makalah sintesa protein
TRANSCRIPT
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan rahmat
–Nya lahsaya dapat menyelesaikan makalah berjudul “Sintesa protein”. Adapaun
makalah ini saya buat untuk melengkapi tugas dalam mata kuliah Biologi
molekuler.
Semua proses atau reaksi dalam tubuh kita hampir tidak terjadi tanpa
adanya enzim. Hal itu menunjukkan betapa pentingnya enzim dalam tubuh kita,
dan proses dasar atau awal pembuatan enzim berasal dari proses sintesa protein.
Makalah ini mencoba mengulas Segala hal mengenai sintesa protein.
Dalam pembuatan makalah ini, penulis menyadari bahwa makalah ini
teramat jauh dari kata sempurna, oleh karena itu, semua bentuk perbaikan, saran,
kritik, masukan dari teman- teman mahasiswa dan terutama dari dosen sangat saya
hargai untuk peningkatan kualitas tulisan saya di kemudian hari. Akhir kata,
harapan besar saya adalah semoga makalah ini membawa manfaat bagi kita
semua, Amin.
Banjarbaru, April 2016
Mellinda Putriana Devi
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...............................................................................................................i
DAFTAR ISI.......................................................................................................................... ii
BAB I...................................................................................................................................1
PENDAHULUAN..................................................................................................................1
1.1 Latar belakang.....................................................................................................1
1.2 Rumusan masalah...............................................................................................2
1.3 Tujuan.................................................................................................................2
BAB II..................................................................................................................................4
PEMBAHASAN....................................................................................................................4
2.1 Penemuan awal sintesa protein..........................................................................4
2.2 Pengertian protein..............................................................................................5
2.3 Pengertian Sintesa protein..................................................................................5
2.4 Proses sintesa protein.........................................................................................6
2.4.1 Poin penting terkait langkah sistesa protein berikut ini :.......................8
2.4.2 Peran ribosom dalam sintesa protein....................................................8
2.5 Tahapan Sintesa protein.....................................................................................9
2.5.1 Replikasi DNA.......................................................................................10
2.5.2 Transkripsi............................................................................................12
2.5.3 Translasi...............................................................................................17
2.6 Ringkasan transkripsi dan translasi dalam sel eukariotik..................................26
BAB III...............................................................................................................................27
PENUTUP..........................................................................................................................27
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................29
ii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Semua aktivitas sel dikendalikan oleh aktivitas nukleus. Cara
pengendalian ini berkaitan dengan aktivitas nukleus memproduksi protein,
dimana protein ini merupakan penyusun utama dari semua organel sel
maupun penggandaan kromosom. Contoh protein yang dapat dihasilkan
seperti: protein struktural yang digunakan sebagai penyusun membran sel
dan protein fungsional (misalnya enzim) yang digunakan sebagai
biokatalisator untuk berbagai proses sintesis dalam sel.
Protein merupakan polipeptida (gabungan dari beberapa asam amino).
Maka untuk membentuk suatu protein diperlukan bahan dasar berupa asam
amino. Polipeptida dikatakan protein jika paling tidak memiliki berat
molekul kira-kira 10.000. Di dalam ribosom, asam amino-asam amino
dirangkai menjadi polipeptida dengan bantuan enzim tertentu. Polipeptida
dapat terdiri atas 51 asam amino (seperti pada insulin) sampai lebih dari
1000 asam amino (seperti pada fibroin, protein sutera). Macam molekul
polipeptida tergantung pada asam amino penyusunnya dan panjang
pendeknya rantai polipeptida. Ada 20 macam asam amino penting yang
dapat dirangkai membentuk jutaan macam kemungkinan polipeptida.
Sintesa protein melibatkan DNA sebagai pembuat rantai polipeptida.
Meskipun begitu, DNA tidak dapat secara langsung menyusun rantai
polipeptida karena harus melalui RNA. DNA merupakan bahan informasi
1
2
genetik yang dapat diwariskan dari generasi ke generasi. Informasi yang
dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama
sintesa protein. Informasi ditransfer secara akurat dari DNA melalui RNA
untuk menghasilkan polipeptida dari urutan asam amino yang spesifik.
Protein yang dibentuk melalui sintesa protein akan mengalami banyak
modifikasi, ada yang menjadi protein struktur, proteksi, dan enzim
(biokatalisator). Semua proses atau reaksi dalam tubuh kita hampir tidak
terjadi tanpa adanya enzim. Hal itu menunjukkan betapa pentingnya enzim
dalam tubuh , dan proses dasar atau awal pembuatan enzim yang berasal
dari proses sintesa protein.
1.2 Rumusan masalah
1.2.1 Bagaimana penemuan awal sintesa protein ?
1.2.2 Apa Pengertian protein dan sintesa protein?
1.2.3 Apa saja proses yang dilalui sintesa protein?
1.2.4 Bagaimana Tahapan sintesa protein ?
1.3 Tujuan
1.3.1 Memahami bagaimana penemuan awal sintesa protein.
1.3.2 Memahami Pengertian protein dan sintesa protein.
1.3.3 Memahami proses yang dilalui sintesa protein.
1.3.4 Memahami Tahapan sintesa protein.
1.4 Manfaat
1.4.1 sebagai bahan informasi bagi penulis mengenai proses sintesa protein
yang terdiri dari replikasi, transkripsi dan translasi.
3
1.4.2 Sebagai informasi bagi pembaca mengenai mekanisme – mekanisme
pada proses sintesa protein.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Penemuan awal sintesa 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.
4
5
2.2 Pengertian protein
Protein adalah senyawa organik penting yang ada dalam setiap
organisme hidup. Protein memiliki peran (untuk kebutuhan protein bagi
makhluk hidup) yang sangat penting di hampir semua fungsi sel. ada pula
protein spesifik yang terlibat dalam fungsi tertentu dalam setiap sel.
Protein terdiri dari rantai panjang asam amino, baik yang diatur dalam
pola linear atau dilipat dalam bentuk struktur yang kompleks. Berdasarkan
kompleksitas struktural, struktur protein dapat diklasifikasikan ke dalam
empat jenis, yakni primer, sekunder, tersier dan kuaterner. Protein yang di
dalamnya termasuk jenis asam amino ini juga memainkan peran penting
dalam menentukan ekspresi gen.
2.3 Pengertian Sintesa protein
Sintesis protein (protein synthesis) yang disebut juga biosintesa
protein adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasan biologi
molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi
oleh DNA. Dalam proses sintesa 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 sintesa protein. Hubungan antara molekul DNA, RNA, dan asam
amino dalam proses pembentukan protein dikenal dengan istilah "Dogma
6
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.
Dua kelompok protein yang dibuat DNA, yaitu protein struktural dan
protein katalis.
1. Protein struktural membentuk sel, jaringan, dan organ hingga
penampakan fisik suatu individu. Protein struktural inilah yang
menyebabkan ciri fisik tiap orang berbeda satu sama lain.
2. Protein katalis membentuk enzim dan hormon yang berpengaruh besar
terhadap proses metabolisme. Pada akhirnya, hal ini berpengaruh
terhadap sifat psikis, emosi, kepribadian, atau kecerdasan seseorang.
2.4 Proses sintesa protein
Proses 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.
7
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.
protein akan menyusun komponen tubuh, Setiap komponen yang berbeda
akan menghasilkan sifat dan fungsi yang berbeda pula. Dengan demikian,
protein dikatakan dapat mengekspresikan sifat pada individu. Sebagai
contoh, individu yang mempunyai kadar hemoglobin yang rendah akan
menunjukkan sifat atau ciri yang berbeda dengan individu yang berkadar
hemoglobin tinggi.
Ada tiga hal penting untuk diketahui dalam mekasnisme sintesa
protein. Ketiga hal tersebut adalah:
1. lokasi berlangsungnya sintesa protein pada sel;
2. mekanisme berpindahnya informasi atau hasil transformasi dari DNA
ke tempat terjadinya sintesa protein;
3. mekanisme asam amino penyusun protein pada suatu sel berpisah
membentuk protein-protein yang spesifik.
Proses ini melibatkan tiga hal. Zat yang terlibat dalam proses sintesa protein
yakni :
1. asam ribonukleat (RNA),
a. asam ribonukleat messenger (mRNA)
8
b. asam ribonukleat ribosom (rRNA)
c. transfer asam ribonukleat (tRNA)
2. asam deoksiribonukleat (DNA)
3. satu set enzim.
2.4.1 Poin penting terkait langkah sistesa protein berikut ini :
Proses Utama sintesa protein : Replikasi, transkripsi dan translasi
Tempat berlangsung : Ribosom
Perancang jenis protein : ADN
Pelaksana proses sintesis : ARNd, ARNt, dan ARNr
Sumber energi : Adenosin Tri Phosphat (ATP)
Bahan sintesa protein : asam amino
Enzim yang diperlukan untuk
transkripsi : ARN polimerase
2.4.2 Peran ribosom dalam sintesa protein
Ribosom memudahkan pemasangan yang spesifik antara
antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesa protein.
Ribosom Tersusun dari dua subunit, yaitu subunit besar dan subunit
kecil. Subunit ribosom di bangun oleh protein-protein dan molekul-
molekul RNA yang di sebut RNA Ribosom. Pada eukariota, subunit-
subunit tersebut dibuat didalam nukleus. Gen RNA ribosom pada
DNA kromosal ditranskripsi, dan RNA tersebut di roses dan disusun
dengan protein-protein yang diambil dari sitoplasma. Subunit ribosom
yang dihasilkan kemudian di ekspor melalui pori nukleus ke
9
sitoplasma. Baik pada prokariota maupun eukariota subunit besar dan
kecil bergabung untuk membentuk ribosom fungsional hanya ketika
kedua subunit tersebut terikat pada molekul mRNA. Sekitar 60% dari
berat suatu ribosom adalah rRNA. Karena sebagian besar sel
mengandung ribuan ribosom, rRNA merupakan tipe RNA yang paling
banyak.
Walaupun ribosom eukariota dan prokariota mirip dalam
struktur dan fungsinya ribosom eukariota sedikit lebih besar dan
sedikit berbeda dengan ribosom prokariota dalam komposisi
molekulernya. Perbedaan-perbedaan itu memiliki pengaruh medis
yang penting. Obat-obat tertentu dapat melumpuhkan ribosom-
ribosom prokariotik tanpa menghambat kemampuan ribosom-ribosom
eukariotik membuat protein. Obat-obat ini termasuk tetrasiklin
(tetracyline) dan streptomisin (streptomycin) digunakan sebagai
antibiotik untuk melawan infeksi bakteri.
2.5 Tahapan Sintesa protein
Pada tahun 1950, Paul Zamecnik melakukan percobaan untuk
mengetahui tahapan dan tempat terjadinya sintesa protein. Paul
menginjeksikan asam amino radioaktif ke tubuh tikus dan berhasil
menjelaskan tempat terjadinya sintesa protein, yaitu di dalam ribosom.
Selanjutnya, penelitian dilakukan bersama dengan Mahlon dan
menyimpulkan bahwa molekul RNA pemindah (RNA t) berperan dalam
sintesa protein. Akhirnya, Francis Crick menemukan bahwa RNA pemindah
10
harus mengenali urutan nukleotida untuk disusun sebagai asam amino sesuai
pemesanan, yang kemudian dibawa oleh RNA pembawa pesan.
Tahapan sintesa 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 sintesa protein. Sebelum terjadi sintesa protein, DNA pada
struktur nukleosom akan lepas dari protein histon oleh bantuan kerja enzim
polimerase.
Secara umum, proses sintesa protein meliputi tiga tahapan utama,
antara lain:
2.5.1 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.
11
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 sintesa
protein. Oleh karena itu, kalian perlu menyimak dengan saksama.
Gambar 2.1 Tahapan replikasi DNA
Proses replikasi dimulai pada beberapa daerah spesifik dari rantai
DNA, disebut pangkal replikasi. Beberapa tahapan dan enzim yang
berperan dalam sintesa protein, antara lain:
1. DNA helikase, berfungsi untuk membuka rantai ganda DNA
induk.
12
2. Enzim primase, membentuk primer yang merupakan segmen
pendek dari RNA sebagai pemula untuk terjadinya sintesa
protein.
3. 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.
4. 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.
5. 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 mensintesa protein yaitu tahapan
transkripsi dan translasi.
2.5.2 Transkripsi
Pada tahapan ini, DNA akan membentuk RNA dengan cara
menerjemahkan kode-kode genetik dari DNA. Proses pembentukan
13
RNA ini disebut transkripsi, yang menghasilkan 3 macam, yaitu
mRNA, tRNA, dan rRNA. Transkripsi terjadi di dalam sitoplasma dan
diawali dengan membukanya rantai ganda DNA melalui kerja enzim
RNA polimerase. RNA polimerse membuka pilinan kedua untai DNA
sehingga terpisah dan mengaitkannya bersama-sama nukleotida RNA
pada saat nukleotida-nukleotida ini mebentuk pasangan-basa di
sepanjang cetakan DNA, seperti DNA polymerase yang berfungsi
dalam replkasi DNA, RNA polimerase dapat menambahkan
nukleotida hanya ke ujung 3’ dari polimer yang sedang tumbuh.
Dengan demikian, molekul RNA memanjang dalam arah 5’→3’.
Urutan nukleotida spesifik di sepanjang DNA menandai dimana
transkripsi suatu gen di mulai dan di akhiri. Rentangan DNA yang di
transkripsi menjadi molekul RNA di sebut unit transkripsi.
Bakteri hanya memiliki satu tipe RNA polimerase yang
mensintesis tidak saja mRNA tetpi juga tipe RNA lain yang berfungsi
dalam sintesa protein. Sebaliknya eukariota memiliki tiga tipe RNA
polimerase dalam nukleusnya, di beri nomor I, II, dan III. Tipe yang
digunakan untk sintesis mRNA ialah RNA polymerase II.
Transkripsi meliputi 3 tahapan, yaitu tahapan inisiasi, elongasi,
dan terminasi.
14
Gambar 2.2 Tahapan transkripsi
1. Inisiasi (Permulaan)
Jika pada proses replikasi dikenal daerah pangkal replikasi,
pada transkripsi ini dikenal promoter, yaitu daerah DNA sebagai
tempat melekatnya RNA polimerase untuk memulai transkripsi.
RNA polimerase melekat atau berikatan dengan promoter,
setelah promoter berikatan dengan kumpulan protein yang
15
disebut faktor transkripsi. Nah, kumpulan antara promoter, RNA
polimerase, dan faktor transkripsi ini disebut kompleks inisiasi
transkripsi. Selanjutnya, RNA polimerase membuka rantai
ganda DNA.
Gambar 2.3 Inisiasi transkripsi pada promoter eukariotik
2. Elongasi (Pemanjangan)
Setelah membuka pilinan rantai ganda DNA, RNA
polimerase ini kemudian menyusun untaian nukleotida-
nukleotida RNA dengan arah 5´ ke 3´. Pada tahap elongasi ini,
RNA mengalami pertumbuhan memanjang seiring dengan
pembentukan pasangan basa nitrogen DNA. Pembentukan RNA
analog dengan pembentukan pasangan basa nitrogen pada
16
replikasi. Pada RNA tidak terdapat basa pirimidin timin (T),
melainkan urasil (U). Oleh karena itu, RNA akan membentuk
pasangan basa urasil dengan adenin pada rantai DNA. Tiga
macam basa yang lain, yaitu adenin, guanin, dan sitosin dari
DNA akan berpasangan dengan basa komplemennya masing-
masing sesuai dengan pengaturan pemasangan basa. Adenin
berpasangan dengan urasil dan guanin dengan sitosin (Gambar
2).
3. Terminasi (Pengakhiran)
Penyusunan untaian nukleotida RNA yang telah dimulai dari
daerah promoter berakhir di daerah terminator. Setelah
transkripsi selesai, rantai DNA menyatu kembali seperti semula
dan RNA polimerase segera terlepas dari DNA. Akhirnya, RNA
terlepas dan terbentuklah RNA m yang baru.
Pada sel prokariotik, RNA hasil transkripsi dari DNA,
langsung berperan sebagai RNA m. Sementara itu, RNA hasil
transkripsi gen pengkode protein pada sel eukariotik, akan
menjadi RNA m yang fungsional (aktif) setelah malalui proses
tertentu terlebih dahulu. Dengan demikian, pada rantai tunggal
RNA m terdapat beberapa urut-urutan basa nitrogen yang
merupakan komplemen (pasangan) dari pesan genetik (urutan
basa nitrogen) DNA. Setiap tiga macam urutan basa nitrogen
17
pada nukleotida RNA m hasil transkripsi ini disebut sebagai
triplet atau kodon.
2.5.3 Translasi
Setelah replikasi DNA dan transkripsi mRNA di dalam nukleus,
mRNA dari nukleus dipindahkan ke sitoplasma sel. Langkah
selanjutnya adalah proses translasi RNA m untuk membentuk protein.
Translasi merupakan proses penerjemahan beberapa triplet atau kodon
dari RNA m menjadi asam amino-asam amino yang akhirnya
membentuk protein. Urutan basa nitrogen yang berbeda pada setiap
triplet, akan diterjemahkan menjadi asam amino yang berbeda.
Misalnya, asam amino fenilalanin diterjemahkan dari triplet UUU
(terdiri dari 3 basa urasil), asam amino triptofan (UGG), asam amino
glisin (GGC), dan asam amino serin UCA.
Sebanyak 20 macam asam amino yang diperlukan untuk
pembentukan protein merupakan hasil terjemahan triplet dari mRNA.
Selanjutnya, dari beberapa asam amino (puluhan, ratusan, atau ribuan)
tersebut dihasilkan rantai polipeptida spesifik dan akan membentuk
protein spesifik pula.
18
Gambar 2.4 Translasi: konsep dasar
Langkah-langkah pada proses translasi adalah sebagai berikut:
1. Inisiasi Translasi (Permulaan)
Ribosom sub unit kecil mengikatkan diri pada mRNA yang
telah membawa sandi bagi asam amino yang akan dibuat, serta
mengikat pada bagian inisiator tRNA. Selanjutnya, molekul
besar ribosom juga ikut terikat bersama ketiga molekul tersebut
membentuk kompleks inisiasi. Molekul-molekul tRNA
mengikat dan memindahkan asam amino dari sitoplasma menuju
19
ribosom dengan menggunakan energi GTP dan enzim. Bagian
ujung tRNA yang satu membawa antikodon, berupa triplet basa
nitrogen. Sementara, ujung yang lain membawa satu jenis asam
amino dari sitoplasma. Kemudian, asam amino tertentu tersebut
diaktifkan oleh tRNA tertentu pula dengan menghubungkan
antikodon dan kodon (pengkode asam amino) pada mRNA.
Kodon pemula pada proses translasi adalah AUG, yang akan
mengkode pembentukan asam amino metionin. Oleh karena itu,
antikodon tRNA yang akan berpasangan dengan kodon pemula
adalah UAC. tRNA tersebut membawa asam amino metionin
pada sisi pembawa asam aminonya.
Gambar 2.5 Inisiasi Translasi
20
2. Elongasi (Pemanjangan)
Pada tahap elongasi dari translasi, asam-asam amino
ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama. Tiap
penambahan melibatkan partisipasi beberapa protein yang
disebut factor elongasi dan terjadi dalam siklus tiga tahap, yaitu:
a. Pengenalan kodon.
Kodon mRNA pada tempat A dari ribosom membentuk
ikatan hidrogen dengan antikodon molekul tRNA yang baru
masuk yang membawa asam amino yang tepat. Faktor
elongasi membawa tRNA ke tempat A. langkah ini juga
membutuhkan hidrolisis GTP.
b. Pembentukan ikatan peptide
Molekul rRNA dari subunit ribosom besar,berfungsi
sebagai ribozim, mengkatalisis pembentukan ikatan peptida
yang menggabungkan polipeptida yang memanjang dari
tempat P ke asam amino yang baru tiba di tempat A. Pada
tahap ini, polipeptida memisahkan diri dari tRNA tempat
perlekatannya semula, dan asam amino pada ujung
karboksilnya berikatan dengan asam amino yang di bawa
oleh tRNA di tempat A.
c. Translokasi
tRNA di tempat A, sekarang terikat pada polipeptida yang
sedang tumbuh, ditranslokasikan ke tempat P. saat RNA
21
berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan
hydrogen pada kodon mRNA; mRNA bergeraak bersama-
sama dengan anticodon ini dan membawa kodon berikutnya
untuk ditranslasi pada tempat A. Sementara itu, tRNA yang
tadinya berada pada tempat P bergerak ketempat E dan dari
tempat ini keluar dari ribosom. Langkah translokasi
membutuhkan energy yang disediakan oleh hidrolisis GTP.
mRNA bergerak melalui ribosom ke satu arahj saja, mulai
dari ujung 5’;hal ini sama dengan ribosom yang bergerak
5’→3’ pada mRNA. Hal yang penting disini adalah ribosom
dan mRNA bergerak relative satu sama lain, dengan arah
yang sama, kodon demi kodon. Siklus elongasi
menghabiskan waktu kurang dari 1/10 detik dan terus di
ulang saat tiap asam amino di tambahkan pada rana\tai
hingga polipeptidanya lengkap.
22
Gambar 2.6 Siklus elongasi translasi
Keterangan:
1. tRNA membawa antikodon AAA & asam amino (fenilalanin)
2. antikodon AAA berpasangan dengan kodon mRNA
3. pembentukan ikatan peptide
4. pemanjangan rantai polipeptida & ribosom siap menerima tRNA
selanjutnya
23
3. Terminasi (Pengakhiran)
Tahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut
hingga kodon stop mencapai tempat A di ribosom. Triplet basa
yang istimewa ini-UAA, UAG, dan UGA-tidak mengkode suatu
asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk
menghentikan translasi. Suatu protein yang disebut sebagai
faktor pelepas (release factor) langsung mengikatkan diri pada
kodon stop di tempat A. factor peepas ini menyebabkan
penambahan molekul air, bbukan asam amino, pada rantai
polipeptida. Reaksi ini menghidrolisis polipeptida yang sudah
selesai ini dari tRNA yang berada di tempat P, melepaskan
polipeptida dari ribosom. Sisa-sisa penyusunan translasi
kemudian terpisah-pisah.
Gambar 2.7 Terminasi translasi
Poliribosom
Suatu ribosom tunggal dapat membuat polipeptida berukuran rata-rata
dalam waktu kurang dari satu menit. Bagaimanapun juga secara khusus mRNA
24
tunggal digunakan untuk membuat banyak Salinan dari suatu polipeptida secara
simultan, karena beberapa ribosom bekerja mentranslasi pesan pada waktu yang
bersamaan. Begitu satu ribosom bergerak melewati kodon inisiasi, ribosom kedua
dapat melekat pada mRNA dan Karena itu beberapa ribosom dapat mengikutinya
di sepanjang mRNA yang sama. Deretan ribosom semacam itu disebut
poliribosom. Poliribosom dapat ditemui baik pada sel prokariotik maupun pada
sel eukariotik.
Gambar 2.8 poliribosom
Dari polipeptida menjadi protein fungsional
Selama proses dan sesudah sintesisnya, suatu rantai polipeptida mulai
menggulung dan melipat secara spontan, membentuk protein fungsional dengan
konformasi yang spesifik: suatu molekul tiga dimensi dengan struktur sekunder
dan tersier. Suatu gen menentukan struktur primer dan struktur primer ini
kemudian akan menentukan konformasi. Pada banyak kasus, protein pengantar
(chaprome protein) membantu polipeptida melipat secara benar
Langkah tambahan-modifikasi pascatranslasi-mungkin dibutuhkan sebelum
protein dapat mulai melakukan tugas khususnya di dalam sel. Asam amino-asam
25
amino tertentu dapat dimodifikasi secara kimiawi dengan pengikatan gula, lipid,
gugus fosfat atau penambahan-penambahan lain. Enzim-enzim dapat
memindahkan satu atau lebih asam amino dari ujung leading (amino) rantai
polipeptida. Pada beberapa kasus, rantai polipeptida tunggal dapat membelah
secara enzimatik menjadi dua atau lebih potongan. Contohnya, protein insulin
pertama kali disintesis sebagai rantai polipeptida tunggal tetapi menjadi aktif
hanya setelah suatu enzim menghilangkan bagian tengah dari rantai tersebut,
membuat protein terdiri dari dua rantai peptide yang terhubungkan oleh jembatan
disulfida. Pada kasus lain, dua atau lebih polipeptida yang disintesis secara
terpisah dapat bergabung untuk menjadi subunit-subunit protein yang mempunyai
struktur kuarterner.
26
2.6 Ringkasan transkripsi dan translasi dalam sel eukariotik
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Sintesa protein (protein synthesis) yang disebut juga biosintesa protein
adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasan biologi
molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi
oleh DNA. Dalam proses sintesa protein, molekul DNA tidak terlibat secara
langsung dalam prosesnya. Molekul DNA pada suatu
sel ditranskripsi menjadi molekul RNA. Molekul RNA inilah yang terlibat
secara langsung dalam proses sintesa protein. Oleh karena itu 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. Dua
kelompok protein yang dibuat DNA, yaitu protein struktural dan protein
katalis.
Tahapan utama sintesa protein adalah replikasi, transkripsi, dan
translasi. Replikasi adalah proses pembuatan (sintesis) DNA baru atau
penggandaan DNA di dalam nucleus. Transkripsi adalah Proses
pembentukan RNA oleh DNA dengan cara menerjemahkan kode-kode
genetik dari DNA. Translasi merupakan proses penerjemahan beberapa
triplet atau kodon dari mRNA menjadi asam amino-asam amino yang
akhirnya membentuk protein. Transkripsi dan Translasi meliputi 3 tahapan,
27
28
yaitu tahapan inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi
(pengakhiran). Semua tahapan/ proses sintesa protein terjadi di ribosom.
3.2 Saran
Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh
dari kata sempurna, sehingga kedepannya penulis akan lebih focus dan
detail dalam menjelaskan tentang makalah diatas dengan sumber-sumber
yang lebih banyak yang tentunya dapat dipertanggung jawabkan
Kritik dan saran yang membangun sangat di harapkan dari pembaca
agar kedepannya penulis dapat membuat makalah yang lebih baik lagi.
29
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, N.A., Jane B.R, dan Lawrence G.M. 2002. Biologi Jilid 1, edisi kelima.
Jakarta: Erlangga.
http://www.porosilmu.com/2015/12/memahami-proses-sintesa-protein-
lengkap.html
http://perpustakaancyber.blogspot.co.id/2013/03/proses-dan-tahapan-sintesis-
protein-pengertian-transkripsi-dna-dan-translasi-rna-pembentukan-
polipeptida.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Sintesis_protein