Sintesis protein adalah proses pembentukan protein. Apakah sebenarnya protein itu? Protein dibuat dari suatu seri asam amino. Gabungan dari dua amino disebut dipeptida. Asam amino satu dengan yang lain dihubungkan oleh ikatan peptida. Jika asam amino membentuk deretan asam amino yang panjang, maka dinamakan polipeptida atau protein. Polipeptida yang mempunyai berat molekul kira-kira 10.000 merupakan protein. Suatu dipeptida adalah suatu seri asam amino yang dihubungkan oleh suatu peptida serta mempunyai amino (NH3) dan karboksil (COOH).
DNA menyampaikan informasi genetik ke ribosom untuk mensintesis protein yang diperlukan. Kode-kode perintah tercermin dalam urutan dan pengulangan basa nitrogen yang teratur dalam DNA. Siapakah yang menyampaikan perintah ini? DNA yang menyampaikan perintah ke RNAm. Kemudian RNAm meninggalkan inti, pergi ke ribosom tempat penyusunan protein. Disini RNAm berfungsi sebagai "duta" pembawa informasi, sedangkan DNA bertindak sebagai arsitek pola penyusunan protein.
Asam nukleat dan organel yang terlibat dalam sintesis protein meliputi : DNA --> RNAm; ribosom (sub unit kecil dan sub unit besar yang did dalamnya ada RNA ribosom) serta RNA transfer. Sintesis protein pada sel eukariota terjadi did dua tempat yaitu inti sel dan ribosom (di sitoplasma), sedangkan pada sel prokariota tidak mempunyai inti sel sehingga material genetiknya (DNA/RNA) maupun ribosomnya ada di sitoplasma.
Sintesis protein melalui 2 langkah yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi merupakan proses menyalin kode-kode genetik dari DNA cetakan/template/sense ke RNAm, sedangkan Translasi adalah proses menterjemahkan kode-kode genetik yang dibawa RNAm menjadi asam amino. Langkah-langkah sintesis protein secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Transkripsi (berlangsung di dalam inti sel), urutan dalam proses transkripsi adalah:
a. Diawali dengan membukanya rantai rangkap DNA.
b. Salah satu rantai DNA berfungsi sebagai cetakan RNAm, DNA menyintesis molekul RNAm pada arah 3`--->5`
c. Rantai RNAm dibentuk sepanjang rantai DNA cetakan, dengan basa nitrogen RNAm komplementer dengan basa nitrogen DNA cetakan. Perlu diperhatikan bahwa pada RNA basa timin (T) diganti dengan urasil (U) atau lebih jelasnya:
Kode A (adenin) deri DNA diganti menjadi U (urasil) pda RNA
Kode G (guanin) dari DNA diganti menjadi C (sitosin) pada RNA
Kode C (sitosin) dari DNA diganti menjadi G (guanin) pada RNA
Kode T (timin) dari DNA diganti menjadi A(adenin) pada RNA
d. Setelah menyalin kode genetik dari DNA cetakan, RNAm akan mengalami modifikasi terlebih dahulu yaitu membuang intron, bagian RNA yang tidak mempunyai kode dengan bantuan enzim endonuklease, sedangkan antarexan (bagian RNA yang mempunyai kode) disambung dengan enzim ligase. RNA yang belum mengalami modifikasi disebut pekursor-RNAm dan peristiwa ini disebut transkripsi primer, dan terjadi di inti sel.
e. RNA yang hanya terdiri dari exon saja (telah dimodifikasi) disebut RNAm . RNAm ini segera meninggalkan inti melalui pori-pori membran inti menuju ribosom di sitoplasma. Selanjutnya terjadi peristiwa translasi.
2. Translasi (berlangsung di ribosom dalam sitoplasma), urutan proses translasi adalah :
a. RNAm menempatkan diri pada ribosom yang terdapat dalam sitoplasma. Ribosom di sitoplasma terdapat dalam dua bentuk yaitu ribosom sub unit kecil dan sub unit besar.
b. Ribosom sub unit kecil bertugas melekat pada urutan basa nitrogen yang jumlahnya tiga) pada RNAm yang disebut kodon. Sedangkan sub unit besar bertugas merangkai asam amino yang dibawa oleh antikodon pada RNAt menjadi polinukleotida.
c. Ribosom mulai melekatkan diri pada salah satu ujung (kodon start) RNAm kemudian bergerak sepanjang RNAm tersebut untuk membaca pesan (kodon) yang ada sepanjang RNAm tersebut.
d. RNAt datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode genetik yang dibawa RNAm. Kode ini merupakan untaian nukleotida yang dipaket tiga-tiga (triplet/kodon) RNAt ini menggabung dengan RNAm, sesuai dengan pasangan-pasangan basa nitrogennya (kodon berpasangan dengan antikodon). Dengan kata lain RNAt menerjemahkan "bahasa" yang dibawa RNAm menjadi "bahasa" asam amino. Proses menterjemahkan ini akan dihentikan apabila ribosom menemukan kodon stop pada RNAm.
e. Asam-asam amino akan dirangkai menjadi urutan asam amino yang disebut polipeptida, sehingga terbentuklah protein yang diharapkan.
KODE GENETIK
Kode genetik adalah urutan basa untuk setiap asam amino. Seperti telah diketahui bahwa protein dibangun oleh rangkaian molekul-molekul kecil yang dinamakan asam amino. Terdapat 20 asam amino yang berbeda pada makhluk hidup, tetapi DNA hanya mengandung empat macam basa nitrogen. Bagaimanakah basa-basa tersebut membentuk kode untuk asam amino?
Basa tunggal (kode singlet) seperti A,U,G, dan c tidak dapat melambangkan asam amino. Sama halnya dengan rangkaian dua basa (kode duplet), seperti AU, GC, atau AG kemungkinan hanya menghasilkan 16 kombinasi asam amino, kode ini belum mencukupi karena tenyata masih kurang 4 asam amino. Selanjutnya apabila rangkaian basanya menjadi tiga (kode triplet), maka akan terdapat 64, hal ini dianggap lebih dari cukup. Suatu kode yang terdiri dari 3 basa nitrogen yang melambangkan satu asam amino dinamakan triplet. Triplet RNAm disebut kodon, sedangkan triplet RNAt disebut antikodon. Kedua kode genetik ini berlaku universal, karena kode yang sama berlaku untuk semua organisme.
Kodon AUG untuk asam amino metionin disebut sebagai kodon start atau kodon permulaan. Karena kodon ini merupakan kode dimulainya sintesis peptida. Sebaliknya juga dikenal tiga kodon stop atau kodon akhir dari suatu protein yang sering disebut kodon tak bermakna yaitu UAG dan UAA.
Sisanya 60 kodon semuanya digunakan dalam kode genetik. Oleh karena itu, ada beberapa kode genetik yang berulang/rebundant dan mengalami kemunduran (degenerate) artinya beberapa kodon dapat menetapkan asam amino yang sama. Misalnya 6 kodon yang berbeda memberikan kode untuk arginin (CGU, CGC, CGA, CGG, AGA dan AGG), kemudian kodon GUU, GUC, GUA dan GUG semua berarti asam amino valin. Hal ini banyak ditemukan untuk kodon-kodon yang lain.
Pada umumnya sintesis protein berjalan dengan teliti, tetapi bukan tidak mungkin terjadi kesalahan menterjemahkan kode-kode yang diterima dari DNA. Bila ini terjadi maka akan terjadi kesalahan penterjemah, akibatnya protein yang dibentukpun menjadi keliru. Bila hal itu terjadi maka proses metabolisme yang melibatkan protein tersebut akan terganggu. Kesalahan seperti ini dapat mengakibatkan mutasi.
Sintesis protein melalui 2 langkah yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi merupakan proses menyalin kode-kode genetik dari DNA cetakan/template/sense ke RNAm, sedangkan Translasi adalah proses menterjemahkan kode-kode genetik yang dibawa RNAm menjadi asam amino. Langkah-langkah sintesis protein secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Transkripsi (berlangsung di dalam inti sel), urutan dalam proses transkripsi adalah:
a. Diawali dengan membukanya rantai rangkap DNA.
b. Salah satu rantai DNA berfungsi sebagai cetakan RNAm, DNA menyintesis molekul RNAm pada arah 3`--->5`
c. Rantai RNAm dibentuk sepanjang rantai DNA cetakan, dengan basa nitrogen RNAm komplementer dengan basa nitrogen DNA cetakan. Perlu diperhatikan bahwa pada RNA basa timin (T) diganti dengan urasil (U) atau lebih jelasnya:
Kode A (adenin) deri DNA diganti menjadi U (urasil) pda RNA
Kode G (guanin) dari DNA diganti menjadi C (sitosin) pada RNA
Kode C (sitosin) dari DNA diganti menjadi G (guanin) pada RNA
Kode T (timin) dari DNA diganti menjadi A(adenin) pada RNA
d. Setelah menyalin kode genetik dari DNA cetakan, RNAm akan mengalami modifikasi terlebih dahulu yaitu membuang intron, bagian RNA yang tidak mempunyai kode dengan bantuan enzim endonuklease, sedangkan antarexan (bagian RNA yang mempunyai kode) disambung dengan enzim ligase. RNA yang belum mengalami modifikasi disebut pekursor-RNAm dan peristiwa ini disebut transkripsi primer, dan terjadi di inti sel.
e. RNA yang hanya terdiri dari exon saja (telah dimodifikasi) disebut RNAm . RNAm ini segera meninggalkan inti melalui pori-pori membran inti menuju ribosom di sitoplasma. Selanjutnya terjadi peristiwa translasi.
2. Translasi (berlangsung di ribosom dalam sitoplasma), urutan proses translasi adalah :
a. RNAm menempatkan diri pada ribosom yang terdapat dalam sitoplasma. Ribosom di sitoplasma terdapat dalam dua bentuk yaitu ribosom sub unit kecil dan sub unit besar.
b. Ribosom sub unit kecil bertugas melekat pada urutan basa nitrogen yang jumlahnya tiga) pada RNAm yang disebut kodon. Sedangkan sub unit besar bertugas merangkai asam amino yang dibawa oleh antikodon pada RNAt menjadi polinukleotida.
c. Ribosom mulai melekatkan diri pada salah satu ujung (kodon start) RNAm kemudian bergerak sepanjang RNAm tersebut untuk membaca pesan (kodon) yang ada sepanjang RNAm tersebut.
d. RNAt datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode genetik yang dibawa RNAm. Kode ini merupakan untaian nukleotida yang dipaket tiga-tiga (triplet/kodon) RNAt ini menggabung dengan RNAm, sesuai dengan pasangan-pasangan basa nitrogennya (kodon berpasangan dengan antikodon). Dengan kata lain RNAt menerjemahkan "bahasa" yang dibawa RNAm menjadi "bahasa" asam amino. Proses menterjemahkan ini akan dihentikan apabila ribosom menemukan kodon stop pada RNAm.
e. Asam-asam amino akan dirangkai menjadi urutan asam amino yang disebut polipeptida, sehingga terbentuklah protein yang diharapkan.
KODE GENETIK
Kode genetik adalah urutan basa untuk setiap asam amino. Seperti telah diketahui bahwa protein dibangun oleh rangkaian molekul-molekul kecil yang dinamakan asam amino. Terdapat 20 asam amino yang berbeda pada makhluk hidup, tetapi DNA hanya mengandung empat macam basa nitrogen. Bagaimanakah basa-basa tersebut membentuk kode untuk asam amino?
Basa tunggal (kode singlet) seperti A,U,G, dan c tidak dapat melambangkan asam amino. Sama halnya dengan rangkaian dua basa (kode duplet), seperti AU, GC, atau AG kemungkinan hanya menghasilkan 16 kombinasi asam amino, kode ini belum mencukupi karena tenyata masih kurang 4 asam amino. Selanjutnya apabila rangkaian basanya menjadi tiga (kode triplet), maka akan terdapat 64, hal ini dianggap lebih dari cukup. Suatu kode yang terdiri dari 3 basa nitrogen yang melambangkan satu asam amino dinamakan triplet. Triplet RNAm disebut kodon, sedangkan triplet RNAt disebut antikodon. Kedua kode genetik ini berlaku universal, karena kode yang sama berlaku untuk semua organisme.
Kodon AUG untuk asam amino metionin disebut sebagai kodon start atau kodon permulaan. Karena kodon ini merupakan kode dimulainya sintesis peptida. Sebaliknya juga dikenal tiga kodon stop atau kodon akhir dari suatu protein yang sering disebut kodon tak bermakna yaitu UAG dan UAA.
Sisanya 60 kodon semuanya digunakan dalam kode genetik. Oleh karena itu, ada beberapa kode genetik yang berulang/rebundant dan mengalami kemunduran (degenerate) artinya beberapa kodon dapat menetapkan asam amino yang sama. Misalnya 6 kodon yang berbeda memberikan kode untuk arginin (CGU, CGC, CGA, CGG, AGA dan AGG), kemudian kodon GUU, GUC, GUA dan GUG semua berarti asam amino valin. Hal ini banyak ditemukan untuk kodon-kodon yang lain.
Pada umumnya sintesis protein berjalan dengan teliti, tetapi bukan tidak mungkin terjadi kesalahan menterjemahkan kode-kode yang diterima dari DNA. Bila ini terjadi maka akan terjadi kesalahan penterjemah, akibatnya protein yang dibentukpun menjadi keliru. Bila hal itu terjadi maka proses metabolisme yang melibatkan protein tersebut akan terganggu. Kesalahan seperti ini dapat mengakibatkan mutasi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar