Mutasi Kromosom

Mekanisme Kemunculan dan Etiologi

Penataan ulang pada tingkat seluruh kromosom muncul sebagai akibat dari pecahnya materi genetik. Penyebab utama dari patahan tersebut adalah paparan agresif dari faktor-faktor mutagenik dengan berbagai sifat. Secara tradisional, terdapat tiga kelompok utama mutagen yang mampu memicu aberasi kromosom:

• Faktor fisik: meliputi radiasi pengion dan bentuk radiasi lainnya yang secara langsung merusak integritas struktural.
• Faktor kimia: senyawa kimia spesifik yang mengganggu ikatan molekul di dalam kromosom.
• Faktor biologis: paparan virus yang menginvasi proses seluler.

Selain kerusakan eksternal secara langsung, mutasi kromosom sering kali terbentuk selama proses pembelahan sel itu sendiri. Secara normal, selama pindah silang (crossing over), kromosom homolog harus saling bertukar bagian yang persis sama. Namun, ketika proses ini mengalami gangguan, terjadi pertukaran fragmen yang tidak setara. Sebagai hasil dari pindah silang yang tidak setara tersebut, terbentuk grup tautan baru, dan komposisi kuantitatif gen di dalam satu grup akan berubah secara tak terelakkan.

Penataan ulang struktural intrakromosom

Ketika patahan terjadi dalam batas satu struktur genetik, beberapa varian rekombinasi materi dimungkinkan terjadi. Klasifikasi perubahan intrakromosom mencakup jenis-jenis berikut:

1. Delesi (Deletion): hilangnya atau lenyapnya suatu bagian tertentu secara total. Akibatnya, kromosom menjadi lebih pendek karena kehilangan sebagian gennya.
2. Duplikasi (Duplication): penggandaan fragmen yang tidak normal, sehingga panjang total struktur bertambah.
3. Inversi (Inversion): bagian yang berada di antara dua titik patahan berputar tepat 180° dan menyisip kembali. Inversi dibagi menjadi dua kategori berdasarkan letak sentromernya:
4. Inversi perisentrik: fragmen yang terbalik mencakup area sentromer.
5. Inversi parasentrik: rotasi terjadi secara eksklusif di dalam satu lengan saja dan tidak melibatkan sentromer.
6. Transposisi: elemen genetik yang terlepas bergabung kembali ke kromosom asalnya, tetapi di tempat yang sama sekali berbeda, tanpa adanya pertukaran bagian secara timbal balik.

Aberasi interkromosom dan translokasi

Jika proses penataan ulang melibatkan kromosom yang berbeda, perubahan tersebut disebut sebagai interkromosom. Jenis utama dari aberasi semacam ini adalah translokasi (Translocation), yaitu perpindahan suatu bagian ke kromosom lain yang tidak homolog.

• Translokasi resiprok: terjadi pertukaran timbal balik fragmen yang terlepas antara dua kromosom tidak homolog yang mengalami kerusakan.
• Translokasi Robertsonian: proses penyatuan (fusi) total dari dua struktur tidak homolog menjadi satu.
• Fusi atau Fisi (Fusion or Fission): penggabungan dua kromosom menjadi satu struktur tunggal atau pembelahan satu kromosom asal menjadi dua kromosom mandiri.
• Transposisi (interkromosom): elemen genetik berpindah ke kromosom lain tanpa adanya pertukaran materi secara timbal balik.

Sangatlah penting untuk memahami nasib dari bagian-bagian yang terlepas tersebut. Jika akibat dari patahan tersebut terbentuk fragmen asentrik (bagian yang tidak memiliki sentromer), fragmen ini tidak dapat terdistribusi secara benar selama pembelahan sel dan akan hilang secara permanen pada mitosis berikutnya.

Signifikansi evolusioner mutasi

Perubahan pada urutan nukleotida memainkan peran fundamental dalam perkembangan kehidupan. Pada tingkat gen, mutasi memicu kemunculan alel ganda (banyak alel) — berbagai versi dari gen awal. Perubahan semacam ini dapat mengubah fungsi organisme secara drastis. Sebagai contoh, penggantian satu asam amino saja (khususnya menjadi fenilalanin) menyebabkan protein yang disintesis kehilangan fungsinya secara total.

Penataan ulang struktural kromosom yang berskala besar juga menentukan jalannya evolusi spesies. Contoh paling nyata adalah asal-usul kromosom ke-2 manusia. Lengan panjang dan pendeknya persis bersesuaian dengan dua kromosom berbeda dari kera besar modern: kromosom ke-12 dan ke-13 pada simpanse, serta ke-13 dan ke-14 pada gorila dan orangutan. Dalam proses evolusi nenek moyang manusia, terjadi fusi dari dua kromosom terpisah ini melalui mekanisme translokasi Robertsonian, yang pada akhirnya mengarah pada pembentukan kromosom ke-2 yang tunggal.

Singkatnya: jawaban atas pertanyaan topik

Soal-soal dari kelas dan ujian

Topik lain untuk dipelajari

• Mekanisme pindah silang tidak setara dan pembentukan grup tautan baru
• Dampak spesifik radiasi dan virus terhadap aparatus kromosom
• Konsekuensi hilangnya fragmen asentrik dalam siklus sel
• Alel ganda dan hilangnya fungsi protein akibat mutasi gen
• Evolusi kariotipe primata dan analisis mendetail tentang asal-usul kromosom ke-2 manusia

Topik lain dalam bagian «Variasi dan Bentuknya»

Materi disiapkan oleh staf pengajar WhiteCoat Pro sesuai dengan kurikulum pendidikan kedokteran. Bersifat edukatif.