Mutasi

Ubah satu A menjadi T pada basa ke-20 gen beta-globin, dan hasilnya adalah varian penyebab penyakit sel sabit.

Kesalahan penyalinan dan kerusakan

Setiap kali sel manusia membelah, sel itu menyalin sekitar 6 miliar pasangan basa, dan enzim penyalinnya, DNA polimerase, kadang memasang basa yang salah. OpenStax menjelaskan tiga lapis pertahanan. Polimerase memeriksa ulang sambil bekerja, mengecek setiap basa baru dan membuang basa yang salah sebelum menambahkan basa berikutnya. Enzim perbaikan salah pasang menemukan basa yang berpasangan keliru setelah penyalinan selesai. Perbaikan eksisi nukleotida memotong bagian yang rusak, seperti pasangan timin yang saling terikat akibat sinar ultraviolet, lalu mengisi celahnya. Perubahan yang lolos dari semua itu dan tetap tinggal di sekuens disebut mutasi.

Mutasi bisa berupa mutasi induksi atau mutasi spontan. Mutasi induksi berasal dari faktor luar, seperti bahan kimia tertentu, sinar ultraviolet, atau sinar-X. Mutasi spontan muncul dari reaksi kimia biasa di dalam tubuh, tanpa penyebab dari luar. Tempat terjadinya mutasi juga penting. Mutasi pada sel tubuh, seperti sel kulit, hanya memengaruhi orang itu dan sel-sel turunan dari sel tersebut. Mutasi pada sel nutfah, yaitu sel telur atau sperma, dapat diwariskan kepada anak.

Perubahan kecil, hasil berbeda

Mutasi titik mengubah satu pasangan basa. Karena kode genetik memiliki 64 kodon untuk 20 asam amino, perubahan satu basa bisa memberi tiga hasil yang sangat berbeda. Jika kodon baru berarti asam amino yang sama, proteinnya tidak berubah; ini disebut mutasi diam, dan paling sering terjadi pada basa ketiga suatu kodon. Jika kodon baru berarti asam amino yang lain, itu mutasi salah arti, dan protein bisa bekerja secara berbeda. Jika kodon baru adalah kodon stop, itu mutasi tanpa arti, dan proteinnya berakhir lebih awal.

Menambah satu basa (insersi) atau membuang satu basa (delesi) sering kali lebih buruk. Sel membaca gen dalam kelompok tiga basa dari awal, sehingga satu basa yang berlebih atau hilang menggeser setiap kodon sesudahnya. Inilah pergeseran rangka baca. Bayangkan kalimat bahasa Inggris THE CAT ATE THE RAT. Hapus E yang pertama, lalu tetap baca per tiga huruf: hasilnya THC ATA TET HER AT, yang tidak bermakna mulai dari titik itu. Menyisipkan atau menghapus tiga basa sekaligus mempertahankan rangka baca dan lebih sedikit mengubah protein. Perubahan yang lebih besar juga bisa terjadi, misalnya potongan satu kromosom berpindah ke kromosom lain, yang disebut translokasi.

Satu huruf pada beta-globin

Hemoglobin, pengangkut oksigen di dalam sel darah merah, tersusun dari dua rantai alfa-globin dan dua rantai beta-globin. Rantai beta dibuat dari gen HBB, yang 27 basa pengode pertamanya ada pada model: ATG GTG CAT CTG ACT CCT GAG GAG AAG, yang terbaca Met, Val, His, Leu, Thr, Pro, Glu, Glu, Lys. Pada varian yang disebut hemoglobin S, A di posisi 20 diganti T. Kodon GAG menjadi GTG, dan asam glutamat menjadi valin. Ini adalah mutasi salah arti pada satu basa.

MedlinePlus menjelaskan akibatnya: rantai beta-globin yang berubah saling menempel membentuk serat panjang yang kaku, sehingga sel darah merah melengkung menjadi bentuk sabit. Sel sabit mati lebih cepat dan dapat menyumbat pembuluh darah kecil. Anemia sel sabit diwariskan secara autosom resesif, jadi seseorang terkena bila kedua salinan HBB-nya membawa varian itu. Perubahan ini bisa ditulis Glu6Val, dihitung dari asam amino pertama protein jadi, yang kehilangan metionin awalnya, atau Glu7Val, dihitung dari kodon awal seperti pada model. Pelajaran ini hanya berisi informasi umum; pertanyaan tentang diagnosis sebaiknya diajukan kepada dokter.