Mutasi Missense - Pengertian, Penyebab, Mekanisme, Jenis dan Contohnya

Penjelasan Detail Mengenai Mutasi Missense :

Pengertian Mutasi missense

Mutasi missense adalah jenis mutasi di mana perubahan basa nukleotida dalam urutan gen menghasilkan terjemahan berbagai asam amino dalam protein.

• Mutasi missense adalah jenis substitusi nonsynonymous dalam urutan DNA, yang menunjukkan bahwa mutasi menghasilkan semacam efek pada urutan yang dihasilkan.
• Namun, efek yang disebabkan oleh mutasi missense bergantung pada lokasi mutasi dan nukleotida. 
• Dalam beberapa kasus, substitusi dapat terjadi pada posisi yang tidak secara signifikan mempengaruhi urutan mRNA atau protein.
• Karena beberapa kodon dapat menyandikan asam amino yang sama, ada kasus di mana kodon yang diubah juga mengkode asam amino asli, dalam hal ini mutasi disebut mutasi diam.
• Namun demikian, ada kasus di mana mutasi dapat menjadi parah, yang mengakibatkan hilangnya fungsi protein.
• Hilangnya fungsi protein bertanggung jawab atas berbagai penyakit manusia seperti anemia sel sabit, ALS, dan Epidermolysis bullosa.

Penyebab mutasi missense

• Mutasi missense, seperti kebanyakan mutasi lainnya, disebabkan baik secara spontan atau oleh induksi mutagen.
• Mutasi sering terjadi selama replikasi DNA, di mana mutasi titik terjadi di lokasi tertentu dalam sekuens DNA.
•  Mutasi spontan biasa terjadi selama proses seperti replikasi dan pemrosesan DNA. Perubahan terjadi baik pada titik tertentu (mutasi titik) atau di wilayah urutan (mutasi frameshift).
• Mutasi yang diinduksi biasanya disebabkan oleh agen fisik yang berbeda seperti sinar-X dan radiasi UV. Radiasi dapat menyebabkan ionisasi molekul, yang pada gilirannya mengubah komposisi umum molekul DNA.
• Selain itu, spesies kimiawi seperti spesies oksigen reaktif yang diproduksi dalam proses biokimia di dalam tubuh juga dapat bertindak sebagai mutagen dalam berbagai kasus.
• Mutasi yang diinduksi mempengaruhi heliks DNA untai ganda, sedangkan mutasi spontan dapat terjadi baik pada untai tunggal maupun untai ganda.
• Selama replikasi DNA, beberapa bagian dari urutan juga dapat dicerna oleh nuklease yang mengubah urutan aslinya.

Mekanisme mutasi missense

• Mekanisme mutasi missense tergantung dari penyebab mutasi tersebut. Namun, beberapa mekanisme umum termasuk penghapusan, substitusi, penyisipan, dan transformasi.
• Mekanisme mutasi yang paling umum adalah pergeseran tautomerik nukleotida di mana atom hidrogen dari basa bergerak sedemikian rupa sehingga mengubah sifat-sifat ikatan.
• Karena semua nukleotida ada dalam dua bentuk tautomer; bentuk keto dan bentuk enol. Bentuk keto dalam bentuk umum dan bentuk enol kebanyakan jarang.
• Perubahan bentuk tautomerik dapat mempengaruhi pasangan basa komplementer antar nukleotida. Ini, pada gilirannya, memengaruhi urutan mRNA setelah terjemahan. Akibatnya, urutan asam amino yang dihasilkan juga terpengaruh.
• Mekanisme lain termasuk proses seperti penghapusan, di mana nukleotida tertentu dihapus dari urutannya. 
• Beberapa mutasi missense dapat muncul dari penyisipan di mana penambahan nukleotida ekstra mengubah urutan kodon, yang, pada gilirannya, mengubah asam amino yang dikodekannya.
• Mutasi missense mengubah struktur dan urutan nukleotida kromosom, yang mengubah urutan mRNA dan protein.

Jenis Mutasi Missense

Mutasi missense dapat dibedakan menjadi dua jenis yang berbeda tergantung pada tingkat keparahan mutasi.

Konservatif

• Mutasi missense konservatif adalah jenis mutasi missense dimana mutasi tersebut menghasilkan asam amino yang memiliki fungsi dan sifat yang mirip dengan asam amino aslinya.
• Mutasi missense konservatif tidak terlalu parah di mana mutasi dapat mengakibatkan hilangnya fungsi protein, tetapi itu hanya kecil.
• Dalam hal ini, fungsi protein yang melambat atau sedikit berubah sebenarnya dapat meningkatkan kesesuaian organisme dalam ekosistem.
• Dengan demikian, mutasi missense konservatif dapat bertindak sebagai faktor seleksi alam, memungkinkan kelompok organisme untuk bertahan hidup melalui kondisi lingkungan yang berbeda.
• Perubahan fungsi protein dalam mutasi missense konservatif kurang drastis dan seringkali menguntungkan.

Non-konservatif

• Mutasi missense non-konservatif adalah jenis mutasi missense di mana perubahan nukleotida menyebabkan pembentukan jenis asam amino yang sama sekali berbeda dalam rantai.
• Kasus umum mutasi missense non-konservatif diamati di mana, sebagai pengganti asam amino non-polar, asam amino polar ditambahkan.
• Mutasi missense non-konservatif parah, dan mungkin membawa perubahan drastis pada urutan asam amino yang terbentuk dari DNA.
• Perubahan urutan asam amino tersebut membawa perubahan pada struktur protein, yang selanjutnya mempengaruhi fungsinya.
• Mutasi missense dapat mempengaruhi semua struktur protein primer, sekunder dan tersier. Perubahan asam amino seringkali merubah pola ikatan antar keduanya yang mempengaruhi struktur alpha-helix atau beta-sheet dari protein.
• Dalam kasus struktur kuaterner, mutasi missense mencegah polipeptida partikel bergabung dengan kompleks protein yang lebih besar. Ini pada akhirnya dapat mempengaruhi seluruh jalur biokimia.

Penerapan mutasi missense

Berikut adalah beberapa penerapan mutasi missense dalam sistem kehidupan ;

• Mutasi missense dapat mempengaruhi gen yang terlibat dalam patogenesis berbagai penyakit.
• Mutasi missense yang diinduksi dapat digunakan sebagai sarana terapi molekuler untuk menyembuhkan dan mencegah kelainan genetik yang berbeda.
• Mutagen dapat digunakan untuk menargetkan sel kanker sehingga menyebabkan mutasi missense dan menyebabkan kerusakan protein sel.
• Perubahan makhluk hidup akibat mutasi missense dapat bermanfaat bagi kelangsungan hidup organisme dalam suatu ekosistem.
• Mutasi missense dalam kondisi laboratorium telah digunakan untuk menghasilkan tanaman baru dan lebih baik sebagai bagian dari pemuliaan mutasi.
• Mutasi missense dapat digunakan sebagai metode untuk mengungkapkan stabilitas protein, interaksi dan karakteristik berbagai situs aktif.

Contoh mutasi missense

• Anemia sel sabit adalah contoh klasik mutasi titik missense, di mana mutasi tersebut menghasilkan produksi asam amino berbeda yang memengaruhi struktur protein secara keseluruhan.
• Hal ini menyebabkan perubahan struktur sel darah merah sekaligus mengubah kemampuan sel untuk memperoleh oksigen dan menyebabkan pembekuan darah.
• Mutasi titik, dalam hal ini, terjadi di hulu gen yang mengkode asam amino yang terlibat dalam produksi protein yang membentuk dinding sel darah.
• Perbedaan nukleotida menghasilkan produksi asam amino berbeda yang menyebabkan perbedaan struktur sel darah.