengkoreksi adalah memperbaiki delesi maupun adisi sejumlah kecil pasangan basa.

MUTASI dan ADAPTASI

            Mutasi terjadi tanpa ada kaitannya dengan mutasi bermanfaat atau tidak bermanfaat atau bahkan merugikan bagi yang memiliki perangkat mutan tersebut. mutasi yang saat ini banyak terjadi lebih banyak merugikan. Gen-gen yang terkandung didalam tiap populasi yang sudah lolos dari proses seleksi alam, individu yang hidup dalam tiap populasi adalah yang sudah berhasil lolos dari proses seleksi alam. Dalam hal ini varian-varian alela dalam suatu populasi bersifat adaptif, dan setiap mutan baru memang lebih berpeluang merugikan sekalipun dapat juga menguntungkan. Contoh menguntungkan dan merugiakn adalah peningkatan pigmen melanin yang dibuthkan untuk melindungi tubuh dari sinar UV yang terkandung didalam sinar matahari menguntungkan bagi populasi manusia yang hidup diwilayah Afrika tropic tetapi tidak menguntungkan bagi populasi manusia penghuni Skandinavia. Pada dasarnya setiap mutasi yang terjadi tidak ada kaitannya dengan mutasi bermanfaat atau tidak bermanfaat atau bahkan merugikan. Efek mutasi itu baru dikualifikasi menguntungkan atau merugikan setelah dihubungkan dengan habitat lingkungan tempat hidup individu yang mengalami mutasi.

MUTASI dan KANKER

            Sebagian besar agen mutasi yang kuat seperti radiasi pengion dan radiasi UV maupun berbagai zat kimia juga bersifat karsinogenik atau penginduksi kanker. Uji ames dapat digunakan untuk melakukan pemeriksaan. Ames dan kolegannya mengungkap adanya kolerasi sebesar lebih dari 90% antara daya mutagen atau mutagenitas dan daya karsinogen atau karsinogenitas dari zat-zat yang diuji. Karsinogen-karsinogen sekalipun pada dasarnya tidak bersifat mutagenic ternyata pada sel-sel eukariotik mengalami metabolisme menjadi derivat-derivat yang bersifat muatgenik kuat.

            Muatsi somatic dapat menyebabkan timbulnya kanker. Sifat umum dari semua tipe kanker adalah bahwa sel-sel kanker yang ganas terus-menerus membelah padahal sel-sel normal tidak membelah. Semua sel kanker kehilangan control terhadap pembelahan sel secara normal dan sebagai akibatnya terbentuklah tumor. Pembelahan sel berada dibawah control gen dan mutasi yang menimpa gen yang bertanggung jawab terhadap control pembelahan sel, dapat menghilangkan fungsi control dari gen tersebut terhadap pembelahan sel.

APLIKASI PRAKTISI MUTASI

            Adanya mutasi orang dapat menggunakan alela-alela dalam analisis genetic. Kajian hasil persilangan  yang melahirkan hokum pemisahan dan hokum pilihan bebas mendel memang telah mungkin dilakukan berkat adanya alela-alela mutan.

MUTASI YANG BERMANFAAT DALAM PERAKITAN BIBIT

            Perakit bibit tanaman sudah menghasilkan bibit rakitan gandum, kedelai, tomat, padi, serta pohon buah-buahn. Tanaman yang tumbuh dari bibit rakitan terbukti dapat menghasilkan  panen yang meningkat, kandungan zat yang semakin sesuai. Salah satu contoh lain adalah mutasi terinduksi pada bibitPenielllium yang menghasilkan penisilin yang lebih banyak. Bibit tersebut diperoleh dari radiasi spora. Dalam hal ini ribuan spora diradiasi dan beberapa diantaranya kemudian tumbuh menghasilkan lebih banyak penisilin yang telah bermutasi akibat perlakuan radiasi tersebut.

SAKIT GENETIK MANUSIA YANG DITIMBULKAN OLEH KESALAHAN REPLIKASI DNA DAN KESALAHAN PERBAIKAN DNA

Sel –sel manusia dapat mengidap beberapa sakit genetik yang terjadi secara alami bersangkut paut dengan cacat pada replikasi DNA khususnya kegagalan perbaikan. Beberapa mutan ditunjukkan pada Tabel dibawah ini.

Sakit	Gejala	Fungsi yang diserang
Xeroderma pigmentosum (XP)	Gatal, kulit bercak-bercak seperti tahi lalat, kanker kulit	Perbaikan kerusakan DNA oleh radiasi UV atau oleh senyawa kimia.
Alaxia taelangluctase (AT)	Cacat koordinasi otot cenderung mengalami infeksi pernapasan, peka terhadap radiasi, cenderung terkena kanker kromosom terputus-putus.	Replikasi perbaikan DNA.
Anemi Fanconi (FA)	Anemi aplastik, perubahan pigmen pada kulit, nalformasi jantung, ginjal, serta anggota gerak; leukimia.	Replikasi perbaikan DNA, dimer UV serta tambahan senyawa kimia tidak disingkirkan dari DNA.
Sindrom Bloom (BS)	Kerdil; sakit kulit karena peka terhadap cahaya matahari, kromosom terputus-putus.	Pemanjangan rantai DNA pada replikasi.

·         Individu penderita anemi aplastik tidak atau menghasilkan sedikit sel-sel darah merah.

Penderita Xeroderm pigmentosum sangat peka terhadap cahaya matahari, mengidap banyak tumor kulit teutama pada bagian tubuh yang terbuka misalnya, wajah; disamping itu kulit juga bercak hitm seperti tahi lalat.

Sakit Xeroderma pigmentosum itu disebabkan oleh mutan resesifhomozigot. Mutan resesif itu didua bersangkut paut dengan suatu gen pengkode protein yang brperan pad perbaikan kerusakan DNA. Dilain pihak pada beberapa khusus sudah diungkap bahwa yang cacat tampaknya adalah endonuklease yang berfungsi mengenal dimer timin dan mengkaralisasi tahap pertama perbaikan penyingkiran atau exicon repair.

Analisis genetik atas sel-sel pengidap Xeroderma pigmentosummenunjukkan bahwa mutasi pada sebanyak 6 gen yang berbed dapat menimbulkan sakit tersebut. Hal tersebut mudah dipahami karena banyak enzim diketahui tersusun dua atau lebih macam polipeptida dan karena mutasi pada salah satu gen pengkode polipeptida yang terlibat pada proses perbaikan yang mempunyai banyak tahap dapat menimbulkn hambatan pada sesuatu jalur perbaikan.