Mutasi: Pengertian, Penyebab, Jenis, Manfaat dan Kerugian Mutasi

Pengertian Mutasi – Mutasi merupakan perubahan materi genetik suatu sel yang diwariskan kepada keturunannya. Mutasi dapat disebabkan oleh kesalahan replikasi materi genetika selama pembelahan sel yang disebabkan oleh radiasi, bahan kimia (mutagen), virus, atau dapat terjadi selama proses meiosis. Simak lebih lengkapnya penjelasan mengenai mutasi berikut ini, Grameds:

A. Pengertian Mutasi

Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik baik pada taraf tingkatan gen maupun pada tingkat kromosom.

Tujuan mutasi adalah untuk menghadapi perubahan alam yang akan timbul sewaktu-waktu, sehingga ketika perubahan muncul, ada dua kemungkinan yang dapat timbul yaitu sifat yang bermutasi lebih mudah beradaptasi dibandingkan dengan sifat yang asli, sehingga karakter asli kemungkinan hilang dari peredaran.

Kemungkinan lainnya adalah sifat yang bermutasi tidak cocok terhadap lingkungan yang baru, sehingga individu atau populasi suatu spesies yang memilikinya akan susut atau punah. Berdasarkan hal ini dapat dikatakan bahwa cocok atau tidaknya bagi individu yang bermutasi tergantung pada daerah dimana individu atau populasi tersebut tinggal.

Mutasi sendiri terbagi menjadi Mutasi Besar dan Mutasi kecil, Mutasi Kecil hanya menimbulkan perubahan kecil yang kadang tidak jelas pada fenotip atau dengan kata lain terdapat variasi dimana individu yang bermutasi hanya sedikit berbeda dari tetuanya.

Sebaliknya, mutasi besar menimbulkan perubahan yang jelas pada fenotip dan menyebabkan fenotip keturunannya mengarah ke abnormal. Mutasi besar merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable). Pelajari mengenai mutasi pada buku Kuantifikasi Dan Filogenetika Mutasi DNA.

B. Penyebab Mutasi

Mutasi adalah peristiwa berubahnya informasi yang terkandung dalam DNA. Perubahan informasi ini dapat terjadi dalam skala kecil pada beberapa basa nukleotida, atau pada skala kromosom yang melibatkan jutaan basa nukleotida.

Mutasi dapat menyebabkan berbagai perubahan baik maupun buruk dan menghasilkan berbagai variasi genetik. Mutasi dapat disebabkan oleh faktor internal dan eksternal. Terjadinya mutasi pada DNA dapat menyebabkan adanya perubahan protein yang dihasilkan. Perubahan pada protein yang dihasilkan dapat menyebabkan perbedaan pada manusia.

Beberapa penyakit pada manusia yang disebabkan oleh terjadinya mutasi adalah penyakit buta warna dan thalasemia. Terdapat beberapa macam mutasi diantaranya substitusi, delesi, insersi, duplikasi, inversi, translokasi dan lain-lain.

Faktor- faktor yang menjadi penyebab terjadinya mutasi berasal dari banyak aspek variabel faktor lingkungan. Faktor- faktor tersebut dikenal sebagai mutagen. Pada umumnya faktor- faktor lingkungan penyebab mutasi (mutasi) dibagi menjadi:

1. Faktor Fisika (Radiasi)

Agen mutagenik dari faktor fisika berupa radiasi. Radiasi yang bersifat mutagenik antara lain berasal dari sinar kosmis, sinar ultraviolet, sinar gamma, sinar –X, partikel beta, pancaran netron ion- ion berat, dan sina- sinar lain yang mempunyai daya ionisasi.

Radiasi dipancarkan oleh bahan yang bersifat radioaktif. Suatu zat radioaktif dapat berubah secara spontan menjadi zat lain yang mengeluarkan radiasi. Ada radiasi yang menimbulkan ionisasi ada yang tidak.

Radiasi yang menimbulkan ionisasi dapat menembus bahan, termasuk jaringan hidup, lewat sel-sel dan membuat ionisasi molekul zat dalam sel, sehingga zat- zat itu tidak berfungsi normal atau bahkan menjadi rusak. Sinar tampak gelombang radio dan panas dari matahari atau api, juga membentuk radiasi, tetapi tidak merusak.

2. Faktor Kimia

Mutagen Bahan Kimia, contohnya kolkisin dan zat digitonin. Kolkisin adalah zat yang dapat menghalangi terbentuknya benang-benang spindel pada proses anafase dan dapat menghambat pembelahan sel pada anafase. Zat-zat lainnya misalnya:

• Pestisida: DDT (insektisida dipertanian dan rumah tangga), DDVP (insektisida, fumigam, helminteik ternak),  Aziridine (digunakan pada industri tekstil, kayu dan kertas untuk membasmi lalat rumah, mutagen pada tawon, mencit, neurospora, E, coli, dan bakteriofage T4), TEM (digunakan dalam teskstil dan medis, Membasmi lalat rumah.mutagen pada mencit dan serangga, jamur, aberasi pada memcit, allium e coli dan lekosit).
• Makanan dan minuman: Caffein (Banyak didapatkan pada minuman, kopi, teh, cokelat, dan limun yang mengandung cola, Pada bidang medis untuk antihistamin dan obat pusing, pengembang pembuluh darah, koroner), Siklamat dan sikloheksilamin (Banyak digunakan untuk penyedap makanan dan minuman, Natrium nitrit dan asam nitrit (zat ini digunakan mengawetkan daging, ikan dan keju).

3. Faktor Biologi

Lebih dari 20 macam virus penyebab kerusakan kromosom, misalnya virus hepatitis menimbulkan aberasi pada darah dan sumsum tulang. Virus campak, demam kuning, dan cacar juga dapat menimbulkan aberasi.

C. Jenis Mutasi

Mutasi pada tingkat gen disebut mutasi titik, sedangkan mutasi pada kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar munculnya variasi-variasi baru pada spesies. Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 individu. Jenis-jenis mutasi lainnya, diantaranya:

1. Mutasi titik

Mutasi titik merupakan perubahan pada basa N dari DNA atau RNA. Mutasi titik sering terjadi namun efeknya dapat dikurangi oleh mekanisme pemulihan gen.

Mutasi titik dapat mengakibatkan berubahnya urutan asam amino pada protein serta berubah atau hilangnya fungsi enzim. Saat ini teknologi banyak menggunakan mutasi titik sebagai markernya (disebut juga SNP) untuk mengkaji perubahan yang terjadi pada gen dan dikaitkan dengan perubahan fenotipe.

Contoh mutasi gen adalah reaksi asam nitrit dengan adenin menjadi zat hipoxanthine. Zat ini kemudian akan menempati tempat adenin asli dan berpasangan dengan sitosin, bukan lagi dengan timin. Mutasi gen dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu mutasi diam, mutasi non-sense, mutasi miss-sense.

Mutasi silent atau mutasi diam adalah perubahan kodon yang tidak menyebabkan berubahnya asam amino. Hal ini berarti perubahan basa-basa nukleotida DNA tidak berpengaruh pada struktur protein.

Pada gambar terlihat pasangan nukleotida A-A berubah menjadi T-U, tetapi asam aminonya tetap. Mutasi non-sense adalah mutasi tanpa arti dimna mutasinya mengubah kodon asam amino menjadi kodon stop. Kodon stop menghentikan produksi asam amino dalam ribosom, sehingga protein tidak dapat diproduksi.

Mutasi miss-sense adalah mutasi yang mengubah kodon basa nukleotida dan menyebabkan asam aminonya berubah. Namun, kebanyakan protein hasil mutasi missense masih dapat digunakan secara fungsional. Mutasi bingkai atau frameshift mutation adalah penyisipan atau penghapusan basa-basa nukleotida. Dari gambar terlihat bahwa basa T dan A dihapus dari rantai DNA sehingga mengubah asam amino dan membuat protein hasil mutasi tidak dapat digunakan.

2. Mutasi Besar

Mutasi kromosom, sering juga disebut dengan mutasi besar atau aberasi kromosom merupakan perubahan jumlah kromosom dan susunan atau urutan gen dalam kromosom. Mutasi kromosom sering terjadi karena kesalahan meiosis dan sedikit dalam mitosis.

3. Aneuploidi

Aneuploidi adalah perubahan jumlah n yang menandakan jumlah set kromosom. Sebagai contoh, sel tubuh manusia memiliki 2 paket kromosom sehingga disebut 2n, dimana satu paket n manusia berjumlah 23 kromosom. Aneuploidi dibagi menjadi dua yaitu autopoliploidi dan allopoliploidi. Pada autopoliploidi, n-nya mengganda karena kesalahan meiosis, sedangkan allopoliploidi, yaitu perkawinan atau hibrid antara spesies yang berbeda jumlah set kromosomnya.

4. Aneusomi

Aneusomi merupakan perubahan jumlah kromosom. Penyebabnya adalah anafase lag (peristiwa tidak melekatnya beneng-benang spindel ke sentromer) dan non disjunction (gagal berpisah). Aneusomi pada manusia dapat menyebabkan:

• Sindrom Klinefelter, kariotipe (22 AA+XXY), Kondisi trisomik pada kromosom gonosom. Penderita Sindrom Klinefelter berjenis kelamin laki-laki, namun testisnya tidak berkembang (testicular disgenesis) sehingga aspermia dan tidak dapat memiliki keturunan (gynaecomastis).
• Sindrom Jacobs, kariotipe (22AA+XYY), Kondisi trisomik pada kromosom gonosom. Penderita sindrom ini umumnya memiliki gangguang psikis Psikopat. Penelitian sendiri menunjukan sebagian besar orang-orang yang masuk penjara adalah orang-orang yang menderita Sindrom Jacobs.
• Sindrom Turner, dengan kariotipe (22AA+X0, Kondisi dimana Jumlah kromosomnya 45 dan kehilangan 1 kromosom kelamin. Penderita Sindrom Turner ini berjenis kelamin wanita, namun ovumnya tidak berkembang (ovaricular disgenesis).
• Sindrom Patau, kariotipe (45A+XX/XY), Kondisi trisomik pada kromosom autosom. Komosom autosomnya ini mengalami kelainan pada kromosom nomor 13, 14, atau 15.
• Sindrom Edward, kariotipe (45A+XX/XY), Kondisi trisomik pada autosom. Autosom mengalami kelainan pada kromosom nomor 16,17, atau 18. Penderita sindrom ini mempunyai tengkorak lonjong, bahu lebar pendek, telinga agak ke bawah dan abnormal

5. Mutasi Kromosom

Mutasi kromosm adalah mutasi yang menyebabkan perubahan materi genetik dalam skala besar. Dilansir dari bbc.co.uk, ada empat jenis mutasi kromosom yaitu penghapusan, translokasi, inversi, dan duplikasi.

Penghapusan Penghapusan atau deletion adalah hilangnya bagian dari kromosom saat proses meiosis. Jika kromosom patah atau telomernya rusak, kromosom akan kehilangan banyak gen yang penting bagi ekspresi individu.

Penghapusan dapat menyebabkan kematian individu dalam bentuk zigot ataupun kematian pada usia dini. Selain penghapusan, ada juga penyisipan atau insertion dimana kromosom mengalami penambahan potongan kromosom.

• Penghapusan Penghapusan atau deletion adalah hilangnya bagian dari kromosom saat proses meiosis. Jika kromosom patah atau telomernya rusak, kromosom akan kehilangan banyak gen yang penting bagi ekspresi individu. Penghapusan dapat menyebabkan kematian individu dalam bentuk zigot ataupun kematian pada usia dini. Selain penghapusan, ada juga penyisipan atau insertion dimana kromosom mengalami penambahan potongan kromosom.
• Translokasi Dilansir dari ThougtCo, translokasi adalah mutasi yang disebabkan oleh menempelnya potongan kromosom ke kromosom non-homolognya. Translokasi dapat menyebabkan tidak terekspresinya gen sehingga menjadi masalah serius.
• Inversi adalah peristiwa menempelnya kembali kromosom yang patah ke kromosom asalnya, tetapi dengan posisi terbalik. Inversi disebut mutasi diam karena tidak menyebabkan masalah yang serius pada individu.
• Duplikasi adalah mutasi kromosom dimana sebagian kromosom bereplikasi menyebabkan bertambahnya gen yang sama dalam satu bagian.

D. Manfaat dan Kerugian Mutasi

Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik, baik DNA maupun RNA. Perubahan tersebut bisa terjadi pada taraf urutan gen (disebut juga mutasi titik) maupun pada taraf urutan kromosom yang disebut aberasi. Peluang terjadinya mutasi di alam adalah sebanyak 1:10.000 individu.

1. Manfaat Mutasi

Pada umumnya, mutasi merugikan, mutannya bersifat letal dan homozigot resesif. Namun demikian mutasi juga bisa menguntungkan, diantaranya, melalui mutasi, dapat dibuat tumbuhan poliploid yang sifatnya unggul. Contohnya, semangka tanpa biji, jeruk tanpa biji, buah stroberi yang besar, dan lain-lain. Mutasi juga menjadi salah satu kunci terjadinya evolusi di dunia.

Hal ini dapat kita lihat dalam evolusi yang terjadi pada manusia dari masa ke masa yang dibahas dalam buku Seri Edukasi Britannica: Evolusi yang dikemas dengan berbagai ilustrasi sehingga pembelajaran jadi menyenangkan.

Terbentuknya tumbuhan poliploid menguntungkan bagi manusia, tetapi merugikan bagi tumbuhan yang mengalami mutasi, karena tumbuhan tersebut menjadi tidak bisa berkembang biak secara generatif. Meskipun secara biologi sebagian besar mutasi menyebabkan gangguan pada kondisi individu, mutasi sebenarnya adalah salah satu kunci beradaptasi suatu jenis (spesies) terhadap lingkungan baru atau lingkungan yang terus berubah. Sisi positif ini dimanfaatkan oleh sejumlah bidang biologi terapan, diantaranya:

a. Terapi Tumor

Aplikasi radiasi radioterapi (seperti penyinaran dengan sinar X) serta kemoterapi berguna dalam menghambat perkembangan sel-sel tumor dan kanker. Terapi ini berfungsi menginduksi mutasi pada sel-sel kanker. Agen mutasi tersebut akan menyebabkan sel-sel target berhenti tumbuh karena tidak mampu memperbanyak diri.

b. Pemuliaan

Pemaparan tanaman terhadap radiasi sinar mengion, seperti sinar gamma dari Co-60, atau terhadap beberapa kemikalia, seperti EMS dan DS. Dalam penerapan ini, mutasi tidak ditujukan untuk mematikan sel, tetapi untuk mengubah susunan basa nitrogen pada DNA atau untuk menyebabkan mutasi segmental. Harapannya adalah beberapa sel akan mengalami mutasi yang menguntungkan. Mutasi ini kebanyakan dilakukan terhadap tanaman hortikultura, seperti sayur mayur dan tanaman hias (ornamental).

c. Peningkatan Hasil Tanaman

Dihasilkan buah-buahan tanpa biji, seperti semangka. Jika kita akan membudidayakan semangka maka perlu diperhatikan produksinya. Buah semangka akan memiliki nilai jual yang lebih baik jika berukuran besar dan tanpa biji.

Untuk itu perlu dilakukan pemberian kolkisin. Kolkisin dapat dibeli di toko obat-obatan tanaman. Cara pemakaian kolkisin dapat dibaca pada label petunjuk pemakaian pada tanaman. Melalui penerapan mutasi ini dapat memberikan peluang usaha yang baik dalam meningkatkan hasil tanaman yang kita tanam, sehingga dapat meningkatkan pendapatan.

Melalui peristiwa mutasi dapat didapatkan tanaman hias yang memiliki nilai ekonomi tinggi, misalnya yang populer di masyarakat saat ini adalah tanaman hias Aglonema. Harga tanaman ini mencapai puluhan juta rupiah. Hal ini bisa dijadikan sebagai peluang bisnis yang menjanjikan. Varietas baru ini dapat dihasilkan dengan pemberian kolkisin pada tanaman.

Mutasi dapat meningkatkan hasil produksi pertanian, di antaranya gandum, tomat, kelapa poliploidi, kol poliploidi, dan sebagainya. Hasil antibiotik, seperti mutan Penicillium akan lebih meningkat lagi. Mutasi merupakan proses yang sangat berguna untuk evolusi dan variasi genetik.

Salah satu contohnya dapat kita lihat pada teknik budidaya tanaman yang beragam pada buku Dasar-Dasar Teknik Budidaya Tanaman.

2. Dampak Negatif Mutasi

Selain memiliki beberapa manfaat, mutasi juga memiliki dampak negatif, lho. Dampak negatif mutasi antara lain berdampak bagi manusia, yaitu timbulnya penyakit seperti Sindrom Turner, Klinefelter, Sindrom Jacob, Sindrom Patau, Sindrom Edward, Metafemale, dan Anemia Sel Sabit. Berikut ini penjelasan lebih lengkapnya:

• Sindrom Turner merupakan kelainan genetik pada perempuan karena kekurangan satu kromosom X. Biasanya, perempuan memiliki kromosom seks XX yang berjumlah 46 buah, tetapi pada penderita Sindrom Turner, kromosomnya menjadi XO dan hanya berjumlah 45 buah. Penderita Sindrom Turner juga mengalami infertil.
• Sindrom Jacob diderita oleh pria. Sindrom Jacob terjadi karena ada 1 tambahan kromosom Y pada pria, sehingga kromosomnya menjadi XYY. Meskipun menyebabkan kelainan genetik, sindrom ini tidak diwariskan secara turun temurun.
• Sindrom Klinefelter adalah kelainan yang disebabkan oleh kelebihan kromosom X pada laki-laki. Oleh karena itu, pada penderita Klinefelter, kromosomnya menjadi XXY. Salah satu ciri fisik yang terlihat dari penderita sindrom ini adalah payudara yang membesar. Selain Sindrom Klinefelter, kelainan lain yang disebabkan oleh mutasi gen yang tidak sempurna adalah sindrom patau
• Sindrom Patau atau Trisomy 13. Pada penderita Sindrom Patau, terdapat 3 salinan kromosom dan mengalami kelainan pada kromosom ke-13. Selain itu, Sindrom Patau merupakan kondisi genetik, sehingga penyakit ini hanya bisa diwariskan berdasarkan garis keturunan saja.
• Sindrom Edward juga merupakan kelainan pada kromosom. Kromosom yang mengalami kelainan pada Sindrom Edward adalah kromosom nomor 18. Salah satu ciri bayi yang mengalami Sindrom Edward adalah jari yang tumpang tindih dengan kondisi telapak tangan yang menggenggam. Sindrom selanjutnya yang disebabkan oleh kelainan kromosom adalah sindrom metafemale
• Sindrom Metafemale Sindrom ini sering juga disebut dengan sindrom wanita super, yang menyebabkan penderitanya menjadi berperawakan lebih besar dari wanita pada umumnya. Hal ini disebabkan kelebihan kromosom X pada penderitanya, sehingga penderita Sindrom Metafemale biasanya memiliki kromosom XXX.

Sumber: dari berbagai sumber

Temukan berbagai hal menarik tentang mutasi melalui buku ini:

 

 

Rekomendasi Buku & Atikel Terkait Mutasi