Dari Gen ke Protein

Informasi yang tersimpan dalam gen diekspresikan dalam dua langkah: transkripsi menyalin DNA menjadi RNA, dan translasi membaca RNA tersebut dalam kodon tiga basa untuk merakit protein.

Definition

Ekspresi gen adalah proses di mana urutan nukleotida suatu gen ditranskripsi menjadi RNA dan, untuk gen pengode protein, diterjemahkan menjadi polipeptida yang urutan asam aminonya ditentukan oleh kodon dalam RNA duta.

Scope

Topik ini mencakup transkripsi dan sintesis RNA duta, pemrosesan RNA pada eukariota termasuk penyambungan (splicing), penudungan (capping), dan poliadenilasi, struktur dan sifat hampir universal dari kode genetik dengan kodon tripletnya, peran RNA transfer dan ribosom dalam translasi, serta tahapan sintesis polipeptida. Ini menelusuri jalur ekspresi gen kanonik; regulasi kapan dan seberapa banyak gen diekspresikan dibahas dalam regulasi gen.

Core questions

• Bagaimana RNA polimerase mentranskripsi gen, dan bagaimana transkrip diproses pada eukariota?
• Sifat-sifat apa dari kode genetik yang memungkinkan enam puluh empat kodon untuk menentukan dua puluh asam amino dan sinyal berhenti?
• Bagaimana RNA transfer dan ribosom menerjemahkan urutan kodon menjadi protein?
• Mengapa kode genetik digambarkan sebagai degeneratif dan hampir universal?

Key concepts

• Transkripsi dan RNA duta
• Pemrosesan RNA: penyambungan (splicing), penudungan (capping), poliadenilasi
• Kode genetik triplet dan pasangan kodon-antikodon
• RNA transfer, ribosom, dan translasi
• Degenerasi dan sifat hampir universal dari kode

Mechanisms

RNA polimerase mensintesis salinan RNA komplementer dari untai templat; pada eukariota, transkrip primer ditudungi (capped), disambung (spliced) untuk menghilangkan intron, dan dipoliadenilasi; RNA duta yang matang kemudian dibaca kodon demi kodon di ribosom, di mana RNA transfer mengirimkan asam amino yang cocok dengan setiap kodon melalui pasangan antikodon, membangun polipeptida dari kodon awal hingga kodon berhenti.

Clinical relevance

Pemahaman ekspresi menjelaskan bagaimana mutasi pada situs pengodean dan penyambungan menyebabkan penyakit, mendasari vaksin RNA duta dan terapi antisens, serta menjadi dasar interpretasi bagaimana perubahan urutan tertentu mengubah produk protein.

History

Crick mengartikulasikan hipotesis adaptor dan dogma sentral pada akhir 1950-an, Nirenberg dan Khorana memecahkan kode genetik pada awal 1960-an dengan menetapkan kodon ke asam amino, dan penemuan gen terpisah serta penyambungan RNA pada tahun 1977 menambahkan langkah pemrosesan yang unik untuk eukariota.

Key figures

• Francis Crick
• Marshall Nirenberg
• Har Gobind Khorana
• Sydney Brenner

Seminal works

• crick1958

Frequently asked questions

Apa artinya kode genetik itu degeneratif?

Ini berarti sebagian besar asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon, sehingga beberapa triplet yang berbeda dapat mengodekan asam amino yang sama; redundansi ini melindungi banyak perubahan basa tunggal agar tidak mengubah protein.

Apa perbedaan antara transkripsi dan translasi?

Transkripsi menyalin DNA gen menjadi molekul RNA komplementer, sedangkan translasi menggunakan RNA tersebut sebagai templat untuk merakit protein, membaca urutan dalam kodon tiga nukleotida di ribosom.