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:
(a) Spontan (natural process) terjadi <1 in 108
E. coli .
(a) 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’-ATTGG-3’
3’-TAACC-5’
5’-ATGGG-3’
3’-TAACC-5’
5’-ATGGG-3’
3’-TACCC-5’
Normal
5’-ATTGG-3’
3’-TAACC-5’
Perubahan struktur  Mutasi DNA
Kerusakan
nukleotida
5’-ATXGG-3’
3’-TAGCC-5’
5’-ATXGG-3’
3’-TAACC-5’
Mutan
5’-ATXGG-3’
3’-TAGCC-5’
5’-ATCGG-3’
3’-TAGCC-5’
5’-ATTGG-3’
3’-TAACC-5’
Normal
Mutan
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
1. 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
Silent mutation
( & transition)
5’ ATG GGA GCT CTA TTG ACC TAA 3’
met gly ala leu leu thr stop
Mutasi pada aras gena
2. Missense mutation
Perubahan basa
 Perubahan kodon
5’ ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3’
met gly ala leu leu thr stop
Missense mutation
( & transversion)
5’ ATG GGA GCT CTA TTT ACC TAA 3’
met gly ala leu phe thr stop
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
Nonsense mutation
( & transversion)
5’ ATG GGA GCT CTA TGA ACC TAA 3’
met gly ala leu stop
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
Frameshift mutation
5’ ATG GGG AGC TCT ATT AAC CTA A 3’
met gly ser ser ile asn leu
KODON DAN ASAM AMINO YG DISANDI
Base-pair and Frameshift Mutations
Mutation type
THE NUN SAW OUR CAT EAT THE RAT
THE
NSN
SAW OUR CAT EAT THE RAT
Nonsense
THE SUN SAW OUR CAT EAT THE FAT
Missense
THE
Frameshift
NUS
AWO
URC
ATE
ATT
HER AT
Tipe mutasi
B. Inversi
Pemotongan sebagian DNA dan kemudian disisipkan
pada tempat yg sama tetapi pada orientasi yg
berbeda
5’-ATTGG-3’
5’-ATCAG-3’
3’-TAACC-5’
3’-TAGTC-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
+
+-
+
Mutate + to +-
-+
WT, active
WT ?, active
Same site revertant 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

H u m a n B a s e E x c is io n R e p a ir M e c h a n is m
5‘
G lyco sylase
5‘
P o lym erase
5‘
Beda untai lama dan baru ?
MUTAGEN FISIKA
Fotoliase
Normal Base Pairing and
Mispairing
H
C H3
H
O
O
H
H
N
N
N
dR ib
dR ib
N
H
H
O
O
N
N
H
O
N
Deoxythymidine
O
O
N
N
N
N
N
dR ib
H
: Deoxyadenosine
Deoxycitidine
O
O
C H3
dR ib
O
N
H
O
N
N
O
H
N
N
N
dR ib
H
Deoxythymidine
N
dR ib
: Deoxyguanosine
CH3
N
N
: Alkyl deoxyguanosine
Possible Consequences of
Deoxythymidine
: Alkyl deoxyguanosine
CH3
O
O
C H3
N
dR ib
A
T
T
A
DNA-Adducts
A
T
T
A
aG T
C
G
A
T
T
A
A
T
C
G
O
N
aG T
H
O
O
N
N
C
H
N
N
G
N
dR ib
H
A
T
A
T
T
A
T
A
A
T
G
C
aG C
T
A
C
G
C
G
C
C
G
A
T
T
A
G
C
C
G
Methylbromide
G
A
T
T
A
G
C
C
G
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
A flato xin B 1 e xo -8,9 -Ep o x id e fo rm s D N A -A d d u cts
O
O
HO
O
H
O
O
P 450
H
N
NH 2
O
O CH
O
O CH
3
dR
3
DNA
D N A -A d d u c t (N 7 -d G u o )
e x o -8 ,9 -ep o x id e
O
O
H
N
N
O
O
H
O
+
O
DNA
H
O
O
HN
H
O
O
O CH
3
A fla to x in B 1
O
O
P 450
O
H
O
O
O
SG
GST
H
HO
O
O
O
H
O
H
O CH
3
e n d o -8 ,9 -e p ox id e
O
O CH
3
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
Chromosome 1
Gene A
Gene B
Chromosome 2
Fusion Gene
Primary transcript
Fusion mRNA
Unique Properties
Chimaeric
protein
Altered Pattern of gene expression
Acts as an oncogene
65% of leukaemias are characterised
by particular somatically acquired
chromosome translocations
Differentiation Blocked
Continued self-renewal
Bcr-abl = constitutively
active tyrosine kinase
(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