Keterkaitan DNA dan Protein dalam Membentuk Sifat Spesifik dari Suatu Makhluk Hidup

Kita tahu bersama bahwa peran utama DNA pada makhluk hidup yaitu membawa informasi genetik yang akan membentuk sifat spesifik dari suatu makhluk hidup seperti warna rambut cokelat, golongan darah, warna kulit, bentuk gigi dan lain-lain. That’s means, informasi genetik inilah yang menyebabkan adanya perbedaan antar makhluk hidup seperti antara manusia dan hewan, hewan dan tumbuhan, manusia dan bakteri dan lain-lain. Bahkan informasi genetik juga menyebabkan perbedaan antar sesama spesies misalnya seorang adik dan kakak yang memiliki perbedaan rambut, sesama tumbuhan memiliki perbedaan buah/daun, sesama hewan memiliki perbedaan warna bulu dan lain-lain. Untuk lebih paham mengapa hal tersebut dapat terjadi, kalian dapat membaca disini.

Pernahkah kalian berpikir, jika DNA membawa informasi genetik lalu  bagaimana informasi tersebut dapat menentukan sifat suatu organisme? atau bagaimana informasi genetik yang di ubah atau disampaikan hingga membentuk sifat-sifat spesifik seperti warna rambut coklat, warna mata hitam, hidung mancung, bentuk rambut keriting dan lain-lain.

Informasi genetik yang tersimpan pada DNA disampaikan dalam bentuk protein. Penyampain informasi genetik (DNA) ke protein melalui suatu proses yang disebut eksperesi gen. Sebelum membahas lebih lanjut terkait ekspresi gen maka terdapat beberapa poin yang perlu diketahui diantaranya:

Apa sih protein itu?

Sebagian besar dari kita sudahh tidak asing lagi dengan kata protein. Menurut Irianto (2017) dan Campbell (2008), protein merupakan makromolekul yang menyusun lebih dari 50% massa kering sebagian sel tubuh. Jika dilihat dari penyusunnya, secara umum protein tersusun atas kumpulan kombinasi dari asam amino (tabel 1) yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Struktur asam amino mengandung 4 unsur utama yaitu Carbon , Hidrogen, Oksigen dan Nitrogen yang tidak dimiliki oleh makromolekul lainnya seperti lemak dan karbohidrat.

Bagaimanakah fungsinya?

Protein memiliki peranan sangat penting bagi makhluk hidup. Berbagai fungsi protein diantaranya yaitu sebagai katalis dalam mempercepat suatu reaksi (seperti enzim), sebagai penyokong struktural (seperti kolagen), sebagai penyimpanan (seperti putih telur), sebagai transport (seperti hemoglobin), sebagai komunikasi seluler (seperti hormon), sebagai reseptor, untuk bergerak (seperti aktin dan miosin),  dan sebagai pertahanan dari pathogen (seperti antibodi) (tabel 2).

Menariknya, asam amino yang yang menjadi komponen utama dalam protein memiliki urutan berbeda dan spesifik pada setiap protein. Perbedaan urutan asam amino tersebut disebabkan karena urutan basa nitrogen yang menyusun DNA (informasi genetik) juga berbeda. That’s means, informasi genetik yang dibawa oleh DNA dengan urutan basa nitrogen yang spesifik disampaikan dalam bentuk protein. Protein ini yang kemudian digunakan oleh makhluk hidup untuk keberlangsungan hidup.

Bagaimanakah proses ekspresi gen?

Ekspresi gen memiliki keterkaitan dengan biosintesis protein. Dimana pada proses ekspresi genetic maupun biosintesis protein sama-sama melibatkan transkipsi dan translasi (gambar 1).

1. Transkipsi

Transkipsi merupakan proses penyalinan urutan basa nitrogen (informasi genetik) pada DNA menjadi molekul mRNA (gambar 1). Proses transkipsi berlangsung di dalam inti sel. mRNA berbentuk untai tunggal dan tersusun atas gula ribosa, fosfat dan basa nitrogen (Timin, Urasil, Guanin dan Sitosin). Sebenarnya, proses penyalinan DNA ke mRNA yang berubah hanyalah basa nitrogen Timin (pada DNA) dan pada mRNA digantikan oleh Urasil (gambar 2). Produk hasil transkipsi yang berupa mRNA ini kemudian menuju ke ribosom untuk  melakukan proses translasi.

2. Translasi

Translasi merupakan proses penerjemahan urutan nukleotida mRNA menjadi rangkaian asam amino yang akan membentuk suatu polipeptida (protein). Proses translasi melibatkan ribosom sebagai tempat penggabungan asam-asam amino menjadi protein. Selain itu juga melibatkan tRNA sebagai pembawa asam amino ke ribosom dan “penerjemah” kode genetik pada mRNA. tRNA akan datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa  mRNA (gambar 2). Menariknya, tiga basa nitrogen/nukleotida diterjemahkan dalam satu asam amino (tabel 1 dan gambar 2). Produk hasil translasi yaitu berupa protein.

Protein yang terbentuk dari hasil translasi akan mengalami proses modifikasi seperti penggabungan dua polipetida, pengurangan asam amino dan atau penambahan gula, lipid, fosfat atau penambahan-penambahan yang lain. Modifikasi protein bertujuan untuk mengakifkan fungsi kerja protein itu sendiri. Contohnya protein hemoglobin, hasil translasinya terdiri atas dua polipetida (protein) yang terpisah dan kemudian diaktifkan dengan disatukan  menjadi satu sehingga terbentuklah protein hemoglobin yang aktif dan siap melakukan fungsinya.

Kesimpulan

DNA memiliki keterkaitan dengan protein. Dimana DNA yang mengnadung informasi genetik ditranslasikan atau disampaikan informasi tersebut dalam bentuk protein. Sehingga bentuk protein menyesuaikan informasi genetik dari DNA. Protein-protein inilah yang berperan dalam kelangsungan hidup dari suatu organisme.

DAFTAR PUSTAKA