Click here to load reader

Proses Sintesis Protein

  • View
    28

  • Download
    6

Embed Size (px)

DESCRIPTION

biokimia proses sinteisis protein

Text of Proses Sintesis Protein

PROSES SINTESIS PROTEINProses sintesis atau pembentukan protein memerlukan adanya molekul RNA yang merupakan materi genetik di dalam kromosom, serta DNA sebagai pembawa sifat keturunan. Informasi genetik pada double helix DNA berupa kode-kode sandi atau kode genetik. Kode-kode sandi tersebut nantinya akan dibawa atau dicetak untuk membentuk RNA. Informasi berupa urutan kode-kode sandi pada RNA akan dirangkai menjadi asam-asam amino, peptida, polipeptida, sampai terbentuk protein.. Seperti yang telah kita ketahui bahwa DNA merupakan bahan informasi genetik yang dapat diwariskan dari generasi ke generasi. Informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein. Informasi ditransfer secara akurat dari DNA melalui RNA untuk menghasilkan polipeptida dari urutan asam amino yang spesifik. Menurut (Suryo, 2008:59-61) DNA merupakan susunan kimia makromolekular yang komplek, yang terdiri dari tiga macam molekul yaitu : Gula pentose yang dikenal sebagai deoksiribosa, Asam pospat, dan Basa nitrogen, dibedakan atas dua tipe dasar yaitu : pirimidin {sitosin (S) dan timin (T)} dan purin {adenine (A) dan guanine (G)}.Protein-protein yang terbentuk akan menyusun sebagian besar komponen di dalam tubuh. Contoh protein sebagai komponen penyusun tubuh adalah miosin, aktin, keratin, kolagen, hemoglobin, dan insulin.Variasi dari 20 macam asam amino yang ada, dapat membentuk protein yang berbeda-beda. Oleh karena itu, setiap individu akan mempunyai bermacam-macam protein yang berbeda pula satu sama lain.

Gen adalah sebuah letak/posisi pada kromosom yang memuat struktur yang bertanggung jawab terhadap pewarisan sifat. Struktur yang dimaksud adalah DNA, yaitu salah satu jenis asam nukleat yang wajib terdapat pada setiap makhluk hidup dan sering disebut sebagai zat dasar penyusun makhluk hidup. DNA (deoxiribosa nucleat acid)

Merupakan molekul hidup karena dapat melakukan proses penggandaan diri (replikasi) dan berdasarkan dari proses inilah proses pembentukan protein dapat terjadi. DNA merupakan struktur yang berbentuk rantai yang panjang tersusun atas pensenyawaan phosphat, gula ribosa dan basa nitrogen, DNA terdiri atas dua rantai yang saling berpilin, sering dingkat dengan sebutan berpilin ganda (double helix).

DNA berperan dalam pembentukan RNA yang memiliki struktur rantai yang lebih pendek dan tunggal. Baik DNA maupun RNA memiliki 2 (dua) pasangan basa nitrogen, yaitu : Basa Purin dan Basa Pirimidin. Pada DNA basa purin dan pirimidin terdiri atas :a) Basa Purin, terdiri atas Adenin (A) dan Guanin (G),b) Basa Pirimidin, terdiri atas Timin (T) dan Sitosin (C)

I. Struktur DNA

Rantai DNA merupakan rantai yang berbentuk panjang serta berpilin ganda, pada rantai tersebut terdapat ikatan Nukleotida dan Nukleosida. Perbedaan antara keduanya adalah pada gugus phosphat yang tidak terdapat pada Nukleosida. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat dari gambar ilustrasi berikut :

Sehingga, Nukleotida terdiri atas rangkaian struktur phosphat sebagai rangka DNA yang berikatan dengan struktur Gula Ribosa dan selanjutnya mengikat salah satu basa nitrogen, purin ataupun pirimidin. Sedangkan Nukleosida terdiri atas ikatan Gula Ribosa dan Salah satu Basa Nitrogen, purin ataupun pirimidin.

Basa nitrogen tersebut selalu berpasangan antara basa purin dan basa pirimidin, basa purin Adenin (A) selalu berpasangan dengan pasangan basanya Timin (T) dan basa purin Guanin (G) dan begitu juga sebaliknya. Masing-masing pasangan basa tersebut berikatan antara satu dengan yang lainnya oleh atom hidrogen, Adenin dan Timin saling berikatan dengan 2 atom hidrogen sedangkan ikatan antara guanin dan sitosin dihubungkan dengan 3 atom hidrogen. Dan untuk memecahkan atau memutuskan ikatan-ikatan tersebut diperlukan suatu struktur protein lain yang disebut RNA PolimeraseII. Beberapa sifat rantai DNA antara lain : Memiliki jumlah pasangan basa yang sama. Urutan dan Pasangan DNA tiap spesies berbeda Bersifat stabil Menyimpan gen Terdapat fragmen-fragmen yang berulang. III. Replikasi DNA

Replikasi DNA adalah proses penggandaan DNA baru menggunakan DNA yang telah ada. Model mengenai proses replikasi DNA:

model Konservatif

( DNA induk menghasilkan DNA yang baru secara utuh )

model dispersive

( DNA induk menjadi rantai yang terputus-putus, masing-masing rantai membentuk DNA baru )

Proses Replikasi DNA menurut model semikonservatif

DNA yang akan direplikasi:a. Diputus ikatan hidrogennya oleh helikase memenuhi aturan downstream, yaitu dari arah 3 ke 5 DNA awal.

b. Diluruskan oleh topoisomerase. DNA polimerase kemudian mulai membentuk salinan DNA baru dari titik promoter (awal) ke titik terminator (akhir), memenuhi aturan downstream.a. Pada rantai bearah 3 ke 5, replikasi DNA berjalan kontinu/tidak terputus (leading strands).b. Pada rantai berarah 5 ke 3, replikasi DNA berjalan diskontinu/terputus (lagging strands). Rantai yang mengalami lagging strands menghasilkan fragmen terputus-putus yang disebut fragmen Okazaki. Okazaki kemudian diperbaiki oleh ligase agar DNA baru dapat terbentuk seperti normal. Proses sintesa protein dimulai dengan pemecahan atau pemutusan DNA oleh RNA Polimerase, yang kemudian rantai DNA tersebut dikode oleh RNA m, serangkaian kode DNA yang diterjemahkan tersebut dinamakan rantai DNA Sense atau Template. RNA (Ribosa Nucleat Acid)Dalam rangkaian pembentukan Protein melalui proses penterjemahan kode, setelah pemotusan atau pemotongan rantai DNA maka langkah selanjutnya adalah proses penterjemahan yang dilakukan oleh RNA atau ribosa nucleat acid.

RNA adalah Asam nukleat yang terbentuk dari proses penterjemahan rantai sense DNA, memiliki struktur rantai yang lebih pendek daripada DNA karena hanya memuat 3 kode triplet pada tiap rangkaian rantainya. Rantainya juga tidak berstruktur ganda, hanya berstruktur tunggal. Sama-sama memiliki 2 pasangan basa yaitu basa purin dan basa pirimidin, hanya terdapat perbedaan pada salah satu jenis basa pirimidinnya. Pasangan Basa pada Rantai RNA antara lain :a) Basa Purin, terdiri atas Adenin (A) dan Guanin (G)b) Basa Pirimidin, terdiri atas Urasil (U) dan Sitosin (C)RNA terbagi menjadi 3 macam, yaitu :

1. RNA messenger/duta, rantai RNA yang terbentuk sebagai hasil terjemahan dari rantai DNA sense dalam nukleus.

2. RNA transfer, RNA yang bertugas menterjemahkan rantai RNA messenger/duta.

3. RNA ribosom, adalah RNA yang berperan dalam menterjemahkan kodon RNA transfer menjadi rangkaian asam amino. 1. Tahapan Sintesis ProteinPada tahun 1950, Paul Zamecnik melakukan percobaan untuk mengetahui tahapan dan tempat terjadinya sintesis protein. Paul menginjeksikan asam amino radioaktif ke tubuh tikus dan berhasil menjelaskan tempat terjadinya sintesis protein, yaitu di dalam ribosom. Selanjutnya, penelitian dilakukan bersama dengan Mahlon dan menyimpulkan bahwa molekul RNA pemindah (RNA t) berperan dalam sintesis protein. Akhirnya, Francis Crick menemukan bahwa RNA pemindah harus mengenali urutan nukleotida untuk disusun sebagai asam amino sesuai pemesanan, yang kemudian dibawa oleh RNA pembawa pesan.Tahapan sintesis protein mengikuti aturan dogma sentral, dimana informasi genetik dipindahkan dari DNA ke DNA melalui tahap replikasi. Dari DNA ke RNA melalui tahap transkripsi. Selanjutnya dari RNA ke protein melalui sintesis protein. Sebelum terjadi sintesis protein, DNA pada struktur nukleosom akan lepas dari protein histon oleh bantuan kerja enzim polimerase.

Secara umum, proses sintesis protein meliputi tiga tahapan utama, antara lain:a. Replikasi DNA

Setiap sel dapat memperbanyak diri dengan cara membelah. Sebuah sel membelah menjadi 2 sel, 2 sel membelah menjadi 4 sel, 4 sel membelah menjadi 8 sel dan seterusnya. Sebelum sel membelah, terjadi perbanyakan komponen-komponen di dalam sel termasuk DNA. Perbanyakan DNA dilakukan dengan cara replikasi. Dengan demikian, replikasi adalah proses pembuatan (sintesis) DNA baru atau penggandaan DNA di dalam nukleus. Pada saat replikasi berlangsung, DNA induk membentuk kopian DNA anak yang sama persis sehingga DNA induk berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan DNA baru.RNA Virus dapat Membentuk DNA. Menurut Baltimore, Mizushima, dan Temin (1970), beberapa virus dapat mensintesis DNA dari RNA hasil cetakan yang berantai tunggal. Enzim yang berperan disebut DNA polimerase bergantung RNA atau Transkriptase Sebaliknya. (Suryo, Genetika, hlm. 101)

Replikasi merupakan tahapan rumit yang mengawali sintesis protein. Oleh karena itu, kalian perlu menyimak dengan saksama.

Gambar 1.Tahapan replikasi DNA.

Proses replikasi dimulai pada beberapa daerah spesifik dari rantai DNA, disebut pangkal replikasi. Beberapa tahapan dan enzim yang berperan dalam sintesis protein, antara lain:a) DNA helikase, berfungsi untuk membuka rantai ganda DNA induk.b) Enzim primase, membentuk primer yang merupakan segmen pendek dari RNA sebagai pemula untuk terjadinya sintesis protein.c) Dari ujung 3 RNA primer, DNA polimerase menambahkan pasangan basa nitrogen (dari nukleotida-nukleotida) pada rantai tunggal DNA induk dan terbentuk rantai DNA yang bersambungan secara kontinyu (tanpa terpisah-pisah) yang disebut leading strand.d) Pada rantai tunggal DNA induk yang lain, DNA polimerase membentuk lagging strand (merupakan keseluruhan rantai kopian DNA yang pertumbuhannya tidak kontinyu) dengan memperpanjang RNA primer-RNA primer di beberapa tempat sehingga membentuk segmen-segmen DNA baru yang saling terpisah. Segmen-segmen itulah yang disebut fragmen Okazaki.e) DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer dengan DNA dan enzim ligase menghubungkan segmen-segmen okazaki, sehingga terbentuk salinan DNA baru. Nah, DNA baru yang telah terbentuk (identik dengan DNA induk) akan melanjutkan tahapan untuk mensintesis protein yaitu tahapan transkripsi dan translasi.b. Transkripsi