
kode-genetika
Gen tertentu membawa informasi yang dibutuhkan untuk membuat protein dan informasi itulah yang disebut sebagai
kode genetik.
Dengan kata lain, kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida
pada DNA atau RNA utnuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis
protein. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada
rantai DNA yang akan menentukan susunan asam amino.
Dalam tahun 1968 nirenberg, khorana dan Holley menerima hadiah nobel
untuk penelitian mereka yang sukses menciptakan kode-kode genetik yang
hingga sekarang kita kenal. Seperti kita ketahui asam amino dikenal ada
20 macam. Yang menjadi masalah bagaimana 4 basa nitrogen ini dapat
mengkode 20 macam asam amino yang diperlukan untuk mengontrol semua
aktifitas sel?
Para peneliti melakukan penelitian pada bakteri E. Coli mula mula
digunakan basa nitrogen singlet maka diper oleh 4 asam amino saja yang
dapat diterjemahkan padahal ke 20 asam amino ini harus diterjemahkan
semua agar protein yang dihasilkan dapat digunakan, kemudian para
ilmuwan mencobalagi dengan kodon duplet dan baru dapat untuk
menterjemahlkan 16 asam amino ini pun belum cukup juga. Kemudian dicoba
dengan triplet dan dapat menterjemahkan 64 asam amino hal ini tidak
mengapa sekalipun melebihi 20 asam amino toh dari 64 asam amino yang
diterjemahkan ada yang memilii simbul/fungsi yang sama diantaranya
(kodon asam assparat(GAU dan GAS) sama dengan asam
asam tirosin(UAU,UAS) sama juga dengan triptopan(UGG) bahkan ini sangat
menguntungkan pada proses pembentukkan protein karena dapat menggantikan
asam amino yang kemungkinan rusan selain itu dari 20 asam amino
diantaranya ada yang berfungsi sebagai agen pemotong gen atau tidak
dapat bersambung lagi dengan doubel helix asam amino yang berfungsi
sebagai agen pemotong gen diantaranya (UAA,UAG,UGA)
beberapa sifat dari kode triplet diantaranya :
1. kode genetik ini mempunyai banyak sinonim sehingga hampir setiap
asam amino dinyatakan oleh lebih dari sebuah kodon. Contoh semua kodon
yang diawali dengan SS memperinci prolin,(SSU,SSS,SSA dan SSG) semua
kodon yang diawali dengan AS memperinci treosin(ASU,ASS,ASA,ASG).
2. tidak tumpang tindih,artinya tiada satu basa tungggalpun yang
dapat mengambil bagian dalam pembentukan lebih dari satu kodon,sehingga
64 itu berbeda-beda nukleotidanya.
3. kode genetik dapat mempunyai dua arti yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino.
4. kode genetik itu ternyata universal
Tiap triplet yang mewakili informasi bagi suatu asam amino tertentu
dinyatakan sebagai kodon.Kode genetika bersifat degeneratif dikarenakan
18 dan 20 macam asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon, yang
disebut kodon sinonimus.Hanya metionin dan triptofan yang memiliki kodon
tunggal.Kodon sinonimus tidak ditempatkan secara acak, tetapi
dikelompokkan.Kodon sinnonimus memiliki perbedaan pada urutan basa
ketiga.
SINTESIS PROTEIN

anatomi-ribosom
Ada banyak tahapan antara ekspresi genotip ke fenotip.Gen-gen tidak
dapat langsung begitu saja menghasilkan fenotip-fenotip tertentu.Fenotip
suatu individu ditentukan oleh aktivitas enzim (protein
fungsional).Enzim yang berbeda akan menimbulkan fenotip yang berbeda
pula.Perbedaan satu enzim dengan enzim yang lain ditentukan oleh jumlah
jenis dan susunan asam amino penyusun protein enzim.Pembentukan asam
amino ditentukan oleh gen atau DNA.
Ekspresi gen merupakan proses dimana informasi yang dikode di dalam gen
diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein.Dogma
sentral mengenai akspresi gen, yaitu DNA yang membawa informasi genetik
yang ditrnaskripsi oleh RNA, dan RNA diterjemahkan menjadi
polipeptida.Ekspresi gen merupakan sintesis protein yang terdiri dari
dua tahap, yaitu tahap pertama urutan rantai nukleotida tempale
(cetakan) dari suatu DNA untai ganda disalin untuk menghasilkan satu
rantai molekul RNA.Proses ini disebut transkripsi dan berlangsung di
inti sel.Tahap kedua merupakan sintesis pilopeptida dengan urutan
spesifik berdasarkan rantai RNA yang dibuat pada tahap pertama.Proses
ini disebut translasi.
Transkripsi

transkripsi-dan-translasi
Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu
rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai DNA komplemennya disebut
rantai antisense.Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA
disebut unit transkripsi.
RNa dihasilkan dari aktivitas enzim RNA polimerase.Transkripsi terdiri
dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan
terminasi (pengakhiran) rantai RNA.
Inisiasi
Daerah DNA dimana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi
disebut promoter.Suatu promoter mencakup titik awal transkripsi dan
biasanya membentang beberapa pasangan nukleotida di depan titik awal
tersebut.Selain itu, promoter juga menentukan di mana transkripsi
dimulai, promoter juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA
yang digunakan sebagai cetakan.
Elogasi
Setelah sintesis RNA berlangsung, NDA heliks ganda terbentuk kembali dan
molekul RNA baru akan dilepas dari cetakan DNA-nya.Transkripsi
berlanjut pada laju kira-kira 60 nukleotida per detik pada sel
eukariotik.
Terminasi
Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan
DNA yang disebut terminator.Terminator merupakan suatu urutan DNA yang
berfungsi menghentikan proses transkripsi.Pada sel prokariotik,
transkripsi biasanya berhenti tepat pada saat RNA polimerase mencapai
titik terminasi.Sedangkan pada sel eukariotik, RNA pilomerase terus
melawati titik terminasi.RNA yang telah terbentuk akan terlepas dari
enzim tersebut.
Translasi
Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu kode genetik
menjadi protein yang sesuai.Kode geneti tersebut berupa serangkaian
kodon di sepanjang molekul RNAd, interpreternya adalah RNAt.RNAt
mentransfer asam amino-asam amino dari kolam asam amino di sitoplasma ke
ribosom.Molekul RNAt tidak semuanya identik.Pada tiap asam amino
digabungkan dengan RNAt yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang
disebut aminoasil-RNAt sintetase ( aminoacyl-tRNA synthetase ).Ribosom
memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon RNAt dengan kodon
RNAd selama sintesis protein.Sebuah ribosom tersusun dari dua subunit,
yaitu subunit besar dan subunit kecil.Subunit ribosom dibangun oleh
protein-protein dan molekul-molekul RNAr.
Tahap translasi dapat dibagi menjadi tiga tahap seperti transkripsi,
yaitu inisiasi elongasi, dan terminasi.Semua tahapan ini memerlukan
faktor-faktor protein yang membantu RNAd, RNAt, dan ribosom selama
proses translasi.Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida jga
membutuhkan sejumlah energi yang disediakan oleh GTP (guanosin
triphosphat), suatu molekul yang mirip ATP.
inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya RNAd, sebuah RNAt
yang memuat asam amino pertma dari polipeptida, dan dua subunit
ribosom.Pertama, subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada RNAd dan
RNAt inisiator.Di dekat tempat pelekatan ribosom subunit kecil pada RNAd
terdapat kodon inisiasi AUG, yang memberikan sinyal dimulainya proses
translasi.RNAt inisiator, yang membawa asam amino metionin, melekat pada
kodon inisiasi AUG.
Oleh karenanya, persyaratan inisiasi adalah kodon RNAd harus mengandung
triplet AUG dan terdapat RNAt inisiator berisi antikodon UAC yang
membawa metionin.Jadi pada setiap proses translasi, metionin selalu
menjadi asam amino awal yang diingat.Triplet AUG dikatakan sebagai start
codon karena berfungsi sebagai kodon awal translasi.
Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino berikutnya ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin).
Pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul RNAt
yang komplemen dengannya.Molekul RNAr dari subunit ribosom besar
berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida
yang menggabungkanpolipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru
tiba.Pada tahap ini polipeptida memisahkan diri dari RNAt tempat
perlekatannya semula, dan asam amino pada ujung karboksilnya berikatan
dengan asam amino yang dibawa oleh RNAt yang baru masuk.Saat RNAd
berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan kodon RNAt.RNAd
bergerak bersama-sama dengan antikodon dan bergeser ke kodon berikutnya
yang akan ditranslasi.Sementara itu, RNAt yang tanpa asam amino telah
diikatkan pada polipeptida yang sedang memanjang dan selanjutnya RNAt
keluar dari ribosom.Langkah ini membutuhkan energi yang disediakan oleh
hirolisis GTP.Kemudian RNAd bergerak melalui ribosom ke satu arah saja,
kodon satu ke kodon lainnya hingga rantai polipeptidanya lengkap.
terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi.Elongasi berlanjut hingga ribosom
mencapai kodon stop.Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, atau
UGA.Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak
sebagai sinyal untuk menghentikan translasi.