Apa itu kodon? (Genetika)

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 kembar tiga, 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 utusan Anda diproses. Kodon, singkatnya, adalah unit pengkodean dasar untuk gen yang diterjemahkan.

Indeks artikel

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 akhir pembacaan.

Konversi pesan yang dikodekan dengan basa nitrogen dalam asam nukleat menjadi satu dengan asam amino dalam peptida disebut translasi. Molekul yang memobilisasi pesan dari DNA ke situs terjemahan disebut messenger RNA.

Triplet RNA messenger adalah kodon yang translasinya akan berlangsung di ribosom . Molekul adaptor kecil yang mengubah bahasa nukleotida menjadi asam amino di ribosom adalah RNA transfer.

Pesan, pembawa pesan, dan terjemahan

Pesan penyandian protein terdiri dari susunan linier nukleotida yang merupakan kelipatan tiga. Pesan dibawa oleh RNA yang kita sebut pembawa pesan (mRNA).

Dalam organisme seluler, semua mRNA muncul melalui transkripsi gen yang dikodekan dalam DNA masing-masing. Artinya, gen yang mengkode protein ditulis pada DNA dalam bahasa DNA.

Namun, ini tidak berarti bahwa aturan tiga ini dipatuhi secara ketat dalam DNA. Ditranskripsi dari DNA, pesan sekarang ditulis dalam bahasa RNA.

MRNA terdiri dari molekul dengan pesan gen, diapit di kedua sisi oleh daerah non-coding. Modifikasi pasca-transkripsi tertentu, seperti splicing misalnya, memungkinkan untuk menghasilkan pesan yang sesuai dengan aturan tiga. Jika aturan tiga ini tampaknya tidak terpenuhi dalam DNA, penyambungan mengembalikannya.

MRNA diangkut ke situs tempat ribosom berada, dan di sini pembawa pesan mengarahkan terjemahan pesan ke dalam bahasa protein.

Dalam kasus yang paling sederhana, protein (atau peptida) akan memiliki sejumlah asam amino yang sama dengan sepertiga dari huruf dalam pesan tanpa tiga dari mereka. Artinya, sama dengan jumlah kodon messenger dikurangi salah satu terminasi.

Pesan genetik

Pesan genetik dari gen penyandi protein umumnya dimulai dengan kodon yang diterjemahkan sebagai asam amino metionin (kodon AUG, dalam RNA).

Sejumlah karakteristik kodon kemudian berlanjut pada panjang tertentu dan urutan linier, dan berakhir pada kodon stop. Kodon stop dapat berupa salah satu dari kodon opal (UGA), amber (UAG) atau oker (UAA).

Ini tidak memiliki padanan dalam bahasa asam amino, dan karena itu tidak ada RNA transfer yang sesuai. Namun, pada beberapa organisme, kodon UGA memungkinkan penggabungan asam amino selenocysteine ​​​​yang dimodifikasi. Di tempat lain, kodon UAG memungkinkan penggabungan asam amino pirolisin.

Messenger RNA kompleks dengan ribosom, dan inisiasi translasi memungkinkan penggabungan metionin awal. Jika prosesnya berhasil, protein akan memanjang (memanjang) karena setiap tRNA menyumbangkan 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 merupakan 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 dari tRNA yang khas. Setiap tRNA spesifik dapat dimuat 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 translasi yang dilakukan oleh ribosom untuk diverifikasi. Adaptor ini, dalam langkah membaca kodon tiga huruf, memungkinkan penggabungan linier asam amino yang pada akhirnya membentuk pesan yang diterjemahkan.

Degenerasi kode genetik

Kodon: korespondensi asam amino dikenal dalam biologi sebagai kode genetik. Kode ini juga mencakup tiga kodon stop terjemahan.

Ada 20 asam amino esensial; tetapi pada gilirannya, ada 64 kodon yang tersedia untuk konversi ulang. Jika kita menghilangkan ketiga kodon stop, kita masih memiliki 61 lagi untuk mengkode asam amino.

Metionin dikodekan hanya oleh kodon AUG yang merupakan kodon awal, 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

Akhirnya, kode genetik sebagian bersifat universal. Pada eukariota ada organel lain (berasal dari bakteri) di mana terjemahan yang berbeda terjadi dari yang terjadi di sitoplasma.

Organel ini dengan genom mereka sendiri (dan terjemahan) 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 dikloning dan ditranslasikan ke dalam sel hewan akan menghasilkan peptida dengan urutan asam amino linier yang sama seperti jika telah diterjemahkan di tumbuhan asal.

Referensi

  1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler Sel ( Edisi ke- 6 ). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
  2. Brooker, RJ (2017). Genetika: Analisis dan Prinsip. Pendidikan Tinggi McGraw-Hill, New York, NY, AS.
  3. Cukup baik, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, AS.
  4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Sebuah Pengantar Analisis Genetika (11 th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, AS.
  5. Koonin, EV, Novozhilov, AS (2017) Asal dan evolusi kode genetik universal. Review Tahunan Genetika, 7, 51: 45-62.
  6. 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.