VARIASI GENETIK_2

variasi genetik

1. Struktur dan fungsi sel

Sel adalah suatu ruangan yang dikelilingi oleh membrane yang bersifat semi-permeabel yang dikenal dengan membrane seli, berisi cairan, dan dibagi atas dua bagian yakni : sitoplasma dan inti sel atau nucleus (Albert B, et al. 1994; Corwin E.J, 1996; Johnson KE (1994). Selanjutnya Corwin E. J, (1996); dan Johnson K.E, (1994) menguraikan struktur dan fungsi sel sebagai berikut :a. Struktur Sitoplasma sel. Adalah materi yang terkandung didalam sel dan berada diluar inti sel serta memiliki fungsi tertentu seperti : mitokondria berfungsi sebagai sumber energi sel, retikulum endoplasma dan ribosom berfungsi membentuk protein, apparatus golgi befungsi mensekresi berbagai protein yang dibentuk di robosom, lisosom intrasel mengandung enzim pencernaan, kerangka internal sel atau sitoskeleton berfungsi menyokong bagian dalam sel dan memungkinkan adanya pergerakan berbagai bahan didalam sel dan memungkinkan adanya pergerakan berbagai bahan didalam sel serta memungkinkan terjadinya gerakan tonjolan kebagian luar sel.

b. Struktur inti sel. Inti sel adalah suatu organel besar yang dibungkus oleh suatu membrane yang terdiri dari suatu lapis ganda membrane unit, yang ditembus oleh pori-pori inti yang memungkinkan makromolekul yang besar yang disintesa di dalam inti melewati pori-pori ini, masuk ke dalam sitoplasma. Inti sel mengandung berbagai asam deosiribonukleat atau deoxyribonucleic acid, (DNA) yakni suatu bahan genetik dari sel. Dengan pengaruh histon, yang berada didalam nucleolus DNA mengalami pelipatan di dalam inti sel yang dimaksudkan untuk melindungi DNA tersebut dari kerusakan. Replikasi DNA, transkripsi DNA, dan pembelahan sel terjadi didalam nukleous. Selanjutnya fungsi inti sel diuraikan sebagai berikut :

1) Nukleus mengandung DNA, dalam bentuk garis gen yang sejajar. Gen menentukan sifat organisme, kromosom adalah kelompok gen dan protein inti.2) Inti sel mengandung seluruh kariotip tubuh yang terdiri dari 46 kromosom.3) Tidak semua gen terletak pada kromosom inti. Contohnya mitokondria mempunyai genom yang terpisah yang menandai beberapa fungsi.

c. Membrane sel . Selanjutnya dijelaskan : membrane sel adalah suatu membrane yang besifat semi permeabel, terletak antara sel dan lingkungan sekitarnya memungkinkan zat tertentu masuk dan keluar kedalam sel. Membran sel tersusun dari sebuah lapisan ganda fosfolipid, yang mengandung molekul protein yang dapat bergerak bebas, serta menembus membrane sel secara total atau parsial. Fungsi membrane sel tersebut adalah sebagai berikut :

1) Merupakan batas antara sel dengan lingkungan sekitarnya.2) Membran sel memiliki reseptor yang berikatan dengan unsure matriks ekstra sel atau unsure permukaan sel.3) Membran sel juga mengandung reseptor hormone, yang memiliki kemampuan untuk mengubah sifat sel.4) Permukaan membrane sel juga mengandung aktivitas enzimatik yang memungkinkan sel mengenali sel lainnya atau komunikasi antar sel.d. Lapisan ganda fosfolipid membrane sel. Adalah molekul fosfolipid polar yang digabung dengan sebuah rantai lemak yang non polar. Ujung polar mengandung fosfat dan mengarah kedalam atau keluar sel. rantai non polar membentuk badan dan membrane sel. Posisi molekul fosfolipid membentuk suatu jajaran atau berbasis dimana apabila satu ujung molekul polar berada suatu jajaran atau berbasis dimana apabila satu ujung polernya disebelah.e. Protein integral membrane sel. Adalah molekul protein yang menembus membrane sel secara total, dan mengalami glikolisasi (terikat dengan glukosa) atau molekul lemak diluar sel. Kompleks protein karbohidrat atau protein lemak yang terbentuk ini berfungsi sebagai reseptor untuk hormone protein, sehingga memungkinkan terjadinya komunikasi antar sel. Selain dari pada itu, protein integral juga berfungsi sebagai saluran di membrane sel berupa pori-pori untuk kepentingan pergerakan ion-ion kecil, serta pembawa (carrier) zat-zat polar yang berukuran besar melalui pori-pori tersebut ke dalam sel. Beberapa protein integral berada dalam bentuk enzim yang terbungkus oleh membrane dan berfungsi untuk melakukan katalis reaksi kimia.f. Pergerakan Melintasi Membran Sel. Membrane sel telah dipersiapkan sedemikian rupa memiliki lapisan yang terdiri dari molekul lemak yang larut dalam lemak dan yang tidak larut di dalam lemak. Kenyataan ini disesuaikan dengan bahan kimia yang akan melewatinya yang terdiri dari bahan kimia yang larut didalam lemak dan yang tidak larut dalam lemak. Pergerakan bahan kimia tersebut masuk kedalam sel melalui pori-pori yang ada atau melalui system transfor yang diperantarai oleh carrier. Adapun mekanisme pergerakan bahan kimia yang masuk kedalam sel terdiri dari, difuse sederhana melintasi membrane sel, diffuse sederhana melalui pori-pori membrane sel, osmosis, pemindahan dengan perantara, (melalui carrier berupa pemindahan aktif dan pemindahan terfasilitasi) serta endositosis.

Reproduksi dan genetika sel

a. Genetika sel. Telah diketahui bahwa gen adalah pembawa informasi biologis, serta penentu sifat dari setiap organisme. Gen terletak pada kromosom, dan untuk manusia terdapat 23 pasang atau 46 kromosom. Setiap sel memiliki 46 kromosom sejenis. Dari 23 pasang kromosom tersebut satu pasang adalah kromosom kelamin. Corwin E.J 91996) menguraikan secara singkat tentang kromosom sebagai berikut :

“Setiap kromosom terdiri ratusan ribu molekul DNA yang terbentuk dari asam fosforat, berupa suatu molekul gula yang dikenal dengan deoksi ribose yang tediri dari empat basa nitrogen yakni : Adenin, Guanin, Timin, atau Sitosin. Molekul DNA berjajar didalam sel dalam bentuk heliks ganda, dimana asam fosforat dan gula deoksiribosa membentuk tulang belakang rangka utama) heliks. Pasangan basa dari dua molekul DNA terletak di antara dua untai heliks, berhadapan satu sama lain. Adenin selalu berkaitan dengan timin, dan sitosin selalu berikatan dengan guanin. Ikatan tersebut bersifat longgar, sehingga heliks dapat memisah sewaktu terjadi pembelahan sel atau sewaktu sintesis protein dimulai.b. Reproduksi sel. Salah satu ciri makhluk hidup ialah melakukan reproduksi yang dimaksudkan untuk mempertahankan kelanjutan generasi penggantinya. Pada manusia yang termasuk salah satu makhluk multiseluler upaya untuk mempertahankan generasi berikutnya ditempuh dengan jalan perkawinan. pada tingkat monoseluler upaya untuk mempertahankan generasi berikutnya ditempuh melalui pembelahan sel yang dikenal dengan reproduksi sel. Aberts B, et al (1994); Watson J.D, (1983); Corwin E.J (1996) menjelaskan prinsip dan mekanisme reproduksi sel ini yang disarikan sebagai berikut :1) Replikasi. Adalah pemisahan dari kedua untaian heliks ganda, dan selanjutnya masing-masing untaian bertindak sebagai cetakan untuk pembentukan sebuah molekul DNA baru. Proses pemisahan dari kedua untaian heliks ganda diperankan oleh berbagai enzim. Pada pembentukan untai baru DNA, setiap adenine hanya berikatan dengan timin, dan setiap sitosin hanya berikatan dengan guanin. Dengan demikian hanya satu untai yang berfungsi sebagai cetakan bayangan cermin (mirror-image template) bagi untai lainnya yang diperlukan untuk mereplikasi keseluruhan heliks ganda. Pada perlangsungan replikasi untaian heliks ganda, kadang-kadang terjadi kesalahan dan untuk memperbaiki kesalahan tersebut, dan apabila kesalahan tersebut tidak dapat diperbaiki atau lolos dari pengoreksian maka akan terjadi mutasi DNA. Keadaan inilah yang menjadi dasar terjadinya kelainan pada sel yang menimbulkan manifestasi tertentu yang dapat diamati secara klinis.2) Pembelahan sel. Pada saat selesainya replikasi maka seluruh pasangan kromosom saling menjauhi satu sama lainnya dan sel akan terbelah menjadi dua buah sel, dan masing-masing sel mengandung seluruh informasi genetik yang terdapat pada 23 pasang kromosom yang ada pada sel induk. Peristiwa pembelahan sel tersebut dikenal dengan mitosis, sedangkan pembelahan sel kelamin dikenal dengan meiosis.3) Pengendalian replikasi dan pembelahan sel. Peristiwa replikasi dan pembelahan sel dikenal dengan siklus sel. Kelangsungan siklus sel tersebut sangat ditentukan oleh faktor pertumbuhan dan faktor hormonal. Mekanisme yang ditempuh untuk mempengaruhi perlangsungan siklus sel tersebut ialah dengan cara melakukan pengikatan dengan DNA sel, sehingga terjadi pengaktifan DNA yang mengakibatkan terbentuknya protein dan enzim, yang akan digunakan untuk memulai replikasi sel.4) Pembentukan protein. Gen yang mengontrol pembentukan protein terletak di inti sel, pembentukan protein untuk kepentingan DNA dilakukan di sitoplasma pada struktur khusus yang dikenal dengan ribosom. Untuk kepentingan ini maka dibentuk sebuah duplikat gen di inti sel, untuk kemudian dibawah ribosom.5) Transkripsi DNA menjadi messenger DNA. Untuk melakukan transkripsi atau membuat duplikat gen, maka kromosom yang terletak pada heliks ganda terlebih dahulu diuraikan, untuk selanjutnya suatu enzim RNA polymerase, melekat pada bagian tertentu dari gen yang disebut sekuens pengontrol atau promotor, dan pada saat terjadinya perlekatan ini gen mengalami penggandaan seperti pada waktu replikasi DNA. Oleh karena yang melekat adalah RNA polymerase maka duplikat yang terbentuk bukan potongan DNA baru akan tetapi suatu molekul yang disebut Ribo Nucleic Acid (RNA) yang berfungsi mentraskripsi seluruh gen yang ada di inti sel. Setelah seluruh transkripsi selesai maka RNA polymerase akan mencapai sekuens khusus DNA yang disebut dengan sekuens terminasi/akhir dan pada saat ini proses akan berhenti, dan untuk selanjutnya salinan RNA bergerak menuju sitoplasma yakni ribosom untuk menyampaikan pesan DNA dan ini dikenal dengan messenger RNA (mRNA).6) RNA transfer. Adalah suatu jenis RNA lain yang dikenal dengan RNA transfer (tRNA) yang berfungsi untuk mentransfer satu asam amino dan ujung lainnya membawa triplet pengkode asam amino.7) Translasi RNA messenger menjadi protein. Adalah suatu proses dimana mRNA terikat dengan tRNA pasangannya untuk kemudian terikat dengan ribosom (RNA ribosom). Setelah pembentukan protein di ribosom selesai maka protein tersebut kemudian dibebaskan dan keseluruhan proses tersebut dikenal dengan translasi.

Pengendalian pembentukan protein. Adalah protein pengatur (regulatory proteins), yang mempunyai beberapa fungsi seperti : menghambat atau mengaktifkan bagian promotor dari masing-masing gen didalam sel, menentukan gen yang akan diaktifkan, dan yang akan ditranskripsikan menjadi mRNA serta membentuk protein. Pembentukan protein pengatur berhubungan dengan gn yang berespon terhadap sinyal umpan balik, isyarat kimiawi, dan berbagai hormone. Sinyal tersebut bekerja dengan fungsi repressi atau aktivasi.

2. Variasi genetik Cyp2a6 Mutasi adalah dasar dari variasi genetika dalam populasi. Secara luas, Mutasi dapat diartikan sebagai setiap perubahan yang terjadi pada materi genetika, seperti penggantian satu atau lebih basa pada DNA (point mutation), perubahan pada gen, duplikasi, delesi sampai pada kerusakan khromosom. Mutasi dapat terjadi baik pada sel germinal maupun pada sel somatik, dan keduanya dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Walaupun mutasi pada sel somatik dapat menyebabkan proses patologis pada sel, tetapi hanya mutasi pada sel germinal yang dapat diturunkan kepada generasi berikutnya sehingga memberikan kontribusi terhadap konstitusi genetika pada populasi melalui proses evolusi (Omenn, 1983; Dulbecco, 1986, dalam Irawan, 2004).Terdapat keragaman antar indvidual dan etnis terhadap banyak tingkatan dan aktifitas enzim dalam metabolisir obat-obatan. Hal ini bisa menyebabkan perbedaan antar individu akan sensifitasnya akan pengaruh dan toksisitas penggunaan obat secara klinis dan campuran lingkungan seperti nikotin dan prekarsinogen. Pada banyak kasus, dasar keragaman ini adalah polimorfis genetik dalam pengkodean gen terhadap enzim-enzim tersebut (Ingelman-Sundberg et al.,1999). Satu jenis enzim semisal cytochrome P450 2A6 (CYP2A6), mulanya di identifikasi pada coumarin 7-hidroksilase pada manusia (Miles et al., 1990; Yamano et al., 1990 Yun et al., 1991). Enzim ini utamanya terdapat pada hati (Koskela et al., 1999) dan bertanggung jawab terhadap pembersihan sebagian besar obat-obatan dan kimia lingkungan. Selama beberapa tahun belakangan ini pengetahuan kita tentang enzim-enzim tersebut meningkat secara substansial.