Penyebab Mutasi Gen – Pengertian, Alam, Buatan, Faktor, Jenis, Mekanisme, Konsekunsi

Diposting pada

Penyebab Mutasi Gen – Pengertian, Alam, Buatan, Faktor, Jenis, Mekanisme, Konsekunsi : Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable).


Faktor Penyebab Mutasi Gen

Pengertian Mutasi

Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk yang terjadi secara tiba-tiba, acak, dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable). Mutasi juga dapat diartikan sebagai perubahan struktural atau komposisi genom suatu jasad yang dapat terjadi karena faktor luar (mutagen) atau karena kesalahan replikasi.


Peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis. Makhluk hidup yang mengalami mutasi disebut mutan dan factor penyebab mutasi disebut mutagen (mutagenic agent). Perubahan urutan nukleotida yang menyebabkan protein yang dihasilkan tidak dapat berfungsi baik dalam sel dan sel tidak mampu mentolerir inaktifnya protein tersebut, maka akan menyebabkan kematian (lethal mutation).


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian DNA Beserta Fungsi, Struktur Dan Penggunaannya Dalam Teknologi


Mutasi Alam

Mutasi alamiah (spontan). Mutasi alam adalah mutasi yang terjadi dengan sendirinya atau penyebabnya tidak diketahui secara pasti sehingga mutasi ini terjadi secara spontan. Mutasi Alam misalnya disebabkan sinar kosmis, radioaktif alam yang umumnya bersifat resesif dan merugikan.


Faktor Mutasi Alamiah

Mutasi alam dapat disebabkan oleh tiga faktor:


  • contoh: virus. virus yang hidup di dalam sel hidup dapat mengubah susunan materi genetik inang dengan menyisipkan materi genetik virus.
  • contoh: sinar gamma, sinar X, dan sinar UV sebagai mutagen. susunan gen makhluk hidup dapat berubah jika terpapar pancaran sinar gamma, sinar X, dan sinar UV. Mutasi yang terjadi adalah perubahan susunan materi genetik dalam skala kromosom.

  • contoh: senyawa kimia asam nitrit sebagai mutagen: reaksi asam nitrit dengan adenin menjadi zat hipoxanthine. Zat ini akan menempati tempat adenin asli dan berpasangan dengan sitosin, bukan lagi dengan timin. mutasi yang terjadi adalah perubahan susunan materi genetik dalam skala gen.

Mutasi Buatan

Mutasi buatan yaitu mutasi yang ditujukan untuk merubah susunan gen, sehingga sifat yang diturunkan pun berubah. Mutasi induksi (buatan). Mutasi buatan adalah mutasi yang terjadi akibat campur tangan manusia. Mutasi buatan ini memang sengaja dibuat oleh manusia untuk suatu kepentingan tertentu dan diambil manfaatnya.


Mutasi buatan ini merupakan awal dari lahirnya rekayasa genetika dalam bidang bioteknologi. Mutasi buatan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain pemakaian bahan radioaktif untuk memperoleh bibit unggul, penggunaan radiasi peng-ion, pemakaian bahan kolkisin, dan penggunaan sinar X.


Jenis – Jenis Mutasi

Mutasi adalah perubahan materi genetik (gen atau kromosom) suatu sel yang diwariskan kepada keturunannya. Mutasi dapat disebabkan oleh kesalahan replikasi materi genetika selama pembelahan sel oleh radiasi, bahan kimia (mutagen), atau virus, atau dapat terjadi selama proses meiosis. Berdasarkan jenisnya terdapat dua jenis mutasi, yaitu :


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Penjelasan Gen Letal Beserta Macam-Macamnya


Mutasi Kromosom

Mutasi kromosom adalah perubahan yang terjadi pada kromosom yang disertai dengan perubahan struktur dan jumlah kromosom. Mutasi kromosom dibedakan ke dalam dua jenis, yaitu :


MEKANISME MUTASI TINGKAT GEN

a.) Perubahan struktur kromosom (aberasi kromosom).

Mutasi ini menyebabkan kerusakan (aberasi) pada bentuk kromosom, diantaranya:

  • Translokasi adalah pemindahan sebagian dari segmen kromosom ke kromosom lainnya yang bukan kromosom homolognya.

  • Duplikasi terjadi karena adanya segmen kromosom yang mengakibatkan jumlah segmen kromosom lebih banyak dari kromosom aslinya. Berikut ini contoh duplikasi.

  • Delesi adalah mutasi yang terjadi karena sebagian segmen kromosom lenyap sehingga kromosom kekurangan segmen.
  • Inversi adalah mutasi yang terjadi karena selama meiosis kromosom terpilin dan terjadinya kiasma, sehingga terjadi perubahan letak atau kedudukan gen-gen.

b). Perubahan Jumlah Kromosom

  • Mutasi yang terjadi ditandai dengan perubahan jumlah kromosom individual atau dalam jumlah perangkat kromosom.
  • Euploid terjadi karena adanya penambahan atau pengurangan perangkat kromosom (genom). Contoh: haploid, diploid, triploid, tetraploid, poliploid dll.
  • Aneuploid terjadi karena adanya perubahan salah satu kromosom dari genom individu Contoh; monosomik, Nullisomik Trisomik dan Tetrasomik

Mutasi Gen

Mutasi gen merupakan perubahan yang terjadi pada nukleutida DNA yang membawa pesan suatu gen tertentu. Mutasi gen pada dasarnya merupakan mutasi titik. Mutasi titik (point mutation) merupakan perubahan kimiawi pada satu atau beberapa pasangan basa dalam satu gen tunggal.


Mutasi gen adalah mutasi yang terjadi dalam lingkup gen. Peristiwa yang terjadi pada mutasi gen adalah perubahan urutan basa nitrogen DNA. Jenis-jenis mutasi gen adalah sebagai berikut :


  1. Mutasi salah arti (missens mutation), yaitu perubahan suatu kode genetik (umumnya pada posisi 1 dan 2 pada kodon) sehingga menyebabkan asam amino terkait (pada polipeptida) berubah. Perubahan pada asam amino dapat menghasilkan fenotip mutan apabila asam amino yang berubah merupakan asam amino esensial bagi protein tersebut. Jenis mutasi ini dapat disebabkan oleh peristiwa transisi dan transversi.

  2. Mutasi tak bermakna (nonsense mutation), yaitu perubahan kodon asam amino tertentu menjadi kodon stop. Hampir semua mutasi tanpa arti mengarah pada inaktifnya suatu protein sehingga menghasilkan fenotip mutan. Mutasi ini dapat terjadi baik oleh tranversi, transisi, delesi, maupun insersi.

  3. Mutasi perubahan rangka baca (frameshift mutation), yaitu mutasi yang terjadi karena delesi atau insersi satu atau lebih pasang basa dalam satu gen sehingga ribosom membaca kodon tidak lengkap. Akibatnya akan menghasilkan fenotip mutan.

  4. Mutasi diam (silent mutation), yaitu perubahan suatu pasangan basa dalam gen (pada posisi 3 kodon) yang menimbulkan perubahan satu kode genetik tetapi tidak mengakibatkan perubahan atau pergantian asam amino yang dikode. Mutasi diam biasanya disebabkan karena terjadinya mutasi transisi dan transversi.

Mekanisme terjadinya mutasi titik ini ada dua macam, yaitu

  1. substitusi basa dan
  2. perubahan rangka baca akibat adanya penambahan basa (adisi) atau kehilangan basa (delesi).

Mutasi titik yang disebabkan oleh substitusi basa dinamakan mutasi substitusi basa, sedangkan mutasi yang terjadi karena perubahan rangka baca dinamakan mutasi rangka baca (frameshift mutation).


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Gen Beserta Struktur Dan Sejarahnya


Apabila substitusi basa menyebabkan substitusi asam amino seperti pada kasus hemoglobin anemia bulan sabit, maka mutasinya dinamakan mutasi salah makna (missense mutation).


Sementara itu, jika substitusi basa menghasilkan kodon stop, misalnya UAU (tirosin) menjadi UAG (stop), maka mutasinya dinamakan mutasi tanpa makna (nonsense mutation) atau mutasi terminasi rantai (chain termination mutation). Contoh; anemia bulan sabit.


Faktor Penyebab Mutasi

Ada beberapa faktor penyebab mutasi (mutagen) dapat kita bedakan menjadi:

  • Fisik yaitu suhu, radiasi sinar ultraviolet, alfa, beta, gamma, sinar-X dan juga radioaktif.
  • Kimiawi yaitu asam nitrat, hidroksil amino, kolkisin dan digitonin.
  • Biologis yaitu berupa virus.

Mutasi Yang Menguntungkan

Mutasi buatan yang banyak telah dilakukan oleh manusia untuk menghasilkan tanaman yang menguntungkan manusia, contohnya padi Atomita I dan II, kedelai muria, semangka tanpa biji dan juga beberapa produk lainnya.


Mekanisme Mutasi Tinggkat Gen

Mutasi gen ialah perubahan kimiawi pada satu atau beberapa pasangan basa dalam satu gen tunggal yang menyebabkan perubahan sifat individu tanpa perubahan jumlah dan susunan kromosomnya. Mutasi gen dapat terjadi melalui berbagai cara, diantaranya :


Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pegertian Membran Sel Beserta Fungsi Dan Contohnya


Penggantian/substitusi pasangan basa

terjadi karena penggantian satu    nukleotida dengan pasangannya di dalam untaian DNA komplementer dengan pasangan nukleotida lain. Mutasi substitusi basa dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu transisi dan transversi. Pada transisi terjadi substitusi basa purin oleh purin atau substitusi pirimidin oleh pirimidin, sedangkan pada transversi terjadi substitusi purin oleh pirimidin atau pirimidin oleh purin.


  1. Mutasi pergantian pasangan basa terdiri dari mutasi transisi, transversi, misens, nonsense, netral dan diam.
  2. Pada mutasi transisi terjadi suatu pergantian basa purin dengan basa purin lain atau pergantian suatu basa pirimidin dengan pirimidin lainnya atau pun pergantian purin-pirimidin dengan pasangan purin-pirimidin lainnya. Contohnya ATàGS, GSàAT, TAàSG, SGàTA,

  3. Pada mutasi transversi terjadi suatu pergantian basa purin dengan pirimidin atau sebaliknya. Contohnya ATàAT, GSàSG, ATàSG, dan SGàTA.

  4. Mutasi misens adalah mutasi yang terjadi karena perubahan suatu pasangan basa yang mengakibatkan perubahan satu kode genetika sehingga asam             amino yang terkait berubah. Contohnya adalah yang terjadi pada gen          β-globin yang berakibat terjadinya pergantian satu asam amino pada rantai β-hemogloblin.

  5. Mutasi nonsense adalah suatu pergantian pasangan basa yang berakibat       perubahan suatu kode genetika pengkode asam amino menjadi kode genetika pengkode terminasi. Dalam hal ini terjadi suatu kode genetika pengkode asam amino (misalnya UGG) menjadi UAG; atau USA menjadi UAA, dan demikian pula UAA menjadi UGA. Adanya mutasi nonsense menyebabkan polipeptida yang terbentuk tidak sempurna atau tidak lengkap sehingga tidak fungsional.

  6. Mutasi netral adalah pergantian suatu pasangan basa yang terkait terjadinya perubahan suatu kode genetika yang juga menimbulkan perubahan asam        amino terkait, tetapi tidak sampai mengakibatkan perubahan fungsi protein. Tidak terjadinya perubahan fungsi protein disebabkan karena asam amino   secara kimia akivalen dengan asam amino mula-mula. Satu contoh mutasi netral ditunjukkan pada tabel 2.1. Pada contoh itu asam amino argini secara    kimiawi ekivalen dengan asam amino lisin dan sama-sama asam amino dasar


  7. sehingga keduanya memiliki sifat-sifat yang cukup mirip, dan dengan demikian fungsi protein dapat tidak berubah.
  8. Mutasi diam adalah suatu tipe mutasi netral khusus. Pada mutasi ini, terjadi pergantian suatu pasangan basa pada gen yang menimbulkan perubahan kode genetika, tetapi tidak mengakibatkan perubahan asam amino yang dikode.

Insersi dan delesi

Insersi merupakan penyisipan atau penambahan satu atau lebih nukleotida ke dalam rantai polinukleotida. Delesi adalah pengurangan satu atau lebih pasangan nukleotida pada suatu gen saat replikasi DNA.


Konsekunsi Mutasi Gen

Mutasi titik (point mutation) merupakan mutasi yang melibatkan penggantian satu pasang basa (substitusi basa), di mana satu basa pada satu sekuens DNA diganti dengan basa yang berbeda. Bila DNA direplikasi maka hasilnya adalah substitusi pasangan basa.


Mutasi ini dapat menyebabkan beberapa hal tergantung dari letak mutasinya pada gen.Bila penggantian basa berlangsung di dalam gen yang mengkode protein, maka mRNA yang ditranskripsi dari gen akan membawa basa yang salah.


Bila mRNA tersebut ditranslasi menjadi protein, maka kesalahan basa tersebut dapat menyebabkan tidak terjadinya pembentukan protein, atau terbentuknya protein abnormal, atau terbentuknya kodon nonsense (kodon STOP) yang menghentikan sintesis lengkap protein fungsional, dikenal sebagai nonsense mutation.


Mutasi pasangan basa dapat juga menyebabkan perubahan pada DNA yang disebut dengan frameshift mutation. Mutasi ini berupa delesi (pemotongan) atau insersi (penyisipan) satu atau beberapa pasang nukleotida pada DNA dan menyebabkan terjadinya pergeseran pembacaan kerangka sandi (reading frameshift), sehingga akan menyebabkan perubahan asam amino. Contoh kasusframeshift mutation adalah penyakit Huntungton (Huntungton disease), suatu penyakit saraf yang disebabkan oleh adanya penyisipan basa tambahan pada DNA.


Selain merugikan beberapa mutasi dapat berguna bagi manusia, diantaranya :

  1. Mutasi pada mikroorganisme dapat meningkatkan hasil antibiotika, misalnya mutan Penicillium penghasil antibiotik penisilin.
  2. Meningkatkan hasil panen produksi pangan dengan membuat hasil panen poliploid dengan mutasi induksi.
  3. Mutasi melalui radiasi menggunakan radioisotop dapat digunakan untuk memeriksa proses biologi, misalnya transfer elektron pada fotosintesis.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Penjelasan Replikasi DNA Semikonservatif Dalam Biologi