ASAM AMINO

Sebuah asam amino tersusun dari sebuah karbon (disebut atom karbon alfa) dengan empat gugus yang terikat. Gugus itu adalah gugus karboksil (COO^–), yang merupakan asam; sebuah gugus amino (H₃N⁺), yang bersifat basa; sebuah atom hidrogen tunggal (H); dan sebuah gugus yang dilambangkan dengan R, yaitu rantai samping, yang berbeda-beda dari satu asam amino dengan asam amino lainnya. 

Ketika karbon karboksil dalam satu asam amino berikatan kovalen dengan atom nitrogen dalam bagian amino dari asam amino lain, maka air dilepaskan, dan terbentuklah ikatan peptida. Molekul-molekul protein tersusun dari asam amino rantai panjang yang diikat dengan ikatan peptida.

Dalam sistem pencernaan binatang, asam amino dihasilkan dalam pencernaan molekul protein, yang kemudian dibawa oleh aliran darah menuju sel tubuh dan didaur ulang. Asam amino digunakan untuk menyusun protein lain sesuai dengan rencana yang terdapat dalam DNA sel dan dibawa keluar oleh RNA dengan bantuan katalisator protein (enzim). Kebanyakan asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh juga bisa disintesis dari asam amino yang telah diduar ulang. Disebut asam amino nonesensial. Asam amino lain yang harus dipasok khusus dari makanan disebut asam amino esensial. Lebih dari 100 asam amino secara alamiah berada dalam tanaman dan bakteri, tetapi hanya 20 yang ditemukan dalam binatang.

Setiap asam amino berhubungan erat dengan suatu kunci kode gaenetik yang disebut kodon. Hampir semua bentuk kehidupan di muka bumi menggunakan kode genetik yang sama, yaitu kodon. Jika basa nukleotida di dalam DNA dianggap sebagai huruf-huruf di dalam kode genetik, maka kodon adalah kata-katanya, dan gen adalah deretan kodon yang berbaris membentuk kalimat. Dalam dogma sentral mengenai ekspresi gen, pesan DNA diterjemahkan ke dalam bentuk mRNA (messenger RNA), yang kemudian ditranslasi menjadi protein.

Berikut ini adalah proses rinci bagaimana kodon bekerja:

·         Terdapat empat macam deretan basa nukleotida di dalam DNA, yaitu adenin, timin, sitosin, dan guanin, umumnya ditulis A, T, S, dan G.

·         mRNA mentranskripsi basa nukleotida DNA dalam urutan yang sama pada ribosom, kecuali bahwa timin diganti dengan urasil. Di dalam ribosom, protein disusun dengan cara menggandengkan beberapa asam amino yang telah dikumpulkan. Urutan asam amino di dalam protein ditentukan oleh tRNA (transfer RNA), yang mentransfer urutan basa nukleotida sama seperti yang ada di dalam DNA.

Tabel berikut berisi nama, singkatan baku, dan rumus struktur linier dari 20 asam amino yang ditemukan dalam binatang:

Asam Amino	Singkatan	Struktur Linier
Alanin	ala A	CH3-CH(NH2)-COOH
Arginin	arg R	HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH
Asparagin	asn N	H2N-CO-CH2-CH(NH2)-COOH
Asam Aspartat	asp D	HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH
Sistein	cys C	HS-CH2-CH(NH2)-COOH
Asam Glutamat	glu E	HOOC-(CH2)-CH(NH2)-COOH
Glutamin	gln Q	H2N-CO-(CH2)2-CH(NH2)-COOH
Glisin	gly G	NH2-CH2-COOH
Histidin	his H	NH-CH=N-CH=C-CH2-CH(NH2)-COOH
Isoleusin	ile I	CH3-CH2-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH
Leusin	leu L	(CH3)2-CH-CH2-CH(NH2)-COOH
Lisin	lys K	(CH3)2-CH-CH2-CH(NH2)-COOH
Metionin	met M	CH3-S-(CH2)2-CH(NH2)-COOH
Fenilalanin	phe F	Ph-CH2-CH(NH2)-COOH
Prolin	pro P	NH-(CH2)3-CH-COOH
Serin	ser S	HO-CH2-CH(NH2)-COOH
Treonin	thr T	CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH
Tiptofan	trp W	Ph-NH-CH=C-CH2-CH(NH2)-COOH
Tirosin	tyr Y	HO-Ph-CH2-CH(NH2)-COOH
Valin	val V	(CH3)2-CH-CH(NH2)-COOH

Namun, bagaimana empat nukleotida basa menunjukkan yang mana di antara 20 asam amino yang harus digunakan untuk menyusun protein?

·      Jika setiap basa nukleotida menentukan satu asam amino, hanya 4 asam amino yang bisa disusun.

·      Jika dua basa nukleotida dalam satu baris menentukan satu asam amino tunggal, 4² = 16 asam amino akan dihasilkan. Ini tidak cukup.

·      Jika tiga pasangan basa nukleotida dalam satu baris menentukan satu asam amino tunggal, maka 4³ = 64 asam amino bisa terbentuk, lebih dari cukup. Jadi, sebuah kodon terdiri atas sebuah triplet, yaitu 3 basa dalam satu baris.

Sifat triplet kodon dipastikan dalam percobaan oleh Francis Crick pada tahun 1961. Penentuan triplet kodon dari basa nukleotida mana yang khusus untuk asam amino tertentu, dimulai pada tahun 1961 oleh ahli biokimia Amerika, Marshall Nirenberg, ketika dia menentukan bahwa UUU mengkode asam amino fenilalanin. Dalam percobaan berikutnya yang dilakukan oleh Nirenberg dan kawan-kawan pada tahun 1966, seluruh hubungan antara kodon dan asam amino berhasil ditentukan.

Tabel berikut berisi hubungan antara kodon tiga huruf dengan asam amino yang ditambahkan pada molekul protein yang disusun oleh sebuah RNA. Tabel ini menggunakan basa nukleotida RNA, yaitu U, C, A, dan G, dan bukan basa DNA T, C, A, dan G. Kodon mulai dan berhenti mengendalikan mulai dan berakhirnya transkripsi RNA.

	U	C	A	G
U	UUU = Phe UUC = Phe UUA = Leu UUG = Leu	UCU = Ser UCC = Ser UCA = Ser UCG = Ser	UAU = Tyr UAC = Tyr UAA = Berhenti UAG = Berhenti	UGU = Cys UGC = Cys UGA = Berhenti UGG = Trp	U C A G
C	CUU = Leu CUC = Leu CUA = Leu CUG = Leu	CCU = Pro CCC = Pro CCA = Pro CCG = Pro	CAU = His CAC = His CAA = Gln CAG = Gln	CGU = Arg CGC = Arg CGA = Arg CGG = Arg	U C A G
A	AUU = Ile AUC = Ile AUA = Ile AUG = Met	ACU = Ther ACC = Thr ACA = Thr ACG = Thr	AAU = Asn AAC = Asn AAA = Lys AAG = Lys	AGU = Ser AGC = Ser AGA = Arg AGG = Arg	U C A G
G	GUU = Val GUC = Val GUA = Val GUG = Val	GCU = Ala GCC = Ala GCA = Ala GCG = Ala	GAU = Asp GAC = Asp GAA = Glu GAG = Glu	GGU = Gly GGC = Gly GGA = Gly GGG = Gly	U C A G

Perhatikan bahwa kebanyakan asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon. Penyimpangan ini sering kali berarti bahwa asam amino yang sama disusun tanpa melihat basa mana yang berada pada posisi ketiga dalam kodon. Karena posisi ketiga ini sering salah dibaca, maka penyimpangan ini meminimalkan pengaruh salah baca.

Tabel berikut berisi 20 asam amino dan kodon yang berhubungan serta dua tindakan penyusunan protein.

MULAI	AUG, GUG	Leu	UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
Ala	GCU, GCC, GCA, GCG	Lys	AAA, AAG
Arg	CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG	Met	AUG
Asn	AAU, AAC	Phe	UUU, UUC
Asp	GAU, GAC	Pro	CCU, CCC, CCA, CCG
Cys	UGU, UGC	Ser	UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Gln	CAA, CAG	Thr	ACU, ACC, ACA, ACG
Glu	GAA, GAG	Trp	UGG
Gly	GGU, GGC, GGA, GGG	Tyr	UAU, UAC
His	CAU, CAC	Val	GUU, GUC, GUA, GUG
Ile	AUU, AUC, AUA	BERHENTI	UAG, UGA, UAA