Mutasi
Mutasi
adalah peristiwa perubahan sifat gen (susunan kimia gen) atau kromosom sehingga
menyebabkan perubahan sifat yang baka (diturunkan) tetapi bukan sebagai akibat
persilangan atau perkawinan. Mutasi
dapat terlihat dalam jumlah kecil maupun besar. Mutasi kecil hanya menimbulkan perubahan yang
sedikit dan kadang kala tidak membawa perubahan fenotif yang jelas, jadi hanya
semacam variasi. Mutasi
besar menimbulkan perubahan besar pada fenotif, yang biasanya dianggap abnormal
atau cacat. Mutasi
terjadi karena perubahan lingkungan yang luar biasa. Hal ini dapat diakibatkan
oleh adanya sifat yang tidak tetap dan selalu dipengaruhi oleh berbagai macam
faktor baik alamiah maupun buatan.
Agar suatu species tidak mengalami kepunahan diperlukan usaha untuk
menyesuaikan diri terhadap timbulnya suatu perubahan. Kejadian mutasi sangat jarang
terlihat, hal ini disebabkan :
-
mutasi yang terjadi pada suatu gen tidak dapat
menunjukan penampakannya, karena jumlah gen yang terdapat dalam satu individu banyak
sekali
-
gen yang
bermutasi bersifat letal, sehingga gejala mutasi tidak dapat diamati sebab individu segera
mati sebelum dewasa
-
gen yang
bermutasi umumnya bersifat resesif, sehingga selama dalam keadaan hetreozigot
tidak akan terlihat
A. Jenis Mutasi
Pada
umunya, gen-gen sebagai kesatuan kimia bersifat mantap walaupun mengalami
peristiwa pewarisan sel selama ratusan kali dari generasi sel ke sel
berikutnya. Namun demikian pengaruh alama dalam jangka waktu yang amat panjang
dan spontan dapat saja menyebabkan berubahnya sifat individu pembawanya dan
diturunkan kepada generasi berikutnya, yang lazim dikatan dengan mutasi. Individu yang
bermutasi disebut mutan, dan zat yang menyebabkan terjadinya mutasi disebut mutagen. Berdasarkan bagian yang bermutasi, mutasi dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu :
1. Mutasi
somatik
Mutasi somatik mempunyai
ciri-ciri sebagai berikut :
-
terjadi pada
sel tubuh atau sel soma
-
sifatnya
tidak diturunkan pada keturunannya
-
hanya
berpengaruh pada individu yang mengalaminya
2. Mutasi
germinal
Mutasi germinal mempunyai
ciri-ciri sebagai berikut :
-
terjadi pada
sel induk kelamin atau sel kelamin
-
apabila
terjadi pada sel induk kelamin akan bersifat diturunkan dari generasi ke
generasi
-
apabila
terjadi pada sel kelamin akan bersifat diturunkan dari generasi ke generasi
jika terjadi fertilisasi, dan jika tidak terjadi akan hilang pengaruhnya.
3. Mutasi
gen (poin mutation atau mutasi
kecil)
Mutasi gen mempunyai ciri-ciri
sebagai berikut :
-
berskala
kecil dan terjadi pada satu gen atau bagian dari gen
-
ada yang
pengaruhnya tidak begitu nyata, biasanya berupa perubahan kimia (misalnya
perubahan kecil pada pigmen), disebut mutasi tampak
-
ada yang
pengaruhnya mengakibatkan kematian dini pada individu, disebut mutasi letal
-
dapat
berlangsung secara spontan pada semua sel penyusun tubuh individu.
Mutasi gen adalah perbahan yang
terjadi pada susunan molekul DNA atau gen. Mutasi gen terjadi pada susunan kimianya (DNA).
Bila struktur kimia gen berubah maka fungsinya pun akan berubah pula. Gen yang
mengalami mutasi
terdapat pada sel-sel tubuh (sel somatis) maka perubahan diturunkan ke sel
anakan melalui pembelahan mitosis. Bila gen yang mengalami mutasi terdapat pada sel
kelamin (gamet) maka perubahan akan diwariskan pada keturunannya.
Peristiwa mutasi merupakan proses acak
(random), dan sukar diamati karena
;
-
jarang
terjadi pada proses biasa dari replikasi DNA
-
tidak ada
cara untuk mengetahui manakah gen yang akan mengalami mutasi dalam suatu sel atau
suatu generasi
-
munculnya
bebas apakah ia mampu atau tidak beradaptasi terhadap lingkungan hidup
organisme bersangkutan.
Organisme yang mampu
beradaptasi sangat penting untuk proses terjadinya evolusi
4. Mutasi
kromosom (gross mutation atau mutasi
besar)
Mutasi kromosom adalah
perubahan yang terjadi pada struktur dan susunan kromosom, yang disebut juga
dengan mutasi
aberasi. Mutasi ini
dapat ditemui pada peristiwa gagal berpisah pada saat peristiwa pindah silang (crossing
over), apabila kromosom hilang atau bertambah sehingga terjadi perubahan
jumlah kromosom.
Mutasi kromosom dapat dibedakan
menjadi :
a. Perubahan set
(aneuploidi)
Perubahan set kromosom adalah perubahan pada
jumlah N-nya. Keadaan heteroploidi banyak ditemui pada hewan invertebrata dan
tanaman perdu, pohon, jeruk, apel, bit gula.
Menurut kejadiannya
aneuploidi dapat dibedakan menjadi :
-
Autopoliploidi
adalah genom (n) mengganda sendiri. Hal ini dapat terjadi karena gangguan
meiosis.
-
Allopoliploidi
adalah terjadi pada hibrid antara species yang set kromosomnya berbeda.
Macam-macam aneuploidi,
yaitu :
-
monoploid
(n)
- tetrraploid (4n)
-
triploid
(3n)
- poliploid (4n ke atas)
Aneuploid pada manusia :
dapat terjadi pada peristiwa :
-
Digini adalah
dua inti sel telur yang tetap terlindung satu plasma dan selanjutnya dibuahi
satu sperma, yang sering terjadi kaerana kegagalan sel kutub (polosit)
memeisah.
-
Diandri adalah
satu sel telur yang dibuahi satu sperma, yang sering pada terlambatnya
pembuahan.
Seseorang yang mengalami
aneuploidi umumnya berumur pendek, di samping itu pada sel-sel soma yang mengalami
kanker juga dapat terjadi peristiwa aneuploidi.
Perbahan set kromosom
dapat diusahakan dengan cara menghambat pemisahan, antara lain melalui :
-
induksi
kolkisin, karena kolkisin dapat menghalangi pembentukan gelendong pembelahan
dan merintangi terjadinya anafase, sehingga kromatid yang terbentuk tidak
berpisah ke kutub yang berseberangan
-
pada ujung
jagung, dapat dilakukan dengan menggunakan suhu tinggi
-
pada tomat,
dapat dilakukan dengan dekapitasi, yaitu dengan memotong tunas. Dati bekas
potongan tunas akan tumbuh tunas yang mengandung polulasi sel 4n, dan
selnjutnya dsapat dibiakan secara generatif.
b. Peruabahan penggandaan
(aneusomi)
Umumnya sel soma memiliki
2n kromosom, namun tidak sedikit organisme yang mempunyai susunan kromosom yang
mempunyai susunan kromoaom yang pengadaannya tidak benar sehingga jumlah
kromosomnya menjdi lebih untuk kurang dari normal.
Contoh
:
- nulisomik
2n – 2
- monosomik 2n – 1
-
trisomik
2n + 1
- tetrasomik 2n +
2
Aneusomik dapat terjadi
karene beberapa hal, yaitu :
- anafase
lag
:
tidak melekatnya kromatid pada gelendong waktu anafase meiosis
-
nondisjunction
: gagal
berpisahnya kromosom homolog paa waktu anafase dari meiosis I
Makhluk aneusomik dapat
hidup sehat sampai dewasa, asal kromosom yang kurang atau lebih tidak begitu
besar dan tidak dapat mengandung gen yang berperan vital, atau fungsi gen
tersebut dapat digantikan oleh gen yang lain pada kromosom lain.
Manusia aneusomik dapat
ditemukan pada :
-
Sindrom
turner
adalah manusia yang menalami pengurangan kromosom Y-nya sehingga mempunyai
kariotipe 22AA + XO (2n – 1). Orang ini berkelamin wanita tetapi ovariumnya
tidak tumbuh. Hal ini disebut “ovariculardysgensis”.
-
Sindrom
klinefelter
adalah trisomik pada genosom, dan mempunyai kariotipe 22AA + XXY (2n + 1).
Orang yang
mengalami kelainan ini mempunyai ciri-ciri testis tidak tumbuh, aspermania,
mandul, dan payudara tumbuh walaupun jenis kelamin pria. kelaminini dikenal
dengan istilah testicular dysgensis.
- Sindrom patau adalah trisomik autosom pada kromosom nomor 13, 14 dan 15, dan mempunyai
kariotipe 45A + XX atau 45A + XY (2n + 1). Orang yang
mengalami kelainan ini mempunyai ciri-ciri kepala kecil, mata kecil, telinga
posisinya rendah dan biasanya tuli, jantung mengalmi kelainan dan mempunyia
kemampuan rendah. Kelainan yang berupa jumlah set kromosom yang melebihi normal
pada umumnya menyebabkan gigantisme (pertumbuhan yang cepat).
- Sindrom down adalah trisomik autosom
pada kromosom nomor 21, dan mempunyai kariotipe 45A + XX atau 45A + XY (2n +
1), yang disebut juga mongolisme. Orang yang mengalami
kelainan ini mempunyai ciri-ciri mata sipit, kaki pendek, gerak lamban.
-
Sindrom
edwards adalah trisomik autosom pada kromosom nomor 16, 17 dan 18.
individu yang mengalami kelainan ini mempunyai ciri-ciri tengkorak lonjong,
dada pendek danlebar, dan telinga rendah.
c. Kerusakan kromosom
(aberasi)
Kerusakan kromosom terjadi karena perubahan
jumlah atau susunan gen-gen di dalam kromosm yang disebabkan karena sebagian
benangnya lepas, berpilin, melekat kembali dengan letak terbalik dan lain
sebagainya.
Kerusakan kromosom ini
dapat dibedakan atas 4 macam, yaitu :
-
Inversi adalah perubahan urutan
letak gen dalam suatu kromosom. Inversi ini pun dapat dibedakan menjadi dua
berdasarkan letak sentromer pada saat terjadinya inversi, yaitu inversi
perisentrik dan inversi parasentrik.
-
Delesi adalah kromosom homolog
yang hilang sebagian gennya.
-
Duplikasi adalah kromosom homolog
yang mendapatkan penambahan sebagian gen dari kromosom pasangannya.
-
Traslokasi adalah pertukaran gen
dari suatu kromosom ke kromosom lain yang bukan homolognya.
-
Katenasi adalah kromosom homolog
yang ujungnya saling berdekatan, sehingga membentuk lingkaran.
Gambar.
Inversi
Gambar. delesi dan duplikasi
Kerusakan kromosom yang
lain dapat terjadi karena beberapa peristiwa seperti :
-
fusion dan fision
-
pindah silang
Gambar. Translokasi
Gambar. Katenasi
B. Penyebab Mutasi (mutagen)
Zat atau sesuatu yang
menyebabkan mutasi
disebut dengan mutagen. Macam-macam penyebab mutasi dapat di bedakan sebagai berikut
:
1. Mutasi
alami (mutasi spontan)
Mutasi spontan adalah perubahan
yang terjadi secara alamiah atau dengan sendirinya. Diduga faktor penyebabnya
adalah panas, radiasi sinar kosmis, batuan radioaktif, sinar ultraviolet
matahari, radiasi dan ionisasi internal mikroorganisme serta kesalahan DNA
dalam metabolisme.
2. Mutasi
buatan
Mutasi
buatan adalah adalah
mutasi yang
disebabkan oleh usaha manusia, antara lain dengan :
-
pemakaian
bahan radioaktif untuk diagnosis, terapi, deteksi suatu penyakit, sterilisasi
dan pengawetan makanan.
-
Penggunaan
senjata nuklir
-
Penggunaan
roket, televisi
-
Pemakaian
bahan kimia, fisika, dan biologi
Mutasi pada manusia sebenarnya
tidak bis dicegah, sebab kita tahu bahwa alam juga menyebabkan mutasi, misalnya disebabkan
oleh sinar kosmis, sinar radioaktif dan perbuatan manusia sendiri. Pada umumnya
mutasi pada manusia
adalah merugikan, maka sebaliknya dicegah. Mencegah supaya tidak banyak terjadi
mutasi, di antaranya
harus waspada terhadap bahaya radiasi seprti di atas. Perintis mutasi buatan dengan sinar X adalah
Herman J. Muller, dengan adanya prinsip yang mula-mula diketahui yaitu mutasi berarti perubahan gen
dalam kromosom. Jadi kalau bisa mengadakan perubahan gen tanpa mematikan
individunya , maka akan bisa membuat penyebab mutasi dan ia berfikir kalau dapat mengubah gen
dengan sinar X, maka akan di dapat mutan baru. Dengan melakukan percobaan memakai
lalat buah, ternyata memperoleh petunjuk bahwa gagasan itu benar.
Sehingga ia yakin bahwa mutasi
dapat di adakan secara sengaja.
Contoh dengan penyinaran
radioaktif :
-
tanaman
cabai dalam keadaan berbunga diberi penyinaran radioaktif pada putiknya,
hasilnya menyebabkan buah cabai besar ( 3x asal ). Bila biji ditanam ulang
hasilnya sebesar asal buah.
-
Pada padi
dihasilkan atomita I dan II
-
Pada jagung
diperoleh jenis jagung hibrida
-
Pada kedelai
diperoleh kedelai muria
Contoh dengan bahan kimia :
- kolkisin dilakukan pada
tomat, semangka menghasilkan buah tanpa biji
- acenaphena dan asetat
indol 3 dilakuka pada apel, gandum dan tanaman hias
- dengan asam nitrat,
digitonin, gas metan
a. Mutasi
Fisika
Adalah mutasi yang disebabkan oleh
bahan fisika, antara lain :
-
sinar
kosmis, sinar ultraviolet, unsur radioaktif seperti thorium, uranium, radium
dan isotop K.
-
alat nuklir
dapat mlepaskan energi yang besar yang dapat menimbulkan radiasi pengionisasi.
-
Radiasi
sinar X, a, b, g
-
Neutron
-
Suhu tinggi
b. Mutasi
Kimia
Adalah mutasi yang disebabkan oleh bahan kimia, antara lain :
-
pestisida,
seperti DDT, BHC
-
agen
alkilase, seperti mustard, dimetil, dimetilsulfat, eter mulan sulfat, dapat
memberikan gugus alkil yang bereaksi dengan gugus fosfat dari DNA yang dapat
mengganggu replikasi DNA.
-
Hidroksil
Amino (NH2OH) merupakan mutagen pada bakteriofage yang dapat
menyerang sitosina DNA dan urasil pada RNA.
-
Eosin,
eritrin dan fluoresen
-
Peroksida
organik
-
Fe dan Mg
-
Formaldehide
-
Asam nitrit,
natrium nitrit
-
Antibiotik
-
H2O2
-
Glikidol
c. Mutasi
Biologi
Adalah mutasi yang disebabkan oleh bahan biologi atau makhluk
hidup terutama mikroorganisme, yaitu : virus, bacteri dan penyisipan DNA.
Virus dan bakteri diduga dapat menyebebkan
terjadinya mutasi.
Tidak kurang dari 20 macam virus dapat menimbulkan kerusakan kromosom. Bagian
dari virus yang mampu mengadakan mutasi
adalah asam nukleatnya yaitu DNA.
C. Dampak Mutasi
Akibat yang
ditimbulkan oleh terjadinya mutasi
bermacam-macam. Jika mutasi
terjadi pada sel soma (sel vegetatif) dapat menimbulkan terjadinya kanker.
Sedang jika terjadi pada sel generatif dapat menimbulkan mutasi. Bila mutasi terjadi pada sel soma
dari janin maka dapat menyebabbkan teratogen (cacat sejak lahir), dan beberapa mutasi dapat menyebabkan
letal (kematian). Mutasi
yang menyebabkan kematian adalah merupakan usaha untuk menjaga keseimbangan
genetika dalam suatu populasi. Bila mutasi berjalan terus menerus dari generasi ke generasi
maka pada suatu saat akan muncul turunan baru yang sifatnya berbeda dengan
moyangnya, sehingga terjadilah peristiwa evolusi.
Pengaruh negatif mutasi buatan :
-
poliploid
umumnya gagal mengahasilkan keturunan secara generatif
-
menguntungkan
bila diperbanyak secara vegetatif
D. Manfaat Pengetahuan Mutasi
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 generatif dan individunya tidak mati,
maka individu tersebut dapat mewariskan sifat-sifat barunya ke keturunannya.
Radiasi sebagai akibat peledakan-peledakan bom A dan bom H baik dalam
peperangan atau percobaan, radiasi bocoran reaktor atom, kendaraan bertenaga nuklir
dan sampah radioaktif, juga merupakan penyebab mutasi yang kebanyakan orang tidak menyadari
karena efeknya tidak segera tampak atau terasa. Lagi pula, pada umumnya gen-gen
mutan barulah bersifat letal bila dalam keadaan homozigot resesif, yang
heterozigot tetap hidup dan bertindak sebagai pembawa sifat dan penurun warisan
yang telah berubah/bermutasi.
Aplikasi mutasi buatan dalam memperoleh bibit
tanaman yang diharapkan. Mutan yang sudah dapat dibuat menjadi tanaman yang
poliploid artinya berkromosom banyak. Cara mendapatkan poliploid dengan
menggunakan kolkisin. Pengaruh positif mutasi buatan
diantaranya tanaman poliploid biasanya mempunyai ukuran yang lebih besar.
Tindakan pembibitan dari mutasi
buatan harus
diulang-ulang supaya di dapatkan sampai menjadi galur murni, yaitu jenisnya
sudah mantap. Apabila tidak diulang-ulang kemungkinan jenis itu
mengadakan perkawinan dengan jenis asal sebelum mutasi, maka akan ada kecenerungan untuk
menurunkan keturunan seperti semula. Seperti telah kita ketahui bahwa mutasi juga ada yang
menguntungkan bila dipandang darti hidupnya suatu organisasi atau individu. Hal
ini sebenarnya merupakan bahan baku
.png)
No comments