Mutasi nonsense terjadi ketika urutan nukleotida dalam DNA diubah sedemikian rupa sehingga menghentikan urutan normal asam amino dalam protein akhir. Dalam dogma sentral biologi, DNA ditransformasikan menjadi RNA, yang kemudian diterjemahkan menjadi protein.
Protein adalah urutan asam amino tertentu yang memberikan fungsi tertentu ke dalam sel. Urutan asam amino menentukan peran ini oleh sifat-sifat yang dikandungnya dan cara mereka berinteraksi.
Dalam DNA, masing-masing asam amino ditunjuk oleh serangkaian tiga nukleotida, yang disebut kodon. Ada sekitar 21 asam amino yang dapat ditunjuk oleh sistem ini. Ada juga dua sinyal penting lainnya, “START” dan “STOP”. Sinyal-sinyal ini memungkinkan ribosom yang menyusun protein untuk mengetahui di mana harus memulai, dan di mana untuk mengakhiri. Mutasi nonsense mengubah kodon untuk asam amino menjadi kodon untuk sinyal “STOP”.
Ini benar-benar mengubah struktur protein, karena apa pun diabaikan setelah sinyal “STOP” . Ribosom memotong protein yang tidak lengkap, dan terus berjalan. Tanpa sisa rantai asam amino, protein dapat berfungsi dan terbentuk sepenuhnya berbeda dari sebelumnya. Mutasi nonsense dapat memiliki tiga hasil dasar.
Hasil Mutasi nonsense
Merusak
Sebagian besar mutasi dapat merusak, yang berarti mereka menyebabkan penurunan kebugaran keseluruhan dan keberhasilan reproduksi organisme. Mutasi nonsense akan termasuk dalam kategori ini jika mutasi memengaruhi protein fungsional yang penting.
Bayangkan jika mutasi nonsense ditemukan dalam DNA yang dikodekan untuk protein saluran ion. Jika protein ini tidak lengkap, ia tidak dapat berfungsi untuk mengangkut ion dengan baik melintasi membran. Ini akan merusak organisme dengan mutasi nonsense.
Fibrosis kistik adalah kelainan genetik yang disebabkan oleh mutasi nonsense yang melakukan hal itu. Protein yang dipengaruhi oleh mutasi nonsense pada fibrosis kistik adalah protein pengatur untuk saluran ion.
Tanpa kemampuan untuk memindahkan ion dengan benar, orang dengan fibrosis kistik sering memiliki masalah pernapasan yang disebabkan oleh penumpukan lendir karena ion yang tidak diatur dalam sistem mereka. Distrofi otot Duchenne adalah penyakit lain yang disebabkan oleh mutasi nonsense, dan ada banyak contoh lainnya.
Netral
Mutasi netral terjadi ketika efek dari mutasi tidak terdeteksi. Bayangkan mutasi ditemukan tepat sebelum asam amino terakhir dalam protein. Lebih lanjut, asam amino akhir ini benar-benar tidak perlu untuk fungsi aktual protein dalam sel.
Jika ini masalahnya, mutasi nonsense tidak akan menghasilkan efek sama sekali. Protein akan terus berfungsi, bahkan tanpa asam amino final. Dalam hal ini, tidak ada yang benar-benar berubah untuk organisme.
Bermanfaat
Jenis mutasi yang paling tidak umum adalah mutasi yang menguntungkan. Ini adalah mutasi di mana protein berubah sedemikian rupa sehingga meningkatkan kebugaran dan keberhasilan reproduksi organisme. Namun, sangat tidak mungkin bahwa mutasi nonsense akan bermanfaat.
Hanya dalam keadaan yang paling jarang, mutasi nonsense mungkin bermanfaat jika mengubah protein yang dipengaruhinya, entah bagaimana memberikan manfaat bagi organisme. Bayangkan jika mutasi nonsense mempengaruhi protein yang secara tidak sengaja mengangkut racun ke dalam sel.
Dalam lingkungan yang penuh dengan racun, protein yang disfungsional mungkin menjadi obat untuk terus-menerus dibombardir dengan racun. Jika protein tidak lagi mengangkut toksin ke dalam, sel-sel tidak perlu khawatir tentang hal itu.
Dalam keadaan yang bahkan lebih tidak mungkin, mutasi nonsense sepenuhnya dapat mengubah fungsi protein. Dalam hal ini, itu mungkin mengubah protein untuk tidak mengangkut toksin, melainkan menghancurkan atau mengikatnya.
Ini juga bisa menjadi kasus di mana mutasi nonsense menjadi bermanfaat. Dalam keadaan yang paling ekstrem, mutasi nonsense dapat mengambil protein yang digunakan untuk satu proses, dan membuat protein aktif yang sama sekali baru dengan memotong yang lain menjadi beberapa bagian. Sebagian besar ini ada hubungannya dengan protein yang tepat terkena dan efek yang dihasilkan pada organisme.
Contoh Mutasi Nonsense
Di bawah ini adalah bagan dari beberapa mutasi titik, atau mutasi nukleotida tunggal. Mutasi nonsense bisa dilihat di tengah.
Dalam hal ini, kodon asli bertuliskan “TTC”. Ini disebut mRNA dengan kodon “AAG”, yang kemudian menghasilkan lisin dalam rantai asam amino. Mutasi yang tidak masuk akal akan mengubah “T” pertama menjadi “A”. Ini membuat kodon pertama “ATC”. Segmen mRNA yang sesuai, “UAG”, adalah sinyal ke ribosom untuk menghentikan rantai. Tidak seperti mutasi lainnya, ini mengakhiri keseluruhan rantai.
Ini mungkin mengapa mutasi nonsense sering terlihat. Tidak mungkin mutasi ini tidak mempengaruhi protein yang dihasilkan. Mengingat bahwa semua asam amino berperan dalam protein, membaginya pada titik mana pun kemungkinan akan mengubah cara ia berinteraksi dengan lingkungan. Bahkan jika hanya beberapa asam amino yang hilang, ini bisa menjadi asam amino eksternal penting yang menempelkan protein ke membran sel atau membantunya berinteraksi dengan sel lain.
