biokimia
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Protein berasal dari bahasa Yunani yaitu Protos yang berati “yang paling
utama”. Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang
merupakan polimer dari monomer-monomer Asam amino yang dihubungkan satu
sama lain dengan ikatan peptida. Molekul Protein mengandung karbon (C),
hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N) dan kadang kala sulfur (S) serta fosfor
(P).
Protein berfungsi sebagai zat utama pembentuk dan pertumbuhan tubuh.
Sebagai zat utama pembentuk maksudnya Protein merupakan zat utama
pembentuk sel-sel tubuh dan digunakan sebagai sumber energi jika berkurang
karbohidrat dan lemak di dalam tubuh. Kebanyakan Protein merupakan enzim
atau sub unit enzim.
Asam amino merupakan unit pembangun Protein yang dihubungkan
melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O,
dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan Asam amino yang terdapat
di alam hanya 20 Asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein. Tidak
semua Asam amino terdapat di dalam molekul Protein, karena memiliki tugas
lain.
Sama halnya dengan proses metabolisme pada komponen lain, pada
metabolisme Protein dan Asam amino juga terjadi anabolisme dan katabolisme
yang juga membutuhkan peranan enzim. Sehingga kita harus tahu bagaimana
proses metabolisme dari Protein dan Asam amino. Oleh karena itu kami
menyusun makalah ini yang di dalamnya kami berusaha memaparkan dan
menjelaskan secara rinci, bagaimana proses metabolisme Protein dan Asam
amino. Sehingga para pembaca dapat memahami secara jelas proses metabolisme
Protein dan Asam amino.
B. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penyusunan makalah kami ini
antara lain sebagai berikut :
1. Untuk menjelaskan pengertian Protein dan Asam amino.
2. Untuk menjelaskan fungsi Protein dan Asam Amino
3. Untuk menjelaskan pengertian metabolisme.
4. Untuk menjelaskan bagaimana proses metabolisme Protein dan Asam amino.
5. Untuk memahami tentang peranan siklus urea pada tubuh manusia.
6. Untuk Mengerti dan memahami tentang Biosintesa Protein
7. Untuk mengetahui Kelainan Metabolisme Protein
C. Rumusan Masalah
1) Apa Pengertian dari protein ?
2) Bagaimana proses metabolisme protein dan Asam amino?
3) Bagaimana penguraian protein dalam tubuh?
4) Bagaimana proses terjadinya siklus urea ?
5) Apa saja peranan siklus urea pada tubuh manusia ?
6) Bagaimana proses Biosintesa Protein ?
7) Apa saja Kelainan Metabolisme Protein ?
BAB II
PEMBAHASAN
a) Pengertian Protein dan Asam amino
Protein
Protein adalah komponen penting atau utama bagi sel hewan atau
manusia. Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang
merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu
sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen,
oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor.
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida,
lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain
itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam
biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Sumber Protein; makanan yang mengandung protein atau merupakan
sumber protein antara lain sebagai berikut :
Daging
Ikan
Telur
Susu, dan produk sejenis Quark
Tumbuhan berbji
Suku polong-polongan
Kentang
Kegunaan Protein; protein memiliki peran yang penting bagi tubuh
manusia antara lain sebagai berikut :
Sumber energi
Pembentukan dan perbaikan sel dan jaringan
Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi
Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel
Tabel Fungsi dari protein secara terperinci adalah sebagai berikut :
Fungsi Jenis Contoh
Katalitik Enzim Katalase pepsin
Struktural Protein struktural Kolagen, elastin, keratin
Motil (mekanik) Protein kontraktil Aktin, Myosin
Penyimpanan Protein angkutan Kasein (susu), ovalbumin
(telur), feritin (penyimpan
besi)
Pengangkutan Protein angkutan Albumin serum (asam
lemak) hemoglobin
(oksigen)
Pengatur Protein hormon
enzim pengatur
Insulin
Fosfofruktokinasa
Perlindungan Antibodi
Protein penggumpal
Imun globulin
Trombin, fibrinogen
Tanggap toksik Protein toksin Toksin bisa ular, toksin
bakteri (bortulisme,
difteri)
Protein menyusun ¾ zat padat tubuh yaitu otot, enzim, protein plasma,
antibodi, hormon. Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan
peptide. Banyak protein terdiri ikatan komplek dengan fibril → protein fibrosa.
Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin
(rambut, kuku); dan aktin-miosin.
Macam – macam protein yaitu :
Peptide: 2 – 10 asam amino
Polipeptide: 10 – 100 asam amino
Protein: > 100 asam amino
Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide
Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein
Lipoprotein: gabungan lipid dan protein.
Rantai polipeptida melipat sedemikian rupa membentuk suatu struktur
yang khas (konformasi) di dalam protein. Konformasi tersebut merupakan bentuk
tiga dimensi suatu protein yang membentuk struktur protein. Terdapat empat
struktur pada protein: struktur primer, sekunder, tersier, dan ada yang
berbentuk quarterner.
Struktur protein primer adalah suatu urutan linier asam amino yang
bergabung melalui ikatan peptida. Struktur sekunder dari suatu protein meliputi
suatu pelipatan pada rantai polipeptida. Secara umum ada dua bentuk umum dari
struktur sekunder yaitu α-helix dan β-pleated sheet (konformasi β). Bentuk α-
helix adalah silindris, terjadi karena adanya ikatan hidrogen yang parallel
sepanjang sumbu helixnya. Pada tipe konformasi β, ikatan hidrogen terbentuk
diantara rantai polipeptida yang berdekatan atau berdampingan secara parallel
atau anti paralel.
Struktur tersier protein adalah bentuk atau susunan tiga dimensi dari
semua asam amino di dalam polipeptida. Bentuk protein secara alamiah atau
bentuk protein aktif berada dalam bentuk struktur tersier yang ditentukan oleh
banyak ikatan non kovalen. Jika suatu protein terdiri dari dua atau lebih
polipeptida dinamakan struktur quarterner. Hemoglobin pada sel darah merah
manusia terdiri atas 4 rantai polipeptida maka dinamakan sebagai struktur
quarterner. Masing-masing subunit polipeptida dapat dihubungkan dengan ikatan
kovalen (misalnya ikatan disulfide) atau ikatan non kovalen (interaksi elektro-
statik, ikatan hidrogen, atau interaksi hidrofobik).
Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Suatu protein
merupakan untaian dari asam amino yang saling berikatan melalui suatu ikatan
peptida. Ikatan peptida merupakan suatu ikatan kovalen antara gugus α-amino
dari suatu asam amino dengan gugus α-karboksilat dari asam amino lainnya.
Ketika dua asam amino bergabung dengan satu ikatan peptida maka dinamakan
dipeptida. Penambahan sejumlah asam amino menghasilkan rantai yang panjang
dari gabungan asam-asam amino yang dinamakan oligopeptida (mengandung
sampai 25 residu asam amino) dan polipeptida (mengandung > 25 residu asam
amino).
Asam Amino
Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino.
Berdasarkan biosintesis Asam amino tebagi dua jenis Asam amino yaitu :
Asam amino essential adalah asam amino yang tidak dapat di sintesis oleh
tubuh dan berasal dari makanan yang kita makan. Asam amino esensial hanya
dapat disintesis oleh sel-sel tumbuhan.
Contoh : Histidin, Isoleusin, Leusin, Lysin, Metionin, Fenilalanin, Treonin,
Triftofan, Valin.
Amino non essential adalah asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh dan
yang berasal dari tubuh.
Contoh : Alanin, Arginin, Asparagin, Asam aspartat, Cysteine, Asam glutamat,
Glutamine,Glycine, Proline, Serine, Tyrosine, Hydroxylysine, Hydroxyproline.
Sumber Asam amino :
1. Protein dalam makanan
2. Proses sintesa asam amino non essential (transaminasi terhadap
metabolite)
3. Degradasi protein tubuh.
Kegunaan asam amino :
1. Membentuk protein yang dibutuhkan
2. Membentuk glukosa
3. Membentuk badan-badan keton, dll
4. Menghasilkan energy
5. Membentuk molekul nonprotein (derivat asam amino).
Pengertian Metabolisme
Matabolisme adalah segala proses kimia yang terjadi di dalam tubuh
makhluk hidup. Proses metabolisme terbagi menjadi dua yaitu Anabolisme dan
Katabolisme. Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi
besar yang mebutuhkan energi (ATP), sedangakan katabolisme adalah proses
penguraian molekul besar menjadi molekul kecil yang melepaskan energi (ATP).
Proses Metabolisme Protein
Proses metabolisme protein dimulai dari proses pencernaan di mulut
sampai di usus halus, dilanjutkan dengan proses metabolisme asam amino. Yaitu
sebagian besar zat makanan yang mengandung protein dipecahkan menjadi
molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran
pencernaan.
Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan
enzim-enzim saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis protein menjadi
asam amino.
Berikut proses pencernaan protein :
Zat makanan yang mengandung protein masuk ke dalam mulut
Proses mengunyah
Kemudian masuk ke dalam lambung
Enzim pepsin bersama HCl mengubah protein asli menjadi proteosa dan
pepton yang masih merupakan derivat protein yang agak besar.
Isi lambung (kimus) yang konsistensinya kental seperti rum susu,
secara intermitten masuk ke dalam duodenum melalui spinkter
pilorus
Sekresi pankreas dan empedu yang sangat basa menetralkan asam dalam
kimus → pH menjadi alkali (perlu untuk aktivitas enzim berikutnya).
Getah pankreas yang mengandung enzim tripsin & kimotripsin →
mengubah protein asli, proteosa dan pepton menjadi polipeptida.
Getah pankreas yang juga mengandung enzim peptidase, yang terdiri atas:
Karboksipeptidase → menghidrolisis ikatan peptida terminal
Peptida yang pada ujung karboksil rantai polipeptida lebih rendah
Aminopeptidase & Dipeptidase → memecahkan ikatan peptida
terminal Asam amino pada ujung amino bebas rantai polipeptida
bebas
Isi duodenum terus masuk ke dalam usus
Proses hidrolisis peptida akan terus berlanjut sampai protein makanan
hampir seluruhnya berubah menjadi asam amino penyusunya
Asam amino di absorpsi oleh mukosa usus halus
Asam amino masuk ke dalam sirkulasi darah
Protein dalam makanan dicerna dalam lambung dan usus di katabolisme
menjadi asam amino yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah. Asam amino dalam
darah di bawa ke hati menjadi asam amino dalam hati (ekstra sel), kemudian asam
amino tersebut ada yang di simpan dalam hati (intra sel) dan sebagian dibawa oleh
darah ke jaringan-jaringan tubuh.
Asam amino yang dibawa ke hati dikatakan ekstra sel karena sebagian
asam amino dalam hati ini kemudian akan dibawa sebagian keluar dari sel atau
menuju ke seluruh jaringan tubuh yang membutuhkan. Setelah masuk ke jaringan-
jaringan tubuh asam amino ini akan masuk ke sel-sel tubuh (asam amino dalam
sel).
Dan sebagiannya lagi tetap didalam hati (intra sel) sebagai cadangan
protein dalam tubuh, bila tubuh kekurangan protein maka asam amino ini diubah
menjadi protein dan sebaliknya jika tubuh membutuhkan asam amino dari dalam
tubuh maka protein di rombak kembali menjadi asam amino. Dan asam amino ini
juga berfungsi membentuk senyawa N lain yang berfungsi untuk pembentukan
sel-sel tubuh, senyawa nitrogen ini merupakan bagian utama dari semu protein,
enzim, dan proses metabolik yang disertakan pada sintesa dan perpindahan energi.
Keseimbangan nitrogen tubuh dikatakan positif bila n masuk tubuh > n yg
keluar dari tubuh berarti sintesis protein > katabolismenya, terjadi misalnya pada
masa penyembuhan, masa pertumbuhan, masa hamil keseimbangan nitrogen yg
negatif berarti katabolisme protein > sintesisnya, terjadi misalnya pada waktu
kelaparan, sakit keseimbangan nitrogen yg setimbang terdapat pada orang dewasa
normal dan sehat.
Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang digunakan maka asam
amino diubah menjadi asam keto. Proses perubahan tersebut terjadi dalam siklus
asam sitrat. Atau diubah mejadi urea. Berikut proses perubahan asam amino
menjadi asam keto dalam siklus sitrat.
Asam amino yang dibuat dalam hati atau dihasilkan dari proses
katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk
digunakan. Proses anabolisme dan katabolisme terjadi dalam hati dan jaringan.
Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber yaitu: Absorbsi
melalui dinding usus, Hasil katabolisme protein dalam sel, Hasil anabolisme asam
amino dalam sel
Proses Metabolisme Asam Amino
Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam
amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan
protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak
seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amin.
Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.
Ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:
1) Transaminasi
→ Proses pemindahan gugus amino (gugus yang mengandung unsure N)
dari asam amino yang menghasilkan asam piruvat dan glutamate.
Transaminasi adalah proses katabolisme asam amino yang melibatkan
pemindahan gugus amino dari asam amino yang satu ke asam amino yang lain.
Pada proses ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena setiap gugus amino
yang lepas diikat oleh senyawa keton. Gugus amino tersebut dipindahkan pada
salah satu dari tiga senyawa keton yaitu asam piruvat, oksaloasetat atau α
ketoglutarat.
Proses transaminasi terjadi pada mitokondria dan ada pula yang terjadi pada
sitoplasma. Proses transaminasi ini dibantu oleh dua enzim yaitu alanin
transaminasi dan glutamat transaminasi yang berfungsi sebagai katalisator. Alanin
transaminasi mempunyai suatu kelebihan tersendiri pada asam piruvat-alanin
sebagai satu pasang substrat tetapi tidak kepada asam asam amino yang lain.
Alanin transaminasi terdapat dalam jumlah banyak, oleh karena itu alanin
transaminasi yang di hasilkan dari proses transaminasi diubah menjadi glutamat
transaminasi. Glutamate transaminasi mempunyai kelebihan tersendiri terhadap
glutamate-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat dan seperti alanin
transaminasi yang tidak memiliki kelebihan terhadap pasangan asam amino yang
lain. Kerja dari enzim enzim transaminasi tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat
sebagai koenzim.
Pada proses transaminasi, diperoleh asam piruvat dan glutamate sebagai hasil
rekasi yang terjadi antara analin (asam amino) dengan α-ketoglutarat. Asam
piruvat selanjutnya akan masuk kedalam siklus asam sitrat (siklus krebs),
sementara glutamate akan masuk kedalam proses deaminasi.
Gambar 1
Contoh reaksi transaminasi. Perhatikan alanin mengalami transaminasi menjadi
glutamat. Pada reaksi ini dibutuhkan enzim alanin aminotransferase.
2) Deaminasi oksidatif
→ Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion ammonium.
→ proses perubahan asam amino menjadi asam keto
Deaminasi merupakan proses pelepasan gugus amino (gugus yang
mengandung N). Contoh konkrit proses deaminasi adalah ketika mengonsumsi
protein, maka di dalam tubuh akan diubah menjadi asam amino, kemudian asam
amino akan dipecah lagi yang hasil akhirnya adalah amoniak. Tapi karena
amoniak itu bersifat sangat toksik—amoniak itu tidak boleh ada di dalam darah,
apalagi di otak—maka diubah menjadi urea. Urea kemudian akan diekskresikan
dari dalam tubuh dalam bentuk urine.
Gambar 2
Glutamat juga dapat memindahkan amin ke rantai karbon lainnya,
menghasilkan asam amino baru.
Contoh reaksi deaminasi oksidatif. Perhatikan glutamat mengalami deaminasi
menghasilkan amonium (NH4+). Selanjutnya ion amonium masuk ke dalam siklus
urea.
Gambar 3
Ringkasan skematik mengenai reaksi transaminasi dan deaminasi oksidatif
Setelah mengalami pelepasan gugus amin, asam-asam amino (asam
piruvat) dapat memasuki siklus asam sitrat (siklus krebs) melalui jalur yang
beraneka ragam, untuk menghasilkan energy (ATP) yang diperlukan oleh tubuh,
CO2 (karbon dioksida), dan H2O (air).
Gambar 4
Tempat-tempat masuknya asam amino ke dalam sikulus asam sitrat untuk
produksi energy
Sementara pada gugus amin dari glutamate akan dilepaskan dan gugus
amin tersebut (NH4+) selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam
siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa urin.
Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap
yaitu:
1. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan
CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP
2. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan
L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan
3. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-
aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari
ATP
4. Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi
fumarat dan L-arginin
5. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan
menghasilkan L-ornitin dan urea.
Gambar 5
Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea
Pengertian Siklus Urea dan Tahap Siklus Urea
Siklus urea merupakan pelepasan gugus NH₂pada asam amino dalam bentu
kamoniak melalui reaksi transaminase dan deaminasi, kemudian dikeluarkan
dalam bentuk urea dari urine
Tahapan Siklus Urea
a. Reaksi 1 :
Sintesis Karbamoil Fosfat
Dalam reaksi pembentukan karbami l fosfatini, 1 mol amonia bereaksi
dengan 1 mol karbondioksida dengan bantuan enzim karbamil fosfat sintetase.
Reaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan 2 mol ATP
yang diubah menjadi 2 ADP.
b. Reaksi 2 :
Pembentukan Sitrulin
Dalam reaksi ini bagian karbamoil fosfat akan memberikan gugus
karbamoilnya kepada ornitin membentuk sitrulin oleh kerja enzim ornitin
transkarbamoilase.
Karbamoil fosfat + ornitin → sitrulin + Pi + H+
Selanjutnya sitrulin akan meninggalkan mitokondria menuju bagian cair
(sitoplasma) sel hati, tempat berlangsung siklus urea.
c. Reaksi 3 :
Pembentukan Asam Argininosuksinat
Dalam proses ini, sitrulin bereaksi dengan asam aspartate membentuk
asam argininesuksinat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim
argininesubsinat sintetase. Dalam reaksi tersebut ATP merupakan sumber energi
dengan jalan melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP .
d. Reaksi 4 :
Penguraian Asam Argininosuksinat
Dalam reaksi ini asam argininesuksinat diuraikan menjadi arginine dan
asam fumarat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininesuksinase,
suatu enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal.
Arginino suksinat → arginin + fumarat
e. Reaksi 5 ;
Penguraian Arginin
Reaksi terakhir ini melengkapi tahap reaksi pada siklus urea. Dalam reaksi
ini arginine diuraikan menjadi urea dan ornitin.Enzim yang bekerja sebagai katalis
dalam reaksi penguraian ini arginase yang terdapat dalam hati.Ornitin yang
terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi kembali dengan karbamilfosfat
untuk membentuk sitrulin. Demikian seterusnya reaksi berlangsung secara
berulang-ulang merupakan suatu siklus. Adapun urea yang terbentuk dikeluarkan
dari tubuh melalui urine.
PERANAN SIKLUS UREA DALAM TUBUH
Asam amino yang berasal protein dalam makanan diabsorsi melalui
transpor aktif dan dibawa ke hati. Di hati, asam amino disintesis menjadi molekul
protein atau dilepas ke dalam sirkulasi untuk ditranspor ke dalam sel lain. Setelah
memasuki sel-sel tubuh asam amino bergabung dengan ikatan peptida untuk
membentuk protein seluler yang dipakai untuk pertumbuhan dan regenerasi
jaringan. Hanya ada sedikit simpanan asam amino dalam sel-sel tubuh, kecuali
sel-sel hati. Protein intraseluler tubuh sendiri terus terhidrolisis menjadi asam
amino dan disintesis ulang menjadi protein. Asam amino dari makanan dan asam
amino dari penguraian protein intraseluler membentuk kelompok asam amino
utama yang memenuhi kebutuhan tubuh.
Penguraian asam amino untuk energi berlangsung di hati. Jika sel telah
mendapatkan protein yang mencukupi kebutuhannya, setiap asam amino
tambahan akan dipakai sebagai energi atau disimpan sebagai lemak. Urea tidak
diputus oleh enzim manusia. Namun, bakteri, termasuk bakteri yang terdapat
dalam saluran cerna manusia, dapat memutuskan urea menjadi amonia dan CO₂.
(urease, enzim yang mengkatalisis reaksi ini, merupakan enzim pertama yang
dapat dikristalisasi).
Sampai tahap tertentu, manusia mengekskresikan urea ke dalam usus dan
air liur. Bakteri usus mengubah urea menjadi amonia. Amonia ini serta amonia
yang dihasilkan oleh reaksi bakteri lain di dalam usus, diserap masuk ke dalam
vena porta hepatika. Dalam keadaan normal, amonia ini diekstrasi oleh hati dan
diubah menjadi urea.
Biosintesis Protein
Penyusunan protein yang merupakan bagian dari protoplasma berbentuk
suatu rantai panjang, sedangkan molekul protein-protein yang lain mirip bola.
Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang
diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel,
sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 3 tahapan besar yaitu:
a. Transkripsi.
DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mRNA berantai tunggal,
maka salah satu rantai DNA ditranskripsi (dicopy). Rantai yang ditranskripsi
dinamakan DNA sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut
kodogen. Sedangkan yang tidak ditranskripsi disebut DNA
antisense/komplementer. RNA Polimerase membuka pilinan rantai DNA dan
memasukkan nukleotida-nukleotida untuk berpasangan dengan DNA sense
sehingga terbentuklah rantai mRNA.
b. Translasi
Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida atau kodon yang
ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun
suatu polipeptida atau protein. Transkripsi dan translasi merupakan dua proses
utama yang menghubungkan gen ke protein. Translasi hanya terjadi pada molekul
mRNA, sedangkan rRNA dan tRNA tidak ditranslasi. Molekul mRNA yang
merupakan salinan urutan DNA menyusun suatu gen dalam bentuk kerangka
baca terbuka. mRNA membawa informasi urutan asam amino.
Tempat translasi ini ialah ribosom, partikel kompleks yang memfasilitasi
perangkaian secara teratur asam amino menjadi rantai polipeptida. Asam amino
yang akan dirangkaikan dengan asam amino lainnya dibawa oleh tRNA. Setiap
asam amino akan dibawa oleh tRNA yang spesifik ke dalam kompleks mRNA-
ribosom
Proses translasi berupa penerjemahan kodon atau urutan nukleotida yang
terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino tertentu.
Kodon pada mRNA akan berpasangan dengan antikodon yang ada pada tRNA.
Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Tiga nukleotida di anti kodon
tRNA saling berpasangan dengan tiga nukleotida dalam kodon mRNA menyandi
asam amino tertentu.
Translasi menjadi tiga tahap yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.
Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu mRNA,
tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai
polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini disediakan oleh GTP
(guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan ATP.
1. Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA, sebuah tRNA
yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom.
Dalam kompleks inisisasi, ribosom “membaca” kodon pada mRNA. Pembacaan
dilakukan untuk setiap 3 urutan basa hingga selesai seluruhnya. Sebagai catatan
ribosom yang datang untuk membaca kodon biasanya tidak hanya satu,
melainkan beberapa ribosom yang dikenal sebagai polisom membentuk
rangkaian mirip tusuk sate, di mana tusuknya adalah “mRNA” dan daging adalah
“ribosomnya”. Dengan demikian, proses pembacaan kodon dapat berlangsung
secara berurutan. Ketika kodon I terbaca ribosom (misal kodonnya AUG), tRNA
yang membawa antikodon UAC dan asam amino metionin datang. tRNA masuk
ke celah ribosom.
Ribosom di sini berfungsi untuk memudahkan perlekatan yang spesifik
antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit
ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA ribosomal.
2. Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino-asam amino ditambahkan
satu per satu diawali dari asam amino pertama (metionin). Ribosom akan terus
bergerak dan membaca kodon-kodon di sepanjang mRNA. Masing-masing kodon
akan diterjemahkan oleh tRNA yang membawa asam amino yang dikode oleh
pasangan komplemen antikodon tRNA tersebut. Di dalam ribosom, metionin
yang pertama kali masuk dirangkaikan dengan asam amino yang di sampingnya
membentuk dipeptida.
Ribosom terus bergeser, membaca kodon berikutnya. Asam amino
berikutnya dirangkaikan dengan dipeptida yang telah terbentuk sehingga
membentuk tripeptida. Demikian seterusnya proses pembacaan kode genetika itu
berlangsung di dalam ribobom, yang diterjemahkan ke dalam bentuk asam amino
guna dirangkai menjadi polipeptida.
Kodon mRNA pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan
antikodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang
tepat. Molekul mRNA yang telah melepaskan asam amino akan kembali ke
sitoplasma untuk mengulangi kembali pengangkutan asam amino. Molekul rRNA
dari sub unit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis
pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang
ke asam amino yang baru tiba.
3. Terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga ribosom
mencapai kodon stop. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA.
Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai
sinyal untuk menghentikan translasi. Polipeptida yang dibentuk kemudian
“diproses” menjadi protein.
Kelainan Metabolisme Protein
Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian)
zat-zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya.
Gangguan metabolisme protein menyebabkan ketidak seimbangan zat-zat dalam
tubuh.protein merupakan sumber energi bagi tubuh.
Salah satu penyakit akibat gangguan metabolisme protein dijelaskan
dengan ditemukannya penyakit yang terjadi karena kekurangan protein.
Kekurangan protein hampir selalu disertai dengan kekurangan energi. Hubungan
antara kekurangan protein dan energi dapat tejadi karena protein merupakan salah
satu sumber utama pengahasil energi. Jika dalam makanan yang kita makan
kurang mengandung kurang mengandung energi maka tubuh akan mengambil
protein lebih banyak untuk menjadi energi. Ini berarti protein dalam tubuh akan
semakin berkurang. Penyakit yang terjadi karena kekurangan energi dan protein
ini biasa disebut dengan penyakit Kurang Energi Protein (KEP).
Penyakit ini ditemukan pada anak-anak atau ibu hamil. Penyakit KEP ini
juga dapat menyerang orang dewasa. Misalnya pada orang yang mengalami
kelaparan dalam waktu yang lama atau menderita penyakit kronis. Namun pada
umumnya penyakit terjadi pada anak-anak antara usia 2-5 tahun, ketika mereka
berhenti minum ASI dan menerima makanan tambahan. Yang kurang
mengandung protein atau tidak sama sekali.Ketika penyakit KEP ini menyerang
seorang anak, maka akan mucul gejala-gejala seperti kekurangan energi
(Marasmus ) dan kekurangan protein ( Kwashiorkor ).
Pada penderita Marasmus pertumbuhan penderita/anak yaitu berat badan
dan tinggi badan terganggu, penderita sangat kurus, adanya perbesaran hati, kulit
tampak keriput, pada bagian muka terdapat kulit yang berlipat-lipat sehingga
muka anak seperti muka orang tua yang sudah keriput, mudah terserang diare,
infeksi saluran pernapasan dan batuk rejan. Pada penderita Kwashiorkor ciri-ciri
yang terjadi adalah adanya gangguan pada pertumbuhan berat badan dan tinggi
badan, lemah, kurus, apatis, kulit tampak kering, rambut tipis atau jarang,
kehilangan nafsu makan, diare, adanya perbesaran pada hati, dan anemia.
Defisiensi protein terjadi pada pemasukan protein kurang → kekurangan
kalori, asam amino, mineral, dan faktor lipotropik. Akibatnya :
Pertumbuhan tubuh
Pemeliharaan jaringan tubuh
Pembentukkan zat anti dan serum protein akan terganggu.
Penderita mudah terserang penyakit infeksi, perjalanan infeksi berat, luka
sukar sembuh dan mudah terserang penyakit hati akibat kekurangan faktor
lipotropik.
Ada lagi 2 penyakit akibat gangguan metabolism protein yaitu
1. Hipoproteinemia. Disebabkan karena beberapa hal tersebut :
a. Ekresi protein darah berlebihan melalui air kemih
b. Pembentukan albumin terganggu spt pada penyakit hati
c. Absorpsi albumin berkurang akibat kelaparan atau penyakit usus, juga pada
penyakit ginjal
2. Hipo dan Agammaglubulinemia
Hipo dan Agammaglubulinemia Ada tiga jenis yaitu
a. Hipoagammaglobulinemia kongenital
Penyakit herediter, terutama anak laki-laki antara 9 – 12 thn
Mudah terserang infeksi. Kematian sering terjadi akibat infeksi
Plasma darah tidak mengandung gamma protein
Dapat terjadi penyakit hipersensitivas (ex: penyakit artritis) karena
tubuh tidak dapat membentuk Ig.
b. Hipo/ (a) gammaglobulinemia didapat Pada pria dan wanita pada semua
usia ditandai dengan:
Penderita mudah terkena infeksi
Terjadi hiperplasi konpensatorik sel retikulum → mengakibatkan
limfadenopathi dan splenomegali
c. Hipoagammaglobulinemia sementara
Hanya ditemukan pada bayi
Merupakan peralihan pada waktu gamma globulin yang didapat dari
ibu habis dan anak harus membentuk gamma globulin sendiri
Penyakit karena kelebihan metabolisme protein tidak ditemukan secara
langsung tapi kelbihan produksi protein dapat disebaban karena gangguan kerja
insulin. Seperti misalnya diabetes mellitus, dan diabetes insipidus.
BAB III
KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang
merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan
satu sama lain dengan ikatan peptida.
Protein yang terkandung pada makanan akan dicerna dan akan dirubah menjadi
asam amino.
Asam amino akan mengalami proses transaminasi, yaitu proses pemindahan
gugus amin yang terdapat pada asam amino (alanin/glutamine/lainnya) ke
dalam senyawa asam alfa-keto yang menghasilkan asam piruvat dan jenis asam
amino yang lainnya.
Asam piruvat akan memasuki siklus asam sitrat (siklus krebs) yang akan
menghasilkan energy, gas CO2 dan H2O.
Sementara Asam Amino tersebut (Glutamate/alanin/lainnya) kemudian
mengalami proses deaminasi, yaitu proses pemutusan gugus amin, sehingga
dihasilkan ion ammonia.
Ion ammonia hasil dari proses transaminasi dan deaminasi akan memasuki
siklus urea untuk kemudiaan dihasilkan urea yang akan dieksresikan ke luar
tubuh melalui urine karena sifatnya yang toksik. Namun, gugus amin tersebut
dapat pula bergabung dengan rantai karbon lainnya, sehingga dapat
menghasilkan asam amino yang baru.
Siklus urea merupakan pelepasan gugus NH₂pada asam amino dalam bentu
kamoniak melalui reaksi transaminase dan deaminasi, kemudian dikeluarkan
dalam bentuk urea dari urine
B. SARAN
Pembuatan makalah ini masih banyak membutuhkan kritik dan saran
untuk dapat memperbaiki dan meningkatkan lagi. Jika masih ada
kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Kritik juga dapat membangun
kreativitas kami lebih luas dan lebih baik lagi
DAFTAR PUSTAKA
Colby. 1992. Ringkasan Biokimia Harper. Alih Bahasa: Adji Dharma.
Jakarta: EGC.
Harjasasmita. 1996. Ikhtisar Biokimia dasar B. Jakarta: FKUI.
Toha. 2001. Biokimia. Metabolisme Biomolekul. Bandung: Alfabeta.
Poedjiadi, Supriyanti. 2007. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UI Press.
http://dc205.4shared.com/img/qUZBrg-G/preview.html. Diakses pada 31
Desember 2012.
Poedjiadi, Supriyanti. 2007. Dasar-dasar Biokimia. Bandung: UI Pres