LMS-SPADA INDONESIA
Pelajaran
B. Pembentukan Protein
Tahapan Sintesis Protein
Sintesa protein merupakan suatu proses yang dinamis, dapat berubah-ubah tergantung lingkungan. Terdapat perbedaan proses sintesa protein pada sel prokariotik dan eukariotik DNA di sitoplasma, yaitu :
a. Prokariotik :
- DNA di sitoplasma
- Proses transkripsi dan translasi terjadi di sitoplasma
- Produk RNA primer hasil transkripsi DNA dapat langsung berfungsi
b. Eukariotik
- DNA di dalam inti
- Proses transkripsi terjadi dalam inti sementara translasi di ribosom
- RNA primer harus mengalami proses maturasi terlebih dahulu untuk menjadi RNA fungsional.
Pada sel eukariot proses transkripsi maupun maturasi RNA primer ini terjadi di dalam inti sel. Maturasi berupa proses Capping pembuatan tudung pada ujung 5ÔÇÖ dengan 7-metil-guanosin. Selain Capping; terjadi pula penambahan ekor poliadenilat pada ujung 3ÔÇÖ. Jumlah penambahan poli A bervariasi dari 100-200 basa nitrogen. Selanjutnya RNA primer mengalami splicing (pemotongan/penipisan intron oleh SnRNA dan HnRN Protein dengan ribosom, yaitu suatu ribonukleat enzim sebagai suatu katalisator). Pada saat terjadi splicing RNA, terbentuk struktur seperti kait. Setelah selesai proses ini, maka RNA primer sudah menjadi fungsional (menjadi maturasi mRNA). Fase selanjutnya adalah transportasi RNA mature ini melalui membran inti menuju ribosom di sitoplasma. Sintesa protein terjadi dalam dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi.
1. Transkripsi
Pada organisme eukariot (memiliki dinding inti sel), DNA terdapat pada kromosom, artinya bahwa DNA berada si dalam inti sel. DNA akan tetap berada di dalam sel, sedangkan protein dibuat di dalam sitoplasma. DNA tidak ikut berperan secara langsung dalam pembuatan protein, tetapi pita double helix DNA sangat berperan penting dalam terbentuknya mRNA. Transkripsi adalah proses pembentukan molekul RNA dari DNA. Proses transkripsi memerlukan kerja sekelompok enzim yang disebut dengan RNA polimerase. Untuk memulai proses ini, dibutuhkan adanya sinyal atau tanda yang berupa gen tertentu. Gen yang menjadi tanda itu adalah kodon AUG. Tempat mulainya transkripsi ini disebut hulu, atau dikodekan dengan bentuk 5`. Proses dimulainya transkripsi dikenal dengan istilah inisiasi. Pada pengakhiran proses transkripsi, ada daerah yang disebut hilir yang sering ditandai dengan bentuk 3`. Proses diakhirinya transkripsi dikenal dengan istilah terminasi. Proses transkripsi selalu berjalan dari hulu ke hilir, artinya selalu berjalan menurut arah 5` ke 3`. Berikut tahapan transkripsi
- Dimulai dari tempat inisiasi (AUG) ke tempat terminasi (UAG,UAA,UGA)
- RNA Polimerase menempel pada promoter di rantai DNA dan memisahkan kedua rantai pita DNA.
- Rantai nukleotida RNA bebas berpindah dan ikatan hidrogen melengkapi basa pada rantai DNA.
- RNA Polimerase berkaitan ke rantai nukleotida RNA pada arah 5ÔÇÖ ke 3ÔÇÖ.
- Rantai RNA yang sudah dibentuk melepaskan diri dari rantai DNA.
- RNAm ditransportasikan ke retikulum endoplasma.
- Kemudian ribosom membaca sekuens RNAm. Untuk mengubah RNAm kedalam bentuk protein digunakan RNAt untuk membaca sekuens RNAm. Sekali baca ditranslasikan 3 nukleotida menjadi satu asam amino.
Gambar 1. Tahapan Transkripsi (Inisiasi, Elongasi, dan Terminasi)
2. Translasi
Pada proses ini, mRNA telah keluar dari inti sel. Sekali mRNA keluar dari inti sel dan telah berada dalam sitoplasma, maka mRNA akan bergabung dengan satu atau lebih ribosom yang memungkinkan asam-asam amino disusun menjadi rantai polipeptida sesuai dengan kode genetik yang diamanahkan pada rantai mRNA. Jadi proses translasi merupakan proses pemindahan informasi genetik dari RNA ke protein.
Proses translasi dibantu dengan bantuan molekul-molekul perantara lain yang terdapat di dalam sitoplasma, yaitu tRNA atau RNA pemindah. tRNA berfungsi untuk mengikat asam amino pada satu ujungnya, sedangkan ujung yang lain mampu untuk mengenal kodon mRNA untuk tempat melekatnya asam amino yang dia ikat.
Asam amino yang terdapat di dalam sitoplasma akan diikat oleh tRNA. Pengikatan ini dibantu dengan menggunakan energi yang berupa ATP (adenin tripospat). ATP berfungsi untuk mengaktifkan asam amino agar siap untuk diangkut ke subunit ribosom. Translasi meliputi tiga tahapan, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.
1. Inisiasi
Proses pertama translasi disebut dengan inisiasi atau permulaan. mRNA yang telah keluar dari inti sel (nukleus) dan sudah berada di sitoplasma akan bersatu dengan subunit kecil ribosom. Ribosom akan menempel pada mRNA yang memiliki kodon AUG. Kodon ini merupakan kodon penanda yang menandai akan dimulainya sintesis protein. Kodon AUG adalah kode kodon untuk asam amino metionin. Kodon AUG biasanya ada di ujung 5`. Setelah ditemukan kodon ini, maka akan dilanjutkan dengan tahapan translasi selanjutnya, yaitu tahap elongasi atau perpanjangan.
2. Elongasi
Tahap kedua yaitu tahap elongasi. Setelah kodon AUG ditemukan, tRNA akan membawa asam amino dari sitoplasma yang memiliki kode UAS sebagai terjemahan dari metionin. Setelah metionin diterjemahkan, subunit besar ribosom akan bersatu dengan subunit kecil yang membentuk ribosom yang sempurna. Setelah menerjemahkan metionin, kodon-kodon selanjutnya akan terbaca dan akan diterjemahkan dengan cara yang sama. tRNA membawa asam amino masuk ke dalam subunit besar dan melekat pada sisi A,lalu akan dilepaskan pada sisi P. tRNA akan keluar melalui sisi E pada bagian subunit besar ribosom.
Misal setelah AUG terdapat kodon ASG. Maka tRNA akan mencarikan terjemahan dari kodon itu, yaitu UGS, yang berarti kode untuk asam amino treonin. Kodon treonin itu akan diangkut oleh tRNA memasuki bagian sisi A dan melepaskannya pada sisi P. tRNAakan keluar dari ribosom melalui sisi E pada subunit besar untuk membawa asam amino yang lainnya. Demikian proses yang terjadi sampai terbentuk untaian yang cukup panjang, sampai ditemukan kode untuk menghentikan proses ini.
3. Terminasi
Tahap ketiga yaitu tahap terminasi atau penghentian sintesis protein. Tahap ini terjadi karena terdapat kode-kode yang menandai mRNA untuk menghentikan proses pengangkutan asam amino. Kode-kode itu berbentuk kodon UAA, UAG, atau UGA. Jika salah satu kodon itu ditemukan oleh tRNA, maka secara langsung proses sintesis protein akan terhenti karena tRNA tidak mengikat asam amino kembali.
Gambar 2. Tahapan Translasi Protein
Video Transalasi pada prokariotik
Video Trasnlasi pada Eukariotik
LMS-SPADA INDONESIA