Pengertian Macam Penyebab Dampak Mutasi Gen Kromosom Mutagen
Pengertian Mutasi
Mutasi merupakan perubahan bentuk kualitas atau sifat yang terjadi secara mendadak pada kromosom, atau perubahan mendadak pada bentuk dan susunan dalam kromosom makhluk yang menghasilkan protein dan enzim yang bermodifikasi.
Hugo de Vries adalah orang pertama yang menggunakan istilah mutasi. Istilah ini digunakan Hugo de Vries untuk mengemukakan adanya perubahan fenotipe yang mendadak pada bunga Oenothera lamarckiana dan bersifat menurun. Setelah diselidiki, perubahan tersebut terjadi karena penyimpangan dari kromosomnya.
Morgan (1910) juga melakukan penelitian tentang mutasi dengan menggunakan lalat buah (Drosophlia melanogaster). Ia menemukan lalat buah jantan bermata putih di antara sejumlah besar lalat buah jantan bermata merah. Sifat baru tersebut muncul karena perubahan struktur genetik, karena sifat baru diturunkan pada generasi berikutnya.
Peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis, makhluk hidup yang mengalami mutasi dinamakan mutan, sedangkan faktor yang menyebabkan mutasi disebut mutagen.
Kerjakan Latihan 10.1 berikut yang akan mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!
Latihan 10.1
Sebutkan macam-macam mutagen!
Macam Mutasi
Berdasarkan ukuran atau jumlah nukleotida ADN yang berubah, mutasi dapat dibedakan menjadi:
Mutasi Gen (Mutasi Titik)
Mutasi titik (point mutation) terjadi akibat perubahan pada satu pasang basa ADN suatu gen. Mutasi ini hanya terjadi di dalam gen. Macam-macam mutasi gen antara lain:
Nonsense mutations (mutasi tak bermakna)
Pada peristiwa ini terjadi perubahan kodon (triplet) dari kode basa N asam amino tetapi tidak mengakibatkan perubahan pembentukan protein. Contoh: UUU (fenilalanin) diganti UUC (fenilalanin)
Triplet mutations (mutasi ganda tiga)
Mutasi ini terjadi karena adanya penambahan atau penggunaan tiga basa secara bersama-sama.
Frameshift mutations (mutasi bingkai)
Terjadi karena adanya penambahan sekaligus pengurangan satu atau beberapa pasangan basa secara bersama-sama.
Mutasi Kromosom
a. Mutasi kromosom terjadi karena perubahan jumlah kromosom (ploidi)
Aneuploidi
Aneuploidi terjadi karena kehilangan atau penambahan perangkat kromosom (genom) makhluk hidup normal, umumnya bersifat diploid (mempunyai dua perangkat kromosom/dua genom). Pada aneuploid dikenal individu monoploidi (mempunyai satu perangkat kromosom) dan poliploid (mempunyai banyak perangkat kromosom), yaitu triploidi (3), tetraploidi (4), heksaploidi (6). Individu aneuploidi memiliki set kromosom yang lengkap, beberapa variasi pada aneuploidi dapat dilihat pada Tabel 10.1 berikut.
Tabel 10.1 Variasi mengenai set kromosom yang lengkap
| Tipe aneuploidi | Jumlah genom (n) | Komponen kromosom A,B C, bukan kromosom homolog |
| Monoploid | satu (n) | ABC |
| Diploid | dua (2n) | AABBCC |
| Poliploid | ||
| Triploid | tiga (3n) | AAABBBCCC |
| Tetraploid | empat (4n) | AAAABBBBCCCC |
| Pentaploid | lima (5n) | AAAAABBBBBCCCCC |
| Heksaploid | enam (6n) | AAAAAABBBBBBCCCCCC |
| Septaploid | tujuh (7n) | AAAAAAABBBBBBBCCCCCCC |
| Oktaploid | delapan (8n) | AAAAAAAABBBBBBBBCCCCCCCC |
Poliploidi pada tumbuhan, misalnya apel dan tebu. Sedangkan pada hewan, misalnya Rana esculenta dan Ascaris.
Aneusomi
Individu aneusomi memiliki kekurangan atau kelebihan kromosom dibanding dengan jumlah kromosom diploidi dari individu (misal 2n-1, 2n-2, 2n+1, 2n+2, dan sebagainya. Beberapa variasi pada aneusomi dapat dilihat pada Tabel 10.2 berikut.
Tabel 10.2 Variasi dalam aneusomi
| Tipe | Jumlah Kromosom | Contoh |
| Disomi (Normal) | 2n | AABBCC |
| Monosomi | 2n-1 | AABBC |
| Nullisomi | 2n-2 | AABB |
| Polisomi | Kromosom ekstra | |
| Trisomi | 2n+1 | AABBCCC |
| Double Trisomi | 2n+1+1 | AABBBCCCC |
| Tetrasomi | 2n+2 | AABBCCCC |
| Pentasomi | 2n+3 | AABBCCCCC |
| Heksasomi | 2n+4 | AABBCCCCCC |
| Septasomi | 2n+5 | AABBCCCCCCC |
Aneusomi dalam populasi manusia dapat menyebabkan terjadinya macam-macam sindroma.
b. Mutasi kromosom yang terjadi karena perubahan struktur kromosom (aberasi)
Struktur kromosom yang normal dengan perlakuan sinar X, radiasi atau zat-zat kimia tertentu dapat menimbulkan perubahan struktur pada kromosom. Perubahan struktur kromosom biasanya disebut “aberasi kromosom” yang dapat dibedakan atas beberapa peristiwa.
Delesi (defisiensi)
Delesi (defisiensi) adalah hilangnya suatu segmen dari sebuah kromosom, karena kromosom patah dan potongan hilang.
Duplikasi
Duplikasi adalah peristiwa suatu segmen dari kromosom yang mempunyai susunan (gen-gen) yang berulang-ulang.
Translokasi
Translokasi adalah menempelnya potongan suatu kromosom pada potongan kromosom lainnya yang bukan homolognya.
Inversi
Inversi adalah suatu bagian dari sebuah kromosom memiliki ukuran gen yang terbalik. Pada tabel 10.3 ditunjukkan aneuploidi dalam populasi manusia karena “non disfunction”.
Tabel 10.3 Aneuploidi dalam populasi manusia karena non disfunction”
Kerjakan Latihan 10.2 berikut yang akan menumbuhkan rasa ingin tahu mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!
Latihan 10.2
Jelaskan maksud formula kromosom dari masing-masing sindroma pada tabel no. 3 di atas!
Penyebab Mutasi
Mutasi dapat terjadi baik secara spontan ataupun rangsangan dari luar. Mutasi spontan terjadi karena kesalahan acak dalam proses replikasi atau saat pembelahan sel. Penyebab mutasi yang terjadi secara spontan misalnya kesalahan mitosis dan meiosis, saat sitokinesis sel tidak terbagi menjadi dua sel baru sehingga kromosom yang telah digandakan tetap berada dalam satu sel. Contoh lain adalah rekombinasi, yaitu perubahan akibat masuknya gen-gen atau segmen DNA dari molekul DNA (kromosom) lain ke dalam suatu molekul DNA.
Mutasi yang terjadi akibat rangsangan dari luar bisa bersifat alami maupun buatan. Mutasi yang bersifat alami terjadi secara kebetulan di alam dan biasanya jarang terjadi. Contoh mutagen alam adalah sinar kosmis, radioaktif alam, sinar ultraviolet. Mutasi buatan, yaitu mutasi yang terjadi karena campur tangan manusia.
Mutasi buatan ini banyak dilakukan terhadap tanaman, misalnya tomat, anggur, jambu dan sebagainya. Dipandang dari sudut manusia mutasi buatan ini sangat menguntungkan karena dapat memberikan hasil produksi yang cukup tinggi. Melalui mutasi buatan ini buah yang dihasilkan besar-besar dan tidak memiliki biji. Tanaman ini, umumya menjadi poliploid yaitu kromosom menjadi bertambah banyak. Akan tetapi dipandang dari segi tumbuhan itu sendiri, mutasi buatan yang menyebabkan poliploidi adalah tidak menguntungkan karena tanaman poliploid umumnya gagal. Untuk menyebabkan tanaman poliploidi harus dilakukan pembibitan secara terus-menerus. Pada sayuran, mutasi buatan biasa dilakukan pada tanaman kubis (kol). Bahan-bahan yang dapat menyebabkan mutasi disebut mutagen. Mutagen dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu:
Mutagen Kimia
Bahan-bahan yang dapat menyebabkan mutasi antara lain formaldehida, kolkisin, akridin, etil metan sulfat (EMS), etil etan sulfanoat (EES), asam nitrit, hidrogen peroksida, kafein, bahan pengawet, dan lainlain.
Mutagen Fisika
Bahan-bahan fisika yang dapat menyebabkan mutasi antara lain suhu, sinar ultraviolet, sinar x, sinar gamma, partikel a dan b, neutron, dan radiasi kosmis.
Mutagen Biologi
Bahan-bahan biologi yang dapat menyebabkan mutasi antara lain virus dan bakteri. Selain itu ada mutagen biologi yang sering menyebabkan. yaitu elemen loncat adalah rangkaian nukleotida atau DNA yang dapat berpindah tempat.
Kerjakan Latihan 10.3 berikut yang akan mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!
Latihan 10.3
Sebutkan mutagen kimia yang lain, selain yang disebutkan di atas!
Dampak Mutasi Bagi Kehidupan
Mutasi menyebabkan banyak sekali dampak baik negatif maupun positif.
- Dampak Negatif Mutasi menyebabkan timbulnya beragam jenis penyakit berbahaya seperti sindrom, kanker.
- Dampak Positif Walaupun mutasi bersifat merugikan tetapi dalam beberapa hal juga berguna bagi manusia, misalnya:
- Dapat meningkatkan hasil panen produksi pangan (gandum, tomat, kacang tanah, kelapa poliploidi, kol poliploidi).
- Dapat meningkatkan hasil antibiotika (mutan Penicillium).
- Dapat memeriksa proses biologi (transpor elektron pada fotosintesis, fiksasi nitrogen pada bakteri).
- Proses penting untuk evolusi dan variasi genetik.
- Dapat menambah keanekaragaman.
Kerjakan tugas berikut yang akan menumbuhkan rasa ingin tahu kalian dan mendorong kalian untuk mencari informasi lebih jauh!
Sebutkan dampak-dampak negatif maupun positif yang lain dari mutasi pada kehidupan manusia! Referensi bisa dari berbagai
Uji Kompetensi
A. Pilihan Ganda
1. Makhluk hidup yang mengalami mutasi disebut
| a. mutagen | d. sindrom |
| b. mutan | e. aberasi |
| c. metagenic agent |
2. Sindrom Turner adalah mutasi pada manusia yang disebut
| a. trisomik | d. tetrasomik |
| b. nulisomik | e. trisomik ganda |
| c. monosomik |
3. Sinar kosmis dan atmosfer tidak dapat menyebabkan mutasi pada
| a. alam | d. manusia |
| b. tumbuhan | e. bakteri |
| c. hewan |
4. 
Peristiwa di atas termasuk mutasi
| a. inversi | d. pindah silang |
| b. translokasi | e. duplikasi |
| c. delesi |
5. Bahan kimia mutagen antara lain
| a. formaldehida, kolkisin, pestisida, sinar UV |
| b. kolkisin, sinar gamma, virus, bakteri |
| c. bakteri, kafein, kolkisin, elemen loncat |
| d. sinar X, antibiotik, kafein, pestisida |
| e. pestisida, kafein, gas mustrad, kolkisin |
6. Salah satu contoh mutasi titik yang terjadi karena perubahan gengen, yaitu
| a. sindrom Turner |
| b. sindrom Klinefelter |
| c. penemuan padi atomita I dan padi atomita II |
| d. terbentuknya buah tak berbiji |
| e. kelainan bentuk eritrosit |
7. Sel individu yang kehilangan salah satu buah kromosom dinamakan
| a. nulisomi | d. diploid |
| b. monosomi | e. haploidi |
| c. poliploid |
8. Pada mutasi kromosom dapat terjadi proses inversi yaitu peristiwa
| a. hilangnya sebagian kromosom karena patah |
| b. penambahan patahan kromosom pada kromosom normal |
| c. perubahan jumlah kromosom |
| d. pindahnya satu potongan kromosom ke potongan lain yang bukan homolognya |
| e. patahnya kromosom di dua tempat |
9. Berikut ini merupakan penyebab mutasi yang berakibat besar terhadap hewan dan tanaman, kecuali
| a. uranium | d. sinar radioaktif |
| b. sinar x | e. sinar ultraviolet |
| c. sinar laser |
10. Bentuk ini adalah ciri-ciri tanaman yang mengalami mutasi
1) Batang tampak kokoh yang mengalami mutasi
2) Ukurannya lebih besar
3) Bijinya banyak
4) Hanya dapat dikembangkan secara vegetatif
5) Kandungan protein dan vitamin tinggi
Yang bukan ciri mutan akibat zat kimia kolkisin adalah
| a. 1 | d. 4 |
| b. 2 | e. 5 |
| c. 3 |
B. Soal Uraian
- Apakah mutasi itu?
- Bedakan antara mutasi alam dengan mutasi buatan!
- Apakah yang dimaksud dengan mutasi kromosom?
- Tuliskan penggolongan mutagen menjadi tiga, dan berilah masing-masing satu contoh!
- Sebutkan dampak positif mutasi bagi kehidupan manusia!
