Bagaimana Terjemahan DNA Bekerja?

Menerjemahkan kode genetik dari bentuk asam deoksiribonukleat yang terdiri dari rantai empat huruf berulang menjadi produk protein akhir yang terdiri dari asam amino adalah proses yang dipahami dengan baik. Salah satu cara untuk menggambarkan prosesnya adalah dengan membayangkan satu untaian kromosom menjadi seperti rak buku yang diisi dengan buku-buku petunjuk yang ditulis dalam bahasa asing. Seorang penerjemah dapat mengambil satu buku dari rak dan mulai menyalin kode ke kertas. Dia kemudian menerjemahkan karakter asing ke dalam kata-kata yang dapat dipahami pembaca. Pembaca kemudian melanjutkan untuk membangun proyek yang bermanfaat berdasarkan instruksi yang diterjemahkan.

•••Gambar Comstock/Comstock/Getty

DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang melilit satu sama lain dalam heliks ganda. Setiap nukleotida dari kedua rantai memiliki basa nitrogen. Setiap basa telah melekat padanya baik molekul adenin (A), sitosin (C), guanin (G) atau timin (T). Dua rantai polinukleotida terikat satu sama lain melalui ikatan hidrogen lemah antara molekul berpasangan C-dan-G dan molekul berpasangan A-dan-T. Ikatan C-G/A-T yang unik ini memungkinkan untaian DNA untuk berpisah sementara, sementara enzim membuka ritsleting heliks ganda menjadi bagian untai tunggal untuk transkripsi menjadi untaian RNA messenger.

Untaian messenger RNA (mRNA) adalah salinan persis dari satu untai DNA, dengan pengecualian bahwa setiap timin (T) diganti dengan molekul urasil (U). Rantai molekul mRNA yang terdiri dari molekul G, C A, dan U tersusun dalam kode triplet seperti CAC, UUA dan CUG. Urutan kode triplet ini adalah salinan dari urutan DNA GTGAATGAC. Kode tiga huruf tersebut kemudian diterjemahkan menjadi protein oleh RNA/kompleks protein khusus yang mengenali kode tiga huruf tersebut dan membangun untaian asam amino yang cocok dengan kode tersebut. Misalnya, kode mRNA AUG dicocokkan dengan asam amino metionin.

Transkripsi terjadi ketika enzim RNA polimerase berjalan di sepanjang wilayah spesifik dari satu untai DNA dan mensintesis (mentranskripsi) salinan mRNA. Biasanya, untai mRNA dimodifikasi dengan dipotong di beberapa tempat tertentu oleh enzim khusus dan kemudian digabungkan kembali menjadi untai mRNA yang lebih pendek yang akan mengkode protein fungsional. Oleh karena itu, untai DNA pengkode asli tidak langsung diterjemahkan menjadi protein, tetapi harus melalui langkah perubahan sebagai mRNA untuk menghilangkan sekuens yang tidak mengkode suatu gen.

Terjemahan adalah langkah terakhir dari menerjemahkan urutan DNA menjadi protein fungsional. Molekul kompleks RNA/protein yang disebut "ribosom" menempel pada untai mRNA yang dimodifikasi dan menerjemahkan untaian tersebut menjadi rantai molekul protein. Ini dicapai dengan mentransfer molekul RNA (tRNA) yang membawa asam amino spesifik ke ribosom di mana kode tiga huruf dibaca dan dicocokkan dengan asam amino spesifik. Setelah rantai asam amino disintesis, biasanya secara otomatis terlipat menjadi konformasi yang membuatnya berfungsi. Inilah sebabnya mengapa mutasi DNA tunggal bisa menjadi bencana. Mutasi DNA ditranskripsi menjadi kode mRNA tiga huruf yang, pada gilirannya, mengkode asam amino yang salah. Ini dengan demikian mencegah rantai asam amino akhir terlipat dengan benar menjadi protein fungsional.