Pewarisan sifat seperti warna mata dan bentuk hidung merupakan pewarisan sifat yang tidak berbahaya. Pewarisan sifat menjadi masalah yang serius ketika gen-gen yang diwariskan menyebabkan kelainan atau penyakit hereditas yang menimbulkan cacat atau kematian.
PENGERTIAN KELAINAN DAN PENYAKIT GENETIK
Kelainan dan penyakit genetik memiliki pengertian yang berbeda. Namun, pada pembahasan hereditas manusia ini istilah kelainan dan penyakit genetik disatukan.
Kelainan genetik (genetic abnormality) merupakan penyimpangan dari sifat umum atau sifat rata-rata manusia.
Oleh karena terjadi penyimpangan dari rata-rata fenotip, orang yang mengalami kelainan genetik biasanya jarang atau tidak umum dijumpai dalam masyarakat. Contoh kelainan genetik adalah polidaktili (berjari banyak) dan albinisme (tubuh tidak memiliki melanin, sehingga berwarna pucat). Penyakit genetik {genetic disorder) merupakan penyakit yang muncul karena tidak berfungsinya faktor-faktor genetik yang mengatur struktur dan fungsi fisiologi tubuh manusia. Penyakit genetik menyebabkan masalah medis yang bervariasi. Misalnya, penyakit anemia karena sel darah merah berbentuk bulan sabit dan penyakit hemofilia yang menyebabkan darah sukar membeku saat luka sehingga perdarahan dapat berlebihan.
PENYEBAB KELAINAN DAN PENYAKIT GENETIK
Kelainan dan penyakit genetik pada manusia disebabkan oleh mutasi gen. Mutasi gen merupakan perubahan susunan gen yang umumnya tidak sempurna atau cacat. Oleh karena itu, alel mutan bersifat resesif, sedangkan alel normalnya dominan. Namun, ada juga mutasi yang bersifat dominan, seperti yang akan kita bahas kemudian.
Berdasarkan sifat alelnya, kelainan dan penyakit genetik dapat digolongkan sebagai berikut.
- Kelainan dan penyakit genetik yang disebabkan faktor alel tunggal autosomal yang dominan.
- Kelainan dan penyakit genetik yang disebabkan faktor alel tunggal autosomal yang resesif.
- Kelainan dan penyakit genetik yang disebabkan alel tertaut dengan kromosom seks/kelamin.
- Kelainan dan penyakit genetik yang disebabkan oleh pengaruh aberasi kromosom.
JENIS KELAINAN DAN PENYAKIT GENETIK
Jenis kelainan dan penyakit genetik pada manusia dapat, digolongkan berdasarkan penyebabnya, yaitu adanya kelainan dan penyakit genetik karena pewarisan alei resesi* autosomal, alel dominan autosomal, alel resesi f tertaut kromosom kelamin X, serta adanya aberasi jumlah dan struktur kromosom
Kelainan dan Penyakit yang Disebabkan Alel Resesif Autosomal
Banyak kelainan genetik diketahui diwarisi sebagai sifat resesif sederhana. Kelainan-kelainan ini memiliki tingkat keparahan yang berbeda-beda mulai dari sifat yang relatif tidak berbahaya, seperti albinisme (tidak adanya pigmen kulit), hingga ke keadaan yang mengancam kehidupan, seperti fibrosis sistik.
Perlu diingat bahwa gen mengkode protein yang memiliki fungsi khusus. Alel yang menyebabkan kelainan genetik mengkode protein yang tidak berfungsi atau tidak mengkode protein sama sekali. Dalam kasus kelainan yang diklasifikasikan sebagai resesif, heterozigot dikatakan normal
dalam fenotipnya karena satu salinan alel yang "normal" tersebut menghasilkan jumlah protein khusus yang cukup banyak. Dengan demikian, suatu penyakit yang diwarisi secara resesif muncul hanya dalam individu homozigot yang mewarisi satu alel resesif dari setiap orang tua. Genotip orang tersebut dapat dilambangkan sebagai aa, dan individu yang tidak memiliki kelainan tersebut dengan AA atau Aa. Heterozigot (Aa) yang secara fenotip normal, disebut karier dari kelainan ini, karena orang-orang seperti ini dapat saja menurunkan alel resesif tersebut kepada keturunan mereka.
Sebagian besar orang yang memiliki kelainan resesif lahir dari orang tua berfenotip normal yang keduanya merupakan karier. Perkawinan antara dua karier sesuai dengan persilangan F1 Mendelian (Aa x Aa), dengan zigot yang memiliki peluang % untuk mewarisi dosis alel ganda resesif (aa). Seorang anak berfenotip normal dari persilangan demikian memiliki peluang % untuk menjadi karier. Rasio genotipik untuk keturunan ini adalah 1AA : 2Aa : 1 aa. Jadi, dua dari tiga keturunan yang memiliki fenotip normal-AA atau Aa- diprediksikan akan menjadi normal heterozigot (karier).
 |
| pola pewarisan kelainan atau penyakit genetik melalui alel resesif autosomal |
Homozigot resesif juga dihasilkan dari perkawinan Aa x aa dan aa x aa, tetapi jika kelainan itu mematikan sebelum umur reproduktif atau mengakibatkan kemandulan, tidak akan ada individu aa yang akan bereproduksi. Bahkan apabila homozigot resesif itu dapat bereproduksi, individu seperti ini memiliki persentase populasi yang jauh lebih kecil daripada normal heterozigot. Berikut ini akan dibahas tiga contoh penyakit genetik yang diwariskan secara resesif.
Anemia Sel Sabit
Penyakit warisan yang paling lazim di antara orang kulit hitam adalah penyakit anemia sel sabit, yang menyerang satu dari 400 orang Afro-Amerika. Penyakit anemia sel sabit disebabkan oleh substitusi suatu asam amino tunggal dalam protein hemoglobin berisi sel-sel darah merah. Ketika kandungan oksigen darah individu yang diserang itu rendah (misalnya pada saat berada di tempat yang tinggi atau pada waktu mengalami ketegangan fisik), hemoglobin sel sabit akan mengubah bentuk sel-sel darah merah menjadi bentuk sabit.
 |
| Sel darah merah normal dan sel darah merah berbentuk sabit |
Perkawinan Individu Normal dengan Penderita Anemia Sel Sabit
P1:
fenotip : normal X anemia sel sabit
genotip : SS ss
gamet : S s
F1 : 100% Ss normal heterozigot
P2 :
genotip : Ss X Ss
fenotip : S S
s s
F2 :
25% normal (SS)
50% normal heterozigot (Ss)
25% anemia sel sabit (ss)
Individu yang memiliki anemia gel sabit disimbolkan dengan ss. Orang sehat memiliki genotip SS. Individu dengan genotip heterozigot disimbolkan Ss. Bila individu yang mengidap penyakit ini menikah dengan individu yang sehat (SS x ss), anak-anaknya akan nampak sehat semua (Ss). Bila anak tersebut menikah dengan individu yang bergenotip sama, anak-anaknya akan memiliki rasio genotip 1:2:1. Sebaliknya, rasio fenotipnya adalah 1 orang mengalami anemia sel sabit : 3 orang sehat.
Individu heterozigot untuk alel sel sabit dikatakan memiliki sifat sel sabit. Karier penyakit ini biasanya sehat, walaupun sebagian kecil heterozigot mengalami beberapa gejala penyakit sel sabit apabila terdapat kekurangan oksigen yang berkelanjutan. Kira-kira satu dari sepuluh orang Afro-Amerika memiliki sifat sel sabit, suatu frekuensi heterozigot yang lebih tinggi dari biasanya untuk alel dengan pengaruh yang sangat merusak dalam keadaan homozigot
Alasan banyaknya muncul alel ini tampaknya karena pada lingkungan tertentu alel heterozigot memiliki suatu keunggulan. Heterozigot yang memiliki salinan alel sel sabit memiliki daya tahan terhadap malaria.
Walaupun relatif sulit terjadi dua karier dari alel yang sama ini akan bertemu dan kawin, peluangnya sangat meningkat jika lelaki dan perempuannya merupakan kerabat dekat (misalnya, kakak beradik atau sepupu dekat). Peristiwa ini disebut perkawinan sekerabat ("darah yang sama") dan mereka ditandai dalam silsilah dengan garis ganda (=). Karena individu dengan leluhur yang sama lebih besar kemungkinannya untuk membawa alel resesif yang sama daripada orang yang tidak ada hubungan keluarga, perkawinan keluarga dekat akan lebih besar kemungkinannya menghasilkan keturunan yang homozigot untuk sifat resesif yang berbahaya.
Fibrosis Sistik
Kelainan genetik mematikan yang paling lazim di Amerikat Serikat adalah fibrosis sistik. Fibrosis sistik menyerang satu dari 2500 orang Eropa berkulit putih, tetapi jarang sekali ditemukan dalam kelompok lainnya. Satu dari 25 orang kulit putih (4%) adalah karier. Fibrosis sistik disebabkan oleh alel homozigot resesif (cc). Individu heterozigot (Cc) tidak menderita gejala penyakit ini, namun merupakan karier.
 |
| Organ dalam yang terkena Fibrosis sistik |
Kemungkinan seorang anak akan mendapatkan fibrosis sistik dari perkawinan kedua orang tuanya yang karier adalah 25%. Lihat diagram perkawinan berikut.
Perkawinan pada Individu Karier Fibrosis Sistik
P1:
fenotip : normal heteriozigot X normal heteriozigot
genotip : Cc Cc
gamet : C C
c c
c c
F2 :
25% normal (CC)
50% normal heterozigot (Cc)
25% fibrosis sistik (cc)
Alel normal untuk gen fibrosis sistik mengkode suatu protein membran yang berfungsi dalam pengangkutan ion klorida (CT) antara sel-sel tertentu dengan fluida ekstrasel. Saluran klorida ini rusak atau tidak ditemukan di dalam membran plasma pada anak-anak yang telah mewarisi dua dari alel-alel resesif yang menyebabkan fibrosis sistik.
Hasilnya adalah konsentrasi klorida ekstrasel yang jauh lebih tinggi dari biasanya, menyebabkan lendir yang menyelubungi sel-sel tertentu menjadi lebih tebal dan lebih pekat daripada dalam keadaan normal. Lendir ini menumpuk dalam pankreas, paru-paru, saluran pencernaan, dan organ-organ lain, sehingga memudahkan terjadinya infeksi bakterial.
Penepukan pada dada untuk menyingkirkan lendir dari saluran pernapasan, pemberian dosis harian antibiotik untuk mencegah infeksi, dan perawatan pencegahan lainnya dapat memperpanjang umur hidup penderita. Di Amerika Serikat, lebih dari separuh jumlah penderita fibrosis sistik mampu bertahan hidup hingga usia menjelang tiga puluh atau di atas tiga puluh tahun.
Galaktosemia
Sekitar setiap 100.000 kelahiran, ada satu alel homozigot resesif yang menyebabkan galaktosemia (gy). Individu yang normal memiliki alel GG, sedangkan individu karier memiliki alel Gg. Individu yang mendapatkan alel homozigot resesif, tubuhnya tidak dapat menghasilkan enzim yang dapat memecah laktosa. Pada keadaan normal seharusnya laktosa dirombak menjadi glukosa dan galaktosa, kemudian menjadi glukosa-l-fosfat (yang kemudian dirombak melalui proses glikolisis atau diubah menjadi glikogen).
 |
| Bayi yang terkena galaktosemia |
Kelainan dan Penyakit yang Disebabkan Alel Dominan Autosomal
Ada dua petunjuk yang membedakan bahwa alel dominan autosomal bertanggung jawab terhadap suatu karakter dibandingkan alel resesif autosomal. Pertama, karakter tersebut biasanya selalu muncul pada setiap generasi, dan diekspresikan dalam keadaan heterozigot.
Kedua, jika salah satu orang tua bersifat heterozigot dan yang lain bersifat homozigot resesif, ada peluang 50% bahwa anak- anaknya akan heterozigot.
Alel dominan yang mematikan jauh lebih sedikit ditemukan daripada alel resesif mematikan. Suatu alasan untuk perbedaan ini karena pengaruh alel dominan yang mematikan tidak tertutupi dalam heterozigot. Banyak alel dominan yang mematikan merupakan hasil terjadinya mutasi baru dalam gen pada sperma atau sel telur yang selanjutnya membunuh keturunan yang sedang berkembang. Oleh karenanya, individu yang tidak dapat bertahan hidup hingga mencapai kematangan reproduktif tidak akan mewariskan bentuk baru gen ini.
Hal ini berlawanan dengan mutasi resesif mematikan, yang akan kekal dari generasi ke generasi melalui reproduksi karier heterozigot yang memiliki fenotip normal.
Alel dominan mematikan dapat menyelamatkan diri dari kematian (tetap bertahan) jika alel ini diekspresikan lambat pada usia yang relatif tua. Akibatnya, alel tersebut menyebabkan kematian pada umur yang relatif lanjut. Namun, pada saat gejalanya terlihat nyata, individu ini mungkin saja telah memindahkan alel mematikan itu ke anak-anaknya. Berikut ini dibahas tiga contoh kelainan atau penyakit genetik yang diwariskan secara dominan.
Akondroplasia
Akondroplasia (achondroplasia) merupakan suatu karakter kekerdilan dengan kejadian satu kasus di antara setiap 10.000 orang. Individu heterozigot memiliki fenotip kerdil. Lihat Gambar 5.31. Oleh sebab itu, semua orang yang tidak kerdil akondroplastik, 99,99% dari populasi bersifat homozigot dengan alel resesif (kk).
 |
| Seseorang yang mengalami akondroplasia (kekerdilan) |
Akondroplasia disebabkan oleh tidak terbentuknya komponen tulang rawan pada kerangka tubuh secara benar. Individu akondroplasia dewasa memiliki kaki dan lengan yang tidak normal (pendek) dengan tinggi tubuh kurang dari 1,2 meter. Individu akondroplasia dengan alel heterozigot masih dapat bereproduksi.
Brakidaktili
 |
| Jari tengah pada tangan kanan ang mengalami brakidaktili |
Huntington
Huntington merupakan suatu penyakit degeneratif yang: menyerang sistem saraf. Penderita menggelengkan kepala pada satu arah. Huntington disebabkan oleh alel dominan (H). Dengan satu alel H saja semua individu yang heterozigot akan mendapatkan Huntington. Individu yang normal memiliki alel resesif (hh).
Penyakit Huntington tidak memiliki pengaruh fenotipik nyata sampai individu yang bersangkutan berusia kira-kira 35 hingga 45 tahun. Begitu perusakan sistem saraf dimulai, tidak ada jalan untuk memulihkannya dan berakibat fatal. Setiap anak yang terlahir dari orangtua yang memiliki alel untuk penyakit Huntington memiliki peluang 50% untuk mewarisi alel dan kelainan tersebut.
Misalnya pada perkawinan individu Huntington heterozigot dengan individu normal pada diagram berikut
Dahulu tidak mungkin menyatakan seseorang memiliki risiko terkena penyakit Huntington, namun kini semuanya telah berubah. Dengan menganalisis sampel DNA dari keluarga besar dengan risiko yang tinggi untuk penyakit ini, ahli genetika molekuler telah menemukan bahwa alel Huntington terletak di suatu lokus di dekat ujung kromosom. Kini keberadaan alel ini dalam genom suatu individu telah diketahui.
Kelainan dan
Penyakit yang Disebabkan Alel Resesif Tertaut Kromosom Seks X
Pada manusia, istilah tertaut seks biasanya menunjuk pada karakter-karakter yang tertaut kromosom X.
Para ayah mewariskan alel tertaut kromosom X pada semua anak perempuannya, tetapi tidak satu pun pada anak laki-lakinya. Sebaliknya, para ibu dapat mewariskan alel tertaut seks pada anak laki-laki maupun anak perempuan.
Jika suatu sifat tertaut seks disebabkan oleh alel resesif, seorang anak perempuan akan memperlihatkan fenotipnya hanya jika dia merupakan homozigot. Karena anak laki-laki hanya memiliki satu lokus, istilah homozigot dan heterozigot tidak memiliki arti untuk menggambarkan gen-gen tertaut seks. Hemizigot merupakan istilah yang digunakan dalam kasus-kasus semacam tersebut. Setiap anak laki-laki yang mendapat alel resesif dari ibunya akan memperlihatkan sifat ini. Karena alasan tersebut, anak laki-laki jauh lebih banyak memiliki kelainan-kelainan yang diturunkan oleh alel-alel resesif yang tertaut seks dibandingkan anak perempuan.
Seperti yang telah dibahas, tautan terjadi ketika gen-gen terletak pada kromosom yang sama. Tautan seks terjadi saat gen-gen tertentu berada di dalam kromosom seks. Gen-gen ini sama sekali tidak berkaitan dengan determinasi seks. Gen- gen tersebut secara kebetulan saja berada di dalam kromosom X atau Y.
Kromosom Y serupa dengan kromosom X, namun dengan sedikit bagian yang hilang. Oleh karena kromosom Y berukuran lebih kecil, alel-alel yang berada di dalamnya juga lebih sedikit.
Buta warna
Buta wama merupakan kelainan pada individu yang tidak mampu membedakan seluruh atau beberapa warna (misalnya hijau dan merah). Individu yang buta terhadap wama hijau dan merah dikarenakan individu tersebut tidak memiliki reseptor yang dapat mendeteksi cahaya pada panjang gelombang hijau atau merah.
 |
| Perkawinan Individu Buta Warna |
Buta warna merupakan karakter resesif yang tertaut pada kromosom X. Buta warna lebih sering dijumpai pada laki-laki daripada perempuan. Anak laki-laki akan memperoleh cacat turunan ini jika ibunya seorang karier atau penderita buta warna. Buta warna disebabkan oleh alel resesif c, sedangkan penglihatan normal disebabkan oleh alel dominan C. Perempuan normal memiliki dua macam genotip, yaitu homozigot dominan XCXC dan heterozigot atau karier (XCXC). Perempuan penderita buta warna memiliki genotip homozigot resesif (XCXC). Laki-laki normal hanya memiliki satu macam genotip, yaitu XCY, sedangkan laki-laki penderita buta wama memiliki genotip XCY. Orang tua yang normal penglihatannya dapat memiliki anak laki-laki yang buta wama jika ibunya seorang karier. Perhatikan diagram di atas.
Distrofi otot (duchenne muscular dystrophy)
Salah satu kelainan tertaut kromosom X pada manusia yang jauh lebih serius dibandingkan buta warna adalah distrofi otot. Distrofi otot diderita oleh sekitar satu dari setiap 3500 laki-laki yang lahir di Amerika Serikat. Lihat Gambar 5.35. Orang-orang yang memiliki kelainan distrofi otot jarang yang dapat hidup melewati umur 20 tahun. Kelainan tersebut ditandai dengan makin melemahnya otot- otot dan hilangnya koordinasi. Para peneliti telah melacak penyebab kelainan tersebut, yaitu tidak adanya satu protein otot penting yang disebut distrofin dan telah menelusuri gen untuk protein ini sampai ke sebuah lokus yang spesifik pada kromosom X. Penemuan-penemuan ini pada akhirnya dapat mengarah pada perawatan untuk mencegah perkembangan • kelainan tersebut.
 |
| Perbadingan otot normal dan otot distrofi |
Hemofilia juga merupakan penyakit yang disebabkan alel resesif yang tertaut kromosom X. Kasus hemofilia terjadi pada satu laki-laki di antara 7.000 orang. Hemofilia merupakan sifat resesif tertaut seks yang disebabkan oleh tidak adanya protein tertentu yang diperlukan untuk penggumpalan darah. Para penderita hemofilia mengalami perdarahan yang berleSihan ketika terluka. Individu yang memiliki kelainan hemofilia yang sangat serius dapat mengalami perdarahan sampai mengalami kematian akibat luka-luka kecil seperti lecet, memar, atau teriris.
 |
| Perkawinana Individu Hemofilia |
Jika seorang ibu karier hemofilia, seluruh anak laki- lakinya pasti mewarisi penyakit tersebut, karena anak laki- laki selalu mendapat kromosom X dari ibunya. Perhatikan diagram perkawinan WHIWI
Anak perempuan jarang sekali menderita penyakit hemofilia, kecuali bila ibunya karier dan ayahnya penderita hemofilia. Perhatikan diagram berikut ini.
 |
| Ibu Karier hemofilia dan ayah penderita hemofilia |
Hemofilia memiliki sejarah yang menarik. Orang-orang Yahudi kuno telah memiliki sedikit pemahaman mengenai pola hereditas hemofilia. Anak laki-laki yang dilahirkan oleh para perempuan yang memiliki sejarah hemofilia dari keluarganya dibebaskan dari kewajiban untuk disunat. Kelainan hemofilia tertaut seks telah banyak diderita keluarga-keluarga kerajaan di Eropa.
Penderita hemofilia yang pertama dari keturunan bangsawan tampaknya adalah Leopold, anak laki-laki Ratu Victoria (1819-1901) dari Inggris. Alel resesif untuk hemolifia tersebut kemungkinan pertama kali muncul pada keluarga kerajaan melalui terjadinya mutasi pada salah satu kromosom seks milik ayah atau ibu Ratu Victoria. Hal ini menjadikan Ratu Victoria seorang karier. Leopold bertahan hidup sampai menjadi ayah dari seorang anak perempuan yang juga menjadi karier, yang mewariskan kelainan hemofilia pada salah satu anak laki-lakinya. Hemofilia pada akhirnya terbawa ke keluarga kerajaan Prusia, Rusia, dan Spanyol melalui perkawinan dua anak perempuan Ratu Victoria.
 |
| Sebagian peta silsilah keturunan Ratu Victoria di Inggris yang menunjukkan hemofilia pada laki-laki |
Nama sindrom fragile diambil dari penampakan fisik kromosom X yang tidak normal. Bagian kromosom X mengalami konstriksi (pelekukan) di bagian ujung lengan kromosom yang panjang. Bagian ujung konstriksi tersebut bergantung pada sehelai tipis untaian DNA. Anak-anak yang menderita sindrom fragile X sekitar satu orang pada setiap 1500 anak laki-laki dan sekitar satu orang pada setiap 2500 anak perempuan. Penderita sindrom fragile X mengalami terbelakang secara mental. Dari semua bentuk keterbelakangan mental yang disebabkan oleh faktor genetik, bentuk yang paling umum adalah fragile X.
Penurunan sifat fragile X memiliki pola yang kompleks. Sindrom tersebut memiliki pola yang lebih umum ketika kromosom yang tidak normal diwarisi dari sang ibu dan bukan dari sang ayah. Hal tersebut sesuai dengan kelainan yang lebih umum terjadi pada laki-laki. Jika seorang laki-laki mewarisi kromosom fragile X, kromosom tersebut pasti diperoleh dari ibunya.
 |
| Karakteristik penderita sindrom fragile X |
Kelainan dan Penyakit yang Disebabkan Adanya Aberasi Jumlah dan Struktur Kromosom
Kita telah mengetahui bahwa kelainan dan penyakit genetik pada manusia disebabkan oleh mutasi gen. Namun, kelainan dan penyakit genetik juga dapat disebabkan oleh aberasi kromosom (mutasi kromosom). Aberasi kromosom meliputi perubahan pada jumlah dan struktur kromosom.
Pencegahan Kelainan dan Penyakit Genetik
Kelainan dan penyakit genetik merupakan sifat yang diturunkan dari orangtua kepada anaknya. Oleh karena itu kelainan dan penyakit genetik tidak menular, melainkan diwariskan. Karena bersifat bawaan, kelainan dan penyakit genetik hingga saat ini belum dapat disembuhkan. Beberapa jenis kelainan dan penyakit genetik tersebut bersifat mematikan, sedangkan sebagian besar lainnya menyebabkan penderita perlu menjalani terapi atau menjadi cacat seumur hidup.
Pencegahan kelainan dan penyakit genetik dapat dilakukan dengan mencegah pernikahan dengan kerabat dekat. Hal tersebut dapat mengurangi resiko terwariskannya alel-alel mematikan yang bersifat resesif dari kedua orangtua sehingga kelainan dan penyakit genetik tersebut muncul. Tindakan lain yang dapat dilakukan adalah pengujian adanya kelainan dan penyakit genetik pada janin. Pengujian tersebut terutama dilakukan apabila keluarga besar pasangan suami-istri memiliki sejarah mengidap suatu kelainan dan penyakit genetik tertentu.
1 comments:
YES
Post a Comment