Kode genetik adalah kelompok atau urutan nukleotida (basa nitrogen) dalam molekul DNA.
Kode genetik dalam DNA memberikan instruksi untuk menghasilkan mRNA atau dapat dikatakan bahwa mRNA terbentuk dari kode genetik yang terdapat dalam DNA.
Istilah 'kode genetik' diberikan oleh George Gamow
Dengan sistem triplet akan terbentuk 64 kode asam amino, sedangkan diketahui jumlah asam amino ada 20.
Dengan demikian ada satu asam amino yang dikodekan oleh beberapa tipe triplet
Urutan basa nitrogen rangkap tiga pada mRNA (yang dihasilkan oleh DNA melalui proses transkripsi) disebut kodon . Sedangkan, kode genetik mengacu pada urutan basa nitrogen triplet atau seluruh urutan basa nitrogen dalam segmen DNA.
Jadi, kode genetik adalah bahasanya DNA.
Kodon selalu dalam bentuk triplet karena mengkode satu asam amino. Jadi, triplet pada mRNA itulah yang disebut kodon.
Kodon merupakan seperangkat instruksi dalam DNA yang diberikan kepada mRNA untuk menjadi asam amino (monomer protein).
Kodon merupakan kelompok dari tiga nukleotida. Jika 4 basa nitrogen Adenin, Guanin, sitosin dan timin berkelompok, dimana satu kelompok terdiri atas 3 basa nitrogen, maka kombinasi keempat basa nitrogen itu akan menghasilkan 64 kombinasi triplet yang berbeda. Dari 64 kombinasi kodon, 61 kodon untuk mengkode untuk asam amino dan mereka dikenal sebagai kodon sense, sedangkan 3 kodon sisanya (UAA, UAG, UGA) mewakili sinyal berhenti atau kodon stop untuk akhir sintesis protein. Kodon stop dikenal sebagai kode non-sense, artinya kodon yang tidak mengkode asam amino dalam untuk sintesis protein.
Satu kodon mengkode hanya untuk sintesis satu asam amino spesifik, dan tidak untuk mengkode asam amino lainnya. Namun, ada beberapa asam amino yang dikode oleh lebih dari satu kodon.
Kodon dalam mRNA dibaca secara terus menerus, tidak ada celah antara dua kodon. Juga, kodenya tidak tumpang tindih , misalnya, di AUGUUU, dibaca AUG, UUU, bukan dibaca AUG, UGU, GUU dst.
Jadi, ketiga nukleotida AUG tidak dapat menjadi bagian dari kode atau kodon lain.
kodon Agustus melakukan fungsi ganda ; bertindak sebagai kodon awal atau inisiator dan juga kode untuk sintesis asam amino Metionin . Namun, hanya jika ada di awal unit transkripsi, ia bertindak sebagai kodon awal, tetapi, jika ada di antara itu akan mengkodekan Metionin.
kodon AUG melakukan fungsi ganda yaitu bertindak sebagai kodon start atau inisiator dan juga kode untuk sintesis asam amino Metionin. Namun, jika kodon ini ada di awal dari proses transkripsi, maka kodon ini bertindak sebagai kodon start, tetapi, kodon ini berada di antara kodon-kodon, maka kodon ini akan mengkodekan asam amino Metionin.
Beberapa pengecualian Kode Genetik:
- Meskipun kodon UAA dan UGA bertindak sebagai kodon stop atau terminasi, mereka mengkode untuk sintesis asam amino, glutamin dalam paramecium dan beberapa ciliata.
- Meskipun, kodon AGG dan AGA untuk mengkode arginin, mereka bertindak sebagai kodon stop dalam mitokondria manusia.
- Meskipun UGA adalah kodon stop, di mitokondria kodon ini mengkode triptofan. Demikian pula, kode AUA untuk metionin bukan isoleusin dalam mitokondria manusia.
Siapa Penemu Kode genetik?
George Gamow pada 1950-an menemukan bahwa kode genetik terdiri dari kelompok atau triplet dari tiga nukleotida, dan menyimpulkan bahwa kelompok yang terdiri atas tiga nukleotida secara berurutan mengkode satu asam amino.
Gamow mencoba mencari tahu bagaimana 20 asam amino dalam tubuh manusia disintesis dari empat basa nitrogen. Dia membuat kombinasi yang berbeda dari basa nitrogen untuk memahami berapa banyak basa nitrogen yang dapat bekerja sebagai kelompok untuk mengkode satu asam amino.
Kodon monoplet
Jika satu basa nitrogen mewakili kode untuk mensintesis satu asam amino maka hanya ada empat kode untuk empat asam amino, sedangkan jenis asam amino ada 20.
Kodon doublet
Jika dua basa nitrogen mewakili kode untuk mensintesis satu asam amino, maka hanya ada 16 variasi asam amino yang dikodekan, sisanya 4 asam amino tidak memiliki kode.
Kodon triplet
Kombinasi tiga basa nitrogen mewakili kode untuk mensintesis satu asam amino. Kode ini tampaknya tepat karena akan terbentuk 64 kombinasi dari tiga nukleotida dan cukup untuk mengkode sintesis 20 asam amino.
Kesimpulan Gamow bahwa kode genetik atau basa nitrogen yang membentuk kodon tersusun dalam bentuk triplet (kelompok 3 basa nitrogen). Dan, setiap triplet mengkode satu asam amino.
Hipotesis triplet Gamow diterima secara luas. Namun, tidak jelas jenis triplet nukleotida dan jenis asam amino yang dikodekan.
Kemajuan dalam pemahaman kode genetik dimulai pada tahun 1961 oleh pakar biokimia Amerika Marshall Nirenberg, yang mengidentifikasi triplet nukleotida spesifik untuk asam amino spesifik.
Mereka mampu mencapai kesimpulan ini melalui dua inovasi eksperimental berikut:
- membuat mRNA dengan urutan kode tertentu
- membuat proses untuk menerjemahkan mRNA menjadi polipeptida di luar sel
Contoh: Nirenberg membuat molekul mRNA yang hanya mengandung nukleotida Urasil (poli-U) --> hasilnya adalah polipeptida yang dibuat oleh mRNA ini hanya terbuat dari satu asam amino, yaitu fenilalanin. Sehigga diduga bahwa UUU kemungkinan mengkode asam amino fenilalanin. Nirenberg juga membuktikan bahwa mRNA poli-C didekode menjadi polipeptida yang terbuat dari asam amino prolin yang menunjukkan bahwa triplet CCC dapat mengkode prolin.
Har Gobind Khorana, seorang ahli biokimia, mensintesis mRNA buatan dengan urutan yang lebih kompleks. Misalnya, ia menghasilkan mRNA poli-UC ( UCUCUCUC….) dan hasilnya adalah kode triplet, poli-UC ini akan memberikan dua kombinasi kodon triplet yaitu CUC dan UCU. mRNA ini membuat polipeptida dengan susunan asam amino serin dan leusin yang berselang-seling. CUC membentuk leusin dan UCU membentuk serin .
Pada tahun 1965, Nirenberg, Khorana dan anggota tim mereka berhasil menguraikan seluruh kode genetik dan menghasilkan tabel kode genetik dengan semua 64 kemungkinan kombinasi basa atau 64 kodon.
Jenis-jenis Kodon
Kodon Sense
Kodon yang mengkode sintesis asam amino disebut kodon sense. Ada 61 kodon sense semua kodon ini mengkode 20 jenis asam amino.
Kodon sinyal
Kodon yang mengkode sinyal start dan sinyal stop selama sintesis protein. Ada empat kodon sinyal yang meliputi AUG, UAA, UAG dan UGA. Kodon tersebut dikelompokkan atas:
- Kodon start: Kodon yang menandai dimulainya proses translasi. Kodon ini merupakan kodon pertama dari mRNA yang menandai pada titik mana proses translasi dimulai. Kodon ini dikenal juga sebagai kodon inisiasi karena memulai sintesis rantai polipeptida. Misalnya, AUG merupakan kodon start, tetapi juga mengkode asam amino metionin.
- Kodon stop: Terletak di dalam mRNA, diperlukan untuk menghentikan proses translasi. Kodon stop memberikan sinyal untuk pemutusan rantai polipeptida cetakan, disebut juga kodon terminasi. Jenis kodon stop adalah UAA, UAG dan UGA. Kodon ini sebelumnya disebut dengan kodon non-sense karena tidak mengkode asam amino apa pun. Sinyal yang diberikan oleh kodon stop tidak dibaca oleh transfer RNA (tRNA), tapi dibaca oleh protein, yang dikenal sebagai faktor pelepasan.
- Pada sel prokariotik, faktor pelepasannya adalah RF1, RF2 dan RF3. RF1 mengenali sinyal stop UAA dan UAG, sedangkan RF2 menangkap sinyal UAA dan UGA. Namun, RF3 mengaktifkan RF1 dan RF2.
- Sedangkan pada eukariota, hanya ada satu faktor pelepasan (eRF1) yang mengenali ketiga kodon stop.
- Sifat Kode Genetik
- Gambar 2 : Tabel kodon
- Triplet: Kode genetik adalah triplet, jumlah total triplet ada 64 triplet dan cukup untuk mengkode 20 asam amino. Dalam 64 kode ini terdapat juga kodon yang bertindak sebagai kodon stop dan kodon start untuk memulai dan mengakhiri pembentukan rantai polipeptida.
- Universal: Kode kodon bersifat spesifik untuk asam amino spesifik dan kodon spesifik yang bekerja sebagai kodon start dan stop di semua hewan, tumbuhan, dan organisme. Misalnya, kodon seperti UUU baik pada bakteri maupun pada manusia mengkode pembuatan asam amino Fenilalanin (phe). Namun, ditemukan bahwa dalam mitokondria dan beberapa protozoa tidak mengkode Fenilalanin. Jadi, karena beberapa pengecualian, ini disebut hampir universal.
- Tanpa koma: Kode ini tanpa koma. Kodon adalah kontinu yang berarti tidak ada garis pemisah antara dua kodon yang berurutan
- Kode berlebihan: ada banyak kodon dibandingkan jumlah variasi asam amino, akibatnya 1 asam amino dapat dikodekan oleh banyak kodon.
- Tidak Tumpang Tindih: Tidak tumpang tindih yang berarti enam basa (2 triplet) akan mengkode dua asam amino. Satu huruf hanya dapat dibaca sekali atau satu nukleotida digunakan hanya sekali. Jika tumpang tindih, enam basa akan mengkode lebih dari dua asam amino. Misalnya dua basis CATGAT akan memberikan dua kode yang tidak tumpang tindih; CAT dan GAT. Namun, jika tumpang tindih akan memberikan lebih dari dua kode seperti CAT, GAT, ATG dan TAT.
- Tidak ambigu: Meskipun ini adalah kode yang berlebihan, kita dapat mengatakan bahwa ini tidak ambigu karena setiap kodon hanya mengkode satu asam amino tertentu dalam kondisi normal.
- Polaritas: Setiap kodon memiliki polaritas yang berarti arahnya tetap untuk pembacaan pesan. Jika kodon dibaca dalam arah yang berlawanan, itu akan mengkode asam amino yang berbeda. Misalnya, UUG akan mengkodekan leusin, sedangkan GUU (membaca dari kanan ke kiri) akan mengkodekan Valine. Kode dalam mRNA dibaca dalam arah 5'-3', jadi, kita dapat mengatakan bahwa polaritas kode genetik adalah dari ujung 5' ke ujung 3'.
- Fungsi Kode Genetik
- Kode genetik menentukan urutan di mana asam amino ditambahkan ke rantai polipeptida untuk mensintesis protein.
- Kode genetik adalah kode yang memungkinkan urutan nukleotida dalam DNA dan RNA untuk diterjemahkan ke dalam asam amino yang dikodekan.
- Sel mengelompokkan kode dalam mRNA yang terbentuk selama transkripsi dengan membaca kelompok tiga nukleotida (kodon).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar