Kode genetik adalah urutan tepat nukleotida dalam urutan yang menyusun DNA. Kode genetik juga seperangkat aturan dari mana urutan kata tersebut diterjemahkan oleh RNA menjadi urutan asam amino, untuk menyusun protein. Dengan kata lain, sintesis protein tergantung pada kode genetik.
Semua makhluk hidup memiliki kode genetik yang mengatur DNA dan RNA mereka. Terlepas dari perbedaan yang jelas antara berbagai bidang kehidupan, konten genetik ternyata serupa dalam proporsi yang besar, yang menunjukkan bahwa semua kehidupan pasti memiliki asal usul yang sama. Variasi kecil dalam kode genetik dapat memunculkan spesies yang berbeda.
Urutan kode genetik terdiri dari kombinasi tiga nukleotida, masing-masing disebut kodon dan bertanggung jawab untuk mensintesis asam amino spesifik (polipeptida).
Nukleotida ini berasal dari empat jenis basa nitrogen: adenin (A), timin (T), guanin (G) dan sitosin (C) dalam DNA, dan adenin (A), urasil (U), guanin (G) dan sitosin (C) dalam RNA.
Dengan cara ini rantai hingga 64 kodon dibangun, 61 di antaranya membentuk kode itu sendiri (yaitu, mereka mensintesis asam amino) dan 3 menandai posisi start dan stop dalam urutan.
Mengikuti urutan yang ditentukan oleh struktur genetik ini, sel-sel tubuh dapat mengumpulkan asam amino dan mensintesis protein spesifik, yang akan memenuhi fungsi-fungsi tertentu dalam tubuh.
Karakteristik kode genetik
Kode genetik memiliki serangkaian karakteristik dasar, yaitu:
- Universalitas. Seperti yang telah kami katakan sebelumnya, semua organisme hidup berbagi kode genetik, dari virus dan bakteri hingga manusia, tumbuhan dan hewan. Ini berarti bahwa kodon spesifik dikaitkan dengan asam amino yang sama, terlepas dari organisme mana itu. 22 kode genetik yang berbeda diketahui, yang merupakan varian dari kode genetik standar hanya dalam satu atau dua kodon.
- Kekhususan. Kode ini sangat spesifik, yaitu, tidak ada kodon yang mengkodekan lebih dari satu asam amino, tanpa tumpang tindih, walaupun dalam beberapa kasus mungkin ada kodon awal yang berbeda, yang memungkinkan protein berbeda disintesis dari kode yang sama.
- Kesinambungan. Kode genetik kontinu dan tidak memiliki interupsi apa pun, karena merupakan rantai panjang kodon yang selalu ditranskripsikan dalam arah dan arah yang sama, dari awal hingga kodon stop.
- Kemunduran. Kode genetik memiliki redudansi, tetapi tidak pernah ambiguitas, yaitu, dua kodon dapat sesuai dengan asam amino yang sama, tetapi tidak pernah kodon yang sama dengan dua asam amino yang berbeda. Dengan demikian, ada lebih banyak kodon selain minimal yang diperlukan untuk menyimpan informasi genetik.
Penemuan kode genetik
Kode genetik ditemukan pada tahun 1960-an, setelah ilmuwan Anglo-Saxon Rosalind Franklin (1920-1958), Francis Crick (1916-2004), James Watson (1928) dan Maurice Wilkins (1916-2004) menemukan struktur DNA, memulai studi genetik sintesis protein seluler.
Pada tahun 1955, ilmuwan Severo Ochoa dan Marianne Grunberg-Manago berhasil mengisolasi enzim fosfor polinukleotida. Mereka menemukan bahwa di hadapan semua jenis nukleotida, protein ini membangun mRNA atau duta yang terdiri dari basa nitrogen yang sama, yaitu, sebuah polipeptida nukleotida tunggal. Ini menjelaskan kemungkinan asal DNA dan RNA.
Rusia-Amerika George Gamow (1904-1968) mengusulkan model kode genetik yang dibentuk oleh kombinasi basa nitrogen yang dikenal saat ini. Namun, Crick, Brenner dan kolaboratornya menunjukkan bahwa kodon tersebut hanya terdiri dari tiga basa nitrogen.
Bukti korespondensi pertama antara kodon yang sama dan asam amino diperoleh pada tahun 1961 berkat Marshall Warren Nirenberg dan Heinrich Matthaei.
Dengan menerapkan metode mereka, Nirenberg dan Philip Leder dapat menerjemahkan 54 kodon yang tersisa. Selanjutnya, Har Gobind Khorana menyelesaikan transkripsi kode. Banyak dari mereka yang terlibat dalam lomba ini untuk menguraikan kode genetik dianugerahi Hadiah Nobel untuk Kedokteran.
Fungsi kode genetik
Fungsi kode genetik sangat penting dalam sintesis protein, yaitu, dalam pembuatan senyawa dasar dasar untuk keberadaan kehidupan seperti yang kita pahami. Oleh karena itu, ini adalah pola dasar untuk konstruksi fisiologis organisme, baik jaringannya, seperti enzim, zat, dan cairannya.
Untuk ini, kode genetik beroperasi sebagai templat dalam DNA, dari mana RNA disintesis, yang merupakan semacam gambar cermin. Kemudian dalam RNA organel seluler yang bertanggung jawab untuk pembangunan protein (ribosom) dipindahkan.
Dalam ribosom, sintesis dimulai sesuai dengan pola yang diteruskan dari DNA ke RNA. Setiap gen dengan demikian dikaitkan dengan asam amino, membangun rantai polipeptida. Ini adalah cara kerja kode genetik.
Asal kode genetik
Asal usul kode genetik mungkin adalah misteri terbesar kehidupan. Karena intuisi, sudah umum bagi semua makhluk hidup yang dikenal, bahwa penampilan mereka di planet ini lebih dulu daripada makhluk hidup pertama, yaitu sel primitif yang akan memunculkan semua kingdom kehidupan.
Pada awalnya, itu mungkin menjadi jauh kurang luas dan nyaris tidak memiliki informasi untuk menyandikan beberapa asam amino, tetapi itu akan tumbuh dalam kompleksitas ketika kehidupan muncul dan berevolusi.