Agak membingungkan tentunya saat membaca kata-kata ‘nonsense’ yang
kalau diterjemahkan berarti omong kosong. Apalagi kali ini disatukan
dengan kata-kata ‘mutasi’ yang seringkali dibicarakan oleh orang-orang
yang membidangi bioteknologi atau biologi molekuler. Hal ini semakin
membangkitkan rasa ingin tahu kita tentang apa hubungan kedua kata ini.
Topik mutasi nonsense ini merupakan fitur berita yang diturunkan oleh
majalah ilmiah Nature edisi 8 Desember 2005. Di dalam berita yang
berjudul ‘Running the red light‘ tersebut editor senior rubrik ‘Berita dan Fitur‘
majalah ilmiah Nature, Claire Ainsworth, mencoba menjelaskan kegagalan
sebuah proses translasi protein, dengan adanya ‘kodon stop’ dalam
sekuens gen, akibat adanya mutasi, ternyata dapat dijadikan sumber
informasi bermanfaat untuk mendisain proses terapi. Kegagalan translasi
protein akibat mutasi, kedengarannya sangat berbahaya, tapi ternyata
bermanfaat.
Mutasi nonsense
Dalam genetika, mutasi nonsense adalah sebuah mutasi titik (point mutation) di dalam sekuens DNA yang menghasilkan ‘kodon stop’ prematur (juga dikenal dengan sebutan kodon nonsense) dalam mRNA transkripsi, serta kemungkinan menghasilkan protein yang terpotong dan umumnya tidak berfungsi (Answer.com).
Contoh sederhana, pada sekuens DNA dengan panjang 24 basa nukleotida (8 triplet), dan diterjemahkan (translasi) menjadi protein yang tersusun dari 7 asam amino, ditambah satu perhentian (stop) pada triplet terakhir (triplet kedelapan), sebagai berikut:
TAC TGA GTG GCT CGC GCA TCG ACT => DNA
AUG ACU CAC CGA GCG CGU AGC UGA => mRNA
Met Thr His Arg Ala Arg Ser Stop => Protein
Seandainya ada mutasi nonsense, di dalam triplet keempat, pada sekuens DNA (GCT), G (guanosin) digantikan oleh A (adenosin) menjadi ACT, maka akan terjadi ‘kodon stop’ pada transkripsi mRNA (dikodekan dengan triplet UGA pada mRNA). Dengan adanya mutasi nonsense tersebut, DNA akan mentranskripsikan mRNA serta menerjemahkan protein sebagai berikut:
AUG ACU CAC UGA CGC CGU AGC UGA => mRNA
Met Thr His Stop => Protein
Pada contoh kasus di atas, protein tersusun atas 3 asam amino hasil penerjemahan 3 triplet mRNA saja, karena pada triplet keempat ditemukan ‘kodon stop’ atau triplet perhentian penerjemahan. Hal inilah yang dimaksud dengan kegagalan translasi protein (menghasilkan ‘kodon stop’ prematur) akibat mutasi nonsense.
Bahaya mutasi nonsense
Jika mutasi nonsense terjadi pada gen normal, jelas akan sangat tidak menguntungkan bahkan bisa sangat berbahaya, karena ekspresi gen yang mengalami mutasi ini, tidak akan sempurna, dan mungkin akan menimbulkan penampakan (fenotipe) yang tidak normal. Misalnya sebagaimana yang disampaikan oleh Michael dkk (1996) atas mutasi nonsense pada gen ‘lit‘ yang berperan dalam pembentukan hormon pertumbuhan di hipotalamus tikus, menghasilkan penampakan badan yang kerdil dibandingkan yang normal disertai beberapa gangguan metabolisme tubuh.
Mutasi nonsense ini juga secara alamiah ditemukan di dunia, misalnya pada gen resesif terpaut kromosom X penyebab ‘duchenne muscular dystrophy‘ (DMD) dan gen resesif penyebab ‘cystic fibrosis‘ (CF) pada manusia.
DMD adalah sebuah penyakit bawaan lahir yang hanya ditemukan pada anak laki-laki, ditandai dengan kelemahan otot berawal dari kaki dan panggul, membuat anak terlambat untuk mampu berdiri hingga lebih dari umur 6 tahun. Wagner dkk (2001) menyebutkan bahwa DMD ini disebabkan oleh mutasi pada gen terpaut kromosom X (bersifat resesif), yang menyebabkan penghentian prematur pada translasi distropin, yaitu salah satu protein yang berperan dalam pembentukan sel-sel tulang dan serat-serat otot.
CF adalah sebuah penyakit bawaan lahir pada kelenjar eksokrin, yang berakibat mempengaruhi paru-paru, kelenjar keringat, dan sistem pencernaan (gangguan pernapasan dan pencernaan kronis). Shoshani dkk (1992) menemukan bahwa pada pasien CF terdapat mutasi nonsense pada kromosom no 16 dan 22 dan diberi kode W1282X.
Tentu saja ketiga contoh di atas hanyalah sebagian kecil dari berbagai kasus mutasi nonsense yang ada.
Memanfaatkan pengetahuan mutasi nonsense
Dengan adanya pengetahuan tentang mutasi nonsense ini, peneliti-peneliti sejak satu dekade yang lalu mencoba mendisain suatu proses terapi, dimana pada wilayah mutasi nonsense ini translasi protein bisa tetap berjalan, dan mengabaikan ‘kodon stop’ sehingga tidak perlu ada penghentian secara prematur. Proses ini diibaratkan menjalankan kendaraan menerobos lampu merah.
Akhirnya berhasil ditemukan suatu proses yang disebut ‘nonsense mediated mRNA decay‘ (NMD). Hal ini dijelaskan secara jelas dalam review yang disampaikan oleh Wilkinson (2005) di jurnal ‘Trends in Genetics‘. Salah satu hasilnya adalah PTC124, calon obat terapi untuk menjalankan proses tersebut di dalam sel, yang saat ini sedang menunggu uji klinis. Apakah ini sebuah omong kosong ? Kita tunggu saja.
http://www.kamusilmiah.com/biologi/mutasi-nonsense-ibarat-pedang-bermata-dua/
Mutasi nonsense
Dalam genetika, mutasi nonsense adalah sebuah mutasi titik (point mutation) di dalam sekuens DNA yang menghasilkan ‘kodon stop’ prematur (juga dikenal dengan sebutan kodon nonsense) dalam mRNA transkripsi, serta kemungkinan menghasilkan protein yang terpotong dan umumnya tidak berfungsi (Answer.com).
Contoh sederhana, pada sekuens DNA dengan panjang 24 basa nukleotida (8 triplet), dan diterjemahkan (translasi) menjadi protein yang tersusun dari 7 asam amino, ditambah satu perhentian (stop) pada triplet terakhir (triplet kedelapan), sebagai berikut:
TAC TGA GTG GCT CGC GCA TCG ACT => DNA
AUG ACU CAC CGA GCG CGU AGC UGA => mRNA
Met Thr His Arg Ala Arg Ser Stop => Protein
Seandainya ada mutasi nonsense, di dalam triplet keempat, pada sekuens DNA (GCT), G (guanosin) digantikan oleh A (adenosin) menjadi ACT, maka akan terjadi ‘kodon stop’ pada transkripsi mRNA (dikodekan dengan triplet UGA pada mRNA). Dengan adanya mutasi nonsense tersebut, DNA akan mentranskripsikan mRNA serta menerjemahkan protein sebagai berikut:
AUG ACU CAC UGA CGC CGU AGC UGA => mRNA
Met Thr His Stop => Protein
Pada contoh kasus di atas, protein tersusun atas 3 asam amino hasil penerjemahan 3 triplet mRNA saja, karena pada triplet keempat ditemukan ‘kodon stop’ atau triplet perhentian penerjemahan. Hal inilah yang dimaksud dengan kegagalan translasi protein (menghasilkan ‘kodon stop’ prematur) akibat mutasi nonsense.
Bahaya mutasi nonsense
Jika mutasi nonsense terjadi pada gen normal, jelas akan sangat tidak menguntungkan bahkan bisa sangat berbahaya, karena ekspresi gen yang mengalami mutasi ini, tidak akan sempurna, dan mungkin akan menimbulkan penampakan (fenotipe) yang tidak normal. Misalnya sebagaimana yang disampaikan oleh Michael dkk (1996) atas mutasi nonsense pada gen ‘lit‘ yang berperan dalam pembentukan hormon pertumbuhan di hipotalamus tikus, menghasilkan penampakan badan yang kerdil dibandingkan yang normal disertai beberapa gangguan metabolisme tubuh.
Mutasi nonsense ini juga secara alamiah ditemukan di dunia, misalnya pada gen resesif terpaut kromosom X penyebab ‘duchenne muscular dystrophy‘ (DMD) dan gen resesif penyebab ‘cystic fibrosis‘ (CF) pada manusia.
DMD adalah sebuah penyakit bawaan lahir yang hanya ditemukan pada anak laki-laki, ditandai dengan kelemahan otot berawal dari kaki dan panggul, membuat anak terlambat untuk mampu berdiri hingga lebih dari umur 6 tahun. Wagner dkk (2001) menyebutkan bahwa DMD ini disebabkan oleh mutasi pada gen terpaut kromosom X (bersifat resesif), yang menyebabkan penghentian prematur pada translasi distropin, yaitu salah satu protein yang berperan dalam pembentukan sel-sel tulang dan serat-serat otot.
CF adalah sebuah penyakit bawaan lahir pada kelenjar eksokrin, yang berakibat mempengaruhi paru-paru, kelenjar keringat, dan sistem pencernaan (gangguan pernapasan dan pencernaan kronis). Shoshani dkk (1992) menemukan bahwa pada pasien CF terdapat mutasi nonsense pada kromosom no 16 dan 22 dan diberi kode W1282X.
Tentu saja ketiga contoh di atas hanyalah sebagian kecil dari berbagai kasus mutasi nonsense yang ada.
Memanfaatkan pengetahuan mutasi nonsense
Dengan adanya pengetahuan tentang mutasi nonsense ini, peneliti-peneliti sejak satu dekade yang lalu mencoba mendisain suatu proses terapi, dimana pada wilayah mutasi nonsense ini translasi protein bisa tetap berjalan, dan mengabaikan ‘kodon stop’ sehingga tidak perlu ada penghentian secara prematur. Proses ini diibaratkan menjalankan kendaraan menerobos lampu merah.
Akhirnya berhasil ditemukan suatu proses yang disebut ‘nonsense mediated mRNA decay‘ (NMD). Hal ini dijelaskan secara jelas dalam review yang disampaikan oleh Wilkinson (2005) di jurnal ‘Trends in Genetics‘. Salah satu hasilnya adalah PTC124, calon obat terapi untuk menjalankan proses tersebut di dalam sel, yang saat ini sedang menunggu uji klinis. Apakah ini sebuah omong kosong ? Kita tunggu saja.
http://www.kamusilmiah.com/biologi/mutasi-nonsense-ibarat-pedang-bermata-dua/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar