Peranan DNA dan RNA dalam Pembentukan Kode Genetika

B. Peranan DNA dan RNA dalam Pembentukan Kode Genetika

Pembentukan karakter seseorang berlangsung melalui reaksi-reaksi kimia yang kompleks. Reaksi kimia itu sendiri dibantu oleh enzim yanga tersusun atas protein. Oleh karena itu, sintesis protein menentukan karakter dan diatur oleh gen. Dengan demikian, pertumbuhan karakter pada hakikatnya mengalami liku-liku yang kompleks dari sintesis protein.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh G.W. Beadle dan E.L. Tatum (1964) disimpulkan bahwa dalam sintesis protein, meskipun satu gen bekerja dengan teliti, bukannya tidak mungkin terjadi kesalahan pembentukan pro- tein (enzim) hal ini bisa disebabkan oleh terjadinya perubahan basa Nitro- gen pada DNA. Hal tersebut merupakan salah satu mekanisme terjadinya mutasi gen.

1. Sintesis Protein

Untuk sintesis protein diperlukan beberapa faktor, yaitu:

a. bahan: asam amino (20 macam);

b. pelaksana: RNA-d, RNA-t, RNA-r;

c. enzim: RNA Polimerase;

d. energi: ATP.

Hereditas

Adapun langkah-langkah sintesis protein adalah sebagai berikut.

a. Transkripsi Bagian tertentu dari sebuah molekul DNA (sense) dalam inti ikatan

hidrogennya lepas dan menjadi cetakan untuk RNA-d. RNA-d yang terbentuk merupakan salinan dari kode pada sense. Selanjutnya RNA-d meninggalkan inti menuju ke ribosom di dalam sitoplasma.

b. Translasi Beberapa tahap pada proses translasi adalah sebagai berikut.

1) Di dalam sitoplasma terdapat asam-asam amino dan RNA-t. Tiap molekul RNA-t memiliki 3 basa nitrogen (antikodon) pada salah satu sisinya, yang menggambarkan jenis asam amino tertentu yang dapat terlihat pada salah satu sisi lainnya.

2) Setiap molekul RNA-t mengambil, mengikat asam amino yang sesuai dengan kodon, yang memerlukan energi dari ATP.

3) RNA-t membawa asam amino ke ribosom, 3 basa nitrogennya berpa- sangan dengan 3 basa nitrogen pada RNA-d (antikodon berpasangan dengan kodon) yang sesuai.

4) Selanjutnya RNA-t yang lainnya juga datang membawa asam amino lainnya. Dua asam amino itu kemudian membentuk ikatan kimia bersama-sama.

c. Pembentukan Polipeptida RNA-d bergerak memanjang dan bergeser 3 basa-3 basa . RNA-t pertama

melepaskan diri dari DNA-d dan kembali ke sitoplasma. Sebuah RNA-t ketiga datang lagi dengan membawa asam amino lainnya lagi dan seterusnya. Proses ini berlangsung terus-menerus sampai sebuah rantai asam amino atau sebuah molekul polipeptida terbentuk. Jika ribosom sudah sampai ke ujungRNA-d, rantai protein telah lengkap dan akhirnya ribosom dan protein memisahkan diri dari RNA-d. Setelah tugasnya selesai, RNA-t kembali ke sitoplasma dan selanjutnya dapat dipergunakan kembali untuk sintesis protein berikutnya. Pembentukan ini sesuai dengan kode-kode pada RNA-d, yang pada dasarnya adalah salinan dari DNA dalam inti sel. Waktu yang diperlukan untuk merakit satu molekul hemoglobin diperkirakan satu menit. Untuk lebih jelasnya mengenai jalannya sintesis protein, perhatikan skema tahap sintesis protein pada Gambar 3.15.

88 Biologi Kelas XII SMA dan MA

(a) (I) transkripsi

inti sel

treonin asam aspartat (II) translasi

metionin

asam amino RNA-t

treonin asam aspartat

mengikat asam amino

antikodon

(b) ikatan peptida metionin

treonin

as. aspartat

UACUGC

C AUGACGGAU UA

ribosom

ribosom bergerak ke samping amino

treonin metionin

as. spartat

rantai polipeptida

C UA

UGCCUA AUGACGGAUU

ribosom metionin

treonin

as. spartat

beberapa ribosom menyusun rantai polipeptida

Sumber: Essentials of Biology, Hopson

Gambar 3.15 Tahap-tahap sintesis Hereditas

2. Kode Genetika

Inti sel, antara lain mengandung asam nukleat, yaitu DNA dan RNA. Keduanya bertanggung jawab terhadap pembangunan protein dan mengontrol sifat-sifat keturunan. Tempat sintesis protein adalah di ribosom, sedangkan DNA terdapat dalam inti. Oleh karena itu, DNA tidak dapat melaksanakan fungsinya secara langsung, tetapi DNA memberikan instruksi kepada sel mengenai protein yang akan dibuatnya. DNA berperan sebagai pemberi perintah untuk menyusun protein, DNA akan membentuk senyawa lain untuk menyampaikan instruksinya ke ribosom berupa kode-kode yang merumuskan jenis protein apa yang akan dibuat. Untuk menyampaikan kode- kode tersebut, DNA membuat senyawa RNA yang dikenal dengan RNA-d.

Protein merupakan senyawa kimia organik yang terdiri atas rangkaian- rangkaian asam amino yang dihubungkan oleh ikatan polipeptida. Asam amino yang membentuk protein ada 20 macam. Senyawa DNA mengandung empat macam basa nitrogen. Keempat basa nitrogen tersebut akan membentuk kode-kode genetik pada DNA. Kode-kode genetik tersebut terdiri atas tiga buah basa nitrogen yang dapat mengodekan satu asam amino. Dengan pengodean tiga basa nitrogen untuk satu jenis asam amino diperoleh

4 x 4 x 4 = 64 kode untuk 20 macam asam amino. Hal ini akan menyebabkan adanya satu jenis asam amino yang mempunyai lebih dari satu kode, sifat ini disebut “degenerate”.

Seorang ahli Biokimia, M.W. Nirenberg dan J.H. Matthaei dari Amerika Serikat, pada tahun 1960 mengadakan percobaan dan memecahkan masalah tentang kode genetika. Percobaan tersebut, antara lain dengan mencampurkan salah satu basa nitrogen dari RNA, yang terdiri atas poliurasil. Poliurasil tersebut kemudian dimasukkan ke dalam campuran beberapa asam amino sehingga terbentuk satu asam amino, yaitu fenilalanin. Dengan demikian, para ahli genetika menafsirkan kode genetik urasil-urasil (UUU) membentuk fenilalanin. Fenilalanin itu yang akan membentuk protein. Rangkaian basa nitrogen yang tiga-tiga terdapat pada senyawa DNA disebut kodogen. Rangkaian basa nitrogen yang tiga-tiga terdapat pada senyawa RNA-d disebut kodon (triplet) yang akan mengenali asam-asam amino yang harus diikatnya. Basa nitrogen yang tiga-tiga terdapat pada RNA-t disebut antikodon. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Tabel 3.6.

90 Biologi Kelas XII SMA dan MA

Tabel 3.6 Antikodon

Nukleotida kedua

U C A G UUU Fenil alanin UCU

UUC } (phe) UCC

UAU tirosin

UAC } (tir)