RNA duta

Dalam biologi molekuler, messenger RNA (mRNA) atau RNA duta adalah molekul RNA untai tunggal yang sintesisnya diarahkan oleh gen pada berkas DNA sebagai pembawa pesan. mRNA adalah RNA yang merupakan hasil transkripsi DNA dan menjadi perantara pembawa urutan protein dalam proses yang disebut translasi.

mRNA terbentuk selama transkripsi, di mana enzim RNA polimerase menyalin gen dari DNA menjadi molekul RNA awal yang disebut pra-mRNA. Pra-mRNA ini mengandung intron (daerah non-kode) dan ekson (daerah kode). Sebelum dapat digunakan untuk membuat protein, intron dihilangkan melalui proses yang disebut penyambungan RNA, yang hanya menyisakan ekson yang kemudian disebut mRNA matang. mRNA matang ini kemudian diterjemahkan oleh ribosom, yang membaca urutannya dan, dengan bantuan transfer RNA (tRNA), membangun protein dari asam amino. Langkah-langkah ini-transkripsi, pemrosesan RNA, dan translasi merupakan bagian penting dari dogma sentral biologi molekuler, yang menjelaskan bagaimana informasi genetik mengalir dari DNA ke RNA ke protein.

Seperti DNA, informasi genetik dalam mRNA dibawa dalam urutan nukleotida, yang disusun menjadi kembar tiga yang disebut kodon. Setiap kodon berhubungan dengan asam amino tertentu, kecuali kodon penghenti (stop kodon), yang menandakan akhir sintesis protein. Untuk menerjemahkan kodon-kodon ini menjadi asam amino, ada dua jenis RNA yang terlibat: (i) transfer RNA (tRNA) yang engenali setiap kodon pada mRNA dan membawa asam amino yang sesuai ke ribosom; (ii) RNA ribosom (rRNA) yaitu komponen utama ribosom, yang memfasilitasi perakitan asam amino menjadi protein selama translasi. Bersama-sama, jenis RNA ini memungkinkan penerjemahan informasi genetik yang akurat menjadi protein.

Konsep mRNA dikembangkan pada 1960 selama percakapan antara Sydney Brenner, Francis Crick, dan François Jacob. Pada 1961, mRNA diidentifikasi dan dideskripsikan secara independen oleh dua tim: satu tim yang terdiri dari Brenner, Jacob, dan Matthew Meselson, dan tim lainnya yang dipimpin oleh James Watson. Ketika mereka mempersiapkan temuan mereka untuk dipublikasikan, Jacob dan Jacques Monod menciptakan istilah “messenger RNA” untuk menggambarkan molekul ini, yang membawa informasi genetik dari DNA ke ribosom untuk sintesis protein.

Sejarah

Selama 1950-an, beberapa penelitian biologi molekuler mengisyaratkan bahwa RNA berperan dalam sintesis protein, meskipun fungsinya masih belum jelas. Salah satu temuan awal datang dari Jacques Monod dan timnya, yang menunjukkan bahwa sintesis RNA diperlukan untuk produksi protein, khususnya dalam enzim β-galaktosidase pada E. coli. Demikian pula, Arthur Pardee mengamati akumulasi RNA pada 1954. Pada 1953, Alfred Hershey, June Dixon, dan Martha Chase mendeskripsikan molekul RNA tertentu pada E. coli yang menghilang tak lama setelah disintesis. Meskipun ini mungkin merupakan pengamatan awal dari mRNA, tetapi pada saat itu belum dikenal.

Konsep mRNA pertama kali dibayangkan oleh Sydney Brenner dan Francis Crick pada 15 April 1960, di King's College, Cambridge, saat berbincang-bincang dengan François Jacob. Jacob menjelaskan eksperimen PaJaMo, yang dilakukan oleh Arthur Pardee, Jacob, dan Jacques Monod, yang mengisyaratkan keberadaan mRNA tetapi tidak membuktikannya secara meyakinkan. Dengan dorongan dari Crick, Brenner dan Jacob mulai menguji hipotesis tersebut. Mereka menghubungi Matthew Meselson di Institut Teknologi California untuk meminta bantuan. Selama musim panas 1960, Brenner, Jacob, dan Meselson melakukan percobaan di laboratorium Meselson di Caltech, yang memberikan bukti pertama tentang mRNA. Kemudian pada tahun itu, Jacob dan Monod menciptakan istilah “messenger RNA” dan mengembangkan penjelasan teoritis pertama tentang fungsinya.

Pada Februari 1961, James Watson mengungkapkan bahwa tim risetnya di Harvard telah melakukan eksperimen yang juga mendukung gagasan mRNA, dan sampai pada kesimpulan yang sama dengan Sydney Brenner dan rekan-rekannya. Watson meminta Brenner dan yang lainnya untuk menunda mempublikasikan temuan mereka sehingga kedua tim dapat mempublikasikan hasil penelitian mereka pada waktu yang sama. Mereka setuju, dan sebagai hasilnya, artikel Brenner dan Watson diterbitkan secara bersamaan dalam edisi yang sama di jurnal Nature pada Mei 1961. Pada bulan yang sama, François Jacob dan Jacques Monod mempublikasikan kerangka teori mereka untuk mRNA di Journal of Molecular Biology.