Mutasi Bakteri

1.      Jelaskan pengertian Mutasi!

Jawaban

Mutasi merupakan perubahan yang terjadi pada materi genetik, perubahan ini dapat diwariskan maupun tidak dan perubahan ini dapat dideteksi. Ada beberapa pendapat para ahli tentang mutasi, di antaranya sebagai berikut:

a.       Ayala dkk (1989): Mutasi diartikan sebagai suatu proses yang dapat menyebabkan suatu perubahan pada sesuatu gen.

b.      Gardner dkk. (1991): Mutasi sebagai perubahan materi genetik yang dapat diwariskan dan tiba-tiba.

c.       Russel (1992): Mutasi adalah sesuatu perubahan materi genetik yang dapat diwariskan dan yang dapat dideteksi yang bukan disebabkan oleh rekombinasi genetik.

d.      Klug dan Cummings (1994): Mutasi sebagai proses yang menghasilkan perubahan struktur DNA atau kromosom.

Dengan kata lain mutasi adalah perubahan di dalam rangkaian nukleotida suatu gen. Peristiwa terjadinya mutasi disebut Mutagenesis. Sel/organisma dengan gen termutasi disebut mutan. Organisme induk yang tak termutasi disebut wild type. Faktor penyebab mutasi disebut mutagen (mutagenic agent).

2.      Sebutkan penyebab-penyebab mutasi pada bakteri!

Jawaban

a.       Faktor fisika (radiasi)

Mutagen Fisik adalah mutagen berupa bahan fisik. Misalnya, berupa suhu, sinar ultraviolet (UV), sinar-X, sinar gamma, partikel a dan b, neutron, radiasi kosmis, pancaran netron ion-ion berat, dan sinar-sinar lain yang mempunyai daya ionisasi.

-        Sinar Ultraviolet (UV), sinar ini akan melepaskan energi sehingga menyebabkan aksitasi elektron sehingga ion-ion menjadi reaktif dan memungkinkan perubahan susunan kimia DNA.

-        Sinar Kosmis, mempunyai pengaruh kurang lebih dengan sinar UV.

-        Alat Nuklir, dapat melepaskan energi yang besar sehingga menimbulkan energi pengionisasi. Yang menyebabkan ada beberapa senyawa kimia penyusun DNA menjadi tidak aktif sehingga terjadi perubahan struktur DNA.

-        Radiasi Sinar X, α, β yang di pancarkan oleh isotop radioaktif berpengaruh terhadap beberapa senyawa kimia penyusun DNA menjadi tidak aktif sehingga terjadi perubahan struktur DNA.

-        Sinar Kosmis berasal dari angkasa luar, meradiasi bumi dalam bentuk partikel yang berenergi tinggi, yaitu foton, positron, meson dan proton. Sebagian sinar kosmis memiliki daya tembus tinggi masuk ke sel sampai pada DNA.

-        Sinar radioaktif seperti Thorium, Uranium dan Radium. Memiliki daya tembus tinggi masuk ke sel sampai pada DNA.

b.      Faktor kimia

1.      Pestisida

-        DDT : insektisida di pertanian dan rumah tangga.

-        DDVP : insektisida, fumigam, helminteik ternak

-        Aziridine : dipakai pada industri tekstil, kayu dan kertas untuk membasmi lalat rumah. Mutagen pada tawon, mencit, Neurospora, E. coli dan bakteriofage T4.

-        TEM : dipakai dalam teskstil dan medis (agen antineoplastik). Membasmi lalat rumah. Mutagen pada mencit dan serangga, jamur, aberasi pada memcit, allium, E. coli dan lekosit.

2.      Industri

-        Formalin (formaldehid), zat ini digunakan pada pabrik resin, tekstil, kertas, dll. Banyak dijumpai pada asap mobil dan mesin. Mutagen terjadi pada Drosophylla, Neurospora.

-        Glycikol, zat ini banyak digunakan untuk membuat zat kimia seperti eter, ester, amin, untuk farmasi dan teksil. Zat ini bersifat anti bakteri dan anti jamur pada makanan, zat mutagen bagi mencit, Drosophylla dan Neuspora.

-        DEB, zat ini digunakan untuk mencegah mikroba pada tekstil dan farmasi. Zat ini mutagen pada Drosophylla, Neurospora, E.Colli, dll.

-        Hidroxikamine, zat ini digunakan dalam industri kimia dan pabrik tekstil. Mutagen pada sel struktur manusia, mencit dan bakteri.

-        Urethran, zat ini digunakan dalam pabrik plastik dan pertanian. Mutagen pada bakteri dan Neurospora.

3.      Makanan dan minuman

-        Caffein. Banyak didapatkan pada minuman, kopi, teh, cokelat, dan limun yang mengandung cola. Pada bidang medis untuk antihistamin dan obat pusing, pengembang pembuluh darah, koroner. Mutagen lemah pada Drosophila, mutagen letal dan aberasi pada bakteri, bakteriofage, dan kultur sel manusia.

-        Natrium Nitrit dan Asam Nitrit, zat ini digunakan mengawetkan daging, ikan dan keju. Mutagen pada bakteri dan jamur dan virus: menghalangi replikasi ADN.

-        Asam Nitrat (HNO₃). Sifat: 1). Deaminasi basa nitrogen adenin dan guanin sehingga mengacaukan proses replikasi dan transkripsi. 2). Mutagen terhadap bakteri, jamur, dan virus.

-        Brom-Urasil (Bu). Pada saat transkripsi Bu akan mencetak guanin, bukan adenin. Sifat: 1). mirip basa nitrogen timin sehingga jika melekat pada pita DNA akan berpasangan dengan adenin. 2). mengacaukan proses replikasi dan transkripsi.

-        Hidroksilamin (NH₂OH). Sifat: 1). menyebabkan mutasi dan aberasi pada kultur sel manusia, tikus, bakteri, dan jamur. 2). mengacaukan proses replikasi dan transkripsi karena mampu berpasangan.

4.      Obat

-        Siklofosfamid. Pelawan berbagai jenis tumor. Toragen pada tikus, mutagen pada drosophila, mencit. Aberasi pada kultur jaringan manusia.

-        Metil dikloroetil amin. Banyak digunakan diklinik. Mutagen pada mencit, drosophila, aberasi pada Allium.

-        Antibiotik. Sebagian berasal dari streptomyces, seperti mitomysin C, azaserine, streptonigrin, phleomycin. Anti neoplasma. Penghalang replikasi DNA. Mutagen pada drosophila. Aberasi pada kultur lekosit manusia.

3.      Jelaskan perbedaan dan persamaan Konjugasi, Transduksi, dan Transformasi!

Jawaban

TRANSFORMASI

-          Bentuk paling sederhana dari rekombinasi

-          Bakteri resipien memperoleh gen dari fragmen DNA bebas

-          Sel penerima harus dalam kondisi kompeten

-          Biasanya terjadi pada fase pertumbuhan eksponensial akhir

-          DNA plasmid tidak mengalami seperti ini di alam

TRANSDUKSI

-          Perpindahan gen dengan perantaraan virus

-          Virus yang menginfeksi bakteri : bakteriofaga (faga)

-          Faga meninjeksikan DNA, replikasi, DNA inang terdegradasi

-          Faga mengendalikan sintesis protein faga baru

-          Kombinasi acak terjadi antara DNA inang dengan transducing phage (faga tertransduksi)

-          Faga dilepas setelah sel inang lisis

-          Faga transduksi menginfeksi sel inang baru

-          Sel inang baru memperoleh rekombinasi gen baru

KONJUGASI

-          Proses perpindahan gen dari kontak sel ke sel

-          Dikenal sebagai reproduksi seksual primitive (Note : berbeda dengan eukaryot i.e plasmogami)

-          Hanya materi genetik yang berpindah, dapat berupa plasmid, fragmen (besar) kromosom atau seluruh kromosom

-          Berbeda dengan transformasi atau transduksi hanya terjadi perpindahan fragmen (kecil) kromosom)

-          Pili seks berperan