Kode Genetik dalam Sintesis Protein

Kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA untuk menentukan urutan asam amino pada saat proses sintesis protein. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan susunan asam amino. Pada kamus kode genetik terdapat 64 kombinasi triplet untuk 20 asam amino. Jadi, terdapat asam amino tertentu melebihi triplet (kodon). Kodon atau triplet adalah kelompok nukleotida yang terdiri dari 3 basa nitrogen pada RNA m yang akan menyandi asam amino tertentu. Rangkaian tiga basa nitrogen yang ada pada DNA yang bertugas membuat kode-kode disebut kodogen (agen pengkode).

Dari 64 triplet nukleotida terdapat 3 buah kode yaitu UAG, UAA dan UGA tidak menyandi asam amino apapun. Kodon-kodon tersebut adalah kodon-kodon yang tak bernuksa (nonsense) yang secara umum menjadi tanda berakhirnya (stop) rantai polipeptida. Kodon AUG menjadi kodon sandi asam amino metionin serta sebagai tanda dimulainya rantai polipeptida sehingga kodon ini disebut juga kodon start.

Heliks DNA merupakan material kromosom yang membawa informasi genetik. DNA tersebut memiliki kemampuan membentuk atau membuat RNA d (RNA kurir = RNA m) melalui proses transkripsi. Pesan-pesan DNA dicetak sebagai kode-kode. Heliks DNA yang bertugas mencetak kode-kode disebut DNA template ( DNA sense), sedangkan rantai DNA pasangannya disebut DNA anti sense.

Satu kromosom adalah satu molekul DNA. Satu molekul DNA mengandung jutaan pasangan nukleotida, artinya sebuah heliks DNA mengandung jutaan nukleotida. Tidak semua kode-kode yang ada pada DNA ditranskripsikan. Transkripsi DNA bersifat selektif. Kode-kode yang ditraskripsikan ditujukan untuk urutan asam amino yang telah ditentukan secara genetik. DNA sense melalui proses transkripsi membentuk RNA d. Basa nitrogen yang ada pada RNA d yang merupakan pesan DNA, disebut kodon. Selanjutnya proses sintesis protein yang terjadi merupakan proses terjemahan kodon- kodon yang dibawa oleh RNA 

Jika RNA transfer salah dalam menterjemahkan kodon maka akan terjadi adalah terbentuknya asam amino yang tidak sesuai dengan pesanan DNA (tidak sesuai dengan harapan). Asam amino yang berbeda membentuk protein yang berbeda, protein yang berbeda membentuk enzim yang berbeda, sehingga sifat yang dikendalikan juga berbeda. Apabila terjadi kesalahan seperti ini, maka dapat bersifat menurun dan menyebabkan terjadinya mutasi yang bersifat menurun atau diwariskan kepada
turunannya. Misalnya hemoglobin pada darah manusia.
Jika Hb normal = Valin – Histidin – Leusin – Treonin – Prolin–Asam glutamat.

Macam-macam basa nitrogen yang menjadi kode-kode ada empat, yaitu Sitosin (S), Timin (T), Adenin (A), dan Guanin (G). Jenis kode yang digunakan untuk kode asam-asam amino yang berjumlah 20 adalah sebagai berikut.

1. Kemungkinan Kode Singlet. Kemungkinan kode singlet terjadi apabila suatu nukleotida memberi kode satu asam amino, atau 4¹ = 4 kodon, untuk sampai berjumlah 20, maka kode ini masih kurang 16, sehingga kode ini tidak memenuhi syarat, karena hanya mengkode 4 asam amino saja.
2. Kemungkinan Kode Duplet. Kemungkinan kode duplet terjadi apabila dua nukleotida memberi kode satu asam amino, atau 4² = 16 kodon. Kode ini pun hanya membentuk 16 kodon sehingga kode ini masih kurang 4.
3. Kemungkinan Kode Triplet (disusun 3 basa nitrogen). Kemungkinan kode triplet terjadi apabila tiga nukleotida memberi kode satu asam amino, 4³ = 64 kodon. Kode ini akan memiliki kelebihan yaitu 64 – 20 = 44 kodon, tapi ini tidak menjadi masalah. Kode ini cukup walaupun satu asam amino harus mempunyai 64 : 20 = ± 3 macam kode basa nitrogen.

Penelitian tentang kode genetika ini dikemukakan oleh M. Nirenberg (1961) dan H. Mathei (1961) dan kemudian diperkuat oleh G.H. Khorama (1964). Kode genetika adalah kode yang dibawa oleh mRNA untuk disampaikan ke tRNA. Kode genetika yang merupakan urutan tiga basa nitrogen yang membentuk suatu triplet disebut kodon seperti pada di bawah ini.

Basa Pertama	Basa Kedua								Basa Ketiga
	G		A		C		U
G	GGG GGA GGC GGU	glisin	GAG GAA	Glutamin	GCG GCA GCC GCU	alanin	GUG GUA GUC GUU	valin	G A C U
			GAC GAU	asam aspartat
A	AGG AGA	arginin	AAG AAA	lisin	ACG ACA ACC CCU	treonin	AUG	"Start" Met	G A C U
	AGC AGU	serin	AAC AAU	asparagin			AUA AUC AAU	isoleusin
C	CGG CGA CGC CGU	arginin	CAG CAA	Glutamin	CCG CCA CCC CCU	prolin	CUG GUA CUC CUU	leusin	G A C U
			GAC GAU	histidin
U	UGG	triptofan	UAG	“Stop”	UCG UCA UCC UCU	serin	UUG UUA	leusin	G A C U
	UGA	“Stop”	UAA	“Stop”
	UGC UGU	sistein	UAC AUA	tirosin			UUC UUU	fenilalanin

nonpolar

polar

basic

acidic

(stop codon)

Karakter Kode Genetik :

1. Kode genetik ini mempunyai banyak sinonim, sehingga hampir semua asam amino dinyatakan oleh lebih dari sebuah kodon. Contohnya , tiga asam amino (arginin, serin dan leusin) masing-masing mempunyai 6 kodon sinonim.
2. Tetapi untuk banyak kodon sinonim yang menyatakan asam amino yang sama, dua basa permulaan dan triplet adalah tetap sedangkan basa ketiga dapat berlainan. Contohnya , semua kodon yang dimulai dengan SS memperinci prolin (SSU, SSS, SSA dan SSG) dan semua kodon yang dimulai dengan AS memperinci treonin (ASU, ASS, ASA dan ASG).
3. Fleksibilitas dalam nukleotida dari suatu kodon ini dapat menolong membuat sekecil mungkin akibat adanya kesalahan.
4. Tidak ada tumpang tindih, artinya tiada satu basa tunggal pun yang dapat mengambil bagian dalam pembentukan lebih dari satu kodon, sehingga 64 kodon itu semua berbeda-beda nukleotidanya.
5. Kode genetik dapat mempunyai dua arti, yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino. Contohnya, kodon UUU biasanya merupakan kode untuk fenilalanin, tetapi bila ada streptomycin dapat pula merupakan kode untuk isoleusin, leusin atau serin.
6. Kode genetik tidak mempunyai tanda untuk menarik perhatian, artinya tiada sebuah kodon pun yang dapat diberi tambahan tanda bacaan.
7. Kodon AUG disebut juga kodon permulaan, karena kodon ini memulai sintesa rantai polipeptida.
8. Beberapa kodon dinamakan kodon non-sense (tak berarti) karena kodon-kodon ini tidak merupakan kode untuk salah satu asam amino pun, misalnya UAA, UAG dan UGA.
9. Kode genetik itu ternyata universal karena kode yang sama berlaku untuk semua macam mahluk hidup.

Antara gen-gen yang ada juga dipengaruhi oleh lingkungan sehingga menampakkan sifat fenotipe suatu makhluk hidup. Stern (1930) mengemukakan bahwa fenotipe tidak hanya ditentukan oleh genotipe saja, tetapi juga dipengaruhi lingkungan sehingga fenotipe merupakan resultan antara faktor genotipe dengan lingkungan.