Kode genetik adalah pemetaan antara sekuens tri-nukleotida yang disebut kodon dan asam amino; setiap triplet nukleotida dalam urutan asam nukleat menentukan asam amino tunggal.
Karena sebagian besar gen dikodekan dengan kode yang persis sama, kode khusus ini sering disebut sebagai kode genetik kanonik atau standar, atau hanya kode genetik, meskipun sebenarnya ada banyak kode varian; dengan demikian, kode genetik kanonik tidak universal.
Sebagai contoh, pada manusia, sintesis protein dalam mitokondria bergantung pada kode genetik yang bervariasi dari kode kanonik.
Genom suatu organisme tertulis dalam DNA, atau dalam beberapa virus RNA.
Bagian genom yang mengkode protein atau RNA disebut sebagai gen.
Gen-gen yang mengkode protein terdiri dari unit tri-nukleotida yang disebut kodon, masing-masing mengkode asam amino tunggal.
Setiap sub-unit nukleotida terdiri dari fosfat, gula deoksiribosa dan salah satu dari 4 basa nukleotida nitrogen.
Basa purin adenin (A) dan guanin (G) lebih besar dan terdiri dari dua cincin aromatik.
Basa pirimidin, sitosin (C) dan timin (T) lebih kecil dan hanya terdiri dari satu cincin aromatik.
Dalam konfigurasi heliks ganda, dua untai DNA bergabung satu sama lain dengan ikatan hidrogen dalam pengaturan yang dikenal sebagai pasangan basa.
Ikatan ini hampir selalu terbentuk antara basis adenin pada satu untai dan timin pada untai lainnya dan antara basis sitosin pada satu untai dan basis guanin pada untai lainnya. Ini berarti bahwa jumlah residu A dan T akan sama dalam heliks ganda yang diberikan sebagaimana jumlah residu G dan C.
Dalam RNA, timin (T) digantikan oleh urasil (U), dan deoksiribosa digantikan oleh ribosa.
Saat ini, para ilmuwan tahu bahwa kode sumber untuk sel secara harfiah ditulis dalam asam nukleat. Rekayasa genetika mengubah sifat organisme dengan menambahkan, menghapus, atau menulis ulang bagian-bagian dari DNA mereka – dan kemudian mengubah “bagian” apa yang dihasilkan sel.
“Programmer” genetik yang cukup terampil dapat membuat instruksi untuk sel hidup dari awal menggunakan kode asam nukleat. Para ilmuwan melakukan hal itu pada tahun 2010, menggunakan synthesizer DNA buatan untuk “menulis” genom dari awal menggunakan bit kode sumber yang diambil dari sel lain.
Semua sel hidup di Bumi “membaca” dan “menulis” kode sumber mereka dalam “bahasa” yang hampir sama persis menggunakan asam nukleat. Set tiga nukleotida, yang disebut kodon, dapat mengkode asam amino apa pun yang diberikan, atau untuk menghentikan atau memulai produksi protein.
Sifat lain dari asam nukleat dapat mempengaruhi ekspresi DNA dengan cara yang lebih halus, seperti dengan tetap bersatu dan mempersulit enzim transkripsi untuk mengakses kode yang mereka simpan.
Fakta bahwa semua sel hidup di Bumi “berbicara” hampir sama “bahasa” genetik mendukung gagasan leluhur bersama yang universal – yaitu, gagasan bahwa semua kehidupan di Bumi saat ini dimulai dengan sel primordial tunggal yang keturunannya berevolusi untuk menimbulkan untuk semua spesies hidup modern.
Dari perspektif kimia, nukleotida yang dirangkai menjadi asam nukleat terdiri dari gula lima karbon, gugus fosfat, dan basa yang mengandung nitrogen. Gambar di bawah ini menunjukkan gambar struktural dari empat DNA dan empat basa nitrogen RNA yang digunakan oleh makhluk hidup di Bumi dalam asam nukleat mereka.
Ini juga menunjukkan bagaimana ikatan “tulang punggung” gula-fosfat pada sudut yang menciptakan heliks – atau heliks ganda dalam kasus DNA – ketika beberapa asam nukleat dirangkai menjadi satu molekul tunggal:
DNA dan RNA keduanya adalah polimer yang terbuat dari nukleotida individu. Istilah “polimer” berasal dari “poli” untuk “banyak” dan “mer” untuk bagian-bagian, merujuk pada fakta bahwa setiap asam nukleat terbuat dari banyak nukleotida.
Karena asam nukleat dapat dibuat secara alami dengan mereaksikan bahan-bahan anorganik bersama-sama, dan karena mereka bisa dibilang merupakan bahan yang paling penting untuk kehidupan di Bumi, beberapa ilmuwan percaya bahwa “kehidupan” pertama di Bumi mungkin adalah urutan asam amino yang dapat direplikasi sendiri. yang diciptakan oleh reaksi kimia alami.
Asam nukleat telah ditemukan dalam meteorit dari ruang angkasa, membuktikan bahwa molekul kompleks ini dapat dibentuk oleh sebab alami bahkan di lingkungan di mana tidak ada kehidupan.
Beberapa ilmuwan bahkan telah menyarankan bahwa meteorit semacam itu mungkin telah membantu menciptakan “kehidupan” asam nukleat yang bereplikasi sendiri di Bumi. Ini tampaknya mungkin, tetapi tidak ada bukti kuat untuk mengatakan apakah itu benar.
