Tugas Kode Genetik

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

            Kode genetik merupakan kombinasi tiga basa (triplet kodon) pada mRNA yang membawa informasi genetik. Penetapan triplet kodon didasarkan atas 20 asam amino penyusun protein dan empat macam basa penyusunnya, sehingga secara matematik apabila menggunakan 2 basa hanya menghasilkan 16 (4²) kode genetik tidak cukup mewakili 20 asam amino dan 64 (4³) kode genetik apabila menggunakan 3 basa. Sehingga, Telah diketahui bahwa DNA adalah bahan genetic yang memberi informasi genetic dari sel ke sel dan dari suatu generasi ke generasi berikutnya.

tiga per senyawaan kimia, yaitu asam fosfat, gula  dioksiribosat dan basa nitrogen. Tulang punggung asam fosfat dioksiribosa selalu sama untuk berbagai segmen dari molekul DNA. Tetapi basa nitrogennya berbeda – beda. Berhubung dengan itu informasi genetic tergantung dari urutan basa nitrogen yang menyusun segmen molekul DNA itu.

Urutan basa nitrogen dari suatu segmen molukel DNA itu identik dengan urutan lineair dari asam – asam amino didalam molekul protein. Empat basa DNA itu (A, T, S, dan G) dapat dianggap sebagai alphabet dalam molekul DNA berhubung dengan ini semua informasi genetic harus dinyatakan dengan 4 alfabet DNA ini. Yang menjadi pertanyaan ialah, apakah informasi genetic itu terdapat sebagai bahasa dalam bentuk ucapan nyata ataukah sebagai bahasa dalam bentuk kode. Jika terdapat sebagai bahasa dalam bentuk tata ucapan nyata, molekul DNA memerlukan banyak alphabet. System tata bahasa yang kompleks dan ruangan yang cukup. Semua ityu tentu tidak mungkin disediakan oleh molekul DNA. Berhubung dengan itu para biologiwan molekuler mengambil kesimpulan bahwa informasi genetic yang terdapat didalam molekul ADN itu harus berupa bahasa istimewa yang terbentuk kata – kata kode dengan menggunakan 4 alfabet DNA itu. Setiap pesan genetic yang dinyatakan dalam bentuk kode umumnya dinamakan kriptogram.

B.     Rumusan Masalah

                  1.            Apa yang dimaksud dengan kode genetik?

                  2.            Apa saja ciri-ciri kode genetik?

                  3.            Bagaimanakah peristiwa sintesis protein itu?

                  4.            Apa yang dimaksud dengan transkripsi?

                  5.            Apa yang dimaksud dengan translasi?

C.    Tujuan Masalah

                  1.            Agar mengetahui dan memahami kode genetik.

                  2.            Agar mengetahui ciri-ciri kode genetik.

                  3.            Agar mengetahui peristiwa sintesis protein.

                  4.            Agar mengetahui dan memahami pengertian dari transkripsi.

                  5.            Agar mengetahui pengertian translasi.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Kode Genetik

Gen tertentu membawa informasi yang dibutuhkan untuk membuat protein dan informasi itulah yang disebut sebagai kode genetik. Dengan kata lain, kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA untuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan susunan asam amino.

Dalam tahun 1968 nirenberg, khorana dan Holley menerima hadiah nobel untuk penelitian mereka yang sukses menciptakan kode-kode genetik yang hingga sekarang kita kenal. Seperti kita ketahui asam amino dikenal ada 20 macam. Yang menjadi masalah bagaimana 4 basa nitrogen ini dapat mengkode 20 macam asam amino yang diperlukan untuk mengontrol semua aktifitas sel?
Para peneliti melakukan penelitian pada bakteri E. Coli mula mula digunakan basa nitrogen singlet maka diper oleh 4 asam amino saja yang dapat diterjemahkan padahal ke 20 asam amino ini harus diterjemahkan semua agar protein yang dihasilkan dapat digunakan, kemudian para ilmuwan mencobalagi dengan kodon duplet dan baru dapat untuk menterjemahlkan 16 asam amino ini pun belum cukup juga. Kemudian dicoba dengan triplet dan dapat menterjemahkan 64 asam amino hal ini tidak mengapa sekalipun melebihi 20 asam amino toh dari 64 asam amino yang diterjemahkan ada yang memilii simbul/fungsi yang sama diantaranya (kodon asam assparat (GAU dan GAS) sama dengan asam
asam tirosin (UAU, UAS) sama juga dengan triptopan (UGG) bahkan ini sangat menguntungkan pada proses pembentukkan protein karena dapat menggantikan asam amino yang kemungkinan rusan selain itu dari 20 asam amino diantaranya ada yang berfungsi sebagai agen pemotong gen atau tidak dapat bersambung lagi dengan doubel helix asam amino yang berfungsi sebagai agen pemotong gen diantaranya (UAA,UAG,UGA), beberapa sifat dari kode triplet diantaranya :

·         kode genetik ini mempunyai banyak sinonim sehingga hampir setiap asam     amino dinyatakan oleh lebih dari sebuah kodon. Contoh semua kodon yang diawali dengan SS memperinci prolin,(SSU,SSS,SSA dan SSG) semua kodon yang diawali dengan AS memperinci treosin(ASU,ASS,ASA,ASG).

·         tidak tumpang tindih, artinya tiada satu basa tungggal pun yang dapat mengambil bagian dalam pembentukan lebih dari satu kodon, sehingga 64 itu berbeda-beda nukleotidanya.

·         kode genetik dapat mempunyai dua arti yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino.

·         kode genetik itu ternyata universal. Tiap triplet yang mewakili informasi bagi suatu asam amino tertentu dinyatakan sebagai kodon. Kode genetika bersifat degeneratif dikarenakan 18 dan 20 macam asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon, yang disebut kodon sinonimus. Kodon sinonimus tidak ditempatkan secara acak, tetapi dikelompokkan. Kodon sinnonimus memiliki perbedaan pada urutan basa ketiga.

B.     Ciri-Ciri Kode Genetik.

Menurut Nirenberg,dkk (1961) kode genetic memiliki ciri-ciri tertentu. Adapun cirri-cirinya sebagai berikut:

·         Terdiri dari triplet artinya tiap 1 kodon terdiri dari 3 basa, misalnya kodon GCU (asam amino alanin) terdiri dari 3 basa yaitu Guanin(G), Sitosin(C), dan Urasil(U).

·         Non overlapping artinya susunan 3 basa pada kodon berbeda dengan kodon yang lain. Misalnya GCU(alanin) berbeda dengan CUU(leusin).

·         Degenerate artinya 1 asam amino mempunyai kodon lebih dari satu. Misanya pada alanin memiliki 4 kodon yaitu GCU, GCC, GCA, GCG.

·         Universal , artinya kode yang sama berlaku untuk semua makhluk hidup.

Ciri khas protein ditentukan oleh jumlah asam amino, macam dan urutan asam amino yang membangun. Terdapat 20 macam asam amino di dalam tersusun dari 4 macam basa nitrogen pada molekul RNAd, yaitu Adenin (A), Urasil (U) , Sitosis (S) dan Guanin (G). Dari keempat basa tersebut, dapat tersusun 64 triplet kodon, padahal macam asam amino yang ada hanya 20. Dengan demikian terdapat kodong-kodon sinonim (degenerate) , artinya satu asam amino dikode lebih dari satu kodon.

C.    Sintesis Protein

Sintesis protein membutuhkan bahan dasar asam amino dan berlangsung di dalam inti sel dan ribosom. Secara garis besar, sintesis protein berlangsung melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. Sintesis ini melibatkan DNA, RNA, ribosom.

a.      Transkripsi

Transkripsi adalah pembentukan Mrna ( messenger RNA/RNA duta ) dari salah satu pita DNA dengan bantuan enzim RNA polymerase. mRNA pembawa pesan DNA untuk memilih polipeptida yang sesuai dalam sintesis protein.

Informasi genetic di cetak dalam bentuk kode oleh DNA di dalam inti sel. Pembawa informasi/kode ini adalah mRNA. Kode-kode tercermin pada urutan pengulangan basa nitrogen yang teratur dalam mRNA. Ini berarti kode/informasi adalah mRNA itu sendiri. Transkripsi terdiri dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi (pengakhiran) rantai RNA.

Tahapan transkripsi adalah sebagai berikut.

·         RNA polymerase melekat pada molekul DNA sehingga menyebabkan sebagian dari double helix membuka.

·         Akibat terbukanya pita DNA, basa-basa pada salah satu pita menjadi bebas, sehingga member kesempatan basa-basa pasangannya menyusun mRNA. Misalnya : timin (T), dari DNA akan membentuk adenin (A) pada mRNA ; sitosin dari DNA akan membentuk guanin (G) pada mRNA, dan seterusnya. Oleh karena enzim RNA polymerase. Bergerak disepanjang pita DNA yang menjadi model, maka jumlah mRNA yang dihasilkan dari transkripsi dapat melebihi DNA. DNA yang melakukan transkripsi adalah DNA sense/template.

·         mRNA yang sudah selesai dicetak akan meninggalkan inti sel menuju sitoplasma dan melekat pada ribosom. Ribosom adalah granula – granula dalam sitoplasma yangn berperan dalam sintesis protein, biasanya berderet 4 atau 5 dan disebut polisom.

Transkripsi ini mirip dengan replikasi DNA, hanya bedanya :

·         Basa  urasil RNA mengganti timin DNA.

·         mRNA yang terbentuk tidak tetap berpasangan dengan pita DNA pembuatnya, tetapi melepaskan diri meninggalkan inti sel.

·         Replikasi DNA memberikan hasil yang tetap didalam genom, sedangkan pembentukan molekul RNA berlangsung dengan interval dan hasilnya digunakan langsung dalam waktu singkat atau sintesis protein.

b.      Translasi

Translasi adalah pemindahan informasi genetic dari RNA ke protein.

Ribosom akan membaca kode yang ada pada mRNA  dengan bantuan RNA lain, yakni RNA transfer (tRNA). Didalam sitoplasma banyak terdapat tRNA, asam – asam amino dan lebih dari 20 enzim amino asil sintetase.

Tahapan translasi adalah sebagai berikut :

·         Pemindahan asam amino dari sitoplasma ke ribosom dilakukan oleh tRNA. Asam amino terlebih dahulu diaktifkan dengan ATP (Adenosin trifosfat), proses ini dipengaruhi oleh enzim amino asil sintetase. Hasilnya berupa aminoasil adenosine monofosfat (AA-AMP) dan fosfat organic.

·         AA – AMP di ikat oleh tRNA untuk dibawa ke ribosom.

·         Ujung bebas tRNA memiliki tiga basa nitrogen pada salah satu sisi yang dapat mengikat asam amino tertentu yang telah diaktifkan. Bagian itu disebut antikodon, yang nantinya berhubungan dengan tiga basa yang disebut kodon pada pita mRNA.

·         mRNA telah melekat di ribosom. Antikodon harus sesuai dengan pasangan basa dari kodon. Jika suatu unit tRNA melepaskan asam amino, ribosom akan bergerak disepanjang mRNA ketiga basa berikutnya, dimana tRNA lainnya dengan asam amino telah melekat.

·         tRNA yang telah melepaskan asam amino kemudian meninggalkan ribosom. tRNA bebas dalam sitoplasma untuk selanjutnya mengikat asam amino lain semacam yang telah diaktifkan oleh ATP. tRNA dengan asam amino ini datang ke ribosom, melepas asam amino ke mRNA. Demikian seterusnya sehingga di dalam polisom terangkai bermacam – macam asam amino dan tersusun menjadi protein.

Translasi meliputi tiga tahapan, yaitu inisiasi, elongasi, terminasi dan derminasi. Perlu diingat bahwa pada setiap tahap diperlukan enzzim dan dua tahap pertama memerlukan energi.

Jadi, dalam ribosom terjadi penerjemahan urutan nukleotida DNA kedalam bentuk protein. Urutan singkat sintesis protein adalah sebagai berikut :

·         DNA membentuk mRNA untuk membawa kode sesuai dengan urutan basa N – nya.

·         mRNA meninggalkan inti, pergi ke ribosom dalam sitoplasma.

·         tRNA datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA. tRNA ini bergabung dengan mRNA sesuai dengan kode pasangan basa N – nya yang seharusnya.

·         Asam – asam amino akan berjajar – jajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga terbentuk lah protein yang diharapkan.