Bagian 3. Genetik dan Penyakit

385 BAGIAN TIGA GENETIK DAN PENYAKIT 60 A S P E K GENETIK PADA k o d o n , y a n g m e n u n j u k k a n s u a t u a s a m a m i n o t e r t e n t u . S a t u gena PENYAKIT merupakan urutan keseluruhan basa dalam D N A yang men- spesifikasikan rantai asam amino pada satu rantai polipeptida tunggalJ O S E P H L . G O L D S T E I N / M I C H A E L S. B R O W N pada satu molekul protein.PRINSIP-PRINSIP GENETIK Informasi genetik yang disandikan dalam D N A kromosom p e r t a m a d i t r a n s k r i p s i k a n m e n j a d i s a l i n a n asam ribonukleat ( R N A ) .Lebih dari seperlima protein (dan dengan demikian gena) pada setiap Selama masa transkripsi, nukleotida ribosa saling berapat dimanusia terdapat dalam bentuk yang berbeda dari yang terdapat pada sepanjang D N A menurut aturan pasangan basa. Jadi adenin padasebagian besar penduduk. Variabilitas genetik yang hebat ini, atau pasangan D N A danuridin pada R N A , pasangan sitosin denganpolimorfisme, d i antara orang \"normal\" mencakup sebagian besar guanidin, pasangan timin dengan adenin, danguanin berpasanganvariasi normal pada \"trait\" tubuh seperti tinggi badan, intelegensi, d e n g a n s i t o s i n . Transkrip RNA y a n g d i h a s i i k a n a k a n m e m b e n t u kdan tekanan darah. Perbedaan genetik ini juga menentukan template u n t u k b e r t r a n s l a s i m e n j a d i r a n g k a i a n a s a m a m i n o p a d a s a t uk e m a m p u a n setiap orang untuk menghadapi tantangan lingkungan, protein. Kata sandi D N A dan R N A untuk setiap asam amino padatermasuk yang dapat menimbulkan penyakit. Semua penyakit protein diperlihatkan dalam Gbr. 60-1.manusia dapat dianggap disebabkan oleh interaksi antara konstitusigenetik khas perorangan danlingkungan. Pada penyakit tertentu, Diagram skematik kendali genetik pada sintesis protein dalamkomponen genetik begitu berlebihan sehingga mengekspresikan makhluk yang lebih tinggi digambarkan dalam Gbr. 60-2. D N A padasendiri dalam pola tingkah yang dapat diduga tanpa membutuhkan sebagian besar gena difragmentasikan menjadi regio penyandi diskretadanya tantangan lingkungan yang luar biasa. Penyakit seperti itu (ekson) yang dipisahkan oleh region bukan penyandi (intron ataud i s e b u t kelainan genetik. r a n g k a i a n p e n y e l i n g ) . Regio penyandi m e n g a n d u n g b a s a y a n g menspesifikasikan rantai asam amino dalam rantai polipeptida. DASAR MOLEKULER EKSPRESI GENA Semua informasi Rangkaian penyeling t e r d i r i d a r i b a s a y a n g b e k e r j a s e b a g a i p e m b u a therediter ditransmisikan dari orang tuak e keturunannya melalui ruang antara regio penyandi; rangkaian ini tidak bertranslasi menjadipewarisan asam deoksiribonukleat ( D N A ) . D N A adalah polimer protein. Transkripsi D N A menghasilkan salinan taat rangkaian genalinear yang terdiri dari basa purin dan pirimidin yang rangkaiannya keseluruhan; jadi transkrip R N A mengandung penyandi alternatifakhirny a menentukan rangkaian asam amino pada setiap protein yang dan rangkaian penyeling. Transkrip R N A disunting dalam intidibuat oleh tubuh. Empat tipe basa dalam D N A disusun dalam sebelum pergi k e dalam sitoplasma. D a l a m proses penyuntingan,kelompok tigaan, setiap tigaan membentuk kata sandi (kode), atau rangkaian penyeling dieksisi, dan regio penyandi dipotong bersamaan untuk membentuk satu R N A kontinyu (Gbr. 60-2). S e t e l a h p e m r o s e s a n , R N A y a n g d i s u n t i n g , y a n g d i s e b u t RNA \"messenger\", m e n i n g g a l k a n i n t i d a n m e m a s u k i s i t o p l a s m a , t e m p a t m R N A m e n j a d i t e r k a i t d e n g a n ribosom s e h i n g g a b e r f u n g s i s e b a g a iG A M B A R 60-1 Sandi genetik Nukleotida kedua A atau U G atau C T atau A C atau G A AAA uuu Fe AG A ucu Ser ATA UAU\ -pir ACA UGU Sis A atau u atau AAG uuc Leu AGG ucc Pro ATG UACi '\"^ ACQ UGC G atau C AAT VUA AGT UCA Tre ATT UAA 1 P e n g - ACT UGA U A A C UUC Leu AGC ucc Ala A T C UAG\ henti ACC UGG Penghenti T a t a u / I Trp C atau G G GAA cuu lie GGA ecu GTA GCA CGU<u a t a u G A G cue Met GGG ccc GCG CGC A atau a G A T CUA Val GGT CCA GTG 'c'a'c) His GCT CGA C G A C cue) GGC CCGI GCC CGG Arg G atau C I GTT T atau Ao TAA AUU TGA ACU GTC TCA AGU o TAG AUC TGG ACC TCG AGC C atau G1T TAT AVA TGT AC A TTA 'cTg)^^^ TCT AGA 1 atau T A C AUC TGC ACC) TCC AGC Ser A atau t/ A TTG Arg G atau C CAA CUU] CGA GCU] TTT CCA GCU T atau A C CAG c u e CGG GCC TTC CCG GGC 0 atau G atau C A T GUA CGT GCA CCT CGA C A C GUCI CGC GCG) CTA CCC GGG A atau U G CTG C^l^} ASP Gil G atau C T atau A CTT CTC C atau GCatatan: Kodon DNA tampak dalam tipe huruf tebal; kodon R N A komplemen ditulis miring. A = adenin, C = sitosin, G = guanin, T = timin,U = uridin (yang menggantikan timin dalam R N A ) . P a d a R N A , adenin dikomplemenkan menjadi timin DNA; uridin dikomplemenkanmenjadi adenin DNA; sitosin dikomplemenkan menjadi guanin, dan sebaliknya. \"Penghenti\" = terminasi. A s a m amino disingkat sebagaiberikut:Ala = alanin F e = fenilalanin His = histidin Met = metlonin Tir = tirosinArg = arginin Gli = glisin lie = isoleusin Pro = prolin Tre = treoninAsn = aspargin Gin = glutamin Leu = leusin Ser = serin Trp = triptofanAsp = asam aspartat 3,^ = gsam glutamat \"-is = lisin Sis = sistein Val = valin

i386 BAGIAN TIGA GENETIK DAN PENYAKIT Regio Rangkaian Informasi genetik yang dibawa k r o m o s o m ditransmisikan kepada penyandi penyeling sel anakan d ib a w a h d u a rancangan lingkungan berbeda. Salah satu terjadi jika sel somatik (misalnya selnonbenih) membelah. ProsesRantai -Transkripsi i n i , d i s e b u t mitosis, m e n t r a n s m i s i k a n s a l i n a n i d e n t i k s e t i a p g e n a k eDNA pada setiap sel anakan, sehingga mempertahankan konstitusi genetik .Proses dan seragam pada semua sel pada orang tertentu. Konstitusi lingkunganRNA (^^-^ pemotongan yang lain terjadi jika informasi genetik harus ditransmisikan dari s a t u o r a n g k e a n a k n y a . P r o s e s i n i , d i s e b u t meiosis, m e n g h a s i l k a nTranskrip 5' sel benih (misalnya ova atau spermatozoa) yang memiliki hanya satu salinan pada setiap k r o m o s o m orang tua, sehingga menghasilkan Poll A gabungan baru k r o m o s o m yang terjadi jika selo v u m d a n sperma menyatu selama fertilisasi. Kodon Kodon 3' pemuiai | pengakhir Selama meiosis, k e4 6 k r o m o s o m pada sel benih imatur mengatur sendiri dalam 23 pasangan pada pusat inti, setiap pasangan terdirimRNA -Translasi ^ dari satu k r o m o s o m yang berasal dari ibu dan k r o m o s o m homolognya yang berasal dari ayah. Pada tahap tertentu dalam proses meiosis,Rantai Topi Po'li A kedua k r o m o s o m pasangan berpisah, hanya salah satu pasanganpolipeptida berubah menjadi satu sel anakan, atau gamet. Jadi meiosis H,N«Ba^M^COOH menghasilkan gamet dengan jumlah kromosom yang berkurang dari 46 menjadi 2 3 ,setiap gamet telah menerima satu k r o m o s o m dariG A M B A R 60-2 Diagram skematik kendali genetik pada sintesis protein, tiap-tiap pasangan, sejumlah 23 pasangan. Pemilihan k r o m o s o m d iyang menggambarkan alur informasi genetik dari rangkaian basa D N A dalam setiap pasangan adalah acak sehingga setiap sel benihmenjadi transkrip R N A (transkripsi) menjadi m R N A (pemroses) menjadi menerima kombinasi berbeda k r o m o s o m ibu dan ayah. Selama prosesrantai polipeptida pada molekul protein (translasi). Walaupun D N A terdapat fertilisasi, penyatuan o v u m d a n sel sperma, masing-masingdalam bentuk untai ganda, hanya satu daripada duauntai yang digunakan 23 k r o m o s o m , akan menghasilkan satu orang dengan 4 6 k r o m o s o m .s e b a g a i template u n t u k m e n t r a n s k r i p s i k a n t r a n s k r i p R N A , B a g i a n p a d a tyang menunjukkan adanya regio penyandi dalam D N A , transkrip R N A , Pemilihan bebas k r o m o s o m menjadi gamet selama meiosis akanm R N A , dan rantai asam amino dalam rantai polipeptida; bagian yang bertitik- menghasilkan sejumlah besar keragaman d i antara genotipe yangtitik menunjukkan rangkaian penyeling pada D N A dan transkrip R N A . mungkin pada progeni. U n t u k setiap pasangan k r o m o s o m , yangtemplate u n t u k s i n t e s i s ribosom p a d a p r o t e i n . S e t i a p a s a m a m i n o G A M B A R 60-3 Peta gena k r o m o s o m manusia 1, menggambarkan contohyang berjumlah 2 0 terikat pada sitoplasma sel menjadi molekul yang mewakili lebih dari 250 gena yang telah dilokalisasikanpada kromosoms p e s i f i k y a n g d i s e b u t RNA pemindah ( t R N A ) . S e t i a p t R N A ini. Pita hitam menunjukkan regio genetik pada kromosom yang memberimengandung rangkaian tigaan basa purin dan pirimidin yang w a m a cerah dengan zat warna fluoresen seperti kuinakrin; pita putih adalahber\"komplemen\" dengan kodon spesifik dalam m R N A . Molekul regio pewamaan negatif; daerah bergaris-garis miring adalah regio bervariasit R N A ini beserta asam amino yang terikat beijajar d i sepanjang yang berwama lain (misalnya, bisa cerah atau negatiO pada kromosom orangmolekul m R N A dalam urutan yang tepat sesuai dengan sandi genetik. yang berbeda-beda. Setiap gena terdaftar tjerlawanan dengan lokus genetikDi bawah fungsi enzim sitoplasmik (faktor pemuiai, faktor peman- d i s e b c l a h k a n a n n y a . ( D a t a d i b e r i k a n oleh VA M c K u s i c k . )jang, dan faktor pengakhir), ikatan peptida dibentuk antara berbagaiasam amino, dan protein lengkap dilepaskan dari ribosom. Keterang- LENGAN PENDEK • Enolase 1an yang lebih terinci tentang dasar molekul ekspresi gen, lihat Bab 61. • 6-Fosfoglukonat Dehidrogenase - Glukosa Dehidrogenase PENGENDALIAN KERAGAMAN GENETIK MELALUI • Eliptositosis 1TRANSMISI DAN S E G R E G A S I G E N A J u m l a h D N A pada inti - UDP-Galaktosa-4-Epimerasesetiap sel manusia cukup untuk m e m b e r i sandi lebih dari 50.000 • Golongan Darah Rhgena sehingga menspesifikasikan lebih daripada 50.000 rantaipolipeptida. Gena diatur dalam rangkaian hnear D N A yang bersama - a-L-Fukosidaseprotein histon tertentu membentuk badan berbentuk batang yang - Golongan Darah Sciannad i s e b u t kromosom. S e t i a p s e l s o m a t i k m e n g a n d u n g 4 6 k r o m o s o m ,diatur dalam 2 3 pasangan, setiap pasangan berasal dari setiap orang _ j — Adenilat Kinase 2tua. Jadi setiap orang mewarisi d u asalinan dari setiap k r o m o s o m \" T — Uridin Monofosfat Kinasesehingga dua salinan daripada setiap gena. Lokasi k r o m o s o m keduas a l i n a n s e t i a p g e n a d i s e b u t lokus genetik. J i k a s a t u g e n a m e n d u d u k i — Fosfoglukomutase 1lokus genetik berada dalam d u a atau lebih bentuk yang berbeda, — Amilase, Pankreatikb e n t u k l o k u s i n i a k a n m e n g u b a h b e n t u k g e n a y a n g d i s e b u t alel. — Amilase, Kelenjar Ludah Pada manusia, gena tertentu selalu menempati sebuah lokus • Golongan D a r a h Duffygenetik spesifik pada satu k r o m o s o m tertentu. Misalnya, lokus genetik • Katarak, Pulverulen Zonulauntuk golongan darah R h berada pada lengan pendek kromosom 1;pada tempat ini terdapat d u a gena R h , satu pada k r o m o s o m 1 yang LENGAN PANJANG I • UDP-Glukosa Pirofosforilase 1berasal dari ibu d a nyang lain pada k r o m o s o m 1 yang berasal dari Guanilat Kinase 1 & 2ayah. Jika kedua gena pada lokus genetik yang sama adalah identik,m a k a i n d i v i d u t e r s e b u t homozigot. J i k a k e d u a g e n a b e r b e d a ( m i s a l n y a Peptidase Cd u a a l e l b e r b e d a t e r d a p a t p a d a l o k u s ) , i n d i v i d u i t u heterozigot. S e t i a p Fumarat Hidratasemanusia sehat adalah heterozigot pada sekitar 20 persen lokus genetikdan homozigot pada 8 0 persen. Peta k r o m o s o m manusia 1, I I — G e n RNA ribosom 5Sdigambarkan pada Gbr 60-3, menggambarkan lokasi contoh gena I 1 — Guanilat Kinase 1 & 2representatif yang telah menjadi lokus untuk k r o m o s o m ini.

SAB 60 ASPEK GENETIK PAt-APtNYAKr 3S berjumlah 23, terdapat 2 \"kombinasi berbeda k r o m o s o m yang dapa Mutasi dapat menyebauKa.., ..abai.... jelas siruktui k r o m o s o m . terjadi pada satu gamet, dan kemungkinan bahwa salah satu konstitusi seperti delesi atau- translokasi sebagian k r o m o s o m , atau dapai orang tuaakan menghasilkan duaorang anak dengan komplemen melibatkan perubahan kecil sekali pada salah satu basa purin ^tau identik k r o m o s o m adalah 1dari 2^' atau 1dari 8,4 juta kemungkinan pirimidin satu gena tunggal. Y a n g tersering terjadi. seperti mutasi (dianggap bukan kembar monozigot, atau identik). \"titik\" terdiri dari penggantian satu basa untuk basa yang lain, merubah arti kodon yang mengandung basa yang bersangkutan. REKOMBINASI Penambahan keragaman genetik manusia s e h i n g g a p e n a m a a n n y a m e n j a d i mutasi \"missense\". M i s a l n y a , p a d a a d a l a h f e n o m e n a rekombinasi genetik. S e l a m a m e i o s i s , j i k a p e n y a n d i a n g e n a u n t u k r a n t a i fi h e m o g l o b i n , k e d u d u k a n k e e n a m kromosom homolog berpasangan, jembatan seringkali terbentuk biasanya mengandung tigaan (\"triplet\") C T C , yang memberi sandi antara regio yang terangkai pada pasangan kromosom. Jembatan ini, untuk asam amino asam glutamat (Gbr. 60-1). Mutasi yang a t a u kiasmata, a d a l a h r e g i o t e m p a t k e d u a k r o m o s o m p u t u s p a d a t i t i k menyebabkan hemoglobin C menghasilkan perubahan basa pertama identik sepanjang bagian panjangnya, lalu kemudian bersatu kembali, tigaan ini dari sitosin menjadi timin, akan merubah tigaan menjadi sementara segmen distal telah berubah dari satu k r o m o s o m homolog T T C , yang memberi sandi lisin. Sebaliknya, mutasi yang menjadi k r o m o s o m lainnya. Proses ini disebut \"penyeberangan\" menyebabkan hemoglobin S menghasilkan perubahan pada basa {crossing-over). W a l a u p u n t i d a k a d a p e r u b a h a n p a s t i d a l a m j u m l a h kedua tigaan yang sama (dari timin menjadi adenin), akan bahan genetik yang terjadi selama penyeberangan, rekombinasi gena menghasilkan C A C , yang memberi sandi valin. Jadi, pada kedudukan memang terjadi. Misalnya, pertimbangkan k r o m o s o m dengan d u a k e e n a m r a n t a i ji h e m o g l o b i n , b i a s a n y a t e r j a d i a s a m g l u t a m a t y a n j . lokus, A dan B, yang terletak pada ujung berlawanan pada kromosom dapat digantikan baik oleh lisin (yang menghasilkan hemoglobin Cyang sama. Pada k r o m o s o m khusus ini, lokus A mempunyai alel maupun valin (yang menghasilkan hemoglobin S). Lebih daripadal a n g k a x, d a n l o k u s B j u g a m e m p u n y a i a l e l l a n g k a y. T a n p a f e n o m e n a 1 0 0 m u t a s i basa t u n g g a l seperti i t u p a d a rantai /3 h e m o g l o b i n telairekombinasi, setiap anak yang mewarisi alel x pada lokus A juga diketahui, dan banyak mutasi ini menimbulkan sindroma klinis yan;akan mewarisi alel y pada lokus B .Walaupun demikian, jika nyata. Pada sebagian mutasi yang terjadi pada manusia, d i antarany;.rekombinasi terjadi, lokus A dengan alel x kemudian akan berada melibatkan kelainan basa tunggal seperti itu.p a d a k r o m o s o m l a w a n d a r i l o k u s B d e n g a n a l e l y. P a d a k e a d a a n i n i ,setiap anak yang diwarisi alel x pada lokus A tidak akan dapat Di samping menghasilkan pengganti asam amino, pengganti basamewarisi alel y pada lokus B . tunggal juga dapat menyebabkan kelainan lain pada sintesis pro- tein—pengakhiran rantai prematur. Tiga kata sandi m R N A ( U A A , Seringkali terjadi penyeberangan pada setiap meiosis pada U A G , d a n U G A ) biasanya tidak menentukan satu asam amino,manusia, dan rekombinasi gena yang terjadi dapat terjadi pada setiap walaupun mengandung pertanda bahwa pesan telah diakhiri d a ntitik pada satu k r o m o s o m . Semakin jauh terpisah d u a gena pada r a n t a i p r o t e i n h a r u s d i l e p a s k a n d a r i ribosom ( G b r 6 0 - 1 ) . J i k a s a t ukromosom yang sama, maka semakin besar kemungkinan perubahan terjadi pada D N A yang menghasilkan salah satu kata sandi\"penyeberangan\" terjadi pada ruang d i antara gena tersebut. Jika m R N A i n i [ m i s a l n y a p e r u b a h a n p a d a rigaan m R N A d a r i U A Udua gena berada pada ujung yang berbeda pada satu k r o m o s o m yang (tirosin) menjadi U A A (terminasi)], rantai polipeptida akan diakhiripanjang, kemungkinan rekombinasi sangat besar sehingga alel yang secara prematur jika translasi telah mencapai tahap tersebut. Mutasibersangkutan ditransmisikan kepada keturunannya secara hampir s e p e r t i i t u , d i s e b u t mutasi \"nonsense\", y a n g m e n g h a s i l k a n f r a g m e nbebas satu sama lain, seakan-akan kedua lokus gena berada pada pendek protein yang memiliki kekurangan fungsi.kromosom yang berbeda. Sebaliknya, lokus gena yang berdekatanp a d a k r o m o s o m y a n g s a m a d i s e b u t terangkai s e h i n g g a t e r d a p a t k e - MEKANISME SELULER DENGAN GENA MUTANYANGmungkinan sangat besar bahwa keturunannya akan mewarisi k o m - MENIMBULKAN PENYAKIT Penting untuk m e m a h a m i heredi-binasi alel yang sama yang terdapat pada k r o m o s o m pada orang tua. tas m e r u p a k a n konsep b a h w a i n f o r m a s i satu-satunya yang ditransmisikan dari generasi k egenerasi adalah rangkaian basa D N A B e b e r a p a c o n t o h kaitan gena d a p a t t e r l i h a t d a r i p e t a k r o m o s o m dan bahwa rangkaian i n iselanjutnya hanya menspesifikasikanmanusia I (Gbr. 60-3). Misalnya, lokus untuk spesifikasi gena faktor struktur primer R N A dan molekul protein. Semua reaksi kimiawigolongan darah R hd a n untuk gena yang menghasilkan salah satu lain—seperti sintesis lipid dan karbohidrat kompleks, pembentukanb e n t u k e l i p t o s i t o s i s h e r e d i t e r trait d o m i n a n b e r a d a b e r d e k a t a n s e k a l i selaput d a norganela seluler lainnya, d a npenimbunan sertapada k r o m o s o m ini. Jika seseorang menderita eliptositosis herediter pembagian ion anorganik—terjadi sebagai akibat sekunder pada kerjamentransmisikan penyakit tersebut pada keturunannya, keturunannya protein yang spesifik. Kebanyakan protein ini adalah enzim yangbiasanya akan mewarisi alel yang berada pada lokus R h pada mengkatalisasikan perubahan biokimiawi satu molekul menjadikromosom ini.Jika alel R hkebetulan merupakan alel yang langka molekul lainnya. L a i n n y a merupakan protein struktur seperti kolagend a l a m p o p u l a s i ( s e p e r t i r'), m a k a s e s e o r a n g d a p a t m e n g a s u m s i k a n dan elastin, lainnya lagi adalah protein pengatur yang mendiktekanb a h w a k e t u r u n a n y a n g m e w a r i s i a l e l r' p a d a l o k u s R h j u g a a k a n banyaknya setiap enzim d a nsetiap protein struktur yang dibuat.mewarisi alel abnormal pada lokus eliptositosis. Sebaliknya, jika • Karena protein adalah molekul seluler yang strukturnyaketurunan tersebut tidak menunjukkan adanya alel r ' , yang disandikan melalui gena, mutasi dalam gena akan menghasilkan efekbersangkutan biasanya tidak akan menderita eliptositosis. Konsep perusakan melalui perubahan struktur enzim, protein struktur, ataukaitan tidak berarti bahwa adakaitan antara setiap konstitusi alelR h protein pengatur. Misalnya, pada penyakit seperti penyakit cadangantertentu dan keadaan penyakit eliptositosi,hanya berarti adanya kaitan glikogen, tipe I (penyakit von Gierke), penimbunan masif glikogendua lokus genetik. Jadi pada keluarga yang berbeda, alel eliptositosis dalam hati tidak disebabkan kelainan struktur secara primer di dalama b n o r m a l d a p a t t e r a n g k a i d e n g a n R', R\", r j , a t a u a l e l l a i n n y a p a d a glikogen polisakarida tetapi kelainan struktur dalam satu protein,lokus R htergantung pada alel yang kebetulan berada pada lokus glukosa-6-fosfatase, yaitu enzim yang dibutuhkan untuk mem-tersebut saat mutasi eliptositosis terjadi. Dengan perkataan lain, lokus bebaskan glukosa sehingga memungkinkan penguraian glikogen.eliptositosis terangkai dengan lokus R hpada setiap keluarga, C o n t o h lain m e k a n i s m e b i o k i m i a w i saat gena m u t a n merubahwalaupun alel R htertentu (yang terkait eliptositosis) akan berbeda metabolisme seluler dibahas d ibawah judul \"Kelainan Pewarisanpada setiap keluarga. Sederhana\". M U T A S I J i k a d i d e f i n i s i k a n s e c a r a l u a s , mutasi a d a l a h s u a t u HETEROGENITAS GENETIK Jika d u a atau lebih mutasikelainan D N A yang stabil, dan dapat diwariskan. Walaupun penyebab d a p a t m e n g h a s i l k a n s i n d r o m a k l i n i s s e r u p a , heterogenitas genetikmutasi pada manusia sama sekali tidak diketahui, berbagai agen dinyatakan ada. H e m o f i l i a adalah contoh sindroma heterogen secaralingkungan, seperti radiasi, virus, dan zat kimia, adalah faktor-faktor genetik.- Kelainan perdarahan yang mirip secara klinis dapatyang terkait.











BAB 60 ASPEK GENETIK PADA PENYAKIT 393G A M B A R 60-8 Pola riwayat DrO DTOpohon keluarga trait resesifterangkai-X. A .Perhatikan pola d i d) 6 6 6^miring pewarisan. B. Seorangperempuan penderita dapat ber- H ^ Laki-lakl/Perempuan Laki-laki/Perempuan H A Laki-laki/Perempuan isasal dari perkawinan seorang laki- penderita penderita ™ ^ penderitalaki penderita dan perempuan O Perempuan karier o Perempuan karierkarier, seperti pada perkawinan O Perempuan karierkonsanguineosa yang diperlihat- • o Laki-laki sehat • o Laki-laki sehat • o Laki-laki sehatk a n d i s i n i . C. S e o r a n g l a k i - l a k i Perempuan nonkarier Perempuan nonkarierpenderita menikah dengan se- Perempuan karierorang perempuan nonkarier sehat Bakan mempunyai semua anak Alaki-laki sehat dan semua anakperempuan karier.penderita tidak mentransmisikan penyakit kepada anak laki-lakinya yaitu abortus pada fetus laki-laki yang terserang. Keadaan yang( G b r . 6 0 - 8 ( 7 ) ; ( 4 ) l a k i - l a k i y a n g s e h a t t i d a k m e n t r a n s m i s i k a n trait tampak ditransmisikan dengan cara pewarisan ini termasuk inkonti-kepada setiap keturunannya; d a n( 5 )perempuan homozigot yang nensiapigmenti, hipoplasiadermis fokal, sindromaorofasiodigitalis,menderita hanya terjadi jika seorang laki-laki terserang menjadi ayah dan hiperamonemia yang disebabkan oleh defisiensi ornitindari anak seorang perempuan karier (Gbr. 60-8B). transkarbamilase. Contoh kelainan resesif terangkai-X pada manusia termasuk U n g k a p a n trait t e r a n g k a i - X p a d a p e r e m p u a n c e n d e r u n g b e r v a r i a s ihemofilia A , diabetes insipidus nefrogenik, sindroma Lesch-Nyhan, karena fenomena inaktivasi k r o m o s o m X .Pada keadaan awaldistrofi muskuler Duchenne, defisiensi enzim glukosa-6-fosfat perkembangan e m b r i o n i k satu dari dua k r o m o s o m X pada setiap seldehidrogenase, feminisasi testikuler, dan penyakit Fabry. Buta warna somatik seorang perempuan adalah tidak aktif Proses inaktivasij u g a d i w a r i s i s e b a g a i trait r e s e s i f t e r a n g k a i - X , t e t a p i b u t a w a r n a bersifat acak, sehingga untuk setiap sel terdapat kemungkinan yangbegitu sering terjadi (terjadi sekitar 8 persen laki-laki kulit putih) sama bahwa k r o m o s o m X yang berasal dari ayah atau i b u akansehingga adanya perempuan homozigot buta warna kadang terjadi. menjadi tidak aktif K r o m o s o m X yang tidak aktif akan menjadi nonfungsional secara permanen, sehingga semua progeni sel awal Pewarisan dominan terangkai-X digambarkan dengan riwayat akan mewarisi k r o m o s o m X aktif dan tidak aktif yang sama. Jadipohon keluarga pada Gbr. 60-9. Gambaran khasnya sebagai berikut: setiap perempuan bersifat mosaik; secara rata-rata separuh selnya(1) Perempuan terserang kira-kira d u akali lipat laki-laki; mengungkapkan k r o m o s o m X dari ayah, dan separuh mengungkap-(2) perempuan penderita mentransmisikan kelainan pada separuh kan k r o m o s o m X dari ibu. Jika mutasi pada gena dibawa pada salahanak laki-laki d a nseparuh anak perempuan; ( 3 )seorang laki-laki satu k r o m o s o m X , sekitar separuh sel pada setiap jaringan menjadipenderita yang mentransmisikan kelainan kepada semua anak normal dan separuh yang lain akan memberi gejala fenotipe mutan.perempuan dan tidak seorang pun anak laki-laki; dan(4) sindroma Walaupun demikian, kesempatan atau seleksi satu atau lebihini lebih bervariasi d a ntidak berat pada perempuan penderita konstitusi klon pada selakan mengganggu perbandingan ini padah e t e r o z i g o t d a r i p a d a l a k i - l a k i p e n d e r i t a h e m i z i g o t . S a t u trait y a n g setiap orang tertentu. Tergantung pada perbandingan k r o m o s o m Xu m u m , g o l o n s a n d a r a h Xg(a+), d i w a r i s k a n s e b a g a i trait d o m i n a n ' mutan dan sehat pada setiap jaringan, seorang perempuan heterozigotterangkai-X, sep.;;. pada rakhitis hipofosfatemik. secara genetik dapat bersifat normal secara klinis atau menderita g e j a l a p e n y a k i t y a n g ringan a t a u b e r a t . S e c a r a ringkas, i b u d a r i a n a k B e b e r a p a k e a d u r . l a n g k a d a p a t d i w a r i s k a n s e b a g a i trait dominan laki-laki yang menderita distrofi muskuler Duchenne resesif terang-terangkai-X, yaitu terdapat letalitas pada laki-laki hemizigot. Ciri k a i - X k a d a n g - k a d a n g m e n u n j u k k a n a d a n y a g e j a l a ringan p e n y a k i tk h a s b e n t u k p e w a r i s a n i n i d i g a m b a r k a n d e n g a n riwayat p o h o n tersebut, seperti kelemahan paha tungkai atau hipertrofi betis.keluarga pada G l , . 60-10: (1) Kelainan terjadi hanya pada perempuanyang heterozigot untuk gena mutan; ( 2 ) seorang i b u penderita Pada setiap selperempuan m a k a k r o m o s o m X nonfungsionalm e n t r a n s m i s i k a n trait k e p a d a s e p a r u h a n a k p e r e m p u a n ; d a n dapat diperiihatkan dengan berbagai teknik. Melalui pewarnaan biasa,(3) peningkatan kekerapan abortus terjadi pada perempuan penderita. k r o m o s o m X yang tidak aktif pada fase metafase tampak heteropiknotik (menjadi rapat terlihat), d a nk r o m o s o m akanG A M B A R 6 0 - 9 P o l a riwayat p o h o n k e l u a r g a t r a i l d o m i n a n t e r a n g k a i - X bereplikasi lanjut dalam daur mitosis (\"pelabelan lanjuf denganIII G A M B A R 60-10 Pola pohon keluarga suatu trait letal terangkai-X 1 2 34 5 dominan padalaki-laki hemizigotill P O P e r e m p u a n penderita dan sehat 1 23456 7 I I Laki-laki sehat i AtiprsiIV 1 2 34 5V 1,2 3 4I Laki-laki hemizigot I I O Laki-lakl'Perempuan sehatI penderitat Perempuan heterozigot penderita

394 BAGIAN TIGA GENETIK DAN PENYAKIT timidin bertriasi). Pada sel yang tidak membelah, k r o m o s o m X yang dan keluarga tingkat tiga (saudara sepupu) berbagi seperdelapan, tidak aktif dapat diamati sebagai gumpalan kromatin pada bagian yaitu ('/z)^ Jika tingkat hubungan menjadi lebih jauh, kemungkinan tepi inti—disebut kromatin X atau badan Barr. Pada keadaan abnor- seorang keluarga mewarisi kombinasi gena yang sama menjadi lebih mal dengan lebih daripada dua k r o m o s o m X seperti 4 7 , X X X , semua kecil. Lebih lanjut, kesempatan seorang keluarga mewarisi kombinasi k r o m o s o m X tidak aktif, kecuali satu saja, sehingga sel perempuan gena risiko yang benar akan berkurang sesuai j u m l a h gena yang mempunyai badan kromatin X yang banyak (lihat Bab 62) m e n i n g k a t u n t u k k e b u t u h a n p e n g u n g k a p a n trait. Karena alel mutan mnggal cukup tersedia untuk ekspresi kelainan K a r e n a j u m l a h g e n a y a n g t e p a t s e b a g a i trait p o l i g e n i k t i d a k resesif terangkai-X, konsanguinitas tidak meningkatkan kemungkinan diketahui, risiko pewarisan pada seorang keluarga dari seorang ekspresi pada laki-laki, berbeda dengan kasus pada kelainan resesif penderita sulit diperhitungkan, d a nstandar yang didasarkan pada autosom yang langka. Sebaliknya, pada kelainan yang diwariskan angka risiko empirik (misalnya perhitungan langsung perbandingan secara dominan, mutasi baru dapat menjadi sebuah faktor. Secara keluarga yang terserang pada keluarga yang dilaporkan sebelumnya). u m u m , jika keadaan resesif terangkai-X mengurangi kebugaran D i b a n d i n g k a n dengan kelainan yang diwarisi saja, yaitu 2 5 sampai biologik menjadi nol, sepertiga laki-laki penderita merupakan akibat 50 persen keluarga tingkat pertama dari propositus penderita m e m - mutasi baru, dan sepertiga lainnya akan dilahirkan oleh ibu yang punyai risiko genetik, maka kelainan genetik multifaktor u m u m n y a mereka sendiri adalah karier akibat mutasi baru. Jadi hanya sepertiga tampak secara empirik menyerang tidak lebih daripada 5 - 1 0 % yang berasal dari riwayat pohon keluarga yang klasik akan memberi k e l u a r g a t i n g k a t p e r t a m a . L e b i h l a n j u t , d i b a n d i n g k a n d e n g a n trait gejala transmisi miring. Contoh penyakit seperti itu adalah distrofi mendelian, risiko kekambuhan keadaan multifaktor bervariasi dari muskuler Duchenne, yaitu laki-laki hemizigot penderita akan keluarga ke keluarga, dan perkiraannya secara nyata dipengaruhi oleh menderita ketidakmampuan bereproduksi. Pada hemofiliaA , dengan dua faktor: (1)j u m l a h orang penderita yang sudah ada dalam keluarga kebugaran biologik lebih besar daripada nol, sekitar 20 persen laki- dan (2) derajat kesakitan dalam kasus indeks. Semakin besar j u m l a h laki penderita mengalami mutasi baru. keluarga yang menderita d a nsemakin berat penyakitnya, maka semakin tinggi risikonya pada keluarga lain. Misalnya, risiko celah D a l a m keluarga dengan hanya satu orang laki-laki menderita bibir pada saudara kandung seorang anak dengan celah bibir unilat- p e n y a k i t r e s e s i f t e r a n g k a i - X d a n t i d a k a d a r i w a y a t trait p a d a k e l u a r g a eral adalah sekitar 2,5persen, n a m u n jika lesi pada kasus indeks lain, maka penting sekali pada konseling genetik yang wajar, bahwa adalah bilateral, risiko pada saudara kandung meningkat sampai ibu menjalani uji biokimiawi atau penelitian relevan yang lain untuk 6 persen. Tabel 60-5 merupakan daftar angka risiko empirik untuk menentukan dia seorang karier. Jika ibu seorang karier, separuh anak kekambuhan sejumlah penyakit genetik multifaktor dalam keluarga. perempuannya akan menjadi karier dan separuh anak laki-lakinya akan terserang. Sebaliknya, jika anak laki-lakinya mengalami mutasi Hipotesis komponen poligenik pada pewarisan penyakit baru, hanya anak perempuannya akan mewarisi gena tersebut. Pada saat ini, uji b i o k i m i a w i dapat mengidentifikasikan karier perempuan multifaktor telah mendapatkan dasar yang benar melalui demonstrasi pada beberapa penyakit terangkai-X, termasuk sindroma Lesch- Nyhan. Penyakit Fabry, sindroma Hunter, hemofilia, feminisasi bahwa sekurang-kurangnya sepertiga lokus gena merupakan tempat testikuler, sindroma X rapuh, d a ndistrofi muskuler Duchenne. P e m b e d a a n a n t a r a p e w a r i s a n t e r a n g k a i - X d a n pewarisan dominan alel polimorfik yang bervariasi d iantara orang perorangan. Derajatautosom yang dipengaruhi jenis kelamin a d a l a h p e n t i n g . K e b o t a k a n mungkin diwarisi sebagai rra;/ dominan autosom, walaupun demikian variasi yang begitu besar pada gena normal pasti memberikan substrat keadaan ini bergejala terutama pada laki-laki dan jarang padaperempuan. Perempuan heterozigot dapat mengungkapkan adanya variasi predisposisi genetik yang saling berinteraksi dengan faktorgena kebotakan hanya jika sumber testosteron menjadi tersedia,seperti yang terjadi pada tumor virilisasi pada ovarium. lingkungan. Sejauh ini, lokus genetik yang sangat jelas terkait dengan PENYAKIT GENETIK MULTIFAKTOR Penyakit kronik predisposisi penyakit spesifik adalah yang berkonstitusi sistem H L Aorang dewasa yang u m u m (seperti hipertensi esensial, penyakitjantung koroner, diabetes melitus, penyakit ulkus peptikum, d a n ( j u g a d i s e b u t kompleks gena histokompatibilitas utama) ( l i h a tskizofrenia) demikian pula cacat lahir yang u m u m (seperti celah bibirdan palatum, spina bifida, d a npenyakit jantung kongenital) telah Bab 64). Kompleks gena H L A beriokasi pada lengan pendeklama diketahui \"berlangsung dalam keluarga\". Penyakit ini palingbaik dikategorikan sebagai \"penyakit genetik multifaktor\". Unsur k r o m o s o m 6. Gena tersebut mengandung empat lokus yanggenetik pada kelainan inijarang sekali bergejala sendiri dengan caragagal atau tuntas, seperti yang terjadi pada kelainan yang diwarisi berdekatan walaupun terpisah ( A , B , C ,dan D ) . Produk gena-genasaja (mendelian) d a npada aberasi k r o m o s o m . M a l a h keadaan i n itimbul karena interaksi gena yang banyak dengan faktor lingkungan ini adalah protein yang ditemukan pada permukaan seltubuh danyang banyak, sehingga m e n i m b u l k a n agregasi dalam famih. yang memungkinkan sistem kekebalan seseorang membedakan selnya P a d a p e n y a k i t g e n e t i k m u l t i f a k t o r , a d a komponen poligenik y a n gmengandung satu seri gena yang berinteraksi dengan cara kumulatif sendiri dari yang berasal dari orang lain. Setiap lokus H L A padaSeseorang yang mewarisi kombinasi tepat gena ini akan mengalamik e a d a a n y a n g m e l a m p a u i \" a m b a n g b a t a s r i s i k o \" , p a d a t i t i k komponen populasi mengandung banyak alel, setiap alel menghasilkan proteinlingkungan m e n e n t u k a n k e a d a a n d a n s a m p a i s e b e r a p a j a u h s e s e o r a n gmenderita secara klinis. Orang lain dalam keluarga yang sama dapat yang secara imunologikberbeda. Misalnya, seseorang akan mewarisimengekspresikan sindroma yang sama, jika kombinasi gena yangsama atau yang serupa diwarisi. Karena setiap keluarga tingkat masing-masing d u adari 2 0 alel pada lokus H L A - B . D i sampingpertama dari orang yang menderita (misalnya orang tua, saudarakandung, dan anak) berbagi separuh gena orang yang bersangkutan, terhadap obat, faktor lain dalam lingkungan dapat membangkitkanmaka mereka semua berisiko tinggi mengekspresikan sindromapoligenik yang sama. Keluarga tingkat dua (paman, bibi, dan kakek/ trait g e n e t i k s p e s i f i k . M e r o k o k s i g a r e t d a p a t m e m i l i k i p e n g a r u h y a n gnenek) berbagi, secara rata-rata, seperempat gena individu, yaitu ('/j)^. T A B E L 60-5 Risiko empirik beberapa penyakit genetik multifaktor yang umum menyerang orang dewasa Kelainan dalam kasus indeks Risiko absolut perkiraan pada keluarga tingkat Celah bibir dan/atau palatum pertama, % Penyakit jantung kongenital Penyakit jantung koroner 3 4 Diabetes melitus 8 untuk keluarga laki-laki Epilepsi 3 untuk keluarga perempuan Hipertensi 5-10 Psikosis manik-depresif 5-10 Psoriasis 10 Skizofrenia 10-15 Penyakit tiroid (kelainan autoimun 10-15 15 termasuk hipertiroid, tiroiditis, 10 miksedema primer, goiter)













BAB 61 ILMU KEDOKTERAN DAN GENETIKA MOLEKULER 401 lllllllllllllllllllliiill >50cM1 (GT)242 lllllllllllllllllllll AF -•-tlJ-3 llllllllllllllllll {GT)i8 BG4 llllllllllllllll (GT),5 L S -L. Meiosis - Tiga Pertukaran Ualen O J- 6^ dan1 BG K2 --*-mi—I-34 • = Alel Normal D O = Fenotip Normal M - Alel Penyakit • • = FenoMp Penyakit K- K/L •o Ye K/KG A M B A R 6 1 - 5 G a m b a r a n p o l i m o r f i s m e short tandem repeat ( S T R ) u n t u k K/L K/K K/L K/K K/L K/K K/L K/K K/K K/Ksebuah pengulangan dinukleotida (GT)n. Setiap pengulangan dipisahkan Y/Z Y / 2 Y/Y Y/Y Y/Z Y/Z Y/Z Y/Y Y/Z Y/Yoleh sebuah garis vertikal. Tempat untuk dua primer bagi P C R dinyatakandengan tanda panah. Diperlihatkan empat alel dengan 24, 2 1 , 18, dan 15 G A M B A R 6 1 - 6 G a m b a r a n crossover m e i o t i k d a n a n a l i s i s k e t e r k a i t a n .pengulangan GT. Pewarisan alel dalam sebuah keluarga seperti yang dideteksi Panel A memperiihatkan dua salinan dari satu k r o m o s o m (satu dalam garisoleh P C Rdiperlihatkan di bawah. tebal dansatu dalam garis terputus-putus) dari seseorang sebelum (atas) d a n s e s u d a h ( b a w a h ) crossover m e i o t i k . O r a n g t e r s e b u t b e r s i f a t h e t e r o z i g o tdan > 5 0 sentimorgan dari gena penyakit. Setelah meiosis dan tiga untuk suatu lokus penyakit dengan sebuah alel normal (persegi kosong) danp r o s e s crossover, t e r b e n t u k g a m e t - g a m e t y a n g m e n g a n d u n g s a t u sebuah alel penyakit (persegi berarsir) dan bersifat heterozigot untuk empatkromosom dengan bermacam-macam segmen kromosom semula. penanda D N A dengan alel A / B , F/G, K / L ,dan R/Smasing-masing terietakAlel A danF pada penanda D N A terletak didalam gena bersangkutan 0, 1, 10,d a n> 5 0sentimorgan ( c M )dari lokus penyakit. Panel B(A) atau sangat dekat dengannya ( F ) d a n tetap berada dalam memperiihatkan analisis dalam sebuah keluarga dengan suatu penyakitkromosom yang memiliki salinan gena normal. Penanda D N A yang dominan autosom. Diperlihatkan penanda D N A dengan alel K / L di 10c Mterletak lebih jauh memiliki kemungkinan lebih besar mengalami dari lokus penyakit pada kromosom 4 dan penanda D N A lain dengan alelcrossover, d a n a l e l L p a d a s a l a h s a t u p e n a n d a D N A s e k a r a n g t e r l e t a k Y / Z dikromosom 7. Tampak kromosom 4 dan 7 dari kedua orang tua dandi k r o m o s o m yang memiliki salinan gena normal, walaupun genotipe tiap-tiap anggota keluarga. Fenotipe penyakit diwariskan dari ayahsebelumnya alel tersebut terletak di k r o m o s o m yang memiliki salinan dengan alel L untuk penanda D N A kecuali anak terakhir yang merupakangena cacat. S e m a k i n j a u h jarak antara penanda d a n gena, semakin crossover t i p e y a n g d i p e r l i h a t k a n d i p a n e l b a g i a n a t a s . L i h a t t e k s u n t u kb e s a r k e m u n g k i n a n crossover t e r j a d i . A l e l u n t u k g e n a d a n p e n a n d a pembahasan.pada k r o m o s o m yang berbeda diwariskan secara independen. Pengkloningan dan Identifikasigena Penyakit pada Manusia bawah). Panel B pada Gbr. 6 1 - 6 menggambarkan analisis penanda- F r e k u e n s i crossover s e p e r t i y a n g d i p e r l i h a t k a n p a d a a n a k t e r a k h i rpenanda D N Apada sebuah keluarga dengan penyakit dominan dalam Gbr.61-6adalah ukuran jarak genetik antara penanda D N Aautosom misalnya korea Huntington. Y a n g diperlihatkan adalah data dan gena penyakit. Apabila telah ditemukan penanda D N A yanguntuk penanda D N A K / L yang terletak 10c M dari gena penyakit berkaitan, gena dapat dipetakan k e tempat tertentu dalam kromosom,dan penanda D N A Y / Z yang terletak dik r o m o s o m yang lain. Seorang dan dapat dilakukan identifikasipenanda-penanda D N A lainnya yangpeneliti yang mencoba memetakan gena penyakit kemungkinkan terletak lebih dekat.besar akan meneliti banyak penanda D N A misalnya penanda Y / Zyang tidak memperiihatkan korelasi antara alel penanda mana yang Dengan tersedianya penanda-penanda D N Apolimorfik dalamdiwariskan d a napakah fenotipe penyakit diwariskan atau tidak. j u m l a h tidak terbatas, m a k a telah tercipta peta keterkaitan genetikAkhirnya akan ditemukan penanda seperti penanda K / L yang yang relatif lengkap bagi seluruh genom manusia. Pada sebuahmemiliki keterkaitan bermakna dengan gena penyakit. Analisis penelitian baru-baru ini,dapat ditentukan penempatan 8 1 4 penandaterhadap keluarga lain dapat menghasilkan bukti statistik bahwa polimorfik (pengulangan dinukleotida) k e dalam 23 kelompokterdapat suatu penanda D N A polimorfik yang terletak dekat dengan keterkaitan yang berkorespondensi dengan 22 autosom dangena penyakit. Identifikasiadanya keterkaitan genetik memungkinkan k r o m o s o m X serta mengisi 9 0 persen dari perkiraan panjang genom.kita menggunakan penanda-penanda tersebut untuk memperkiralfandiagnosis dalam suatu keluarga seperti yang diperlihatkan dalam P E T A F I S I S P e t a fisis m e m b e r i i n f o r m a s i y a n g b e r b e d a d e n g a nGbr. 61-6(lihat Diagnosis dengan Keterkaitan Genetik bawah) dan peta genetik karena peta tersebut didasarkan pada analisis langsungmembuka jalan untuk pengklonan posisional gena penyakit (lihat

402 BAGIAN TIGA GENETIK DAN PENYAKIT D N A d a ntidak dipengaruhi oleh perbedaan regional frekuensi untuk duatujuan terakhir diperlukan metode-metode baru penentuan rekombinasi. Peta fisis m e m u n g k i n k a n kita mengisolasi penanda- dan analisis sekuens. Proyek genom manusia akan memberikan penanda D N A dalam j u m l a h besar dan identifikasi serta pengkloning- kemajuan besar dalam biologi dasar d a nilmu kedokteran. Pada an semua gena dalam suatu regio. bidang yang terakhir, identifikasi gena-gena yang berperan menimbulkan predisposisi terhadap kanker dan terhadap penyakit Untuk pielakukan pemetaan fisis terhadap g e n o m manusia multifaktor yang sering dijumpai, misalnya hipertensi d a n d i g u n a k a n e m p a t s t r a t e g i p o k o k : h i b r i d i s a s i in situ, delation map- aterosklerosis, merupakan sebagian dari tujuan-tujuan terpenting. ping, long-range restriction mapping, d a n i s o l a s i k l o n k r o m o s o m r a g i b u a t a n . P a d a h i b r i d i s a s i in situ, h i b r i d i s a s i l a n g s u n g s u a t u PENGKLONAN DAN IDENTIFIKASI GENA PENYAKIT penanda D N A k esuatu k r o m o s o m memungkinkan kita menentukan PADA MANUSIA P e n g k l o n i n g a n gena penyakit m a n u s i a dapat letak suatu penaiida dipita k r o m o s o m tertentu. Dengan ditemukannya digolongkan berdasarkan empat strategi utama: (1) pengetahuan dan F I S H {fluorescent in situ hybridization), m a k a d a p a t d i g u n a k a n w a m a ketersediaan protein; ( 2 )k e m a m p u a n menyeleksi fungsi gena; y a n g b e r b e d a u n t u k s e t i a p probe s e h i n g g a d a p a t d i l a k u k a n p e m e t a a n (3) pengetahuan tentang lokasi genetik (pengklonan posisional);dan lebih dari satu penanda D N A secara bersafnaan. Hibridisasi k e inti (4) kombinasi informasi mengenai fenotipe, lokasi penyakit di peta interfase memungkinkan ditemukannya urutan penanda d i dalam genetik, d a nlokasi gena-gena yang relevan secara biologik d i peta suatu regio k r o m o s o m tertentu. Teknik ini juga bermanfaat untuk genetik (pendekatan gena kandidat regional). Pada sebagian besar mengidentifikasi kelainan k r o m o s o m , seperti dijelaskan d i B a b 62. tindakan pengkloningan gena, dilakukan pemumian suatu protein, penentuan sekuens asam amino parsial, pembuatan antibodi, d a n Deletion mapping d i d a s a r k a n o l e h a d a a t a u t i d a k n y a s u a t u r e g i o penciptaan pemeriksaan enzimatik atau pemeriksaan lainnya. Dengan atau lokus tertentu d iD N A dari pasien dengan kelainan k r o m o s o m informasi inf,dapat diisolasi klon c D N A dengan menggunakan atau dari hibrid selsomatik manusia/hewan pengerat yang masih b e r b a g a i c^ara m i s a l n y a p e m u m i a n m R N A , p e n a p i s a n h i b r i d i s a s i m e m i l i k i s e g m e n k r o m o s o m t e r t e n t u m a n u s i a . Deletion mapping dengan oligonukleotida yang didasarkan pada sekuens asam amino sangat berguna untuk memetakan k r o m o s o m X karena banyaknya yang ada,amplifikasi P C R berdasarkan oligonukleofida yang sama,, kelainan kromosom X yang dijumpai. Delesi kromoSom Xisering* penyaringan koleksi c D N A secara imunologis, d a n berbagai menyebabkan fenotipe penyakit pada laki-laki, d a nregio yang pendekatan terkait lainnya. D a l a m beberapa hal, dapat dilakukan mengalami delesi dapat diidentifikasi tanpa harus memisahkan pengklonan gena berdasarkan sifat fungsionai tanpa mengetahui pro- kromosom abnormal dari homolog normal dalam hibrid sel somatik. tein atau lokasi peta genetiknya. Misalnya,telah berhasil diidentifikasi Deletion mapping j u g a b e r g u n a u n t u k m e n e n t u k a n u r u t a n r e l a t i f bermacam-macam gena yang berperan dalam gangguan perbaikan sekelompok penanda dalam genom, walaupun teknik i n i tidak D N A {DNA repair disorders) d e n g a n m e m a n f a a t k a n b i a k a n j a r i n g a n memberi keterangan pasti mengenai jarak. untuk mengidentifikasi klon yang memperbaiki fenotipe selular akibat gangguan perbaikan D N A tersebut. I n f o r m a s i m e n g e n a i j a r a k t i s i s d i p e r o l e h d e n g a n long range re- striction mapping. P a d a t e k n i k i n i , D N A b e r b e r a t m o l e k u l t i n g g i Positional cloning, y a n g d a h u l u s e r i n g d i s e b u t s e b a g a i reverse dipotong-potong menjadi fragmen-fragmen besar (dari lOOkbsamptii genetics, a d a l a h i s o l a s i s u a t u g e n a p e n y a k i t b e r d a s a r k a n l o k a s i n y a 4 M b ) dengan menggunakan enzim restriksi. Fragmen-fragmen ini dalam genom tanpa pengetahuan tentang fungsinya. Strategi i n i d i p i s a h k a n d e n g a n pulsed field gel electrophoresis ( P F G E ) d a n bergantung pada identifikasi suatu penanda D N A (dalam sampel dari kemudian dapat dihibridisasikan k e penanda D N A menggunakan keluarga-keluarga yang sakit) yang terletak dekat dengan lokus p r o s e d u r Soitthern blotting k o n v e n s i o n a l . A p a b i l a d u a probe D N A penyakit, seperti dibicarakan d i atas d a ndigambarkan untuk suatu melakukan hibridisasi k efragmen restriksi (dengan panjang 200 kb) penyakit dominan autosom dalam Gbr.61-6B. Usaha serupa dapat yang sama, dapat disimpulkan bahwa jarak m a k s i m u m antara kedua diterapkan untuk penyakit resesif autosom atau terkait-X. Setelah lokus adalah 2 0 0 kb. lokalisasi gena penyakit diketahui secara u m u m , dapat dilakukan isolasi regio D N A yang relevan, identifikasi gena-gena dalam regio Strategi yang sangat berguna dalam pemetaan fisis adalah tersebut, d a n akhirnya pembuktian gena mana penyebab penyakit p e n g g u n a a n k l o n k r o m o s o m r a g i b u a t a n {yeast artificial chromo- (sering dengan mengidentifikasi mutasi kecil dalam salah satu gena) some, Y A C ) . V e k t o r - v e k t o r p e n g k l o n Y A C m a m p u m e m b a w a ( G b r 61-7). Strategi i n imenjadi lebih m u d a h apabila tersedia fragmen-fragmen D N A g e n o m i k berukuran besar (dari 5 0k b sampai translokasi kromosom untuk membantu pemetaan danidentifikasi 1 atau 2 M b ) . Vektor-vektorini mengandung telomer d a n sentromer gena penyakit. Cara pendekatan memerlukan banyak tenaga tetapi ragi, dan klon yang dibentuk sebenarnya berkembang biak sebagai menghasilkan kesuksesan dalam kasus gena-gena untuk penyakit k r o m o s o m - k r o m o s o m yang terpisah dalam selragi pejamu. Proyek distrofi otot Duchenne, kistik fibrosis, retinoblastoma, poliposis g e n o m m a n i M a {human genome project) a k a n b e m s a h a m e n g k l o n i n g kolon, neurofibromatosis, danpenyakit Huntington. s e l u r u h g e n o m m a n u s i a d a l a m k l o n Y A C overlapping, d a n u s a h a i n i telah berhasil untuk k r o m o s o m 2 1 dan Y . Apabila tujuan tersebut Karena pemetaan gena manusia lebih mudah dilakukan dan karena tercapai, pemetaan fisis sebagian besar akan selesai pada tingkat makin banyak gena manusia dan spesies lain yang telah diidentifikasi, resolusi satu, d a nanalisis molekuler selanjutnya terhadap genom pendekatan gena kandidat regional juga menjadi lebih mudah. manusia akan menjadi lebih mudah karena letak spesifik semua gena Strategi gena kandidat yang m u m i adalah memperkirakan gena dan penanda D N A dalam genom dapat ditentukan sesuai penentuan penyakit dari protein-protein yang diketahui berdasarkan fenotipe klon Y A C . penyakit, tetapi hal inijarang dapat dilakukan. U m u m n y a pendekatan gena kandidat memerlukan sedikit informasi mengenai peta genetik PROYEK GENOM MANUSIA Proyek g e n o m manusia adalah untuk penyakit yang bersangkutan, jauh lebih sedikit daripada yang suatu usaha internasional, yang dimulai sejak pertengahan tahun d i b u t u h k a n u n t u k positional cloning. B e r d a s a r k a n k e t e r a n g a n p e t a 1980an, yang bertujuan untuk menentukan karakter D N A genomik yang terbatas, keterangan mengenai gena-gena relevan yang manusia. Tujuan-tujuan spesifik proyek ini adalah: ( 1 ) pembuatan terpetakan pada regio bersangkutan, dandengan mempertimbangkan peta fisis dangenetik yang terinci, (2) pengklonan semua gena dalam informasi dari spesies lain misalnya mencit, kita dapat memformulasi- Y A C overlapping, ( 3 ) i d e n t i f i k a s i d a n k a r a k t e r i s a s i s e m u a g e n a , kan danmenguji hipotesis bahwa pada suatu penyakit genetik tertentu (4) penentuan sekuens seluruh dari 3 x 109 pb yang membentuk terjadi mutasi suatu gena spesifik. Pengujian tersebut biasanya genom haploid manusia, d a nakhirnya ( 5 )interpretasi biologik dilakukan dengan amplifikasi dan/atau pengklonan gena yang terhadap informasi yang terkandung dalam sekuens nukleotida. bersangkutan dari pasien untuk mencari adanya mutasi. Pendekatan Walaupun teknologi yang sekarang adam a m p u melaksanakan d u a gena kandidat regional memtipgkinkan kita mengidentifikasi mutasi tujuan pertama d i atas d a nmengidentifikasi sebagian besar gena dalam waktu yang tidak terlalu lama (2 sampai 5 tahun), namun.













BAB 61 ILMU KEDOKTERAN DAN GENETIKA MOLEKULER 409dF/NL NEG AF/NL UK/NL NEG Gbr. 61-18. Data penanda genetik disajikan sebagai huruf-huruf yang mungkin mewakili alel penanda sederhana atau haplotipe penanda. AF/UK Haplotipe a d a l a h s e k e l o m p o k a l e l y a n g b e r k a i t a n e r a t p a d a s e b u a h k r o m o s o m . U n t u k penyakit resesif autosom, fase biasanya dapatG A M B A R 61-17 Analisis mutasi pada sebuati Iceluarga kistik fibrosis. ditentukan dari sebuah kasus indeks (Gbr. 61 -18A). Pada Gbr. 61 -1 &4Arti tanda-tanda adalah sebagai berikut: A F = mutasi AF508, U K = tidak janin dengan genotipe A Cdiperkirakan terkena sementara janindiketahui, N L = alel normal, danN E G = penelitian mutasi negatif Lihat dengan genotipe A A atau B C diperkirakan merupakan pembawa danteks untuk pembahasan. janin dengan genotipe A B adalah bukan pembawa. Pada Gbr. 61 -18B, deteksi pembawa dicari pada bibi dan paman pasien. Data pada sisiApabila seseorang bersifat heterozigot untuk suatu penanda (genotipe ibu memerlukan analisis terhadap kakek-nenek dan perkiraan bahwa1/2) yang terkait erat dengan suatu mutasi, harus ditentukan apakah bibi bukan pembawa. Walaupun kakek telah meninggal, masihalel 1 untuk penanda terletak d ik r o m o s o m yang mengandung alel mungkin disimpulkan bahwa paman adalah bukan pembawa karenapenyakit atau di k r o m o s o m homolog yang mengandung aid normal, ia tidak mewarisi haplotipe C yang terkait dengan alel penyakit padadengan mengganggap bahwa alel 2 untuk penyakit akan terletak di sisi ayah. U n t u k penyakit d o m i n a n autosom, fase keterkaitan biasanyak r o m o s o m dengan alel alternatif. Apabila penanda genetik bersifat tidak dapat ditentukan dari seorang pasien (Gbr. 61-18C).informatif dan fasenya diketahui, dapat dilakukan diagnosis genetik Pengecualian adalah retinoblastoma, yang d i dalamnya analisisuntuk tujuan deteksi heterozigot, diagnosis prasimtomatik, deteksi terhadap- D N A tumor dapat membedakan alel pada k r o m o s o m ab-k e g a g a l a n p e n e t r a s i , d a n d i a g n o s i s p r a n a t a l . J i k a p e n a n d a a t a u probe normal (sering dijumpai dalam tumor) dari alel pada kromosom nor-D N A t e r l e t a k d i d a l a m g e n a y a n g m e n g a l a m i m u t a s i , crossover a n t a r a mal (sering tidak dijumpai dalam tumor). Fase keterkaitan untukpenanda genetik d a n mutasi penyebab penyakit biasanya dapat penyakit dominan autosom dapat ditentukan dari dua individu yangdiabaikan. Distrofi otot Duchenne adalah suatu pengecualian karena tepat; apabila penetrasinya lengkap, keduanya tidak perlum e r u p a k a n g e n a y a n g s a n g a t b e s a r y a n g s e r i n g d i j u m p a i crossover. m e m p e r i i h a t k a n p e n y a k i t ( G b r . 6 1 - 1 8 D d a n E). J a n i n d e n g a n genotipe A A atau A C pada Gbr. 61-18S dan janin dengan genotipe Contoh-contoh diagnosis molekuler dengan keterkaitan, apabila A B atau B Cpada Gbr. 61-18Z; diperkirakan akan terkena. Untukrekombinasi antara lokus-lokus dapat diabaikan, diperiihatkan dalam penyakit yang terkait-X, informasi fase langsung dapat diperoleh dari laki-laki pengidap (Gbr. 61-18F). Secara u m u m , informasi keterkaitan dapat digunakan untuk menentukan genotipe pada anak dari orang yang genotipenya diketahui. Informasi keterkaitan u m u m n y a tidak dapat digunakan secara konsisten untuk menentukan genotipe keturunan karena kemungkinan mutasi baru dari satu generasi k e generasi berikutnya. Hal ini dicontohkan oleh suatu penyakit terkait-X,yang di dalamnya informasi keterkaitan tidak akan memperjelas apakah ibu dari seorang laki-laki pengidap (satu-satunyaG A M B A R 61-18 Contoh-contoh diagnosis molekuler menggunakan Penyakit Resesif Autosomk e t e r k a i t a n g e n e t i k d e n g a n r e k o m b i n a s i probe D N A d a n l o k u s p e n y a k i tdapat diabaikan. Huruf-hurufdi bawah simbol silsilah menandakan alel- 1,A B A C AB BCalel untuk suatu penanda D N A . Keluarga A danB menggambarkanpenyakit resesif autosom; C sampai E menggambarkan penyakit dominan AC AB AC AB BCa u t o s o m ; d a n F sas I m e n g g a m b a r k a n p e n y a k i t t e r k a i t - X . D i a n g g a p BCterjadi penetrasi len ap. Lihat teks untuk pembahasan. Penyjkit Dominan Autosom •-T-O •- K 3 jif AC o, Fenotipe yang tidak sakit AB C D AB ^ Fenotipe yang sakit 6^A B A C ^ AB •o r M Pembawa obligat resesif AB AC ' I-\" autosom 4^ D Pembawa obligat terkalt-X Penyakit terkait-X a• O AB AB AB i6 AB 0 i1 AA A B B BB AB B AB B •4

410 BAGIANTIGA GENETIK DAN PENYAKITdalam keluarga) adalah heterozigot atau apakah terjadi mutasi barupada kasus indeks (propositus) (Gbr.61-18G). I n i mencerminkansuatu perbedaan penting antara deteksi langsung suatu mutasi d a n AD B Ganalisis keterkaitan. Kadang-kadang analisis keterkaitan dapat -a AB AC BD ABmemperkirakan genotipe pendahulu. Perhatikan dalam Gbr. 61-18Gbahwa mutasi muncul pada k r o m o s o m yang diwariskan dari kakekmaternal yang tidak sakit; nenek dan bibi dari pihak ibu kasus indekstidak memiliki mutasi, danmutasi baru timbul pada ibu atau kasusindeks. Situasi serupa dalam Gbr. 61-18// kecuali bahwa mutasiterletak pada k r o m o s o m dari nenek pihak ibu,d a ntempat mutasibaru tidak diketahui serta dapat berasal dari ibu,dari nenek, ataudari tingkatan yang lebih tinggi dalam keluarga. Berdasarkan anahsisketerkaitan, bibi dari pihak ibu bukan pembawa mutasi. Genotipesalah seorang pendahulu juga dapat disimpulkan apabila seorangperempuan memiliki duaputra dengan penanda D N A yang sama,salah seorang putra mengidap penyakit terkait-X sedangkan yangsatunya tidak (Gbr. 61-18/). Pada keadaan ini,i b uini tidak bersifat G A M B A R 61-19 A n a l i s i s keterkaitan pada s u a t u p e n y a k i t d o m i n a n autosom dengan usia awitan yang bervariasi danpenetrasi tidak lengkap.heterozigot untuk penyakit terkait-X tersebut, walaupun belum dapat Dilakukan analisis polimorfisme pengulangan dinukleotida oleh P C R untuk mendeteksi alel A - D . Simbol padat menandakan individu yang sakit dand i s i n g k i r k a n k e m u n g k i n a n adanya gonadal mosaicism ( y i . s e b a g i a n simbol terbuka menandakan individu yang asimtomatik. Saudara laki-laki dari pasien pada generasi kedua diperkirakan membawa alel normalsel germinativum i b u mengalami mutasi baru). Salah satu contoh sedangkan saudara perempuan yang hamil telah menerima alel penyakit. Janin memperoleh alel normal (dengan penanda D )dari ibu. Denganp e n g g u n a a n p o l i m o r f i s m e dinucleotide repeat u n t u k d i a g n o s i s demikian, diagnosis prasimtomatik mengindikasikan genotipe berpenyakit pada saudara perempuan yang hamil dangenotipe tidak berpenyakit padaprasimtomatik d a npranatal pada sebuah keluarga dengan penyakit saudara laki-laki dan janin.dominan autosom diperlihatkan dalam Gbr. 61-19.KETERKAITAN DENGAN REKOMBINASI YANG DAPATDIDETEKSI Analisis keterkaitan dengan menggunakan penandagenetik yang memperiihatkan rekombinasi dengan mutasi penyakitmemeriukan prasyarat yang sama yaitu sifat informatif dan fase sepertidibahas di atas. Tetapi prosedur i n i diperumit oleh adanya k e m u n g k i n -an rekombinasi pada setiap meiosis. Hasilnya adalah bahwa prediksigenotipe dinyatakan sebagai probabilitas (mis. kemungkinan seorangjanin mengidap penyakit adalah 0,95sedangkan kemungkinan tidak haplotipe H L A Qihat B a b6 0dalam buku inidan B a b9 dalam Scriver etai). M i s a l n y a , d i a b e t e s m e l i t u s d e p e n d e n - i n s u l i n b e r k a i t a n d e n g a nmengidap penyakit adalah 0,05). Perhitungan ini sebaiknya dilakukan H L A - D R 3 d a nH L A - D R 4 , d a nkerentanan terhadap penyakit ini m u n g k i n disebabkan oleh keberadaan sebuah residu asam aspartatdengan memanfaatkan program komputer yang dirancang untuk di posisi 5 7lokus H L A - D Q / 3 . Genotipe di posisi i n idapat secara langsung ditentukan dengan memakai P C R danoligonukleotidaanalisis keterkaitan. Seiring dengan semakin lengkapnya peta genetik spesifik alel. Dengan memperbandingkan dengan Gbr. 61-20, datamanusia danmeningkatnya kemampuan mengidentifikasi penandayang sangat polimorfik, penggunaan penanda yang memperiihatkanrekombinasi dengan suatu lokus penyakit akan semakin berkurang.L I N K A G E D I S E Q U I L I B R I U M Linkage disequilibriummengacu pada kenyataan bahwa alel-alel tertentu yang terletak didua atau lebih lokus m u n g k i n ditemukan bersama-sama dengan G A M B A R 61-20 G a m b a r a n p e r k e m b a n g a n l i n k a g e disequilibrium dalamfrekuensi yang lebih sering daripada perkiraan berdasarkan frekuensi suatu populasi kromosom. A dan B menandakan alel untuk polimorfismem e r e k a d a l a m p o p u l a s i . W a l a u p u n linkage disequilibrium s e r i n g D N A . Ymewakili sebuah alel normal dan Z adalah alel kerentanan penyakitterjadi antara tempat-tempat polimorfik multipel, untuk tujuan diag- pada lokus. Lihat teks untuk pembahasan.nosis genetik halinidibahas dalam aspek penanda genetik dan mutasipenyakit. D a l a m G b r 6 1 - 2 0diperlihatkan timbulnya suatu mutasikerentanan penyakit ( Z )d isuatu lokus yang d idalamnya alel nor- Y • 40%mal dinyatakan sebagai Y .Mutasi muncul pada k r o m o s o m yang Bmembawa alel A untuk suatu penanda D N Apolimorfik. Seiring • 60%dengan berlalunya waktu, k r o m o s o m - k r o m o s o m yang m e m b a w a alelA untuk penanda D N Ad a nalel Z untuk lokus penyakit tumbuhmencapai 10persen dari k r o m o s o m dalam populasi. Tidak semuak r o m o s o m yang m e m b a w a bentuk A penanda m e m b a w a alelkerentanan penyakit, tetapi alel penyakit dibawa hanya padakromosom yang mengandung penanda bentuk A .Model ini juga Mutasi dan Lintasan dari Banyak Generasimengisyaratkan bahwa pada masa mendatang dapat dilakukan AYidentifikasi d a ndeteksi langsung adanya mutasi Z agar perkiraan -•mengenai kerentanan terhadap suatu penyakit dapat dibuat dengan Bl e b i h t e p a t . A g a r t e r d a p a t linkage disequilibrium, k e d u a p e n a n d agenetik harus berkaitan secara erat. Selain i t uasal mutasi penyakit • 30% •10%harus satu atau hanya beberapa, atau mutasi akan ditemukan secara ' 60%a c a k d e n g a n a l e l y a n g b e r b e d a - b e d a u n t u k t e m p a t p e n a n d a . Linkagedisequilibrium s e r i n g d a p a t d i t e m u k a n d e n g a n m e n g g u n a k a nsekelompok penanda genetik erat untuk membentuk suatu haplotipe. Linkage disequilibrium t e r j a d i s e c a r a l u a s d a l a m k o m p l e k s H L A ,dan dijumpai banyak penyakit yang berkaitan dengan berbagai

BAB 61 ILMU KEDOKTERAN DAN GENETIKA MOLEKULER 411 H L A - D R untuk diabetes dapat disetarakan dengan penanda A / B , Prosedur-prosedur diagnostik lain misalnya deteksi antigen kuman sedangkan residu asam aspartat dapat disetarakan dengan mutasi Z. dengan antibodi monoklonal d a n deteksi respons imun manusia Dengan analogi, polimorfisme D N A d i dekat suatu gena dapat d e n g a n immunoblotting j u g a m e r u p a k a n p r o s e d u r d i a g n o s t i k y a n g m e n d e t e k s i linkage disequilibrium d e n g a n s u a t u k e r e n t a n a n p e n y a k i t . cepat, sensitif d a nspesifik. Masing-masing strategi memilikiBerdasarkan alasan ini, dilakukan usaha-usaha untuk menentukan keuntungan-keuntungan tersendiri. Beberapa keuntungan dari deteksi apakah penanda-penanda D N A tertentu yang terletak dekat dengan sekuens asam nukleat asing adalah sebagai berikut; (1) sekuens dapatgena apolipoprotein berkaitan dengan peningkatan risiko dideteksi tanpa penundaan seperti yang diperlukan oleh respons imunaterosklerosis. Apabila keterkaitan semacam itu dapat dibuktikan, manusia, (2) sekuens dapat dideteksi tanpa bergantung pada akuisisiitu berarti bahwa sebagian variasi genetik dalam regio penyandi atau antibodi pasif baik melalui transfer maternal maupun melaluiregulator suatu gena apolipoprotein itu sendiri yang merupakan imunisasi, (3) dapat dilakukan deteksi sekuens walaupun pejamupenyebab perubahan kerentanan terhadap penyakit. Akhirnya variasi- tidak melakukan respons imun, (4) sekuens dapat dideteksi walaupunvariasi genetik ini akan dapat digunakan secara langsung untuk tidak terjadi pembentukan protein asing, dan (5) kemampuan luarmenilai risiko penyakit. biasa P C R untuk mendeteksi bahkan hanya sebuah molekul dalam sampel menyebabkannya menjadi teknik yang paling sensitif dalam SITOGENETIK MOLEKULER Teknik-teknikD N A rekombi- berbagai keadaan. Teknik-teknikini telah digunakan dalam diagno-nan merupakan jembatan antara penyakit gena-tunggal d a n sis penyakit infeksi b e r m a c a m virus m i s a l n y a sitomegalovirus,sitogenetik (lihat Bab 62 dalam buku ini dan Bab 16 sampai 20 dalam rotavirus, virus Epstein-Barr, d a nIain-lain. P C R telah digunakanS c r i v e r etal.). B e s a m y a p e r u b a h a n g e n e t i k s a n g a d a h b e r v a r i a s i , d a r i untuk mendeteksi sekuens hepatitis B dalam serum dan mendeteksiperubahan satu basa sampai hilang atau bertambahnya satu sekuens H I V - 1 dalam sel mononukleus darah tepi. D a l a m sebuahkromosom. Sebagai contoh, sebagian pasien distrofi otot Duchenne penelitian yang menggunakan P C R , sekuens H I V - 1 dapat dideteksimemperiihatkan abnormalitas sitogenetik yang nyata, sebagian pasien pada semua sediaan dari subjek seropositif biakan-positif dan padamengalami delesi besar D N A yang dapat dideteksi dengan analisis 64 persen sediaan dari subjek seropositif biakan-negatif Amplifikasimolekuler tetapi tidak dengan analisis sitogenetik konvensional, dan D N A memeriukan waktu hanya 3 hari dibandingkan dengan waktudiperkirakan pasien-pasien lainnya mengalami mutasi satu-basa. Pada 3-4 minggu untuk isolasi virus. P C R juga dapat digunakan untukbeberapa kasus, delesi besar m u n g k i n melibatkan beberapa gena mendeteksi asam nukleat organisme infeksiosa lainnya.penyakit yang terletak berdekatan sehingga menimbulkan fenotipey a n g k o m p l e k s {contiguous gene syndrome). S a m p e l d a r i p a r a p a s i e n UJI IDENTITAS D e n g a n analisis t e r h a d a p h a n y a b e b e r a p adengan kelainan sitogenetik konstitusional yang dapat dideteksi atau tandem repeat sites y a n g s a n g a t p o l i m o r f i k , s e r i n g h a n y a b e r u p adengan kelainan tumor didapat memungkinkan kita mengklon pengulangan tetra-, tri-, atau dinukleotida, dapat dibedakan genotipeb e r b a g a i g e n a t e r k a i t - X d a n a u t o s o m . S e b a l i k n y a , probe m o l e k u l e r hampir semua orang kecuali kembar identik. Metode identifikasi yangdigunakan untuk mendefinisikan translokasi sitogenetik, delesi, dan sangat kuat ini bermanfaat dalam pemeriksaan patemitas, dalami n s e r s i . Probe D N A d i g u n a k a n u n t u k m e n d e t e k s i s e k u e n s s p e s i f i k - memecahkan masalah-masalah imigrasi, dalam penyelidikank r o m o s o m Y t e r m a s u k testes determining factor pz.ddi\aid-\did 4 6 , X X kriminal, d a ndalam memantau transplantasi sumsum tulang.dan untuk membuktikan tidak adanya regio-regio kromosom Y pada P e n g g u n a a n P C R u n t u k a n a l i s i s short tandem repeat s a n g a tperempuan 46,XY. bermanfaat dalam analisis forensik, karena identifikasi dapat d i l a k u k a n hanya dari sedikit sampel semen, darah, aikar rambut, kulit, T e k n i k F I S H {fluorescent in situ hybridization) a d a l a h s u a t u a t a u j a r i n g a n l a i n . J u g a d a p a t d i l a k u k a n p e n e n t u a n ripe j a r i n g a n d iterobosan besar dalam diagnostik genetik molekuler dan sitogenetik lokus H L A dengan analisis molekuler polimorfisme.(Bab 62). Selain penggunaannya dalam penyakit-penyakit yang secaratradisional dianggap sebagai kelainan sitogenetik, F I S H memungkin- PROSPEKTERAPI GENA SOMATIK ( L i h a t j u g a B a b 6 5 )kan kita mendiagnosis delesi pada sindroma Prader-Willi, sindromaDiGeorge, dan penyakit lain serta mendeteksi duplikasi k r o m o s o m 17 Pandangan u m u m mengenai makna peran terapi gena somatik danyang menyebabkan penyakit Charcot-Marie-Tooth. mekanisme untuk penerapannya telah bembah secara dramatis. Salah satu pembahan adalah banyaknya penyakit yang dianggap dapat ONKOLOGI MOLEKULER Selain dapat digunakan untuk diterapi dengan cara ini. Pemikiran telah meluas dari pengobatanmendeteksi mutasi pada D N A konstitusional dari semua sel, teknik- untuk penyakit gena-tunggal k e terapi kanker, A I D S , d a nteknik diagnostik di atas juga dapat mendeteksi mutasi somatik pada aterosklerosis; selain itu, terapi protein rekombinan (mis. insulin,s e l - s e l g a n a s . Southern blot d a n / a t a u P C R d a p a t d i g u n a k a n u n t u k e r i t r o p o i e t i n , f a k t o r p e m b e k u a n ) d a p a t d i u b a h m e n j a d i p r o d u k s i inmendeteksi adanya perubahan pada onkogen dominan dan resesif vivo m e l a l u i t e r a p i g e n a s o m a f i k . J e n i s - j e n i s a l a t u n t u k m e m a s u k -Mutasi satu basa pada onkogen dominan misalnya substitusi pada k a n n y a {delivery system) juga t e l a h b e r k e m b a n g d a r i v e k t o r r e t r o v i r u sk o d o n 1 2 \\-ras, t e l a h d i b u k t i k a n a n t a r a l a i n p a d a k a n k e r k o l o n d a n ke vektor dari adenovirus, virus herpes, vaksinia, d a nvirus lain.pankreas manusia. Pada banyak tumor manusia telah dibuktikan Sistem nonvims misalnya liposom, konjugat DNA-protein, dan vi-terjadi amplifikasi onkogen. Dapat dibuktikan hilangnya hetero- rus defektif-protein-DNA juga memberi harapan. Penekanan telahz i g o s i t a s {loss of heterozigosity) d i l o k u s - l o k u s u n t u k o n k o g e n r e s e s i f b e r g e s e r d a r i m o d i f i k a s i ex vivo s e l m e n j a d i p e n y a m p a i a n in vivo,dengan menggunakan polimorfisme yang terkait dengan lokus-lokus w a l a u p u n m a n i p u l a s i ex vivo s e l - s e l s u m s u m t u l a n g , s e l t u m o r , d a nini, mis. hilangnya heterozigdsitas pada k r o m o s o m 5, 17, d a n 18 biakan fibroblas dan epitel masih tetap menarik. Secara u m u m , vektorpada kanker kolon manusia. Translokasi k r o m o s o m seperti yang retrovirus menghasilkan integrasi D N A asing d a n perubahanterjadi antara lokus imunoglobulin dan onkogen dapat dibuktikan permanen sel penerima, tetapi vektor ini m e m e r l u k a n sel-sel yangd e n g a n t e k n i k Southern blot. T e k n i k - t e k n i k m o l e k u l e r s a n g a t b e r g u n a sedang membelah sebagai sasarannya dan hanya memungkinkandalam analisis kelainan mendasar pada tumor, dalam klasifikasi dan pembentukan v i m s dengan titer rendah sehingga relatif tidak praktispenentuan stadium tumor, dan dalam pemantauan strategi terapi (lihat u n t u k s e b a g i a n b e s a r s i t u a s i in vivo. V e k t o r a d e n o v i r u s , s e b a l i k n y a ,B a b 6 3 d a l a m b u k u i n i d a n B a b 1 0 s a m p a i 1 5 d a l a m S c r i v e r et al.). menghasilkan titer yang tinggi dan lebih mudah menginfeksi sejumlah b e s a r s e l in vivo, t e t a p i t e r d a p a t k e k h a w a t i r a n m e n g e n a i e f e k t o k s i k VIROLOGI DAN MIKROBIOLOGI DIAGNOSTIK H a m p i r pada sel-sel yang terinfeksi dan mengenai sifat ekspresi virus yangsemua mikroorganisme memiliki sekuens D N A atau R N A yang dapat transien. Vektor vaksinia d a n sistem nonvirus juga hanyadideteksi dengan teknik-teknik hibridisasi asam nukleat. Seperiidibicarakan d i atas, hibridisasi asam nukleat adalah teknik yangsensitif dan spesifik dan dapat dikombinasikan dengan P C R untukmendeteksi sekuens asam nukleat asing dalam j u m l a h sedikit.











BAB 62 ASPEK SITOGENETIK DARI PENYAKIT MANUSIA 417 lainnya, misalnya kromosom X , mungkin berkondensasi dantidak ' yang terentang dari mutasi yang terlihat oleh sitogenetisis sampai aktif atau dekondensasi dan aktif (heterokromatin fakultatif). Banyak keseimbangan kromosom yang memungkinkan kemampuan hidup yang hams dijabarkan oleh urutan nukleotida. Mutasi yang terUhat sesudah kehidupan intrauterun melibatkan segmen-segmen kromosom yang kaya dalam jenis kromatin yang terlihat tidak aktif biasanya m e n i m b u l k a n efek yang lebih tersebar luas pada ini, atau tidak dapat diaktifkan, misalnya, k r o m o s o m yang m u n g k i n trisomik dalam individu yang lahir hidup atau, dalam kasus, perkembangan daripada mutasi titik; gena-gena biasa—sering banyak monosomi, X . Aktivitas dari gena kadang-kadang dapat terpengamh, bahkan menjadi nonaktif, jika mereka terletak secara menyimpang dari mereka—seperti juga jenis-jenis khusus dari kromatin yang dekat regio heterokromatin, seperti yang dapat terjadi dalam pemecahan kromosom danpenyusunan ulang. fungsi atau maknanya tidak diketahui, terlibat dalam mutasi yang Oleh karena itu,dalam keseimbangan kromosom, baik loki genetik terlihat secara sitologi. spesifik maupun jenis delesi atau duplikasi kromatin tertentu adalah penting. Juga, makna dari penyusunan ulang k r o m o s o m kemungkinan Jika seluruh k r o m o s o m terkena dalam suatu ketidakseimbangan, tergantung pada posisi yang baru danabnormal dari gena struktural dan pengaturan dalam hubungannya satu sama lain d a n terhadap g e n o m d i k a t a k a n trisomik a t a u monosomik untuk k r o m o s o m (jadi, heterokromatin. trisomi 13, monosomi X ) . Gena-gena dan kromatin yang dibawa Keuntungan untuk para sitogenetisis, beberapa gambaran yang berbeda dari k r o m o s o m yang berhubungan dengan artefak sitologik, pada k r o m o s o m yang terkena kemudian adadalam j u m l a h tripel atau dapat dibuat dandilihat di laboratorium. Sejumlah teknik sekarang digunakan untuk memperiihatkan pola yang konstan dari pita dengan t u n g g a l , s e c a r a b e r u m t a n , d a r i p a d a j u m l a h d u a y a n g n o r m a l disomik. berbagai panjang dan karakteristik pewamaan yang sudah disebutkan di atas (Gbr. 6 2 - 1d a n 62-3). Pola i n iidentik d a l a m setiap Kelainan j u m l a h yang tidak mengenai seluruh kromosom, hasil dari k r o m o s o m 1,setiap k r o m o s o m 2, dll.,bervariasi hanya dalam regio p o l i m o r f i k inert yang t e l a h d i s e b u t k a n d i a t a s , s e h i n g g a m e r e k a d a p a t p e m e c a h a n d a n p e n y u s u n a n u l a n g k r o m o s o m , s e r i n g d i s e b u t trisomi digunakan dalam sitogenetik klinis u n m k mengidentifikasi kromosom dan untuk mendeteksi d a nmenjabarkan penyusunan ulang stmktural. sebagian a t a u monosomi sebagian, u n t u k m e n g i n d i k a s i k a n b a h w a Sumber kesalahan S e j u m l a h besar loki genetik harus aktif yang lebih terlibat adalah segmen-segmen daripada keseluruhan memproduksi enzim-enzim danprotein struktural yang dibutuhkan untuk m e m u l a i d a nmelengkapi siklus pembelahan sel. D i b u t u h k a n k r o m o s o m (jadi, trisomi sebagian 13q,m o n o s o m i sebagian 4p). ketepatan d a n keakuratan yang jelas dalam h a l seperti misalnya berjalannya sel dari G , k e dalam S, kemajuan replikasi yang Beberapa ketidakseimbangan k r o m o s o m yang berulang, baik secara bemrutan, pembentukan gelendong mitotik, dan kerja gelendong yang memisahkan kromatid-kromatid pada mitosis. Pada jalur benih, loki jumlah maupun struktutal, dicantumkan dalam Tabel 62-1. tambahan diaktivasi untuk m e m u n g k i n k a n suatu seldari jalur benihberjalan dengan sukses melalui profase meiotik termasuk Disomi tidak berpasangan m e m j u k pada situasi kedua k r o m o s o mpembentukan pasangan dari k r o m o s o m homolog, rekombinasigenetik, dan kemdian memisahkan k r o m o s o m homolog yang dari suatu pasangan, atau kemungkinan hanya suatu segmen daribergabung pada saat anafase dari pembelahan pertama. M e k a n i s m edan proses ini dapat mengalami kesalahan, beberapa terjadi secara keduanya, secara salah ditumnkan dari orang tua tunggal. D a l a mspontan, yang lainnya disebabkan oleh pengaruh lingkungan yangtidak menguntungkan (misalnya, Gbr. 62-4) atau akibat dari mutasi kasus tersebut adanya suatu segmen k r o m o s o m homozigot dapatbaru atau keturunan yang menyerang seseorang pada banyak tahapandalam siklus sel.D isamping itu, materi genetik itu sendiri rentan mempunyai efek yang tidak menyenangkan pada perkembangan,terhadap kemsakan, dan jenis-jenis lesi tertentu yang tidak diperbaikiatau diperbaiki dengan tidak benar dalam D N A , merupakan kemungkinan karena homozigositas dari beberapa gena atau gena-predisposisi terhadap mutasi, termasuk penyusunan ulang kromosom.Kesalahan pada banyak tahapan ini atau kesalahan yang dilakukan gena resesif yang pada suatu kesempatan dibawa pada segmen padaselama perbaikan D N A yang msak, terletak di belakang ketidak-seimbangan k r o m o s o m . Mutasi yang timbul dalam sel-sel benih, orang t u a (heterozigot d a n oleh karena i t u sehat) asal segmenselama fertilisasi, atau dalam pembelahan dini setelah fertilisasiadalah penyebab penting dari kesalahan perkembangan embrionik diturunkan dalam j u m l a h ganda atau kemungkinan dari keseimbangandan infertilitas; mutasi dalam sel-sel somatik adalah penting dalampenyebab penyakit mutasi somatik, terutama neoplasia. yang tidak tepat dari gena-gena yang dicetak (lihat pembahasan ABNORMALITAS KROMOSOM Mutasi dari basa tunggal mengenai pencetakan genomik dibawah \"Abnormalitas Struktural\"dalam suatu gena d a ndelesi serta duplikasi dari segmen k r o m o s o nyang melibatkan ratusan dari pasangan basa, tidak terlihat secara di bawah).mikroskopik. Pada kenyataan, supaya pola pemitaan kromosom nor-mal dapat terdeteksi terganggu, suatu segmen D N A yang panjang Insldensl Frekuensi ketidakseimbangan k r o m o s o m dapathams mengalami delesi, duplikasi atau transposisi. Hal ini berartibahwa suatu mutasi k r o m o s o m yang terdeteksi secara mikroskopik terdeteksi tergantung pada populasi yang diteliti. Diperkirakan bahwaharas melibatkan sejumlah besar D N A . Tetapi, agen lingkungan yangsama yang menyebabkan mutasi titik (mutagen dalam istilah u m u m ) m i n i m u m 1 dalam 10 konsepsi manusia mempunyai abnormalitasjuga merupakan agen penghancur k r o m o s o m , d a nsebaliknya. Jadi,tampaknya aman untuk menyimpulkan bahwa ada suatu spektram kromosom. D a l a m mudigah atau janin manusia yang mengalami abortus spontan, insidensi dari ketidakseimbangan k r o m o s o m adalah lebih tinggi bila pengambilan sampel dilakukan makin dini. Kontri- busi ketidakseimbangan terhadap abortus lambat dan lahir mati, meskipun tidak dipelajari dengan baik, kemungkinan juga bermakna. Survei lebih dari 65.000 bayi yang lahir hidup diperiksa pada G A M B A R 62-4 Pemecahan dan penyusunan ulang (panah) dalam kromosom metafase dari limfosit darah yang menerima iradiasi ionisasi sebelum dirangsang oleh fitohemaglutininuntuk memasuki S dan membelah. I^















BAB 63 GENA DAN NEOPLASIA 425T A B E L 63-1 Jumlah dan tahap salinan N-myc dalam neuro- T A B E L 63-2 Translokasi kromosom dalam limfoma dan leu-blastoma kemiaTahap pada saat diagnosis Frekuensi amplifikasi G e n a k a n d i d a t p a d a k e d u a s i s i breakpoint N-myc, %Ganglioneuroma jinak t(8;14) 8q24Stadium awal (A, B; I , II) 0Stadium D-S atau I V S 3 Limfoma Burkitt R a n t a i I g H c-mycStadium lanjut (C, D ; II, I V ) 7 31 Gena kandidat pada satu sisi, gena baru pada sisi lainnyaSUMBER: Dimodifikasi dai'i Brodeur GM, Fong CT: Cancer Genet Cvtogenet 41:153, Limfoma folikularis t(14;18) 8q24 1989. Rantai IgH bcl-2kanker telah menemukan lebih dari 125 abnormalitas sitogenetik Leukemia limfoblastik akut T 14qll llpl5, l l p l 3 , 10q24berulang dalam kisaran luas dari neoplasma. Translokasi Leukemia mielogenus kronik a/dTCR ttg-1, ttg-2, H o x 11interkromosom spesifik ditemukan secara berulang di dalam jenis- Leukemia limfoblastik akut Ph 9q34 22qlljenis yang jelas dari keganasan, tetapi tidak rekan seluler normalnya. c-abl bcrTempat-tempat pemecahan kromosomal ini telah membuktikan suatusumber yang sangat kaya akan proto-onkogen baru yang melengkapi T i d a k a d a g e n a k a n d i d a t t e r t e n t u p a d a t i a p - t i a p t e m p a t breakpointperkembangan normal seperti neoplasma. Dari hal ini,yang palingbaik dimengerti adalah abnormalitas dalam neoplasma hematopoietik. Leukemia garis campuran llq23 4q21 MLL AF4 Generasi pertama dari translokasi interkromosomal akandikarakteristikkan pada tingkat molekuler yang sejajar dengan lebih dini dalam perkembangan pada tahap sel pra-B. Imunoglobulino n k o g e n s e l u l e r y a n g d i k e n a l , c-myc, d e n g a n l o k u s i m u n o g l o b u l i n(Ig) dalam limfoma Burkitt (Tabel 63-2). Generasi kedua dari rekombinase memulai usaha pertama pada penyusunan ulang dalamtranslokasi interkromosomal memperkenalkan dugaan proto-onkogen perkembangan pra-B dengan pembelahan pada segmen imunoglo-baru k e dalam loki yang diketahui. D a l a m t u m o r - t u m o r sel B ini bulin D dan J (Gbr. 63-4). Tetapi, bukannya melengkapi rekombinasiseringkali loki imunoglobulin dan dalam keganasan selT , gena tersebut, sel-sel progenitor l i m f o m a folikularis memperkenalkan genareseptor selT .t(9;22), yang membentuk k r o m o s o m Philadephia iic/-2 yang rusak dari 18q21 k edalam tempat-tempat ini.ditemukan dalam leukemia mielogenus kronik, berfungsi sebagaip r o t o t i p ( l i h a t T a b e l 6 3 - 2 ) . Breakpoint i n i m e n e m u k a n g e n a bcr dan K l o n i n g breakpoint g e n e r a s i k e d u a i n i m e n g h a s i l k a n g e n a b a r u ,s e g m e n k r o m o s o m 2 2 q l l y a n g s e j a j a r d e n g a n g e n a c-abl y a n g bcl-1, y a n g m e m p e r i i h a t k a n f u n g s i b a r u p e n g h a m b a t a n p e m r o g a m a ndiketahui pada 9q34. K e b a n y a k a n translokasi d a ndelesi meng- kematian sel (apoptosis) cenderung mempermudah proliferasi. iic/-2gambarkan generasi ketiga, d a nm e m b e r i k a n tantangan terbesar. yang ekspresinya berlebihan mencegah apoptosis dalam garis selMayoritas dari penyimpangan kromosomal tidak mempunyai gena hematopoietik tertentu setelah penekanan faktor pertumbuhan.kandidat tertentu pada tiap-tiap tempat kromosom. Untuk menemukanabnormalitas-abnormalitas ini diperlukan strategi-strategi baru yang Kontribusi dari t (14;18) pada neoplasia secara langsung dinilaimenjembatani jurang resolusi di antara sitogenetik (5000-10.000 kb dengan pembentukan tikus transgenik yang mengandung minigenper pita) dan klon kosmid (50 kb). Pengetahuan tentang k r o m o s o m i m u n o g l o b u l i n bcl-2 y a n g m e r e k a p i t u l a s i u r u t a n m o l e k u l e r d a r iragi buatan ( Y A C ) dari genom manusia telahmemungkinkan isolasi translokasi manusia. Tikus-tikusini secara seragam mengembangkandari fragmen besar yang mengandung lebih dari 1000 k b D N A limfoproliferasi poliklonalfolikularis yang secara selektif mengem-m a n u s i a . Y A C t !.^h m e m u n g k i n k a n isolasi a b n o r m a l i t a s kandidat bangkan sel-sel B kecil yang sedang beristirahat. Sel-sel B yangonkogen dari t(4;I ' ) yang ditemukan dalam leukemia garis campuran beresirkulasi ini menumpuk sebagai hasil dari kelangsungan hidupyang sangat agresif. Jadi teknologi yang sekarang ada ditujukan untukm e n e m u k a n semua sel-sel kanker manusia. yang m a k i n lama cenderung meningkatnya proliferasi. Seperti pasien dengan l i m f o m afolikuler, tikus-tikus iniberkembang dari hiperplasia LIMFOMA BURKITT SEJAJAR C - M Y C DENGAN LOKI folikuler indolen menjadi l i m f o m a sel besar difus. Hal ini mendukungRANTAI BERAT ATAU RINGAN IMUNOGLOBULIN P e n y i m - postulat molekuler K o c h untuk l i m f o m a sel B t (14;18). D i sampingpangan k r o m o s o m yang paling u m u m dalam l i m f o m a sel B pada itu, mereka juga mengindikasikan bahwa kelangsungan hidup selmasa anak-anak adalah l i m f o m a Burkitt, suatu translokasi resiprokal y a n g l a m a a d a l a h o n k o g e n i k . J a d i bcl-2 m e n g g a m b a r k a n a n g g o t at(8;14) yang memperkenalkan proto-onkogen c-myc dari 8q24 k e pertama dari kategori baru onkogen, mengatur pemrogramandalam lokus rantai berat imunoglobulin pada 14q32 (Gbr. 63-3).Hubungan antara translokasi Burkitt dan loki gena imunoglobulin kematian sel. Kelangsungan hidup selyang lama dapat terbuktiini pada dasamya diperkuat jika tampaknya bentuk varian translokasi merupakan peristiwa kunci dalam karsinogenesis yang memungkin-Burkitt melibatkan pusat dari lokus gena K pada 2 p l l atau pada kan perubahan genetik lebih lanjut (Gbr. 63-5).gena L pada 2 2 q l l (lihat Tabel 63-3). CLL, LIMFOMA SENTROSITIK, DAN GENA bcl-^, S I K L I N D1 S a t u d a r i breakpoint i n t e r k r o m o s o m a l p e r t a m a y a n gReposisi c-myc yang berdekatan dengan gena imunoglobulin T A B E L 63-3 Translokasi kromosomal pada neoplasma limfoid Bsecara jelas mengubah pengaturan kontrolnya. G e n a i m u n o g l o b u l i nsecara aktif direkam pada tahap diferensiasi ini, dan gena c-myc dapat Kromosom Neoplasma Gena t(8;14)(q24;q32) mycdipengaruhi oleh mekanisme yang memperbesar ekspresi antibodi. t(8;22)(q24;qll) Limfoma Burkitt t(2;8)(pll;q24) bcl-\ ( P R A D - \ )LIMFOMA t(14;18) F O L I K U L A R I S MENAMPAKKAN t(ll;14)(ql3;q32) Limfoma sentrositik (klasifikasi Kiel) bcl-2P R O T O - O N K O G E N bcl-2 Dalam keganasan hematologik t(14;18)(q32;q21) Leukemia limfositik kronik sel Bt(14;18) (q32;q21) adalah translokasi yang paling u m u m dijumpai L i m f o m a sel kecil folikularis yang(Tabel 63-3). Sekitar 85 persen dari l i m f o m a folikularis dan 20 persen membelah L i m f o m a sel campuran folikularisdari l i m f o m a sel B difus memiliki translokasi ini.K l o n i n g molekuler yang membelahd a r i breakpoint t ( 1 4 ; 1 8 ) m e n e m u k a n d u g a a n p r o t o - o n k o g e n , bcl-2, L i m f o m a sel besar folikularis L i m f o m a sel besar difuspada 18q21. Tanpa m e m p e r t i m b a n g k a n fenotip sel B matang darilimfoma yang mengandung t(14;18), translokasi tampaknya terjadi

4 2 6 BAGIANTIGA GENETIK DAN PENYAKITVhDh-Jh-C, diekspresikan berlebihan sebagai gena yang baru diidentifikasikan t e r l e t a k d i s a n a , PRAD-l ( a d e n o m a t o s i s p a r a f i r o i d ) . PRAD-\ C-myc menyandi suatu siklin baru yang diekspresikan dalam fase G , dari s i k l u s s e l d a n d i s e r i n a m a siklin DI. S i k l i n m e n g a t u r t r a n s i s i s i k l u sG A M B A R 63-3 Fenyajian skematik dari k r o m o s o m yang ditranslokasi sel, dan siklin D tampaknya berinteraksi dengan protein kinase (cdk)secara normal dansecara resiprok dalam limfoma Burkitt t(8;14). Suatu seperti Rb, produk gena reUnoblastoma (Gbr. 63-6). Siklin D Ikromosom normal 14 mempunyai Vj^D^Jj, dan Cefektif yang berfungsi untuk t a m p a k n y a m e m p a k a n g e n a bcl-\, k a r e n a i a j u g a d i d e r e g u l a s i d a l a mproduksi I g M . Kromosom 8 normal menahan suatu salinan yang tidak t u m o r - t u m o r sel B t ( l1;14). gena ini menyediakan suatu jalan untukd i e k s p r e s i k a n d a r i c-myc. K r o m o s o m 1 4 q + t e l a h m e n e r i m a s u a t u b a g i a n menentukan bagaimana siklin yang tampaknya bekerja pada ikatank r o m o s o m 8 y a n g m e n g a n d u n g g e n a c-myc. K r o m o s o m 8 q - p e c a h p a d a 8 q 2 4 G,-S mempengamhi pertumbuhan sel dan neoplasia.dan menerima bagian kromosom 14, sering mencakup beberapa gena Vj,. DUA B E N T U K M O L E K U L E R DARI K R O M O S O Mdiklon adalah t(ll;14) (ql3;q32), yang pertama kali diperhatikan PHILADELPHIA DALAM CML DAN A L L (Lihat j u g a B a b 3 0 9dalam sedikit leukemia limfositik kronik tipe selB (CLL). Sekali dan 310) Gambaran kromosom Philadelphia dalam leukemialagi, lokus imunoglobulinpada 14q32 telah bergabung dengan suatu mielogenik kronik tetapi tidak pada akut pada tahun 1960, memulair e g i o p a d a s e g m e n k r o m o s o m 1 1 q 1 3 y a n g d i s e b u t l o k u s bcl-1. T e t a p i munculnya bidang sitogenetik kanker. K r o m o s o m Philadelphia, Ph,limfoma intermedia tertentu, khususnya limfoma sentrositik selB sebenarnya adadalam semua pasien dengan leukemia mielogenusd a r i k l a s i f i k a s i K i e l , m e m p u n y a i i n s i d e n s i y a n g j a u h l e b i h finggi kronik ( C M L )dan dalam sekitar 25 persen orang dewasa dan 5 persen( 3 0 s a m p a i 5 0 p e r s e n ) d a r i p e n y u s u n a n u l a n g bcl-l. S e c a r a s e j a j a r , anak-anak dengan leukemia limfoblastik akut ( A L L ) . C M L adalahsejumlah adenoma parafiroid mengandung penyusunan ulang klonal penyakit sel induk hematopoietik multipotensial dengan yang terkenadari gena khas fenotipiknya, hormon paratiroid (PTH). Keadaan ini adalah banyak garis seltermasuk mieloid, eritroid, limfoid, d a nterbukti merupakan suatu translokasi dengan l l q l 3 yang m e g a k a r i o s i t i k . A L L d e n g a n P h a d a l a h tipe s e l p r a - B . t ( 9 ; 2 2 ) ( q 3 4 ; q 1 1 ) d i t e m u k a n m e l i b a t k a n c-abl p a d a 9 q 3 4 d a n r e g i o t e r b a t a s p a d a 2 2 q l l y a n g m e r u p a k a n regio kelompok breakpoint ( b c r ) . Kemudian hal ini teriihat sebagai bagian dari gena yang terentang sepanjang 9 0kilobasa. Konsekuensi molekuler dari t (9;22) adalah p e m b e n t u k a n g e n a f u s i d i a n t a r a u m t a n bcr 5 ' d a n u m t a n abl 3 ' p a d a k r o m o s o m Ph. Hal ini menimbulkan peptida kimerik yang sebagian bcr d a n s e b a g i a n abl ( G b r . 6 3 - 7 ) . Breakpoint d i d a l a m g e n a bcr p a d a 2 2 q l 1 d i f o k u s k a n d a l a m d u a a r e a . R e g i o k e l o m p o k breakpoint a s a l a d a l a h d i d a l a m h a t i d a r i g e n a bcr. K e a d a a n i n i a d a l a h h a m p i r s e m u a k a s u s d a r i break C M L d a n m e n i m b u l k a n s u a t u f u s i R N A bcr-abl 8 , 5 - k b d a n p r o t e i n f u s i d a r i u k u r a n p 2 1 0 ( 2 1 0 k D a ) . S e b a l i k n y a , b a n y a k break A L L j a u h k e a t a s d i d a l a m i n t r o n p e r t a m a d a r i g e n a bcr. H a l i n i m e m b e n t u k f u s i R N A 7,0-kb yang lebih kecil d a nfusi protein p l 9 0 . Penelitian klinis mengindikasikan bahwa A L LPh-positifmempunyai prognosis yang jauh lebih b u m k daripada A L L Ph-negatif. Lagi pula, A L L dewasa Ph-positif dapat memiliki bentuk p210 ( 4 0 persen kasus) atau bentuk p l 9 0 ( 60persen). Kapasitas dari bentuk p210dan p i 9 0 dari protein h i b r i d bcr-abl u n t u k m e n t r a n s f o r m a s i s e l - s e l b e r h u b u n g a n d e n g a n p e n i n g k a t a n a k t i v i t a s tirosin k i n a s e n y a . L a g i p u l a , m o d e l b i n a t a n g y a n g m e n g a n d u n g b e n t i i k p 2 1 0 d a n p l 9 0 d a r i bcr-abl m e n g a l a m i leukemia. Seperti pada penyakit manusia yang pertama diduga, b e n t u k m o l e k u l e r d a r i bcr-abl m u n g k i n d a p a t m e n e n t u k a n j e n i s penyakit. Meskipun tidak mutlak, bentuk pl90 tampaknyaG A M B A R 63-4 M e k a n i s m e dari r e k o m b i n a s i 14q32 C Sentromer 18q21 Sentromert(14;18). Kromoson Der (14) mempunyai titik Rantai Berat Ig bcl-2 3 ' E k s o npecah pada segmen J, sedangkan titik pecah der( 18)melibatkan segmen D .Hal ini mengindikasikan D J1.6 aM B R 1 5 0 p bbahwa translokasi terjadi pada tahap sel pra-Bsetelah pembelahan endonukleolitik pada segmen Ig I Rekombinase ^ Pemisahan dsDNAD dan J oleh imunoglobulin rekombinase. Ujungseperti itusecara ilegal berekombinasi dengan D N A D• JB Cb e r u n t a i g a n d a y a n g p e c a h p a d a r e g i o breakpointm a y o r bcl-2 e k s o n I I I p a d a 1 8 q 2 1 . der 1 4 der 1 8

BAB 63 GENA DAN NEOPLASIA 427 4 Proliferasi SARKOMA EWING: TUMOR PADAT JUGA MEMILIKI TRANLOKASI RESIPROKAL Translokasi interkromosomal \ Proliferasi Neoplasia Neoplasia yang sangat berulang tidak terbatas pada neoplasma hematopoietik.Homeostasis Sarkoma Ewing d a njenis tumor neuroektodermal primitif yang berkaitan mengandung translokasi resiprokal t(ll;22) (q24;ql2). \ Kematian K l o n i n g m o l e k u l e r d a r i breakpoint t e l a h m e n e m u k a n g e n e r a s i d a r i p r o t e i n k i m e r i k d e n g a n p r o t o - o n k o g e n fli-1, s u a t u a n g g o t a d a r i \ Kematian \ k e l u a r g a ets d a r i o n k o g e n , t e r i e t a k p a d a l l q 2 4 .G A M B A R 63-5 Jaluralteraatif bagi neoplasia. Homeostasis jaringan nor- GENA SUPRESOR TUMOR: MODEL RETINOBLAS-mal menggambarkan keseimbangan antara masukan (proliferasi sel) dan TOMA A d a suatu kelas gena-gena yang berkaitan dengan kankerkeluaran (kematian sel). Bukti yang berhubungan mengindikasikan bahwa yang menekan tumorigenesis dan timbul dari neoplasia dengan sifats u a t u p e n i n g k a t a n p r o l i f e r a s i d a p a t m e n i m b u l k a n n e o p l a s i a . P e n e l i t i a n bd-2 resesif. Telah diperhatikan bahwa transfer dari k r o m o s o m normalmengindikasikan bahwa penumnan kecepatan kematian sel juga bersifat tunggal k edalam sel-sel tumor tertentu dapat menekan tumorigeni-tumorigenik. sitasnya. Sebagai contoh, suatu k r o m o s o m normal 11akan menekan sikap ganas dari sel t u m o r W i l m . Pengamatan ini menjawab testsmempermudah terjadinya leukemia sel pra-B akut, sedangkan bentuk bahwa tidak adanya atau hilangnya fungsi k r o m o s o m tersebut akanp210 m e m p e r m u d a h terjadinya leukemia sel induk kronik. menimbulkan pertumbuhan yang tidak tercegah. Data pasti yang mengindikasikan adanya gena penekan tumor disediakan oleh TRANSLOKASI S E L T MENGALIHKAN FAKTOR- beberapa bentuk yang ditumnkan dari kanker, retinoblastoma danFAKTOR TRANSKRIPSI Translokasi interkromosomal yang tumor W i l m . Knudson melanjutkan hipotesis \"dua pukulan\" untukpaling sering d idalam neoplasma sel T juga melibatkan gena-gena menjelaskan tumor anak-anak yang terjadi dalam keluarga. D a l a mreseptor antigennya. S e g m e n k r o m o s o m 1 4 q l l , r u m a h dari T C R a/(5, retinoblastoma familial, i a menyatakan bahwa satu mutasi ada dalampaling sering terlihat, tetapi translokasi k edalam lokus T C R / 8 pada garis benih sedangkan alel kedua bembah dalam perkembangan7q34 juga diamati. Analisis transkripsi dari kromosom lain yang somatik. Dalam kasus retinoblastoma sporadik, kedua peristiwaberpartisipasi telah terbuksi menguntungkan. Bila loki T C R teriibat mutasi akan terjadi dalam garis sel retina. H a l ini menyebabkan faktapada satu sisi, sejumlah besar pasangan kromosomal yang berbeda bahwa retinoblastoma familial terjadi dalam usia yang lebih dini danberpartisipasi pada sisi yang jauh. Karakterisasi dari enam kandidat secara khas bilateral.proto-onkogen yang terpisah mengindikasikan bahwa merekamerupakan milik dari keluarga faktor transkripsi klasik terutama Bukti untuk mekanisme resesif dalam retinoblastoma, pertamau n t u k j a l u r s e l s e l a i n s e l - s e l T . I n i m e n c a k u p r r g - 1 , r r g - 2 , sci, t a l - 2 , disediakan oleh sitogenetik dengan delesi dari lengan panjangd a n lyl-1. HOXU m e l e n g k a p i k e l o m p o k i n i . E k s p r e s i y a n g d i a l i h k a n kromosom 13,13ql4, diperhatikan dalam beberapa pasien normal,kembali dari faktor-faktor transkripsi ini k e timus, menimbulkan demikian juga sel-sel tumor. H a l ini menyebabkan digunakannyalekemia/limfoma sel T limfoblastik. Hal ini secara menyimpang penanda genetik polimorfik yang dipetakan pada 13ql4 untukmengekspresikan produk-produk yang mungkin mengganti homolog- mencari kehilangan yang lebih tersaring dalam kasus-kasus lain.h o m o l o g dalam sel-sel T atau secara tidak tepat mengaktivasi suatu Penelitian-penelitian ini menemukan hilangnya heterozigositas untukprogram gena yang diharapkan untuk tipe sel yang lain. penanda D N A polimorfik pada 1 3 q l 4 dalam sel-sel tumor versus sel-sel normal dari pasien. Hilangnya heterozigositas dapat terjadi oleh sejumlah mekanisme genetik (Gbr. 63-8). Bila alel kedua mungkin bembah oleh mutasi spontan, perisfi wa-perisfiwa lain adalah lebih u m u m , termasuk nondisjungsi dari kromosom, nondisjuhgsiG A M B A R 63-6 Penyajian skematik dariperanan protein retinoblastoma R b dalampengaturan siklus sel.R b secara progresifdifosforilasi selam siklus sel. R b yang tidakdifosforilasi secara aktif menghambat proliferasidan t)erinteraksi dengan faktor transkripsi E2F,yang dipindahkan oleh produk onkogen virusE l A , antigen T (TAg) dan E7. R bjuga dapatmembentuk kompleks dengan protien siklin yangsangat teregulasi dan kinase yang tergantung padasiklin (cdks). R b inaktif difosforilasi secaraberlebihan, yang tampaknya menggantikansejumlah protein yang berinteraksi ini. Rb Inaktif (sangat terfosforllasi, meningkatkan proliferasi)

428 BAGIANTIGA GENETIK DAN PENYAKIT abl B r e a k p o i n t s\"^—Q—^ D [H^ H}{}-{HH>0Gena ^ }y/H}iHHHHHHttfHH}HW bcr II I I II I I Joaerah I ' bcr ^ ^LL '^Breakpoints-*- c M LmRNA G A M B A R 6 3 - 7 G e n a - g e n a c-abt d a n bcr d a l a m C M L d a n A L L . G e n a c-abl g e n o m i k n o r m a l p a d a bcr abl bcr abl 9 q 2 4 ; t e m p a t breakpoint t e r j a d i . G e n a bcr g e n o m i k n o r m a l p a d a 2 2 q l 1; t e m p a t t e r j a d i n y a A L L v e r s u s 8,6 Kb, C M L 7.0 Kb, ALL C M L . Dua spesies fusi R N A , C M L (8,5 kb) versus p210 pi 90 A L L (7,0 kb).dengan duplikasi, rekombinasi mitotik, dan konversi gena. Hilangnya ral. Pemetaan dari gena yang terlibat dalam tumor W i l m berkembangheterozigositas untuk penanda genetik telah menjadi tanda utama dengan analisis pasien dengan anomali kongenital yang berkaitan.dari gena supresor potensial dari tumor. Anak dengan sindroma W A G R (tumor W i l m , aniridia, abnormalitas genitourinarius, d a n retardasi mental) telah mengalami delesi Pemetaan lokus pada 13q24 segera membawa ke isolasi dari gena tumpang tindih dari segmen k r o m o s o m l l p l 3 . Diseksi molekulerr e t i n o b l a s t o m a (Rb). Rb m e n y a n d i s u a t u f o s f o p r o t e i n n u k l e a r d a r i r e g i o y a n g u m u m d a r i d e l e s i i n i m e n g h a s i l k a n g e n a WTI. WTl 105-kDa yang mempunyai sifat interaksi protein-protein (lihat adalah jari seng yang mengandung faktor transkripsi yang berinteraksiG b r . 6 3 - 6 ) . B e n t u k y a n g t i d a k d i f o s f o r i l a s i d a r i Rb m e n d o m i n a s i dengan motif D N A spesifik. Urutan D N A inijuga dikenal oleh faktord a l a m f a s e G , d a r i s i k l u s s e l , s e d a n g k a n Rb s e c a r a p r o g r e s i f transkripsi lainnya yang terlibat dalam respons pertumbuhan dini.difosforilasi k e arah fase S. Bentuk aktif tak terfosforllasi dari R b P e n g a m a t a n i n i m e n u n j u k k a n b a g a i m a n a k e m u n g k i n a n WT]membentuk kompleks dengan faktor transkripsi E2F, sedangkan berkompetisi untuk gena-gena sasaran dan berfungsi sebagai supresorbentuk inaktif yang sangat terfosforllasi dari R b melepaskan E2F. tumor. Penelitian dini telah memperiihatkan hilangnya heterozigositasYang perlu diperhatikan, onkoprotein D N A virus antigen T SV40, untuk penanda D N A polimorfik pada 1I pdalam kasus sporadik dariE I A dari adenovirus, dan E 7 dari virus papilloma manusia, semuanya t u m o r W i l m . M u t a s i t e l a h d i d o k u m e n t a s i k a n u n t u k g e n a WTl d im e n g i k a t R b d a n m e n g g e s e r E 2 F . H i l a n g n y a p r o t e i n Rb m e n i m b u l k a n dalam tumor W i l m sporadik. D i samping itu, mutasi jalur benih telahtransformasi neoplastik dan pertumbuhan sel yang tidak teratur. Bukti diperhatikan dalam kasus dengan tumor bilateral.b a h w a g e n a Rb m e r u p a k a n g e n a s u p r e s o r t u m o r y a n g b e r p e r a n ,d i d a p a t k a n j i k a Rb n o r m a l d i m a s u k k a n k e d a l a m s e l - s e l t u m o r d a n G e n e t i k a d a r i t u m o r W i l m a d a l a h k o m p l e k s , d a n l o k i d i a t a s WTlp e r t u m b u h a n sel d i h e n t i k a n p a d a tahap Gi dari siklus sel. juga teriibat. Sindroma Beckwith-Wiedeman ditandai oleh anomali kongenital dari makroglosia, hemihipertrofi, organomegali, d a n TUMOR WILM DAN INAKTIVASI G E N A - G E N A S U P R E - peningkatan insidensi tumor W i l m , karsinoma adrenokortikal, d a nSOR TUMOR T u m o r W i l m adalah keganasan embrional ginjal hepatoblastoma. Kaitan genetik d a n sitogenetik telah memetakanyang menggambarkan keganasan abdominal yang paling u m u m di lokus Beckwith-Wiedeman pada l l p l 5 . D isamping itu, beberapamasa anak-anak. Transmisi familial yang dicatat adalah jarang kasus sporadik dari tumor Wilm memperiihatkan hilangnya(10 persen), tetapi 10 persen tumor Wilm ada dengan penyakit bilate-G A M B A R 63-8 Skematik dari mekanisme 00 00genetik yang diamati untuk hilangnya hetero- Rbz i g o s i t a s d a l a m g e n a Rb p a d a r e t i n o b l a s t o m a f a -m i l i a l . ( D i a d a p t a s i d a r i C a v e n c e et al., N a t u r e305, 780, 1983.) oo oo OQ OQ OO OQ Rb Rb R b jR b R b Rb R bR b \Rb R b ±

BAB 63 GENA DAN NEOPLASIA 429heterozigositas dari l l p l S . Sebagai tambahan, ada bulcti untulc k a n k e r k o l o n , paru, esofagus, payudara, hati, (^tak, d a n garis hematopoietik. Jadi p53 telah muncul sebagai pengatur yang agakpencetalian diferensial gena-gena orang tua pada l l p l 5 dalam luas dari pertumbuhan sel dengan peranan yang menonjol dalam spektrum kanker manusia yang luas.sindroma Beckwith-Wiedeman dantumor Wilm. Dipercaya bahwa DASAR MULTITAHAP KANKER B i l a o n k o g e n individualhanya salinan maternal atau paternal yang diekspresikan, suatu telah memberikan efek yang jelas pada tumorigenesis, berbagai peristiwa biasanya dibutuhkan sebelum suatu sel tunggal ditrans-f e n o m e n a y a n g d i s e b u t s e b a g a i pencetakan orang t u a . P e n e l i t i a n formasi secara lengkap. Transformasi fibroblas embrionik memeriu- kan kerja sama dari duaonkogen. Penelitian epidemiologik kankertumor W i l m menunjukkan bahwa mutasi mungkin selektif untuk manusia mengindikasi suatu insidensi tumor yang tergantung pada umur, yang didebatkan untuk banyak langkah bebas. Data sitogenetikkromosom ayah, sedangkan alel ibu mungkin hilang. Detil-detil dari mengindikasikan bahwa banyak tumor mendapatkan perubahan kromosomal lebih lanjut dengan semakin berianjutnya penyakit. Halpengaturan diferensial ini memunggu isolasi gena H T p a d a l l p l 5 . ini merefleksikan suatu evojusi klonal dengan sel-sel paling ganas yang diseleksi.Kasus-kasus familial dari tumor W i l m lebih lanjut menekankan Analisis mendetil dari penyimpangan molekuler dalam karsinomakompleksitas genetika dari penyakit tunggal ini. Analisis kaitan koiorektal telah menyediakan bukti yang paling jelas untuk perkembangan multitahap kanker manusia. Tumorigenesis kolongenetik dari beberapa garis keluarga besar dengan kasus tumor W i l m menyajikan suatu perkembangan dari adenoma jinak menjadi karsinoma metastatik tinggi (lihat B a b257). Sekitar 2 0 persen darim u l t i p e l m e n g e s a m p i n g k a n 11 p i 3 d a n 11 p i 5 sebagai tempat adenoma kecil dansecara kasar hampir separuh dari adenoma besar m e m p u n y a i g e n a ras y a n g b e r m u t a s i , b i a s a n y a K - r a s . K e s e l u r u h a n ,kerentanan yang diturunkan. Bukti-bukti yang ada menunjukkan perubahan dari sekurang-kurangnya empat sampai lima gena mungkin sering dibutuhkan untuk pembentukan tumor kolon ganas.bahwa sekurang-kurangnya tiga gena berpartisipasi pada pem- Keadaan i n imerefleksikan aktivasi mutasional dari onkogen bersamaan dengan inaktivasi gena penekan tumor (Gbr. 63-9).bentukan tumor Wilm. K r o m o s o m yang paling sering terdelesi adalah 5q, 17p,dan 18q. Galon gena-gena penekan tumor atau yang sudah terbukti, telahSINDROMA LI-FRAUMENI DAN G E N A p53 DALAM diisolasi dari tiap-tiap tempat. H a lini mencakup gena poliposis adenomatosa familial ( F A P )pada 5 qyang berperan dalam epiteliumKANKER Mutasi atau hilangnya gena p53 adalah perubahangenetik yang paling u m u m dalam kanker manusia. p53pertama kalidiperhatikan sebagai protein yang berasal dari sel yang berk^tandengan antigen T dalam sel SV-40 yang ditransformasikan.M e n g i n g a t k a n p a d a g e n a s u p r e s o r t u m o r Rb, p 5 3 j u g a d i n o n a k t i f k a noleh produk E l B dari adenovirus dan onkoprotein E 6 dari viruspapiloma manusia. Sesungguhnya p53 sering ditemukan pada tingkatyang jauh lebih tinggi dalam sel-sel tumor. Keadaan ini terlihatmerefleksikan pemanjangan yang nyata dari waktu paruh proteinnyayang secara normal adalah singkat. Sebagai faktanya, p 5 3 padaawalnya diklasifikasikan sebagai onkogen yang kerjanya dominankarena c D N A p53 yang diisolasi akan bekerja sama dengan onkogenlain untuk mentransformasi sel-sel. Tetapi, klon p53 yangditransformasi terbukti merupakan mutan. Selanjutnya, bentuk jinakdari p53 telah terlihat menekan transformasi sel-sel. Pemasukankembali dari p53 tipe jinak k e dalam sel-sel tumor yang telahkehilangan gena mutan, menghentikan pertumbuhannya dengan G A M B A R 63-9 Perubahan genetik yang menggambarkan tahap-tahap perkembangan dalam tumorigenesis koiorektal. Yang tidak terlihat adalahmenghambat siklus sel pada transisi G|-S. p53juga telah terlihat mutasi gena pada kromosom 2 yang membawa ke kanker kolon dengan menyebabkan kesalahan replikasi pada seluruh genom. {Menurut Fearunberinteraksi dengan protein endogen seluler lainnya d a n mengikat dan Vogelstein).D N A . Protein-protein yang terlibat termasuk juga protein sengatanp a n a s H s c 7 0 , d e m i k i a n j u g a mdml, k e m u n g k i n a n s u a t u o n k o g e nyang diperkuat dalam tumor-tumor tertentu. Jadi p53 telah munculsebagai protein pengikat D N A yang paling penting yang mengatur Kromosom Perubahan Genakemajuan siklus selpada ikatan Gi-S. Epitel normal •5q Mutasi atau A R C hilang K e m u n g k i n a n 5 sampai 10persen kanker-kanker u m u m , termasuk Epitelkanker payudara, ovarium, dan kolon, berkelompok dalam keluarga- hiperproliferasikeluarga, menggambarkan suata kerentanan genetik yang mendasari. HipometilasISatu dari sindroma kanker keluarga yang digambarkan dengan baik DNAadalah sindroma autosomal dominan Li-Fraumeniyang jarang (LFS).Keluarga yang terkena mempunyai insidensi tinggi dari tumor masa A d e n o m a dinikanak-kanak dan dewasa yang sangat bervariasi. Spektrumnyamencakup karsinoma payudara, sarkoma jaringan lunak, tumor otak, -18a Mutasi K-rasosteosarkoma, leukemia dan karsinoma adrenokortikal. Mutasi garis -18qbenih p53 telah ditemukan dalam sekurang-kurangnya lima penelitian Adenoma -17pLi-Fraumeni. Mutasi yang diturunkan ditemukan dalam keadaan intermedialheterozigot dalam sel-sel normal yang mempredisposisikannya k eperkembangan kanker. Mutasi pada regio p53 yang diawetkan oleh evolusi adalah Hilang DCCperkecualian yang u m u m dalam tumor sporadik manusia yang sangatbervariasi. Hilangnya heterozigositas untuk penanda pada 17p atau A d e n o m a lanjuthilangnya p 5 3itu sendiri adalah u m u m dalam sel-sel kanker. D a l a mpenelitian kanker kolon telah ditemukan hilangnya alel p53 jenis Hilang p53jinak akibat delesi atau mutasi titik dalam 75-80 persen kasus. Mis-sense d a r i m u t a s i t i t i k a d a l a h m u t a s i g e n a p 5 3 y a n g p a l i n g s e r i n g . Peru KarsinomaYang menarik, mutasi-mutasi iniberkumpul dalam empat regio yang bahan lain Metastasisterbatas dari protein yang terdiri dari domain fungsionai. Penelitianfungsionai mengindikasikan bahwa alel p53 yang bermutasi tersebutdapat berfungsi sebagai dominan negatif yang berkompetisi dengansetiap protein p 5 3jenis jinak. Perubahan p 5 3 tersebar luas dalam







BAB 64 KOMPLEKS HISTOKOMPATIBILITAS GENA MAYOR 433G A M B A R 64-4 Struktur molekul H L A kelas I seperti yang ditentukan polimorfik dari beberapa alel kelas 1manusia dan tikus menggunakan stmkturoleh kristalografi sinar-X. A . Yang terlihat adalah wajah molekul H L A - A 2 H L A - A 2 sebagai model. Simbol memperiihatkan gabungan polimorfismeyang jauh dari permukaan sel. Diagram pita inimemperiihatkan sulkus/cekung- sepanjang cekungan. Lokalisasi berbagai asam amino dan/atau tempat untukan yang dibentuk oleh duaa hehks dandidukung oleh lantai delapan benang alloantibodi dan/atau pengenalan selT sitotoksik diperlihatkan sepanjang aj}. N adalah a m i n o akhir d o m a i n a , ; d u a lingkaran kecil m e n g g a m b a r k a n h e l i k s ( l i n g k a r a n ) . T e m p a t p o l i m o r f i k j u g a a d a d a l a m b e n a n g / ? (segi empat).i k a t a n d i s u l f i d a . ( D a r i PA Bjorlcman et a l . ) . B . G a m b a r a n g a b u n g a n t e m p a t A n g k a m e n g i n d i k a s i k a n u r u t a n a s a m a m i n o . ( M e n u r u t PA Bjorkman et a l )m e m a k a i nomenklatur yang lebih tepat ini sebagai usaha menjabar- gena yang memodulasi absorpsi best gastrointestinalis adalah dekatkan basis molekuler bagi ikatan pepfida, juga untuk menyediakan dengan H L A - A (Tabel 64-2).penanda genetik yang lebih baik bagi penyebaran etnik dan populasi. Gena respons-imun Seperti yang dijabarkan pada asalnya K o m p l e m e n ( k e l a s III) G e n a s t r u k t u r a l u n t u k figa k o m p o n e n d a l a m b a b i g u i n e a d a n t i k u s , r e s p o n s i m u n y a n g finggi d a n r e n d a hk o m p l e m e n , C 4 ,C 2 ,d a n B f(faktor B ) , ada dalam regio H L A - B D terhadap hapten atau mofif peptida sintetik, terlihat ditentukan oleh(lihat Gbr. 64-1). A d ad u a loki untuk C 4 ,disandi untuk C 4 A dan gena dalam regio M H C . Sekarang sudah jelas bahwa gena i n iC4B, dahulu dikenal sebagai antigen seldarah merah, secara menyandi molekul kelas I I d a nbahwa kemampuan untuk mengikatberurutan, Rodgers dan Chido. Sebagai faktanya, antigen-antigen antigen yang relevan adalah determinan mayor dari respons kuatini adalah molekul adsorbsi plasma C 4 .K o m p o n e n komplemen y a n g tergantung selT y a n g d i m u l a i oleh CD4-f- sel-sel T . Gena-genal a i n n y a fidak b e r k a i t a n e r a t d e n g a n H L A . T i d a k a d a p e n y e b e r a n g a n kelas 1 juga penting dalam fase efektor dari suatu respons, khususnyayang ditemukan diantara loki C2, B fdanC4. Mereka semua disandi dengan pengenalan oleh CD8-I- sel-sel T dari peptida asing yangdi dalam segmen 100-kilobasa d i antara H L A - B d a nH L A - D R . A d a berikatan dengan m o l e k u l kelas 1.Sebagai contoh, jalur sel manusiadua alel dari C 2 ,empat dari B ftujuh dari C 4 A , d a ntiga dari C 4 B , yang terinfeksi dengan virus influenza, dilisis oleh selT sitotoksikd i t a m b a h k o s o n g ( g e n a n o l ) u n t u k fiap-tiap l o k u s ( Q O ) . P o l i m o r f i s m e (Tc) hanya jika antigen kelas I ( H L A - A atau H L A - B ) dimiliki olehluas dari jenis k o m p l e m e n (komplotipe) membuat mereka menjadi sel-sel yang menyerang d a n selsasaran. M o l e k u l kelas I d a n I Ibermanfaat untuk penelitian genetik. Empat haplofipe yang paling d i k a t a k a n m e r u p a k a n unsur terbatas d a l a m r e s p o n s i m u n , k a r e n au m u m ditemukan secara luas pada masyarakat keturunan Eropa barat mereka harus m a m p u mengikat d a nmenyediakan fragmen peptidad i p e r l i h a t k a n p a d a T a b e l 6 4 - 1 . M L R d i a n t a r a o r a n g - o r a n g fidak yang tepat bagi sel-sel T .D a l a m respons allogenik, adabukti bahwaberhubungan yang sesuai untuk haplotipenya adalah nonreakfif, pengenalan mungkin perbedaan asam amino pada permukaan luarsedangkan reakti vitas adalah u m u m jika individu-individu yang tidak dari molekul M H C yang utuh atau dari fragmen peptida M H C yangberhubungan sesuai hanya untuk H L A - D R d a n- D Q . Haplotipe yang disajikan oleh molekul strain M H C penjawab. D a l a m kasus khususidentik tersebut dapat dikonversi dari nenek m o y a n g yang u m u m . ini, kebalikan dari pembatasan respons, perbedaan antigenik M H C menjadi perangsang. D a l a m transplantasi, fase induksi d a n efektor Enam gena kromosom lainnya D e f i s i e n s i steroid 2 1 - h i - dari respons penolakan setelah peranan u m u m dari CD4'+ TH d a ndroksilase^ suatu ciri autosomal resesif menimbulkan sindroma C D S -t- T j y a n g b e r i n t e r a k s i d e n g a n M H C k e l a s I I d a n I , s e c a r ahiperplasia aderenal kongenital (lihat B a b3 3 5d a n342). Gena-gena berurutan (Gbr. 64-5). M e s k i p u n dapat secara langsung diaktivasiuntuk enzim juga terletak dalam regio H L A - B - D . Gena 21-hidrok- melalui reseptor imunoglobuhn permukaannya, limfosit Bjuga meng-silase berdekatan dengan C4a, terdelesi dalam individu yang terkenabersamaan dengan C 4 A ( C 4 A Q O ) ,d a ngena lokus H L A - B juga dapat T A B E L 64-1 Haplotipe H L A umumberubah untuk mengkonversi B 1 3menjadai B 4 7yang jarang, yanghanya ditemukan dalam haplotipe yang terkena. Defisiensi varian HLA-B HLA-DR Bf C2 C4A C4B2 1 - h i d r o k s i l a s e y a n g fimbulnya l a m b a t j u g a b e r k a i t a n d e n g a n H L A .Hiperplasia adrenal kongenital akibat defisiensi 11/3-hidroksilase 8 3 S C QO 1tidak berkaitan dengan H L A . Hemokromatosis idiopatik, suatu 72 SC31gangguan autosomal resesif berkaitan dengan H L A , seperti yang 57 7 S C 6 1telah diperlihatkan dalam beberapa penelitian keluarga (lihat 44 7 F C 3 1Bab 345). Meskipun patogenesis dari penyakit ini tidak diketahui.

434 BAGIAN TIGA GENETIK DAN PENYAKITT A B E L 64-2 Kaitan defek genetik dengan HLA tersebut teriibat dalam kelangsungan hidup dalam bidang evolusi, masih belum ditentukan.Defisiensi C 2 Lokasi gena Haplotipe yangDefisiensi 2 1 - O H HLA-B-D umum ditemukan Tabel 64-3 meringkaskan H L A yang paling bermakna dan kaitanDefisiensi 2 1 - O H (mula HLA-B-D penyakitnya. Harus diperhatikan bahwa kaitan tersebut tidak secara HLA-B-D A25,B18, BfS, DR2 sendirinya membuktikan bahwa variasi dalam penyajian antigen timbul lambat) A3, B47, BfF, DR7 terhadap sel-sel T adalah penting dalam dasar dari autoimunitas. JugaHemokromatosis HLA-A B14, BfS, D R l dapat terjadi bahwa gena-gena H L A adalah penanda untuk haplotipe yang dengan mutasi telah terjadi dalam gena-gena terkait lainnya. idiopatik HLA-A-D A3, 314Penyakit Paget HLA-A-D Yang paling jelas adalah peningkatan frekuensi H L A - B 2 7 dalamAtaksia spinoserebelaris HLA-A-D penyakit rematik tertentu, terutama spondilitis ankilosis, keadaan dengan kecenderungan familial yang kuat. B 2 7 adadalam sekitarPenyakit Hodgkin 7 % masyarakat keturunan Eropa Barat, yang tampaknya teriihat dalam 8 0 - 9 0 % pasien spondilosis ankilosis. Diekspresikan sebagaiekspresikan konsentrasi tinggi molekul kelas I dan I Idan memproses risiko relafif, antigen B 2 7memberikan kerentanan terhadapantigen untuk penyajian pada permukaan sel. Adalah respons sel T perkembangan spondilitis ankilosis, yaihi 8 7kali lipat daripada dalamterhadap penyajian antigen tersebut yang menyajikan \"bantuan\" yang populasi u m u m . Secara sama, uveitis anterior akut, sindroma Reiter,dibutuhkan untuk respons sekresi I g G matang oleh sel B . d a n a r t r i t i s r e a k t i f s e k u r a n g - k u r a n g n y a t i g a i n f e k s i b a k t e r i a l {Yersinia, Salmonella, d a n g o n o k o k u s ) m e m p e r i i h a t k a n d e r a j a t k e t e r k a i t a n y a n g KAITAN PENYAKIT T i d a k semua gena-gena y a n g terlibat tinggi dengan B27. M e s k i p u n bentuk biasa dari rematoid artritisdalam pengaturan respons imun berada dalam regio M H C . Meskipun juvenilis (JRA)juga memperiihatkan kaitan yang sama dengan B27,demikian, ada fakta bahwa kebanyakan penyakit peradangan manusia bentuk pausiartikularis dari J R A dengan iritis berkaitan dengan D R 5 .dianggap mempunyai beberapa basis autoimun, dalam beberapa cara Peningkatan insidens dari B 2 7 dalam artritispsoriatik juga bermaknadipermudah oleh gena-gena dari regio H L A . D a l a m kebanyakan untuk tipe sentralis (kerangka aksial) dari penyakit, sedangkan B 3 8k a s u s , a d a kaitan a n t a r a a n t i g e n H L A t e r t e n t u d a l a m p o p u l a s i berkaitan dengan kedua jenis sentral dan perifer. Psoriasis berkaitanindividu dengan penyakit-penyakit tertentu. Karena semakin terlihat d e n g a n C w 6 . P a s i e n d e n g a n a r t r i t i s d e g e n e r a t i f a t a u g o u t fidakbahwa polimorfisme luas dari M H C secara langsung berhubungan memperiihatkan perubahan dalam frekuensi antigen.dengan kemampuan molekul yang diberikan untuk berikatan denganurutan peptida tertentu, fungsi biologi penting dari polimorfisme Kaitan penyakit lainnya yang banyak adalah dengan antigen-M H C m u n g k i n adalah memasfikan kelangsungan hidup dari spesies antigen regio H L A - D . Kaitan rematoid artritis dengan D R 4dalam hubungannya dengan sejumlah besar agen-agen mikrobiologik melibatkan 3 dari 12varian D R 4 ( D R B 1*0401, *0404, dan *0405),yang ada dalam lingkungan. Toleransi sendiri yang terjadi untuk demikian juga tampaknya 100 persen berkaitan dengan D R 2 dalambereaksi silang dengan agen-agen mikrobiologik akan menghasilkan Kaukasia danJepang. Individu yang terkena hanya memerlukanderajat tinggi dari kerentanan, m e n i m b u l k a n infeksi letal. sedangkan penurunan dosis gena tunggal D R 2 . Meskipun tidak ada komponenpolimorfisme dari sistem H L A memasfikan bahwa segmen-segmen autoimun yang teriihat pada keadaan ini, ada spekulasi bahwapopulasi manusia akan mengenai agen-agen yang menyerang sebagai abnormalitas dalam neurotransmiter atau reseptornya mungkinbenda asing d a n m e m u l a i respons yang tepat. Kepenfingan M H C dipengaruhi oleh gena D R 2 atau gena yang terkait secara erat lainnya.untuk kelangsungan hidup spesies merupakan urutan tertinggi, karena Enteropati gluten-sensitif (penyakit seliak, sariawan nontropikal)a d a k e b u t u h a n u n t u k m e k a n i s m e l o k a l , fidak s e l u r u h n y a d i m e n g e r t i , pada anak-anak d a n dewasa berkaitan dengan D R 3 (risikountuk mencegah pengenalan alio dalam kasus-kasus kehamilan r e l a t i f = 1 2 ) . P e n e n t u a n t i p e D N A s a a t i n i m e m p e r i i h a t k a n risikokhusus. Pengembangan yang padanya M H C memainkan peranan r e l a t i f y a n g l e b i h tinggi d a r i 5 2 d e n g a n D Q A 1 * 0 5 0 1 d a n D Q B r 0 2 0 1 .dalam surveilans imun terhadap neoplasia d a n apakah peranan Persentase sesungguhnya pasien yang mempunyai D R 3 tersebut berkisar dari 63 sampai 9 6persen dibandingkan dengan 2 2 sampai RESPONSALOGRAFTG A M B A R 64-5 S k e m a peranan relatif antigen H L A - A , Antigen HLA Limfosit pejaniu ^ ResponsH L A - B , H L A - C dan H L A - D dalam dimulainya responsalloimun dan dalam perkembangan sel-sel efektor dan Responsantibodi. Dua kelas utama dari antigen limfosit T yang limfositd i k e n a l : T_,, p r e k u r s o r terhadap sel-sel \" p e m b u n u h \" campurans i t o t o k s i k , d a n T^, s e l - s e l p e n o l o n g u n t u k m e m p e r k u a trespons sitotoksik. T ^ juga menyediakan bantuan bagilimfosit B untuk produksi repons IgG yang matang lengkap.Perhatikan bahwa T umumnya mengenai antigen kelas 1,sedangkan sinyal T^^ disediakan o l e h antigen-antigen o l e hr e g i o H L A - D ( k e l a s I I ) ( D a r i CB Carpenter, Kidney Int,]4:283, 1978) Respons alloantibodi yang ter- gantung selT IgM dan Ig G Antibodi Anti-A,B,C,D