- Kodon dan asam amino
- Pesan, pembawa pesan dan terjemahan
- Pesan genetik
- Kodon dan antikodon
- Degenerasi kode genetik
- Organel
- Referensi
Sebuah kodon adalah masing-masing dari 64 kemungkinan kombinasi dari tiga nukleotida, berdasarkan empat yang membentuk asam nukleat. Artinya, dari kombinasi empat nukleotida, blok tiga "huruf", atau triplet, dibangun.
Ini adalah deoksiribonukleotida dengan basa nitrogen adenin, guanin, timin, dan sitosin dalam DNA. Dalam RNA, mereka adalah ribonukleotida dengan basa nitrogen adenin, guanin, urasil, dan sitosin.
Konsep kodon hanya berlaku untuk gen yang mengkode protein. Pesan yang dikodekan DNA akan dibaca dalam blok tiga huruf setelah informasi dari kurir Anda diproses. Singkatnya, kodon adalah unit pengkodean dasar untuk gen yang diterjemahkan.
Kodon dan asam amino
Jika untuk setiap posisi dalam kata tiga huruf kita memiliki empat kemungkinan, hasil kali 4 X 4 X 4 memberi kita 64 kemungkinan kombinasi. Masing-masing kodon ini sesuai dengan asam amino tertentu - kecuali tiga yang berfungsi sebagai kodon pembacaan akhir.
Konversi pesan yang dikodekan dengan basa nitrogen dalam asam nukleat menjadi pesan dengan asam amino dalam peptida disebut terjemahan. Molekul yang memobilisasi pesan dari DNA ke situs terjemahan disebut messenger RNA.
Triplet dari messenger RNA adalah kodon yang terjemahannya akan terjadi di ribosom. Molekul adaptor kecil yang mengubah bahasa nukleotida menjadi asam amino di ribosom adalah RNA transfer.
Pesan, pembawa pesan dan terjemahan
Pesan pengkodean protein terdiri dari susunan linear nukleotida yang merupakan kelipatan tiga. Pesan tersebut dibawa oleh RNA yang kita sebut messenger (mRNA).
Dalam organisme seluler, semua mRNA muncul melalui transkripsi gen yang dikodekan dalam DNA masing-masing. Artinya, gen yang mengkode protein ditulis di DNA dalam bahasa DNA.
Namun, ini tidak berarti bahwa aturan tiga ini secara ketat ditaati dalam DNA. Ditranskripsikan dari DNA, pesan tersebut sekarang ditulis dalam bahasa RNA.
MRNA terdiri dari molekul dengan pesan gen, diapit di kedua sisi oleh daerah non-pengkode. Modifikasi pasca-transkripsi tertentu, seperti splicing misalnya, memungkinkan pembuatan pesan yang sesuai dengan aturan tiga. Jika aturan tiga ini tampaknya tidak terpenuhi dalam DNA, penyambungan akan memulihkannya.
MRNA diangkut ke situs di mana ribosom berada, dan di sini pembawa pesan mengarahkan terjemahan pesan ke dalam bahasa protein.
Dalam kasus yang paling sederhana, protein (atau peptida) akan memiliki jumlah asam amino yang sama dengan sepertiga huruf pesan tanpa ketiganya. Yaitu, sama dengan jumlah kodon pembawa pesan dikurangi salah satu penghentian.
Pesan genetik
Pesan genetik dari gen yang mengkode protein umumnya dimulai dengan kodon yang diterjemahkan sebagai asam amino metionin (kodon AUG, dalam RNA).
Sejumlah karakteristik kodon kemudian berlanjut pada panjang dan urutan linier tertentu, dan berhenti pada kodon berhenti. Kodon stop dapat berupa salah satu kodon opal (UGA), amber (UAG) atau oker (UAA).
Ini tidak memiliki persamaan dalam bahasa asam amino, dan karena itu tidak ada RNA transfer yang sesuai. Namun, pada beberapa organisme, kodon UGA memungkinkan penggabungan dari selenocysteine asam amino yang dimodifikasi. Di tempat lain, kodon UAG memungkinkan penggabungan asam amino pirolisis.
Messenger RNA kompleks dengan ribosom, dan inisiasi terjemahan memungkinkan penggabungan metionin awal. Jika prosesnya berhasil, protein akan memanjang (memanjang) karena setiap tRNA mendonasikan asam amino yang sesuai yang dipandu oleh pembawa pesan.
Setelah mencapai kodon stop, penggabungan asam amino dihentikan, translasi selesai, dan peptida yang disintesis dilepaskan.
Kodon dan antikodon
Meskipun ini adalah penyederhanaan dari proses yang jauh lebih kompleks, interaksi kodon-antikodon mendukung hipotesis terjemahan dengan saling melengkapi.
Menurut ini, untuk setiap kodon dalam pembawa pesan, interaksi dengan tRNA tertentu akan ditentukan oleh komplementaritas dengan basa antikodon.
Antikodon adalah urutan tiga nukleotida (triplet) yang ada di dasar melingkar tRNA tipikal. Setiap tRNA tertentu dapat diisi dengan asam amino tertentu, yang akan selalu sama.
Dengan cara ini, ketika antikodon dikenali, pembawa pesan memberi tahu ribosom bahwa ia harus menerima asam amino yang membawa tRNA yang menjadi pelengkap dalam fragmen itu.
Oleh karena itu, tRNA bertindak sebagai adaptor yang memungkinkan terjemahan yang dilakukan oleh ribosom diverifikasi. Adaptor ini, dalam langkah pembacaan kodon tiga huruf, memungkinkan penggabungan linier asam amino yang pada akhirnya membentuk pesan yang diterjemahkan.
Degenerasi kode genetik
Kodon: korespondensi asam amino dalam biologi dikenal sebagai kode genetik. Kode ini juga mencakup tiga kodon stop terjemahan.
Ada 20 asam amino esensial; tetapi pada gilirannya, 64 kodon tersedia untuk konversi mereka. Jika kita menghilangkan tiga kodon stop, kita masih memiliki 61 kode tersisa untuk asam amino.
Metionin dikodekan hanya oleh kodon AUG yang merupakan kodon start, tetapi juga oleh asam amino khusus ini di bagian lain dari pesan (gen).
Ini membawa kita ke 19 asam amino yang dikodekan oleh 60 kodon yang tersisa. Banyak asam amino dikodekan oleh satu kodon. Namun, ada asam amino lain yang dikodekan oleh lebih dari satu kodon. Kurangnya hubungan antara kodon dan asam amino inilah yang kita sebut degenerasi kode genetik.
Organel
Terakhir, kode genetik sebagian bersifat universal. Dalam eukariota ada organel lain (secara evolusioner berasal dari bakteri) di mana terjemahan yang berbeda diverifikasi dari yang diverifikasi dalam sitoplasma.
Organel ini dengan genomnya sendiri (dan terjemahannya) adalah kloroplas dan mitokondria. Kode genetik kloroplas, mitokondria, inti eukariotik, dan nukleoid bakteri tidak persis sama.
Namun, dalam setiap kelompok itu bersifat universal. Misalnya, gen tumbuhan yang diklon dan diterjemahkan ke dalam sel hewan akan menghasilkan peptida dengan urutan asam amino linier yang sama seperti yang akan terjadi jika telah diterjemahkan ke tumbuhan asalnya.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler dari Cell (6 th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
- Brooker, RJ (2017). Genetika: Analisis dan Prinsip. Pendidikan Tinggi McGraw-Hill, New York, NY, AS.
- Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, AS.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis ( edisi ke- 11 ). New York: WH Freeman, New York, NY, AS.
- Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Asal dan evolusi kode genetik universal. Review Tahunan Genetika, 7; 51: 45-62.
- Manickam, N., Joshi, K., Bhatt, MJ, Farabaugh, PJ (2016) Pengaruh modifikasi tRNA pada akurasi translasi bergantung pada kekuatan kodon-antikodon intrinsik. Penelitian Asam Nukleat, 44: 1871-81.