Contoh Mutagen Biologi, Kimia, Fisika Beserta Penjelasannya

tirto.id - Mutagen adalah faktor penyebab terjadinya mutasi. Mutagen berdasarkan sifatnya dapat berupa bahan kimia, fisika, dan biologi. Apa saja contoh mutagen fisika, kimia, dan biologi?

Sebelum memahami 3 jenis mutagen dan contohnya, perlu mengenal dulu hubungannya dengan mutasi gen. Mutasi, mutan, dan mutagen merupakan istilah yang sering dibahas dalam ilmu genetika.

Mutasi adalah perubahan materi genetik (gen atau kromosom) suatu sel. Mutasi gen atau mutasi titik terjadi karena perubahan struktur gen (DNA). Perubahan ini mengakibatkan asam amino yang dikode oleh gen berubah.

Mutagen adalah agen yang menyebabkan mutasi gen. Sementara itu, mutan merupakan sebutan untuk individu yang mengalami perubahan sifat (fenotipe) akibat mutasi gen.

Dampak mutasi bisa bervariasi, tergantung pada jenis mutagen dan individu organisme yang mengalami dampaknya. Mutan secara umum memiliki 3 karakteristik yang berhubungan dengan dampak mutasi.

Pertama, memiliki gen resesif, sehingga dalam keadaan homozigot karakter perubahannya belum dapat dilihat. Kedua, gen yang mengalami mutasi bersifat letal. Ketiga, individu yang mengalami mutasi hanya bisa berumur pendek, bahkan biasanya mati sebelum dilahirkan.

Jenis Mutagen Berdasarkan Sifatnya

Mutasi gen dapat terjadi karena beberapa jenis mutagen. Jenis mutagen berdasarkan sifatnya meliputi 3 macam, yakni mutagen kimia, mutagen fisika, dan mutagen biologi. Penjelasan tentang 3 jenis mutagen berdasarkan sifatnya itu adalah sebagai berikut:

1. Mutagen Kimia

Mutagen kimia adalah bahan kimia yang dapat menyebabkan mutasi gen. Contoh mutagen kimia adalah pestisida, kolkisin, gas mustrad, dan lain sebagainya.

Mutagen kimia umumnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia yang bersifat racun bagi tubuh. Senyawa tersebut dapat mengubah basa nukleotida di dalam DNA tubuh inang, sehingga struktur ikatan hidrogen berubah.

Mutagen kimia dapat dengan mudah terikat oleh lemak dan bersifat merusak karena mengandung racun yang tidak bisa larut di dalam air.

2. Mutagen Fisika

Mutagen fisika adalah zat fisis yang dapat menjadi penyebab mutasi. Contoh mutagen fisika adalah sinar ultraviolet (sinar UV), radioaktif, sinar X, dan lain sebagainya.

Mutagen fisika kebanyakan berupa paparan sinar tertentu. Salah satu contoh penyakit yang disebabkan oleh mutagen fisika, yakni kanker kulit. Di antara penyebab kanker kulit terlalu sering terpapar sinar UV.

3. Mutagen Biologi

Mutagen biologi adalah penyebab mutasi gen yang berupa mikroorganisme, seperti virus atau bakteri. Berbagai jenis mutagen biologi dapat menyebabkan mutasi pada organisme yang terinfeksi.

Dalam proses mutasi, asam nukleat pada virus dan bakteri dapat merusak kromosom sel inangnya. Hal ini kemudian memicu pembentukan sel abnormal. Misalnya, akibat virus memperbanyak diri, sel-sel dan jaringan inangnya bisa rusak akibat perubahan susunan DNA.

Contoh Mutagen Biologi dan Penjelasannya

Selain virus, ada beberapa contoh mutagen biologi yang lain. Bakteri, jamur, hingga transposon adalah contoh mutagen biologi selain virus. Berikut ini beberapa contoh mutagen biologi beserta penjelasannya:

1. Virus

Beberapa virus dapat menyebabkan mutasi genetik pada sel inangnya. Contohnya adalah virus Human Papilloma Virus (HPV) yang mutasinya dapat menyebabkan kanker serviks. Selain itu, Epstein Barr Virus (EBV) juga bisa memicu mutasi sehingga meningkatkan risiko kanker limfoma Burkitt, kanker limfoma hodgkin, hingga kanker nasofaring.

2. Bakteriofag

Bakteriofag merupakan bakteri yang terinfeksi virus. Fag bakteri dapat menyebabkan perubahan genetik pada bakteri yang terinfeksi, tetapi bukan karena sifat mutageniknya, melainkan proses replikasi virus itu sendiri dan interaksi dengan sistem pertahanan bakteri.

3. Transposon

Transposon adalah kumpulan DNA yang dapat berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain dalam genom. Proses perpindahan transposon disebut transposisi. Transposon dapat menyebabkan mutasi genetik dan perubahan dalam genetik sel makhluk hidup.

4. Jamur

Beberapa jenis jamur yang menghasilkan senyawa aflatoksin dapat berperan sebagai mutagen biologi. Aflatoksin bekerja dengan cara merusak DNA dan menghasilkan senyawa yang bersifat karsinogenik dalam tubuh. Contoh jamur yang bisa menjadi mutagen karena mengandung aflatoksin ialah Aspergillus flavus dan Aspergillus parasiticus.

Contoh Mutagen Kimia dan Penjelasannya

Mutagen kimia merupakan jenis mutagen yang mempunyai kemampuan menyisipkan diri di antara basa nitrogen DNA inang. Berikut ini adalah beberapa contoh mutagen kimia.

1. Asam Nitrit (HNO2)

Asam nitrit (HNO2) adalah mutagen kimia yang dapat menyebabkan mutasi pada DNA inang. Cara kerja asam nitrit adalah melalui deaminasi oksidatif atau pemutusan gugus amina pada basa nitrogen adenin, guanin, dan sitosin pada rantai DNA.

2. Hidroksilamin (NH2OH)

Hidroksilamin dapat menyebabkan mutasi genetik. Hidroksilamin bekerja dengan cara merusak struktur kimia DNA melalui reaksi antara gugus amina (NH2) dan basa-basa nitrogen dalam DNA.

3. Kolkisin

Meski tidak secara langsung dikategorikan sebagai mutagen, kolkisin dapat menyebabkan kerusakan genetik pada tingkat sel. Kolkisin menghambat pembentukan spindel mikrotubulus dalam pembelahan sel. Penghambatan itu dapat menyebabkan kromosom terpisah selama mitosis dan meiosis, sehingga terjadi perubahan struktur kromosom.

4. Etil Metan Sulfat

Senyawa kimia selanjutnya yang bisa menjadi mutagen adalah etil metan sulfonat (EMS). EMS dapat menyebabkan mutasi di DNA tanaman yang akan memberikan pengaruh berupa perubahan morfologi. EMS memodifikasi DNA inang dengan cara menambahkan gugus alkil ke residu guanin DNA.

5. Benzopyrene

Benzopyrene dapat menyebabkan mutasi di tingkat DNA dengan cara menghasilkan senyawa metabolit genotoksik benzopyrene-7,8 dihydrodiol – 9,10 – epoxide. Senyawa itu dapat merusak DNA. Senyawa Benzopyrene biasanya terdapat di asap rokok, asap kendaraan bermotor, dan asap pembakaran lainnya.

6. Akridin Oranye

Contoh mutagen kimia lainnya adalah akridin oranye, yang dikenal juga dengan sebutan chrysoidine. Akridin Oranye memiliki sifat mutagenic. Senyawa ini akan berikatan dengan nukleotida DNA inang membentuk adduk DNA yang dapat menyebabkan kerusakan genetik dan mutasi.

Contoh Mutagen Fisika dan Penjelasannya

Ada banyak contoh mutagen fisika. Sebagian termasuk dalam jenis mutagen alami karena berasal dari alam. Berikut beberapa contoh mutagen fisika:

1. Sinar ultraviolet

Sinar ultraviolet (UV) termasuk dalam jenis mutagen fisika yang dapat menyebabkan mutasi pada materi genetik. Sinar UV dapat merusak DNA dalam sel kulit hingga memicu terjadinya kanker kulit.

2. Sinar Radioaktif

Sinar radioaktif menjadi salah satu contoh mutagen fisika karena dapat menyebabkan kerusakan pada struktur DNA. Radiasi ionisasi yang dihasilkan oleh sinar radioaktif dapat mengakibatkan pemutusan atau perubahan struktur ikatan kimia dalam molekul DNA.

3. Suhu Tinggi

Contoh mutagen fisika selanjutnya adalah suhu tinggi. Suhu yang tinggi bisa memengaruhi laju reaksi kimia di tubuh makhluk hidup, sehingga memicu kerusakan ikatan hidrogen dan fosfodiester dalam untai DNA.

4. Sinar Kosmik

Sinar kosmik juga termasuk contoh mutagen fisika. Sinar kosmik merupakan sinar yang berasal dari luar angkasa dan mencapai atmosfer bumi. Sinar kosmik terdiri atas partikel bermuatan proton, neutron, dan partikel alfa. Muatan partikel tersebut dapat berinteraksi dengan atom dan molekul di dalam sel.

Sinar kosmik termasuk kategori radiasi ionisasi sehingga dapat berdampak negatif bagi tubuh. Dampak negatif yang muncul bisa berupa pemutusan rantai DNA, hingga menghasilkan lesi ganda rantai DNA.

5. Sinar-sinar Berenergi Tinggi α, β, γ, dan Neutron

Sinar-sinar yang berenergi tinggi, seperti α (alfa), β (beta), γ (gama), dan neutron pun termasuk contoh mutagen fisika. Sinas-sinar yang berenergi tinggi itu dapat menimbulkan reaksi ionisasi dalam sel, yang akan memicu terjadinya aberasi kromosom, (perubahan struktur fisik atau jumlah kromosom). Aberasi kromosom dapat menyebabkan mutasi genetik yang memengaruhi fungsi tubuh.

Paparan radiasi sinar-sinar berenergi tinggi dalam jangka waktu yang lama bisa menyebabkan disosiasi molekul pada makhluk hidup. Dampaknya yang paling buruk berupa kerusakan DNA yang bisa memicu mutasi genetik, kerusakan sel, hingga transformasi genetik. Contoh dampak buruk paparan radiasi tadi pada manusia ialah kemunculan berbagai jenis kanker, leukimia, dan cacat lahir.