Mutasi Serta Dampaknya Pada Makhluk Hidup

Terkadang, di dunia ini ada makhluk hidup yang lahir secara abnormal. Salah satu faktor yang menyebabkannya adalah mutasi. Tahukah kamu apa mutasi itu? Apa penyebab mutasi dan bagaimana dampaknya? Untuk mengetahui semua itu, yuk kita pelajari pembahasan mengenai mutasi berikut ini.

Pengertian Mutasi

Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada materi atau bahan genetik (DNA atau RNA), baik pada taraf urutan gen maupun pada taraf kromosom. Perubahan sifat karena mutasi dapat diturunkan apabila mutasi terjadi pada sel-sel gamet (mutasi germinal). Sedangkan, jika mutasi terjadi pada sel tubuh (mutasi somatis), maka sifat baru yang didapat tidak dapat diturunkan.

Faktor penyebab mutasi disebut mutagen, individu yang mengalami mutasi disebut mutan, dan peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis.

Tidak setiap perubahan materi genetik adalah mutasi. Mutasi mempunyai syarat di antaranya terjadi perubahan materi genetik, di mana perubahan tersebut bersifat dapat atau tidak dapat diperbaiki dan hasil perubahannya diwariskan secara genetik pada keturunannya.

Baca juga: Materi Genetik

Mutasi Menurut Para Ahli

Kasus mengenai mutasi telah menjadi bahan penelitian oleh para ahli. Para ahli yang melakukan penelitian mengenai mutasi antara lain sebagai berikut.

1. Hugo de Vries

Adalah orang yang pertama kali menggunakan istilah mutasi. Ia menggunakan istilah mutasi untuk mengemukakan adanya perubahan fenotipe yang mendadak pada bunga Oenothera lamarckiana dan perubahan tersebut bersifat menurun. Hal tersebut disebabkan karena adanya penyimpangan dari kromosomnya.

2. Seth Wright

Seth Wright mengatakan bahwa adanya mutasi yang terjadi pada domba jenis Ancon yang berkaki pendek dan bersifat menurun.

3. Thomas Hunt Morgan

Selain Hugo de Vries dan Seth Wright, penelitian tentang mutasi juga dilakukan oleh Morgan (1910). Morgan melakukan penelitiannya dengan menggunakan Drosophila melanogaster (lalat buah).

4. Herman Yoseph Muller

Adalah murid dari Morgan. Ia berhasil dalam percobaannya terhadap lalat buah, yaitu menemukan mutasi buatan dengan menggunakan sinar X.

Macam-macam Mutasi

1. Berdasarkan Proses Terjadinya

a. Mutasi alamiah atau spontan

Adalah proses perubahan genetis yang terjadi dengan sendirinya di alam. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, seperti panas, radiasi sinar kosmis, radioaktif, sinar ultraviolet matahari, radiasi dan ionisasi internal mikroorganisme serta kesalahan DNA dalam metabolisme.

b. Mutasi buatan atau induksi

Adalah proses perubahan genetis yang terjadi oleh usaha manusia, diantaranya pemakaian bahan kimia, fisika, dan biologi; penggunaan senjata nuklir; dan pemakaian bahan radioaktif.

2. Berdasarkan Bagian Tubuh yang Mengalami Mutasi

a. Mutasi vegetatif atau mutasi somatis

Adalah mutasi yang terjadi pada sel somatik atau tubuh, sifatnya tidak diwariskan.

b. Mutasi generatif

Adalah mutasi yang terjadi pada gonad atau sel gamet, sifatnya diwariskan.

3. Berdasarkan Bagian yang Mengalami Mutasi

a. Mutasi gen atau mutasi titik (point mutation)

Adalah mutasi yang disebabkan karena adanya susunan molekul gen atau struktur DNA yang berubah. Perubahan tersebut akan mempengaruhi sifat kerja dari gen.

Mutasi gen dapat terjadi karena adanya hal-hal berikut.

1)  Pergantian Pasangan Basa Nitrogen

a) Transversi

Adalah peristiwa pergantian basa nitrogen yang tidak sejenis. Pergantian basa nitrogen tersebut terjadi pada basa purin dengan basa pirimidin atau sebaliknya. Misalnya basa T-A diganti menjadi A-T atau G-S diganti menjadi S-G.

b) Transisi

Adalah peristiwa pergantian basa nitrogen yang sejenis. Transisi terjadi apabila terdapat pergantian basa purin dari satu mutasi DNA dengan purin lainnya atau basa pirimidin dengan pirimidin lainnya. Misalnya A-T diganti menjadi G-S atau S-G diganti menjadi T-A

2) Penyisipan dan Pengurangan Basa Nitrogen

Peristiwa penyisipan dan pengurangan basa nitrogen meliputi dua hal, yaitu sebagai berikut.

a) Insersi

Adalah peristiwa penyisipan satu atau lebih pasangan basa nitrogen pada rantai DNA. Insersi dapat disebabkan oleh fragmen DNA yang pindah.

b) Delesi

Delesi dapat terjadi karena adanya pengurangan satu atau lebih pasangan basa nitrogen pada rantai DNA. Peristiwa ini dapat disebabkan karena radiasi sinar radioaktif dan infeksi suatu virus.

Baca juga: Proses Sintesis Protein

b. Mutasi kromosom (gross mutation)

Kromosom dapat mengalami mutasi jika terjadi perubahan pada struktur atau susunan dan jumlah kromosom. Mutasi kromosom disebut juga dengan mutasi besar (gross mutation), karena susunan kromosom yang mengandung banyak gen, sehingga jika terjadi mutasi pada kromosom akan menimbulkan perubahan fenotipe yang lebih besar, bahkan dapat muncul individu baru hasil mutan yang betul-betul menyimpang dari aslinya.

Mutasi kromosom terjadi karena adanya gangguan fisik dan kimia yang menyebabkan kesalahan di dalam pembelahan sel. Sehingga hal tersebut dapat mengakibatkan rusaknya struktur kromosom rusak dan terjadi perubahan pada jumlah kromosom.

Mutasi kromosom terdiri dari dua macam, yaitu sebagai berikut.

1) Mutasi karena Perubahan Struktur Kromosom

a) Delesi atau Defisiensi

Adalah peristiwa hilangnya satu segmen kromosom karena patah pada saat pembelahan sel. Dengan demikian, beberapa gen yang terdapat pada kromosom mungkin akan tampak atau tidak, tergantung pada kepentingan gen dalam sel. Contoh delesi pada manusia sindrom cri-du-cat.

b) Duplikasi

Duplikasi terjadi ketika terjadi pengulangan pada bagian kromosom dan identik pada bagian lain segmen tersebut.

c) Inversi

Adalah perubahan arah dari segmen kromosom. Hal ini dapat terjadi karena disebabkan oleh kromosom yang telah mengalami kerusakan, kemudian bergabung kembali ke tempat asalnya, hanya saja dalam arah yang berlawanan.

d) Translokasi

Adalah mutasi yang disebabkan oleh pemindahan fragmen kromosom dari satu kromosom ke kromosom yang lainnya.

e) Katenasi

Adalah mutasi kromosom yang terjadi apabila suatu kromosom homolog yang ujung-ujungnya saling berdekatan sehingga membentuk lingkaran.

2) Mutasi karena Perubahan Jumlah Kromosom

a) Aneusomi atau Penggandaan

Susunan kromosom tubuh yang normal adalah 2n. Namun, apabila terjadi mutasi, susunan kromosom akan berubah. Ada yang mengalami pengurangan kromosom dan ada pula yang mengalami penambahan kromosom.

Bentuk Aneusomi antara lain sebagai berikut.

b) Aneuploidi/set

Bentuk Aneuploidi antara lain sebagai berikut.

Aneuploidi yang terjadi pada manusia akan menimbulkan berbagai jenis kelainan atau sindrom, diantaranya sebagai berikut.

• Sindrom Down

Sindrom ini awalnya diteliti oleh Langdon Down pada 1866. Sindrom Down terjadi karena kromosom nomor 21 gagal berpisah, sehingga individu penderita memiliki kromosom tambahan pada kromosom nomor 21. Pengaruhnya menyebabkan pertumbuhan mental penderita terhambat dan berkurangnya ketahanan tubuh terhadap infeksi.

Ciri-ciri sindrom Down antara lain sebagai berikut.

1. Ukuran mulut kecil dan  lidah berukuran besar, sehingga menyebabkan lidah selalu terjulur
2. Pertumbuhan gigi lambat dan tidak teratur
3. Lehernya agak pendek
4. Kaki agak pendek dan jarak diantara ibu jari kaki dan jari kaki kedua agak jauh terpisah

• Sindrom Patau

Sindrom ini ditemukan oleh K. Patau pada 1960. Sindrom Patau terjadi karena trisomi pada kromosom nomor 13. Ciri-ciri sindrom Patau antara lain sebagai berikut.

1. Mata serius
2. Kerusakan otak dan peredaran darah
3. Mengalami keterbelakangan mental

• Sindrom Edwards

Sindrom ini ditemukan pada 1960 oleh I.H Edwards. Sindrom Edwards terjadi karena trisomi pada kromosom nomor 18. Ciri-ciri sindrom Edwards adalah sebagai berikut.

1. Letak telinga rendah
2. Rahang bawah rendah
3. Mulut kecil
4. Memiliki keterbelakangan mental

• Sindrom Klinefelter

Sindrom ini ditemukan oleh H.F. Klinefelter pada 1942. Sindrom ini disebabkan karena kromosom seks (gonosom) gagal berpisah, sehingga setelah fertilisasi dihasilkan laki-laki dengan tambahan kromosom XXY. Ciri-ciri sindrom Klinefelter adalah sebagai berikut.

1. Badannya relatif tinggi
2. Memiliki pertumbuhan mental yang cenderung lambat
3. Umumnya memiliki bentuk tubuh yang kurus
4. Tingkat kecerdasan rendah

• Sindrom Turner

Sindrom ini ditemukan oleh H.H. Turner pada 1938. Ciri-ciri sindrom Turner adalah sebagai berikut.

1. Keganjilan pada ginjal
2. Terdapat gangguan pada pembuluh darah dan jantung
3. Payudara tidak berkembang
4. Diderita oleh wanita
5. Tubuh pendek
6. Memiliki leher yang bersayap

• Sindrom Jacobs

Sindrom ini terjadi karena adanya penambahan satu kromosom Y pada kromosom kelamin penderita sindrom Jacobs, sehingga mempunyai 44 autosom dan 3 kromosom kelamin yaitu XYY.

Ciri-ciri sindrom Jacobs antara lain sebagai berikut.

1. Bertubuh normal dan berperawakan tinggi
2. Wajah menakutkan
3. Tingkat kecerdasannya rendah
4. Bersifat antisosial

• Sindrom Triple-X

Sindrom ini disebabkan oleh perwujudan 3 kromosom X (trisomi) dalam gamet. Ciri-ciri sindrom Triple-X antara lain sebagai berikut.

1. Tingkat kecerdasan rendah
2. Kepala kecil
3. Lambat dalam berbicara
4. Sulit berinteraksi dengan orang lain

Baca juga: Materi Hereditas

Penyebab Mutasi/Mutagen

Penyebab mutasi disebut dengan mutagen. Mutagen dapat dibedakan menjadi tiga yaitu sebagai berikut.

1. Mutagen Kimia

Adalah bahan-bahan kimia yang dapat menyebabkan mutasi. Zat-zat tersebut antara lain sebagai berikut.

a. Pestisida, diantaranya DDT dan insektisida

b. Caffein, siklamat dan sikloheksilamin, natrium nitrit, dan asam nitrit

c. Formaldehid, glycidol, DEB (butadiene deipoxide), dan kolkisin

2. Mutagen Fisika

Mutagen dari faktor fisika yaitu berupa radiasi. Radiasi tersebut berasal dari sinar kosmis, ultraviolet, sinar gamma, sinar X, dan sinar-sinar lain yang mempunyai daya ionisasi. Akibat dari radiasi yang menembus jaringan hidup tersebut, akan menyebabkan molekul zat dalam sel menjadi tidak berfungsi dengan normal bahkan menjadi rusak.

3. Mutagen Biologi

Adalah mutagen yang terdiri atas makhluk hidup. Mutagen ini antara lain berupa virus dan bakteri.

Dampak Mutasi

Mutasi pasti menimbulkan dampak, ada yang menguntungkan dan juga merugikan. Untuk mengetahui dampak dari mutasi, yuk perhatikan penjelasan berikut ini.

1. Dampak Positif

a. Tanaman Poliploid

Selain buah tanpa biji, contoh dari hasil mutasi buatan adalah tanaman poliploid. Tanaman poliploid adalah tanaman hasil mutasi buatan yang menghasilkan tanaman menjadi lebih besar (buah atau bunganya) dan lebih sehat.

b. Varian Baru

Mutasi alami dapat menghasilkan individu yang mempunyai sifat atau fenotipe berbeda dengan anggota spesies yang sama, namun tetap mempunyai kondisi yang sehat. Misalnya, pada jenis ikan tertentu dan landak, yang tidak berpigmen (albino) sehingga warna tubuhnya berbeda dengan warna tubuh anggota spesies yang normal.

c. Keragaman Fenotipe Tanaman

Dampak positif dari mutasi diantaranya adalah dapat menghasilkan keragaman fenotipe pada tanaman. Keragaman tersebut dihasilkan melalui budidaya tanaman. Misalnya semangka tanpa biji.

d. Pengembangan Bioteknologi (Rekayasa Genetika)

Salah satu dampak positif dari mutasi yaitu teknik rekayasa genetika, yang bertujuan untuk mengembangkan bioteknologi. Cara ini dilakukan melalui proses penyisipan molekul DNA ke dalam sel.

2. Dampak Negatif

a. Kematian Mutan/Letal

Dampak negatif dari mutasi yaitu dapat menyebabkan kematian. Kematian ini biasanya disebabkan oleh mutasi alam. Mutasi alam sangat berbahaya dan terjadi secara tiba-tiba dan acak. Artinya, apabila mutasi terjadi pada suatu spesies maka tidak semua organisme dalam suatu spesies tersebut ikut mengalami perubahan, melainkan hanya salah satu atau beberapa organisme saja.

b. Kelainan, Cacat, atau Sindrom

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, mutasi dapat menyebabkan kelainan atau sindrom. Misalnya sindrom Down, sindrom Patau, sindrom Edwards, dan sebagainya.

c. Membahayakan Lingkungan

Selain dapat menimbulkan dampak positif, mutasi juga menimbulkan dampak yang negatif. Salah satunya tanaman padi hasil mutasi buatan dapat membahayakan lingkungan, karena hasil dari penyisipan DNA atau gen pembentuk sifat unggul pada tanaman tersebut dapat berpindah pada tanaman gulma. Akibatnya, gulma menjadi bersifat unggul atau tumbuh subur dan akan memenuhi lahan sehingga sulit untuk dibasmi.

Baca juga: Perkembangan Evolusi

Pemahaman Akhir

Pembahasan mengenai mutasi menyoroti perubahan yang terjadi pada materi genetik (DNA atau RNA) baik pada level urutan gen maupun pada tingkat kromosom. Mutasi dapat terjadi secara alami maupun karena faktor buatan. Perubahan sifat akibat mutasi dapat diturunkan jika terjadi pada sel gamet (mutasi germinal), namun jika terjadi pada sel tubuh (mutasi somatis), maka sifat baru tersebut tidak dapat diwariskan.

Para ahli seperti Hugo de Vries, Seth Wright, Thomas Hunt Morgan, dan Herman Yoseph Muller telah melakukan penelitian dan studi mengenai mutasi. Mutasi dibedakan berdasarkan proses terjadinya menjadi mutasi alamiah (spontan) yang terjadi secara alami dan mutasi buatan (induksi) yang disebabkan oleh intervensi manusia, seperti bahan kimia, radiasi, atau bahan biologi.

Mutasi dapat terjadi pada tingkat gen (mutasi titik) yang melibatkan perubahan urutan basa nitrogen dalam DNA, atau pada tingkat kromosom yang melibatkan perubahan struktur atau jumlah kromosom. Berdasarkan bagian tubuh yang mengalami mutasi, mutasi dapat dibedakan menjadi mutasi somatis yang terjadi pada sel tubuh dan tidak diwariskan, serta mutasi generatif yang terjadi pada sel gamet dan diwariskan kepada keturunan.

Perubahan genetik ini dapat memiliki dampak yang bervariasi. Dampak positif dari mutasi dapat mencakup munculnya varian baru, tanaman poliploid dengan sifat yang lebih baik, keragaman fenotipe pada tanaman, dan pengembangan bioteknologi melalui rekayasa genetika. Namun, dampak negatif dari mutasi dapat berupa kelainan atau sindrom, kematian mutan, serta bahaya bagi lingkungan jika tidak dikendalikan dengan baik. Oleh karena itu, pemahaman tentang mutasi penting untuk memahami perubahan genetik pada makhluk hidup dan dampaknya terhadap kelangsungan hidup dan lingkungan.

Demikian, pembahasan mengenai mutasi, macam-macam mutasi, penyebab, serta dampaknya. Semoga pembahasan kali ini bermanfaat dan menambah wawasan kamu dalam mempelajari materi tentang mutasi.

Sumber:

Kistinnah, Idun dan Endang Sri Lestari. (2010). BIOLOGI. Bandung: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Safitri, Ririn. (2016). BIOLOGI. Surakarta: Mediatama.