Kode genetik: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Honeydieah (bicara | kontrib) Fitur saranan suntingan: 3 pranala ditambahkan. |
Tidak ada ringkasan suntingan |
||
| (4 revisi perantara oleh pengguna yang sama tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
'''Kode genetik''' adalah sistem aturan yang digunakan sel untuk mengubah informasi dalam urutan DNA atau RNA (disusun dalam rangkaian tiga nukleotida, yang disebut kodon) menjadi protein. Proses ini terjadi dalam ribosom, yang menyusun protein dengan menghubungkan asam amino dalam urutan tertentu yang diberikan oleh RNA pembawa pesan (mRNA). RNA transfer (tRNA) membantu dengan membawa asam amino yang benar dan membaca urutan mRNA tiga nukleotida sekaligus.
'''Kodon'''
|title = An Introduction to Genetic Analysis
|author = Anthony JF Griffiths, Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin, and William M Gelbart
Baris 23:
|url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=iga&part=A4529&rendertype=def-item&id=A4677
|accessdate = 2010-08-17
}}</ref> sehingga sering disebut sebagai kodon triplet.<ref name="Yuwono T.">Yuwono T. 2005. ''Biologi Molekuler''. Jakarta: Erlangga.</ref> Asam amino yang disandikan misalnya [[Metionina|metionin]] oleh urutan nukleotida ATG (AUG pada RNA).<ref name="Yuwono T." />
}}</ref> sehingga sering disebut sebagai kodon triplet.<ref name="Yuwono T.">Yuwono T. 2005. ''Biologi Molekuler''. Jakarta: Erlangga.</ref> Asam amino yang disandikan misalnya [[Metionina|metionin]] oleh urutan nukleotida ATG (AUG pada RNA).<ref name="Yuwono T."/> Banyak asam amino yang disandikan oleh lebih dari satu jenis kodon.<ref name="Dale JW & Park SF.">{{en}}Dale JW & Park SF. 2004. ''Molecular genetics of Bacteria''. Chichester: John Willey & Sons Ltd.</ref> Kodon berada pada molekul [[mRNA]].<ref name="Campbell NA ''et al.''">Campbell NA, Reece BJ, Mitchell LG. 2002. ''Biologi''. Jakarta: Erlangga</ref> Penerjemahan mRNA menjadi [[protein]] dilakukan pada ruas [[Sandi (disambiguasi)|penyandi]] yang diapit oleh '''kodon awal''' (AUG) dan '''kodon akhir''' (UAA, UAG atau UGA), ruas ini disebut [[gen]].<ref name="Jusuf M.">Jusuf M. 2001. ''Genetika I: Struktur dan Ekspresi Gen''. Jakarta: Sagung Seto</ref> Kodon pada molekul mRNA dapat menyandi asam-asam amino dengan bantuan interpretasi kodon oleh [[tRNA]].<ref name="Campbell NA ''et al.''"/> Setiap tRNA membawa satu jenis asam amino sesuai dengan tiga urutan nukleotida atau triplet yang disebut dengan [[antikodon]] yang berada pada simpul antikodon tRNA.<ref name="Campbell NA ''et al.''"/> Antikodon mengikatkan diri secara komplementer pada kodon di mRNA, sehingga asam amino yang dibawa oleh tRNA sesuai dengan kodon yang ada pada mRNA.<ref name="Campbell NA ''et al.''"/> pesan genetik ditransalsi kodon demi kodon dengan cara tRNA membawa asam-asam amino sesuai antikodon yang komplementer dengan kodon dan [[ribosom]] menyambungkan asam-asam amino tersebut menjadi suatu rantai polipeptida.<ref name="Campbell NA ''et al.''"/> Ribosom menambahkan tiap asam amino yang dibawa oleh tRNA ke ujung rantai polipeptida yang sedang tumbuh.▼
▲
== Kodon awal dan kodon akhir ==▼
Kode genetik hampir sama pada semua organisme hidup dan dapat ditunjukkan dalam tabel dengan 64 kombinasi kodon, masing-masing menentukan asam amino tertentu atau menandakan akhir [[sintesis protein]]. Meskipun sebagian besar organisme menggunakan kode genetik standar ini, ada beberapa pengecualian, seperti pada mitokondria.
== Sejarah ==
Upaya untuk memecahkan kode bagaimana protein dikodekan dimulai setelah penemuan struktur DNA pada 1953. Tokoh kunci dalam bidang ini adalah Francis Crick, seorang ahli biofisika Inggris, dan James Watson, seorang ahli biologi Amerika, yang bekerja bersama di Universitas Cambridge. Mereka berhipotesis bahwa informasi genetik mengalir dari DNA dan DNA memainkan peran kunci dalam pembentukan protein. Fisikawan Soviet-Amerika, George Gamow, adalah orang pertama yang mengusulkan model yang dapat diterapkan, yang menunjukkan bahwa kelompok tiga basa DNA, atau kembar tiga, dapat mengkodekan 20 asam amino standar yang dibutuhkan untuk membangun protein. Pendekatan ini, dengan menggunakan kombinasi empat basa untuk menghasilkan 64 kemungkinan kodon, menjadi dasar dari kode genetik. Gamow menyebut hubungan DNA-protein ini sebagai “kode berlian”.
== Ciri ==
=== Bingkai pembacaan ===
Bingkai pembacaan (''reading frame'') dalam DNA atau RNA ditentukan oleh triplet nukleotida awal yang menjadi titik awal penerjemahan. Kodon awal ini mengatur tahap untuk triplet yang tidak tumpang tindih berikutnya, yang disebut kodon, dalam urutan yang dikenal sebagai “bingkai pembacaan terbuka” (ORF). Sebagai contoh, urutan 5'-AAATGAACG-3' dapat dibaca dengan tiga cara yang berbeda, tergantung dari mana pembacaan dimulai. Jika dibaca dari nukleotida pertama, maka akan menghasilkan kodon AAA, TGA, dan ACG. Jika pembacaan dimulai dari nukleotida kedua atau ketiga, kumpulan kodon yang berbeda akan terbentuk. Ini berarti satu urutan tunggal dapat menghasilkan rantai asam amino yang berbeda tergantung pada bingkai pembacaan. Pada DNA untai ganda, ada enam bingkai pembacaan potensial: tiga ke arah depan pada satu untai dan tiga ke arah belakang pada untai komplementer.
Bingkai pembacaan kode protein biasanya dimulai pada kodon AUG (dalam RNA) atau ATG (dalam DNA) pertama, yang menandakan dimulainya penerjemahan. Pada eukariota, ORF pengkodean protein sering kali terganggu oleh urutan non-pengkodean yang disebut intron, yang harus dihilangkan untuk mendapatkan urutan mRNA akhir.
[[Berkas:RNA-codons.png|400px|jmpl|Kodon pada RNA]]
'''Kodon awal''' merupakan kodon pertama yang diterjemahkan pada saat translasi atau disebut juga kodon inisiasi (AUG yang menyandikan metionin).<ref name="Touriol C, ''et al''.">{{en}}Touriol C, Bornes S, Bonnal S, Audigier S, Prats H, Prats AC, Vagner S. 2003. Generation of protein isoform diversity by alternative initiation of translation at non-AUG codons. ''Biol''. ''Cell'' 95 (3-4): 169–78</ref> Selain kodon inisiasi, untuk memulai translasi diperlukan juga sekuen atau situs yang disebut [[Shine-Dalgarno]] untuk pengenalan oleh ribosom yang juga dibantu oleh faktor inisiasi (berupa tiga jenis protein).
Menurut Gordon et al. (2019), '''
== Kode genetik alternatif ==
=== Asam amino non-standar ===
Asam amino non-standar terkadang dapat menggantikan kodon stop standar dalam protein, tergantung pada urutan sinyal tertentu dalam mRNA. Sebagai contoh, kodon stop UGA dapat mengkodekan selenosistein, dan UAG dapat mengkodekan pirrolisin. Selenosistein sering disebut sebagai asam amino ke-21, sedangkan pirrolisin dianggap sebagai asam amino ke-22. Menariknya, kedua asam amino non-standar ini dapat ditemukan dalam organisme yang sama. Meskipun kode genetik biasanya stabil dalam suatu organisme, prokariota tertentu seperti archaeon ''Acetohalobium arabaticum'' dapat memperluas kode genetik mereka untuk memasukkan pirrolisin, meningkatkan jumlah asam amino yang digunakan dari 20 menjadi 21, tergantung pada kondisi pertumbuhan.
=== Variasi ===
Awalnya, kode genetik diyakini bersifat universal, berdasarkan gagasan bahwa variasi apa pun akan mematikan bagi suatu organisme, yang disebut teori “kecelakaan beku”. Namun, pada 1968, Francis Crick menyatakan bahwa keuniversalan kode genetik di seluruh organisme tidak terbukti dan kemungkinan besar tidak mutlak. Dia memperkirakan kode tersebut akan menjadi “universal atau hampir universal.” Variasi pertama dalam kode genetik ditemukan pada 1979 pada gen mitokondria manusia, dan lebih banyak lagi varian kecil yang ditemukan setelahnya, termasuk kode mitokondria alternatif.
Misalnya, pada spesies ''Mycoplasma'', kodon UGA diterjemahkan sebagai triptofan, bukan sebagai kodon stop, dan pada ragi tertentu, kode CUG untuk serin, bukan leusin. Virus, yang bergantung pada mesin genetik inang, umumnya mengikuti kode genetik inang, tetapi beberapa, seperti totivirus, telah beradaptasi dengan modifikasi kode pada inangnya. Pada bakteri dan arkea, GUG dan UUG sering digunakan sebagai kodon awal, dan dalam kasus yang jarang terjadi, kodon awal alternatif digunakan pada protein tertentu.
Menariknya, variasi dalam kode genetik juga ditemukan pada gen yang dikodekan oleh nuklir manusia. Pada 2016, para peneliti menemukan bahwa sekitar 4% dari mRNA yang mengkode malat dehidrogenase menggunakan kodon stop untuk mengkodekan triptofan dan arginin, sebuah fenomena yang disebut pembacaan translasi fungsional.
Terlepas dari variasi ini, semua kode genetik yang diketahui mengikuti mekanisme dasar yang sama: kodon yang terdiri dari tiga basa, tRNA, ribosom, dan pembacaan dalam satu arah. Namun, variasi ekstrem telah ditemukan pada ciliata, di mana arti kodon stop tergantung pada posisinya dalam mRNA.
Asal-usul dan evolusi kode genetik telah dipelajari secara ekstensif, dan beberapa penelitian bahkan melibatkan evolusi kode genetik secara eksperimental pada organisme.
=== Inferensi ===
Varian kode genetik yang digunakan oleh organisme dapat ditentukan dengan menganalisis gen yang sangat lestari dalam genom mereka dan membandingkan penggunaan kodon dengan asam amino yang ditemukan dalam protein homolog dari organisme lain. Sebagai contoh, program FACIL menyimpulkan kode genetik dengan memeriksa asam amino mana dalam domain protein yang serupa yang sesuai dengan setiap kodon. Probabilitas yang dihasilkan untuk setiap kodon, apakah sesuai dengan asam amino atau kodon stop, secara visual diwakili dalam logo kode genetik.
Pada Januari 2022, survei kode genetik yang paling komprehensif dilakukan oleh Shulgina dan Eddy, yang menganalisis 250.000 genom prokariotik menggunakan alat Codetta. Alat ini bekerja mirip dengan FACIL tetapi menggunakan basis data Pfam yang lebih besar. Meskipun NCBI telah menyediakan 27 tabel terjemahan, para penulis mengidentifikasi lima variasi baru kode genetik, yang didukung oleh mutasi tRNA, dan mengoreksi beberapa kesalahan penafsiran sebelumnya. Codetta juga telah digunakan untuk mempelajari perubahan kode genetik pada ciliata.
== Kegunaan ==
| |||