Apa itu RNA?
RNA duta
RNA duta ("messenger-RNA", mRNA) adalah RNA yang sintesisnya diarahkan oleh gen pada berkas DNA sebagai pembawa pesan. Dengan kata lain, mRNA adalah RNA yang merupakan hasil transkripsi DNA dan menjadi perantara pembawa urutan protein dalam proses translasi.
Evolusi
Sifat-sifat terwariskan diwariskan antar generasi via DNA, sebuah molekul yang dapat menyimpan informasi genetika. DNA merupakan sebuah polimer yang terdiri dari empat jenis basa nukleotida. Urutan basa pada molekul DNA tertentu menentukan informasi genetika. Bagian molekul DNA yang menentukan sebuah satuan fungsional disebut gen; gen yang berbeda mempunyai urutan basa yang berbeda. Dalam sel, unting DNA yang panjang berasosiasi dengan protein, membentuk struktur padat yang disebut kromosom. Lokasi spesifik pada sebuah kromosom dikenal sebagai lokus. Jika urutan DNA pada sebuah lokus bervariasi antar individu, bentuk berbeda pada urutan ini disebut sebagai alel. Urutan DNA dapat berubah melalui mutasi, menghasilkan alel yang baru. Jika mutasi terjadi pada gen, alel yang baru dapat memengaruhi sifat individu yang dikontrol oleh gen, menyebabkan perubahan fenotipe organisme. Walaupun demikian, manakala contoh ini menunjukkan bagaimana alel dan sifat bekerja pada beberapa kasus, kebanyakan sifat lebih kompleks dan dikontrol oleh interaksi banyak gen.
DNA komplemen
DNA komplemen, atau jauh lebih dikenal dengan singkatannya cDNA (dari "complementary DNA"), merupakan DNA untai tunggal ("single-stranded") sintetik/buatan yang disalin dari untai mRNA menggunakan teknik PCR dengan memanfaatkan enzim "reverse transcriptase". Penggunaan cDNA ini sangat luas, terutama dalam analisis ekspresi genetik dan transkriptomika. mRNA berkas tunggal atau transkriptom bersifat tidak stabil karena mudah dicerna dan dilebur dalam sel. Pengubahan mRNA berkas tunggal menjadi cDNA membuatnya lebih mudah dianalisis karena DNA lebih stabil (tidak mudah dilebur).
Inti sel
Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
Interferensi RNA
Dua tahun kemudian, mekanisme serupa, dinamakan quelling, dilaporkan oleh grup dari Italia yang bekerja menggunakan sejenis kapang oncom "Neurospora crassa". Kelompok ilmuwan Amerika Serikat di bawah pimpinan Andrew Fire dan Craig C. Mello melihat semua gejala ini sebagai sesuatu yang berkaitan dan menemukan proses yang sama pada lalat buah dan nematoda "Caenorhabditis elegans". Publikasi mereka pada tahun 1998 membuka mata banyak orang bahwa mekanisme pertahanan sel terhadap virus dan berbagai pengaturan/regulasi ekspresi fenotipe banyak dikendalikan oleh interferensi RNA. Atas hasil karya ini, keduanya dianugerahi Penghargaan Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran.
Unsur periode 2
Nitrogen adalah unsur pembentuk asam amino, dan tentunya juga protein, serta asam nukleat (DNA dan RNA). Ia terletak dalam struktur kimia hampir seluruh neurotransmiter, dan merupakan komponen penentu alkaloid, molekul biologi yang dihasilkan oleh banyak organisme.
Genetika
Francis Crick menjelaskan aliran informasi yang dibawa oleh DNA dalam rangkaian "The Central Dogma," yang berbunyi "Aliran informasi DNA dapat diterukan ke sel-sel maupun individu lainnya dengan replikasi, dapat diekspresikan menjadi suatu sinyal perantara dalam bentuk RNA, yang kemudian dapat ditranslasikan menjadi polipeptida, unit pembangun suatu fenotipe dari organisme yang ada."
RNA polimerase
Dalam memahami peran RNA polimerase pada proses transkripsi DNA perlu dijelaskan terlebih dahulu tentang proses transkripsi DNA itu sendiri. Transkripsi DNA tergantung pada pasangan komplemen basa. Pasangan rantai ganda DNA berpisah pada suatu lokasi khusus, salah satu rantai bertindak sebagai DNA contoh. Pada rantai DNA contoh, basa nitrogen bebas berpasangan kepada basa nitrogen komplemennya. Basa nitrogen A berpasangan dengan basa nitrogen T pada DNA, G dengan C, C dengan G, dan U dengan A. Proses berpasangannya basa yng bebas pada DNA contoh dipercepat atau dikatalis oleh enzim RNA polimerase dengan cara melekatkan basa sepanjang penambahan ribonukleotida pada DNA. Prinsip kerja RNA polimerase adalah menyatukan pasnagan komplemen basa pada DNA contoh.
Sel darah merah
Pada awal pembentukannya, eritrosit mamalia memiliki nuklei, tetapi nuklei tersebut akan perlahan-lahan menghilang karena tekanan saat eritrosit menjadi dewasa untuk memberikan ruangan kepada hemoglobin. Namun begitu, kadang tampak lekuk pada sisi tengah eritrosit, di mana dengan itu ia kadang disalah sangkakan sebagai nukleus. Karena alasan ketiadaan nukleus itulah, darah ada pula disebut sebagai eritroplastid, walau nama eritrosit jauh lebih umum. Eritrosit mamalia juga kehilangan organel sel lainnya seperti mitokondria. Maka, eritrosit tidak pernah memakai oksigen yang mereka antarkan, tetapi cenderung menghasilkan pembawa energi ATP lewat proses fermentasi yang diadakan dengan proses glikolisis pada glukosa yang diikuti pembuatan asam laktat. Lebih lanjut lagi bahwa eritrosit tidak memiliki reseptor insulin dan pengambilan glukosa pada eritrosit tidak dikontrol oleh insulin. Karena tidak adanya nuklei dan organel lainnya, eritrosit dewasa tidak mengandung DNA dan tidak dapat mensintesa RNA, dan hal ini membuat eritrosit tidak bisa membelah atau memperbaiki diri mereka sendiri.
Influenza
Karena tidak terdapatnya enzim proofreading RNA, polimerase RNA yang bergantung RNA yang mengkopi genom virus akan melakukan kesalahan kurang lebih setiap 10 ribu nucleotida, yang sesuai dengan rata-rata dari vRNA influenza. Oleh karena itu, sebagian besar dari virus influenza yan selesai dirangkai adalah mutan; hal ini akan menimbulkan hanyutan antigen, yang merupakan perubahan lambat pada antigen pada permukaan virus seiring dengan berjalannya waktu. Pemisahan genom menjadi delapan segmen vRNA yang terpisah memungkinkan percampuran atau reassortment dari vRNA apabila lebih dari satu jenis virus influenza menginfeksi suatu sel tunggal. Hal ini akan menimbulkan perubahan cepat dari genetika virus yang akan menimbulkan perpindahan antigen, yang merupakan perubahan tiba-tiba dari satu antigen ke antigen yang lain. Perubahan besar yang tiba-tiba memungkinkan virus untuk menginfeksi spesies inang baru dan dapat dengan cepat mengatasi kekebalan protektif yang telah ada. Hal ini penting dalam mekanisme munculnya pandem, yang didiskusikan di bawah ini dalam bagian Epidemiologi.
RNA-Mikro
Proses yang melibatkan miRNA sekarang diketahui mencakup berbagai bidang yang luas, termasuk di dalamnya perkembangan, pengisyaratan ("signalling") hormon, pemeliharaan homoeostasis, dan tanggapan terhadap isyarat lingkungan dan nutrisi.
HBx
HBx juga berinteraksi secara langsung dengan banyak gen. Beberapa ribu gen pengode protein tampak memiliki situs pengikatan HBx. Sebagai tambahan, untuk berikatan dengan gen pengode protein, HBx berikatan dengan promotor yang mengontrol 15 RNA-Mikro dan 16 RNA bukan pengode panjang. Untuk 15 miRNA dengan promotor berikatan dengan HBx, tingkat ekspresi meningkat pada delapan miRNA, menurun pada lima miRNA, dan tidak berubah secara signifikan pada dua miRNA. Setiap RNA-mikro dengan tingkat ekspresi yang berubah dapat berakibat pada ekspresi beberapa ratus RNA duta (lihat RNA-Mikro).
Fenotipe
Pengertian fenotipe mencakup berbagai tingkat dalam ekspresi gen dari suatu organisme. Pada tingkat organisme, fenotipe adalah sesuatu yang dapat dilihat/diamati/diukur, sesuatu sifat atau karakter. Dalam tingkatan ini, contoh fenotipe misalnya warna mata, berat badan, atau ketahanan terhadap suatu penyakit tertentu. Pada tingkat biokimiawi, fenotipe dapat berupa kandungan substansi kimiawi tertentu di dalam tubuh. Sebagai misal, kadar gula darah atau kandungan protein dalam beras. Pada taraf molekular, fenotipe dapat berupa jumlah RNA yang diproduksi atau terdeteksinya pita DNA atau RNA pada elektroforesis.
Siklus sel
Molekul primer itu disebut RNA primer, yang disintesis dengan enzim RNA polimerase atau dikenal sebagai enzim primase, dari RNA tertentu yang bersifat komplemen dengan salah satu area kromosom pada untai DNA. Primosom merupakan sebutan bagi seluruh kompleks yang berikatan dengan RNA primer.
Transkripsi (genetik)
Hasil transkripsi adalah berkas RNA yang masih "mentah" yang disebut mRNA primer. Di dalamnya terdapat fragmen berkas untuk protein yang mengatur dan membantu sintesis protein (translasi) selain fragmen untuk dilanjutkan dalam translasi sendiri, ditambah dengan bagian yang nantinya akan dipotong (intron). Berkas RNA ini selanjutnya akan mengalami proses yang disebut sebagai proses pascatranskripsi ("post-transcriptional process").
Asam ribonukleat
Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil cincin gula pentosa, sehingga dinamakan ribosa, sedangkan gugus pentosa pada DNA disebut deoksiribosa. Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timina pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenina, guanina, sitosina, atau urasil untuk suatu nukleotida.
Faktor transkripsi
Dalam genetika, faktor transkripsi adalah sekelompok protein di dalam inti sel yang berperan serta dalam proses transkripsi kode genetik menjadi mRNA. Faktor transkripsi merupakan mata rantai terakhir pada lintasan transduksi sinyal yang mengkonversi sinyal ekstraselular menjadi modulasi ekspresi genetik. Regulasi transkripsi dicapai dengan terikatnya protein pada deret dan motif struktur DNA tertentu yang biasanya terletak pada hulu gen target.
RNA polimerase
Ada tiga macam RNA polimerase yang digunakan dalam transkipsi pada inti organisme eukariot, namun hanya satu yang erfungsi pada sel bakteri. Ketiga RNA polimerase eukariot tersebut memulai proses transkripsi hanya ketika berkombinasi dengan faktor transkripsi khusus dan aktivator transkripsi. RNA polimerase I (Pol I) mentranskripsi gen r RNA yang berukuran 5,8; 28; dan 18 S (Svedberg). RNA polimerase seringkali berasosiasi dengan kromosom pada daerah inti. Ikatan yang terbentuk antara promoter dengan RNA polimerase I berbeda jauh dengan yang terbentuk oleh Polimerase II dan III. Polimerase II (Pol II) mentranskripsi mulai dari promoter yang mengendalikan sintesis molekul pre-mRNA yang terdiri dari daerah penyandian dan bukan penyandian gen. RNA polimerase III (Pol III) mentranskripsi promoter yang mengendalikan sintesis RNAs yang pendek seperti rRNA ukuran 5S, tRNA, snRNAs, dan srpRNAs.
Genom
DNA unting ganda ("double stranded", "ds") merupakan komponen pembentuk genom kebanyakan organisme dan semua sel. Namun, virus RNA memiliki genom RNA ds atau unting tunggal ("single stranded", "ss"). Secara umum, setiap molekul asam nukleat genom dapat disebut sebagai kromosom. Genom prokariota (organisme tanpa inti sel, contohnya bakteri) biasanya berupa molekul tunggal dsDNA sirkuler, walaupun dapat pula terdapat DNA ekstrakromosom berbentuk plasmid sirkuler yang menyandikan produk gen yang menguntungkan namun tidak esensial. Sementara itu, genom eukariota (organisme berinti sel, contohnya manusia) biasanya berupa sejumlah molekul dsDNA linear. Istilah genom inti ("nuclear genome") pada eukariota mengacu pada informasi genetik berupa kromosom, dan kadang kala juga fragmen DNA ekstrakromosom, di dalam inti sel. Genom ekstranuklear sel eukariotik mencakup genom mitokondria dan kloroplas, yang berupa molekul dsDNA sirkuler seperti pada prokariota.
Pengurutan DNA
Karena RNA dibentuk dengan transkripsi dari DNA, informasi yang dikandung RNA juga terdapat di dalam DNA cetakannya sehingga sekuensing DNA cetakan tersebut sudah cukup untuk membaca informasi pada RNA. Namun, sekuensing RNA dibutuhkan khususnya pada eukariota, karena molekul RNA eukariota tidak selalu sebanding dengan DNA cetakannya karena pemotongan intron setelah proses transkripsi.
Asam nukleat
Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
Dogma sentral biologi
Dogma sentral biologi menjelaskan mengenai proses perubahan gen dari DNA menjadi RNA, dan RNA menjadi protein. Dogma ini menjelaskan bagaimana proses pembacaan materi genetik menjadi protein yang berperan di setiap tahap metabolisme di dalam tubuh suatu organisme.
Persejajaran sekuen jamak
Persejajaran sekuen jamak () merupakan persejajaran tiga atau lebih sekuen asam nukleat, protein, atau RNA. Persejajaran ini dapat digunakan untuk melihat homologi baik secara keseluruhan ataupun parsial, yang nanti datanya dapat digunakan untuk melihat kekerabatan antar spesies.
Sitosina
Sitosina dapat ditemukan sebagai bagian DNA, dan bagian RNA, atau sebagai bagian dari suatu nukleotida. Sebagai cytidine triphosphate (CTP), dapat berfungsi sebagai ko-faktor enzim-enzim, dan dapat mentransfer suatu gugus fosfat untuk mengubah adenosine diphosphate (ADP) menjadi adenosine triphosphate (ATP).
Pirimidina
Dalam DNA dan RNA, basa-basa ini membentuk ikatan hidrogen dengan purina . Jadi, dalam DNA, senyawa purina adenina (A) dan guanina (G) masing-masing berpasangan dengan senyawa pirimidina timina (T) dan sitosina (C), membentuk pasangan-pasangan A:T dan G:C.
Unsur periode 2
Nitrogen disirkulasi secara alami oleh organisme hidup melalui 'siklus nitrogen'. Nitrogen dikonsumsi oleh tanaman hijau dan alga sebagai nitrat, dan digunakan untuk membangun basa yang diperlukan untuk membangun DNA, RNA dan semua asam amino. Asam amino adalah blok bangunan protein. Hewan memperoleh nitrogen mereka dengan memakan makhluk hidup lainnya. Mereka mencerna protein dan DNA menjadi basa dan asam amino konstituennya, membentuk kembali untuk digunakan sendiri. Mikroba dalam tanah mengkonversi senyawa nitrogen kembali menjadi nitrat untuk digunakan kembali oleh tanaman. Pasokan nitrat juga dipulihkan oleh bakteri pengikat nitrogen yang 'mengikat' nitrogen langsung dari atmosfer. Hasil panen dapat sangat meningkat dengan menambahkan pupuk kimia ke tanah, dibuat dari amonia. Jika digunakan secara sembarangan, pupuk dapat larut dari tanah dan hanyut menuju sungai dan danau, menyebabkan ganggang tumbuh pesat. Hal ini dapat menghalangi cahaya sehingga mencegah fotosintesis. Oksigen terlarut segera akan habis dan biota sungai atau danau akan mati.
Peredaman gen
Dalam interferensi RNA, proses transkripsi terjadi dan mRNA dapat mengalami penyuntingan dan dibawa keluar dari inti sel memasuki sitoplasma. Namun, karena kekhasan bentuk molekulnya, suatu mRNA akan mengalami proses degradasi sebelum sempat dibaca oleh ribosoma untuk di translasi. Degradasi terjadi karena mRNA yang teredam tidak berupa pilin tunggal tetapi berupa pilin ganda ("double-stranded", dsRNA). RNA pilin ganda dapat berasal dari virus atau individu eukariotik itu sendiri. Individu eukariotik dapat menghasilkan RNA berpilin ganda apabila dua sekuens yang saling komplementer, baik berupa berkas "sense" dan "antisense" yang berekspresi bersama-sama maupun sekuens gen yang mengakibatkan terbentuknya struktur "tusuk konde" ("hairpin") dari RNA produk.
Sel (biologi)
Semua sel dibatasi oleh suatu membran yang disebut membran plasma, sementara daerah di dalam sel disebut sitoplasma. Setiap sel, pada tahap tertentu dalam hidupnya, mengandung DNA sebagai materi yang dapat diwariskan dan mengarahkan aktivitas sel tersebut. Selain itu, semua sel memiliki struktur yang disebut ribosom yang berfungsi dalam pembuatan protein yang akan digunakan sebagai katalis pada berbagai reaksi kimia dalam sel tersebut.
Kehidupan
Sebuah masalah yang penting dalam hipotesis RNA-pertama adalah bahwa eksperimenyang dirancang untuk menyintesis RNA dari prekursor sederhana belum seberhasil seperti percobaan Miller-Urey yang menyintesis molekul organik lainnya dari prekursor anorganik. Salah satu alasan dari kegagalan membuat RNA di laboratorium adalah bahwa prekursor RNA sangat stabil dan tidak bereaksi satu sama lain dalam keadaan ambien. Namun, sintesis molekul RNA tertentu yang berhasil dalam keadaan yang diduga sama seperti saat sebelum kehidupan muncul di Bumi telah dicapai dengan menambahkan prekursor alternatif dalam urutan tertentu dengan prekursor fosfat dihadirkan selama reaksi. Penelitian ini membuat hipotesis RNA-pertama lebih masuk akal bagi banyak ilmuwan.
Pengurutan DNA
Pada mulanya, sekuensing DNA dilakukan dengan mentranskripsikannya ke dalam bentuk RNA terlebih dahulu karena metode sekuensing RNA telah ditemukan sebelumnya. Pada tahun 1965, Robert Holley dan timnya dari Cornell University di New York, Amerika Serikat, mempublikasikan sekuens tRNA alanin dari khamir yang terdiri atas 77 nukleotida. Sekuensing tRNA tersebut membutuhkan waktu 7 tahun dan hasilnya merupakan sekuens molekul asam nukleat yang pertama kali dipublikasikan. Sekuens DNA yang pertama kali dipublikasikan adalah DNA sepanjang 12 nukleotida dari suatu virus, yaitu bakteriofag lambda, pada tahun 1971, yang ditentukan dengan cara serupa oleh Ray Wu dan Ellen Taylor, keduanya juga dari Cornell University.
Sejarah Bumi
Beberapa tanah liat, terutama montmorilonit, memiliki sifat yang menjadikannya akselerator yang memungkinkan munculnya dunia RNA: mereka tumbuh dengan mereplikasi diri pola garis kristal mereka, menjadi bagian dari seleksi alam, dan dapat mengkatalisis pembentukan molekul RNA. Meskipun ide ini belum menjadi konsensus ilmiah, namun banyak ilmuwan yang mendukung ide ini.
Transkriptomika
Transkriptomika () merupakan bagian dari biologi molekular yang mengkaji tentang produk transkripsi secara keseluruhan ("transkriptom"). Produk transkripsi hanyalah RNA, sehingga transkriptomika bisa juga disebut sebagai ilmu tentang RNA dalam suatu organisme. Meskipun demikian, karena dinamika RNA dalam sel dipelajari pula, sejumlah protein ("vis a vis" enzim) dan beberapa zat lain juga dipelajari dalam kaitan dengan modifikasi RNA.
Dogma sentral biologi
Replikasi merupakan proses duplikasi DNA menjadi DNA dengan bantuan DNA polimerase. DNA memiliki struktur antiparalel. Beberapa jenis protein dan enzim yang terlibat dalam replikasi DNA adalah helikase, "single strand DNA-binding protein", primase, DNA polimerase, girase, dan ligase.
Pada tahap awal, kompleks helikase-primase akan membuka rantai ganda DNA menjadi 2 rantai tunggal "leading strand" dan "lagging strand". Namun, DNA merupakan struktur yang stabil sehingga memiliki kecenderungan untuk kembali ke struktur rantai ganda. "single strand DNA-binding protein" berperan untuk mencegah kedua rantai tunggal yang telah terpisah kembali menyatu. Selanjutnya, DNA polimerase tidak dapat mulai bekerja bila tidak ada daerah RNA yang dikenalinya. Daerah primer RNA ini akan dibuat oleh primase. Ketika primase telah memasang daerah primer yang dikenali DNA polimerase, maka DNA polimerase akan memulai sintesis DNA baru dengan arah 5'->3'. Karena DNA memiliki struktur antiparalel, maka pada rantai utama, pola sintesis rantai ganda akan berjalan dari arah 3'->5' (terjadi pada "leading strand"). Tidak seperti "leading strand" yang proses replikasi langsung dilakukan, pada "lagging strand" yang memiliki konformasi 5'->3', DNA polimerase tidak dapat langsung bekerja karena akan menghasilkan struktur DNA yang paralel. Oleh karena itu, diperlukan fragmen Okazaki. Fragmen ini akan diletakkan oleh primase pada jarak beberapa basa di depan sehingga replikasi dapat dilakukan dengan arah 5'->3'. Hal ini akan terus berulang, sehingga replikasi DNA berjalan secara setahap demi setahap. Enzim ligase berperan untuk menyambungkan fragmen Okazaki dengan hasil replikasi DNA. 
Fungsi utama dari replikasi adalah untuk menggantikan sel yang tua dengan sel yang baru dan segar. Selain itu, replikasi juga berperan dalam penurunan sifat dari orang tua ke anaknya.
Genom
Setiap organisme memiliki genom yang mengandung informasi biologis yang diperlukan untuk membangun tubuhnya dan mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke generasi berikutnya. Dengan sejumlah interaksi kompleks, urutan nukleotida komponen penyusun asam nukleat digunakan untuk membuat semua protein pada suatu organisme pada waktu dan tempat yang sesuai. Protein ini menjadi komponen pembentuk tubuh organisme atau memiliki kemampuan membuat komponen pembentuk tubuh tersebut atau mendorong reaksi metabolisme yang diperlukan untuk hidup. Kebanyakan genom, termasuk milik manusia dan makhluk hidup bersel lainnya, terbuat dari DNA (asam deoksiribonukleat), namun sejumlah virus memiliki genom RNA (asam ribonukleat).
Asam ribonukleat
Suatu gejala yang baru ditemukan pada penghujung abad ke-20 adalah adanya mekanisme peredaman ("silencing") dalam ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa RNA tidak diterjemahkan (translasi) menjadi protein oleh tRNA. Ini terjadi karena sebelum sempat ditranslasi, mRNA dicerna/dihancurkan oleh suatu mekanisme yang disebut sebagai "interferensi RNA". Mekanisme ini melibatkan paling sedikit tiga substansi (enzim dan protein lain). Gejala ini pertama kali ditemukan pada nematoda "Caenorhabditis elegans" tetapi selanjutnya ditemukan pada hampir semua kelompok organisme hidup.
Guanina
Guanina merupakan satu dari dua basa N purina yang menyusun DNA dan RNA. Dalam DNA pilin ganda, guanina berikatan dengan sitosina melalui tiga ikatan hidrogen. Guanina membentuk nukleosida bersama dengan gula ribosa yang dinamakan guanosina. Bentuk deoksiguanosina yang berikatan dengan tiga gugus fosfat anorganik (dGTP) merupakan salah satu bahan baku dalam teknik PCR.
Ninein
Beberapa varian transkrip alternatif disambung yang menyandi isoform yang berbeda telah dilaporkan. Pada dogma sentral biologi molekuler lama, gen ditranskripsi menjadi mRNA, lalu mengalami pematangan menjadi RNA matang. Namun kini diketahui, ekson pun bisa mengalami "splicing", dikenal dengan eksitron (ekson yang bernasib sama seperti intron). Dalam hal ini, ninein "full length" (penuh) terekspresi di inti sel dan terlokalisasi di zona ventrikular sebagai sel punca saraf. Namun produk transkrip alternatifnya, yang ukurannya lebih pendek, dikirim ke sitoplasma, dan aksinya adalah memicu diferensiasi (tidak menjadi sel saraf). Keadaan ini dikaitkan dengan gangguan pada penderita autisme.
Titan (satelit)
Pada Oktober 2010, Sarah Horst dari Universitas Arizona membuat simulasi radiasi ultraviolet dan partikel bermuatan yang menghujam atmosfer atas Titan dengan menghujamkan energi ke kumpulan gas yang komposisinya mirip dengan atmosfer Titan. Dalam simulasi tersebut, ia berhasil menemukan lima basa nukleotida—bahan penyusun DNA dan RNA—dan asam amino—bahan penyusun protein. Menurutnya, ini adalah pertama kalinya basa nukleotida dan asam amino ditemukan dalam keadaan tersebut tanpa keberadaan air.
Obat antivirus
Ada antivirus lain, yakni berdasarkan ribozim, yang mana enzim itu akan memotong RNA atau DNA virus pada tempat tertentu. Normalnya, ribozim digunakan sebagai bagian untuk membentuk virus, tetapi ribozim buatan dirancang untuk memotong RNA dan DNA pada tempat yang akan menonaktifkan virus.
Retikulum endoplasma
Jaring-jaring endoplasma adalah jaringan keping kecil-kecil yang tersebar bebas di antara selaput selaput di seluruh sitoplasma dan membentuk saluran pengangkut bahan. Jaring-jaring ini biasanya berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yang terdiri dari protein dan asam nukleat, atau RNA. Partikel-partikel tadi mensintesis protein serta menerima perintah melalui RNA tersebut (Time Life, 1984).
CDK
Kinase CD () adalah sub-tipe dari enzim kinase yang berperan dalam siklus sel, transkripsi DNA dan mRNA. CDK memicu fosforilasi pada residu asam amino serina dan treonina yang disebut serina kinase. Siklin merupakan salah satu aktivator CDK, yang membentuk kompleks CDK dengan sub-unit katalitik dari CDK. Karena aktivasi CDK merupakan hal yang sangat penting pada transisi fase dalam siklus sel, aktivasinya terbentuk dari konvergensi jenjang reaksi kimia organik.
William H. Stein
Pada 1937, setelah menamatkan sekolahnya, Stein pergi ke Institut Rockefeller untuk Riset Kedokteran di laboratorium Max Bergmann. Stein menganggap Bergmann salah satu ahli kimia protein terbesar dalam abad itu. Selama waktu ini, Stein dan kolaborator Stanford Moore mulai mempelajari komposisi protein asam amino. Mereka devised sebuah cara untuk memisahkan asam amino menggunakan bentuk zat tepung kentang. Dari analisis inilah mereka memulai risetnya pada susunan ribonuklease asam amino. (Ribonuklease ialah enzim/protein yang mempercepat reaksi kerusakan RNA dalam komponen yang lebih kecil. RNA menyalin informasi genetika dari DNA dan kemudian mengubahnya ke dalam protein untuk tubuh buat digunakan). Setelah tahun-tahun riset berdedikasi, Stein dinaikkan pada kegurubesaran di Institut ini pada 1954.
Genetika
Dalam kaitannya dengan genetika, DNA memiliki peran/ kontribusi yang amat penting. DNA adalah bahan genetik mendasar yang mengontrol sifat-sifat makhluk hidup, terkeskpresikan dalam bentuk polipeptida, meskipun tidak seluruhnya adalah protein (dapat diekspresikan sebagai RNA yang memiliki reaksi katalitik, seperti SNRPs).
Asam ribonukleat
Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru.
Dogma sentral biologi
Transkripsi merupakan proses perubahan DNA menjadi RNA dengan bantuan RNA polimerase. Transkripsi terjadi di nukleus dan hasil RNA akan dibawa menuju sitoplasma untuk tahap translasi. Perbedaan DNA dan RNA adalah keberadaan gugus basa Timin (T) pada DNA yang digantikan oleh gugus basa Urasil (U). Tiga tahapan utama transkripsi adalah:
Arkea
Archaea dipisahkan sebagai domain ketiga karena perbedaan besar dalam struktur RNA ribosomal mereka. Molekul RNA yang telah disekuensing, yang dikenal sebagai 16s rRNA, hadir di semua organisme dan selalu memiliki fungsi penting yang sama, produksi protein. Karena fungsi ini jadi pusat kehidupan, organisme dengan mutasi dari 16s rRNA yang tidak mungkin untuk bertahan hidup, menyebabkan stabilitas besar dalam struktur nukleotida ini selama beberapa generasi. 16s rRNA juga cukup besar untuk menyimpan informasi organisme tertentu, tetapi cukup kecil untuk diurutkan dalam jumlah dikelola waktu. Pada tahun 1977, Carl Woese, seorang ahli mikrobiologi mempelajari urutan genetik organisme, mengembangkan metode sekuensing baru yang melibatkan membelah RNA menjadi fragmen yang bisa diurutkan dan dibandingkan dengan fragmen lain dari organisme lain. Semakin mirip pola antara spesies-spesies, organisme-organismenya adalah lebih dekat.
Hibridisasi (biologi molekular)
Dalam biologi molekular, hibridisasi adalah pembentukan ikatan dupleks stabil antara dua rangkaian nukleotida yang saling komplementer melalu perpasangan basa N. Hibridisasi dapat menunjukkan suatu keseragaman sekuens. Pasangan DNA–DNA, DNA–RNA, atau RNA–RNA dapat terbentuk melalui proses ini .
Siklus nitrogen
Nukleotida yang diperlukan dalam sintesis RNA maupun DNA dapat dihasilkan melalui lintasan metabolisme, sehingga istilah "nukleotida esensial" kurang tepat. Kandungan nitrogen pada purina dan pirimidina yang didapat dari asam amino glutamina, asam aspartat dan glisina, layaknya kandungan karbon dalam ribosa dan deoksiribosa yang didapat dari glukosa.
DNA komplemen
Sintesis cDNA total ini menguntungkan karena dapat membantu penelitian dalam mengkarakterisasi struktur gen atau ekspresinya, cDNA bersifat lebih stabil dibandingkan dengan RNA yang merupakan molekul untai tunggal yang labil dan mudah terdegradasi, selain itu cDNA lebih tahan dalam jangka waktu panjang/ bersifat permanen. cDNA juga merupakan molekul yang cocok untuk digabungkan atau disisipkan ke dalam berbagai vektor kloning seperti plasmid, kosmid, dan bakteriofage, dan dapat digunakan untuk screening berbagai pustaka DNA genomik yang kompleks. Selain itu, populasi mRNA yang telah dibentuk menjadi cDNA dan diklon akan menghasilkan pustaka cDNA yang hanya mempresentasikan informasi pengkode/ sekuen yang terekspresi (ekson) saja, sehingga jauh lebih efektif dalam proses klon.
Asam nukleat
Asam nukleat (bahasa Inggris: "nucleic acid") adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) dan Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.
Virologi
Genom virus dapat berupa DNA ataupun RNA. Genom virus dapat terdiri dari DNA untai ganda, DNA untai tunggal, RNA untai ganda, atau RNA untai tunggal. Selain itu, asam nukleat genom virus dapat berbentuk linear tunggal atau sirkuler. Jumlah gen virus bervariasi dari empat untuk yang terkecil sampai dengan beberapa ratus untuk yang terbesar. Bahan genetik kebanyakan virus hewan dan manusia berupa DNA, dan pada virus tumbuhan kebanyakan adalah RNA yang beruntai tunggal.
Sejarah Bumi
Meskipun, molekul RNA yang dapat mereplikasi diri telah dapat diproduksi di laboratorium, namun tetap ada keraguan tentang apakah kemungkinan mensintesis RNA non-biologis. Ribozim awal kemungkinan terbentuk dari asam nukleat sederhana seperti PNA, TNA atau GNA, yang akan digantikan kemudian oleh. Replikator pra-RNA lainnya telah dikemukakan, termasuk kristal dan bahkan sistem kuantum.
Biologi
Gen adalah satuan pewarisan utama semua organisme. Gen merupakan bagian dari ADN yang memengaruhi bentuk atau fungsi organisme. Semua organisme, dari bakteri hingga hewan, memiliki mekanisme yang mentranslasi ADN menjadi protein. Sel mentranskripsi ADN menjadi asam ribonukleat (ARN), dan ribosom kemudian mentranslasi ARN menjadi protein, sebuah rangkaian asam amino. Kode translasi semua organisme pada dasarnya sama. Misalnya, rangkaian ADN yang menyandikan insulin dalam tubuh manusia juga menyandikan insulin ketika dimasukkan ke organisme lain seperti tumbuhan.
Sel (biologi)
Nukleus mengedalikan sintesis protein di dalam sitoplasma dengan cara mengirim molekul pembawa pesan berupa RNA, yaitu mRNA, yang disintesis berdasarkan "pesan" gen pada DNA. RNA ini lalu dikeluarkan ke sitoplasma melalui pori nukleus dan melekat pada ribosom, tempat pesan genetik tersebut diterjemahkan menjadi urutan asam amino protein yang disintesis.
Basa nukleotida
Urasil menggantikan timina pada RNA. Kedua basa ini identik terkecuali bahwa urasil kekurangan gugus 5' metil. Adenina dan guanina merupakan kelas molekul bercincin dua yang disebut purina (disingkat sebagai R). Sitosina, timina, dan urasil semuanya merupakan pirimidina (disingkat Y).
Influenza
Protein inti ini berserta dengan vRNA akan membentuk kompleks yang akan ditranspor ke inti sel, di mana polimerase RNA yang bergantung RNA akan memulai transkripsi vRNA komplementer sense positif (langkah 3a dan b). vRNA dapat keluar menuju sitoplasma dan mengalami translasi (langkah 4) atau tetap bertahan pada nucleus. Protein virus yang baru disintesis dapat disekresi melalui apparatus Golgi menuju permukaan sel (pada neuraminidase dan hemagglutinin , langkah 5b) atau ditranspor kembali menuju inti sel untuk berikatan dengan vRNA dan membentuk partikel genom virus yang baru (langkah 5a). Protein virus lainnya memiliki kerja yang beragam pada sel inang, termasuk mengurai mRNA seluler dan mempergunakan nukleotida bebas untuk sintesis vRNA dan juga menghambat translasi mRNA dan juga menghambat translasi mRNA sel inang.
Sejarah Bumi
Penemuan yang menjelaskan bahwa jenis molekul RNA yang disebut ribozim dapat mengkatalisis baik replikasi sendiri maupun pembuatan protein membuka hipotesis baru yang mengatakan bahwa bentuk kehidupan awal sepenuhnya didasarkan pada RNA. Mereka bisa membentuk dunia dunia RNA di mana ada individu tetapi tidak ada spesies, seperti mutasi dan transfer gen horizontal yang diartikan bahwa keturunan dalam setiap generasi cenderung memiliki genom yang berbeda dari induknya. RNA kemudian diganti oleh DNA, yang lebih stabil sehingga dapat mempertahankan genom untuk waktu yang lebih lama. Ribozim tetap menjadi komponen utama ribosom, yang merupakan "pabrik protein" sel modern.
Craig C. Mello
Pada 2006, Mello dan Fire menerima Nobel untuk penelitian mereka yang dimulai pada 1998, ketika Mello dan Fire bersama rekan mereka (SiQun Xu, Mary Montgomery, Stephen Kostas, Sam Driver) mempublikasikan sebuah makalah pada jurnal "Nature". Mereka menjelaskan bagaimana potongan kecil RNA sel menghancurkan mRNA atau RNA duta sebelum dapat memproduksi protein. Hal ini dapat menghilangkan dampak gen tertentu, dan memungkinkan manusia memerangi penyakit seperti AIDS dan kanker.
Kehidupan
Percobaan terbaru telah menunjukkan evolusi Darwin sejati dari enzim RNA unik (ribozim) terdiri dari dua komponen katalitik terpisah yang mereplikasi satu sama lain secara "in vitro". Dalam menjelaskan hal ini dari laboratoriumnya, Gerald Joyce menyatakan: "Ini adalah contoh pertama, di luar biologi, dari adaptasi evolusioner dalam sistem genetika molekuler." Percobaan tersebut membuat kemungkinan adanya dunia RNA primordial menjadi lebih menarik bagi banyak ilmuwan.
Interferensi RNA
Interferensi RNA (RNAi, dari "RNA interference") merupakan salah satu mekanisme pada sel hidup untuk mengendalikan aktivitas gen. Karena pertama kali ia diketahui sebagai suatu proses untuk "mementahkan" hasil transkripsi sehingga translasi tidak dapat berlangsung, ia pernah dikenal sebagai mekanisme peredaman gen pascatranskripsi ("post-transcriptional gene silencing", PTGS). Dalam RNAi terlibat dua jenis RNA berukuran kecil – miRNA dan siRNA – yang berperan penting. Kedua RNA berukuran kecil ini dapat berikatan dengan RNA lain (yang komplementer dengan urutan basanya) sehingga "mengganggu" (meng-interferensi) proses yang melibatkan RNA tersebut, misalnya dengan mencegah terbentuknya protein/enzim. Peran penting interferensi RNA mencakup sistem pertahanan terhadap informasi genetik asing (dari virus dan transposon), mengatur proses perkembangan, dan dalam sejumlah aspek ekspresi gen lainnya.
Dalam sejarahnya, mekanisme proses ini pertama kali ditemukan pada tumbuhan hias "Petunia" dan kemudian dipublikasi oleh tim peneliti di bawah pimpinan R.A. Jorgensen (1990) dan dianggap sebagai satu-satunya mekanisme peredaman gen pascatranskripsi dalam proses pertumbuhan. Dari hasil penelitian inilah muncul istilah PTGS. Penelitian-penelitian terhadap mekanisme pertahanan sel menghadapi virus dengan mekanisme serupa sebenarnya bahkan sudah diketahui sebelumnya, tetapi belum ada yang mengaitkan mekanisme itu dengan fungsi lebih luas.
RSA
serta
Helikase
Helikase yang umum ditemukan adalah Helikase DNA dan Helikase RNA. Helikase DNA memiliki nomor EC 3.6.4.12 dan berperan dalam proses replikasi DNA. Berbeda dengan helikase DNA, helikase RNA memiliki nomor EC 3.6.4.13 dan berperan dalam proses translasi. Arti dari nomor EC 3 adalah enzim ini termasuk kelas enzim hidrolisis. Mekanisme kerja helikase DNA adalah membentuk komplek nucleoprotein, disebut replisome, dengan primase dan memotong ikatan pada "double helix" DNA menjadi 2 rantai tunggal DNA. Kestabilan replisome akan mempengaruhi proses replikasi pada "lagging-strand", khususnya panjang fragmen Okazaki yang terbentuk. Semakin stabil replisome, maka fragmen Okazaki akan semakin panjang dan memudahkan tugas RNA polymerase. Peran helikase juga terlihat dalam perbaikan DNA dan rekombinasi DNA di semua organisme.
Intron
Intron () merupakan segemen gen yang pada mulanya ikut ditranskripsi menjadi bagian pada deret mRNA, namun teriris keluar agar mRNA tersebut dapat berfungsi. Oleh sebab itu intron tidak terlibat dalam proses translasi mRNA membentuk protein. mRNA yang masih mengandung intron disebut pre-mRNA.
Biokimia
Penemuan penting lain di bidang biokimia adalah penemuan gen dan perannya dalam mentransfer informasi di dalam sel. Bagian biokimia ini terkadang juga disebut dengan biologi molekuler. Pada tahun 1950-an, James D. Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin, dan Maurice Wilkins menemukan bagaimana struktur DNA dan mencoba mencari hubungannya dengan transfer informasi genetik. Pada tahun 1958, George Beadle dan Edward Tatum berhasil memenangkan Hadiah Nobel akibat penelitian mereka mengenai jamur yang menunjukkan bahwa satu gen memproduksi satu enzim. Pada tahun 1988, Colin Pitchfork adalah orang pertama yang terbukti melakukan tindak kriminal melalui bukti DNA. Belum lama ini, Andrew Z. Fire dan Craig C. Mello memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 2006 atas penemuan fungsi dari RNA interferensi (RNAi).
Biokimia
Asam nukleat merupakan makromolekul biokimia yang kompleks, terdiri dari rantai-rantai nukleotida yang menyimpan informasi genetik. Jenis asam nukleat yang paling umum adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan di segala jenis sel makhluk hidup dan virus. Disamping sebagai penyimpan informasi genetik, asam nukleat juga berperan dalam penyampai pesan kedua, serta pembentuk molekul dasar untuk adenosin trifosfat.
Kanker payudara
Array-mikro [[DNA]] merupakan suatu metode yang diawali dengan membandingkan sel normal dengan sel kanker dan melihat perbedaan yang terjadi pada [[ekspresi gen]]etik antara dua jenis sel. Walaupun perbedaan ekspresi genetik tersebut belum tentu menunjukkan ciri khas onkogen sel kanker, namun beberapa grup periset mempertimbangkan bahwa beberapa grup/kluster [[gen]] mempunyai kecenderungan untuk meninggalkan jejak genetik pada sel lain hingga terjadi [[ekspresi gen]]etik yang sama, yang disebut profil genetik. Dengan demikian, dinamika fungsional gen dan [[genom]] dapat diamati seperti proses [[transkripsi]] [[mRNA]], identifikasi domain pengikat dari protein [[asam nukleat]], [[analisis]] "single-nucleotide polymorphism".
Pengenalan evolusi
Setiap organisme hidup (terkecuali virus RNA) mengandung molekul DNA yang membawa informasi genetik. Gen adalah untaian DNA yang membawa informasi dan memengaruhi sifat dan ciri organisme. Gen menentukan penampilan umum suatu individu dan secara terbatas memengaruhi perilakunya. Jika dua organisme berkerabat dekat, DNA-nya akan sangat mirip. Di sisi lain, dua organisme yang berkerabat jauh akan memiliki perbedaan DNA yang lebih besar Sebagai contoh, dua orang bersaudara memiliki hubungan yang lebih dekat dan DNA yang lebih mirip daripada dua orang sepupu. Kemiripan pada DNA biasanya menentukan hubungan antar spesies sama seperti ia menunjukkan hubungan antar individu. Sebagai contoh, perbandingan DNA gorila, simpanse, dan manusia menunjukkan 96% kemiripan DNA antara manusia dengan simpanse. Perbandingan ini mengindikasikan bahwa manusia dan simpanse lebih berkerabat dekat terhadap satu sama lainnya daripada terhadap gorila.
Bidang sistematika molekuler memfokuskan pada pengukuran kemiripan pada molekul DNA dan menggunakan informasi ini untuk menentukan seberapa jauh kedua organisme berkerabat melalui evolusi. Perbandingan ini mengizinkan para ahli biologi membangun "pohon hubungan" evolusi kehidupan yang ada di Bumi. Perbandingan ini bahkan dapat mengizinkan para ilmuwan menyingkap hubungan antar organisme yang leluhurnya telah hidup sangat lama sedemikiannya tiada kemiripan yang terpantau pada organisme sekarang.
DNA probe
DNA probe adalah suatu fragmen DNA atau RNA atau protein pelacak target gen. DNA probe yang telah dilabel akan berkomplementasi dengan target melalui hibridisasi sehingga dapat mendeteksi keberadaan gen tertentu. Terdapat dua macam probe, yaitu homologus dan heterologus. Homologus adalah probe yang diperoleh dari DNA dengan sumber yang sama dengan DNA yang akan dilacak sehingga ikatan komplemen probe dengan DNA target cenderung lebih kuat dan presisi. Sedangkan heterologus adalah probe diperoleh dari sumber organisme yang berbeda atau dibuat secara sintetik sehingga ikatannya kurang presisi dengan gen target..
Virus
Retroviridae merupakan virus berbentuk ikosahedral. Virus ini memiliki genom RNA berjumlah dua buah yang keduanya identik dan memiliki polaritas positif yang nantinya akan diekspresikan menjadi enzim polimerase yang unik yaitu reverse traskriptase yang berguna untuk mengubah RNA menjadi DNA. DNA yang dihasilkan nantinya akan berintegrasi ke dalam DNA sel inang sebagai provirus.
Virus ini termasuk ke dalam virus yang ganas, dapat menyebabkan penekanan sistem kekebalan tubuh dan juga tumor. Sifatnya yang ganas tersebut disebabkan salah satunya karena virus ini mudah mengalami mutasi.
Ribosa
Sebagai sebuah komponen RNA yang digunakan untuk transkripsi genetika, ribosa sangat penting bagi makhluk hidup. Dia berhubungan dengan deoksiribosa, yang merupakan komponen dari DNA. Ribosa juga komponen dari ATP, NADH, dan beberapa kimia lainnya yang sangat penting bagi metabolisme.
DNA mitokondria
MtDNA terdiri dari daerah pengode (coding region)dan daerah yang tidak mengode (non-coding region). MtDNA mengandung 37 gen pengode untuk 2 rRNA, 22 tRNA, dan 13 polipeptida yang merupakan subunit kompleks enzim yang terlibat dalam fosforilasi oksidatif, yaitu: subunit 1, 2, 3, 4, 4L, 5, dan 6 dari kompleks I, subunit b (sitokrom b) dari kompleks III, subunit I, II, dan III dari kompleks IV (sitokrom oksidase) serta subunit 6 dan 8 dari kompleks V. Kebanyakan gen ini ditranskripsi dari untai H, yaitu 2 rRNA,14 dari 22 tRNA dan 12 polipeptida. MtDNA tidak memiliki intron dan semua gen pengode terletak berdampingan. Sedangkan protein lainnya yang juga berfungsi dalam fosforilasi oksidatif seperti enzim-enzim metabolisme, DNA dan RNA polimerase, protein ribosom dan mtDNA regulatory factors semuanya dikode oleh gen inti, disintesis dalam sitosol dan kemudian diimpor ke organel.
Translasi (genetik)
Proses translasi berupa penerjemahan kodon atau urutan nukleotida yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino tertentu. Kodon pada mRNA akan berpasangan dengan antikodon yang ada pada tRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Tiga nukleotida di antikodon tRNA saling berpasangan dengan tiga nukleotida dalam kodon mRNA menyandi asam amino tertentu. Proses translasi dirangkum dalam tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi (pemanjangan) dan terminasi (penyelesaian). Translasi pada mRNA dimulai pada kodon pertama atau kodon inisiasi translasi berupa ATG pada DNA atau AUG pada RNA. Penerjemahan terjadi dari urutan basa molekul (yang juga menyusun kodon-kodon setiap tiga urutan basa) mRNA ke dalam urutan asam amino polipeptida. Banyak asam amino yang dapat disandikan oleh lebih dari satu kodon. Tempat-tempat translsasi ini ialah ribosom, partikel kompleks yang memfasilitasi perangkaian secara teratur asam amino menjadi rantai polipeptida. Asam amino yang akan dirangkaikan dengan asam amino lainnya dibawa oleh tRNA. Setiap asam amino akan dibawa oleh tRNA yang spesifik ke dalam kompleks mRNA-ribosom. Pada proses pemanjangan ribosom akan bergerak terus dari arah 5'3P ke arah 3'OH sepanjang mRNA sambil merangkaikan asam-asam amino. Proses penyelesaian ditandai dengan bertemunya ribosom dengan kodon akhir pada mRNA.
HIV
Setelah menempel, selubung virus akan melebur (fusi) dengan membran sel sehingga isi partikel virus akan terlepas di dalam sel. Selanjutnya, enzim transkriptase balik yang dimiliki HIV akan mengubah genom virus yang berupa RNA menjadi DNA. Kemudian, DNA virus akan dibawa ke inti sel manusia sehingga dapat menyisip atau terintegrasi dengan DNA manusia. DNA virus yang menyisip di DNA manusia disebut sebagai provirus dan dapat bertahan cukup lama di dalam sel. Saat sel teraktivasi, enzim-enzim tertentu yang dimiliki sel inang akan memproses provirus sama dengan DNA manusia, yaitu diubah menjadi mRNA. Kemudian, mRNA akan dibawa keluar dari inti sel dan menjadi cetakan untuk membuat protein dan enzim HIV. Sebagian RNA dari provirus yang merupakan genom RNA virus. Bagian genom RNA tersebut akan dirakit dengan protein dan enzim hingga menjadi virus utuh. Pada tahap perakitan ini, enzim protease virus berperan penting untuk memotong protein panjang menjadi bagian pendek yang menyusun inti virus. Apabila HIV utuh telah matang, maka virus tersebut dapat keluar dari sel inang dan menginfeksi sel berikutnya. Proses pengeluaran virus tersebut melalui pertunasan (budding), di mana virus akan mendapatkan selubung dari membran permukaan sel inang.
Pada saat paling awalpun deteksi HIV dapat dilakukan dengan pemeriksaan darah, walaupun tidak ada gejala apapun. Pada tahap kedua telah ada gejala klinis, misalnya kulitnya jelek, gatal-gatal dan batuk pilek seperti flu biasa. Pada tahap ketiga akan mengalami penurunan berat badan dan terkena TBC. Dan pada tahap keempat telah mengalami komplikasi, sulit disembuhkan dan biasanya diikuti dengan kematian.
Nukleoprotein
Ribonukleoprotein mempunyai peran proteksi. Di dalam sel, mRNA tidak akan pernah ditemukan sebagai molekul bebas. RNA selalu berkaitan dengan ribonukleoprotein dan berfungsi sebagai kompleks ribonukleoprotein.
Nutrien
Nutrien atau hara adalah unsur atau senyawa kimia yang digunakan untuk metabolisme atau fisiologi organisme. Nutrien biasanya dikategorikan menjadi nutrien yang menyediakan energi dan yang digunakan sebagai komponen untuk tubuh atau struktur sel. Suatu nutrien disebut esensial bagi organisme jika zat tersebut tidak dapat disintesis oleh organisme dan harus dipenuhi dari sumber makanan.
Di antarabeberapa Nutrien, Nutrien yang tegolong dalam Nutrien organik adalah karbohidrat, lemak, protein, asam amino, namun Senyawa kimia anorganik seperti air (H₂O), and oksigen (O₂) juga dapat dianggap nutrien.. Jenis-Jenis Nutrisi yg diperlukan dalam jumlah yang sedikit disebut nutrisi mikro, sedangkan jenis-jenis nutrisi yg diperlukan dalam jumlah yg besar disebut nutrisi makro. Dan efek dari nutrien tergantung dari dosisnya.Lemak mengandung energi 9 kkal / g (~ 37,7 kJ / g); protein dan karbohidrat 4 kkal / g (~ 16,7 kJ / g). Etanol ( biji-bijian alkohol ) mengandung energi 7 kkal / g (~ 29.3 kJ / g).Tanaman menyerap nutrisi dari tanah atau dari udara, ataupun dari air (terutama tanaman air). Tentu saja dengan pengecualian tanaman karnivora yang mencerna nutrisi dari hewan yang terjebak dalam perangkap tanaman eksternal.
Molecular beacon
Total RNA yang telah diisolasi akan diamplifikasi dengan metode RT-PCR (Real Time-Polymerase Chain Reaction) menggunakan enzim reverse transcriptase, sehingga didapatkan cDNA. Primer yang digunakan adalah primer forward dan reverse untuk setiap gen yang ingin didapatkan.
Deteksi dari mRNA penanda tumor yang berbeda dapat diketahui secara bersamaan dengan pelabelan fluorophore yang berbeda jenis, pada molecular beacon survivin dilabel dengan fluorophore hijau, dan pada cyclin D1 dilabel dengan fluorophore merah. Pewarna untuk fluorophore hijau adalah FITC, sedangkan pewarna fluorophore merah adalah Texas Red. Quencher yang digunakan adalah dabcyl. Untuk kontrol digunakan molecular beacon untuk mendeteksi ekspresi gen GAPDH. Pada sel kelenjar susu yang normal, sinyal fluoresensi untuk kedua gen tersebut sangat rendah, sehingga probe untuk kedua gen ini dapat menjadi indikator dari keberadaan sel kanker payudara. Hasil dari ekspresi sinyal fluoresensi berkorelasi dengan ekspresi gen survivin dan cyclin D1.
Mikovirus
Mikovirus mempunyai genom yang beragam, tetapi kebanyakan mikovirus mempunyai genom berupa RNA untai ganda (dsRNA) yang dibungkus dalam partikel berbentuk isometrik. Berdasarkan tipe genomnya, mikovirus dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok besar, serta 13 famili. Adapun rinciannya adalah sebagai berikut: yang genomnya berupa dsRNA linier terdiri dari 7 famili yaitu "Totiviridae, Partitiviridae, Megabirnaviridae, Chrysoviridae, Quadriviridae, Reoviridae, Endornaviridae"; yang genomnya berupa ssRNA (+) linier terdiri dari 5 famili yaitu "Alphaflexiviridae, Barnaviridae, Gammaflexiviridae, Hypoviridae, Narnaviridae"; yang genomnya berupa ssRNA (-) linier terdiri dari satu famili yang sedang diusulkan yaitu "Mycomononegaviridae". Masih ada satu lagi yaitu yang genomnya berupa ssDNA lingkar terdiri dari satu anggota yang belum diklasifikasikan. Anggota virus ini diisolasi dari jamur "Sclerotinia sclerotiorum". Adapun karakteristik dari virus ini adalah genomnya berupa ssDNA (DNA untai tunggal) dengan struktur berbentuk cincin. Berdasarkan analisis runutan asam nukleatnya, mikovirus ini berkerabat dekat dengan anggota familia "Geminiviridae".
Nukleotida
Nukleotida adalah monomer penyusun RNA, DNA, dan beberapa kofaktor, seperti CoA, FAD, FMN, NAD, dan NADP. Dalam sel, kofaktor ini memainkan peran penting dalam fiksasi energi (misalnya fotosintesis), metabolisme, dan transduksi sinyal seluler.
Sitosina
Dalam DNA dan RNA, sitosina berpasangan dengan guanina. Namun, ikatan ini secara inheren tidak stabil, dan dapat diubah menjadi urasil (). Ini dapat menghasilkan suatu point mutation jika tidak diperbaiki oleh enzim-enzim DNA repair seperti urasil glikosilase, yang memutus suatu urasil dalam DNA.
Inti sel
Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk sintesis protein.
Transkriptase balik
Transkriptase balik adalah enzim yang mengkatalisis reaksi transkripsi balik RNA utas tunggal menjadi DNA utas ganda. Keberadaaan enzim ini di dalam partikel retrovirus pertama kali dilaporkan oleh Howard Temin dan David Baltimore secara terpisah pada tahun 1970 hingga meraih penghargaan Nobel. Virus yang memiliki materi genetik berupa RNA dapat menginfeksi sel hidup karena memiliki enzim transkriptase balik. Enzim ini memiliki tiga macam aktivitas enzimatik, yaitu sintesis (pembuatan) DNA dari cetakan RNA, sintesis DNA dari cetakan DNA (aktivitas seperti enzim polimerase), digesti (pemotongan) RNA polimerase dari kompleks hibrid DNA-RNA sehingga menyisakan DNA utas tunggal (aktivitas RNaseH). DNA yang dihasilkan dari cetakan RNA tersebut disebut sebagai DNA komplementer atau cDNA ("complementary DNA"). Enzim transkriptase balik terdiri dari dua polipeptida dengan komposisi yang berbeda-beda pada berbagai retrovirus.
Virus hepatitis B
Sejumlah unsur RNA bukan pengode telah diidentifikasi di dalan genom HBV, yaitu: PRE-alfa HBV, PRE-beta HBV, dan RNA sinyal enkapsidasi epsilon HBV.
Asam deoksiribonukleat
Rantai punggung unting DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Ikatan yang tidak simetris ini membuat DNA memiliki arah atau orientasi tertentu. Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu unting berlawanan dengan orientasi nukleotida unting lainnya. Hal ini disebut sebagai "antiparalel". Kedua ujung asimetris DNA disebut sebagai 5' (lima prima) dan 3' (tiga prima). Ujung 5' memiliki gugus fosfat terminus, sedangkan ujung 3' memiliki gugus hidroksi terminus. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya, yakni gula 2-deoksiribosa pada DNA digantikan gula ribosa pada RNA.
Transfer RNA
Transfer RNA (transfer-Ribonucleic acid) atau asam ribonukleat transfer adalah molekul yang menginterpretasikan pesan genetik berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA dengan cara mentransfer asam-asam amino ke ribosom dalam proses translasi. Dengan kata lain, tRNA merupakan molekul pembawa asam-asam amino yang akan disambungkan menjadi rantai polipeptida. Hal ini karena kemampuan tRNA dalam membentuk kompleks dengan asam-asam amino.
Asam amino yang dibawa tRNA spesifik, oleh karena itu ada sekitar 20 macam tRNA yang masing-masing membawa asam amino yang spesifik karena di alam ada sekitar 20 asam amino yang menyusun protein. Asam amino yang dibawa oleh tRNA sesuai dengan antikodon yang merupakan komplemen dari kodon mRNA dan akan berpasangan secara antiparalel saat translasi. Saat translasi, dua molekul tRNA akan menempel pada ribosom untuk satu molekul mRNA, dan dua asam amino yang dibawa oleh kedua tRNA tersebut akan dirangkaikan menjadi polipeptida. Inilah prinsip sintesis rantai polipeptida.
tRNA ialah salah satu dari molekul-molekul RNA selain mRNA dan rRNA yang dimiliki oleh semua organisme seluler dan berperan dalam ekspresi gen . tRNA dan rRNA adalah molekul RNA yang bukan genom (bukan molekul yang diterjemahkan).
Struktur primer tRNA merupakan rantai nukleotida linear dengan ukuran panjang 73 sampai 93 nukleotida dengan berat molekul total antara 25 sampai 30 kilo dalton. Pada molekul tRNA terdapat jenis-jenis basa yang tidak umum atau termodifikasi. Misalnya pseudourasil dan dihidrourasil yang merupakan modifikasi dari basa urasil.
RSA
dan
Operon lac
Pada keadaan tidak ada laktosa ataupun "inducer" lainnya, represor tetap akan mengikat "lacO" dan menghalangi terjadinya transkripsi karena pengikatan RNA polimerase diblokir pada situs "lacP", tetapi konsentrasi represor akan menurun karena terjadi protein "turnover" atau mengalami degradasi dan dilusi oleh pertumbuhan dan pembelahan sel, sehingga "lacO" akan dilepas oleh represor secara berkala, dan RNA polimerase dapat mengikat pada "lacP" dan menginiasasi transkripsi. Sintesis mRNA yang terjadi seperti ini dinamakan sebagai "sneak synthesis". Translasi mRNA polisistronik yang terjadi akan menghasilkan ketiga enzim yang menjadi stuktural dari lac operon dengan konsentrasi yang rendah. Enzim pada konsentrasi rendah ini dinamakan sebagai level basal dari enzim, sehingga sel tidak akan pernah kehilangan enzim untuk katabolisme laktosa.
Translasi (genetik)
Walaupun mekanisme dasar transkripsi dan translasi serupa untuk prokariota dan eukariota, terdapat suatu perbedaan dalam aliran informasi genetik di dalam sel tersebut. Karena bakteri tidak memiliki nukleus (inti sel), DNA-nya tidak tersegregasi dari ribosom dan perlengkapan pensintesis protein lainnya. Transkripsi dan translasi dipasangkan dengan ribosom menempel pada ujung depan molekul mRNA sewaktu transkripsi masih terus berlangsung. Pengikatan ribosom ke mRNA membutuhkan situs yang spesifik. Sebaliknya, dalam sel eukariot selubung nukleus atau membran inti memisahkan transkripsi dari translasi dalam ruang dan waktu. Transkripsi terjadi di dalam inti sel dan mRNA dikirim ke sitoplasma tempat translasi terjadi.
Asam ribonukleat
Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus pentosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus pentosa dari nukleotida yang lain.
Roger D. Kornberg
Kornberg dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Kimia pada tahun 2006 "untuk penelitiannya mengenai basis molekul transkripsi eukaryota" yang menjelaskan proses di mana DNA berubah menjadi RNA.
Basa nukleotida
Selain adenosina (A), sitidina (C), guanosina (G), timidina (T) dan uridina (U), DNA dan RNA juga mengandung basa-basa yang telah dimodifikasi setelah rantai asam nukelat terbentuk. Pada DNA, basa satu-satunya yang dimodifikasi adalah 5-metilsitidina (m5C). Pada RNA, terdapat banyak basa yang dimodifikasi, meliputi pseudouridina (Ψ), dihidrouridina (D), inosina (I), ribotimidina (rT) dan 7-metilguanosina (m7G).
Asam ribonukleat
Beberapa molekul RNA berperan aktif dalam sel dengan mengkatalis reaksi biologis, mengendalikan ekspresi gen, atau merasakan dan mengkomunikasikan tanggapan terhadap sinyal seluler. Salah satu dari proses aktif ini adalah sintesis protein, fungsi yang universal dimana molekul mRNA mengarhkan perakitan protein pada ribosom. Proses ini menggunakan molekul RNA transfer () untuk memberikan asam amino ke ribosom, di mana RNA ribosomal () kemudian menghubungkan asam amino bersama-sama untuk membentuk protein.
RNA polimerase
Penemuan tentang RNA polimerase ditunjukkan oleh beberapa ilmuwan secara independen diantaranya adalah Charles Yanofsky, Audrey Stevens, dan Jerard Hurwitz pada tahun 1960. Fungsi enzim RNA polimerase pada transkripsi organisme eukariot dijelaskan secara lengkap oleh Roger D. Kornberg pada tahun 2006.
Asam ribonukleat
Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21 diketahui bahwa RNA hadir dalam berbagai macam bentuk dan terlibat dalam proses pascatranslasi. Dalam pengaturan ekspresi genetik orang sekarang mengenal RNA-mikro (miRNA) yang terlibat dalam "peredaman gen" atau "gene silencing" dan "small-interfering RNA" (siRNA) yang terlibat dalam proses pertahanan terhadap serangan virus.
Ribosom
Ribosom adalah salah satu organel yang berukuran kecil dan padat dalam sel yang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Ribosom berdiameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (disebut Ribonukleoprotein atau RNP). Organel ini menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida (yaitu protein) menggunakan asam amino yang dibawa oleh tRNA pada proses translasi. Di dalam sel, ribosom tersuspensi di dalam sitosol atau terikat pada retikulum endoplasma kasar, atau pada membran inti sel.
Ribosom adalah komponen sel yang membuat protein dari semua asam amino. Salah satu prinsip utama biologi, sering disebut sebagai “dogma sentral,” adalah DNA yang digunakan untuk membuat RNA, yang, pada gilirannya, digunakan untuk membuat protein. Urutan DNA gen disalin ke RNA mRNA. Ribosom kemudian membaca informasi dalam RNA dan menggunakannya untuk membuat protein. Proses ini dikenal sebagai translasi; yaitu, ribosom “menerjemahkan” informasi genetik dari RNA menjadi protein. Ribosom melakukan hal ini dengan mengikat sebuah mRNA dan menggunakannya sebagai template untuk urutan yang benar asam amino pada protein tertentu. Asam amino yang melekat pada RNA transfer tRNA molekul, yang masuk salah satu bagian dari ribosom dan mengikat ke urutan messenger RNA. Asam amino terlampir yang kemudian bergabung bersama oleh bagian lain dari ribosom. Ribosom bergerak sepanjang mRNA, “membaca” urutan dan menghasilkan rantai asam amino. Ribosom terbuat dari kompleks dari RNA dan protein.
Ribosom dibagi menjadi dua subunit, satu lebih besar daripada yang lain. Mengikat subunit kecil untuk mRNA, sedangkan mengikat subunit yang lebih besar kepada tRNA dan asam amino. Ketika selesai membaca mRNA ribosom, kedua subunit terpecah. Ribosom telah diklasifikasikan sebagai ribozim, karena RNA ribosomal tampaknya paling penting bagi aktivitas transferase peptidil yang menghubungkan asam amino bersama. Ribosom dari bakteri, archaea dan eukariota tiga domain kehidupan di Bumi, memiliki struktur secara signifikan berbeda dan urutan RNA. Perbedaan-perbedaan dalam struktur memungkinkan beberapa antibiotik untuk membunuh bakteri oleh ribosom menghambat mereka, sementara meninggalkan ribosom manusia tidak terpengaruh. Ribosom dalam mitokondria sel eukariotik mirip pada bakteri, yang mencerminkan asal usul evolusi kemungkinan organel ini berasal dari kata ribosom asam ribonukleat.
Ribosom tidak memiliki membran (selaput). Hal ini disebabkan antaralain:
1. Ribosom merupakan organel terkecil.
2. Untuk membuat membran (selaput) harus terdiri dari lipid (lemak) dan protein, sedangkan pada ribosom hanya terdapat protein.
Ribonuklease
Ribonuklease (umumnya disingkat RNase) adalah jenis nuklease yang mengkatalis degradasi RNA menjadi komponen-komponen yang lebih kecil. Ribonuklease dapat dibagi menjadi endoribonuklease dan eksoribonuklease.
CRISPR
CRISPR/sistem "Cas" adalah suatu sistem kekebalan prokariota yang memberikan perlawanan terhadap elemen genetik asing seperti yang hadir dalam plasmid dan bakteriofag yang menyediakan bentuk sistem kekebalan tiruan. RNA menyimpan urutan pengatur jarak yang membantu protein "Cas" mengenali dan memotong DNA eksogen. Protein "Cas" yang dipandu RNA lainnya memotong RNA asing. CRISPR ditemukan dalam sekitar 40% dari genom bakteri yang telah disekuensing dan 90% arkea yang telah disekuensing.
Rana
Rana sel Kerr (en:Kerr cell shutter) adalah salah satu jenis rana dengan kecepatan nanodetik. Rana sel Kerr mendayagunakan efek Kerr untuk menahan atau meneruskan cahaya.
Obat antivirus
Pada 10 Agustus 2011, peneliti di MIT mempublikasikam sebuah metode baru untuk menginhibisi RNA, proses yang secara selektif mempengaruhi sel yang terinfeksi. Peneliti tersebut menamakan proses itu "Double-stranded RNA Activated Caspase Oligomerizer" (DRACO). Yang menurut peneliti "Secara teori, [DRACO] dapat bekerja melawan semua virus."
Pengujian DNA
Sampel jaringan biologis yang mengandung sel diproses untuk diekstrak DNA-nya. DNA merupakan molekul yang relatif stabil, tidak cepat terurai meskipun sel-sel yang membawanya telah mati. Dengan demikian, penggunaannya sebagai alat forensik dapat diandalkan. Pada teknik profiling selain RFLP, sejumlah sangat kecil DNA sudah mencukupi untuk dilakukannya pengujian.
DNA yang telah dimurnikan akan dipaparkan pada teknologi penanda (marker/marka) genetik tertentu untuk melihat pola-pola khas yang dimiliki oleh setiap individu. Karena DNA bersifat baka dan semua sel pada satu individu berasal dari zigot yang sama, pola-pola penanda ini tetap sama untuk semua bagian tubuh dan relatif tidak berubah sampai individu tersebut mati. Pola-pola inilah yang disebut sebagai "profil DNA" atau "sidik jari DNA" ("DNA fingerprint", karena mirip fungsinya sebagai penciri khas individu seperti sidik jari). Teknologi penanda genetik yang baik adalah yang "kodominan", maksudnya adalah dapat membedakan berkas DNA asal tetua betina (ibu) dari berkas DNA asal tetua jantan (bapak). Penanda genetik yang memiliki ciri ini contohnya adalah RFLP, STR atau SSR (mikrosatelit), dan SNP.
Protein
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.
Dari makanan kita memperoleh protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesis sendiri oleh tubuh "esensial", sedangkan sebagian asam amino dapat disintesis sendiri atau "tidak esensial" oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh. Kode untuk asam amino tidak esensial dapat disintesis oleh DNA. Ini disebut dengan transkripsi DNA. Kemudian karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi.
Kinetika enzim
Tidak semua katalis biologis adalah enzim protein; katalis RNA seperti ribozim dan ribosom sangat penting untuk banyak fungsi seluler, seperti pembelahan RNA dan translasi. Perbedaan utama antara ribozim dan enzim adalah bahwa katalis RNA terdiri dari nukleotida, sedangkan enzim terdiri dari asam amino. Ribozim juga melakukan serangkaian reaksi yang lebih terbatas, walaupun mekanisme reaksi dan kinetiknya dapat dianalisis dan diklasifikasikan dengan metode yang sama.