Kode dipahami sebagai sistem yang memungkinkan seseorang untuk berpindah dari satu bahasa ke bahasa lain. Dalam kasus informasi genetik, dua bahasa yang dipertanyakan adalah urutan nukleotida, yang terletak di RNA kurir, dan asam amino yang menyusun protein. Ingat bahwa mRNA, yang digunakan oleh protein sebagai templat, adalah salinan gen yang ada dalam DNA.
Pengertian Kode genetik
Kode genetik adalah kode yang digunakan tubuh kita untuk mengubah instruksi yang terkandung dalam DNA kita sebagai bahan penting kehidupan. Biasanya dibahas menggunakan “kodon” yang ditemukan dalam mRNA, karena mRNA adalah pembawa pesan yang membawa informasi dari DNA ke tempat sintesis protein.
Semua yang ada di sel kita pada akhirnya dibangun berdasarkan kode genetik. Informasi keturunan kita – yaitu, informasi yang diturunkan dari orang tua ke anak – disimpan dalam bentuk DNA. DNA itu kemudian digunakan untuk membangun RNA, protein, dan akhirnya sel, jaringan, dan organ.
Seperti kode biner, DNA menggunakan bahasa kimia dengan hanya beberapa huruf untuk menyimpan informasi dengan cara yang sangat efisien. Sementara biner hanya menggunakan angka satu dan nol, DNA memiliki empat huruf – empat nukleotida Adenin, Sitosin, Guanin, dan Timin / Urasil.
Timin dan Urasil sangat mirip satu sama lain, kecuali bahwa “Timin” sedikit lebih stabil dan digunakan dalam DNA. Urasil digunakan dalam RNA, dan memiliki semua sifat yang sama dari Timin kecuali bahwa itu sedikit lebih rentan untuk bermutasi. Ini tidak masalah dalam RNA, karena salinan RNA baru dapat diproduksi dari DNA kapan saja, dan sebagian besar molekul RNA sengaja dihancurkan oleh sel beberapa saat setelah mereka diproduksi sehingga sel tidak membuang sumber daya yang menghasilkan protein yang tidak dibutuhkan dari molekul RNA lama.
Bersama-sama, keempat huruf A, C, G, dan T / U ini digunakan untuk “mengeja” instruksi kode untuk setiap asam amino, serta instruksi lain seperti “mulai transkripsi” dan “hentikan transkripsi.”
Instruksi untuk “mulai,” “berhenti,” atau untuk asam amino yang diberikan “dibaca” oleh sel dalam tiga blok huruf yang disebut “kodon.” Ketika kita berbicara tentang “kodon,” kita biasanya berarti kodon dalam mRNA – ” messenger RNA ”yang dibuat dengan menyalin informasi dalam DNA. Untuk alasan itu, kita berbicara tentang kodon yang terbuat dari RNA, yang menggunakan Uracil, bukan kode DNA asli yang menggunakan Timin. Setiap asam amino diwakili dalam instruksi genetik kita oleh satu atau lebih kodon, seperti yang terlihat di bawah ini.
Tabel kodonSalah satu bukti paling luar biasa untuk keturunan umum semua kehidupan di Bumi dari satu nenek moyang adalah kenyataan bahwa semua organisme menggunakan kode genetik yang sama untuk menerjemahkan DNA menjadi asam amino.
Ada beberapa pengecualian kecil yang dapat ditemukan, tetapi kode genetik cukup mirip di seluruh organisme bahwa ketika gen dari tanaman atau ubur-ubur disuntikkan ke dalam sel mamalia, misalnya, sel mamalia akan membaca gen dengan cara yang sama dan bangun produk yang sama dengan tanaman atau ubur-ubur asli!
Pengkodean asam amino
Setiap asam amino dikodekan oleh tiga basa yang berdekatan (triplet); misalnya, triplet AAA mengkode asam amino lisin, triplet GCG anilin, CUU leusin, dll. Pada RNA, kembar tiga dibaca satu demi satu, tanpa diskontinuitas atau tumpang tindih; artinya, setiap basa dibaca oleh asam amino tunggal.
Akhir dari setiap protein ditunjukkan oleh serangkaian kembar tiga yang tidak berarti, atau apa yang sama, yang tidak mengkodekan asam amino apa pun, seperti kembar tiga UAG, UGA, UAA; fungsinya adalah untuk mengganggu pembacaan pesan genetik mRNA yang mengindikasikan akhir dari setiap protein.
Awal protein apa pun juga selalu ditandai dengan triplet AUG, yang spesifik untuk asam amino metionin; Namun ini tidak berarti bahwa semua protein dimulai dengan metionin, karena asam amino ini sering dihilangkan setelah sintesis. Kode tersebut dikatakan merosot karena beberapa kembar tiga yang berbeda dapat mengkode asam amino yang sama; Ini tidak mengherankan, karena ada 64 kembar tiga (lebih tepatnya, 61 jika tiga kembar tiga “non sense” untuk 20 asam amino dikeluarkan.
Jika Anda melihat tabel kode genetik, dapat diverifikasi bahwa hampir semua dari 20 asam amino ditentukan. untuk lebih dari satu triplet, dengan pengecualian metionin (AUG, yang juga berfungsi sebagai sinyal awal) dan triptofan (UGG).
Fungsi Kode Genetik
Kode genetik memungkinkan sel-sel berisi sejumlah informasi yang membingungkan. Bayangkan ini: sel telur yang dibuahi secara mikroskopis, mengikuti instruksi yang terkandung dalam kode genetiknya, dapat menghasilkan manusia atau gajah yang bahkan memiliki kepribadian dan perilaku yang serupa dengan orang tuanya. Ada banyak informasi di sana!
Pengembangan kode genetik sangat penting karena memungkinkan makhluk hidup untuk menghasilkan produk yang andal untuk kelangsungan hidup mereka – dan memberikan instruksi bagaimana melakukan hal yang sama ke generasi berikutnya.
Perlindungan informasi genetik terhadap kesalahan akhir
Fakta bahwa 61 kembar tiga menyandikan 20 asam amino merupakan perlindungan informasi genetik terhadap kesalahan yang akhirnya terjadi. Memang, jika hanya ada 20 kembar tiga yang berarti, risiko mutasi yang tidak disengaja dalam kembar tiga yang tidak bermakna, dengan kerusakan serius pada protein akhir, akan jauh lebih tinggi. Kode ini juga bersifat universal, karena 64 kembar tiga memiliki arti yang sama untuk semua sel dari organisme hidup.
Jenis-jenis Mutasi Genetik
Karena kode genetik berisi informasi untuk membuat benda-benda kehidupan, kesalahan dalam DNA suatu organisme dapat memiliki konsekuensi bencana. Kesalahan dapat terjadi selama replikasi DNA jika pasangan basa yang salah ditambahkan ke untai DNA, jika basa dilewati, atau jika basa tambahan berlebihan.
Meskipun jarang terjadi, kesalahan ini sebenarnya bisa membantu – versi DNA yang “keliru” dapat bekerja lebih baik dari aslinya, atau memiliki fungsi yang sama sekali baru! Dalam hal itu, versi baru mungkin menjadi lebih sukses, dan operatornya dapat mengalahkan operator versi lama dalam populasi. Penyebaran sifat-sifat baru di seluruh populasi adalah bagaimana evolusi berkembang.
Mutasi Diam dan Pengodean Redundan
Dalam beberapa kasus, mutasi genetik mungkin tidak memiliki efek sama sekali pada produk akhir protein. Ini karena, seperti terlihat dalam tabel di atas, sebagian besar asam amino terhubung ke lebih dari satu kodon.
Glisin, misalnya, dikodekan oleh kodon GGA, GGC, GGG, dan GGU. Sebuah mutasi yang mengakibatkan nukleotida yang salah digunakan untuk huruf terakhir dari kodon glisin, maka, tidak akan membuat perbedaan. Sebuah kodon yang dimulai dengan “GG” masih akan kode untuk glisin, tidak peduli apa huruf yang digunakan terakhir.
Penggunaan banyak kodon untuk asam amino yang sama dianggap sebagai mekanisme yang berkembang seiring waktu untuk meminimalkan kemungkinan mutasi kecil yang menyebabkan masalah bagi suatu organisme.
Mutasi Missense
Dalam mutasi missense, mensubstitusi satu pasangan basa untuk pasangan basa yang salah selama replikasi DNA menghasilkan asam amino yang salah digunakan dalam protein.
Mutasi nonsense
Mutasi nonsense terjadi ketika pasangan basa yang salah digunakan selama replikasi DNA – tetapi ketika kodon yang dihasilkan tidak mengkode asam amino yang salah. Alih-alih, kesalahan ini membuat kodon stop atau informasi lain yang tidak dapat dipahami oleh sel. Akibatnya, ribosom berhenti bekerja pada protein itu dan semua kodon berikutnya tidak ditranskripsikan!
Mutasi nonsense menyebabkan protein tidak lengkap, yang dapat berfungsi sangat buruk atau tidak sama sekali. Bayangkan jika Anda berhenti merakit kursi di tengah jalan!
Delesi
Dalam mutasi delesi, satu atau lebih basa DNA tidak disalin selama replikasi DNA. Mutasi delesi datang dalam berbagai ukuran – pasangan basa tunggal mungkin hilang, atau sebagian besar kromosom mungkin hilang!
Insersi
Mutasi inersi terjadi ketika satu atau lebih nukleotida ditambahkan secara keliru ke untai DNA yang tumbuh selama replikasi DNA. Pada kesempatan yang jarang, bentangan panjang DNA mungkin secara keliru ditambahkan di tengah gen.
Duplikasi
Duplikasi yang terjadi kompilasi segmen DNA tidak sengaja direplikasi dua kali atau lebih. Seperti mutasi lain yang ditentukan di atas, ini mungkin memiliki efek ringan – atau mereka dapat menjadi bencana besar.
Mutasi frameshift
Mutasi frameshift adalah subtipe dari inersi, delesi, dan mutasi duplikasi. Dalam mutasi frameshift, satu atau dua asam amino diganti atau dimasukkan – mengganti “bingkai” yang digunakan ribosom untuk mengetahui di mana satu kodon berhenti dan yang berikutnya dimulai.