Tugas 9GENETIKA ILilik Hidayatul M(120342400174) Soyadesita (120342422490)

Off G

Resume

Degenerasi dan GoyanganSemua asam amino kecuali metionin dan triptofan ditentukan oleh lebih dari satu kodon. Tiga asam amino, leusin, serin, dan arginin, masing-masing ditentukan oleh enam kodon yang berbeda. Isoleusin memiliki tiga kodon. Asam amino lainnya masing-masing memiliki dua atau empat kodon. Terjadinya lebih dari satu kodon per asam amino disebut degenerasi.Degenerasi dalam kode genetik tidak secara acak, melainkan sangat berurutan. Biasanya, beberapa kodon menentukan asam amino berbeda dengan hanya satu dasar, ujung ketiga atau 3' dari kodon. Degenerasi ini terutama terdiri dari dua jenis, yaitu:(1) Degenerasi parsial terjadi ketika ujung ketiga dapat berupa salah satu dari dua pirimidin (U dan C) atau sebaliknya, salah satu dari dua purin (A dan G). Dengan degenerasi parsial, mengubah ujung ketiga dari purin ke pirimidin, atau sebaliknya, akan mengubah asam amino yang ditentukan oleh kodon.(2) Degenerasi lengkap, salah satu dari empat basa dapat hadir pada posisi ketiga dalam kodon, dan kodon masih akan menentukan asam amino yang sama. Misalnya, valin ditentukan oleh GUU, GUC, GUA, dan GUG.

Tabel kode genetikUrutan kode genetik telah berkembang sebagai cara untuk meminimalkan mutasi yang mematikan. Banyak substitusi/penggantian dasar pada posisi ketiga kodon yang tidak mengubah asam amino yang ditentukan oleh kodon. Selain itu, asam amino dengan sifat kimia yang mirip (seperti leucine, isoleucine, dan valine) memiliki kodon yang berbeda satu sama lain dengan hanya satu dasar. Dengan demikian, banyak substitusi pasangan basa tunggal akan menghasilkan substitusi satu asam amino untuk asam amino lain dengan sifat kimia yang sangat mirip (misalnya, valine untuk isoleusin). Dalam kebanyakan kasus, substitusi tersebut tidak akan mengakibatkan gen-produk tidak aktif.Karena degenerasi kode genetik, beberapa tRNAs yang berbeda yang mengenali kodon yang berbeda pula harus menentukan asam amino yang diberikan atau antikodon dari tRNA harus mampu dipasangkan dengan beberapa kodon yang berbeda. Beberapa tRNA ada untuk asam amino yang cocok, dan beberapa tRNA mengenali lebih dari satu kodon. Ikatan hidrogen antara ujung dalam antikodon tRNA dan kodon mRNA muncul untuk mengikuti aturan base-pair yang ketat, hanya untuk dua basis kodon pertama. Base-pair yang melibatkan ujung ketiga dari kodon ini rupanya kurang ketat, sehingga Crick menyebutnya goyangan.Berdasarkan jarak molekul, dan perhitungan sterik (struktur tiga dimensi), Crick mengemukakan bahwa goyangan akan memungkinkan beberapa jenis, tapi tidak semua jenis dari base-pair di dasar kodon ketiga dalam interaksi kodon-antikodon. Usulannya itu telah sangat didukung oleh data eksperimen. Hal ini mengharuskan bahwa ada setidaknya dua tRNA untuk setiap asam amino yang ditunjukkan kodon degenerasi lengkap di posisi ketiga. Tiga karakter tRNA serine yaitu:(1) tRNAser1 (antikodon AGG) mengikat kodon UCC(2) tRNAser2 ( antikodon AGU) mengikat kodon UCA dan UCG(3) tRNAser3 (antikodon UCG) mengikat kodon AGU dan AGC.

Base in AnticodonBase in Codon

GU or C

CG

AU

UA or G

IA, U, or, C

Tabel yang menunjukkan base-pair yang diperkirakan oleh hipotesis goyangan

Akhirnya, beberapa tRNA mengandung ujung inosin. Hipotesis goyangan Crick meramalkan bahwa inosin bisa dipasangkan (pada posisi goyangan) dengan Adenin, Urasil, atau Sitosin (dalam kodon). Bahkan, Alanyl-tRNA murni mengandung inosin pada posisi 5' dari antikodon dan terikat ke ribosom, kemudian diaktifkan dengan GCU, GCC, atau GCA trinukleotida. Hasil yang sama telah diperoleh dengan tRNA murni yang lain dengan inosin pada posisi 5' atau antikodon.

Inisiasi dan Penghentian Kodon (Kodon Stop)Kode genetik juga memberikan pembacaan informasi genetik pada saat translasi. Tiga kodon yaitu UAA, UAG, dan UGA, menentukan pemutusan rantai polipeptida. Kodon ini diakui oleh faktor rilis protein, bukan oleh tRNA. Salah satu dari protein ini, yaitu RF-1 tampaknya spesifik untuk UAA dan UAG. Yang lainnya yaitu RF-2, menyebabkan penghentian di kodon UAA dan UGA. Dua kodon, AUG dan GUG, diakui oleh inisiator tRNA dan tRNAiMet, tapi rupanya hanya ketika mengikuti urutan nukleotida yang sesuai di segmen pemimpin dari sebuah molekul mRNA. Pada posisi internal AUG diakui oleh tRNAMet, dan GUG diakui oleh tRNA valin. Dalam kasus inisiasi kodon AUG dan GUG dan tRNAiMet, ujung goyangan tampaknya menjadi yang pertama dari ujung 5' kodon. Karena goyangan di dasar pertama adalah unik untuk inisiasi, itu mungkin berhubungan dengan base-pair di daerah P daripada di daerah A pada ribosom tersebut.

Universalitas dari Code Sejumlah besar data yang tersedia dari penelitian in vitro, dari penggantian asam amino menyebabkan mutasi, dan dari berkorelasi asam nukleat dan sequencing polipeptida, semuanya menunjukkan bahwa kode genetik adalah sama atau hampir sama pada semua organisme, semuanya menunjukkan bahwa kode genetik sebagian besar universal.Pengecualian utama universalitas kode terjadi pada mitokondria manusia, ragi, dan beberapa spesies lain, di mana UGA merupakan kodon triptofan. UGA merupakan kodon terminasi sistem nonmitokondrial. Juga, dalam mitokondria ragi, CUA menentukan treonin bukan leusin biasa, dan dalam mitokondria mamalia, AUA menentukan metionin bukan isoleusin biasa. Termasuk ini dan pengecualian terkait beberapa, kode tampaknya universal.

Penekan Mutasi Memproduksi tRNA dengan Perubahan Pengenalan KodonKode genetik nonmitokondrial tidak mutlak universal. Di E. coli dan ragi misalnya, mutasi terjadi pada gen tRNA mengakibatkan pengubahan kodon yang diakui oleh antikodon tRNA. Mutasi ini awalnya terdeteksi sebagai mutasi supresor, mutasi yang menekan efek dari mutasi lainnya. Kemudian terbukti bahwa mereka berlokasi di gen tRNA dan mengubah kekhususan pengakuan kodon oleh tRNA.Contoh yang paling terkenal dari mutasi supresor yang mengubah tRNA spesifisitas adalah penekan mutasi yang menghasilkan rantai-terminasi UAG triplet dalam urutan pengkodean gen struktural. Pada mutasi tersebut yang disebut mutasi amber, mengakibatkan sintesis fragmen amino-terminal dari polipeptida ditentukan oleh gen yang terkena dampak. Mutasi missense menghasilkan polipeptida lengkap, tetapi dengan substitusi asam amino. Mutasi nonsense menghasilkan fragmen dari polipeptida yang panjangnya tergantung pada posisi mutasi dalam gen. Mutasi nonsense sering kali merupakan hasil dari satu substitusi pasangan basa. Fragmen polipeptida yang dihasilkan dari gen yang mengandung mutasi nonsense hampir selalu benar-benar berfungsi.Penekanan mutasi nonsense telah terbukti hasil dari mutasi pada gen tRNA yang menyebabkan RNA mutan untuk diakui kodon nonsense (UAG, UAA, atau UGA), meskipun dengan efisiensi yang berbeda-beda. tRNA mutan ini disebut sebagai penekan tRNA. Ketika salah satu dari amber (UAG) tRNA penekan yang dihasilkan dari amber sub mutasi dibariskan, ditemukan memiliki antikodon yang diubah. Mutasi penekan amber tertentu terjadi pada gen tRNA yang menentukan salah satu dari dua tRNA tirosin di E. coli).Antikodon dari wild type ( nonsuperessor ) tRNAtyr2 ditunjukkan untuk menjadi 5'-GUA-3' (di mana G' merupakan turunan dari guanin). Antikodon mutan (suspressor/penekan) tRNAtyr2 adalah 5'-CUA-3'. Antikodon mutan ini sehingga mampu untuk melakukan base-pair dengan 5'-UAG-3' kodon amber (pairing dengan polaritas yang berlawanan tentu saja), yaitu3-AUC- 5 (antikodon)5'-UAG- 3 ' (kodon)tRNA supressor demikian mengizinkan poliptida lengkap untuk disintesis dari mRNA yang mengandung kodon nonsense. Polipeptida ini akan berfungsi selama asam amino dimasukkan oleh tRNA supressor dan diterima di posisi itu kemudian menghasilkan gen-produk fungsional.Escherichia coli mengandung gen supresor amber (dan tRNA) meningkatkan pertumbuhan tanpa gen supresor. Dalam strain supresor/penekan, diharapkan terjemahan kadang-kadang, kemudian diterjemahkan urutan spacer intergenic dan bahkan ke urutan pengkodean lainnya. Lalu akan menghasilkan "poli-protein" panjang.Strain penekan tidak menunjukkan efek merusak seperti "membaca" yang tidak dipahami. Mungkin kerena gennya seperti mantel gen pada fag MS2 dan berakhir dengan dua atau lebih kodon translasi-terminasi. Sequence nukleotida beberapa gen mengungkapkan adanya kodon terminasi tunggal, namun masih kurang jelas.

Daftar PustakaGardner, E.J., dkk. 2000. Principle of Genetic. New York: Chichester-Brisbane-Toronto-Singapore: John Wiley and Sons Inc.

Pertanyaan dan Jawaban1. Apakah yang dimaksud dengan degenerasi dalam kode genetik? Dan apa saja jenis degenerasi tersebut? Jelaskan!Jawab:Degenerasi dalam kode genetik adalah terjadinya lebih dari satu kodon per asam amino. Degenerasi dalam kode genetik tidak secara acak, melainkan sangat berurutan. Degenerasi ini terutama terdiri dari dua jenis, yaitu:(1) Degenerasi parsial terjadi ketika ujung ketiga dapat berupa salah satu dari dua pirimidin (U dan C) atau sebaliknya, salah satu dari dua purin (A dan G). Dengan degenerasi parsial, mengubah ujung ketiga dari purin ke pirimidin, atau sebaliknya, akan mengubah asam amino yang ditentukan oleh kodon.(2) Degenerasi lengkap, salah satu dari empat basa dapat hadir pada posisi ketiga dalam kodon, dan kodon masih akan menentukan asam amino yang sama. Misalnya, valin ditentukan oleh GUU, GUC, GUA, dan GUG.

2. Apa yang kamu ketahui tentang hipotesis goyangan yang dikemukakan oleh Crick? Jelaskan!Jawab:Hipotesis goyangan Crick dikemukakan karena ikatan hidrogen antara ujung dalam antikodon tRNA dan kodon mRNA muncul untuk mengikuti aturan base-pair yang ketat dan hanya untuk dua basis kodon pertama. Base-pair yang melibatkan ujung ketiga dari kodon ini rupanya kurang ketat, sehingga Crick menyebutnya goyangan.Berdasarkan jarak molekul, dan perhitungan sterik (struktur tiga dimensi), Crick mengemukakan bahwa goyangan akan memungkinkan beberapa jenis, tapi tidak semua jenis dari base-pair di dasar kodon ketiga dalam interaksi kodon-antikodon. Beberapa tRNA mengandung ujung inosin. Hipotesis goyangan Crick meramalkan bahwa inosin bisa dipasangkan pada posisi goyangan dengan Adenin, Urasil, atau Sitosin (dalam kodon). Bahkan, Alanyl-tRNA murni mengandung inosin pada posisi 5' dari antikodon dan terikat ke ribosom, kemudian diaktifkan dengan GCU, GCC, atau GCA trinukleotida. Hasil yang sama telah diperoleh dengan tRNA murni yang lain dengan inosin pada posisi 5' atau antikodon.