Translasi dan Kode Genetik

Bagaimana ribosom membaca RNA duta tiga basa sekaligus dan membangun protein yang sesuai, serta bagaimana kode genetik memetakan kodon ke asam amino.

Definition

Translasi adalah sintesis polipeptida yang dikatalisis ribosom dari urutan kodon RNA duta; kode genetik adalah seperangkat aturan di mana triplet nukleotida (kodon) menentukan asam amino dan sinyal berhenti yang mendefinisikan suatu protein.

Scope

Area ini mencakup dekode mRNA menjadi protein dan kode yang mendasarinya. Ini meliputi kode genetik dan sifat-sifatnya, struktur dan peran katalitik ribosom, RNA transfer dan aminoasil-tRNA sintetase yang mengisinya, serta fase inisiasi, elongasi, dan terminasi translasi. Modifikasi pasca-translasi dan pelipatan dicatat sebagai topik terkait daripada dikembangkan di sini.

Sub-topics

• Ribosome Structure and Function
• The Genetic Code
• Stages of Translation
• Transfer RNA and Aminoacylation

Core questions

• Bagaimana triplet nukleotida dicocokkan dengan asam amino spesifik?
• Bagaimana struktur ribosom dan bagaimana ia mengkatalisis pembentukan ikatan peptida?
• Bagaimana RNA transfer membawa asam amino yang tepat ke kodon yang tepat?
• Bagaimana translasi dimulai, diperpanjang, dan berhenti secara akurat?

Key theories

Kode genetik triplet yang hampir universal

Setiap asam amino ditentukan oleh satu atau lebih kodon tiga nukleotida, sebuah kode yang degeneratif dan sebagian besar dibagikan di seluruh kehidupan, ditetapkan melalui eksperimen sintesis bebas sel yang mendekode kodon pertama.

Dogma sentral — RNA menjadi protein

Translasi mewujudkan langkah pengarahan protein dari dogma sentral, mengubah informasi urutan yang dibawa oleh mRNA menjadi urutan asam amino suatu protein.

Mechanisms

Aminoasil-tRNA sintetase menempelkan setiap asam amino ke tRNA kognatnya, yang antikodonnya cocok dengan kodon mRNA yang sesuai. Subunit ribosom kecil, dengan faktor inisiasi, menemukan kodon awal; subunit besar kemudian bergabung, dan ribosom bergerak kodon demi kodon, mengkatalisis pembentukan ikatan peptida antara rantai yang tumbuh dan setiap aminoasil-tRNA yang masuk di pusat katalitiknya. Faktor elongasi mengantarkan tRNA dan mendorong translokasi, dan faktor pelepas mengenali kodon berhenti untuk membebaskan protein yang telah selesai.

Clinical relevance

Aparatus translasi adalah target banyak antibiotik yang memanfaatkan perbedaan antara ribosom bakteri dan manusia, dan kesalahan pembacaan kode serta cacat tRNA berkontribusi pada penyakit; diberikan sebagai signifikansi, bukan panduan klinis.

History

Kode genetik diuraikan pada awal hingga pertengahan tahun 1960-an melalui sintesis bebas sel dengan RNA sintetik oleh Nirenberg dan Matthaei serta pekerjaan penugasan kodon oleh Khorana dan lainnya; studi struktural ribosom selanjutnya mengungkapkan bahwa ia adalah ribozim, melengkapi penjelasan modern tentang translasi.

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Francis Crick
• Har Gobind Khorana
• Ada Yonath

Seminal works

• nirenberg1961
• crick1970
• watson2013

Frequently asked questions

Mengapa kode genetik disebut degeneratif?

Karena sebagian besar asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon, sehingga beberapa triplet yang berbeda dapat mengkode asam amino yang sama.

Apakah kode genetik sama di semua organisme?

Kode ini hampir universal, dengan penugasan kodon yang sama di sebagian besar kehidupan, meskipun beberapa organel dan organisme menggunakan variasi kecil.