ABNORMALITAS KROMOSOM

Kromosom (bahasa Yunani: chroma, warna; dan soma, badan) merupakan struktur di dalam sel berupa deret panjang molekul yang terdiri dari satu molekul DNA dan berbagai protein terkait yang merupakan informasi genetik suatu organisme,seperti molekul kelima jenis histon dan faktor transkripsi yang terdapat pada beberapa deret, dan termasuk gen unsur regulator dan sekuens nukleotida. Kromosom yang berada di dalam nukleus sel eukariota, secara khusus disebut kromatin.

Abnormalitas kromosom adalah perubahan yang terjadi pada jumlah atau susunan kromosom dalam sel yang diakibatkan adanya kehilangan, pengaturan kembali bahan genetik ataupun duplikasi. Perubahan ini dapat menyebabkan perubahan ciri secara turun temurun (diteruskan kepada generasi atau anak selanjutnya) pada suatu organisme yang mengalami aberasi kromosom.

macam -macam abnormalitas kromosom dapat diketahui dari :

1. Jumlah2. Bentuk3. Struktur (tidak terlihat) : ini yang di namakan aberasi kromosom

Break kromosom (kromosom patah)

Ring kromosom (kromosom melingkar)Dimana kedua lengan kromosom membentuk lingkaran cincin

Dipliasik kromosom

Kelainan-kelainan tersebut dapat dipengaruhi oleh :

1. Radiasi : radioaktif, sinar X2. Obat-obatan (eratogenik) menimbulkan kelainan pada janin3. Zat-zat kimia (karsinogen)4. Gelombang elektromagnetik

Bagaimana terbentuknya kromosom ?

1. Kromatin

2. Nukleosom (masih panjang)

3. Serat sclenoid (dilipat-lipat)

4. Loop (dilpiat lagi )

5. Rosetles

6. Kromosom

JUMLAH KROMOSOM ABNORMAL

Satu dari abnormalitas paling umum adalah tidak adanya satu kromosom X. Kekurangan satu kromosom dinamakan monosomy, dan hewan yang kekuarngan satu kromosom disebut monosomik untuk kromosom itu. Pada kasus hewan betina yang bersifat monosomik untuk kromosom X, karyotipenya ditulis sebagai XO, dengan O menunjukkan tidak adanya satu kromosom X. Kondisi tersebut dinamakan gejala tuner.

Abnormalitas lain adalah tiga kromosom X yang dinamakan trisomy dan individunya dinamakan trisomik. Individu XP dan XXX muncul dari kejadian non-jusjuntion,yaitu kegagalan kromosom atau kromatid memisahkan diri selama meiosis.secara umum, kariotipe dengan tambahan atau kekurangan jumlah kromosom disebut aneuploid dan kariotipe berjumlah noemal disebut euploid.

Jumlah kromosom abnormal mempunyai kejadian yang relatif tinggi di antara zygot yang baru terbentuk, tetapi mempunyai kejadian yang relatif rendah diantara individu yang diacak setelah kelahiran. Oleh karena itu, abnormalitas kromosom merupakan penyebab penting dari kehilangan embrio.

INDUKASI POLIPLOID PADA IKAN

Banyak spesies ikan ditemukan sebagai polyploid. Jika betina diploid normal diperlakukan dengan pemanasan atau pendinginan atau tekanan secara singkat, beberapa ovum yang sedang berkembang gagal mengalami meiosis II, dan oleh karena itu tetap dalam tahap diploid. Jika ovum itu dibuahi dengan sperma (haploid) normal, akan dihasilkan keturunan triploid. Karena komplemen kromosomnya tak normal, ikan triploid adalah steril. Akan tetapi, karena steril, tiap generasi baru triploid harus dihasilkan dari diploid.

Jika ovum terbuahi normal diberi perlakuan singkat seperti dijelaskan di atas, satu putaran dihentikan, yang menyebabkan keturunan tetraploid, yang dapat hidup dan fertil.

(Fertilitas muncul dari kenyataan bahwa setiap kromosom dapat menemukan homolognya yang dijadikan pasangannya). Atraksi tetraploid fertil adalah bahwa gamet "natural" nya adalah diploid, yang berarti bahwa perkawinan antara tetraploid dan diploid normal menghasilkan keturunan triploid. Dan karena tetraploid itu sendiri adalah fertil, mereka mereproduksi snediri. Oleh karena itu, pada ikan, polyploidy dapat dieksploitasi sebagai suatu metoda meningkatkan produksi makanan.

STRUKTUR KROMOSOM ABNORMAL

TRANSLOKASI

Peristiwa perpindahan potongan kromosom menuju kromosom lain yang bukan homolognya. Translokasi dapat menyebabkan kromosom yang terjadi lebih panjang atau lebih pendek dari sebelumnya. Pada kondisi ini, sepotong kromosom terlepas dan menautkan diri pada kromosom lain.

1. TRANSLOKASI RESIPROK

Terjadi apabila terdapat dua patahan pada dua ujung yang non homolognya masing-masing di satu tempat. Patahan kromosom akan menyambung kembali tapi bertukar tempat dengan kromosom lain.

Keterangan Gambar :

(A).Pertukaran resiprok bagian-bagian kromosom antar nonhomolog 

(B).Konfigurasi bentuk silang pada waktu sinapsis untuk memungkinkan perpasangan gen ke gen

2. TRANSLOKASI HETEROZIGOT ATAU CARRIER

Pertukaran satu segmen kromosom ke satu segmen kromosom yang bukan homolognya. Pentingnya penurunan pada fecunditas adalah bahwa itu merupakan cacat turunan: itu diwariskan dari tetua kepada keturunannya. Ini disebabkan karena separo dari gamet seimbang hasil dari meiosis mengandung kromosom translocation, yang, jika digabung dengan gamet normal, menyebabkan suatu translocation heterozygote lain. Jadi, diantara keturunan yang dihasilkan oleh translocation heterozygote, separonya merupakan translocation heterozygotes.

Akhirnya, jika dua gamet yang membawa kromosom translokasi seimbang (balanced translocation chromosomes) menyatu, hasilnya translocation homozygote, dengan pasangan kromosom yang benar-benar homolog dan yang konsekuensinya hanya membentuk bivalents selama meiosis. Jadi, hewan yang homozygous untuk reciprocal translocations. Hanya menghasilkan gamet seimbang dan oleh karena itu menunjukkan fecunditas normal.

3. TRANSLOKASI HOMOLOG

Translokasi homozigot adalah pertukaran segmen kedua kromosom homolog dengan segmen kedua kromosom yang bukan homolognya.

4. TRANSLOKASI TANDEM

Suatu saat ada bagian dari tangan satu kromosom yang patah dan bergabung ke ujung dari kromosom lainnya. Ini dinamakan tandem translocation. Pada hewan domestik, tipe translocation ini cukup jarang dibandingkan dengan reciprocal translocation.

5. TRANSLOKASI ROBERTSON

Satu tipe translocation yang menghasilkan suatu yang menarik adalah translocation dimana dua kromosom acrocentrik yaitu kromosom-kromosom dengan sentromer pada satu ujung sehingga kromosom yang sesungguhnya hanya mempunyai satu tangan ,berfusi (bergabung) untuk menghasilkan satu kromosom metacentric. Ini dikenal sebagai centric fusion atau Robertsonian translocation. Itu mengandung semua material genetik yang sebelumnya terdapat di dalam dua kromosom yang terpisah.

seperti terlihat pada Gambar berikut:

Apakah pengaruh centric fusions terhadap kemampuan reproduksi?

Meiosis dalam individu heterozygous untuk centric fusion tentunya tidak biasa, karena tiga kromosom harus bersynapse, yang membentuk trivalent. Jika kromosom centric-fusion mengalami disjoins dari dua lainnya, akan diperoleh gamet seimbang. Tipe lain dari disjunction menyebabkan gamet tak-seimbang yang akan diharapkan menyebabkan embrio aneuploid. Secara praktis, hasilnya sangat bervariasi. Pada sapi, kebanyakan centric fusions mempunyai pengaruh yang sangat besar, yang menimbulkan proporsi bervariasi dari embrio

monosomik dan trisomik yang gagal bertahan hidup sampai waktunya. Pada domba, tampaknya tak ada pengaruh besar apapun. Penjelasan yang paling mungkin untuk perbedaan ini adalah bahwa gamet tak-seimbang gagal berfungsi pada domba, sedangkan mereka berfungsi pada sapi.

INVERSI DAN DELESI

INVERSI

Inversi merupakan mutasi yang terjadi karena perubahan letak gen akibat terpilinnya kromosom pada saat meiosis sehingga terbentuk kiasma. Tipe kelainan kromosom ini sulit diidentifikasi secara visual. Pada peristiwa inversi, urutan gen menjadi terbalik yang disebabkan karena kromosom pecah menjadi dua bagian, bagian tengahnya menyisip kembali dalam urutan terbalik. Inversi muncul jika segmen kromosom menjadi terbalik setelah patahnya kromosom dalam dua posisi.

PERICENTRIC : Jika segmen tersebut mencakup sentromer, dua bagian yang patah terletak pada lengan kromosom yang berlainan sehingga sentromernya terdapat diantara dua bagian yang patah., PARASENTIC : Jika sentromer tidak dicakup , dua bagian yang patah terletak pada satu lengan kromosom

DELESI

Deletsi muncul jika, setelah terjadinya patah kromosom dalam dua posisi, segmen diantara dua titik-patahnya hilang. Itu jelas bahwa inversion menimbulkan penataan kembali gen-gen pada kromosom, dan deletion menyebabkan kehilangan material gentik.

Inversion dan deletion adalah abnormalitas kromosom yang paling sedikit ditemukan pada hewan domestik, dan hanya kasus tertentu saja telah dilaporkan (Apendix 4.1). Deletion biasanya menghasilkan abnormalitas serius, karena individu tersebut adalah monosomik untuk segmen kromosom yang hilang. Sebaliknya, karena inversion melibatkan pentaan kembali gen gen yang ada tanpa kehilangan atau penambahan, individu yang membawa inversion biasanya mempunyai fenotip normal. Lebih jauh, inversion tidak selalu mudah dideteksi pada karyotip. Kromosom dengan inversion paracentric, misalnya, mempunyai bentuk dan ukuran yang persis sama dengan kromosom normal. Akan tetapi, itu mungkin berbeda dalam pola pitanya, dan karena teknik pemitaan menjadi lebih canggih, inversion akan lebih mudah dideteksi juga.

ISOKROMOSOM

Tipe abnormalitas kromosom ini muncul ketika sentromer dari kromosom metacentric memisah secara transversal (yaitu perpendicular ke kromatid) daripada secara longitudinal (yaitu parallel ke kromatid), selama mitosis atau meiosis. Ini meninggalkan dua tangan kromatid identik yang digabung ke satu centromere tersebut, sehingga tiap tangan mengandung satu set gen yang persis sama, dalam urutan sentromere-ke-telomere yang sama. Struktur yang dihasilkan dinamakan isokromosom. Tiap pisahan transversal dari sentromere menimbulkan dua isokromoso (satu berhubungan ke tangan p dari kromosom aslinya, dan satunya lagi berhubungan ke tangan q). Akan tetapi, kadang-kadang satu dari produk pemisahan tersebut hilang, khususnya jika sentromer memisah secara tidak sama.

FRAGILE SITES

Jika substansi tertentu, seperti caffeine atau aphidicolin, ditambahkan ke biak sel tempat karyotip sedang disiapkan, gap parsial tampak pada situs tertentu pada beberapa kromosom. Dikenal sebagai fragile sites, gap ini diwariskan menurut hukum Mendel. Pada anjing, misalnya, ada tigas fragile site pada kromosom X, pada Xp22, Xq21, dan Xq27.2. Menariknya, tiap situs ini berhubungan ke fragile site pada kromosom X manusia. Selama bertahun-tahun, fragile site pada kromosom manusia telah diketahui sebagai situs dimana penataan kembali kromosom sering terjadi pada tipe kanker tertentu, atau terkait dengan berbagai cacat turunan. Beberapa fragile site pada babi berhubungan ke situs dimana patahan dan penggabungan kembali telah terjadi pada translokasi respirok.

CACAT KROMOSOM PADA KANKER

Jangkauan luas tentang cacat kromosom telah dilaporkan pada jaringan yang terkena kanker, termasuk aneuploidy, polyploidy, translocations, centric fusions, deletions, dan isochromosomes. Pada kebanyakan kasus, abnormalitas tersebut merupakan konsekuensi dari hilangnya kontrol dari pembelahan sel yang khas untuk sel kanker.

EVOLUSI KARIOTIPE

Jumlah total DNA di dalam semua mamalia hampir identik. Pada kenyataannya, evolusi dari mamalia modern telah terkait dengan banyak penataan dan shuffling dari jumlah total DNA yang sama. Satu dari bentuk shuffling yang paling umum tampaknya merupakan centric fusion. Mengingat hal ini, menarik untuk membandingkan jumlah total tangan kromosom pada spesies berbeda. Jika evolusi kromosom mendahului terutama dengan akumulasi dari penyatuan pusat, kita akan mengharapkan untuk menemukan bahwa jumlah dari tangan kromosom utama (dinamakan Nombre Fondamental atau NF) seharusnya agak konstan pada lintas spesies. Lebih jauh, ada kemiripan yang sangat dekat pada pola pita di dalam tangan kromosom domba, kambing dan sapi. ada banyak kemiripan dalam peta gen antar spesies. Dengan kata lain, struktur kromosom dalam tangan juga dikonservasi.

PERKAWINAN INTERSPECIES

Apresiasi tentang perbedaan kariotipe diantara spesies perlu untuk memahami hasil perkawinan antara hewan dari spesies yang berbeda. Perkawinan ini dikenal sebagai interspecific hybridization. Pada satu ekstrim, hasilnya adalah fertilisasi yang tak berhasil yang direfleksikan pada kegagalan tetua betina untuk berreproduksi. Pada ekstrim lain adalah produksi keturunan subur dan viable. Hasil di antara kedua ekstrim tadi adalah semua kombinasi keberhasilan dan kegagalan. Ini merupakan hal yang diharapkan dari kenyataan bahwa konsep spesies adalah penemuan manusia tiruan yang dengan itu kita berupaya mengkategorikan menjadi unit-unit terpisah dalam suatu realitas dalam rangkaian kesatuan. Pada banyak kasus, hasil interspecific hybridization terutama ditentukan oleh derajat kemiripan antara kromosom dari dua spesies tersebut, daripada derajat kemiripan fisik. Walaupun hewan berkerabat dekat satu sama lain, dan jadi tampak merupakan spesies yang persis sama, sangat mungkin bahwa mereka cukup berbeda pada level kromosom karena hanya ada peluang kecil menghasilkan keturunan subur dan viable.

FREEMARTINS

Jauh dimasa lampau sejak abad pertama sebelum masehi, telah diketahui bahwa kebanyakan pedet betina yang dilahirkan kembar bersama pedet jantan mengalami kemandulan (steril). Betina semacam ini dinamakan freemartins. Sejak itu, kondisi yang sama dikenali pada spesies lain, dan istilah freemartin sekarang digunakan untuk menerangkan betina steril yang dilahirkan kembar bersama jantan pada semua spesies.

Jika individu menerima sel dari individu lain, maka individu itu mempunyai dua populasi sel, yang masing-masingnya berasal dari sumber yang berbeda. Individu semacam ini disebut chimeric. Pada kasus freemartin, biasanya terjadi penyatuan chorion dari dua embrio tersebut, dan anastomosis dari blood vesselnya (dinamakan vascular anastomosis).

Hasilnya adalah pertukaran sel hemopoiesis yang tetap aktif sampai akhir hayat hewan tersebut. Jadi tiap anggota dari pasangan kembar tersebut adalah chimeric untuk eritrosit dan untuk leukositnya. Keberadaan dua populasi leukosit yang dengan mudah diamati, berbeda pada kembar-beda-kelamin dinamakan XX/XY chimerism. Hasil akhir dari vascular anastomosis adalah homograft tolerance, yang merupakan kemampuan pasangan kembar untuk menerima pencangkokkan kulit atau jaringan lain dari individu lain pasangan kembarnya tanpa menunjukkan adanya isyarat penolakan.

Cara paling efektif untuk mengecek apakah pedet betina muda yang dilahirkan kembar bersama jantan akan menjadi freemartin, adalah mencari chimerism XX/XY. Karena beberapa freemartins hanya mempunyai proporsi leucocyt XY yang kecil, itu jelas bahwa efisiensi diagnosa ini meningkat dengan jumlah sel yang dinilai dari tiap betina yang dicurigai. Memperhatikan distribusi yang teramati dari leucocyt XY pada freemartins, rekomendasi umumnya adalah menilai sekitar 200 sel. Tentu saja, segera setelah sel XY pertama terdeteksi, penilaian dapat dihentikan. Lebih baru lagi, teknik molekuler telah dikembangkan untuk diagnosa freemartins. Misalnya, analisa Southern dengan clone fragmen yang berasal dari kromosom Y, atau amplifikasi PCR terhadap segmen dari kromosom Y, dapat digunakan untuk mendeteksi sel XY.

ASAS BIOLOGI TENTANG JENIS KELAMIN

Sampai baru-baru ini, cara bagaimana kromosom Y menggunakan pengaruh vitalnya tidak diketahui. Akan tetapi, pada tahun 1990, Andrew Sinclair dan teman-temannya menunjukkan bahwa efek penghasil-jantan dari kromosom Y adalah karena gen yang mereka namakan SRY, untuk sex-determining region dari kromosom Y. SRY terletak pada tangan pendek dari kromosom Y, cukup dekat ke daerah pseudo-autosomal. Pentingnya gen SRY adalah bahwa itu tampaknya memberikan pertanda awal yang menyebabkan undifferentiated gonad di dalam embrio berkembang menjadi testis daripada menjadi ovary. Walau masih ada banyak yang perlu dipelajari tentang SRY dan gen- gen lain yang terlibat dalam perkembangan seksual, prinsip umumnya adalah bahwa betina adalah jenis kelamin`default'.Dengan katalain,jika undifferentiated gonad tidak menerima pesan dari gen SRY, itu berkembang sebagai ovary, yang hormonnya menimbulkan karakteristik seksual sekunder betina.

PENGKLASIFIKASIAN INTERSEKS

individu interseks, yaitu individu yang mempunyai campuran sifat kejantanan dan kebetinaan. Beberapa istilah digunakan untuk mengklasifikasikan interseks. Pertama adalah hermaphrodite. Akan tetapi, istilah itu kadang kadang digunakan dalam pengertian yang lebih sempit untuk menunjukkan adanya jaringan testikuler dan ovarium saja. Individu semacam itu seringkali dinamakan true hermaphrodite, untuk membedakan dengan pseudohermaphrodite, yang adalah interseks yang hanya mempunyai jaringan testikuler atau

ovarium saja, tetapi tidak dua-duanya. Jika hanya ada jaringan ovarium saja, interseks tersebut dinamakan pseudohermaphrodite betina, sedangkan jika hanya ada jaringan testikuler saja, istilah yang digunakan adalah pseudohermaphrodite jantan. Suatu cara yang sangat berguna untuk mengklasifikasikan interseks adalah mengacu pada tahapan dimana abnormalitas perkembangan seksual terjadi. Ini memunculkan tiga kategori berikut ini:

1. Interseks kromosom: hewan yang perkembangan kelamin abnormalnya

disebabkan oleh abnormalitas pada kromosom kelamin.

2. Interseks kelenjer kelamin:

individu yang mempunyai kariotipe betina normal atau kariotipe jantan normal, tetapi dengan kelenjer kelamin tidak sesuai dengan kromosom kelaminnya. Termasuk dalam kategori ini adalah individu XX atau XY yang mempunyai ovarium saja.

Freemartin termasuk dalam kategori ini karena kebanyakan selnya adalah XX. Juga termasuk dalam kategori ini adalah kasus pada individu XX atau XY yang kelenjar kelaminnya gagal berkembang, suatu keadaan yang disebut gonadal dysgenesis.

3. Interseks fenotip

individu dengan kelenjar kelamin dan kromosom normal, tetapi dengan abnormalitas pada beberapa atau semua saluran reproduksinya dan pada karakteristik seksual lainnya. Testicular feminization termasuk dalam kategori ini.

SAMPEL CACAT KROMOSOM

hal itu mungkin untuk menggambarkan daftar sampel dari cacat kromosom yang telah dilaporkan pada hewan. Daftar tersebut disajikan pada Apendix 4.1. Itu tidak lengkap, tetapi itu memberikan suatu tinjauan tentang abnormalitas yang berbeda dan bervariasi yang terjadi.