Makalah Sintesis Protein

  • View
    2.229

  • Download
    121

Embed Size (px)

Text of Makalah Sintesis Protein

SINTESIS PROTEINBAB I PENDAHULUANKemajuan utama di tahun 1950an membentuk pikiran kita terhadap pengetahuan terkini tentang biosintesis protein. Pada awal 1950an, Paulus Zamecnik dan para rekan-rekannya merancang suatu eksperimen untuk menyelidiki pertanyaan: Dibagian mana dalam sel, protein terdapat? Mereka menyuntik asam amino radioaktif ke dalam tikus, dan pada interval waktu yang berbeda setelah suntikan hati dipindahkan, dibuat sejenis dan dipecah dengan sentrifugasi. Fraksi subselular kemudian diuji untuk menguji keberadaan protein radioaktif. Sesudah beberapa hari setelah suntikan asam amino yang diberi label, semua fraksi subseluler berisi protein berlabel. Ketika hati itu dipindahkan dan dipecah hanya beberapa menit setelah suntikan asam amino yang diberi label, protein yang diberi label hanya ditemukan pada pecahan yang berisi ribonukleoprotein kecil. Partikel, yang ditemukan sebelumnya dalam jaringan binatang dengan mikroskop elektron, yang kemudian dikenali sebagai lokasi sintesis protein dari asam amino; yang kemudian dinamai ribosom. Kemajuan ini mengantarkan pada pengenalan tahapan utama sintesis protein dan akhirnya dapat diterangkan dengan kata-kata kode genetik untuk asam amino. Dasar teori untuk memahami sintesis protein dimulai tahun 1909 oleh Archibald Garrod. Dia pertama kali menduga bahwa gen secara kimia diekspresikan oleh enzim yang mengkatalisa reaksi kimia spesifik dalam sel. Teori ini kemudian dibuktikan pada penyakit yang diturunkan secara genetik, yaitu ada ketidakmampuan enzim utama. Tahun 1930 George Beadle dan Edward Tatum menetapkan teori hubungan antara gen dan enzim. Melalui penelitiannya, mereka berhasil membuktikan bahwa satu gen satu enzim. Hal ini pada akhirnya ditemukan bahwa gen menghasilkan protein.1

Sintesis protein adalah proses dimana sel dapat mengubah asam amino menjadi polimer rantai panjang yang disebut protein. Protein merupakan molekul yang mempunyai berbagai fungsi di dalam sel seperti sebagai struktur sel/jaringan, cadangan energi, pergerakan, transportasi beberapa substansi, mengkatalisa reaksi biokimia, dan melindungi terhadap terjangkitnya penyakit. Protein tersusun dari lebih 50% dari berat kering sel. Sintesis protein diprogram oleh DNA. Selama proses ini DNA akan diubah menjadi RNA yang kemudian ditranslasikan menjadi protein di ribosom.

Key Word 1. Gen 2. Sintesis protein 3. Terapi radasi 4. Mutasi gen 5. Xerostomia

Batasan Konsep 1. Pengertian dan struktur gen 2. Struktur, fungsi dan sintesis DNA 3. Struktur, lokasi, macam dan fungsi molekul RNA 4. Lokasi dan tahapan sintesis protein yang meliputi transkripsi dan translasi 5. Regulasi/pengendalian sintesis protein 6. Macam-macam protein yang terdapat dalam saliva beserta fungsinya 7. Lokasi dan proses sintesis protein yang terdapat dalam saliva 8. Definisi, sebab dan macam mutasi 9. Pengertian dan mekanisme xerostomia akibat sinar radiasi

2

Peta Konsep Terapi Radiasi

Mutasi Gen

DNA Replikasi DNA baru Sintesis Protein RNA Translasi Protein Transkripsi

Gangguan Komposisi Saliva

Xerostomia

3

BAB II PEMBAHASAN

1. Gen Definisi : Segmen molekul DNA yang mengandung semua informasi yang diperlukan untuk sintesis produk (rantai polipeptida atau molekul RNA) yang termasuk rangkaian pengkodean dan nonpengkodean. Ini merupakan unit biologi keturunan, reproduksi sendiri, dan ditularkan dari orang tua ke anak-anak. Setiap gen memiliki posisi (lokus) spesifik pada peta kromosom. Dari segi fungsinya, gen mencakup gen struktural, operator dan gen pengatur. (Dorland 29th ed. P:907) Struktur : DNA + Protein (Histon). (Wildan Y, 1996) 2. DNA (Deoxyribonucleic acid) Definisi : Polimer asam nukleat yang tersusun secara sistematis dan merupakan pembawa informasi genetik yang diturunkan ke keturunannya. Lokasi : Nukleus dan mitokondria Bentuk : Terdiri dari rantai panjang, berpilin dan doubel helix Sifat : Berhubungan erat dengan sintesis protein dan penurunan sifat Kadar tak dipengaruhi sintesis protein Sebagai zarah yang terkandung dalam kromosom Mengatur sifat-sifat menurun tertentu Dapat menduplikasi diri secara tepat Ditentukan oleh urutan basa nitrogen

4

2.1. Komponen penyusun : Gula pentosa Basa Nitrogen Purin Pirimidin Gugus fosfat 2.2 Fungsi : Mengatur perkembangan dan metabolisme individu Menurunkan informasi genetik untuk generasi berikutnya Sintesis mRNA 2.3. Sintesis (Replikasi) DNA Merupakan proses penyalinan rangkaian molekul DNA sehingga dihasilkan molekul anakan yang sangat identik. 2.3.1. Komponen utama dalam replikasi DNA cetakan, yaitu molekul DNA yang akan direplikasi Molekul deoxyribonucleotida, yaitu dATP, dTTP, dCTP dan dGTP. Molekul deoxyribonucleotida terdiriatas 3 komponen yaitu basa purin atau pirimidin, gula pentosa, dan gugus fosfat. Enzim DNA polymerase, yaitu enzim utama yang mengkatalisa proses polimerasi nukleotida menjadi untaian DNA. Ada 3 macam DNA polymerase : DNA polymerase I, yaitu untuk membuang RNA primer (primase) DNA polymerase II, yaitu untuk suatu pembentukan, tapi enzim ini tidak terlibat sintesis DNA polymerase III, yaitu untuk mensintesis fragmen okazaki Enzim Primase, yaitu enzim yan mengkatalisis sintesa primer untuk memulai replikasi DNA. : Deoxyribosa : : Adenin (A) dan Guanin (G) : Timin (T) dan Sitosin (S)

5

Enzim Helikase, yaitu enzim pembuka ikatan untaian DNA induk dan enzim lain yang membantu proses tersebut adalah enzim girase (enzim topoisomerase) yang mengubah topologi DNA SSB, yaitu protein yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka. Enzim DNA ligase, yaitu enzim yang berfungsi menyambung fragmen okazaki Replikasi DNA hanya dapat memulai jika tersedia molekul primer Molekul primer merupakan suatu molekul yang digunakan untuk mengawali prosespolimerisasi untaian DNA. Molekul primer dapat berupa molekul DNA, RNA atau protein spesifik. 2.3.2. Langkah-langkah replikasi Replikasi DNA berlangsung dalam beberapa tahap, yaitu : 1. Pemutusan (denaturasi) DNA induk Molekul DNA untai-ganda terdiri dari 2 untai molekul DNA yang berpasangan secara komplementer yaitu A dengan T dan C dengan G. Oleh karena itu, replikasi harus diawali dengan pemutusan (denaturasi) ikatan antara DNA yang satu dengan komplementernya. Tujuan pemutusan : agar masing-masing untaian dapat bertindak sebagai cetakan. 2. Pengawalan (inisiasi) sintesis DNA Terjadi proses enzimatik Denaturasi awal terjadi pada bagian DNA yang dikenal sebagai ori atau titik awal replikasi Ikatan hidrogen antara A-T dan C-G akan terputus dan diikuti dengan pembukaan untaian DNA Untaian DNA membuka dibantu oleh enzim DNA helikase membentuk struktur yang disebut sebagai garpu replikasi. Garpu replikasi akan bergerak sehingga molekul DNA induk membuka secara bertahap.

6

Kedua untaian DNA induk digunakan sebagai cetakan untuk mensintesis DNA baru Sintesis DNA berlangsung dengan orientasi 5 (rantai peptida) ke 3 (rantai hidroksil) Sintesis kedua untai DNA berlangsung dengan arah geometris yang berlawanan namun semuanya tetap dengan arah geometris yang berlawanan, namun semuanya tetap dengan orientasi 5 ke 3 3. Pemanjangan (elongasi) untaian DNA Garpu replikasi akan membuka secara bertahap dimulai dari titik awal replikasi/ori dan akan bergerak sepanjang DNA cetakan sampai semua molekul DNA induk direplikasi Kedua untaian DNA yang baru disintesis dengan arah geometris yang berlawanan. Leading Strand (Untaian DNA awal) o Salah satu untaian DNA yang disintesis dengan arah geometri yang searah dengan pembukaan garpu replikasi o Dilakukan tanpa terputus (sintesis secara kontinyu) dalam arah 5 3 sehingga molekul DNA baru yang disintesis

merupakan 1 unit Lagging Strand (Untaian DNA lambat) o Salah satu untaian DNA yang berlawanan arah geometrinya dengan arah pembukaan garpu replikasi o Dilakukan fragmen demi fragmen (sintesis secara diskontinyu), tumbuh secara menyeluruh dalam arah 3 Fragmen ini biasa disebut fragmen okazaki 4. Ligasi fragmen-fragmen DNA Ligasi fragmen-fragmen DNA disintesis secara lambat (fragmen okazaki pada lagging strand) Fragmen okazaki tersebut disambung oleh DNA ligase sehingga menjadi unit yang utuh 5.

7

5. Pengakhiran (terminasi) replikasi Pada akhir satu kali putaran replikasi akan dihasilkan 2 molekul DNA yang identik Masing-masing molekul DNA untai-ganda yang terbentuk terdiri atas untai DNA induk dan untai DNA baru hasil polimerasi selama proses replikasi. Replikasi hanya berlangsung 1 arah yaitu 5 3, sehingga hanya

ada satu untaian DNA awal (Leading Strand) dan satu untaian DNA lambat (Lagging Strand). 3. RNA (Ribonucleic Acid) Definisi : Makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpanan dan penyalur informasi genetik Lokasi : Nukleus, sitoplasma, ribosom dan mitokondria 3.1. Komponen Penyusun RNA : Terdiri atas tiga makromolekul, yaitu : Gula Pentosa o Purin o Pirimidin Gugus Fosfat : Berasal dari gula golongan ribosa

Basa Nitrogen : : Adenin (A) dan Guanin (G) : Urasil (U) dan Sitosin (S)

3.2. Bentuk : Pita tunggal, rantai pendek dan tidak berpilin 3.3. Sifat : Berhubungan erat dengan sintesis protein Kadarnya dipengaruhi oleh aktifitas sintesis protein 3.4. Fungsi : Melakukan sintesis protein di sitoplasma

8

3.5. Macam RNA berdasarkan fungsinya 1. RNA genetik : Berperan seperti DNA yaitu mengontrol sintesa protein. RNA genetik terdiri dari : RNA duta (RNAd)/RNA massanger (mRNA) o o o o o o o RNA terpanjang Disintesis di nukleus Dicetak oleh salah satu pita DNA disebut pita sense saat proses transkripsi Fungsi : menerjemahkan rantai sense DNA

RNA transfer (tRNA) RNA terpendek Terdapat di sitoplasma Fungsi : penerjemah kodon dan membawa asam amino di sitoplasma ke ribosom RNA ribosom (rRNA) o o o RNA terbanyak Terdapat di ribosom Fungsi : menyusun ribosom dan mensintesis protein dari asam amino yang dibawa oleh tRNA be