Soal

1. a. Jelaskan Struktur ribosom

b. jelaskan tahap-tahap sintesis protein

Jawab;

1. a. Ribosom adalah struktur makromelekular di dalam sel yang memimpin berbagai interaksi yang ada hubungannya di dalam sel yang memimpin berbagai intraksi yang ada hubungan nya dengan sintesis protein. Oleh karena itu ribosom mengandung faktor-faktor yang berfungsi sebagai enzim. Dalam menjalankan fungsinya , ribosom berderet membentuk kelompok yang dinamakan poliribosom atau polisom, sedang banyaknya ribosom dalam suatu polisom berhubungan erat dengan panjangnya proteinyang akan dibuat. Misalnya untuk polipeptida dari hemoglobin digunakan lima ribosom(patner) ( Suryo, 2005: 107).

Pada sel prokariota ribosom terdapat bebas di sitosol, sedangkan pada sel eukariota selain bebas di sitosol juga terdapat di matriks mitokondria, stroma kloroplas atau menempel pada permukaan membrane REK. Beberapa buah ribosom terkadang berkumpul membentuk lingkaran-lingkaran kecil disebut polisom. Ribosom terdiri dari dua bagian yang tidak sama besar. Ribosom subunit kecil, tampilannya mirip embrio yaitu seperti memiliki kepala dan badan yang dihubungkan dengan leher yang pendek leher tersebut dibentuk dengan takikan (sedikit lekukan) pada satu sisi dan lekukan yang dalam pada sisi yang lain. Badannya berbentuk batang yang membengkak. Pada subunit kecil terdapat daerah datar pada satu sisi bagian ini menempel pada subunit besar( Sumadi, 2007: 148).

Struktur ribosom mencerminksn fungsinya yang mempertemukan mRNA dengan tRNA yang mengangkut asam amino. Selain situs pengikatan untuk mRNA, setiap ribosom memiliki tiga situs pengikatan untuk tRNA. Situs P( P site, situs peptidil-tRNA) menampung tRNA yang membawa rantai polipeptida yang sedang tumbuh, sedangkan situs A ( A site, situs aminoasil-tRNA) menampung tRNA yang mengangkut asam amino. Yang akan ditambahkan berikutnya ke rantai tersebut. tRNA yang telah

Tugas BioselKelompok I

Nama Anggota: Ahmad Ulul Azmi( E1A012002)

Fahrun Nisza( E1A012009)Noviani Sri Harianti( E1A012031)

Rizky Regina Kawirian( E1A012066)Rubiyatna Sakaroni(E1A012047)

Prodi : Pendidikan BiologiFakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan

Universitas Mataram2013

melepaskan muatannya meninggalkan ribosom dari situs E(exit atau E site, tempat keluar). Ribosom menahan tRNA dan mRNA dalam posisi yang sangat berdekatan dan menempatkan asam amino baru untuk ditambahkan ke ujung karboksil polipeptida yang sedang tumbuh. Ribosom kemudian mengkatalisis pembentukan ikatan peptida. Sembari bertambah panjang, polipeptida melewati terowongan keluar( exit tunnel) pada subunit besar ribosom. Setelah selesai dibuat, polipeptida dilepaskan ke sitosol melalui terowongan keluar. RNA ribosom merupakan penyusun utama antarmuka( inteface) diantara kedua subunit sekaligus penusun situs A dan situs P, dan merupakan katalis pembentukan ikatan peptida( Campbell, 2008: 367).

Ribosom utuh memiliki koefisien sedimentasi 80s untuk eukariot dan 70s untuk bacteria, dan masing-masing dapat dipecah / dibagi dalam komponennya lebih kecil Masing-masing ribosom meliputi 2 subunit, pada prokariot subunit ini 60s dan 40s. Pada bakteria adalah 50s dan 30s, dengan catatan koefisien sedimentasi tidak additive karena hal terebut tergantung pada bentuk seperti halnya masa.

a. Subunit terbesar berisi 3 rRNAs pada eukariot ( 285, 5.85 dan 55 rRNAs ) tapi hanya ada 2 pada bacteria ( 235 dan 53 rRNAs ). Pada bacteria eukariot sepadan dengan 5.8 rRNA termuat dalam 23 rRNA.

b. Subunit ribosom mengandung rRNA tunggal pada kedua tipe organisme, masing-masing sebuah 18s rRNA pada eukariot

Fungsi serta aktivitas lainnya dari ribosom dan subunitnya adalah sebagai berikut:

a. Bersatunya dan memisahnya subunit ribosom:

Kaempfer ( 1968, 1969) dapat menujukkan adanya siklur ribosom –polisom pada bakru E. Coli dan klamir (Saccharomyces cerevisiase) . dua subunit ribosom (suunit 30Sdan subunit 50S)mengadakan penukaran pada ujung-ujung polisom. Subunit ribosom yang lepas akan berkumpul dan membentuk kumpul dan membentuk kumpulan subunit ribosom bebas.

b. Fungsi subunit 30s

Subunnit 30S menjadi tempat meleekatnya ARNd pad ribosom.ARNd melekat dengan subunit 30S dengan menggunakan kodon yang pertam (AUG) dan membentuk komplek permulaan .subunit 30S mengandung 3 faktor yang ddisebut IF1, IF2, dan IF3, masing-masing mempunyai peranan penting selama permulaan sintesis protein.

c. Fungsi subunit 50S

Pembentukan ratai polipeptida berlangsung di dalam subunit 50S . subunit 50S diperkirakan mempunyai dua sisi untuk mengikat ARNp yang masuk, yaitu sisis “A” (sisi amino asli ARNp) dan sisis”P” (sisi peptidil ARNp) . ARNp yang membawa asam amino itu dileaskan di sisi “P” , maka ARNp keluar dari subunit 50S melalui sisi yang berlawanan . tetapi W.D . tansfied (1969) memperkirakan adanya tiga sisi dalam ribosom , yaitu adanya tambahan sisi”E” (exit) . melalui sis ini ARNp melepaskan diri dari polipeptida , ARNp dan ribosom.

d. Terbentuknya poliribosom

Pada makhluk hidup tingkat tinggi biasanya pita tunggal ARNp mlalui beberapa ribosom dan merangkainya menjadi poliribosom atau polisom.

b. Sintesis Protein

Ekspresi gen ( gene expression) adalah proses DNA mengarahkan sintesis

protein( Atau dalam beberapa kasus, hanya RNA). Ekspresi gen yang mengodekan protein

mencakup dua tahap: trankripsi dan translasi.Gen menyediakan instruksi untuk membuat

protein spesifik. Akan tetapi, gen tidak membangun protein secara langsung. Jembatan antara

DNA dan sintesis protein adalah asam nukleat RNA. RNA secara mirip secara kimiawi

dengan DNA, hanya saja RNA mengandung gula ribosa sebagai pengganti deoksiribosa dan

mengandung basa bernitrogen urasil sebagai pengganti timin. Dengan demikian, setiap

nukleutida disepanjang untai DNA mengandung A, G, C, atau T sebagai basanya, sedangkan

setiap nukleotida disepanjang untai RNA mengandung A,G, C, atau U sebagai basanya.

Molekul RNA biasanya terdiri atas satu untai tunggal. Asam nukleat maupun protein

merupakan polimer dengan sekuens-sekuens spesifik monomer yang menyampaikan

informasi,. Dalam DNA atau RNA, monomer adalah keempat tipe nukleotida, yang berbeda

dalam kandungan basa nitrogen.

gen umumnya memiliki panjang yang mencapai ratusan atau ribuan nukleotida;

masing-masing mengandung sekunens basa spesifik. Setiap polipetida dari suatu protein juga

mengandung monomer-monomer tabg tertata dalam urutan linear tertentu( struktur primer

protein), namun monomer-monomernya merupakan asam amino. Dengan demikian, asam

nukleat dan protein mengandung informasi tertulis dalam dua bahasa kimiawi yang berbeda.

Ini membutuhkan dua tahap utama dari DNA ke protein, trankripsi dan translasi.

Transkripsi ( transkription) adalah sintesis RNA dibawah arahan DNA. Keduanya

mengggunakan bahasa yang sama sehingga informasi dari DNA disalin dari satu molekul ke

molekul yang lain( basa T pada DNA disalin menjadi basa U pada RNA). Untai tunggal

DNA bertindak sebagai template untuk penyusunan sekuens nukleotida RNA ( seperti pada

proses replikasi DNA, perbedaannya pada replikasi DNA yang disusun oleh template induk

adalah sekuens nukleotida DNA). Bagi gen pengkode protein, molekul RNA tersebut

merupakan transkrip dari instruksi penysun protein dari gen( RNA ini dapat dihasilkan dalam

jumlah yang banyak melalui proses transkripsi). Tipe molekul RNA semacam ini disebut

messenger RNA(mRNA) karena molekul ini membawa pesan genetik dari DNA menuju

mesin pensintesa protein dalam sel.( transkripsi merupakan istilah umum untuk sintesis

berbagai tipe RNA dari template DNA dan ada berbagai tipe RNA yang dihasilkan melalui

transkripsi)

Translasi ( translation) adalah sintesis polipetida, yang terjadi dibawah arahan

mRNA. Selama tahap ini terjadi perubahan bahasa. Sel harus menerjemahkan/ mentranslasi

sekuens basa molekul mRNA menjadi sekuens asam amino polipetida. Tempat Translasi

adalah ribosom( ribosome), partikel-partikel kompleks yang memfasilitasi penautan teratur

asam amino menjadi rantai polipeptida.

Mekanisme dasar transkripsi dan translasi mrip pada bakteri dan eukariota, namun ada

perbedaan penting dalam aliran informasi genetik pada sel-sel. Karena bakteri tidak memiliki

nukleus, DNAnya disegregasi dari ribosom dan peralatan penyintesis protein lain. Transkripsi

terjadi dalam nukleus, dan mRNA ditranspor ke sitoplasma, tempat translasi terjadi. Namun

sebelum meninggalkan nukleus, transkrip RNA eukariot dari gen pengkode protein

dimodifikasi dalam berbagai cara untuk menghasilkan mRNA akhir dan fungsional.

Transkripsi gen eukariot pengode protein menghasilkan pre-mRNA, dan pemrosesan lebih

lanjut menghasilkan mRNA akhir. Awal transkrip RNA dari gen apapun, termasuk yang

mengodekan RNA yang tidak ditranslasi menjadi protein, secara umum disebut transkrip

primer ( primary transcript)

Kode genetik

Kodon: Triplet BASA

Triplet basa nukleotida merupakan unit terkecil dengan panjang seragam yang dapat

mengodekan semua asam amino. Jika setiap susuna dari tiga basa berurutan dapat

menspesifikasikan satu asam amino, akan terdapat 64( artinya 43) kata kode yang mungkin

lebih dari cukup menspesifikasikan semua asam amino. Beberapa percobaan telah

memverifikasi bahwa aliran informasi dari gen ke protein didasarkan pada kode

triplet( triplet code): intstruksi-instruksi genetik untuk rantai polipetida ditulis dalam DNA

sebagai rangkaian kata tiga nukleotida yang tidak tumpang tindih. Misalnya , triplet basa

AGT diposisi tertentu seuntai DNA menghasilkan penempatan asam amino serin pada posisi

yang bersesuain dari polipetida yang sedang dibuat.

Selama transkripsi, gen menentukan sekuens basa-basa disepanjang molekul mRNA.

Untuk setiap gen, hanya satu dari kedua dari untai cetakan ( template strand) karena

menyediakan pola, atau cetakan, untuk sekuens nukleotida-nukleotida dalam transkrip RNA.

Molekul mRNA komplementer, bukan identik, dengan cetakan DNA karena basa-basa RNA

rakit pada cetakan berdasarkan aturan perpasangan basa. Perpasangan serupa dengan yang

terbentuk saat replikasi DNA, hanya saja U pengganti untuk T pada RNA, berpasangan

dengan A, dan nukleotida mRNA mengandung ribosa bukan deoksiribosa. Seperti untai baru

DNA, molekul RNA disintesis dengan arah antiparalel terhadap untai cetakan DNA.

Misalnya triplet basa ACC pada DNA( ditulis sebagai 3’-ACC-5’) menjadi cetakan untuk 5’-

UGG-3’ pada molekul mRNA. Triplet basa mRNA disebut kodon(codon) , dan biasanya

ditulis dengan arah 5’->3’. Pada contoh kita, UGG merupakan kodon untuk asama amino

triptofan. Istilah kodon juga digunakan untuk triplet basa disepanjang untai bukan

cetakan( non template).

Saat translasi, sekuens kodon di sepanjang molekul mRNA diterjemahkan, atau ditranslasi

menjadi sekuens asam amino yang menyusun rantai polipeptida. Kodon dibaca oleh

mekanisme dengan arah 5’->3’ di sepanjang mRNA. Setiap kodon menspesifikasikan mana

diantara ke-20 asam amino yang diunkorporasikan ke dalam posisi yang sesuai disepanjang

polipeptida.

1. TRANSKRIPSI

Komponen-komponen molekular transkripsi

RNA duta, pembawa informasi dari DNA ke mekanisme penyintesis protein dalam

sel. Ditranskripsikan dari untai cetakan gen. Enzim yang disebut RNA

polimerase( RNA polymerase) memisahkan kedua untai DNA dan menggabungkan

nukleotida-nukelotida RNA saat membentuk pasangan basa disepanjang cetakan

DNA. Sekuens spesifik nukleotida disepanjang DNA menandai tempat transkripsi gen

dimulai dan berakhir. Sekuens DNA tempat RNA polimerase melekat dan

menginisiasi transkripsi dikenal sebagai promoter. pada bakteri, sekuens yang

menandai akhir transkripsi disebut terminator. Ahli-ahli biologi molekular menyebut

arah transkripsi kehilir ( downstream) sedangkan arah yang satu lagi disebut

hulu(upstream). Istilah-istilah ini juga digunakan untuk medeskripsikan posisi

sekuens-sekuens nukleotida dalam DNA atau RNA. Dengan demikian, sekuens

promoter pada DNA disebut mengarah ke hulu terhadap termintor. Rentangan DNA

yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi( transcrption

unit).

Bakteri memiliki satu jenis RNA polimerase yang tidak hanya menyintesis

mRNA, namun juga berfungsi dalam sintesis protein. Misalnya RNA ribosom.

Sebaliknya, eukariota memiliki setidaknya tiga tipe RNA polimerase dalam nukleus.

Yang digunakan untuk sintesis mRNA disebut RNA polimerase II.

Tahap-Tahap Transkripsi

a. Pengikatan RNA polimerase dan Inisiasi transkripsi

Promoter suatu gen mencakup titik mulai transkripsi ( nukleotida tempat

dimulainya sintesis RNA) dan umumnya membentang dari beberapa lusin

pasangan basa yang menuju kehilir dari titik mulai. Selain berperan sebagai situs

pengikatan untuk RNA polimerase dan menetukan dimana transkripsi dimulai,

promoter menentukan manakah diantara kedua untai heliks DNA yang digunakan

sebagai cetakan.

Beberapa bagian tertentu dari promoter sangat penting untuk pengikatan untuk

pengikatan RNA polimerase. Pada bakteri, RNA polimerase sendiri secara

spesifik mengenali dan berikatan dengan promoter. pada eukariota, sekelompok

protein yang disebut faktor transkripsi( trancription factor) memediasi

pengikatan RNA polimerase dan inisiasi transkrisi. RNA polimerase II dapat

berikatan dengan promoter. keseluruhan kompleks faktor transkripsi dan RNA

polimerase II terikat ke promoter disebut kompleks inisiasi

transkripsi( transcription initation compleks). Kotak TATA(TATA box)

berperan dalam pembentukan kompleks insiasi pada promotor eukariot.

b. Pemanjangan untai RNA

Ketika RNA polimerase bergerak disepanjang DNA, enzim tersebut terus

membuka puntiran heliks ganda, mengekspos sekitar 10-20 basa DNA dalam satu

waktu untuk perpasangan dengan nukleotida RNA. RNA polimerase

menambahkan nukleotida ke ujung 3’ RNA yang sedang tumbuh Sambil terus

menyusuri heliks ganda. Setelah gelombang sintesis RNA yang maju ini, molekul

RNA baru akan melepaskan diri dari cetakan DNA-nya, dan heliks ganda DNA

terbentuk kembali.

c. Terminasi transkripsi

Mekanisme transkripsi berbeda pada bakteri dan eukariota. Pada bakteri,

transkripsi berlanjut melalui suatu sekuens terminator pada DNA. Terminator

yang ditranskripsi( suatu sekuens RNA) berfungsi sebagai sinyal terminasi,

menyebabkan polimerase melepaskan diri dari DNA dan melepaskan transkrip,

yang bisa digunakan langsung sebagai mRNA. Pada eukariota, RNA polimerase II

mentranskripsikan sekuens pada DNA yang disebut sekuens sinyal poliadenilasi,

yang mengodekann suatu sinyal poliadenilasi (AAUAAA) pada pre-mRNA.

Kemudian , pada suatu titik kira-kira 10-35 nukleotida yang mengarah ke hilir dari

sinyal AAUAAA, protein-protein berasosiasi dengan transkrip RNA yang sedang

tumbuh memotong bagian itu hingga terlepas dar polimerase, dan pre-mRNA pun

terlepas. Akan tetapi, polimerase terus mentranskripsikan DNA sebanyak ratusan

nukleotida setelah tempat pre-mRNA dilepaskan.

Gambar proses transkripsi

Sel eukariot memodifikasi RNA setelah transkripsi, enzim-enzim dalam nukleus eukariot

memodifikasi mRNA dengan cara-cara spesifik sebelum pesan genetik dikirim ke sitoplasma.

Selama pemrosesan RNA( RNA processing)ini, kedua ujung transkrip primer diubah.

Pengubahan ujung-ujung mRNA

Ujung-ujung molekul pre-mRNA dimodifikasi dengan cara ujung 5 disintesis terlebih

dahulu, dan menerima tudung 5’(5’cap),bentuk termodifikasi dari nukleotida guanim(G) yang

ditambahka ke ujung 5’ setelah transkripsi 20-40 nukleotida pertama. Ujung 3’ molekul pre

–mRNA juga dimodifikasi sebelum mRNA keluar dari nukleus. Pada ujung 3’, sejenis

enzim menambahkan lagi 50-250 nukleotida adenin(A), membentuk ekor poli-A( poly-A

tail). Tudung 5’dan ekor poli-A memiliki fungsi. Pertama , keduanya tampak memfasilitasi

ekspor mRNA matang dari nukleus. Kedua, tudung 5’dan ekor poli-A membantu melindungi

mRNA dari degradasi oleh enzim0enzim hidrolitik. Ketiga, keduanya membantu ribosom

melekat ke ujung 5’mRNA setelah mRNA mencapai sitoplasma

Gen terpisah-pisah dan penyambungan DNA

pembuangan beberapa bagian besar molekul RNA hasil sinthesis awal-kerja potong-

tempel yang disebut penyambungan RNA(RNA splicing). Sekuens nukleotida DNA yang

mengodekan polipeptida eukariot biasanya tidak berkesinambungan, melainkan terpisah-

pisah menjadi menjadi beberapa segmen. Segmen bukan pengode dari asam nukleat yang

terletak diantara wilayah-wilayah pengode disebut sekuens penyela( intervening sequence)

atau intron. Wilayah-wilayah yang lain disebut ekson(exon), karena mereka akhirnya

diekspresikan, biasnya dengan cara ditranslasikan menjadi sekuens asam amino. Dalam

pembuatan transkrip primer dari suatu gen, RNA polimerase II mentranskripsikan intron

maupun ekson dari DNA, namun molekul mRNA yang memasuki sitoplasma merupakan

versi yang telah diringkas. Intron dipotong dan dibuang dari molekul, sedangkan ekson

digabung-gabungkan, memmbentuk molekul mRNA dengan sekuens pengode tak terputus,

proses ini disebut penyambungan RNA( RNA splicing).

2. TRANSLASI

Komponen-komponen molekular translasi

RNA transfer( transfer RNA.tRNA) berfungsi mentranfer asam amino dari

kumpulan asam amino disitoplasma ke ribosom. Pada ujung lain tRNA terdapat suatu

triplet nukleotida yang disebut antikodon , yang berpasangan basa dengan kodon

komplementer pada mRNA. serta Ribosom.

Tahap – tahap translasi

a. Asosiasi ribosom dan inisiasi translasi

Tahap inisiasi dari translasi menyatukan mRNA, tRNA yang membawa asam

amino peertama dari polipeptida, dan kedua unit ribosom. Pertama subunit

ribosom kecil berikatan dengan mRNA sekaligus tRNA inisiator spsifik, yang

menyangkut asam amino metionin. Pada bakteri, subunit kecil dapat mengikat

kedua molekul tersebut ke dalam urutan mana saja. Subunit kecil bakteri

berikatan dengan mRNA pada sekuens RNA spesifik yang terletak tepat

dibagian hlu dari kodon mulai, AUG. Pada eukariota, subunit kecil, yang telah

berikatan dengan tRNA inisiator, berikatan dengan tudung 5’ mRNA dan

kemudian bergerak, atau memindai, ke arah hilir di sepanjang mRNA hingga

mencapai kodon mulai, dan tRNA inisiator membentuk ikatan hidrogen

dengan kodon tersebut. Pada bakteri maupun eukariota, kodon tersebut. Pada

bakteri maupun eukariota, kodon mulai memberi sinya-sinyal agar translasi

dimulai. Ini penting karena menetapkan bingkai pembacaan kodon untuk

mRNA.

Penggabungan mRNA, tRNA inisiator, dan sub unit ribosom kecil diikuti oleh

pelekatan subunit ribosom besar, sehingga kompleks inisiasi

translasi(translation iniation complex) pun lengkap. Protein-protein yang

disebut faktor inisiasi (initition factors) diperlukan untuk menyatukan semua

komponen ini. Sel juga menggunakan energi dalam bentuk molekul GTP

untuk membentuk kompleks inisiasi. Saat proses inisiasi selesai, tRNA

inisiator berada pada situs P ribosom, dan situs A yang kosong siap untuk

tRNA aminoasil berikutnya.

b. Pemanjangan rantai polipeptida

Dalam tahap pemanjangan dari translasi, asam aminoditambahkan satu persatu ke

asam amino sebenarnya. Setiap penambahan melibatkan keikutsertaan beberapa

protein yang disebut faktor pemanjangan (elongation factors) dan terjadi dalam

siklus berlangkah tiga yang dideskripsikan dalam gambar . Energi digunakan pada

langkah pertama dan ketiga. Pengenalan kodon membutuhkan hidrolisis satu

molekul GTP, yang meningkatkan akurasi dan efisiensi dari langkah ini. Satu lagi

GTP dihidrolisis untuk menyediakan energy bagi langkah translokasi. mRNA

digerakkan melalui ribosom ke satu arah saja, ujung 5' terlebih dahulu. Ini sama

dengan ribosom yang bergerak dengan arah 5'->3' pada mRNA

c. Terminasi translasi

Tahap terakhir dari trnslasi adalah pengakhiran atau terminasi. Pemanjangan

berlanjut sampai kodon stop pada mRNA mencapai situs A dari

ribosom .tripplet basa UAG, UAA, dan UGA tidak mengodokan asam amino,

melainkan bekerja sebagai sinyal faktor pelepasa (relase factor) berikatan

langssung dengan kodon stop di situs A. Faktoe pelepasan menyebabkan

penambahan molekul air, sebagai pengganti asam amino , ikatan antara

polipeptida . reaksi ini memutus (menghidrosis ) ikatan anatara polipeptida

yang sudah selsai dengan tRNA di situr P, sehingga melepaskan polipeptida

melalui terowongan keluar pada subunit besar ribosom. Sisa rakitan tranlasi

kemudian terlepas dalam proses multilangkah, dibantu oleh faktor-faktor

protein lain. Penguraian rakitan tranlasi membutuhkan hidrolisis dua melekul

GTP(Campbell,2008:355-367)

DAFTAR PUSTAKA

Campbell. 2008. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Maarianti, Sumadi aditya. 2007. Biologi sel. Yogyakarta: graha ilmu.

Suryo. 2005. Genetika Strata 1. Yogyakarta: UGM Press.