Download - Sonny Blok 4 Albino 2014
Pewarisan Sifat albino
Elly Sonny
102011253
Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana
Jl. Terusan Arjuna No. 6, Jakarta 11510
Email: S [email protected]
Pendahuluan
Genetika adalah ilmu yang mempelajari variasi dan karakteristik yang diturunkan.
Gen merupakan urutan unik asam deoksiribonukleat (DNA) yang merupakan kode protein
tertentu. Gen diturunkan dari orangtua. Beberapa gangguan dan penyakit diketahui
merupakan penurunan suatu gen tunggal Albinisme merupakan contoh dari kelainan genetic.
Pada albinisme, tubuh penderita tidak memiliki melanin sehingga berwarna pucat.
Untuk itu makalah ini dibuat, juga bertujuan untuk mengenal lebih jauh tentang kelainan
genetik yang spesifik pada kasus albino.
Sekenario E
Seorang anak sekolah dasar bertanya kepada kakanya yang berkuliah di fk kedokteran
tentang temng baru di kelasnya yang memiliki kulit dan rambut berwarna putih susuh atau
putih pucat. Anak tersebut ingin tahu mengapa tampilan temannya tersebut berbeda dengan
dirinya dan teman-teman di kelasnya
Catatan:
Albino: tidak dibentuknya enzim yang diperlukan untuk merubah as amino tirosin pigmen melanin. Enzim adalah produk ekpresi gen
Pembahasan
Definisi Kelainan Genetik Albino
Pewarisan sifat seperti warna mata dan bentuk hidung merupakan pewarisan sifat yang tidak
berbahaya. Pewarisan sifat menjadi masalah yang serius ketika gen-gen yang diwariskan
menyebabkan kelainan atau penyakit hereditas yang menimbulkan cacat atau kematian.1
2
Kelainan genetic merupakan penyimpangan dari sifat umum atau sifat rata-rata manusia.oleh
karena terjadi penyimpangan dari sifat-sifat fenotip, orang yang mengalami kelainan genertik
biasanya jarang atau tidak umum di jumpai dalam masyarakat.2
Kelainan dan penyakit genetic pada manusia disebabkan oleh mutasi gen. mutasi gen
merupakan perubahan susunan gen yang umumnya tidak sempurna atau cacat. Oleh karena
ittu, alel mutan bersifat resesif, sedangkan alel normalnya dominan. Namun, ada juga mutasi
yang bersifat dominan. 2
Pada albino mutasi bersifat resesif, sehingga hanya akan mengenai anak yang ayah ibunya
albino atau karier heterozigot.2
Albino disebabkan karena tubuh seseorang tidak mampu membentuk enzim yang diperlukan
untuk mengubah asam amino tirosin menjadi beta-3,4-dihidroksiphenylalanin untuk
selanjutnya diubah menjadi pigmen melanin. Jadi albinisme bukannya disebabkan karena
adanya penimbunan tirosin dalam tubuh, melainkan karena tidak dapatnya tirosin diubah
menjadi melanin.2
Ciri-ciri Kelainan Genetik Albino
Albinisme adalah suatu penyakit menurun dimana tubuh tidak dapat membentuk melanin.
Kelainan metabolisme asam amino tirosin menyebabkan kegagalan pembentukan melanin
sehingga terjadi albinisme.3
Penderita albinisme disebut albino. Albino memiliki ciri-ciri antara lain pewarnaan
(pigmentasi) pada kulit tidak normal sehingga kulit terlihat seperti kulit orang kaukasia,
rambut berwarna putih, dan mempunyai penglihatan yang sangat peka terutama terhadap
cahaya berintensitas tinggi sehingga cenderung tidak tahan terhadap cahaya matahari,
kemampuan mata memfokuskan cahaya sekitar 60% dibanding kemampuan orang normal,
sebab pigmentasi pada iris dan koroid mata juga abnormal. Bercak putih biasanya timbul
ketika anak masih bayi yang letaknya menyebar dan merata hampir di seluruh tubuh sehingga
menyebabkan penderita menjadi rentan terhadap radiasi sinar ultraviolet (UV). Banyak
penderita albinisme yang berlanjut terkena kanker kulit. 3
3
Pewarisan Sifat pada Kelainan Genetik Albino
Pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya disebut hereditas. Cabang bilogi yang khusus
mempelajari tentang hereditas adalah genetika. Tokoh yang sangat berjasa dalam menemukan
hukum-hukum genetika adalah Gregor Johann Mendel (1822-1884) dari Austria. 4
Di dalam setiap sel terdapat faktor pembawa sifat keturunan. Substansi genetis tersebut
terdapat di dalam inti sel (nucleus), yaitu pada kromosom yang mengandung gen. gen
merupakan substansi hereditas yang terdiri
dari senyawa kimia tertentu, yang menentukan sifat individu. Gen mempunyai peranan
penting dalam mengatur pertumbuhan sifat-sifat keturunan. 4
Morgan, seorang ahli genetika dari amerika menemukan bahwa faktor-faktor keturunan yang
dinamakan gen tersimpan di dalam lokus yang khas di dalam kromosom. 4
Gen-gen terletak pada kromosom secara teratur dalam
satu deretan linier dan lurus berurutan. Dengan
menggunakan simbol, kromosom dapat digambarkan
sebagai garis panjang vertical dan gen-gen sebagai garis
pendek horizontal pada garis vertical tersebut. Karena
letak gen yang linier berurutan, maka secara simbolik
dapat dilukiskan pula garis-garis pendek horizontal (gen-
gen) tersebut berderetan, seperti yang terlihar pada
gambar 1. 4
Dari sekian banyak gen yang berderet secara teratur pada benang-benang kromosom, masing-
masing gen mempunyai tugas khas dan waktu beraksi yang khas pula. 4
Kromosom terdapat di dalam nucleus mempunyai sususan halus berbentuk batang panjang
atau pendek, lurus atau bengkok. Di dalam nucleus terdapat substansi berbentuk benang-
benang halus, seperti jala yang dapat menyerap zat warna. Benang-benang halus tersebut
dinamakan reticulum kromatin. Reticulum berarti jala yang halus. Kroma berarti warna, dan
tin berarti badan. 4
Kromosom dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop biasa pada sel-sel yang sedang
membelah. Dalam sel yang aktif melakukan metabolism, kromosom-kromosom memanjang
dan tidak tampak. Namun, menjelang sel mengalami proses pembelaham, kromosom-
4
gambar 1. Kromosom
sumber: www.wordpress.com
kromosom tersebut memendek dan menebal, serta mudah menyerap zat warna, sehingga
mudah dilihat melalui mikroskop. 4
Manusia mempunyai 46 kromosom dalam setiap inti selnya, 23 kromosom berasal dari ibu
dan 23 kromosom berasal dari ayah. Manusia memulai hidupnya dari sebuah sel, yaitu sel
telur yang dibuahi sel sperma. Sel telur dan sel sperma masing-masing mempunyai 23
kromosom (n). sel telur yang telah dibuahi sel sperma akan menjadi zigot. Zigot yang
terbentuk mempunyai 46 kromosom (2n). 4
Pada makhluk hidup tingkat tinggi, sel tubuh mengandung dua perangkat atau dua set
kromosom yang diterima dari kedua induknya. Kromosom yang berasal dari induk betina
berbentuk serupa dengan kromosom yang berasal dari induk jantan, sehingga sepasang
kromosom yang berasal dari induk jantan dan induk betina disebut kromosom homolog.
Kromosom homolog adalah kromosom yang mempunyai bentuk, fungsi, dan komposisi yang
sama. Jumlah kromosom dalam sel tubuh disebut diploid (2n). Adapun jumlah kromosom
dalam sel kelamin dinamakan haploid (n), karena hanya memiliki setengah dari jumlah
kromosom dalam sel tubuh. Dua perangkat kromosom haploid dari suatu spesies disebut
genom. Genom dapat dikatakan sebagai jumlah macam kromosom atau perangkat kromosom
dalam suatu individu. 4
Kromosom yang dimiliki oleh organism secara umum dapat dibedakan menjadi dua tipe,
yaitu kromosom tubuh (autosom) dan kromosom seks (gonosom). Autosom terdapat pada
individu jantan maupun betina dan sifat-sifat yang dibawa tidak ada hubungannya dengan
penentuan jenis kelamin. Gonosom merupakan kromosom yang menentukan jenis kelamin
suatu individu.4
Gen yang menentukan sifat-sifat suatu individu biasanya diberi simbol huruf pertama dari
suatu sifat. Gen dominan dinyatakan dengan huruf besar dan resesif dengan huruf kecil. 4
Penyakit resesif autosom mensyaratkan bahwa kedua salinan gen harus abnormal.
Heterozigot atau pembawa sifat (karier) yang hanya memiliki satu gen abnormal mungkin
mengalami sebagian perubahan fenotipe, tetapi hanya orang yang memiliki kedua salinan gen
tersebut (homozigot) yang dapat mengidap penyakit. Banyak penyakit defisiensi enzim
adalah penyakit resesif autosom. Satu pasangan yang anaknya mengidap suatu penyakiut
resesif autosom memiliki resiko rekurensi 25% pada setiap konsepsi. Kemungkingan saudara
kandung normal dari seorang anak yang terkena sebagai pembawa gen terkait adalah dua dari
5
tiga, ¼ anak akan homozigot normal, 2/4 heterozigot karier, dan ¼ akan homozigot
abnormal. Karena gen-gen penyebab penyakit resesif autosom yang jarang memiliki
prevalensi rendah dalam populasi umum, kemungkinan pasangan adalah pembawa gen terkait
rendah kecuali pasangan tersebut memiliki hubungan darah. Albino merupakan kelainan
genetic yang terkait dalam autosom. Penyakit albino hanya akan muncul pada gen yang
resesif homozigot.5
Hukum mendel
Hereditas adalah pewarisan watak dari induk ke keturunannya baik secara biologis melalui
gen atau secara sosial melalui pewarisan gelar, atau status sosial.5 Sudah terlihat jelas oleh
manusia-manusia sejak dahulu bahwa keturunan menyerupai induknya.
Ide akan pewarisan gen sebagian dapat di atribusikan ke seseorang pendeta Moravia gregor
Mendel monk yang menerbitkan penelitiannya akan kacang polong pada tahun 1865. Namun
karyanya tidak dikenal luas dan baru ditemukan kembali pada tahun 1901.1 Pada awalnya
dianggap bahwa pewarisan ala Mendel hanya dihitung untuk perbedaan yang besar seperti
yang dimatai oleh mendel pada tanaman polongnya dan ide akan pengaruh kumultive pada
gen tidak disadari sampai ketika makalah oleh Ronald Fisher pada tahun 1918 berjudul
"Hubungan Antara Keturunan Dalam Pewarisan Mendel”.
Hereditas berarati penurunan sifat-sifat genetik dari orang tua ke anak. Ilmu yang
mempelajari tentang hereditas disebut genetika.Mendel adalah tokoh genetika yang diakui
sebagai penemu hukum-hukum hereditas atau pewarisan sifat.1 Nama lengkap mendel adalah
Gregor Johann Mendel (1822-1884),tanggal 22 Juli 1822 dan diangkat sebagai pastor di
Bruun (Austria) pada tanggal 4 Agustus 1847.Pendapat Mendel baru diperhatikan kembali
pada tahun 1900 oleh De Vries(Belanda),Correns(Jerman) dan T.S. Chermak(Austria) yang
bekerja sendiri-sendiri di negaranya masing-masing.
Hukum I Mendel (prinsip segregasi bebas/hukum pemisahan gen) yang berbunyi :
"Dua anggota dari pasangan gen terpisah (segregasi) masing-masing kedalam gamet,
maka ½ membawa satu anggota dari pasangan gen, dan ½ gamet lainnya membawa
satu anggota dari pasangan gen yang lainnya "
6
Hukum II Mendel (hukum pengelompokan gen secara bebas) yang berbunyi :
"Selama proses pembentukan gamet, segregasi pada alel-alel dalam satu gen adalah
berdiri sendiri dari proses segregasi alel-alel dari gen yang lainnya"
Hukum Pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang
dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan
Tanaman.
Hukum ini terdiri dari dua bagian: Hukum segregasi secara bebas (Ing. independent
segregation) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Pertama Mendel
Hukum berpasangan secara bebas (Ing. independent assortment) dari Mendel, juga
dikenal sebagai Hukum Kedua Mendel.
Hukum mendel pertama
Mendel menarik beberapa kesimpulan dari hasil penelitiannya. Dia menyatakan bahwa setiap
ciri dikendalikan oleh dua macam informasi, satu dari sel jantan (tepung sari) dan satu dari
sel betina (indung telur di dalam bunga).5 Kedua informasi ini (kelak disebut plasma
pembawa sifat keturunan atau gen) menentukan ciri-ciri yang akan muncul pada keturunan.
Sekarang, konsep ini disebut Hukum Mendel Pertama -- Hukum Pemisahan.
Untuk setiap ciri yang diteliti oleh Mendel dalam kacang polong, ada satu ciri yang dominan
sedangkan lainnya terpendam. Induk "jenis murni" dengan ciri dominan memunyai sepasang
gen dominan (AA) dan dapat memberi hanya satu gen dominan (A) kepada keturunannya.
Induk "jenis murni" dengan ciri yang terpendam memunyai sepasang gen terpendam (aa) dan
dapat memberi hanya satu gen terpendam (a) kepada keturunannya. Maka keturunan generasi
pertama menerima satu gen dominan dan satu gen terpendam (Aa) dan menunjukkan ciri-ciri
gen dominan. Bila keturunan ini berkembang biak sendiri menghasilkan keturunan generasi
kedua, sel-sel jantan dan betina masing-masing dapat mengandung satu gen dominan (A) atau
gen terpendam (a). Oleh karenanya, ada empat kombinasi yang mungkin: AA, Aa, aA dan aa.
Tiga kombinasi yang pertama menghasilkan tumbuhan dengan ciri dominan, sedangkan
kombinasi terakhir menghasilkan satu tumbuhan dengan ciri terpendam.
7
Hukum mendel kedua
Kemudian Mendel meneliti dua ciri sekaligus, yakni bentuk benih (bundar atau keriput) dan
warna benih (kuning atau hijau). Dia menyilang tumbuhan yang selalu menunjukkan ciri-ciri
dominan (bentuk bundar dan warna kuning) dengan tumbuhan berciri terpendam (bentuk
keriput dan warna hijau). Sekali lagi, ciri terpendam tidak muncul dalam keturunan generasi
pertama. Jadi, semua tumbuhan generasi pertama memunyai benih kuning bundar. Namun,
tumbuhan generasi kedua memunyai empat macam benih yang berbeda, yakni bundar dan
kuning, bundar dan hijau, keriput dan kuning, dan keriput dan hijau.2 Keempat macam ini
dibagi dalam perbandingan 9:3:3:1. Mendel mengecek hasil ini dengan kombinasi dua ciri
lain. Perbandingan yang sama muncul lagi. Perbandingan 9:3:3:1 menunjukkan bahwa kedua
ciri tidak saling tergantung, sebab perbandingan 3:1 untuk satu ciri bertahan dalam setiap
subkelompok ciri yang lain, dan sebaliknya. Hasil ini disebut Hukum Mendel Kedua --
Hukum Ragam Bebas6.
Eksperimen Mendel menunjukkan bahwa ketika tanaman induk membentuk sel-sel
reproduksi jantan dan betina, semua kombinasi bahan genetik dapat muncul dalam
keturunannya, dan selalu dalam proporsi yang sama dalam setiap generasi. Informasi genetik
selalu ada meskipun ciri tertentu tidak tampak di dalam beberapa generasi karena didominasi
oleh gen yang lebih kuat. Dalam generasi kemudian, bila ciri dominan tidak ada, ciri
terpendam itu akan muncul lagi.
Pewarisan sifat autosomal
1. Pewarisan sifat autosomal dominan
Suatu keadaan yang terjadi pada seseorang yang hanya mempunyai satu salinan
tunggal suatu gen abnormal yang terletak pada salah satu autosom disebut sebagai pewarisan
dominan autosomal. Lebih dari 3000 keadaan atau sifat yang telah diketahui menunjukkan
pewarisan dominan autosomal ini. Konseling genetik dipersulit karena kenyataan bahwa
derajat beratnya penyakit pada penyakit-penyakit dominan autosomal cukup bervariasi,
meskipun diantara individu-individu yang terkena pada satu keluarga. Sebagai contoh:
beberapa individu dengan neurofibromatosis hanya menunjukkan bercak-bercak café-au-lait
dan tidak mempunyai masalah klinis; yang lain mungkin mengalami retardasi berat atau
mempunyai penyakit serius sebagai akibat pembentukan tumor. Hal ini dikenal sebagai
‘ekspresi yang bervariasi6. Kadang-kadang suatu penyakit dominan autosomal muncul setelah
8
meloncati satu generasi, yaitu individu tanpa kelainan klinis sama sekali meneruskan
penyakit tersebut dari kakek ke cucunya. Kejadian tersebut merupakan contoh suatu ‘non-
penetrance’.
Individu dalam satu keluarga yang pertama kali terkena disebut sebagai suatu ‘mutasi baru’.
Risiko kekambuhan kepada saudara kandung laki-laki dan perempuannya akan sangat
rendah, sedangkan risiko kepada masing-masing anak laki-laki atau anak perempuannya
adalah 1:2. Pada banyak keadaan seperti pada akondroplasia dan sindrom Apert, telah
dilaporkan bahwa usia rata-rata ayah dari anak-anak yang menunjukkan mutasi baru lebih
tinggi daripada rata-rata kebanyakan orang. Sebagai suatu aturan umum, penyakit-penyakit
dominan autosomal cenderung berhubungan dengan kelainan-kelainan struktur, sebaliknya
penyakit-penyakit resesif autosomal seringkali terjadi akibat defek aktivitas enzim. Namun
demikian tentunya ada beberapa pengecualian, seperti beberapa bentuk porfiria yang
memperlihatkan pewarisan dominan autosomal dan disebabkan oleh penurunan aktivitas
enzim sebesar 50%.
Contoh-contoh pewarisan dominan autosomal yang umum didapat antara lain akondroplasia,
sindrom apert, hiperkolesterolemia familial, penyakit Huntington, sindrom marfan,
osteogenesis imperfekta, poliposis koli, sferositosis, tuberosklerois. Gangguan-gangguan ini
memperlihatkan heteogenitas genetik, yaitu fenotip yang sama dapat dihasilkan oleh mutasi
pada lokus yang berbeda.
2. Pewarisan sifat autosomal resesif
Gangguan resesif autosomal adalah gangguan yang hanya terjadi pada individu yang
mewarisi 2 salinan gen autosom yang abnormal, satu salinan gen abnormal dari masing-
masing orang tua. Individu-individu yang terkena penyakit disebut homozigot; dan disebut
karier bila heterozigot. Telah diketahui lebih dari 1500 penyakit resesif autosomal. Pada
beberapa kelompok etnik dan masyarakat tertentu terlihat insidens yang tinggi dari beberapa
gangguan resesif autosomal. Satu penjelasan yang mungkin adalah ‘efek pendiri’ (‘founder
effect’) pada satu populasi yang penentuan pilihan pasangan pengantinnya dibatasi oleh
factor geografi atau agama. Jadi, jika salah satu nenek moyang pendiri dari suatu ‘isolat’
genetic membawa satu gen resesif autosomal yang berbahaya maka mungkin saja dengan
secara kebetulan menjadi menetap di masyarakat itu. Hal ini dapat menerangkan mengapa
insidens penyakit Tay-Sachs tinggi pada masyarakat Jahudi Ashkenazi di bagian timur
Amerika Serikat7.
9
Yang lain adalah keuntungan heterozigot. Karier dari beberapa penyakit resesif autosomal
secara biologis mungkin mempunyai kondisi kesehatan lebih baik daripada yang bukan
karier. Contoh yang paling terkenal adalah penyakit sickle-cell. Karier penyakit ini relative
imun terhadap infeksi malaria. Konsekuensinya, di daerah yang endemis malaria, karier gen
sickle-cell dapat bertahan tanpa terinfeksi dan secara reproduktif sangat menguntungkan.
Konsep ini mungkin juga dapat diterapkan pada fibrosis kistik, meskipun belum diketahui
apakah ada mekanisme yang dapat menguntungkan karier. Gangguan pada pewarisan
autosom resesif adalah defisiensi alfa1-antripsin di Skandinavia, Hyperplasia adrenal
congenital (defisiensi 21-hidroksilase) pada orang Eskimo, fibrosis kistik eropa barat,
penyakit sickle-cell afro-karibia, penyakit Tay-Sachs pada masyarakat Jahudi Ashkenazi di
bagian timur Amerika Serikat, Talasemia-alfa dan Talasemia-Beta pada kaum oriental.7
Silsilah keturunan
Salah satu cara untuk memeriksa pola pewarisan adalah dengan membuat diagram
silsilah. Gambar di bawah mendefinisikan beberapa simbol yang digunakan dalam membuat
silsilah. Lingkaran mewakili perempuan, kotak mewakili laki-laki. Simbol yang terisi
mewakili orang-orang yang menunjukkan sifat yang diteliti. Orang-orang ini dikatakan
menderita ketika sifat yang dipelajari adalah penyakit yang diwariskan. Simbol yang terbuka
mewakili mereka yang tidak menunjukkan sifat menderita (tidak terpengaruh).
Sebuah garis horizontal menghubungkan dua individu (satu laki-laki, satu perempuan)
adalah disebut perkawinan atau garis pernikahan, dan garis horizontal ganda merupakan
kawin sekerabat, yang merupakan perkawinan antara individu yang masih ada saudara.
Keturunan adalah melekat pada garis kawin melalui garis vertikal. Semua saudara laki-laki
dan saudara perempuan dari orang tua yang sama adalah dihubungkan dengan garis
horizontal di atas simbol-simbolnya.
10
Diagram silsilah keturunan
Diagram silsilah dapat membantu mengidentifikasi apakah gen tersebut dibawa dalam
kromosom seks (X atau Y) atau autosom (kromosom non-seks). Diagram ini juga dapat
menunjukkan apakah gen tersebut bersifat dominan atau resesif dan apakah seseorang dapat
menjadi pembawa gen (karier) resesif yang dapat diturunkan ke generasi berikutnya.
2. Sintesis/replikasi, transkripsi, translasi DNA.
DNA merupakan molekul yang amat panjang yang terdiri dari deoksiribonukleotida
yang membawa informasi genetik yang terletak di dalam sel. Molekul DNA berbentuk
untaian ganda (double helix). Satu unit DNA terdiri dari basa purin (adenin,
guanin)/pirimidin (sitosin,timin), gula pentosa serta gugus fosfat, yang nantinya akan
membentuk kesatuan yang dikenal dengan nukleotida dan tiap nukleotida akan dihubungkan
dengan ikatan fosfodiester (Gambar 1.1).
Gambar 1.1 Ikatan fosfodiester menghubungkan tiap nukleotida DNA (sumber:
http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/molecular%20biology/dsDNA.jpg)
DNA berfungsi untuk menyimpan informasi genetik untuk mencirikan struktur semua protein
dan RNA tiap-tiap spesies organisme,7 sebagai sumber informasi untuk sintesis semua
molekul protein dalam sel/organisme di mana molekul DNA akan berperan sebagai template
untuk proses transkripsi informasi ke RNA, menentukan aktivitas organisme sepanjang siklus
hidupnya, serta untuk menentukan kekhususan organisme tertentu.
RNA merupakan hasil transkripsi dari template DNA. RNA terdiri dari benang panjang
ribonukleotida yang mengandung basa purin (adenin, guanin)/pirimidin (sitosin, urasil),
ribosa serta gugus fosfat. Sama seperti molekul DNA, tiap nukleotida pada RNA
dihubungkan dengan ikatan fosfodiester, akan tetapi ikatan yang berbeda dengan DNA, yaitu
ikatan fosfodiester 3’-5’. RNA berbentuk rantai tunggal (mRNA), dan beberapa RNA
11
memiliki struktur sekunder dan tertier (tRNA dan rRNA) . Yang dimaksud dengan struktur
sekunder dan tertier adalah dapat membentuk pasangan basa nukleotida komplementer dan
anti paralel pada bagian rantai yang melipat (Gambar 1.2).
Gambar 1.2 struktur sekunder dan tertier pada RNA
(sumber: http://faculty.uca.edu/johnc/tRNA%20structure.gif)
Pada RNA dikenal 3 RNA utama, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA serta dikenal juga RNA
minor yaitu RNA primer. RNA primer berbeda dengan 3 RNA utama karena memiliki
molekul yang lebih pendek, pada ujung C3’ mengikat OH, dan disintesis menggunakan
enzim khusus yang dikenal sebagai enzim primase sedangkan 3 RNA utama disintesis
menggunakan enzim polimerase. Masing-masing 3 RNA utama memiliki fungsi masing-
masing. mRNA berfungsi untuk mentranskripsi sekuens DNA untuk translasi, tRNA berperan
secara struktural dan fungsional di mana akan mengangkut asam amino yang tersusun di
mRNA, rRNA akan berikatan dengan protein dan membentuk ribonukleoprotein yang terdapat
di dalam ribosom yang berperan dalam proses modifikasi post transkripsi. Selain itu, dalam
berbagai virus, RNA berfungsi sebagai pembawa informasi genetik7.
A. Replikasi.
Dalam proses replikasi, akan terjadi pembentukkan DNA yang baru yang
dibentuk dari DNA asalnya. Replikasi DNA diperankan oleh DNA polimerasi. Sebelum
proses replikasi dimulai, molekul DNA yang awalnya berupa double helix akan
dipisahkan menjadi untai tunggal dengan cara denaturasi/melting. Ada beberapa faktor
yang dapat menyebabkan denaturasi:
1. pH yang berbeda (DNA stabil pada pH 4-10)
2. Pemanasan (70-90o C)
12
3. Kadar garam rendah
4. Senyawa merusak ikatan H (urea, fomanida)
5. Senyawa yang dapat menyisip di antara 2 basa (etidium bromida, zat warna
golongan alkali)
Pada melting temperature, DNA yang kaya akan pasangan G-C (memiliki tiga ikatan
hidrogen) mencair pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan DNA yang kaya
akan pasangan A-T (memiliki dua ikatan hidrogen).7 Selain itu, ada beberapa protein
yang berperan dalam proses pemisahan DNA, yaitu enzim helikase & topoisomerase
yang berfungsi untuk memisahkan kedua DNA, serta suatu protein pengikat yang
digunakan untuk mencegah kedua DNA menyatu kembali setelah dipisahkan. Dua untai
tunggal DNA asli yang telah terbentuk akan berperan sebagai template untuk sintesis
rantai DNA yang baru.
Pada saat DNA berpisah, akan membentuk suatu garpu replikasi di mana rantai
3’-5’ DNA asli membentuk rantai 5’-3’ baru menuju ke arah garpu yang terjadi secara
langsung sehingga disebut leading strand. Sedangkan rantai 5’-3’ DNA asli akan
membentuk rantai 3’-5’ baru yang menjauh dari arah garpu dan terjadi secara
terpotong-potong sehingga disebut lagging strand (Gambar 1.3). Potongan-potongan
tersebut (okazaki fragment) akan disambung menjadi satu rantai utuh oleh enzim ligase
dengan menggunakan ikatan fosfodiester.
Gambar 1.3 Leading strand dan lagging strand
(sumber: http://www.web-books.com/MoBio/Free/images/Ch7B3.gif)
Pada awal sintesis polinukleotida, RNA primer dengan gugus OH akan terbentuk di
pangkal garpu 3’ yang bebas baik pada leading strand dan lagging strand. Akan tetapi,
RNA primer nantinya akan dilepas setelah leading strand dan lagging strand selesai
terbentuk.
13
Pada sintesis DNA, kemungkinan terjadinya kesalahan dalam pasangan basa
nitrogen dapat terjadi dan dapat pula diperbaiki dengan menghilangkan dan mengganti
dengan pasangan yang benar. Pada DNA polimerase terdapat aktivitas eksonuklease,
yaitu mengkatalisis hidrolisis polinuklease pada ujung rantai 3’ 5’ atau 5’ 3’. Pada
cetakan DNA yang bekerja dari arah 5’ 3’ jika pada ujung 3’ terjadi kesalahan
sintesis, maka aktivitas eksonuklease 3’ 5’ akan membuang dan mengganti kesalahan
tersebut dengan yang benar. Proses ini disebut dengan proof reading. Akan tetapi jika
kesalahan terjadi pada ujung 5’, maka aktivitas eksonuklease 5’ 3’ yang akan
bekerja. Proses ini disebut dengan mengedit.\
B. Transkripsi
Pada proses transkripsi akan terjadi penyalinan DNA, akan tetapi rantai DNA
yang digunakan hanya 1 dan akan membentuk suatu rantai RNA. Proses transkripsi
terjadi di dalam inti sel. Enzim yang bekerja dalam proses ini adalah enzim RNA
polimerase. DNA dengan arah 3’ 5’ akan menjadi template dalam proses transkripsi
dan RNA polimerase akan mensintesis rantai RNA ke arah 5’ 3’ (Gambar 1.4). Pada
RNA polimerase tidak memiliki aktivitas eksonuklease, oleh karena itu jika ada
kesalahan tidak akan dapat diperbaiki. Akan tetapi kemungkinan kesalahan terjadi
sangat kecil karena RNA polimerase bekerja lebih teliti dari pada DNA polimerase.
Gambar 1.4 proses transkripsi oleh RNA polimerase (sumber:
http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/images/transcription/startrans.gif)
Proses transkripsi diawali dengan proses penempelan faktor-faktor transkripsi dan
kompleks enzim RNA polimerase pada daerah promotor. Pada eukariot, promotor lebih
dikenal sebagai kotak TATA, kotak CAAT, dan kotak GC banyak. RNA polimerase
pada eukariot tidak menempel secara langsung pada DNA didaerah promotor,
melainkan melalui perantaraan protein lain yang disebut faktor transkripsi yang
dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu:
Pertama adalah faktor transkripsi umum.faktor trnaskripsi umum mengarahkan
RNA polimerase ke promotor.
14
Kedua adalah faktor transkripsi yang khusus untuk suatu gen. Pengaturan
transkripsi yang lebih spesifik dilakukan oleh faktor transkripsi yang khusus untuk
suatu gen.
Faktor transkripsi atau faktor basal terikat pada kotak TATA dan membantu
pengikatan RNA polimerase II yang digunakan untuk mensintesis mRNA. mRNA yang
dihasilkan
oleh RNA polimerase II akan disebut sebagai hnRNA. Selama proses transkripsi, cap
akan terbentuk untuk pengikatan mRNA yang sudah matang pada ribosom selama
sintesis protein. RNA polimerase II akan berakhir jika sampai pada sinyal terminasi,
suatu urutan AAUAAA yang terdapat dalam mRNA. Pada titik yang lebih jauh kira-kira
10-35 nukleotida, mRNA akan dipotong dan pada tempat pemotongan tersebut akan
terjadi penambahan ekor poli(A) secara satu per satu tanpa ada template DNA (Gambar
1.5). Ekor poli(A) akan mempermudah ekspor mRNA dari nucleus.
Gambar 1.5 Rantai mRNA
mRNA yang sudah matang akan keluar dari nukleus ke sitoplasma, dan akhirnya akan
bergabung dengan ribosom.
C. Translasi
Tahap translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh tRNA ke dalam urutan
asam amino. Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma dengan bantuan ribosom. Sintesis protein
yang terjadi di ribosom akan dituntun oleh kodon mRNA yang dibaca secara berurutan pada
arah 5’ 3 ’. Proses translasi pada eukariot baru dapat berlangsung jika proses transkripsi
sudah selesai dilaksanakan. Pada tahap translasi, kode genetik atau kodon dari mRNA
diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino. Kodon merupakan urutan tiga basa nitrogen
pada mRNA yang dikenal sebagai triplet. Kodon pada mRNA dikenali oleh antikodon pada
tRNA. Karena banyak macam triplet kodon, maka akan terdapat beberapa asam amino yang
dapat dikodekan lebih dari satu triplet atau disebut juga kodon sinonim. Kodon UGA, UAG,
15
UAA akan berperan sebagai kodon stop. Sedangkan untuk kodon Metionin (AUG) dan
Triptofan (UGG) akan hanya terdapat 1 pada tiap masing-masing rantai asam amino.
Gambar 1.6 Tabel asam amino
(sumber: http://biochem.co/wp-content/uploads/2008/08/amino-acid-table-singlet-code.png)
tRNA yang paling serba guna adalah yang mengandung inosin (I) yang dibentuk
melalui pengubahan adenin secara enzimatik setelah tRNA disintesis yang
menyebabkan ketika antikodon-antikodon terhubung dengan kodon-kodon, basa I dapat
membentuk ikatan hidrogen dengan salah satu dari tiga basa yaitu U, C, atau A.7
Tahap-tahap yang terdapat dalam proses translasi, sintesis rantai polipeptida
memiliki tahap yang sama dengan proses transkripsi, yaitu:
Pertama adalah inisiasi. Pada tahap inisiasi subunit ribosom kecil mengikatkan
diri pada mRNA dan tRNA inisiator khusus. Subunit ribosom kecil melekat pada
segmen leader pada ujung 5’ (upstream) dari mRNA. Pada arah downstream dari mRNA
terdapat kodon inisiasi. AUG akan memberi sinyal dimulainya proses translasi. tRNA
inisiator yang membawa asam amino metionin akan melekat pada kodon inisiasi.
Penyatuan mRNA, tRNA inisiator, dan subunit ribosom kecil diikuti oleh pelekatan
subunit ribosom besar, menyempurnakan kompleks inisiasi translasi.
Kedua adalah tahap elongasi. Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino akan
ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama. Tiap penambahan melibatkan
partisipasi beberapa protein yang disebut faktor elongasi dan terjadi dalam siklus tiga
tahap, yaitu pengenalan kodon, pembentukan ikatan peptida, dan translokasi.
Ketiga adalah tahap akhir yaitu terminasi. Tahap elongasi berlanjut hingga kodon
stop mencapai sinyal dari basa UAA, UAG, dan UGA yang merupakan sinyal untuk
menghentikan proses translasi. Suatu protein yang disebut sebagai faktor pelepas
16
langsung mengikatkan diri pada kodon stop yang menyebabkan penambahan molekul
air, bukan asam amino, pada rantai polipeptida. Reaksi ini menghidrolisis polipeptida
yang sudah selesai dari tRNA dan melepaskan polipeptida dari ribosom.
Gambar 1.7 Proses translasi (sumber:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/organic/imgorg/translation2.gif)
3. Mutasi Gen
Mutasi gen adalah perubahan yang terjadi pada susunan molekul DNA atau gen . Mutasi gen
terjadi pada susunan kimianya (DNA). Struktur kimia gen berubah àfungsinya berubah.
Gen yang mengalami mutasi pada sel-sel tubuh (sel somatis) à perubahanditurunkan ke sel
anakan melalui pembelahan mitosis. Bila gen yang mengalamimutasi terdapat pada sel
kelamin (gamet) maka perubahan akan diwariskan pada keturunannya.
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, disebutmutasi letal
- dapat berlangsung secara spontan pada semua sel penyusun tubuh individu.
Macam-macam Mutasi Gen
A. Mutasi Substitusi (Transisi: pu-pu, pi-pi, transversi: pu-pi, pi-pu) (insert picture)
B. Mutasi Insersi dan Delesi : (Insesi: penambahan bagian kromosom, Delesi: pengurangan
bagian kromosom).
Mutasi ini dibagi menjadi beberapa bagian
17
1. Mutasi Ganda Tiga ( triplet mutation ) : Terjadi karena penambahan atau
pengurangan 3 basa secara bersama-sama.
2. Mutasi Bingkai/pergerseran kerangka ( Frameshift mutation ) : Terjadi
karenapengurangan 1 / beberapa atau penambahan sekaligus pasangan basa secara
bersama-sama.
Hasil Mutasi Gen
- Mutasi diam : Meskipun ada kesalahan dalam susunan basa, tidak ada perubahan yang
terjadi.
- Mutasi salah arti: Ketika ada kesalahan dalam susunan basa, tetap diterjemahkan menjadi
yang salah.
- Mutasi tak bermakna/tanpa arti : (berhenti sebelum waktunya): Pengkodean berhenti
ketika ada susunan basa yang salah.
- Mutasi DIAM: Terjadi karena perubahan susunan basa pada kodon (triplet) dari asam
amino tetapi tidak mengakibatkan kesalahan pembentukan protein. Misalnya UUU diganti
UUC yang juga merupakan kode untuk pembentukan fenilalanin.
18
Mutasi Diam
2. Mutasi Kromosom
Mutasi Kromosom disebabkan oleh:
1. gangguan fisik atau kimia à berpengaruh ke pembelahan sel dpt tjd kesalahan.
Akibat: susunan kromosom rusak dan penambahan jumlah kromosom.
2. gagal berpisah/nondisjunction. Akibat: kromosom hilang atau bertambah sehingga terjadi
perubahan jumlah kromosom.
Mutasi karena perubahan struktur kromosom (aberasi)
Kerusakan kromosom terjadi karena perubahan jumlah/struktur/susunan gen-gen di dalam
kromosom yang disebabkan karena sebagian benangnya lepas, berpilin, melekat kembali
dengan letak terbalik dan lain sebagainya. Hal ini dpt mengakibatkan perubahan bentuk
kromosom.
Kerusakan kromosom ini dapat dibedakan atas beberapa macam, yaitu:
1. Delesi
2. Duplikasi
3. Translokasi
4. Inversi
5. Isokromosom
6. Katenasi
7. Perubahan Susunan/ Struktur Kromosom
19
Delesi
Delesi terminal
Delesi (disebut juga defisiensi) merupakan aberasi yang terjadi karena kekurangan segmen
kromosom. Macam-macam delesi antara lain :
1. Delesi Terminal : hilangnya ujung kromosom2. Delesi Intertitial : hilangnya bagian tengah kromosom
Delesi Cincin
3. Delesi Cincin : hilangnya segmen kromosom sehingga berbentuk seperti cincin
Delesi Loop : Delesi cincin yang membentuk lengkungan pada waktu meiosis, sehingga
memungkinkan homolognya normal
Delesi Loop
Duplikasi :Merupakan aberasi yang terjadi karena kelebihan segmen kromosom.
Translokasi: Merupakan mutasi yang mengalami:
1. pertukaran segmen kromosom ke kromosom non homolog.
2. Patahan fragmen bergabung dengan kromosom non-homolog, menyebabkan
terjadinya penyusunan ulang
Macam-macam translokasi antara lain :
20
1. Translokasi Homozigot (resiprok, timbal balik) : Pertukaran segmen kedua
kromosom homolog dengan segmen kedua kromosom non homolog ataukromosom
non-homolog saling bertukar fragmen
2. Translokasi heterozigot (non resiprok) : Pertukaran satu segmen kromosom ke satu
segmen kromosom non homolog atau kromosom memberikan fragmen tetapi tidak
menerima fragmen lainnya.
3. Translokasi Robertson : Penggabungan 2 kromosom akrosentrik menjadi 1
kromosom metasentrik, sehingga disebut juga fusi (penggabungan).
Inversi
Jenis inversi yaitu inversi perisentrik dan inversi parasentrik.
inversi perisentrik yang terjadi pada kromosom yang memiliki sentromer daninversi
parasentrik yang terjadi pada kromosom tanpa sentromer.
Isokromosom
Isokromosom merupakan mutasi yang terjadi saat kromosom membelah diri. Pembelahan
sentromer mengalami perubahan arah sehingga menghasilkan dua kromosom yang masing-
masing berlengan identik (sama). Isokromosom disebut juga fisi, kebalikan dari translokasi
robetson.
Katenasi
Katenasi adalah mutasi kromosom yang terjadi saat dua kromosom non homolog membelah,
kemudian ujung-ujungnya bertemu , saling berdekatan dan membentuk lingkaran
Mutasi karena perubahan Set kromosom
yaitu perubahan pada jumlah n-nya. Variasi yang menyangkut jumlah kromosom dapat
dibedakan menjadi euploid dan aneoploid.
Terdiri atas :
• Autopoliploid, jika genom (n) mengganda sendiri (kelipatan kromosom dari genom spesies
yang sama).
• Allopoliplois, kelipatan kromosom dari genom spesies yang berbeda.
• Euploidi, jika terjadi perubahan set kromosom, dari 2n menjadi 3n, atau 2n menjadi 4n.
21
Kesimpulan
Albino adalah suatu penyakit genetic yang pewarisannya berasal dari autosom yang resesif.
Albino hanya akan muncul jika penderita memiliki gen homozigot resesif. Albino disebabkan
karena tubuh seseorang tidak mampu membentuk enzim yang diperlukan untuk mengubah
asam amino tirosin menjadi beta-3,4-dihidroksiphenylalanin untuk selanjutnya diubah
menjadi pigmen melanin. ciri-ciri albino antara lain pewarnaan (pigmentasi) pada kulit tidak
normal sehingga kulit terlihat seperti kulit orang kaukasia, rambut berwarna putih, dan
mempunyai penglihatan yang sangat peka terutama terhadap cahaya berintensitas tinggi.
Suatu pendekatan preventif terhadap kelainan Mendelian sederhana terkadang dapat
dilakukan dengan pengenalan karrier, pemeriksaan janin, dan pemeriksaan bayi yang baru
lahir.
Berdasarkan analisis hasil belajar mandiri, hipotesis yang saya dan kelompok saya diskusikan
benar, bahwa albino adalah penyakit keturunan di gen autosomonal yang bersifat resesif
heterozigot.
Daftar Pustaka
1. Gibson J. Fisiologi dan anatomi modern untuk perawat. Jakarta: Penerbit buku kedokteran EGC; 2002.
2. Firmansyah R, Mawardi A, Riandi U. Mudah dan aktif belajar biologi. Bandung: Setia Purna Inves; 2007.
3. Wikipedia. Hukum pewarisan mendel update 20 desember 2011. Diunduh dari
http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Pewarisan_Mendel pada 28 januari 2014.
4. Priastini R, Hartono B, Hudyono J. Buku ajar biologi blok 3 dan 4 dasar biologi sel.
Jakarta: Fakultas Kedokteran Ukrida; 2011.
5. Triwibowo Y. Biologi molekuler. Jakarta: PT Gelora Aksara Pratama; 2010.
6. Hull D, Johnston D. Dasar-dasar pediatric. Jakarta: Penerbit buku kedokteran EGC;
2008.
7. Yuwono T. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga; 2010: 18
22