Perubahan DNA Mutasi Tingkat Gen | Macam Mutasi dan Penyebabnya
Perubahan DNA Mutasi Tingkat Gen | Macam Mutasi dan Penyebabnya - Pada umumnya, gen – gen sebagai kesatuan kimia bersifat mantap walaupun mengalami pewarisan selama ratusan kali dari generasi sel ke sel berikutnya. Namun demikian, pengaruh alam dalam jangka waktu yang amat panjang dan spontan dapat saja menyebabkan perubahan pada susunan kimia gen tersebut.
Perubahan gen pembawa sifat ini menyebabkan berubahnya sifat individu pembawanya dan diturunkan kepada generasi berikutnya. Peristiwa ini disebut mutasi. Individu yang bermutasi disebut mutanan penyebab mutasi disebut mutagen. Mutasi karena berubahnya gen disebut mutasi tingkat gen; namun mutasi dapat terjadi pada tingkat kromosom. Keduanya dapat terjadi dengan cara atau sebab yang berbeda.
Perubahan DNA, Mutasi Tingkat Gen
DNA tersusun dari empat macam nukleotida yang merupakan bahan dasar bentuknya asam nukleat. Keempat macam nukleotida I tersusun arigula 5C (deoksiribosa), gugusan fosfat dan salah satu basa nitrogen, apakah adenin (A), guanine (G) Timi (T) atau cytos (C).
Keempat terikat adalah cara yang lebih kurang sama. Perlu kamu ingat bahwa T dan C bermolekul lebih kecil berbentuk cincin tunggal (pirimidin) sedang A dan G lebih besar dan merupakan cincin ganda (purin).
Hal berikut ini perlu kamu ketahui.
1. Keempat basa dalam DNA tidak sama banyaknya
2. Keempat basa banyaknya relative berbeda antara satu spesies dan spesies lainya.
3. Dalam tiap molekul DNA jumlah adenine selalu sama dengan jumlah cytosine (A = T dan G = C).
Perubahan jumlah basa N perbedaan macam basa N dan letak urutanya dalam molekul DNA, akan mengubah DNA. Karena gen sendiri dibangun oleh substasikimia disebut DNA, perubahan DNA merupakan perubahan gen atau mutasi gen. Mutasi gen membawa penampakan atau sifat - sifat lain yang dapat diamati (fenotip).
Bila mutasi terjadi pada sel gamet. Perubahan itu data diwariskan kepada generasi berikutnya, sedang bila terjadi pada sel soma hanya diwariskan pada anak sel yang dihasilkan oleh mitosis. Hal ini disebut mutasi somatik. Mutasi gen (DNA) mungkin hanya melibatkan perubahan satu atau dua nukleotida saja: mutasi demikian kita sebut mutasi gen atau mutasi tingkat molekuler.
Istilah mutasi saja data digunakan untuk menyatakan adanya perubahan struktur DNA pada satu lokus dan hal ini sudah dapat disebut mutasi gen.
Mutasi gen bentuk lain dapat terjadi bila ada penambahan, pengurangan atau pengaturan kembali basa – basa dalam gen. Ini dapat dalam bentuk duplikasi, penyisipan, kehilangan atau terbaliknya letak basa. Dalam hal keseluruhanya, ini merupakan perubahan urutan nukleotida yang berakibat terbentuknya polipeptida yang telah berubah.
Mutasi Kromosom
Selain mutasi tingkat DNA/gen, dapat juga terjadi mutasi tingkat kromosom atau aberasi kromosom. Mutasi semacam ini terjadi karena adanya perubahan jumlah atau susunan DNA. Mutasi kromosom tertentu dapat mempengaruhi beberapa gen yang berakibat lebih nyata ada fenotip individu daripada oleh gen.
Perubahan jumlah kromosom biasanya diakibatkan oleh kesalahan dalam meiosis, namun dapat juga terjadi selama mitosis, misalnya perubahan kombinasi kromosom, peristiwa pindah silang dan gagal berpisah. Lebih dar itu dapat juga terjadi hilangnya atau bertambahnya salah satu segmen (lokus) kromosom haploid, suatu kondisi yang disebut poliploidi. Mutasi kromosom dapat dipelajari pada
Macam Mutasi Dan Penyebabnya
- Mutasi Alam
Di dalam alam, mutase terjadi secara lambat tetapi pasti. Walaupun amat jarang dan secara kebetulan. Orang menduga, tingkat kemungkinan terjadinya mutasi alam ini adalah diantara 2000 hingga satu milyar kejadian, yang disebabkan oleh sinar – sinar kosmis dari luar angkasa da sinar – sinar radio aktif dari alam.
Sifat – sifat yang diwariskan oleh mutan ala mini umumnya resesif dan merugikan bagi mutan sendiri atau keturunanya. Amat jarang mutan dapat bertahan hidup dalam lingkunganya, tetapi bila ada yang tetap hidup berarti dapat beradaptasi dengan lingkunganya. Mutan demikian lalu menjadi varietas baru.
Mutan tidak selau berubah menjadi spesies baru yang lain: tetapi bila mutan ini turun temurun mengalami mutase dan bermutasi lagi dan tetap bertahan hidup hingga ratusan generasi, berarti sifat mutasinya sesuai dengan lingkunganya. Mutasi ini merupakan individu baru yang sama sekali berbeda dengan individu nenek moyangnya, dan mewariskan sifat – sifat barunya kepada keturunanya.
Tidak mustahil perubahan susunan gen (genotip) juga membawa perubahan penampakan/ sifat – sifat yang dapat diamati (fenotip) yang amat besar bila dibandingkan dengan nenek moyangnya beberapa ribu generasi yang terdahulu. Hal ini mengarah ke timbulnya individu jenis (spesies) baru yang dapat beradaptasi pada lingkungan; inilah salah satu perubahan yang menjadi mekanisme evolusi.
- Mutasi Buatan
Manusia tidak pernah puas hanya menerima peristiwa mutasi secara alam yang lamban dana mat jarang terjadi, yang hampir tidak mungkin diamati manusia dalam (satu) generasinya.
Dengan berbekal ketidakpuasanya, keinginanya dan pengetahuan tentang prinsip – prinsip yang menyangkut perubahan DNA/gen, manusia lalu memikirkan kemungkinan mutasi dapat dibuat. Inilah awal dari lahirnya rekayasa genetik dalam bioteknologi.
Mutasi terjadi karena perubahan gen/kromosom. Dari sini dapat dilogikakan bahwa mengubah sifat individu. Kalau orang dapat membuat perubahan gen tanpa mematikan individunya, orang dapat membuat mutan yang diharapkan lebih baik atau unggul, berguna atau lebih menguntungkan diukur dari kepentingan manusia. Caranya bagaiamana? Pelajari pembuatan teknik pembuatan mutase dibawah ini.
- Penyebab Mutasi
Berbagai eksperimen menunjukan bahwa frekuensi mutasi dapat ditingkatkan dengan menggunakan sinar X. Sejak saat itu, dapat diperlihatkan bahwa penggunaan radiasi berenergi tinggi seperti sinar ultra violet, sinar X dan sinar gamma memang meningkatkan frekuensi mutase. Partikel berenergi seperti α dan β, neutron dan radiasi kosmis juga bersifat mutagenic (penyebab mutasi).
Beberapa substansi kimia seperti gas rawa atau metan (CH₂), kafein, digitonin methanol (formaldehid), kolkisin, nikotin, obat – obatan tertentu, pengawet makanan dan bahkan pestisida juga bersifat mutagenic.
Bahkan sinar matahari yang tidak terlindungi oleh lapisan ozon sehingga sinar ultra violetnya terlalu kuat mengenai kulit manusia, dapat juga merupakan mutagen, dan sebagai akibatnya dapat menimbulkan kanker kulit. Dalam hal dan terhadap individu tertentu suhu tinggi dan virus juga dapat merupakan mutagen.
Kolkisin misalnya, dapat menghambat kerja mikrotubulus, sehingga pemisahan kromatid pada anafase tidak terjadi dan berakibat terjadinya poliploidi, berarti terjadi mutasi. Pengetahuan ini digunakan dalam perkebunan holtikultura yang secara ekonomi dapat lebih menguntungkan seperti tanaman tomat dan bit. Virus, beberapa diantaranya akhir – akhir ini diketahui juga dapat bersifat mutagenic dan diduga sebagai penyebab kanker.
- Pemanfaatan Pengetahuan Mutasi
Para ilmuwan biologi mengetahui bahwa sinar X dapat menimbulkan ionisasi pada sel – sel pembentuk jaringan tubuh. Ionisasi terjadi bila electron terlepas dari suatu atom dan menggabung ke atom lainya. Molekul DNA yang banyak mengandung atom – atom yang terionisasi dapat menjadikan gen labil dan akhirnya berubah.
Gen yang berubah susunan kimianya, fungsinya berubah pula. Bila gen – gen ini sel – sel gamet, manifestasi perubahan ini dapat diamati pada generasi berikutnya. Dengan dasar pengetahuan ini, para ilmuwan menggunakan sinar X atau sinar – sinar lain yang berenergi tinggi sebagai mutagen buatan.
Dari eksperimen yang telah banyak dilakukan, diperoleh data bahwa mutasi pada sel – sel generative kebanyakan bersifat letal, yaitu membawa kematian pada keturunanya sebelum atau beberapa waktu setelah kelahiran. Karena itu, pembuatan mutan dengan cara ini, misalnya biji – biji yang akan diunggulkan perlu dilakukan pada jumlah yang amat besar dan intensitas radiasi yang optimal. Masalahnya adalah bagaimana cara pengaturan intensitas ini. Hal ini memerlukan riset berulangkali dan berjangka panjang untuk menemukan mutan yang dikehendaki.
Sinar X dapat juga membuat mutasi kromosom menjadi dua bagian atau lebih. Bagian – bagian ini dapat hancur dan lenyap atau menggabung pada kromosom lain, terjadilah aberasi kromosom. Dengan ini dapatlah terjadi mutasi kromosom. Jika hal itu terjadi pada sel generative dan individunya tidak mati, maka individu tersebut dapat mewariskan sifat – sifat barunya ke keturunanya.
Radiasi sebagai akibat peledakan – peledakan bom A dan bom H baik dalam peperangan percobaan, radiasi bocoran reactor atom, kendaraan bertenaga nuklir dan sampah radioaktif, juga merupakan penyebab mutase yang kebanyakan orang tidak menyadari karena efeknya tidak segera tampak atau terasa.
Lagi pula, pada umumnya gen – gen mutan barulah bersifat letal lebih dalam keadaan homozigot resesif, yang heterozigot tetap hidup dan bertindak sebagai pembawa sifat dan penurun warisan yang telah berubah/bermutasi.
Daftar Istilah Penting :
Mutasi Mutasi buatan
Mutan Mekanisme evolusi
Mutagen Mutasi somatik
Aneuplodi Aberasi kromosom
Poliploidi Rekayasa genetik
Mutagenik Sifat letal
Kolkisin Mutasi molekuler
Radiasi Mutasi alam