Mutasi DNA Mitokhondria Bisa Timbulkan Penyakit

TIMBULNYA penyakit dapat disebabkan oleh banyak faktor, satu di antaranya adalah kelainan genetik. Kelainan genetik terjadi akibat terjadinya perubahan DNA inti atau, DNA mitokhondria. Penyakit akibat mutasi DNA-inti (perubahan jumlah atau komposisi urutan basa DNA inti) telah banyak diketahui orang. Namun, penyakit yang disebabkan oleh mutasi DNA mitokhondria baru diketahui sejak tahun 1988.

Mitokhondria merupakan organel sel yang mempunyal fungsi utama sebagai ”pabrik” energi bagi mahluk hidup dalam bentuk ATP (adenosin triphosfat) melalui proses respirasi (Pernapasan) dan energi ini digunakan untuk menggerakkan seluruh aktivitas metabolisme sel. DNA mitokhondria mampu menghasilkan enzim-enzim yang berperan dalam proses respirasi. Enzim-enzim tersebut mengkatalisa reaksi perpindahan proton yang dirangkaikan dengan pembentukan ATP dari AD (adenosin diphosfat) dan Pi (phosfat anorganik). Menurut hipotesis, penyakit penuaan terjadi akibat mutasi DNA mitokhondria sehingga berakibat kemampuan sel memproduksi energi berkurang. Lama-kelamaan sel tersebut lambat berkembang dan akhirnya mati.

Proses respirasi yang terjadi di dalam membran metokhondria melibatkan empat tahap reaksi. Pada tahap pertama dan kedua adalah transfer proton dari NADH atau suksinat ke koenzim-Q, selanjutnya proton dari koenzim-Q dialirkan ke sitokrom c pada tahap ketjga. Akhirnya, proton tersebut dioksidasi menjadi air sebagai produk akhir pernapasan. Gaya gerak proton dari tahap pertama, ketiga, dan keempat mengaktivasi kerja ATP-sintase sehingga terjadi pembentukan ATP dari ADP dan Pi.

Semua enzim yang terlibat proses respirasi terdiri dari subunit-subunit protein yang dikode oleh DNA inti dan DNA mitokhondria. DNA mitokhondria tersusun oleh ± 16.000 pasangan basa. Menurut penelitian Sangkot Marzuki dan kelompoknya di Universitas Monash Australia, DNA mitokhondria mampu mengkode 13 macam subunit protein yang membentuk enzim-enzim dalam rantai respirasi. Mutasi DNA mitokhondria menyebabkan protein-protein yang dibentuk menjadi abnormal sehingga kompleks enzim-enzim yang bekerja pada proses respirasi berubah akibat produksi energi menjadi berkurang.

DNA mitokhondria lebih mudah termutasi dibandingkan dengan DNA inti. Hal ini disebabkan oleh tiga faktor yaitu: pertama, DNA mitokhondria tidak memiliki sistem perbaikan. Oleh sebab itu mutasi sekecil apa pun akan dibawa seterusnya bahkan ada yang bisa diturunkan (diwariskan). Mutasi DNA mitokhondria umumnya diwariskan ke generasi berikut melalui garis ibu. Kedua, DNA mitokhondria tidak terlindungi secara fisik oleh protein. Dan ketiga, banyaknya radikal oksigen sehubungan dengan aktivitas metabolisme oksidatif dalam mitokhondria.

Berbagai penyakit yang disebabkan oleh mutasi DNA mitokhondria diidentifikasi dalam dua kategori yaitu penghilangan basa ukuran besar (large deletion) atau substitusi basa tunggal (lihat tabel). Proses penghilangan basa DNA mitokhondria terjadi akibat rekombinasi palsu (slipreplication) atau reaksi dengan radikal oksigen di dalam membran. Sedangkan subsitusi basa tunggal terjadi akibat reaksi dengan zat kimia mutagenik.

Radiasi UV juga bisa menimbulkan kedua kategori mutasi di atas. Oleh karena itu peningkatan radiasi UV akibat kerusakan lapisan ozon tentunya akan meningkatkan penyakit akibat mutasi DNA mitokhondria. Penyakit genetik sampai saat ini belum bisa diobati. Namun, pasien yang mengalami gangguan respirasi di mitokondria akibat kerusakan genetik masih bisa diatasi dengan obat tertentu. Misalnya penggunaan megadosis menadion dan asam askorbat untuk meningkatkan kerja enzim-enzim pada tahap ketiga dalam proses respirasi. (Zeily Nurachman dan Marpin, staf jurusan kimia ITB).

Beberapa Penyakit Akibat Mutasi DNA Mitokhodria.

Tipe Mutasi	Penyakit	Penyebaran
Penghilangan basa	CPEO (Chronic Progressive External Ophthalmoplegia) sindrom. Pearson’s Marrow Pancreas sindrom. Idiophatic Cardiomyopathy Parkinson’ s sindrom	Sporadis     Sporadis   Sporadis Sporadis
Substitusi basa G ke A pada posisi basa 11778 A ke G pada posisi basa 8344 A ke G pada posisi basa 3243	Labers Hereditary Optic NeurOpathy (LHON) MERRF (Myoclonic Epilepsy Sporadic or Ragged Red Fibers) Sindrom MELAS (Mitokhondrial  Encephaaomytophaty Lactic acidosis Stroke-like episode) sindrom	Diturunkan dari ibu   Diturunkan dari ibu atau sporadis   Diturunkan dari ibu atau sporadis

Sumber: Marzuki, S. et. al., Proc Aust. Physiol. Pharmacol. Soc.Vol.22, 1992

Sumber: KOMPAS, MINGGU, 2 JANUARI 1994