BAB I PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG 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. Pada akhir tahun 1970-an para ahli biologi menemukan bahwa gen sering di pantau oleh rangkaian-rangkaian panjang disebut interon. Peran interon tampak tak berarti meskipun disalin ke RNA oleh enzim sebelum RNA digunakan untuk membuat protein. Beberapa ilmuan menduga interon mempunyai peran tersembunyi, menurut pemikiran terakhir, interon dapat membentuk system pengecekan kesalahan, untuk memastikan gen di salin secara benar. DNA merupakan rantai ganda dan atom-atom karbon mempunyai aturan diatas untuk mengikat basa nitrogen dan gugus fosfat maka satu rantai DNA terlihat berdiri tegak sedangkan rantai pasangannya justru terbalik. Maka pada notasi penulisan kode genetik DNA, ditulis 5-kode genetik-3, sedangkan untuk rantai pasangannya justru ditulis 3-kode genetik-5. Pada Sintesis protein, salah satu rantai DNA akan dikodekan oleh mRNA. Rantai yang dikodekan tersebut disebut DNA Sense atau DNA template, sedangkan rantai pasangannya yang tidak dicetak disebut DNA Antisense atau DNA Komplementer. Triplet kode-kode genetik DNA yang dikodekan oleh mRNA disebut kodogen.B. RUMUSAN MASALAH1. Apa itu sintesis protein?2. Jelaskan aktivasi asam amino!3. Jelaskan proses sintesis protein!

C. MANFAAT MAKALAH Untuk menambah wawasan penulis serta pembaca.BAB II PEMBAHASAN

A. PENGERTIAN SINTESIS PROTEIN Jauh sebelum DNA dinyatakan menjadi materi genetik sebagai unit pewarisan sifat, protein telah diyakini sebagai molekul pengatur metabolisme pada suatu sel. Pada masa itu protein dikenal sebagai molekul organik yang penting yang berperan dalam proses perubahan suatu molekul kecil menjadi molekul kompleks. Pada tahun 1878, teminologi enzim digunakan untuk menyebut katalis biologi yang berperan dalam mempercepat proses biokimia dalam sel. Enzim kemudian disebut sebagai protein atau bagian dari protein oleh Emil Fischer seorang ahli biokimia dari [Jerman] pada tahun 1900. Penelitian tentang molekul-molekul materi genetik menjadi mudah dengan ditemukannya struktur komponen asam nukleat sebagai materi genetik oleh Watson dan Crick. Weisman dan DeVries menunjukkan konsep awal yang menunjukkan pengatur aktifitas di dalam sel terletak pada sitoplasma. Pada awal 1900an Driesch, Verwon, dan Wilson menunjukkan bahwa inti sel merupakan tempat berkumpulnya enzim dan menjadi pusat aktifitas protein. Mazia pada tahun 1952 menunjukkan bahwa inti sel lebih berfungsi sebagai tempat pergantian daripada sebagai tempat penghasil aktifitas seluler. Sintesis protein (bahasa inggris: protein synthesis) yang disebut juga biosintesis protein adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasa biologi molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA. Dalam proses sintesis protein, molekul DNA adalah sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein tetapi tidak terlibat secara langsung dalam prosesnya. Molekul DNA pada suatu sel ditranskripsi menjadi molekul RNA. Molekul RNA inilah yang ditranslasi menjadi asam amino sebagai penyusun protein. Dengan demikian molekul RNA lah yang terlibat secara langsung dalam proses sintesis protein. Hubungan antara molekul DNA, RNA, dan asam amino dalam proses pembentukan protein dikenal dengan istilah "Dogma sentral biologi yang dijabarkan dengan rangkaian proses DNA membuat DNA dan RNA, RNA membuat protein, yang dinyatakan dalam persamaan DNA >> RNA >> Protein. Seperti kebanyakan dogma, terdapat pengecualian pada proses pembentukan protein berdasarkan bukti-bukti yang ditemukan setelahnya, sehingga dogma ini akhirnya disebut sebagai aturan.

B. AKTIVASI ASAM AMINO Adaptasi molecular dari satu asam amino untuk sintesis protein memerlukan suatu enzim aktifasi khusus, yang di sebut suatu sintetase tRNA-aminoasil, yang mengkatalisis sintesis adenilataminoasin dan transfer dari residu asam aminonya kepada tRNA yang sesuai. Energy yang di perlukan untuk menghubungkan gugusan karbonil dari suatu asam amino kepada fosfat dari suatu ATP yang di lengkapi melalui pembelahan pirofosfat dari ATP. Karena pirofosfat anorganik yang di hasilkan dalam reaksi selanjutnya di hidrolisis, maka 2 ikatan fosfat berenegi tinggi di konsumsi pada langkah pertama dalam aktivasi asam amino ini, di lestarikan dalam ikatan anhidrida campuran dari adenilat aminoasil, yang seperti perantara terikat enzim tidak berdisosiasi dari sintetase. Pada langkah kedua proses aktivasi asam amino dari derifatadenilat di transfer ke suatu gugusan hidroksil dari nukleotidaadenil terminal dari suatu tRNA. Untuk menjamin kebenaran kritis yang di perlukan untuk penggabungan asam amino yang benar kedalam suatu polipeptida Mrna yang di tentukan. Proses aktivasi harus khas, dan karena itu setia sel memerlkan 20 sintetase

C. PROSE SINTESIS PROTEIN Dalam tahap-tahap sintesis protein akan dibahas bagaimana DNA dan RNA melaksanakan proses dalam pewarisan sifat kepada keturunannya dengan melakukan proses sintesis protein, yaitu proses penyusunan senyawa protein dengan membentuk rangkaian rantai polipeptida.Tahap-tahap sintesis protein ini terjadi di dalam ribosom dan pengaturan sintesis protein dilakukan oleh gen (DNA) di dalam inti. Gen, dalam hal ini DNA ketika menjalankan fungsinya, yaitu menyusun protein sangat dipengaruhi oleh susunan sel serta gen-gen lain dalam lingkungannya. Kegiatan sel diatur oleh berbagai enzim, yaitu senyawa protein yang bekerjanya sangat spesifik. Jenis dan rangkaian asam amino yang menyusun protein berbeda antara protein yang satu dan protein yang lainnya. Tahap-tahap sintesis protein terjadi melalui dua tahap, yakni transkripsi dan translasi.

1. Transkripsi

Tahap pertama dari sintesis protein adalah transkripsi. Proses ini berlangsung di dalam inti sel. Transkripsi merupakan proses sintesis langsung RNA dari DNA. Pada saat inti sel memerintahkan perlunya sintesis protein, informasi DNA dialihkan melalui RNA pembawa pesan yang disebut RNA messenger (mRNA). mRNA berisikan salinan langsung pasangan basa dari DNA. Tahap inilah yang dinamakan dengan transkripsi. Transkrip berarti salinan. Kode genetik disalin dari DNA untuk dibawa keluar dari nukleus menuju lokasi pembuatan protein di ribosom yang berada di sitoplasma. Urutan basa nitrogen yang dibawa ke luar nukleus dalam mRNA ini dinamakan sebagai kodon. Dalam proses transkripsi, banyak proses enzimatik yang terjadi, seperti pemutusan ikatan-ikatan hidrogen pada rantai DNA serta pembacaan urutan basa nitrogen yang prosesnya mirip dengan duplikasi DNA.

Transkripsi

Tahap inisiasi transkripsi dimulai dengan pengenalan daerah gen di DNA oleh enzim RNA polimerase. Daerah ini dinamakan dengan promoter, yakni tempat dimulainya sintesis pasangan DNA oleh mRNA. Daerah DNA yang disalin hanyalah satu bagian rantai saja yang dinamakan dengan sense (daerah template) dan rantai yang lainnya dinamakan rantai antisense. Pembacaan DNA oleh RNA polimerase ini dimulai dari ujung 3' menuju ujung 5' dan tidak pernah sebaliknya. RNA polimerase akan membuka ikatan double helix pada bagian gen yang dikenali dan kemudian akan menyalin urutan basa yang ada pada DNA sense (template) sehingga terbentuk DNA baru dari arah ujung 5' menuju ujung 3'. Proses ini dinamakan dengan elongasi.Proses transkripsi diakhiri jika gen di daerah rantai template telah selesai dibaca (terdapat kodon stop). DNA memiliki mekanisme agar RNA polimerase dapat mengenali akhir dari gen dengan kode basa tertentu, daerah ini dikenal dengan nama terminator. Proses akhir dari transkripsi ini dinamakan dengan terminasi. Setelah itu, rantai mRNA akan keluar dari DNA menuju ribosom di sitoplasma.

2. Translasi

Tahap translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh tRNA ke dalam urutan asam amino. Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma dengan bantuan ribosom. Ribosom merupakan salah satu organel dalam sitoplasma yang berperan dalam sintesis protein. Ribosom terdiri atas dua bagian, yaitu subunit besar dan subunit kecil. Ribosom mengandung protein dan rRNA.

Subunit besar dan subunit kecil pada ribosom

Translasi dimulai ketika mRNA dan tRNA inisiator berikatan dengan ribosom subunit kecil. Molekul tRNA inisiator merupakan molekul yang membawa asam amino pertama dan merupakan komplemen kodon AUG (kodon start). Biasanya membawa asam amino metionin. Antikodon pada tRNA inisiator adalah UAC. Setelah itu, ribosom subunit besar berikatan dengan ribosom subunit kecil. Fase inisiasi ini sempurna setelah terbentuknya ribosom yang fungsional.

Tahap inisiasi pada translasi

Elongasi terjadi setelah tRNA kedua berikatan dengan kodon selanjutnya setelah kodon start. Misalnya, kodon lain setelah kodon start adalah GUC, maka akan berikatan dengan antikodon tRNA CAG yang membawa asam amino valin. Kedua asam amino, metionin dan valin, akan berikatan dengan bantuan enzim peptidil transferase. Setelah metionin dan valin berikatan, tRNAmet yang awalnya membawa metionin, dilepaskan $dari ribosom. Kemudian, ribosom bergerak pada molekul mRNA sepanjang satu kodon. Pergerakan ini membuat tRNAval bergerak ke tempat yang ditinggalkan tRNAmet. Molekul tRNA ketiga, kemudian berikatan dengan kodon mRNA ketiga dan membawa asam amino lainnya. Proses elongasi ini terus mengikatkan asam amino hingga terbentuk rantai polipeptida.

Langkah elongasi pada translasi

Translasi terhenti ketika ribosom mencapai kodon stop pada mRNA. Kodon stop tidak berikatan dengan tRNA, namun ia berikatan dengan protein khusus yang disebut release factors (faktor pelepas). Faktor pelepas menghentikan translasi dan menghidrolisis ikatan antara asam amino terakhir pada rantai polipeptida baru dan tRNA-nya. Pada proses sintesis protein, satu macam gen umumnya hanya mengatur satu sintesis polipeptida. Polipeptida yang terbentuk terlebih dahulu dimodifikasi untuk menjadi protein yang fungsional. Misalnya, beberapa polipeptida harus disatukan untuk membentuk satu protein yang memiliki fungsi tertentu.

Translasi berakhir ketika ribosom mencapai stop kodon

a. Kodon (kode genetik) Kodon (kode genetik) adalah urutan nukleotida yang terdiri atas 3 nukleotida yanq berurutan sehingga sering disebut sebagai triplet codon, yang menyandi suatu kodon asam amino tertentu, misalnya urutan ATG (AUG pada mRNA) mengkode asam amino metionin, Kodon inisiasi translasi merupakan kodon untuk asam amino metionin yang mengawali struktur suatu polipeptida (protein). Pada prokaryot, asam amino awal tidak berupa metionin tetapi formil metionin (Met). Ada beberapa aspek yang perlu diketahui mengenai kode genetik, yaitu: Kode genetik bersifat tidak saling tumpang-tindih (non-overlappind kecuali pada kasus tertentu, misalnya pada bakteriofag Tidak ada sela (gap) di antara kodon satu dengan kodon yang lain. Tidak ada koma di antara kodon. Kodon bersifat degenerotea, buktinya ada beberapa asam amino yang mempunyai lebih dari satu kodon. Secara umum, kodon bersifat hampir universal karena pada beberapa organel jasad tinggi ada beberapa kodon yang berbeda dari kodon yang digunakan pada sitoplasma. Dalam proses translasi, setiap kodon berpasangan dengan antikodon yang sesuai yang terdapat pada molekul tRNA. Sebagai contoh, kodon metionin (AUG) mempunyai komplemennya dalam bentuk antikodon UAC yang terdapat pada tRNAMet Pada waktu tRNA yang membawa asam amino diikat ke dalam sisi A pada ribosom, maka bagian antikodonnya berpasangan dengan kodon yang sesuai yang ada pada sisi A tersebut. Oleh karena itu, suatu kodon akan menentukan asam amino yang disambungkan kedalam polipeptida yang sedang disintesis di dalam ribosom.

b. Berikut adalah contoh bagaimana tahap-tahap penerjemahan kodon pada mRNA terjadi sehingga dapat dihasilkan polipeptida. DNA membentuk messenger RNA (membentuk pasangan) (mRNA). mRNA mentranskripsi kode genetik yang terdapat pada DNA menjadi kode genetik yang terdapat mRNA yang dinamakan kodon.

mRNA keluar dari inti sel (nukleus) melalui retikulum endoplasma menuju ribosom dan menempelkan dirinya pada ribosom. Di dalam sitoplasma tRNA mengadakan translasi kodon pada mRNA menjadi antikodon pada tRNA yang susunan antikodonnya seperti berikut.

tRNA yang memiliki antikodon SGU akan mengangkut asam amino arginin, tRNA berantikodon ASG mengangkut treonin, dan tRNA berantikodon AAA mengangkut lisin. tRNA mengangkut asam amino ke ribosom yang kemudian disusun menjadi polipeptida atau protein Dalam pembentukkan polipeptida, asam amino yang satu digabung dengan asam amino yang lain oleh ikatan peptida. Proses ini berjalan terus sampai akhirnya ditemukan kodon, misalnya stop (UAG).

c. Contoh penerjemahan kodon berikut ini adalah kode Rantai DNA pada kedua rantai. 5 TAC AGT TGA GGG TTT TCC GTA ACT 3 3 ATG TCA ACT CCC AAA AGG CAT TGA 5 yang dipakai adalah rantai sense atau rantai 3-5, jadi data yang digunakan adalah kode berikut 3 ATG TCA CCC AAA AGG CAT TGA ACT 5 > sense Setelah proses transkripsi selesai maka akan diperoleh kodon seperti berikut ini: 5 UAC AGU GGG UUU UCC GUA ACU UGA3 > mRNA Kemudian terjadi proses translasi yang akan menghasilkan protein yang tersusun atas asam amino-asam amino sebagai berikut (gunakan tabel triplet kodon pada gambar dengan menggunakan kode pada m-RNA) : UAC AGU GGG UUU UCC GUA ACU UGATirosin -serin-glisin-fenilalanin-serin-valin-threonin-stop Ketika diterjemahkan stop (UGA) maka proses translasi akan berhenti secara otomatis dan proses sintesis protein akan berhenti.

Table triplet kodon

BAB IIIPENUTUPA. KESIMPULAN Sintesis protein (bahasa inggris: protein synthesis) yang disebut juga biosintesis protein adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasa biologi molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA. Dalam proses sintesis protein, molekul DNA adalah sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein tetapi tidak terlibat secara langsung dalam prosesnya. Dalam tahap-tahap sintesis protein akan dibahas bagaimana DNA dan RNA melaksanakan proses dalam pewarisan sifat kepada keturunannya dengan melakukan proses sintesis protein, yaitu proses penyusunan senyawa protein dengan membentuk rangkaian rantai polipeptida. Tahap-tahap sintesis protein ini terjadi di dalam ribosom dan pengaturan sintesis protein dilakukan oleh gen (DNA) di dalam inti. Gen, dalam hal ini DNA ketika menjalankan fungsinya, yaitu menyusun protein sangat dipengaruhi oleh susunan sel serta gen-gen lain dalam lingkungannya. Kegiatan sel diatur oleh berbagai enzim, yaitu senyawa protein yang bekerjanya sangat spesifik. Jenis dan rangkaian asam amino yang menyusun protein berbeda antara protein yang satu dan protein yang lainnya. Tahap-tahap sintesis protein terjadi melalui dua tahap, yakni transkripsi dan translasi. Kodon (kode genetik) adalah urutan nukleotida yang terdiri atas 3 nukleotida yanq berurutan sehingga sering disebut sebagai triplet codon, yang menyandi suatu kodon asam amino tertentu, misalnya urutan ATG (AUG pada mRNA) mengkode asam amino metionin

B. SARAN Makalah in masi jauh dari kesempurnaan maka dari itu ritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat di harapkan demi penyempurnaan makalah ini.7