Mutasi adalah perubahan yang
terjadi pada materi genetik baik yang terjadi pada DNA atau RNA ataupun pada
kromosom. Point mutation (mutasi titik) adalah mutasi atau perubahan
yang terjadi pada satu atau beberapa basa nitrogen dalam suatu rangkaian DNA. Ada
beberapa penyebab Point mutation (mutasi titik) diantaranya adalah :
1. Radiasi
Ketika suatu radiasi seperti
sinar X dan sinar gamma mengenai sel, radiasi tersebut akan diserap oleh
elektron terluar dari atom dan elektron tersebut akan tereksitasi, menyebabkan
timbulnya radikal bebas. Radikal bebas akan memutus ikatan fosfodiester pada
DNA sehingga double stranded DNA akan putus. Sedangkan radiasi sinar
ultraviolet (UV) memancarkan energi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan
sinar X dan sinar gamma sehingga tidak menghasilkan radikal bebas. Energi
radiasi dari sinar UV hanya dapat diserap senyawa yang mempunyai cincin
organik.
 |
| Gambar 1. Sinar ultra violet (UV) yang mengenali DNA akan diserap oleh pirimidin dan menyebabkan basa pirimidin yang berikatan saling berikatan membentuk pirimidin dimer; gambar diatas menunjukkan terjadinya timin dimer |
Komponen DNA yang menyerap kuat
sinar UV adalah golongan pirimidin, yaitu basa nitrogen timin (T) dan sitosin
(S). Jika ada 2 basa nitrogen timin (T) yang berdekatan terkena radiasi sinar
UV, kedua basa nitrogen tersebut akan saling berikatan membentuk pirimidin
dimer. Mekanisme perbaikan pirimidin dimer pada DNA terjadi dengan memutus ikatan dari pirimidin
dimer atau memotong / membuang basa
nitrogen timin (T) yang membentuk pirimidin dimer kemudian mengisi
kembali. Dalam beberapa kasus, terbentuknya pirimidin dimer karena
radiasi sinar UV gagal diperbaiki sehingga menyebabkan DNA Polimerase tidak
dapat melakukan replikasi pada bagian DNA yang mengalami pirimidin dimer
menyebabkan terjadinya mutasi dan memicu timbulnya kanker (kanker kulit jika
yang terpapar jaringan kulit) bahkan sering kali menimbulkan efek letal
pada sel (menyebabkan kematian sel).
 |
| Gambar 2. Mekanisme perbaikan pirimidin dimer |
2. Senyawa Kimia
Beberapa senyawa kimia atau bahan
kimia dapat menyebabkan terjadinya mutasi DNA. Senyawa / bahan kimia tersebut mempunyai
struktur yang hampir sama dengan basa nitrogen. Seperti 5-bromouracil
yang mempunyai struktur mirip dengan basa nitrogen timin sehingga 5-bromouracil
terkadang ikut menjadi penyusun nukleotida DNA menggantikan basa nitrogen
timin. Namun DNA polimerase tidak bisa membedakan antara 5-bromouracil dan
timin. Ketika ikut menjadi penyusun DNA, 5-bromouracil berubah struktur
menyerupai basa nitrogen sitosin dan berpasangan dengan basa nitrogen guanin.
Hal tersebut menyebabkan perubahan urusan basa nitrogen (mutasi) karena
pasangan basa A-T pada DNA tersebut akan berubah menjadi pasangan G-C. Obat
kemoterapi untuk AIDS juga mengandung senyawa kimia yang analog dengan basa
nitrogen. Ketika senyawa kimia tersebut menjadi salah satu dari penyusun DNA,
DNA tidak dapat ditranskripsikan dengan baik sehingga pertumbuhan virus HIV
menjadi lambat. Beberapa senyawa kimia dapat menghilangkan gugus amino pada
basa nitrogen adenin dan sitosin serta menambahkan hidrokarbon pada basa
nukleotida. Keduanya dapat menyebabkan terjadi mispair pada DNA.
Gambar 3. Senyawa 5-bromouracil mempunyai struktur yang mirip dengan timin namun jika ikut menjadi penyusun DNA menggantikan timin, strukturnya akan mirip dengan sitosin
3. Mutasi Spontan (Spontaneous Mutation)
Point
mutasi bisa terjadi secara spontan, tanpa paparan radiasi atau bahan
kimia mutagenik. Terkadang basa nukleotida
secara spontan bergeser pasangan ke konformasi alternatif, atau isomer. Namun
hal tersebut terjadi kurang dari satu basa nitrogen per milyar basa nitrogen
dalam satu generasi. Walaupun begitu tetap merupakan salah satu sumber mutasi
yang penting.
Sequen
DNA terkadang salah menempel (berpasangan)
ketika pasangan kromosom homolog saling berdekatan (berpasangan)
menyebabkan salah satu untaian (strand) DNA membentuk loop. Seperti saat
kita keliru dalam memasangkan kancing baju pada lubangnya. Kesalahan tersebut
dinamakan dengan slipped mispairing yang biasanya terjadi sementara dan
segera akan diperbaiki. Mekanisme perbaikan terhadap slipped mispairing juga
dapat terjadi dan menyebabkan penghapusan (delesi) ratusan nukleotida dari
salah satu kromosom. Jika penghapusan (delesi) terjadi dan berakhir di
tengah-tengah kodon (gen), maka akan menyebabkan pembacaan kodon. Seperti pada
kalimat THE FAT CAT ATE THE RAT jika huruf F terhapus maka akan terbaca menjadi ATC ATA TET DIA DI menyebabkan DNA menjadi nonsense (tidak
menyandikan asam amino).
 |
| Gambar 3. Slipped mispairing terjadi ketika kromosom homolog berpasangan, menyebabkan terbentuknya loop, dan jika tidak diperbaiki akan menyebabkan penghapusan (delesi) pada nukleotida |
POSTINGAN TERKAIT :
Pertumbuhan dan Perkembangan Vertebrata
Kontrol ekspresi gen pada Bakteri
Kode Genetik, Central Dogma (Tanskripsi dan Translasi)
Proses Replikasi DNA
Eksperiman Meselson–Stahl tentang replikasi DNA yang bersifat semi konservatif
0 komentar