Agustina Setiawati, M.Sc., Apt MUTASI DAN REPAIR Agustina Setiawati, M.Sc., Apt

Mutasi, mutan & mutagen Mutasi Perubahan basa dalam sekuen DNA (Pd umumnya di dalam suatu gene). Perubahan ini termasuk : substitusi basa, adisi, penyusunan ulang dan delesi Mutan Organisme yang mengalami mutasi. Mutatisi tersebut tentunya terjadi dalam gena yang menyebabkan terjadinya perbedaan yang nyata dengan bentuk normal (Wild-Type). Mutagen pengaruh fisika atau senyawa kimia yang menyebabkan mutasi.

Mutagens A spontaneous mutation occurs once in 108 cells. The mutation rate can be increased by exposing cells to mutagens, which are either chemicals or physical agents such as UV-irradiation. Both chemicals and physical agents act by causing genetic damage that results in base changes in DNA

Mutagenesis Proses terjadinya suatu mutasi Bisa terjadi secara: Spontan (natural process) terjadi <1 in 108 E. coli . Diinduksi (mis. dengan mutagen(EMS atau sinar UV). Mutasi dapat terjadi dalam satu atau dua hal: 1, Mismatch – terjadi karena kesalahan pada DNA replikasi. 2, perubahan struktur – diinduksi oleh mutagen (sinar and senyawa kimia).

Mismatches  saat DNA replikasi Mutan Replikasi 5’-ATGGG-3’ 3’-TACCC-5’ 5’-ATTGG-3’ 3’-TAACC-5’ 5’-ATGGG-3’ 3’-TAACC-5’ Normal 5’-ATTGG-3’ 3’-TAACC-5’

Perubahan struktur  Mutasi DNA Mutan 5’-ATXGG-3’ 3’-TAGCC-5’ Kerusakan nukleotida 5’-ATXGG-3’ 3’-TAGCC-5’ 5’-ATXGG-3’ 3’-TAACC-5’ 5’-ATCGG-3’ 3’-TAGCC-5’ 5’-ATTGG-3’ 3’-TAACC-5’ Mutan Normal

Tipe mutasi A. Point mutation a. Substitusi satu basa dengan nukleotida yang lain 2 tipe: Transisi – perubahan purine ke purine (A to G, G to A) atau pirimidin ke pirimidin (C to T, T to C) Transversi – perubahan purine ke pirimidin atau sebaliknya, e.g. A to C or T, C to A or G b. Insersi atau delesi Penambahan atau pengurangan satu base-pairs.

POINT MUTATION Silent mutation Perubahan basa tidak meyebabkan perubahan pada kodon 5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met gly ala leu leu thr stop 5’ ATG GGA GCT CTA TTG ACC TAA 3’ Silent mutation ( & transition)

Missense mutation Mutasi pada aras gena Perubahan basa  Perubahan kodon 5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met gly ala leu leu thr stop 5’ ATG GGA GCT CTA TTT ACC TAA 3’ met gly ala leu phe thr stop Missense mutation ( & transversion)

Mutasi pada aras gena 3. Nonsense mutation Perubahan basa  menjadi stop kodon 5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met gly ala leu leu thr stop 5’ ATG GGA GCT CTA TGA ACC TAA 3’ met gly ala leu stop Nonsense mutation ( & transversion)

Mutasi pada aras gena 4. Frameshift mutation Hilangnya satu basa  perubahan pada pembacaan 5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’ met gly ala leu leu thr stop 5’ ATG GGG AGC TCT ATT AAC CTA A 3’ met gly ser ser ile asn leu Frameshift mutation

KODON DAN ASAM AMINO YG DISANDI

Spontaneous point mutation

Tipe mutasi B. Inversi Pemotongan sebagian DNA dan kemudian disisipkan pada tempat yg sama tetapi pada orientasi yg berbeda 5’-ATCAG-3’ 3’-TAGTC-5’ 5’-ATTGG-3’ 3’-TAACC-5’

Reversion This is the reverse process of mutation and involves a mutant regaining a wild-type phenotype, either through: 1. A back mutation (direct reverse of the mutation) 2. A reverse or suppressor mutation (not a direct reverse, but a mutation at a second site generally within the same gene which suppresses the effect of the first mutation). The mutant is described as a revertant. A practical example of reversion is the Ames test which is used to test for carcinogens.

What is reversion? WT, active Mutate - to + Mutant, inactive + + - + Same site revertant WT ?, active different site revertant

C.Mutasi pada Kromosom

Depurinasi spontan Kehilangan 300 purin perhari pada pH 7, 37C Pada sel mamalia 10.000 purin/hari Kecepatan meningkat jika suhu naik atau pH turun Adanya senyawa alkikasi (etil etena sulfonat, nitrogen mustrat) menaikkan kecepatan depurinasi

DNA T RNA U Untuk menaikkan kebenaran pesan genetik URACIL DNA GLYCOSYLASE ENZIM MENGHIDROLISA IKATAN GLIKOSIDIK ANTARA U DAN GULA

Mismatch repair Beda untai lama dan baru ?

MUTAGEN FISIKA UV radiation

Fotoliase

O O O O O

O O

Metil Guanin metil Transferase

MUTAGEN KIMIAWI BASA ANALOG 5-Bromourasil dan 2-aminopurin bergabung pada DNA seperti asam nukleat lainnya BU = analog timin, yang berpasangan dengan A tetapi juga dapat berpasangan dengan G Terjadi mutasi dari A:T menjadi G:C

BROMURASIL DALAM BENTUK ENOL BU:G

AFLATOKSIN B1 AFLATOKSIN B1 OLEH SITOKROM P450 DIUBAH MENJADI SENYAWA EPOKSID YG BEREAKSI DENGAN G G:C MENJADI T:A

SENYAWA INI BEREAKSI DENGAN 7-N GUANOSIN menghasilkan radikal G:C MENJADI T:A

ASAM NITRIT MENGOKSIDASI ADENIN (A) MENJADI HIPOSANTIN HIPOSANTIN INI AKAN BERPASANGAN DENGAN C A:T MENJADI G:C A:T G:C

Etil Metil Sulfoksida (EMS)

AKRIDIN ORANYE

PENYAKIT AKIBAT MUTASI Xerodermal pigmentosum Huntington Disease Leukimia

Xeroderma Pigmentosum (XP) Autosomal resesive Mutasi pada beberapa gene yang terlibat dalam repair – pemotongan dimer pirimidin Peka terhadap sinar UV –kanker kulit CC 4.7

HUNTINGTON DISEASE CAG : GLUTAMIN NORMAL PENDERITA 36 -82 KOPI

HUNTINGTON DISEASE CAG : GLUTAMIN PENDERITA 36 -82 KOPI Fagile X syndrome: berpengaruh pada sistem regulasinya

65% of leukaemias are characterised Chromosome 1 Gene A Gene B Chromosome 2 Fusion Gene Primary transcript Fusion mRNA Unique Properties Altered Pattern of gene expression Chimaeric protein Acts as an oncogene Differentiation Blocked 65% of leukaemias are characterised by particular somatically acquired chromosome translocations Continued self-renewal

Chronic myeloid leukaemia (CML) is characterised by Bcr-abl = constitutively active tyrosine kinase Philadelphia chromosome = shortened chromosome 22 First discovered in the 1960s (The protein product from this fusion gene only found in ~70% of patients) Chronic myeloid leukaemia (CML) is characterised by the t(9;22)(q34;q11) reciprocal translocation

TERIMA KASIH