POLA PERSEBARAN PENYAKIT GENETIK AKONDROPLASIA DALAM RANAH POPULASI

 GENETIC DISEASE PATTERNS

AKONDROPLASIA DISTRIBUTION IN THE REALM OF POPULATION

Sri Riani, DR. H. Moch. Agus Krisno Budiyanto. M. Kes

Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Tlogomas 246 Malang Telp 464318

Abstract

Writing this article aims to describe the distribution patterns of inherited genetic disease that is predominantly in the realm of the population. Akondroplasia is one of the inherited genetic diseases are dominant. Akondroplasia is one form of dwarfism the body that are often encountered. This disease is a congenital abnormality of cartilage. Disorders, especially in the growth of long bones. Approximately 85-90% of cases are genetic mutations. Akondroplasia first discovered by Parrot (1878). The incidence of this disorder is 1/25.000 birth. People with achondroplasia are found more in girls than boys. We found 126 cases with 70 women and 56 men.

Akondroplasia have the genotype KK and Kk, marriage akondroplasia individuals who produce 75% heterozygous and 25% of individuals akondroplasia normal individuals. Heterozygous individuals have a dwarf phenotype. All persons who are not dwarfs 99.99% of the population are homozygous with the recessive allele (kk).

Key words: Genetic Diseases, autosomal dominant inheritance type, Akondroplasia, Population Genetics.

 

Abstrak

Penulisan artikel ini bertujuan untuk mendeskripsikan pola persebaran penyakit genetik yang diwariskan secara dominan dalam ranah populasi. Akondroplasia merupakan salah satu penyakit genetik yang diwariskan secara  dominan. Akondroplasia adalah salah satu bentuk kekerdilan tubuh yang sering dijumpai. Penyakit ini merupakan kelainan kongenital tulang rawan. Gangguan terutama pada pertumbuhan tulang-tulang panjang. Sekitar 85-90% kasus merupakan mutasi genetik. Akondroplasia pertama kali ditemukan oleh Parrot (1878). Angka kejadian kelainan ini adalah 1/25.000 kelahiran. Ditemukan lebih banyak penderita achondroplasia pada anak perempuan dibandingkan anak laki-laki. Dimana ditemukan 126 kasus dengan 70 wanita dan 56 pria.

Akondroplasia memiliki genotip KK dan Kk, perkawinan individu akondroplasia yang heterozigot menghasilkan 75% individu akondroplasia dan 25% individu normal. Individu heterozigot memiliki fenotip kerdil. Semua orang yang tidak kerdil 99,99% dari populasi bersifat  homozigot dengan alel resesif (kk).


PENDAHULUAN

Alel dominan yang memetikan jauh lebih sedikit ditemukan daripada alel resesif mematikan. Suatu alasan untuk perbedaan ini karena pengaruh alel dominan yang mematikan hasil terjadinya mutasi baru dalam gen pada sperma atau sel telur yang selanjutnya membunuh keturunan yang sedang berkembang. Oleh karenanya, individu yang tidak dapat bertahan hidup hingga mencapai kematangan reproduktif tidak akan mewariskan bentuk baru gen ini. Hal ini berlawanan dengan mutasi resesif mematikan yang akan kekal dari generasi ke generasi melalui reproduksi karier heterozigiot yang memiliki fenotip normal.

Alel dominan mematikan dapat menyelamatkan diri dari kematian jika alel ini di ekspresikan lambat pada usia yang relatif tua. Akibatnya alel tersebut menyababkan kematian pada umur yang relatif lanjut. Namun pada saat gejalanya terlihat nyata, individu ini mungkin telah memindahkan alel mematikan itu ke anak-anaknya.

Penyakit Genetik

Penyakit genetis dapat diklasifikasikan menjadi penyakit yang disebabkan oleh gen tunggal (kelainan Mendellian) dan penyakit yang disebabkan oleh beberapa gen. Terdapat 4 jenis umum pewarisan gen

tunggal, yaitu :

1. Gen resesif pada autosom

2. Gen resesif terpaut kromosomX

3.Gen dominan terpaut kromosomX

4. Gen dominan pada autosom

Pewarisan Gen Resesif pada Autosom

Orang tua dari anak yang terinfeksi penyakit akibat kelainan gen resesif pada autosom, mungkin tidak menampakkan penyakit. Anak yang memiliki gejala kelainan menandakan adanya pewarisan gen resesif dari kedua orang tua. Karena kelainan resesif jarang ditemukan, seorang anak memiliki resiko yang lebih tinggi bila orang tua mereka memiliki hubungan saudara. Hal tersebut disebabkan seringnya individu – individu yang memiliki hubungan saudara mewarisi gen yang sama dari nenek moyang mereka. Contoh penyakit yang disebabkan oleh kelainan gen resesif pada autosom :

  1. Cystic fibrosis (CF)
  2. Phenylketonuria (PKU)
  3. Defisiensi alpha-1antitrypsin (AAT)
  4. Anemia sickle cell
  5. Defisiensi ADA
  6. Ocular-Cutaneous Albinism (OCA)

Pewarisan Gen Resesif Terpaut Kromosom

X

Pada pewarisan gen resesif terpaut kromosom X, insiden penyakit lebih tinggi pada pria daripada pada wanita. Hal tersebut terjadi karena wanita memiliki 2 kromosom X, sehingga bila salah satu kromosom X terpaut gen resesif (abnormal), kromosom X normal dapat menutupi efek dari kromosom X abnormal.

Contoh penyakit yang disebabkan oleh kelainan gen

resesif terpaut kromosom X :

1. Buta warna

2. Hemofilia A

3. Anodontia

Pewarisan Gen Dominan Terpaut Kromosom X

Pada pewarisan gen dominan terpaut kromosom X, meskipun wanita memiliki satu kromosom X yang normal, penyakit yang dibawa oleh kromosom X abnormal tetap nampak. Contoh penyakit yang disebabkan oleh kelainan gen dominan terpaut kromosom X :

1. Rakithis hipofosfatemik

2. Anenamel, gigi tidak beremail             

Pewarisan Gen Dominan pada Autosom

            Penyakit keturunan adalah penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetik yang diturunkan dari orang tua dan anaknya. Namun, bukan berarti setiap kelainan genetik tersebut pasti termanifestasi nyata dalam silsilah keluarga. Adakalanya tersembunyi hingga tercetus oleh faktor lingkungan seperti polutan, pola makan yang salah, dan lain-lain.

Kelainan bawaan (kelainan kongenital) adalah suatu kelainan pada struktur, fungsi maupun metabolisme tubuh yang ditemukan pada bayi ketika dia dilahirkan. Sekitar 3-4% bayi baru lahir memiliki kelainan bawaan yang berat. Beberapa kelainan baru ditemukan pada saat anak mulai tumbuh, yaitu sekitar 7,5% terdiagnosis ketika anak berusia 5 tahun, tetapi kebanyakan bersifat ringan. Semakin tua usia seorang wanita ketika hamil (terutama diatas 35 tahun) maka semakin besar kemungkinan terjadinya kelainan kromosom pada janin yang dikandungnya.

Suatu penyakit atau kelainan dikatakan menurun melalui autosom dominan apabila kelainan atau penyakit tersebut timbul meskipun hanya terdapat satu gen yang cacat dari salah satu orang tuanya. Sebagai perbandingan, penyakit autosom resesif akan muncul saat seorang individu memiliki dua kopi gen mutan.

Ciri pada pewarisan autosomal dominan5 antara lain :

  1. Sifat tersebut mungkin ada pada pria maupun wanitanya.
  2. Sifat itu juga terdapat pada salah satu orang tuan pasangan.
  3. Sekitar 50% anak yang dilahirkan akan memiliki sifat ini meskipun salah satu pasangan tidak memiliki sifat ini.
  4. Pola pewarisan bersifat vertikal, artinya tiap generasi yang ada pasti ada yang memiliki sifat ini.
  5. Bila sifat yang diwariskan berupa penyakit keturunan, anak-anak yang tidak menderita penyakit ini bila menikah dengan pasangan yang normal, maka keturunan yang dihasilkan juga akan normal juga.

Pada pewarisan gen dominan pada autosom, keabnormalan selalu tampak pada tiap generasi. Setiap anak yang terinfeksi penyakit dari orang tua yang terinfeksi memiliki peluang 50% untuk menurunkan penyakit tersebut. Contoh penyakit yang disebabkan oleh kelainan gen dominan pada autosom:

  1. Hiperkolesterolemia keluarga
  2. Penyakit Hutington
  3. Chondrodystropic dwarfism (Achondroplasia)

Penyakit Akondroplasia

            Istilah Achondroplasia pertama kali digunakan oleh Parrot (1878).  Achondroplasia berasal dari bahasa Yunani yaitu; achondros: tidak ada kartilago dan plasia: pertumbuhan. Secara harfiah Achondroplasia berarti tanpa pembentukan/ pertumbuhan kartilago, walaupun sebenarnya individu dengan Achondroplasia memiliki kartilago. Masalahnya adalah gangguan pada proses pembentukan kartilago menjadi tulang terutama pada tulang-tulang panjang.

Achondroplasia adalah dwarfisme atau kekerdilan yang disebabkan oleh gangguan osifikasi endokondral akibat mutasi gen FGFR 3 (fibroblast growth factor receptor 3) pada lengan pendek kromosom 4p16.3.  Sindroma ini ditandai oleh adanya gangguan pada tulang-tulang yang dibentuk melalui proses osifikasi endokondral, terutama tulang-tulang panjang. 2,7,8 Selain itu, Achondroplasia memberikan karakteristik pada kraniofasial.

Achondroplasia juga dikenal dengan nama Achondroplastic Dwarfism, Chondrodystrophia Fetalis, Chondrodystrophy Syndrome atau Osteosclerosis Congenital.

Insiden dan Epidemiologi Achondroplasia

Achondroplasia adalah tipe dwarfisme yang paling sering dijumpai.  Insiden yang paling umum menyebabkan Achondroplasia adalah sekitar 1/26.000 sampai 1/66.000 kelahiran hidup. Achondroplasia bersifat autosomal dominant inheritance, namun kira-kira 85-90% dari kasus ini memperlihatkan de novo gene mutation atau mutasi gen yang spontan. 5,7 Ini artinya bahwa kedua orang tua tanpa Achondroplasia, bisa memiliki anak dengan Achondroplasia. Jika salah satu orang tua mempunyai gen Achondroplasia, maka anaknya 50% mempunyai peluang untuk mendapat kelainan Achondroplasia yang diturunkan heterozigot Achondroplasia. Jika kedua orang tua menderita Achondroplasia, maka peluang untuk mendapatkan anak normal 25%, anak yang menderita Achondroplasia 50% dan 25% anak dengan homozigot Achondroplasia (biasanya meninggal). Achondroplasia dapat terjadi pada laki-laki maupun perempuan dengan frekwensi yang sama.

Etiologi Achondroplasia

Achondroplasia disebabkan oleh mutasi dominan autosomal pada gen FGFR3 (fibroblast growth factor receptor 3) pada lengan pendek kromosom 4p16.3.4-7 Gen FGFR3 berfungsi memberi instruksi dalam hal pembentukan protein yang terlibat dalam pembentukan dan pemeliharaan tulang, khususnya pembentukan tulang secara osifikasi endokondral.3,5,7 Dua mutasi spesifik pada gen FGFR3 bertanggungjawab pada hampir semua kasus Achondroplasia. Sekitar 98% kasus, terjadi mutasi G ke A pada nukleotida 1138 pada gen FGFR3. Sebesar 1% kasus disebabkan oleh mutasi G ke C. Mutasi-mutasi ini mengakibatkan protein tidak bekerja sebagaimana mestinya, sehingga mempengaruhi perkembangan dan pertumbuhan tulang.

Osifikasi endokondral adalah salah satu jenis pertumbuhan tulang dimana sel mesenkim yang tidak terdifferensiasi langsung berkondensasi dan berdifferensiasi membentuk kondroblas.

Kondroblas berproliferasi dan berdifferensiasi membentuk kondrosit yang secara bertahap menjadi matur membentuk hipertrofik kondrosit. Setelah itu, hipertrofik kondrosit akan mengalami apoptosis (kematian sel) dan pada regio tersebut terjadi kalsifikasi matriks ekstraseluler.

Proses ini akan membentuk pelat pertumbuhan (growth plate) dan pertumbuhan normal tulang panjang tercapai melalui differensiasi dan maturasi kondrosit yang sinkron.25 Adanya mutasi gen FGFR3 pada Achondroplasia menyebabkan gangguan pada proses osifikasi endokondral, dimana kecepatan perubahan sel kartilago menjadi tulang pada pelat pertumbuhan (growth plates) menurun sehingga pertumbuhan dan perkembangan tulang terganggu.

Pada lingkup kraniofasial yang terpengaruh adalah basis kranium dan bagian tengah wajah (midface) karena bagian-bagian ini dibentuk secara osifikasi endokondral. Rongga kranium dan maksila dibentuk secara osifikasi intramebranosa, sedangkan mandibula dibentuk melalui osifikasi periosteal dan aposisi.

Basis kranium yang kurang berkembang pada penderita Achondroplasia berpengaruh pada perkembangan maksila, karena pertumbuhan basis kranium akan mendorong maksila ke anterior dan ke bawah. Saat perlekatan maksila ke ujung anterior basis kranium, perpanjangan atau pertumbuhan basis kranium akan mendorong maksila ke anterior. Sampai usia 6 tahun, pergerakan dari pertumbuhan basis kranium adalah bagian penting dalam pertumbuhan maksila ke anterior

Kegagalan perkembangan atau pertumbuhan basis kranium secara normal pada penderita Achondroplasia, memberikan karakteristik midface deficiency atau hypoplasia midface. Hal ini yang mengakibatkan maksila menjadi retrognatik, sedangkan mandibula normal atau sedikit prognatik, sehingga menghasilkan hubungan rahang Klas III.

Pola Persebaran Akondroplasia Dalam Ranah Populasi

            Sebelum membahas lebih lajut mengenai pola persebaran penyakit genetik akondroplasia terlebuh dulu akan dibahas tentang populasi menurut Prinsip”Equilibrum-Hardy Wenberg”.

Prinsip”Equilibrum-Hardy Wenberg”.

Populasi harus memenuhi beberapa syarat agar berada dalam keadaan seimbang dan dapat memenuhi hukum ”Equilibrum Hardy-Wenberg”.

Beberapasyaratnya antara lain: a) Tidak terjadi mutasi. Jika terjadi mutasi maka frekuensi gen atau genetik yang muncul akan terjadi perubahan. b) Tidak terjadi migrasi, karena migrasi dapat menyebabkanperpindahan gen antara suatu populasi dengan populasi yang lain. c) Jumlah populasi besar. Jumlah populasi yang besar dapat mempermudah untuk melihat perbandingan setiap frekuensi gen atau genetik yang muncul. d) Random genetic drift. Perubahan frekuensi gen dalam suatu populasi. e) Tidak terjadi seleksi alam. f) Adanya perkawinan secara acak. Perkawinan secara acak dapat memperbanyak variasi genetik. (Ridley 1993: 131; Russell 1994: 504; Campbell dkk 2002: 266). Dalam hukum Hardy-Wenberg, keseimbangan akan terpenuhi jika dapat memenuhi persamaan berikut:

A (p) a (q)

A (p) AA(p2) Aa(pq)

a (q) Aa(pq) aa(q2)

(p + q)2 = 1 jadi p + q = 1 karena p= frekuensi alel A, q = frekuensi alel a jadi, p2 + 2pq + q2 = 1 keterangan:a) p adalah alel dominan. Apabila dominan homozigot dilambangkan dengan p2. b) pq adalah sifat dominana heterozigot dan c) q adalah alel resesif dan dilambangkan dengan q2 (Suryo 1994: 379).

Populasi yang termsuk dalam hukum Hardy-Wenberg adalah populasi yang jumlah frekuensi gen atau alel tetap pada setiap generasi. Jadi memenuhi syarat hukum

Hardy-Wenberg.

Beberapa Faktor yang Mempengaruhi Frekuensi Gen dalam Populasi

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi frekuensi gen antara lain: a) Terjadinya mutasi. Mutasi dapat mengakibatkan perubahan genotype sampai perubahan fenotipe pada suatu organisme. Mutasi kromosom dapat menyebabkan perubahan fenotipe pada makhluk hidup atau tidak berdampak sama sekali sehingga tidak terjadi perubahan fenotipe atau penampakan (Russell 1994: 378). b) Terjadinya seleksi alam. Kemampuan organisme untuk beradaptasi terhadap perubahan lingkungan yang berbeda-beda. Organisme yang mampu beradaptasi akan dapat terus mempertahankan kelestarian dirinya sementara organisme lain yang kemapuan beradaptasinya rendah akan mengalami seleksi alam hinga akhirnya punah.

Adaptasi status organisme untuk terus bertahan hidup merupakan proses terjadinya evolusi. Seleksi alam sangat mempengaruhi frekuensi gen, apabila suatu organisme dalam populasi mengalami kepunahan akibat seleksi alam maka frekuensi gen dapat berkurang seiring dengan kepunahan organisme tersebut (Klug & Cummings 1994: 739-740).c) Mekanisme pemisahan, yaitu setiap mekanisme yang menghambat terjadinya pertukaran gen. Mekanisme dapat meliputi mekanisme geografis atau mekanisme lain yang menghalangi pertukaran gen dalam suatu populsi yang berada pada daerah yan sama (Suryo 1994: 384).d) Genetics drift, yaitu berubahnya frekuensi gen dalam statu populasi.Frekuensi gen dalam suatu populasi dapat naik-turun karena setiap individu dalam populasi memiliki alel tertentu yang keadaannya homozigot atau heteroziot. Luas fluktuasi frekuensi gen disebut dengan “RandomGenetics Drift” (Suryo 1994: 388). e) Gene flow. Gene flow dapat terjadi apabila statu individu pergi meninggalkan populasi asal atau melakukan emigrasi ke populasi lain dan masuknya individu ke dalam populasi yang berbeda sehingga dapat mengakibatkan perubahan alel pada individu (Klug & Cummings 1994: 745). f) Inbreeding, yaitu perkawinan antara individu yang memiliki hubungan keluarga yang dekat. Inbreeding mengakibatkan frekuensi gen tetap sehingga variasi dalam populasi akan berkurang (Klug & Cummings 1994: 745)

Pola Persebaran Akondroplasia

Kelainan yang disebabkan oleh gen dominan pada autosom termasuk jarang ditemukan. Oleh karena itu, perkawinan yang umum yaitu perkawinan antara individu yang memiliki genotip heterozigot dan homozigot resesif. Contohnya bila kita nyatakan gen dominan dengan lambang A, perkawinan yang umum terjadi yaitu Aa x aa. Perkawinan tersebut dapat dinyatakan dalam table berikut :

A

A

A

Aa

aa

A

Aa

aa

Melalui tabel tersebut, dapat kita ketahui bahwa :

1. peluang memperoleh anak yang terinfeksi P (A-) = P (Aa) = ½

2. peluang memperoleh anak yang normal = P (aa) = ½.

Terlihat bahwa bila salah satu orang tua terinfeksi, anak memiliki peluang 50% untuk terinfeksi. Karena peluang seorang anak akan terinfeksi bila salah satu orang tuanya terinfeksi adalah 50%, umumnya pada setiap generasi akan terdapat individu yang terinfeksi.

Suatu populasi dimana terdapat penduduk yang menderita penyakit akondroplasia akan mengalami ketidakseimbangan dari generasi ke generasi dikarenakan dalam populasi tersebut kemungkinan besar akan terjadi mutasi genetik. Pernyataan  diperkuat dengan data penelitian yang menunjukkan bahwa sekitar 85-90% kasus disebabka karena mutasi genetik. Hal ini sesuai dengan  hukum Hardy-Weinberg yang mengatakan bahwa suatu populasi tidak akan seimbang jika terjadi mutasi. Inilah yang disebut dengan Prinsip “Unequilibrium Hard-Weinberg

Kesimpulan

Dari uraian tersebut di atas dapat di simpulkan bahwa:

  1. Penyakit genetis dapat diklasifikasikan menjadi penyakit yang disebabkan oleh gen tunggal (kelainan Mendellian) dan penyakit yang disebabkan oleh beberapa gen.
  2. Terdapat 4 jenis umum pewarisan gen tunggal, yaitu: a) Gen resesif pada autosom, b) Gen resesif terpaut kromosomX, c) Gen dominan terpaut kromosomX, d) Gen dominan pada autosom.
  3. Suatu penyakit atau kelainan dikatakan menurun melalui autosom dominan apabila kelainan atau penyakit tersebut timbul meskipun hanya terdapat satu gen yang cacat dari salah satu orang tuanya. Sebagai perbandingan, penyakit autosom resesif akan muncul saat seorang individu memiliki dua kopi gen mutan.
  4. Achondroplasia merupakan salah satu penyakit genetik tipe pewarisan dominan autosom yaitu dwarfisme atau kekerdilan yang disebabkan oleh gangguan osifikasi endokondral akibat mutasi gen FGFR 3 (fibroblast growth factor receptor 3) pada lengan pendek kromosom 4p16.3.
  5. bila salah satu orang tua terinfeksi, anak memiliki peluang 50% untuk terinfeksi. Karena peluang seorang anak akan terinfeksi bila salah satu orang tuanya terinfeksi adalah 50%, umumnya pada setiap generasi akan terdapat individu yang terinfeksi.
  6. Dalam suatu populasi dimana terdapat penderita akondroplasia akan mengalami ketidak seimbangan dari generasi ke generasi karena pola persebaran penyakit ini berpeluang besar untuk kemungkinan terjadi mutasi gen.

DAFTAR REFERENSI

American Association of neurogical Surgeons.Achondroplasia Radiology.http://www.AJR.org. Diakses tanggal 29 Desember 2011.

Achondroplasi  Indonesia – Indonesian    Akondroplasia Society(http://www.hemofilia.or.id/keturunan.php) diakses tanggal 31 Desember 2011.

Hartiono V,Satriono,R. Akondroplasia. Available on http://www.yahoo.com. Diakses tanggal 26    Desember 2011.

Hee Grace Park-Joo.Do.Achondroplasia. available on http://www emedicine.com. Diakses tanggal 29 Desember 2011.

Kocher S. Mininder,MD,MPH. Achondroplasia. Available on http://www.Emedicine.com. Diakses tanggal 7 desember 2011.

Medline Plus : Health Topics Beginning with A (http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/healthtopics _a.html) diakses tanggal 1 Januari 2012

Nio, Tjan Kiauw. 1999. Penuntun Praktikum BI-271 Genetika. Bandung : Penerbit ITB

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 55 other followers

%d bloggers like this: