Penerjemah DNA ke Protein - Konversi Kodon & Asam Amino

Penerjemah DNA ke protein mengubah urutan DNA atau RNA menjadi rantai asam amino yang dikodekannya, menggunakan kode genetik standar. Alat ini membaca urutan tiga basa sekaligus dan mencocokkan setiap triplet dalam tabel tetap berisi 64 kodon.

Cara kerja penerjemahan

Sebuah gen ditulis dalam empat huruf: A, C, G dan T (atau U pada RNA). Sel membaca huruf-huruf ini dalam kelompok tiga yang tidak tumpang tindih, disebut kodon. Setiap kodon mewakili satu asam amino, atau sinyal stop yang mengakhiri rantai.

Alat ini terlebih dahulu membersihkan masukan. Alat ini mengubah huruf kecil menjadi huruf besar, menghapus spasi, jeda baris dan angka, serta mengubah setiap U menjadi T, karena urasil pada RNA berpasangan dengan kodon yang sama seperti timin pada DNA. Alat ini kemudian menolak karakter apa pun yang bukan A, C, G atau T, seperti kode ambiguitas semacam N, sehingga sebuah urutan tidak pernah diterjemahkan secara keliru tanpa disadari.

Kode genetik standar

Alat ini menggunakan Tabel Penerjemahan NCBI 1, "Kode Standar", kode genetik yang digunakan oleh sebagian besar organisme termasuk manusia. Tabel ini menetapkan setiap dari 64 kemungkinan kodon ke salah satu dari 20 asam amino atau ke sinyal stop.

Tiga kodon adalah kodon stop: TAA, TAG dan TGA. Tidak satu pun dari kodon ini mengkode asam amino. Ketika alat mencapai salah satunya, penerjemahan berhenti di sana. Kodon stop itu sendiri tidak ditambahkan ke protein, dan basa apa pun setelahnya diabaikan.

Kodon ATG mengkode asam amino metionin (Met, M). Pada sebagian besar organisme, ATG juga berfungsi sebagai kodon start, yaitu kodon tempat ribosom mulai membaca sebuah gen.

Kerangka baca

Sebuah urutan DNA dapat dibaca dengan tiga cara berbeda, disebut kerangka baca, tergantung dari basa mana penghitungan dimulai:

• Kerangka 1 dimulai dari basa pertama.
• Kerangka 2 dimulai dari basa kedua, melewati basa pertama.
• Kerangka 3 dimulai dari basa ketiga, melewati dua basa pertama.

Menggeser kerangka bahkan hanya satu basa mengubah setiap kodon setelahnya, sehingga urutan yang sama dapat menghasilkan tiga rantai asam amino yang sama sekali berbeda. Biasanya hanya satu kerangka yang merupakan kerangka pengkode sesungguhnya dari sebuah gen.

Memindai ke kodon start pertama

Secara bawaan, alat ini menerjemahkan mulai dari basa pertama kerangka yang dipilih, apa pun kodon yang kebetulan ada di sana. Ini sesuai dengan cara kerja alat sejak awal dan berguna untuk menerjemahkan urutan yang sudah diketahui berada dalam kerangka sejak posisi pertama.

Pengaturan opsional "pindai ke kodon start pertama" mengubah titik mulai penerjemahan, bukan cara penerjemahannya. Ketika diaktifkan, alat ini mencari di sepanjang kerangka yang dipilih untuk menemukan kodon ATG pertama dan mulai menerjemahkan dari sana, melewati semua basa sebelumnya. Ini mencerminkan cara ribosom menemukan awal kerangka baca terbuka (open reading frame, ORF), alih-alih menerjemahkan dari titik sembarang dalam urutan yang lebih panjang. Jika tidak ada ATG dalam kerangka tersebut, alat ini melaporkan bahwa tidak ditemukan kodon start, alih-alih menebak.

Mematikan pengaturan ini mengembalikan perilaku semula: penerjemahan dimulai dari awal kerangka.

Cara menghitung penerjemahan DNA ke protein

1. Masukkan urutan DNA atau RNA. Spasi, jeda baris, angka dan karakter bergaya FASTA diabaikan secara otomatis.
2. Pilih kerangka baca: 1, 2 atau 3.
3. Secara opsional, aktifkan "pindai ke kodon start pertama" untuk mulai dari ATG pertama dalam kerangka, alih-alih dari awal kerangka.
4. Alat ini membaca urutan tiga basa sekaligus, mencocokkan setiap kodon dalam kode genetik standar, dan berhenti pada kodon stop pertama.
5. Hasilnya adalah urutan protein, ditulis sebagai kode asam amino satu huruf, beserta rincian kodon demi kodon.

Contoh perhitungan

Urutan: ATGGCCTAA, kerangka baca 1, pemindaian kodon start dimatikan.

Proteinnya adalah MA. Penerjemahan berhenti pada TAA, sehingga apa pun setelahnya tidak dibaca.

Sekarang ambil urutan yang lebih panjang, CCCATGGCCTAA, pada kerangka 1. Dengan pemindaian dimatikan, alat membaca dari basa paling awal: CCC (Pro), ATG (Met), GCC (Ala), lalu TAA (stop), menghasilkan protein PMA. Dengan pemindaian diaktifkan, alat melewati CCC, mulai dari ATG pertama, dan membaca ATG (Met), GCC (Ala), lalu TAA (stop), menghasilkan protein MA. Keduanya merupakan hasil yang benar dari urutan yang sama; keduanya menjawab pertanyaan yang berbeda, yang satu membaca semua yang ada dalam kerangka, yang lain hanya membaca kerangka baca terbuka yang dimulai dari ATG.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa itu kodon?

Kodon adalah kelompok tiga basa DNA atau RNA. Setiap dari 64 kemungkinan kodon mewakili satu asam amino atau sinyal stop, berdasarkan kode genetik standar.

Mengapa penerjemahan berhenti pada kodon stop?

TAA, TAG dan TGA tidak mengkode asam amino apa pun. Kodon-kodon ini adalah sinyal stop. Ribosom yang membaca gen sesungguhnya melepaskan rantai protein yang telah selesai pada titik itu, sehingga alat ini melakukan hal yang sama dan mengabaikan basa apa pun setelahnya.

Apa itu kerangka baca, dan mengapa itu penting?

Kerangka baca adalah titik awal yang digunakan untuk membagi urutan menjadi kodon. Memulai satu atau dua basa lebih lambat mengubah setiap kodon berikutnya, sehingga DNA yang sama dapat dibaca dengan tiga cara berbeda, dan biasanya hanya satu di antaranya yang merupakan urutan pengkode sesungguhnya.

Apa yang diubah oleh "pindai ke kodon start pertama"?

Pengaturan ini mengubah titik mulai penerjemahan, bukan kode genetik yang digunakan. Saat diaktifkan, alat melompat maju dalam kerangka yang dipilih ke ATG pertama dan menerjemahkan dari sana, seperti cara ribosom memulai dari kodon start. Saat dimatikan, penerjemahan dimulai dari basa paling awal kerangka.

Bisakah saya menempelkan urutan RNA?

Bisa. Alat ini memperlakukan U sama seperti T, karena urasil pada RNA dan timin pada DNA berpasangan dengan makna kodon yang sama. Huruf besar dan huruf kecil sama-sama diterima.

Apa yang terjadi jika urutan saya memiliki huruf selain A, C, G, T atau U?

Alat ini menandai karakter yang tidak valid dan tidak menerjemahkan urutan tersebut. Ini termasuk kode ambiguitas seperti N, yang umum ditemukan pada data pengurutan berkualitas rendah tetapi bukan masukan yang valid untuk penerjemahan.

Bagaimana jika panjang urutan bukan kelipatan tiga?

Alat ini menerjemahkan setiap kodon lengkap yang bisa dibentuknya dan melaporkan sisa satu atau dua basa secara terpisah, tanpa menebak apa yang mungkin dikodekannya.