Upload
thedarkwithin
View
250
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ga guna seriusan
Citation preview
Faktor Faktor Penyebab Kelainan
Genetik
Diporapdwijoyo Sinoputro
102011379
Fakultas Kedokteran Universitas Krida Wacana
Kelompok E7
Pendahuluan:
Pada skenario pbl kali ini, kami diberikan kasus dimana seorang anak didiagnosa
menderita talasemia β dan sering harus mendapat transfusi darah karena kadar
hemoglobinnya menurun. Ibu anak tersebut bertanya kepada dokter tentang penyakit
talasemia tersebut. Dokter menerangkan bahwa penyakit talasemia adalah penyakit karena
kelainan pada gen. Dari skenario tersebut kelompok kami membuat beberapa sasaran
oembelajaran sesuai dengan pelajaran pada blok 4 yang sedang kami pelajari sekarang.
Pembahasan:
Pertama tama, apa itu penyakit talasemia? Talasemia adalah hemoglobinopati yang
disebabkan oleh mutasi di gen globin.Dua gen mengkode pembentukan globin α, dimana
keduanya terletak di kromosom 16. Dengan demikian , sebuah sel diploid normal memiliki
empat salinan gen globin α. Hanya satu gen yang mengkode globin β, terletak di kromosom
11. Dengan demikian, sebuah sel diploid normal memiliki dua salinan gen ini. Penurunan
produksi globin α menimbulkan talasemia α, dan penurunan produksi globin β menimbulkan
talasemia β.1.
Setelah kita mengetahui sekilas mengenai thalasemia, kita perlu mengetahui
bagaimana seseorang bisa terjangkit penyakit thalasemia? Penyakit talasemia β pada seorang
penderita talasemia β bisa disebabkan karena pewarisan sifat dari orang tuanya atau karena
kelainan pada gen globin dan juga bisa disebabkan karena berkurangnya atau
ketidakseimbangan dalam rantai protein globin alfa dan beta, yang diperlukan dalam
pembentukan hemoglobin.
Kelompok kami juga menyimpulkan bahwa mutasi gen yang menyebabkan talasemia
β tersebut memiliki hubungan yang erat dengan poses sinteis rotein,mutasi gen itu sendiri,
serta karena merupakan penyakit bawaan, maka ada hubungannya juga dengan hukum
pewarisan sifat oleh Mendel, atau yang lebih kita kenal dengan Hukum Mendel.
Sintesis protein
Secara kasar, sintesis protein terdiri dari 3 tahap, yaitu tahap replikasi, transkripsi dan
tahap translasi. Tpada tahap replikasi ini, DNA berfungsi sebagai bahan cetakan untuk
menghasilkan salinan DNA, sementara itu pada tahap transkripsi, DNA berfungsi sebagai
cetakan untuk mensintesis RNA, dan pada tahap translasi, RNA memberi informasi untuk
sintesis protein.
Berikut adalah langkah- langkah dalam sintesis protein secara jelas:2
1. Transkripsi
Pada tahap ini, rantai DNA terbuka dan salah satu rantai berfungsi sebagai pola untuk
produksi rantai mRNA.
- Untuk melakukan transkripsi ini, dibutuhkan RNA polimerase, yang bertugas
memasang basa basa baru, dan protein pengatur gen yang terikat pada rangkaian
basa khusus pada molekul DNAdan menentukan segmen yang harus disalin
- Segera setelah salinan mRNA lengkap, rantai dobel heliksDNA asli terbentuk
kembali dan melepas mRNA
- mRNA keluar dari nukleus melalui pori pori membran nukleus dan bergerak ke
sitoplasma.
Pesan yang tertulis pada mRNA berbentuk kode genetik. Setiap kata pada
kode terdiri dari tiga nukleotida yang berdekatan, atau triplet basa yang
membentuk kodon.
Triplet menentukan satu dari dua puluh jenis asam amino yang
lazimditemukan dalam protein.Misalnya, jika kodon berupa GAG maka kode
tersebut mewakili asam amino asam glutamat. ( nukleotida pasangan yang
terdapat dalam DNA adalah CTC)
Karena ada 4 jenis nukleotida, maka kemungkinan ada 43 atau 64, triplet
kodon, dan jenis asam amino yang dikodekan hanya ada 20.
Kode tersebut dikatakan berdegenerasi karena banyak asam amino
yang tersusun lebih dari satu kodonkode juga bersifat universal karena
kodon yang yang sama mengandung asam asam amino yang sama
pada seluruh mahluk hidup.
2. Translasi
Pada tahap ini terjadi sintesis protein berdasarkan translasi informasi rangkaian basa
yang ada dalam kodon mRNA. Translasi memerlukan keterlibatan tRNA dan rRNA.
- Molekul tRNA berukuran kecil, panjangnya hanya sekitar 70 sampai 90
nukleotida, dan berada dalam sitoplasma.
Setiap molekul tRNA berbentuk seperti daun semanggi tiga dimensi. Salah
satu ujung daun semanggi berisi antikodon, triplet basa nukleotida yang
merupakan pelengkap dari kodon mRNA.
Ujung lainnya berisi salah satu dari 20 jenis asam amino(ditemukan bebas
dalam sitoplasma), yang secara enzimatis telah terikat pada ikatan berenergi
tinggi (ATP).
- Molekul rRNA membentuk inti struktural ribosom. Kompleks yang terdiri dari
rRNA dan hampir 100 jenis protein. Ribosom berfungsi sebagai sisi biokimia
tempat molekultRNA berada untuk membaca pesan berbentuk kode pada mRNA.
3. Inisiasi pemasangan protein
- Satu ribosom memiliki satu sub-unit kecil dan satu sub-unit besar. Transkrip rantai
RNA yang baru, melekat pada sub-unit yang lebih kecil dan berada pada su atu
celah di antara sub-unit kecil dan sub-unit ribosom yang lebih besar.
- Antikodon dari molekul tRNA inisiator, membawa satu asam amino.Mengenali
dan berikatan dengan kodon pembuka pada mRNA untuk membentuk kompleks
inisiasi.
Kodon pembuka selalu AUG, yang merupakan kode asam amino metionin.
Molekul tRNA inisiator memiliki antikodon UAC dan membawa metionin.
Kompleks antikodon/kodon melekat pada titik yang tepat untuk memulai
rantai polipeptida.
Ikatan tersebut mengelompokkan basa – basa nukleotida ke dalam kerangka
pembacaan yang menentukan tempat dimulainya pembacaan triplet
nukleotida.
4. Pemanjangan rantai polipeptida
- Selain sisi pengikat mRNA, setiap subunit ribosom yang lebih besar memiliki dua
sisi pengait tRNA, dua sisi tersebut antara lain :
Sisi P untuk polipeptida, fungsinya untuk mengikat tRNA dengan rantai
polipeptida yag terus memanjang.
Sisi A untuk asam amino, fungsinya mengikat tRNA dengan asam amino
berikutnya yang akan ditambahkan ke dalam rantai.
- Molekul tRNA inisiator masuk dengan pas pada sisi P di subunit ribosom. Asam
amino pada molekul tersebut membentuk ujung depan rantai polipeptida.
- Jika inisiasi sudah selesai, maka tRNA kedua ( tRNA yang memiliki antikodon
yang sesuai untuk kodon pada mRNA) bergerak masuk ke sisi A. Asam amino
tRNA kedua dihubungkan pada asam amino pembuka oleh ikatan peptida.
- tRNA pada sisi P keluar dari ribosom dan menjauhi mRNA.Kemudian tRNA
melepas asam aminonya dan kembali bebas untuk mengikut asam amino lain.
- Saat ribosom menggerakan tiga nukleotida ke sisi kanan molekul mRNA, proses
yang disebut translokasi. tRna pada sisi A pembawa polipeptida yang sedang
memanjang, bergerak ke sisi P dan membiarkan sisi A terbuka untuk tRNA ketiga
yang akan datang
- tRNA dengan asam amino yang melekat padanya bergerak ke sisi A. Dengan
demikian satu kodon pada saat itu telah ditranslasikan yaitu dengan memakai
molekul tRNA yang tepat untuk menambahkan asam amino pada rantai
polipeptida.
- Setelah masing masing asam amino berkaitan dengan asam amino tetangga,tRNA
dibebaskan sehingga keluar ke sitoplasma dan menjalani siklus ulang, yaitu
menarik asam amino lain.
5. Terminasi
- Jika ribosom bergerak ke salah satu dari beberapa terminasi mRNA atau kodon
penghentian di sisi A, maka protein yang dilepas akan berikatan dengan kodon
penghentian untuk mengakhiri proses translasi.
- Rantai polipeptida kemudian dilepas dari ribosom.
- Protein yang dilepas bergerak menjauhi sisi A dan subunit ribosom memisah dan
bergerak ke dalam sitoplasma untuk melakukan siklus sintesis protein yang
berikutnya.
Jika kita mau menelaah leih dalam sintesis protein, sebenarnya tahap transkripsi dan tahap
elongasi masing masing memiliki tahapan di dalamnya, yaitu tahap inisiasi, elongasi, dan
tahap terminasi. Untuk lebih jelasnya, saya akan menyajikan gambar.
1. Transkripsi:3.
2. Translasi:3
Penjelasan:
1. Inisiasi: Subunit kecil ribosom menempel pada kodon AUG
2. Met-tRNA terikat pada kodon AUG di sisi P
3. Elongasi:tRNA untuk kodon kedua terikat pada ribosom di sisi A
4. Ikatan antara met-tRNA dan metionin terputus, met-tRNA meninggalkan sisi P,
ribosom bergerak ke kanan membawa tRNA yang akan menerjemahkan berikutnya di
sisi A
5. Terminasi: Ribosom mencapai kodon UAG. Rantai polipeptida dilepaskan
6. Subunit ribosom terpisah kembali
Mutasi
Mutasi adalah perunahan materi genetik yang dapat diwariskan dan memunculkan
bentuk bentuk alternatif genn apapun. Bentuk bentuk alternatif itu disebut alel. Secara garis
besar, diketahui terdapat dua macam mutasi, yaitu mutasi yang mempengaruhi gen, dan
mutasi yang mempengaruhi keseluruhan kromosom (penyimpangan kromosomonal)4.
Mutasi Gen
Mutasi gen merupakan perubahan yang terjadi pada nukleotida DNA yang membawa
pesansuatu gen tertentu. Pada dasarnya, mutasi gen disebut juga dengan mutasi titik. Mutasi
titik merupakan perubahan kimiawi pada satu atau beberapa pasangan basa dalam satu gen
tunggal.
1. Jika mutasi titik terjadi pada gamet atau pada sel yang menghasilkan gamet, mutasi ini
dapat diteruskan pada keturunan dan pada generasi generasi selanjutnya dalam
keturunannya. Contoh dalam kasus kali ini adalah anemia sel sabit, yang merupajan
akibat dari mutasi pada pasangan basa tunggal di dalam gen yang mengkode salah
satu polipeptida hemoglobin. Perubahan satu nukleotida dalam rantai cetakan DNA
mengakibatkan produksi protein yang abnormal.5.
Setelah kita mengetahui apa itu mutasi gen atau mutasi titik, mari kita telaah lebih
lanjut mengenai jenis jenisnya. Mutasi titik bisa terjadi karena adanya substitusi basa pada
gen yang mengkode suatu polipeptida sehingga bisa terjadi mutasi missense, nonsense,
ataupun bisu.
1. Mutasi missense6.
Merupakan jenis mutasi yang paling umum terjadi yang melibatkan substitusi
pasangan basa di dalam gen yang mengubah suatu kodon, akan tetapi kodon baru
masih berarti dalam arti bahwa kodon tersebut masih mengkode suatu asam amino.
2. Mutasi nonsense (tanpa arti)6
Merupakan jenis mutasi yang mengubah suatu kodon asam amino menjadi salah satu
dari tiga kodon stopyang menghasilkan suatu protein yang lebih pendek dan
umumnya tidak fungsional.
3. Mutasi bisu atau silent6
Merupakan jenis mutasi dimana mutasi tersebut tidak mempengaruhi urutan asam
amino protein. Misalnya, perubahan kodon dari CGA menjadi CGG tidak
mempengaruhi protein karena kedua kodon ini menentukan arginim.
Mutasi kromosom
Mutasi kromosom adalah mutasi yang mempengaruhi beberapa gen, sehingga mutasi
kromosom berakibat lebih nyata pada fenotip atau penampakan individu dibanding dengan
mutasi gen. Peristiwa mutasi kromosom ini bisa dibagi menjadi dua, antara lain perubahan
struktur kromosom, dan perubahan jumlah kromosom. 7.
1. Perubahan struktur kromosom8.
- Delesi kromosom
Delesi merupakan peristiwa hilangnya satu segmen kromosom karena patah.
Mutasi yang terjadi menyebabkan sebagian segmen dari kromosom hilang pada
saat pembelahan sel. Dengan demikian, kromosom akan kehilangan beberapa gen
yang mungkin penting dalam sel tersebut.
- Duplikasi kromosom
Duplikasi terjadi ketika terdapat bagian kromosom yang diulangi dan identik pada
bagian lain segmen tersebut. Duplikasi bisa terjadi akibat terjadinya pindah silang.
Caranya adalah suatu segmen kromosom berpindah ke bagian lain kromosom
komolognya. Pada kejadian duplikasi ini terjadi delesi pada kromosom yang
kehilangan segmennya.
- Translokasi kromosom
Translokasi merupakan mutasi yang disebabkan oleh pemindahan fragmen
kromosom dari satu kromosom ke kromosom yang lainnya. Keseimbangan gen
masih tetap terjaga dalam arti tidak akan ada gen yang hilang atau bertambah.
- Inversi kromosom
Inversi merupakan perubahan arah dari segmen kromosom. Hal ini dapat terjadi
apabila sebuah kromosom yang telah mengalami kerusakan, kemudian bergabung
kembali ke tempat asalnya hanya dalam arah yang berlawanan. Inversi sendiri
terbagi lagi menjadi dua, yaitu inversi parasentris dan inversi perisentris.
- Katenasi kromosom
Katenasi kromosom merupakan mutasi kromosom yang terjadi apabila suatu
kromosom homolog yang ujung ujungnya berdekatan sehingga membentuk
lingkaran.
2. Perubahan jumlah kromosom 9.
Perubahan jumlah kromosom sendiri dibagi lagi menjadi dua, yaitu perubahan yang
meliputi:
- Perubahan yang meliputi seluruh set kromosom (euploidi):
Monoploidi : Masing masing kromosom terdapat dalam jumlah yang
tunggal.
Triploidi: terdiri atas tiga perangkat kromosom dalam sel somatiknya.
Umumnya individu yang triploid bersifat steril.
Tetraploidi : terdiri atas empat perangkat kromosom dalam sel
somatiknya
Poliploidi : suatu istilah yang menandakan suatu perangkat kromosom
yang lebih dari 2nm Peristiwa ini umumnya ditemukan pada tanaman.
- Perubahan yang meliputi satu atau beberapa kromosom dalam satu perangkat,
disebut juga aneuploidi, antara lain:
Nullisomik : Hilangnya dua kromosom sejenis dalam satu perangkat
kromosom. Biasanya individu yang mengalami peristiwa ini kemungkinan
hidupnya kecil.
Monosomik: hilangnya satu buah kromosom dalam satu perangkat
kromosom. Contohnya adalah sindrom Turner
Trisomik : Bertambahnya satu buah kromosom dalam satu perangkat
kromosom. Contohnya adalah sindrom Klinefelter.
Tetrasomik : Bertambahnya dua kromosom sejenis dalam perangkat
kromosom suatu individu sehingga terdapat 4 buah kromosom untuk
nomor kromosom tertentu.
Hukum pewarisan mendel.
Gregor Johann Mendel lahirdi Austria pada tanggal , 20 Juli 1822 , dan meninggal di
Brno, pada tanggal 6 Januari 1884 pada umur 61 tahun. Mendel telah diberi gelar sebagai
Bapak Genetika. Mendel sendiri dalam kesehariannya adalah seorang rahib Katolik yang
juga mengajar di sekolah. Rasa ingin tahunya yang tinggi menuntun dia melakukan pekerjaan
persilangan dan pemurnian tanaman ercis. Ia memilih tanaman ercis karena mudah diamati,
dan cepat tumbuhnya. Melalui percobaannya ini ia menyimpulkan sejumlah aturan ('hukum')
mengenai pewarisan sifat yang dikenal dengan nama Hukum Pewarisan Mendel. Hukum
Mendel sendiri ada 2, yaitu Hukum Mendel 1, dan Hukum Mendel 2.10.
Hukum Mendel 111.
Hukum Mendel 1 merupakan hukum tentang pewarisan sifat. Hukum Mendel 1
dikenal juga dengan “Segregation of Alletic Genes”, yang artinya hukum segregasi atau
pemisahan secara bebas. Hukum 1 Mendel adalah hukum mengenai pembentukan gamet
dengan satu sifat beda (monohibrid). Hukum ini mengungkapkan bahwa dua alel yang
mengatur sifat tertentu akan terpisah pada dua gamet yang berbeda.
Jika terdapat dua alel yang berbeda, maka salah satunya dapat bersifat dominan, dan
yang lainnya bersifat resesif. Contohnya adalah jika ada bunga merah dan bunga putih
disilangkan, dan jika keturunannya memiliki warna merah, maka alel warna merah dominan
terhadap warna putih. Hukum 1 Mendel dapat kita buktikan dengan melakukan penyilangan
monohibrid atau persilangan yang hanya menggunakan satu macam gen yang berbeda.
Contoh penyilangan monohibrid:
Contoh yang akan saya berikan adalah penyilangan antara kapri batang tinggi dengan kapri
batang pendek berikut: TT (tinggi) dan tt (pendek)
Parental (P1): TT >< tt
Gamet : T t
F1 : Tt (tinggi)
P2 : F1 >< F1
Tt >< Tt
Gamet : T t
T t
Jika disilangkan F1 >< F1, dapat kita ketahui bahwa sifat batang tinggi (T) dominant
terhadap batang pendek (t).
Jadi, pada persilangan monohybrid, perbandingan monohybrid = 3:1, dan perbandingan
genotip = 1:2:1
Namun, pada hasil tertentu, terdapat gen sealel yang tidak dominan terhadap gen
lainnya. Keadaan ini disebut juga sebagai keadaan dominan tidak penuh. Pada dominan tidak
penuh, individu yang heterozigot memiliki fenotipe pencampuran dari kedua sifat gen sealel.
Sifat ini disebut juga Intermediet.
Contoh penyilangan Intermediet:
Persilangan monohibrid antara tanaman bunga Mirabilis jalapa merah galur murni (MM)
dengan Mirabilis jalapa putih galur murni (mm) sebagai berikut:
P1: MM >< mm
Gamet: M m
F1: Mm
P2: Mm >< Mm
Gamet: M,m M,m
F2: jika disilangkan rasio fenotip nya
Merah : merah jambu : putih
1 : 2 : 1
Rasio genotip nya:
MM : Mm : mm
1 : 2 : 1
Hukum 2 Mendel9-11
Hukum 2 Mendel merupakan hukum pengelompokan gen secara bebas, atau disebut
juga hukum pengelompokan gamet secara bebas pada fertilisasi dalam persilangan dengan
dua sifat yang berbeda / dihibrid. Hukum 2 Mendel juga mengungkapkan bahwa setiap
pasang alel terpisah secara bebas pada setiap gamet. Hukum 2 Mendel ini berlaku ketika
terjadi proses pembentukan gamet.
Contoh Penyilangan dihibrid:
Pada tanaman kacang ercis yang bulat kuning (BBKK) dan keriput hijau (bbkk)
P1: BBKK >< bbkk
F1: BbKk (Bulat kuning)
Gamet:
Jantan: BK,Bk,bK,bk
Betina: BK,Bk,bK,bk
Jadi, jika disilangkan kembali:
BK Bk bK bk
BK 1.BBKK 5.BBKk 9.BbKK 13.BbKk
Bk 2.BBKk 6.BBkk 10.BbkK 14.Bbkk
bK 3.BbKK 7.BbKk 11.bbKK 15.bbKk
bk 4.BbKk 8.Bbkk 12.bbKk 16.bbkk
1. Bulat kuning
2. Bulat kuning
3. Bulat kuning
4. Bulat kuning
5. Bulat kuning
6. Bulat hijau
7. Bulat kuning
8. Bulat hijau
9. Bulat kuning
10. Bulat kuning
11. Keriput kuning
12. Keriput kuning
13. Bulat kuning
14. Bulat hijau
15. Keriput kuning
16. Keriput hijau
Berdasarkan penyilangan dihibrid diatas, maka Mendel membuat postulat yang dikenal
dengan Hukum Mendel 2, atau Hukum Pemisahan Bebas, sebagai berikut: “Pada persilangan
dengan dua sifat beda atau lebih, maka sifat yang sepasang tidak tergantung dengan sifat
pasangannya.”
Kesimpulan:
Hipotesis kelompok kami, yaitu kelainan gen globin pada talasemia β yang dapat
disebabkan oleh pewarisan dan mutasi gen diterima. Karena setelah pembahasan yang ada di
atas, memang hal hal tersebut berhubungan.
Daftar Pustaka:
1. Marks DB,Smith CM .Biokimia kedokteran dasar: pendekatan klinis
Jakarta: Penerbit EGC;2000.p. 232
2. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta:EGC;2003. P.52-4
3. Karmana O. Cerdas belajar biologi. Jakarta: PT. Grafindo Media
Pratama; 2007.p. 89-91
4. Stansfield WD, Colome JS. Schaum’s easy outlines: biologi
molekular .Penerbit Erlangga; 2006.p.61-3
5. Aryulina D. Biologi jilid 3. Penerbit Erlangga; 2006.p.197-9
6. Campbell, Reese. Campbell: biology.8th ed.Jakarta: Erlangga ; 2008
7. Susilowarno G. Biologi. Jakarta: PT Grasindo;2007.p. 170-4
8. Ferdinand F, Areibowo M. Praktis belajar biologi. Jakarta : PT. Grafindo
Media Pratama; 2007.p. 111-9
9. Santoso B. Biologi. Jakarta: Interplus;2007.P. 133-4
10.Gorp LV, Ciccone TR,Edwards R. gregor mendel: genetics pioneer.
Compass Point Books;2008
11.Abdurahman D. Biologi kelompok pertanian. Bandung: Penerbit
Grafindo Media Pratama;2008. p.22-7