genetika mikroba makalah

8/17/2019 genetika mikroba makalah

1/22

GENETIKA MIKROBA

MAKALAH

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH

Mikrobiologi

Yang dibina oleh Ibu Sitoresmi Prabaningtas! S"Si! M"Si

#leh kelom$ok %&

'" Monika N" Kuru(o$ )'*+,*-.+-%*/0-" Nurul Hikmah )'*+,*-.+'*'/0

," Yanis Kurnia 1asitoh )'*+,*-.+*+-20*" Yunita Nur Agustiningsih )'*+,*-.+'22*0

#33 & H

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

Maret 2016

BAB I


2/22

PENDAHULUAN

A. Latar Belaa!"

Genetika meru$akan suatu 4abang ilmu ang dinamis dan berkembang dengan4e$at" 5ekaasa genetika adalah suatu segi baru studi genetika ang men6an6ikan $ada

masarakat baik $erkembangan ang menguntungkan mau$un kemungkinan timbulna akibat7

akibat ang memba(a ben4ana" Kita harus menerungkan bagaimana 4ara untuk

menaklukan semua $enakit menurun dan kemungkinan terubahna suatu mikroba ang

umum dan tidak berbahaa men6adi bentuk $atogenik"

Saat ini kita telah mem$ela6ari kema6uan7kema6uan berarti ang dihasilkan

dankara $asteur mengenai $en6elasan biologi tentang $eristi(a 8ermentasi! teori

bibit $enakit! $enolakan generatio s$ontanea $ada semua tara8 kehidu$an" 1egitu

6ugasaat 9ohann Gregor Mendel melakukan studina $ada $e(arisan berbagai si8at $ada

er4is" Studi inilah ang mula7mula diterbitkan $ada tahun '/.%! angmen6adi dasar a$a

ang sekarang dia4u sebagai Genetika Mendel ):olk and ;heeler! '0!

dan guanin )G0"

Pada masa kini genetika telah mam$u men6elaskan 4ara =NA mengendalikan si8at

dan mem$ertahankan $roses ang $enting di dalam sel hidu$" Langkah $ertama dalam

$engeks$resian si8at ang dikandung =NA ialah dengan men4etak molekul 5NA

berdasarkan urutan nukleotida $ada =NA"Molekul 5NAmeru$akan $olimer rantai

tunggal ang terdiri dari em$at ma4am nukleotida aitu adenin )A0! urasil )U0! sitosin )>0

dan guanin )G0" )5istiati! -+++0

Genetika mikrobia telah mengungka$kan bah(a gen terdiri dari =NA!suatu

$engamatan ang melekat dasar bagi biologi molekuler" ?Genetika bakterimendasari

$erkembangan rekaasa genetika! suatu teknologi ang bertanggung 6a(ab terhada$


3/22

$erkembangan di bidang kedokteran" 1erdasarkan urian diatas! untuk mengetahui lebih

lan6ut $engemasan bahan genetik bakteri! $enusun mengangkat 6udul @Genetika Mikroba"

B. R#$#%a! Ma%ala&

5umusan masalah ang ditemukan dari latar belakang antara lain&'" 1agaimana $roses mutasi serta a$a ang dimaksud dengan mutagenB

-" 1agaimana mekanisme $emindahan bahan genetik $ada bakteriB

'. T#(#a!

Pembuatan makalah ini memiliki tu6uan antara lain&

'" Untuk mengetahui $roses mutasi dan $engertian mutagen"-" Untuk mengetahui mekanisme $emindahan bahan genetik $ada bakteri"

BAB II

ISI

A. Pe!"ert)a! Ge!et)a M)r*+)a

Penelaahan tentang genetika $ertama kali dilakukan oleh seorang ahli botani

bangsa Austria! Gregor Mendel $ada tanaman ka4ang $olongna" Pada tahun '/.+7an ia

menilangkan galur7galur ka4ang $olong dan mem$ela6ari akibat7akibatna" Hasilna

antara lain ter6adi $erubahan7$erubahan $ada (arna!bentuk! ukuran! dan siat7si8at lain


4/22

dari ka4ang $olong tersebut" Penelitian inilah ia mengembangkan hukum7hukum dasar

kebakaan" Hukum kebakaan berlaku umum bagi semua bentuk kehidu$an" Hukum7

hukum mendel berlaku manusia dan 6uga organisme $er4obaan dahulu amat $o$uler

dalam genetika! akni lalat buah Drosophila" Namun sekarang! $er4obaan7$er4obaan

ilmu kebakaan dengan menggunakan bakteri Escherichia coli. 1akteri ini di $ilih karena

$aling mudah di $ela6ari $ada tara8 molekuler sehingga meru$akan organisme $ilihan

bagi banak ahli genetika" Hal ini membantu $erkembangan bidang genetika mikroba"

9asad renik ang di $ela6ari dalam bidang genetika mikroba meli$uti bakteri! khamir!

ka$ang! dan Cirus )>am$bell! -++-0"

Genetika mikrobia tradisional terutama berdasarkan $ada $engamatan atau

obserCasi $erkembangan se4ara luas" :ariasi 8enoti8 telah diamati berdasar kemam$uan

gen untuk tumbuh diba(ah kondisi terseleksi! misalna bakteri ang mengandung satu

gen ang resisten terhada$ am$isilin da$at dibedakan dari bakteri kekurangan gen selama

$ertumbuhanna dalam lingkungan ang mengandung anti biotik sebagai suatu bahan

$eneleksi" >atatan! bah(a seleksi gen memerlukan eD$resina diba(ah kondisi ang

te$at! da$at diamati $ada tingkat 8enoti8"

Genetika mikrobia telah mengungka$kan bah(a gen terdiri dari =NA! suatu

$engamatan ang melekat dasar bagi biologi molekuler" Penemuan selan6utna dari

bakteri telah mengungka$kan adana restriction enzymes )enim restriksi0 ang

memotong =NA $ada tem$at s$esi8ik! menghasilkan 8ragmen $otongan =NA" Plasmida

diidenti8ikasikan sebagai elemen genetika ke4il ang mam$u melakukan re$likasi diri

$ada bakteri dan ragi" Pengenalan dari sebuah 8ragmen $otongan =NA kedalam suatu

$lasmid memungkinkan 8ragmen di $erbanak )teram$li8ikasi0" Am$li8ikasi regio =NA

s$esi8ik da$at di 4a$ai oleh enim bakteri menggunakan $olmerase 4hain rea4tion )P>50

atau metode am$li8ikasi nukleotida berdasar enim ang lain )misalna am$li8ikasi

berdasar transkri$si0" =NA ang di masukkan kedalam $lasmid da$at di kontrol oleh

$romoter eks$resi $ada bakteri ang mengamati $rotein! di eks$resi $ada tingkat tinggi"

Genetika bakteri mendasari $erkembangan rekaasa genetika! suatu teknologi ang

bertanggung 6a(ab terhada$ $erkembangan di bidang kedokteran")9e(et! -++'0"

Ada dua 8enomena biologi $ada konse$ hereditas aitu&


5/22

'" Hereditas ang bersi8at stabil di mana generasi berikut ang terbentuk dari

$embelahan satu sel mem$unai si8at ang identik dengan indukna"-" :ariasi genetik ang mengakibatkan adana $erbedaan si8at generasi berikut

dari sel indukna akibat $eristi(a genetik tertentu! misalna mutasi"

Pada bakteri! unit herediterna disebut genom bakteri" Genom bakteri laimna

disebut sebagai gen sa6a" Gen bakteri biasana terda$at dalam molekul =NA )asam

deoksirinukleat0 tunggal! meski$un dikenal $ula adana materi genetik di luar kromosom

)ekstrakromosomal0! ang di sebut $lasmid! ang tersebar luas dalam $o$ulasi bakteri"

Meski$un bakteri bersi8at ha$loid! transimisi gen dari satu generasi ke generasi

berikutna berlangsung se4ara linier! sehingga $ada setia$ siklus $embelahan sel! sel

anakna menerima satu set gen ang identik dengan sel indukna"

Kromosom bakteri ang terdiri dari =NA mem$unai berat lebih kurang -7,Fdari berat kering satu sel" =engan mikrosko$ elektron! =NA tam$ak sebagai benang7

benang 8ibriler ang menem$ati sebagian besar dari Colume sel" Molekul =NA bila

diekstraksi dari sel bakteri biasana mem$unai bentuk ang sirkuler! dengan $an6ang

kira7kira ' mm" =NA ini mem$unai berat molekul ang tinggi karena terdiri dari

hetero$olimer dari deoksiribonukleotida $urin aitu Adenin dan Guanin dan

deoksiribonukleotida $irimidin aitu Sitosin dan Timin"

;atson dan >ri4k! dengan sinar menemukan bah(a struktur =NA terdiri dari

dua rantai $oliribonukleotida ang dihubungkan satu sama lain oleh ikatan hidrogen

antara $urin di satu rantai dengan $irimidin di rantai lain! dalam keadaan anti$aralel! dan

disebut sebagai struktur double helix" Ikatan hidrogen ini hana da$at menghubungkan

Adenin ). amino$urin0 dengan Timin )-!* dioksi % metil $irimidin0 dan antara Guanin )-

amino . oksi$urin0 dengan Sitosin )- oksi * amino $irimidin0" Singkatna $asangan basa

$ada suatu sekuens =NA adalah A7T dan S7G" Karena adana sistem ber$asangan

demikian! maka setia$ rantai =NA da$at di6adikan 4etakantemplate untuk membangun

rantai =NA ang kom$lementer" ;aktu ter6adina $roses re$likasi =NA dalam

$embelahan sel! molekul =NA dari sel anakna terdiri dari satu rantai =NA ang

kom$lememter ta$i dibuat baru! dengan kata lain! $emindahan materi genetik dari satu

generasi ke generasi berikutna adalah dengan 4ara semikonserCati8"


6/22

3ungsi $rimer =NA $ada hakikatna adalah sebagai sumber $erbekalan in8ormasi

genetik ang dimiliki oleh sel induk" Proses re$likasi di ker6akan dengan amat lengka$

sehingga sel anakna menda$atkan $ula in8ormasi genetik ang lengka$! sehingga ter6adi

kesetabilan genetik dalam suatu $o$ulasi mikroorganisme" Satu benang kromosom

biasana terdiri dari lima 6uta $asangan basa dan terbagi atas segmen atau sekuens asam

amino tertentu ang akan membentuk stuktur $rotein" Protein ini kemudian men6adi

enim7enim! kom$onen membran sel dan struktur sel ang lain ang se4ara keseluruhan

menentukan karakter dari sel itu"

Mekanisme ang menun6ukan bah(a sekuen nukleotida di dalam gen menentukan

sekuens asam amino $ada $embentukan $rotein adalah sebagai berikut&

'" Suatu enim amino sel bakteri ang disebut enim 5NA $olimerase

membentuk satu rantai oliribonukleotida ) messesnger 5NA m5NA0 dari

rantai =NA ang ada" Proses ini diseut transkri$si" 9adi $ada transkri$si

=NA! terbentuk satu rantai 5NA ang kom$lementer dengan salah satu

rantai double helix dari =NA"-" Se4ara enimatik asam amino akan terakti8asi dan ditrans8er ke$ada trans8er

5NA ) t5NA ang mem$unai da$tor basa ang kom$lementer dengan

basa m5NA di satu u6ungna dan mem$unai asam amino s$esi8ik di u6ung

lainna tiga buah basa $ada m5NA di sebut tri$let basa ang laim disebut

sebagai kodon untuk suatu asam amino"," m5NA dan t5NA bersama7sama menu6u ke$ermukaan ribosom kuman! dan

disinilah rantai $oli$e$tida terbentuk sam$ai seluruhkodon selesai diba4a

men6adi men6adi suatu sekuen asam amino ang membentuk $rotein

tertentu" Proses ini disebut translasi"

1akteri $aling sering digunakan dalam $er4obaan genetika" Keanekaragaman

mikrobia se$erti bakteri da$at di$ertahankan melalui si8at karakteristik ang terus

di(ariskan dari generasi selan6utna" 1akteri banak diketahui dan diteliti karena mudah

dikembangbiakan dan $erkembangbiakan 4e$at" Selain itu! bakteri memiliki materi

genetik ekstrakromosomal khas ang disebut $lasmid ang berbentuk sirkuler" Mikrobia!

bakteri mudah bermutasi sehingga akan mun4ul Carietas7Carietas baru dari mikroba dan

mikrobia 4enderung memiliki daa hidu$ ang tinggi )resisten0 terhada$ 4ekaman

lingkungan dan kondisi ang tidak menguntungkan" Kemam$uan atau daa hidu$ ang


7/22

tinggi $ada mikrobia menebabkan mikrobia da$at hidu$ di lingkungan mana$un

)Snustad! -+'-0"

B. M#ta%) ,a! M#ta"e!- Mea!)%$e M#ta%)- T)e M#ta!

1. Pe!"ert)a! M#ta%)

=NA mikroba mengandung basa $urin dan $irimidin" Urutan keduana sangat

menentukan 4iri tertentu $ada mikroba" Urutan ini sangat mudah berubah oleh

berbagai 8aktor dan a$abila ter6adi $erubahan dalam urutan ini maka akan ter6adi

$erubahan $ada urutan asam amino ang disandi oleh gen" Akibatna ter6adi

$erubahan 8enoti8 $ada mikroba"Perubahan dalam urutan basa nukleotida ini disebut

mutasi )=arkuni! -++'0"

Mutasi banak ter6adi $ada (aktu $roses sintesa =NA terutama $ada (aktu $enem$atan basa $urin dan $irimidin ang mengalami @kesalahan" 1ila mutasi ini

ter6adi $ada enim $olmerase ang berhubungan dengan =NA! maka mutasi akan

berlangsung dengan 8rekuensi ang relati8 tinggi" Hal ini dikarenakan tidak ada lagi

kemam$uan dari enim itu untuk bertugas mengatur $enem$atan basa $urin

dan $irimidin"

Mutasi 6uga da$at ter6adi karena hilangna $asangan basa $urin atau $irimidin"

1ahkan karena adana $enambahan $asangan basa$un da$at 6uga ter6adi mutasi"

Sebab hilangna atau $enambahan tersebut 6ustru akan berakibat ter6adi @kesalahan

dalam $emba4aan sandi $ada saat ter6adi transkri$si ke m5NA" )=arkuni! -++'0"

Mutasi mudah ter6adi $ada mikroba terutama karena 4iri dan karakter dari

mikrobia tersebut sangat di$engaruhi oleh urutan dari basa $urin dan $irimidin di

dalam meteri genetik mikrobia tersebut" Perubahan urutan nukleotida $aling sering

ter6adi karena kesalahan selama re$likasi =NA dan kerusakan =NA! baik kerusakan

=NA karena mekanisme delesi atau insersi $ada kerangka =NA tersebut" Perubahan

urutan nukleotida akan berdam$ak $ada 8enoti$ dari sel tersebut" Perubahan 8isiologis

sel! misalna adana bebera$a enim ang tidak terbentuk $ada mutan tertentu!

kemudian $erubahan mor8ologi! dan ter6adina resistensi terhada$ at dan kondisi

lingkungan tertentu )Pangastuti! -++.0"


8/22

2. Ma/a$$a/a$ M#ta%)

a. M#ta%) T)t) P*)!t M#tat)*!

Mutasi ini da$at ter6adi $ada satu tem$attitik $asangan basa"Padatem$at

atau titik ini ter6adi $erubahan $asangan basa" Misalna ter6adi $erubahan $ada

basa timin ang digantikan oleh basa sitosin! atau basa adenin digantikan olehguanin" Mutasi ini akan berakibat& )a0 tidak ter6adi $embentukan $rotein! )b0 ter6adi

$embentukan $rotein akan teta$i teta$ ter6adi $erubahan atau mutasi ang tidak

6elas" Mutasi ini disebut mutasi tidak nata )silent mutation0 dan )40 ter6adi

$enggantian asam amino" >ontoh basa adenin ang digantikan o leh guanin dan

timin digantikan oleh sitosin"

Gambar '& Mutasi titik ang ter6adi $ada hemogloblin

)sumber& htt$&biologimediacentre.com/mutasi/0

+. M#ta%) H)la!"!3a Ba%a

Mutasi ini ter6adi disebabkan oleh hilangna basa dalam 6umlah ang lebih

dari satu" Kehilangan ini akan menebabkan ter6adina $ergeseran dalam hal

$emba4aan sandi ang $ada akhirna akan menebabkan $erubahan urutan asam

amino" Akibat ang ditimbulkan oleh mutasi ini da$at menebabkan $rotein ang

terbentuk tidak ber8ungsi"

http://biologimediacentre.com/mutasi/http://biologimediacentre.com/mutasi/http://biologimediacentre.com/mutasi/http://biologimediacentre.com/mutasi/http://biologimediacentre.com/mutasi/


9/22

Gambar -& Mutasi titik ang ter6adi $ada hemogloblin

)sumber& htt$&biologimediacentre.com/ mutasi / 0

/. M#ta%) S#re%*r

Mutasi ini meru$akan mutasi ang mengakibatkan mutasi ang ter6adi

sebelumna men6adi @normal kembali" Pada mutasi ini ter6adi @$enusu$an basa

lain ang menebabkan kembalina urutan susunan asam amino ang seolah7olah

susunan itu se$erti men6adi @normal kembali" ;alau demikian mutasi ini teta$

menghasilkan $erubahan ang se4ara 8enoti8 da$at tam$ak atau ter6adi mutasi tidak

nata" Perhatikan bagan berikut& )menurut 1ibiana ;"La0

,. M#ta%) S*!ta!

Mutasi s$ontan a(alna tidak diketahui! sering disebut @background

mutation" Kontrol genetik mutabilitas bebera$a gen ang diketahui da$at

disebabkan oleh @mutator gen lain" Mutasi s$ontan da$at dibedakan men6adi '0

mutasi s$esi8ik ang $engaruhna terbatas $ada satu lokus dan -0 mutasinons$esi8ik se4ara simultan mem$engaruhi $ada bebera$a lokus"

e. M#ta%) Tere,#%)

Mutasi terinduksi di$engaruhi oleh keadaan lingkungan ang tidak normal!

misalna& radiasi $engion )$erubahan Calensi sena(a kimia melalui $enambahan


10/22

elektron ang dihasilkan oleh $roton! neutron! atau oleh sinar " 5adiasi

non$engion $enambahan tingkat energi atom )eksitasi0! ang membuatna kurang

stabil )4ontoh& radiasi U:! $anas0 "

Mutasi dari Sudut Pandang Macam Sel

Ada mutasi somatik dan germinal" Mutasi germinal gametic mutation/germ

line mutation adalah mutasi ang ter6adi $ada sel germ! sedangkan mutasi somatik

adalah ang ter6adi $ada sel somatik" Akibat mutasi somatik $ada he(an dan manusia

tidak da$at di(ariskan! namun $ada tumbuhan bisa di(ariskan melalui re$roduksi

seksual atau aseksual" Pada mutasi germinal! akibat mutasi ang dominan segera

tereks$resi $ada turunan" Sebalikna! 6ika mutasi bersi8at resesi8! maka e8ek mutasina

tidak terdeteksi karena kondisi ang heteroigot"

Mutasi dari Sudut Pandang Ruang Lingkup Kejadian

Ada mutasi kromosom dan mutasi gen" Mutasi gen ter6adi di lingku$ gen"

Sedangkan mutasi kromosom ada di lingku$ kromosom" Mutasi gen da$at beru$a

$erubahan urutan =NA! termasuk substitusi $asangan basa! adisi atau delesi satu atau

lebih $asangan basa" E8ek mutasi gen hana menim$a satu nukleotida" Mutasi titik

adalah mutasi ang hana menim$a satu $asang nukleotida dalam gen"

Macam-macam Mutasi Gen yang Spesifik

a" Mutasi $ergantian basa )base pair substitution mutation0! meru$akan $erubahan

ang ter6adi $ada suatu gen beru$a $ergantian satu basa oleh $asangan basa lainna"

Misalna AT diganti $asangan GS" b" Mutasi transisi! $ada mutasi ini ter6adi $ergantian basa $urin dengan basa $urin

lain! basa $irimidin dengan basa $irimidin lain! basa $urin7$irimidin dengan basa

$urin7$irimidin lain! basa $irimidin7$urin dengan basa $irimidin7$urin lain" Misal

AT GS! GS

AT! TA

SG! SG

TA"

4" Mutasi transCersi! $ada mutasi ini ter6adi $ergantian basa $urin dengan basa

$irimidin! basa $irimidin dengan basa $urin! basa $urin7$irimidin dengan basa

$irimidin7$urin! basa $irimidin7$urin dengan basa basa $urin7$irimidin" Misal AT

TA! GS SG! AT

SG! SG

TA"

d" Mutasi misens meru$akan mutasi ang ter6adi karena $erubahan suatu $asangan

basa )dalam gen0 ang mengakibatkan ter6adina $erubahan suatu kode genetika!


11/22

sehingga asam amino ang terkait )$ada $oli$e$tida0 berubah dan 8ungsi $rotein

6uga berubah" Hal itu menebabkan indiCidu mutan da$at mem$erlihatkan karakter

berbeda" Namun suatu mutasi mungkin tidak menimbukan suatu 8enoti$ 6ika

mun4ulna suatu asam amino $engganti belum menimbulkan $erubahan $rotein

ang nata"

e" Mutasi nonsense meru$akan suatu $ergantian $asangan basa ang berakibat

ter6adina $erubahan suatu kode genetika $engode asam amino men6adai kode kode

genetika $engode terminasi" Misal kode genetika $engode asam amino tri$to8an

)UGG0 men6adi UAG"8" Mutasi netral meru$akan $ergantian $asangan basa ang terkait ter6adina

$erubahan suatu kode genetika ang 6uga menimbulkan $erubahan asam amino

terkait! teta$i tidak sam$ai mengakibatkan $erubahan 8ungsi $rotein" Misal kodon

AGG ang mengode asam amino lisin mengalami mutasi men6adi A>G ang

mengode asam amino arginin! namun asam amino arginin se4ara kimia(i ekiCalen

dengan asam amino lisin dan sama7sama asam amino dasar sehingga keduana

memiliki si8at7si8at ang 4uku$ miri$" =engan demikian 8ungsi $rotein tidak

berubah"

g" Mutasi diam meru$akan ti$e mutasi netral ang khusus dimana ter6adi $ergantian

$asangan asam basa $ada gen ang mengakibatkan $erubahan satu kodon! namun

tidak mengakibatkan $ergantian asam amino ang dikode" Misal kodon AGG

termutasi men6adi AGA! namun keduana mengode asam amino ang sama aitu

Arginin"

h" Mutasi $erubahan rangka ter6adi karena adisi atau delesi satu atau lebih dari

$asangan basa dalam suatu gen" Adisi dan delesi itu mengubah kerangka $er4obaan

5NAd! sehingga ter6adi $erubahan urutan asam amino"

'. M#ta"e!

Mutagen adalah sena(a kimia atau 8aktor 8isika(i ang da$at menebabkan

mutasi" Misalna sinar ultraCiolet )U:0 meru$akan mutagen ang kuat karena sinar U:

da$at menembus sel dan diabsor$si dengan kuat oleh timin )T0 dan sitosin )>0" Absor$si

U: oleh timin da$at menebabkan terbentukna dimer timin ang berdekatan sehingga

da$at mengubah =NA ang akan mengganggu $roses re$likasi" Sena(a kimia ang

da$at menebabkan mutasi! misalna HN#- karena asam ini menimbulkan deaminasi


12/22

$ada basa nitrogen nukleotida" Asam nitrit da$at mengubah adenin )A0 men6adi

hi$oDantin )H0! sitosin )>0 men6adi urasil )U0 dan guanin )G0 men6adi Dantin )0"

)5istiati! -+++0

Sena(a kimia mutagen ang lain adalah analog basa" Ini adalah sena(a kimia

ang strukturna 4uku$ menamai basa =NA ang normal sehingga da$at

menggantikanna selama berlangsungna re$likasi =NA" Meski$un strukturna miri$!

analog basa tidak mem$unai si8at ikatan hdrogen ang sama se$erti basa ang normal"

Karena itu da$at menebabkan ter6adina kesalahan dalam re$likasi ang mengakibatkan

mutasi" Misalna -7amino$urin adalah analog adenin )A0 dan da$at ber$asangan dengan

timin )T0 atau sitosin )>0" %71romourasil adalah analogtimin )T0 dan da$at ber$asangan

dengan adenin )A0 atau guanin )G0" Selain itu sinar D! sinar J dan $artikel energi tinggi

)se$erti neutron! $artikel ! $artikel 0 sangat ber$otensi sebagai mutagen )5istiati! -+++0"

D. Mea!)%$e M#ta%)

Mutasi $aling umum ter6adi selama re$likasi =NA" 1ebera$a mutasi ter6adi

sebagai akibat kerusakan ang ditimbulkan oleh 4ahaa ultraCiolet atau sinar " Karena

unsur7unsur ini meru$akan bagian ang tak terhindarkan dari lingkungan" Tidak satu$un

mekanisme tertentu ang da$at diusulkan untuk menerangkan $engaruh mutagenik sinar

" Karena sinar da$at menebabkan $e4ahna banak ikatan kimia(i ang berbeda7

beda ma4amna! maka mungkin merusak =NA dengan berbagai 4ara" Pengaruh utama

4ahaa U: ialah menebabkan $embentukan dimer dengan ikatan silang antara

$irimidin7$irimidin ang bersebelahan! terutama timin" =imer ini menga4aukan $roses

re$likasi ang normal )Pel4ar! -++/0"

Penemuan ang $aling banak membuka rahasia mutasi $ada tahun7tahun

belakangan ini datang dari $enelitian mengenai $engaru hmutagenik berbagai bahan

kimia" Ada dua ti$e sena(a kimia ang mutagenik" Yang $ertama terdiri dari sena(a7

sena(a ang da$at bereaksi se4ara kimia(i dengan =NA" Karena kekhususan re$likasi

=NA bergantung $ada ikatan $urin7$irimidin! ang diakibatkan oleh ikatan hidrogen

antara gugusan7gugusan amino dan hidroksil ini da$at menebabkan mutasi" Asam


13/22

nitrous! ang da$at membuang gugusan amino dari $urin dan $irimidin! adalah mutagen

sema4am itu )Pel4ar! -++/0"

E. T)e M#ta! Bater)

Semua si8at sel7sel hidu$ dikendalikan oleh gen maka 4iri sel ang mana$un da$at

berubah karena mutasi" 1erbagai ragam mutan bakteri telah diisolasi dan di$ela6ari se4ara

intensi8" 1ebera$a dari ti$e7ti$e utama mutan adalah sebagai berikut&

'" Mutan ang mem$erlihatkan toleransi ang meningkat terhada$ unsur7unsur

$enghambat! terutama antibiotik )mutan ang resisten terhada$ antibiotik atau

obat7obatan0"-" Mutan ang menun6ukkan kemam$uan 8ermentasi ang berubah atau

meningkatna atau berkurangna ka$asitas untuk menghasilkan bebera$a $roduk

akhir"

," Mutan ang mem$unai de8isiensi akan nutrisi )oksotro8ik0! aitu membutuhkan

medium ang lebih kom$leks untuk tumbuhna dari$ada biakan aslina"*" Mutan ang tidak mam$u menggunakan substrat"

%" Mutan ang mem$erlihatkan $erubahan dalam bentuk koloni atau kemam$uan

untuk menghasilkan $igmen"." Mutan ang menun6ukkan $erubahan $ada struktur $ermukaan dan kom$osisi

selna )mutan antigenik0"

2" Mutan ang resisten terhada$ aksi bakterio8age"/" Mutan ang mem$erlihatkan bebera$a $erubahan $ada 4iri74iri mor8ologis!

misalna hilangna kemam$uan untuk menghasilkan s$ora!ka$sul atau 8lagella"

Ada banak im$likasi $raktis ang berkaitan dengan ter6adina mutan mikrobia" Hal

ini digambarkan oleh 4ontoh74ontoh berikut&

'" =iketahui ada bebera$a mikroorganisme ang menggambarkan resistensi terhada$

antibiotik7antibiotik tertentu akibat mutasi" Kenataan ini sangat $enting dalam

$engobatan $enakit! karena antibiotik ang $ada mulanae8ekti8 untuk mengendalikan

suatu in8eksi ba4terial men6adi kurang atau tidak lagi e8ekti8 ketika mun4ul mutan7

mutan ang resisten terhada$ antibiotik ang bersangkutan"-" =a$at diisolasi mutan biokimia(i ang mam$u menghasilkan suatu $roduk akhir

dalam 6umlah besar" Hal ini $enting dalam industri" Sebagai 4ontoh! 6umlah

$enisilin ang dihasilkan dalam $roduksi komersial meningkat se4ara dramatis

melalui seleksi galur7galur mutan Peni4illium"


14/22

," Pemeliharaan biakan murni s$esies7s$esies 6asad renik ang ti$ikal mensaratkan

ter4egahna mutasi! kalau tidak maka biakan tersebut tidak akan ti$ikal lagi*" Mutan mikroba telah digunakan se4ara meluas di dalam $enelidikan berbagai

$roses biokimia(i! terutama reaksi7reaksi bio7sintetik" Sebagai 4ontoh! mutan7

mutan ang terhalang atau rusak $ada langkah7langkah enimatik ang berbeda7

beda telah digunakan untuk meningka$ seluk beluk rangkaian metabolik"

1anak mutan! mungkin sebagian besar da$at balik ke kondisi liar melalui mutasi

balik! aitu kembalina sel7sel mutan ke 8enoti$e asalna" Akan teta$i! hal ini tidak mesti

disebabkan oleh $embalikan mutasi aslina se4ara te$at" Kadang7kadang! $engaruh

mutasi asli da$at ditekan sebagian atau seluruhna oleh mutasi kedua $ada situs ang

berbeda $ada kromosom"

F. Mea!)%$e Pe$)!,a&a! Ba&a! Ge!et) a,a Bater)

Per$indahan gen meru$akan suatu kegiatan ang dilakukan bakteri dengan

mengirimkan in8ormasi genetik )=NA0 dari sel donor ke sel resi$ien" Pertukaran gen

antar bakteri da$at ter6adi karena bakteri $ada umumna hidu$ berkoloni bahkan

ber4am$ur dengan banak bakteri 6enis lain" Pertukaran gen akan menghasilkan

rekombinan baru" Pertukaran gen atau materi genetik se4ara garis besar dilakukan melalui

4ara trans8er gen dan trans$osisi"

Trans8er gen meru$akan $er$indahan materi genetik termasuk $lasmid dari sel

donor ke sel resi$ien" Sedangkan trans$osisi meru$akan $emindahan rantai =NA $endek

)hana bebera$a urutan sa6a0 antara satu $lasmid ke $lasmid lain! atau dari kromosom ke

$lasmid dalam sel tersebut" Trans8er gen ter6adi melalui bebera$a 4ara aitu! trans8ormasi!

transduksi! dan kon6ugasi )Snustad! -+'-0"

a. Tra!%4*r$a%)

Kali $ertama diamati oleh 3rederi4k Gri88ith )'


15/22

Trans8ormasi meru$akan $roses $emindahan =NA telan6ang ang mengandung

se6umlah terbatas in8ormasi =NA dari satu sel ke sel ang lain"=NA tersebut di$eroleh

dari sel donor melalui lisis se4ara alamiah atau dengan 4ara ekstraksi kimia(i! begitu

=NA diambil oleh sel resi$ien makater6adilah rekombinasi" Ge6ala trans8ormasi ini

ditemukan kali $ertama $ada Streptococcus pneumonia oleh 3" Gri88ith $ada tahun

'


16/22

Kon6ugasi meru$akan $emindahan bahan genetik dari suatu sel bakteri ang

bertindak sebagai donor ke$ada sel bakteri ang bertindak sebagai resi$ien" Pada

$roses kon6ugasi! sel donor )6antan0 memasukkan sebagian =NA ke dalam sel resi$ien

melalui $ili seks ang dimiliki oleh sel 6antan" Setelah =NA donor masuk ke dalam sel

resi$ien! enim7enim ang beker6a $ada =NA resi$ien menggunting dan mengeksisi

suatu 8ragmen =NA resi$ien" Kemudian =NA donor di$adukan ke dalam kromosom

resi$ien di tem$at =NA ang tereksisi" Pemindahan ini dikode oleh $lasmid" Plasmid

adalah unsur genetis ekstra kromosomal )diluar kromosom0 dan da$at melangsungkan

re$likasi didalam sito$lasma sel bakteri" Plasmid adalah $otongan bundar =NA ang

meru$akan gen tambahan" 1ila unsur ekstra kromosomal da$at bere$likasi dan ter$adu

ke dalam kromosom bakteri disebut e$isom" Hal ini membedakan e$isom dari

$lasmid! karena $lasmid tidak ter$adu ke dalam kromosom" Pada bakteri gram negati8

misalna E"4oli! konugasi ter6adi dengan 4ara $erlekatan antara sel donor dengan sel

resi$ien melalui $iliseks atau 8aktor 3 )8aktor kesuburan atau fertility factor 0" Pada

bakteri gram $ositi8 misalna Stre$to4o44us 8ae4alis! $erlekatan antara sel donor dan

resi$ien tidak melaui $ili" Proses konugasi se4ara arti8i4ial da$at digunakan untuk

memetakan gen $ada bakteri )5istiati! -+++0"

/. Tra!%,#%)

Transduksi meru$akan $roses $emindahan bahan genetik dari suatu bakteri ke

bakteri lain melalui bakterio8age" 1ila bakterio8age menerang bakteri maka =NA

bakterio8age dii6eksikan ke dalam sel bakteri" Saat =NA 8age dikemas di dalam

$embungkusna untuk membentuk bakteri7bakteri 8age baru! =NA 8age tersebut da$at

memba(a sebagian dari =NA bakteri ang telah men6adi inangna" Selan6utna! bila

8age mengin8eksi bakteri lainna! maka 8age akan memasukkan =NA7na ang

mengandung sebagian dari =NA bakteri inang sebelumna" =engan demikian! 8age tidak

hana memasukkan =NA7na sendiri ke dalam sel bakteri ang diin8eksina! teta$i 6uga

memasukkan =NA dari bakteri lain ang ikut terba(a $ada =NA 8age" 9adi! se4ara alami

8age memindahkan =NA dari satu sel bakteri ke bakteri lainna" Ada dua kemungkinan

ang ter6adi aitu sel mengalami lisis atau bersi8at lisogenik )Snustad! -+'-0"Lisis ter6adi 6ika =NA bakterio8age akan mengambil alih 8ungsi metabolisme

bakteri untuk mem$roduksi =NA dan $rotein bakterio8age! kemudian ter6adi $erakitan

$artikel Cirus dan akhirna Cirus ang utuh akan keluar dari sel bakteri ketika sel


17/22

mengalami lisis" Sedangkan =NA bakterio8age akan berintegrasi dengan =NA bakteri

sehingga terbentuklah bakteri ang bersi8at lisogenik" 1akteri ang bersi8at lisogenik

da$at mengalami 8ase litik! namun belum diketahui $enebab dari 8enomena tersebut" =i

alam keadaan demikian! =NA bakterio8age akan mele$askan diri dari =NA bakteri dan

mengambil alih 8ungsi metabolisme untuk menghasilkan $artikel Cirus ang baru se$erti

halna $ada kemungkinan $ertama" Proses transduksi di$ergunakan untuk

mengembangkan galur 7galur bakteri baru! memetakan kromosom bakteri dan untuk

banak $er4obaan genetis lain"

Transduksi da$at 6uga ter6adi dengan 4ara =NA dari $lasmid masuk ke dalam

genom bakterio8ag" #leh bakterio8ag $lasmid ditrans8er ke $o$ulasi bakteri lain"

Transduksi biasa ter6adi $ada bakteri Gram $ositi8 se$erti Staphylococcus! ta$i diketahui

$ula ter6adi $ada Salmonella. Plasmid

Materi genetik bakteri diba(a dalam satu kromosom utama dan dalam satu

sam$ai bebera$a molekul =NA ekstrakromosomal ang disebut $lasmid" Plasmid

meru$akan elemen genetik ang beru$a molekul =NA utas ganda sirkuler )tak beru6ung0

ang berukuran ke4il! ang da$at mere$likasi se4ara inde$enden dari kromosom utama

dalam keadaan eDtra4hromosomal )diluar kromosom0" Plasmid tidak di$erlukan untuk

kelangsungan hidu$ sel tem$at mereka tinggal" Namun! dalam kondisi lingkungan

tertentu se$erti ketika terda$at antibioti4! $lasmid ber8ungsi $enting 6ika $lasmid tersebut

memba(a gen untuk resistensi terhada$ antibioti4 )Gardner! -+++0"

=alam bakteri E" 4oli ada tiga 6enis $lasmid utama aitu& )i0 8aktor 3! )8ertilitas0

ang bertanggung 6a(ab terhada$ $roses kon6ugasi )ii0 Plasmid 5! )resistensi0

mengandung gen resistensi terhada$ antibioti4 atau logam berat sehingga sel inang

resisten terhada$ antibiotik dan obat antibakteri lain dan )iii0 $lasmid >ol! menandi

$rotein ang membunuh sel7sel sensiti8 E" >oli )Gardner! -+++0""

1erdasarkan kemam$uana untuk membuat sel inang berkon6ugasi! $lasmid

dibedakan men6adi - aitu $lasmid conjugative dan $lasmid ang non4on6ugatiCe" Si8at

4on6ugatiCe $ada banak $lasmid 5 ber$eran $enting dalam $enebaran se4ara 4e$at gen

antibioti4 dan resistensi obat $ada $o$ulasi bakteri $athogen" EColusi 5 $lasmid ang

membuat bakteri inang resisten terhada$ bebera$a antibiotik telah men6adi masalah


18/22

kesehatan ang serius ! dan $enggunaan antibiotik untuk tu6uan nonthera$euti4 telah

memberikan kontribusi terhada$ eColusi 4e$at dari bebera$a bakteri sehingga berkali7kali

lebih resistan terhada$ obat )Gardner! -+++0"

Episom

3aktor 3 dan materi geneti4 tertentu memiliki si8at ang unik ang disebut

e$isom" Menurut 9a4ob dan ;ollman! e$isom adalah elemen genetik ang tidak $enting

untuk inang dan da$at mere$likasi se4ara otomatis atau terintegrasi ke dalam kromosom

bakteri inang " e$isom tidak sama dengan $lasmid" E$isom memiliki kemam$uan untuk

memasukkan diri ke dalam kromosom " kemam$uan ini tergantung $ada keberadaan

sekuens =NA $endek ang disebut insertion seOuen4es ) atau IS elemen0" insertion

seOuen4es ) dari sekitar /++ sam$ai sekitar '*++ $asang nukleotida $an6ang 0 meru$akan

trans$osabel aitu elemen ang da$at ber$indah dari satu kromosom ke kromosom ang

berbeda" Selain itu! IS elemen memediasi rekombinasi antara unsur7unsur genetik

dinatakan nonhomolog" =engan kata lain e$isome meru$akan $enggalan $lasmid ang

berintegrasi dengan kromosom dan akhirna meru$akan bagian dari kromosom tersebut

)Le(in! -++*0"

Transposon

Plasmid ke4il ang da$at ber$indah diantara molekul =NA ang memiliki

struktur basa ang berlainan" Trans$oson tidak memba(a in8ormasi genetika ang

dibutuhkan untuk memasangkan re$likasi sendiri terhada$ $embagian sel! sehingga

$erkembangbiakanna tergantung $ada $enatuan 8isikna dengan re$lika bakteri"

Penatuan ini dibantu oleh kemam$uan trans$oson untuk membentuk tiruanna sendiri!

ang mungkin disisi$kan dalam re$lika ang sama atau mungkin disatukan $ada re$lika

lainna" S$esi8isitas dari rangkaian $ada bagian sisi$an biasana rendah! sehingga

trans$oson kadang 4enderung menisi$ dalam sistem a4ak" Sebagian besar $lasmid

ditrans8er antar sel bakteri! dan $enisi$an dari sebuah trans$oson ke dalam suatu

$lasmid bisa menebabkan $enebaran dalam sebuah $o$ulasi )Le(in! -++*0"

G. Da$a Pe$)!,a&a! Mater) Ge!et)

Pengaruh lingkungan 6uga digambarkan oleh adana trans8er gen se4ara horiontal

dalam suatu komunitas" Untuk organisme ang bere$roduksi se4ara aseksual terda$at


19/22

8enomena umum beru$a ter6adina rekombinasi genetik antar kelom$ok ang tidak

sekerabat" Trans8er gen sema4am ini telah diketahui se6ak tahun '


20/22

=engan adana trans8er gen se4ara horiontal ini maka s$esies dan genus bakteri

sebaikna dilihat sebagai kelom$ok organisme ang memiliki suatu inti struktur

kromosom ang umum dimiliki kelom$ok tersebut dengan kemungkinan bah(a indiCidu

ber$otensi menerima gen a$a$un dari kelom$ok ang tidak sekerabat" Menurut Young

)dalam Pangastuti! -++.0 $erubahan eColusioner diasumsikan ter6adi melalui seleksi alam

dari mutasi dalam genom ang relati8 stabil" Pengaruh lingkungan ber8ungsi untuk

menginduksi $erubahan! sehingga stabilitas meru$akan 8ungsi dari struktur genom"

Perubahan eColusi meru$akan hasil dari tekanan lingkungan" Genom $rokarota sangat

mudah mengalami mutasi karena se4ara alami la6u mutasina tinggi dan ditambah oleh

adana trans8er gen horiontal" Seleksi alam memegang $eran utama dalam

mem$ertahankan stabilitas suatu taksa ang telah ada atau menghasilkan $erubahan

ada$tasional ang akan menu6u eColusi suatu taksa baru"


21/22

BAB III

PENUTUP

Ke%)$#la!

'" Mutasi banak ter6adi $ada (aktu $roses sintesa =NA terutama $ada (aktu $enem$atan

basa $urin dan $irimidin ang mengalami @kesalahan" 1ila mutasi ini ter6adi $ada enim

$olmerase ang berhubungan dengan =NA! maka mutasi akan berlangsung dengan

8rekuensi ang relati8 tinggi" Hal ini dikarenakan tidak ada lagi kemam$uan dari enim

itu untuk bertugas mengatur $enem$atan basa $urin dan $irimidin" Mutagen meru$akan

sena(a kimia atau 8aktor 8isika(i ang da$at menebabkan mutasi"

-" Ada , mekanisme $er$indahan materi genetik aitu ang $ertama dengan trans8ormasi!

kemudian kon6ugasi dan ang terakhir transduksi"


22/22

DAFTAR RUJUKAN

>am$bell! et all " -++-" 1iologi edisi % 6ilid '" 9akarta& Erlangga"

=arkuni! NoCiar" -++'" Mikrobiologi )1akteriologi! :irologi dan Mikologi0" Malang& UniCersitas

Negeri Malang"

Gardner! E"9"! dkk" -+++" Prin4i$le o8 Geneti4" Ne( York& >hi4hester71risbane7Toronto7

Singa$ore& 9ohn ;ile and Sons In4"

Le(in! 1en6amin" -++*" !enes "###. United States o8 Ameri4a& Pearson Prenti4e Hall PearsonEdu4ation! In4"

Pangastuti! Artini. -++.. =e8inisi S$esies Prokarota 1erdasarkan Urutan 1asa Gen Penandi

'.s r5NA dan Gen Penandi Protein" $#%D#"E&S#'(S. 2),0& -

genetika mikroba makalah

Documents