SINTESIS PROTEIN
3. SINTESIS PROTEIN
Dalam setiap harinya masing-masing makhluk hidup membutuhkan makanan demi kelangsungan hidupnya. Makanan yang mereka makan nantinya akan dicerna dalam sistem pencernaan mereka yang nantinya akan diolah menjadi energi dalam tubuh. Dalam proses pencernaan makanan ada istilah yang disebut dengan sintesis protein.
Sintesis protein adalah proses untuk mengubah asam amino yang terdapat dalam linear menjadi protein dalam tubuh. Pada proses ini memerlukan peran dari DNA & RNA serta enzim. Hasil dari proses ini adalah sebuah protein yang telah diproses secara mekanik dan kimiawi yang terdapat di dalam sel makhluk hidup.
Secara umum, proses sintesis protein terbagi menjadi 2 tahapan yaitu Transkripsi dan Translasi. Transkripsi adalah proses pembentukan mRNA dari DNA dan Translasi adalah proses penerjemahan mRNA oleh Ribosom. Pada organisme prokariotik proses transkrip dan translasi terjadi di sitosol. Sedangkan pada organisme eukariotik proses transkrip berlangsung di nukleus dan proses translasi berlangsung di sitosol.
145
TAHAP TRANSKRIPSI
Tahap transkripsi adalah tahapan dimana DNA akan membentuk RNA dengan menguraikan kode genetik yang berasal dari DNA. Pada tahap ini akan menghasilkan 3 jenis RNA, yaitu: mRNA, tRNA dan rRNA, diawali proses pembukaan rantai ganda yang dimiliki oleh DNA dengan bantuan enzim RNA polimerase. Pata tahap ini terdapat rantai tunggal yang bertugas sebagai rantai sense/ template strand, sedangkan rantai lain yang berasal dari pasangan DNA dinamakan rantai anti sense/ non template strand. Tahap transkripsi sendiri terbagi atas 3 tahap, yaitu tahap inisiasi, elongasi dan terminasi.
Terdapat satu Tipe RNA Polimerase yang ada di Prokariotik:
sintesis mRNA & sintesis protein (RNA ribosom) dan 3 Tipe RNA Polimerase di nukleus Eukoariotik.
RNA Pol II digunakan untuk sintesis mRN, sementara RNA Pol yang lain untuk mentranskripsi molekul RNA yg tidak ditranslasikan menjadi protein.
Pada tahap Terminasi: RNA polimerasi II mentranskripsi sekuens sinyal POLIADENILASI yang mengkode sinyal poliadenilasi (AAUAA).
146
Faktor Transkripsi (Transcription Factors):
sekelompok protein yang memediasi pengikatan RNA polimerase dan inisiasi transkripsi.
147 Pemrosesan RNA : Penambahan Tudung 5’ dan Ekor Poli-A
Enzim-enzim memodifikasi kedua ujung molekul pre-mRNA eukariotik.
Ujung-ujung tersebut mempromosikan ekspor dari nukleus dan membantu melindungi mRNA dr degradasi enzim hidrolitik. Tudung 5’ dan ekor poli-A tidak ditranslasikan menjadi protein, juga daerah2 UTR.
Penyambungan RNA (RNA SPLICING)
Panjang unit Transkripsi DNA manusia yaitu 27.000 bp (pasang basa), RNA Primer juga memiliki panjang seperti itu. ada bagian Ekson (Exon) yaitu bagian yang dikode/ disandikan dan Intron yaitu bagian penyela, tidak dikode/
disandikan. Bagian Intron ini yang akan diputus dan dibuang. Pemutusan ini dibantu oleh Spliceosom yaitu agen pemotongan intron, terletak di nukleus, panjangnya 150 nukleotida dan terdiri dari RNA dan protein.
148 TAHAP TRANSLASI
Translasi adalah proses menerjemahkan kode kodon yang berasal dari RNA m untuk menjadi asam amino yang nantinya akan membentuk protein.
Masing-masing urutan dari basa nitrogen yang berbeda nantinya akan diterjemahkan menjadi asam amino yang berbeda pula. Contohnya disini adalah asam amino fenilalanin yang merupakan terjemahan dari kodon UUU (3 basa urasil), asam amino glisin (CGC), asam amino serin (UCA) dan asam amino triptofan (UGG).
Pada tahap ini setidaknya terdapat 20 macam jenis asam amino yang dibutuhkan untuk dapat membentuk protein yang berasal dari terjemahan kodon mRNA. Selanjutnya, beberapa dari asam amino tersebut akan menghasilkan rantai polipeptida yang spesifik dan nantinya akan membentuk protein yang spesifik pula.
Tahap Awal
Pada tahap awal translasi, unit kecil dari ribosom akan mengikat pada mRNA yang sudah membawa kode genetik untuk asam amino yang akan dibuat, juga akan mengikat bagian inisiator dari tRNA. Kemudian, molekul dari ribosom akan mengikat bersama 3 molekul tersebut dan membentuk komplek inisiasi.
Langkah selanjutnya adalah molekul dari tRNA tersebut akan mengikat dan memindahkan asam amino dari sitoplasma ke ribosom dengan bantuan enzim dan energi GTP. Masing-masing ujung tRNA akan membawa 1 antikodon dan 1 asam amino. Langkah selanjutnya adalah asam amino akan diaktifkan oleh tRNA dan menghubungkan antara kodon dan antikodon pada mRNA.
Inisiasi Translasi
Prokariotik: Subunit kecil ribosom bakteri dapat mengikat mRNA dan tRNA spesifik ke dalam urutan mana saja (pada start kodon AUG).
Eukariotik : subunit kecil yg telah berikatan dgn tRNA inisiator berikatan dgn tudung 5’ mRNA dan bergerak memindai sampai ke start kodon dan tRNA inisiator membentuk ikatan hidrogen dgn kodon tsb
149
Tahap Pemanjangan
Setelah asam amino diaktifkan, maka akan dihubungkan lagi oleh ikatan peptida yang membentuk polipeptida di ujung tRNA yang membawa asam amino.
Contohnya adalah tRNA membawa sebuah asam amino fenilalanin, dengan demikian antikodonnya akan AAA yang kemudian akan berhubungan dengan kodon mRNA UUU. Pada proses ini, rantai polipeptida akan memanjang, hal ini disebabkan oleh adanya menambahan dari asam amino.
Tahap Terminasi
Tahap akhir adalah ketika antikodon yang dibawa oleh tRNA bertemu dengan kodon UAA, UGA dan UAG. Hal tersebut dikarenakan rantai polipeptida yang sudah terbentuk akan dilepaskan dari ribosom dan diolah untuk menjadi protein yang fungsional.
150
Faktor Pelepasan (Release Factor)
Suatu protein yang berikatan dengan stop kodon di situs A. Menyebabkan penambahan molekul air sebagai pengganti asam amino ke rantai polipeptida, reaksi ini memutus atau menghidrolisis ikatan polipeptida yang telah selesai dengan tRNA di situs P.
151
SOFT SKILL:
Hidup itu seperti Sintesis Protein, Kita harus mentranskripsi mRNA kehidupan yg berisi kodon-kodon kebaikan dan mentranslasikan kodon-kodon tersebut menjadi protein kebaikan yang bermanfaat bagi diri kita (sel) dan orang banyak (jaringan, organ sampai organisme)
152
REFERENSI
Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD. 1989. Molecular Biology of The Cell 2nd ed. New York: Garland Publ., Inc.
Bolsover RS et al. 2004. Cell Biology-A Short Course. New York: John Willey &
Son.
Campbell, Recece, Mitchell. 2002. Biologi [Terjemahan]. Jakarta: Erlangga.
Sheller P. 1980. Cell Biology, Struktur Biochemistryand Function. New York:
John Willey & Son.
Turner PC et al. 2000. Molecular Biology. Liverpool: Springer.
Thorpe NO. 1984. Cell Biology. New York: John Willey.
Wolfe SL. 1985. Cell Ultrastucture. Belmont: Waardsworth Publishing Company.
Referensi Internet terkait
EVALUASI
1. Jelaskan struktur-struktur yang membentuk Ribosom dan identifikasilah struktur mana yang merupakan struktur khas dan pembeda dari organel yang ada di sel.
...
...
2. Bagaimana struktur modifikasi yang ada pada RNA ribosom dan tRNA.
...
...
3. Jelaskan proses sintesis protein.
...
...
4. Bagaimana proses komunikasi antara ribosom, sintesis protein dan REK di dalam sel?
...
...
153
Kompetensi Dasar:
Mahasiswa mampu mendeskripsikan struktur dan fungsi Organel Sel (RE;
Badan Golgi; Lisosom dan Badan Mikro; Mitokondria; Kloroplas; Ribosom dan sintesis protein; Sitoskeleton; Nukleus)
Tujuan Pembelajaran:
1. Mengidentifikasi struktur Sitoskeleton, Sentrosom, Flagel dan Silia serta Sambungan Antar Sel
2. Mendeskripsikan, menginterpretasikan dan menganalisis fungsi