Produk gen merujuk pada zat biokimia yang dihasilkan oleh ekspresi gen, baik RNA maupun protein. Produk gen ini memainkan peran penting dalam tubuh kita, yang secara langsung memengaruhi kesehatan kita dan perkembangan penyakit. Dengan semakin mendalamnya penelitian genetik, para ilmuwan secara bertahap menemukan hubungan antara produk gen abnormal dan terjadinya berbagai penyakit, terutama pada penyakit seperti kanker.
Gen didefinisikan sebagai "unit keturunan yang harus menghasilkan produk fungsional."
Molekul RNA bukan hanya bahan pengkode protein; mereka juga memiliki fungsi penting lainnya dalam sel. Menurut klasifikasinya, RNA dapat membantu sintesis protein, mengkatalisis reaksi kimia, dan mengatur berbagai proses biologis. Misalnya, transfer RNA (tRNA) membantu menambahkan asam amino yang benar ke dalam rantai polipeptida, sedangkan RNA ribosom (rRNA) merupakan komponen utama sintesis protein.
Jenis lain dari RNA fungsional adalah mikroRNA (miRNA), yang mengatur ekspresi gen dengan menghambat translasi. MiRNA mencegah sintesis protein dengan mengikat urutan mRNA komplementer.
Protein adalah produk gen dan ditranslasi dari mRNA matang. Dalam biokimia, struktur protein dapat dibagi menjadi empat tingkatan: struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier, dan struktur kuartener. Struktur primer mengacu pada urutan linier asam amino, dan lipatan stabil yang dibentuk oleh ikatan hidrogen menghasilkan struktur sekunder, seperti α-heliks atau β-sheet.
Protein memiliki banyak fungsi yang berbeda, dan fungsinya dapat bervariasi tergantung pada polipeptida yang berinteraksi dengannya dan lingkungan selulernya.
Di dalam sel, protein tertentu, seperti chaperone, membantu menstabilkan protein yang baru disintesis untuk memastikan bahwa protein tersebut terlipat dengan benar dan dengan demikian menghindari agregasi yang tidak dapat diubah. Selain itu, protein juga dapat bertindak sebagai enzim untuk mempercepat berbagai reaksi biokimia dan mengubah substrat menjadi produk.
Pada tahun 1941, ahli genetika Amerika George Biddle dan ahli biokimia Edward Tatum mengusulkan bahwa gen mengendalikan reaksi biokimia tertentu dan bahwa fungsi suatu organisme bergantung pada sistem reaksi kimia terpadu yang dikendalikan oleh gen. Teori ini akhirnya mengarah pada hipotesis "satu gen-satu enzim".
Biddle menyebutkan dalam sebuah artikel ulasan sepuluh tahun kemudian bahwa para penganut hipotesis asli "satu gen-satu enzim" telah menurun secara signifikan. Namun, pada awal tahun 1960-an, urutan basa gen dalam DNA menstandardisasi urutan asam amino protein. Konsep tersebut telah ditetapkan.
Misalnya, percobaan yang dilakukan oleh Crick, Brenner, Barnett, dan Watts-Tobin pada tahun 1961 menunjukkan bahwa setiap asam amino dalam protein dikodekan oleh urutan tiga basa dalam DNA, yang disebut kodon. Seiring dengan berkembangnya rangkaian penelitian ini, penetapan kodon spesifik untuk berbagai asam amino pun ditentukan.
Produk gen memainkan peran yang sangat penting dalam kehidupan kita, baik untuk mendukung fungsi fisiologis normal maupun menyebabkan penyakit. Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan, kita secara bertahap memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana produk gen memengaruhi kesehatan dan penyakit kita. Bagaimana eksplorasi di bidang ini akan memengaruhi teknologi medis dan pengobatan penyakit di masa depan?