Gen dan DNA

Satu set kromosom manusia memuat sekitar 3 miliar pasangan basa DNA; sekitar 1 persen sekuensnya menyandikan protein.

Petunjuk yang diwariskan dari orang tua ke anak

Anak sering mewarisi warna mata salah satu orang tuanya atau bentuk hidung kakek atau neneknya. Pasti ada sesuatu yang membawa informasi itu dari satu generasi ke generasi berikutnya, dan sesuatu itu harus disalin setiap kali sel membelah. Sesuatu itu adalah asam deoksiribonukleat, atau DNA. NHGRI, lembaga genom milik National Institutes of Health Amerika Serikat, menggambarkan DNA sebagai molekul yang memuat petunjuk biologis yang membuat setiap spesies unik. Petunjuk itu diwariskan dari individu dewasa kepada keturunannya saat berkembang biak.

Pada tumbuhan, hewan, dan jamur (eukariota), sebagian besar DNA berada di dalam inti setiap sel. Sel sangat kecil, padahal memuat banyak molekul DNA yang panjang, sehingga setiap molekul dikemas rapat menjadi struktur yang disebut kromosom. DNA di dalam inti merupakan genom inti; genom lengkap juga mencakup DNA di luar inti. Ada juga sedikit DNA di mitokondria, bagian sel yang melepaskan energi. DNA ini hanya diwarisi dari ibu, karena hanya sel telur yang mempertahankan mitokondrianya saat pembuahan.

Empat huruf pada rantai gula dan fosfat

DNA adalah rantai yang tersusun dari satuan-satuan bernama nukleotida. Setiap nukleotida terdiri atas tiga bagian: gugus fosfat, gula bernama deoksiribosa, dan salah satu dari empat basa bernitrogen. Basa-basa itu adalah adenin (A), timin (T), guanin (G), dan sitosin (C). Gula dan fosfat berselang-seling membentuk rangka yang panjang, sementara basa-basanya mencuat dari rangka itu seperti gigi sisir. Urutan basa sepanjang rantai, yang disebut sekuens, itulah informasinya. Pada model 3D, manik-manik krem adalah gula, manik-manik jingga adalah fosfat, dan lempeng berwarna adalah basa.

Menurut NHGRI, satu set kromosom manusia memuat sekitar 3 miliar pasangan basa dan sekitar 20 000 gen penyandi protein pada 23 kromosom. Gen adalah bagian DNA dengan petunjuk untuk protein atau RNA fungsional. Wilayah penyandi protein mencakup sekitar 1 persen sekuens DNA. Beberapa wilayah nonpenyandi ikut menentukan kapan, di mana, dan seberapa banyak setiap protein dibuat.

Dari gen ke protein dalam dua langkah

Protein mengerjakan sebagian besar tugas di dalam tubuh: membangun rambut dan otot, mengangkut oksigen, dan mempercepat reaksi kimia. Sel mengubah gen menjadi protein dalam dua langkah. Pertama, pada transkripsi, sebuah enzim membaca salah satu untai DNA dan membuat molekul RNA duta (mRNA) yang sesuai. RNA memakai basa urasil (U) di tempat DNA memakai timin. Kedua, pada translasi, mesin pembuat protein di dalam sel membaca mRNA tiga basa sekaligus. Setiap kelompok tiga basa, yang disebut kodon, mewakili salah satu dari 20 jenis asam amino atau tanda "stop". Asam-asam amino disambung menurut urutan itu sehingga terbentuk protein.

Kamu bisa menghitung sendiri mengapa diperlukan tiga huruf. Jika satu kodon hanya dua basa, kombinasinya cuma 4 × 4 = 16, terlalu sedikit untuk 20 asam amino. Dengan tiga basa ada 4 × 4 × 4 = 64 kombinasi, lebih dari cukup. Itulah sebabnya beberapa kodon sering berarti asam amino yang sama. Model di halaman ini dimulai dengan ATG, kodon awal yang mewakili metionin. Di menu Tampilan, pilih Transkripsi lalu tekan Putar untuk melihat salinan mRNA memanjang di sepanjang gen.