Resume 10.docx

BAB 4 MEKANISME PERBAKAN DNA, MUTASI DAN ADAPTASI, MUTASI DAN KANKER, APLIKASI PRAKTIS MUTASI, SERTA SAIT GENETIK MANUSIA YANG DITIMBULKAN OLEH KESALAHAN REPLIKASI DNA DAN KESALAHAN PERBAIKAN DNA

MEKANISME PERBAKAN DNA DNA melakukan perbakan secara sistematis. Beberapa siste memperbaiki kerusakan DNA aibat mutasi secara langsung, memotong bagian yang rusak dan karena ativitas penyambungan oleh enzim ligase DNA. Perbaikan Kerusakan DNA Akibat Mutasi Secara Langsung Perbakan oleh Aktivitas Enzim Polimerase DNA Selan memiliki aktivitas polimerase dalam arah 5’3’, enzim juga memiliki aktivitas eksoniklease dalam arah 3’5’ yang nantinya kan memperbaki kerusakan DNA akibat mutasi pada bakteri. Penegenalan kesalahan insersi nukleotida selama polimerase oleh enzim polimerase DNA mungkin sebaga akibat adanya semacam bonggol pada unting ganda molekul DNA dan juga karea basa yang salah tidak dapat terbentuk ikatan hidrogen. Polimerase DNA akan terhenti dan tidak berlau hingga nukleotida yang salah dipotong diikuti penngantian nukleotida yang benar dan pembentukan ikatan hidrogen. Pemotongan dilakukan oleh aktivitas eksonuklease dalam arah 3’5’, kemudian aktivitas polimerasi dalam arah 5’3’ dari enzim polimerase DNA akan pulih kembali. Aktivitas eksonuklease dalam arah 3’5’ dari enzim polimerase DNA tidak dijumpai pada eukariotik karena eukariotik memiliki protein yang lain. Fotoreaktivasi Dimer Pirimidin yang Diinduksi oleh UV Fotoreaktivasi meupakan sistem perakan yang membutuhkan cahaya . Fotoreaktivasi dikatalisasi oleh enzim fotoliase (photolyase). Enzim fotoliase akan menyingkirkan dimer jika diativasi oleh suatu foton . Hla ersebut dikarenakan enzim fotoliase berfungsi sebagai “pembersih” sepanjang untai ganda yang terbentuk akibat dimer timin

Perbaikan Kerusakan Akibat Alkilasi Kerusakan DNA akibat alkilasi dapat dipulihkan oleh enzim khusus yang disebut metiltransferase O6 metilguanin atau O6 methylguanin mrthyltransfrase. Enzim tersebut dikoekan oleh gen yang disebut ada. Perbaikan Kerusakan DNA dengan Cara Membuang Pasangan Basa Perbaikan melalui pemotongan (excision repair) Perbakan melalui pemotongan juga disebut dengan perbakan gelap atau dark repair karena tida membutuhkan cahaya. Proses ini juga memperbaiki dimer timin yang terbentuk aibat induksi cahaya UV. Sistem pebakan melalui pemotongan pada E.coli tidak hanya memperbaki dimer pirimidin tapi juga distorsi la dari helix ganda DNA. Perbaikan dengan Bantuan Glikosilase Enzim glikosilase membantu menyingkirkan basa yang rusak dari molekul DNA. Enzim glikosilase mendeteksi basa yang tak lazim dan mengkatalisis penyingkirannya dari gula deoksiribosa. Aktivitas katalik enzim menimbulan suatu “lubang” yang disebut sebagai tapak AP atau AP site yang merupakan tapak apurinik (tida ada purin) atau tapak pirimidinik (tida ada pirimidin). “Lubang” tersebut juga dapat terbentuk karena lepasnya basa secara spontan alami. “Lubang” ditemukan oleh enzim khususyang disebut endonuklease AP (AP endonuclease) yang memotong ikatan fosfodiester disamping basa yang lepas. Pemotongan tersebut memungkinkan bekerjanya enzim polimerase I DNA yang selanjutnya meningkirkan beberapa nukleotida mengguankan aktivitas eksonuklease dalam arah 5’3’ .Pada akhirnyaenzim ligase DNA menyabung nukleotida baru ke arah ujung 3’ dengan nukleotida lama. Perbaikan Melalui Koreksi Pasangan Basa yang Salah Kesalahan yang terjadi pada pasangan basa yang tidak berpasangan, dapat berakibat terjadinya mutasi spontan pada replikasi berikutnya. Kesalahn yang terjadi nantinya akan dibetulan oleh sistem perbakan yang disebut perbaikan pasangan yang salah atau

mismatched correction. Sistem perbakan tersebut didukung oleh koreksi pasangan yang salah , yang dikode oleh tiga gen yaitu mut H, mut L, dan mut S. Enzim koreksi pasangan yang salah bekerja denga mengenali untai DNA baru karena belum mengalami metilasi. Setelah mengenali untai DNA baru, enzim menyingkirkan basa yang salah pada untai baru yang selanjutnya berlangsung polimerasi yang dikatalisasi polimerasi I DNA yang kemudian disabung oleh enzim ligase DNA. Pada molekul DNA, di sekitar basa yang salah terdapat urutan basa nukleotida berpa GATC yangbersifat palindrmik. Basa A pada polindrom biasanya melakukan metilasi yang dikatalisasi oleh enzim metilase dam atau dam methylase (dikode oleh gen dam). MUTASI DAN ADAPTASI Mutasi terjadi tanpa ada epentingan apakah mutasi tersebut bermanfaat atau tidak. Efek mutasi baru dikuaifikasi menguntungkan atau merugikan setelah dihubungkan dengan habitat lingaungan tempat hidup individu yang mengalami mutasi. Peluang tiap mutan memperbesar daya penyesuana suatu individu lebih besar manakala populasi (yang mengandung individu mutan) menempati habitat baru atau terjadi peruabhan lingkungan. MUTASI DAN KANKER Pada saat ini sudah dikembangkan teknik sensitif untuk menguji zat kimia sehingga dapat diketahui dapat bersifat mutagenik, karsinogenik atau keduanya. Uji karsinogenitas biasanya dilaukan dengan mengguankan tikus yang baru lahir.Uji tersebut dilakukan dengan memberi akan atau disuntik dengan zat yang diuji yangs elanjutnya diperiksa hubungannya dengan pembentukan tumor. Begitupun dengan uji mutagenitas. Akan tetapi pengujian seperti itu tidak layak . Dalam hubungan itu, Uji Ames menjadi sangat berguna. Ames serta koleganya sudah mengungkap adanya korelasi antara mutagen atau mutagenitas dan daya karsinogen atau karsinogenitas dari zat yang diuji. Dalam hubungan ini diketahui bahwa nitart yang tidak bersifat mutagenik ataupun karsinogenik jika dalam kondisi in vivo, maka akan diubah melalui rangkaian reaksi enzimatik menjadi nitrosain. Dilan pihak diketahui bahwa nitrosain bersifat sangat mutagenik maupun karsinogenik.

Adanya korelasi antara daya mtagen dan karsinogen sejalan dengan teori yang menyatakan bahwa kanker disebabkan oleh mutasi somatik. Sel kanker yang kehilangan kontrol terhadap pembelahan sel secara normal makan akan terbentuk tumor. Pembelahan sel berada di bawah kontrol gen dan mutasi yang menimpa gen yang bertanggung jawab terhadap kontrol pembelahan sel , dapat menghilangkan fungsi kontrol dari gen tersebut terhadap kontrol pembelahan sel. APLIKASI PRAKTIS MUTASI Mutasi yang Bermanfaat dalam Perakitan Bibit Upaya untuk megemabngkan sifat yang diinginkan melalui mutasi yang diinduksi sudah dilaukan oleh perakit bibit. Tanaman yang tumbuh dari bibit rakitan terbukti dapat menghasilkan panen yang meningkat, kandungan zat sesua dengan yang diinginkan, dan tahan terhadap serangan hama atau penyakit. Telaah Proses Biologis melalui Analisis Mutasi Metabolisme terjadi melalui urutan reaksi yang dikatalisasi enzim. Urutan tahap pada jalur reaksi dapat ditentukan dengan cara mengisolasi dam mempelajari mutasi pada gen pengkode enzim yang terlibat. Dalam hal ini karena mutasi akan mengurangi ak

tivitas

suatu polipeptida. Salah satu contoh telaah biologis dengan bantuan analisis materi adalah berkenaan dengan pengungkapan jalur morfogenesis pada bacterifoage T4 yang melibatkan 50 gen dimana tiap gen mengkode satu protein structural virus mengkatalisasi suatu tahap pada jalur morfogenetik. Proses tersebut melalui (1) isolasi strain mutan fag T4 dengan mutasi peka suhu dan mutasi letal kondisional peka supresor, (2) analisis struktur yang berakumulasi bila strain mutan tumbuh dalam kondisi terbatas . SAKIT GENETIK MANUSIA YANG DITIMBULKAN OLEH KESALAHAN REPLIKASI DNA DAN KESALAHAN PERBAIKAN DNA Xeroderma

pigmentosum (XP) disebabkan oleh mutan resesif homozigot yang

bersangkutan dengan satu gen pengkode protein yang berperan pada perbaikan kerusakan DNA. Pada berapa kasus diungkapkan bahwa enzim yang cacat yaituendonuklease yang berfungsi mengenal dimer timin dan mengkatalisasi tahap pertama perbaikan penyingkiran atau excision repair .

Anemi fanconi (FA), ataxia telangiactase (AT) dan sindrom Bloom (SB) juga disebabkan mutan resesif homozigot pada autosom. Ketiga penyakit tersebut diduga akibat dari cacat primer pada jalur perbaikan DNA

Question and Answer Oleh : Andita Miftakhul Ilmi (170341615003) 1. Bagaimana cara perbaikan DNA dengan bantuan glikosilase? Jawab : Enzim glikosilase membantu menyingkirkan basa yang rusak dari molekul DNA. Enzim glikosilase mendeteksi basa yang tak lazim dan mengkatalisis penyingkirannya dari gula deoksiribosa. Aktivitas katalik menimbulkan suatu “lubang” yang disebut sebagai tapak AP atau AP site yang merupakan tapak apurinik (tida ada purin) atau tapak enzim pirimidinik (tida ada pirimidin). “Lubang” tersebut juga dapat terbentuk karena lepasnya basa secara spontan alami. “Lubang” ditemukan oleh enzim khususyang disebut endonuklease AP (AP endonuclease) yang memotong ikatan fosfodiester disamping basa yang lepas. Pemotongan tersebut memungkinkan bekerjanya enzim polimerase I DNA yang selanjutnya meningkirkan beberapa nukleotida mengguankan aktivitas eksonuklease dalam arah 5’3’ .Pada akhirnya enzim ligase DNA menyabung nukleotida baru ke arah ujung 3’ dengan nukleotida lama. 2. Bagaimana bisa dikatakan bahwa kanker disebabkan oleh mutasi ? Jawab : Hal tersebut dikarenakan adanya korelasi antara daya mutagen dan karsinogen sejalan dengan teori yang menyatakan bahwa kanker disebabkan oleh mutasi somatik. Sel kanker yang kehilangan kontrol terhadap pembelahan sel secara normal makan akan terbentuk tumor. Pembelahan sel berada di bawah kontrol gen dan mutasi yang menimpa gen yang bertanggung jawab terhadap kontrol pembelahan sel, dapat menghilangkan fungsi kontrol dari gen tersebut terhadap kontrol pembelahan sel.