Prinsip Teratologi Molekuler

Toksisitas genetik adalah suatu kajian untuk mengetahui pengaruh toksikan terhadap substansi genetik seperti gen dan kromosom yang berkaitan dengan sifat-sifat hereditas. Level toksikologi genetik dalam perkembangan ilmu genetika menempati hirearki genomik dimana toksikan akan mempengaruhi kinerja suatu materi hereditas yakni DNA. Jika materi hereditas terkena toksin mutagen seperti acetilaminoflourine yang dapat mengubah susunan genetis dari suatu kromosom, maka keturunan yang dilahirkan akan mengalami kelainan genetik akibat toksikan tersebut. Inti dari toksisitas genetik adalah pengaruh toksin terhadap sifat-sifat yang akan diwariskan ke generasi berikutnya dengan objek utamanya adalah pengaruh toksin tersebut terhadap generasi ke generasi berikutnya. Contoh untuk mengetahui efek toksisitas genetik yakni dengan menggunakan Escericia coli, Salmonella, Khamir yang mana toksikan berpengaruh terhadap struktur DNA seperti kehilangan pasangan basa. Bila pasangan baru yang hilang dapat direparasi maka kelainan sifat-sifat genetis dapat sembuh. Bila pasangan basa yang hilang tetap ada maka kelainan sifat diturunkan apabila terdapat dalam sel gonad.

Toksisitas molekular adalah suatu kajian yang membahasa pengaruh toksin pada biomolekul seperti DNA, RNA, dan protein pada level transkriptomik (transkripsi), regulomik (regulasi), dan proteomik (ekspresi). Objek yang difokuskan pada toksisitas molekular adalah bagaimana pengaruh toksin terhadap mekasisme transkripsi, regulasi, dan ekspresi suatu biomolekul (DNA, RNA, dan prtotein) terhadap pola atau interaksinya pada suatu efek toksisitasnya. Jika toksin yang dikenai pada awal perkembangan embrio maka toksin tersebut disebut sebagai mutagen atau teratogen jika toksin yang mengenahi pada tahap perkembangan selanjutnya maka disebut karsinogen. 

Untuk mengetahui efek toksisitas molekular maka dapat dilakukan berbagai analsis molekular seperti PCR, microarray, analisis isozim dan allozim, ELISA, dan analisis protein melalui SDS-PAGE. Contohnya adaalah sel normal bisa berubah menjadi onkogen yang berpotensi menimbulkan kanker bila terstimulasi oleh xenobion atau mutagen atau onkogen mengalami mutasi maka terjadilah ekspresi gen (protein) yang menginduksi sel untuk membelah terus menerus menjadi sel kanker sehingga dapat dengan analisis molekular dapat teridentifikasi molekul DNA (oligonukleotida) yang menjadi penyebab mutagenesis tersebut.

Interaksi toksikan dengan enzim dapat menstimulasi cacat ketika toksikan tersebut menghambat proses kerja enzim yang berperan dalam perkembangan dan pertumbuhan embrio. Toksikan yang bertindak sebagai hambatan atau inhibitor tersebut mampu mengganggu proses metabolisme dan dapat menghentikan jalur metabolisme. Inhibitor enzim tersebut dapat bersifat irreversibel atau reversibel.

Contoh interaksi toksikan dengan kerja enzim adalah toksis berupa warfarin yang mampu menghambat kerja enzim vitamin K epoxide reductase (VKOR) yang berfungi untuk mendaur ulang vitamin K. toksikan ini akan menyebabkan pendarahan pada janin, keguguran, embryopathy, kalsifikasi pada columna vertebralis dan tulang paha, hidung menyempit, brakhidatil, dan cacat mata.