TRANSLASIBAMBANG HERU BUDIANTO

Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida yg ada pd molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yg menyusun suatu polipeptida atau protein.Bentuk molekul mRNA adalah ORF (open reading frame; kerangka baca terbuka)Ciri ORF : 1). Kodon inisiasi translasi, yaitu ATG pada DNA (AUG pd mRNA); 2). Serangkaian urutan nukleotida yg menyusun banyak kodon dan 3). Kodon terminasi translasi yaitu TAA (UAA pada mRNA); TAG (UAG pada mRNA) atau TGA (UGA pada mRNA)Kodon (kode genetik) adalah urutan nukleotida yg terdiri atas 3 nukleotida berurutan (triplet codon) yg menyandi suatu asam amino tertentu, misalnya urutan ATG (AUG pd mRNA) mengkode asam amino metionin)Kodon inisiasi translasi merupakan kodon untuk asam amino metionin yg mengawali struktur suatu polipeptida (protein)Pd prokariot, asam amino awal ini berupa formil metionin (fMet)

Dlm proses translasi, rangkaian nukleotida pd mRNA akan dibaca tiap tiga nukleotida sebagai satu kodon untuk satu asam aminoPembacaan dimulai dari urutan kodon metionin (ATG pd DNA atau AUG pd mRNA)Translasi berlangsung di dlm ribosomRibosom tersusun oleh 2 subunit, yi subunit kecil dan besar.Subunit kecil dan besar ribosom, masing-masing adalah 30S dan 50S (koefisien sedimentasi = svedberg). Apabila kedua subunit bergabung, koefisien sedimentasinya akan menjadi 70S Pd eukariot, 40S (kecil) dan 60S (besar); bergabung menjadi 80SProses translasi : 1. Inisiasi; 2. pemanjangan poli-asam amino (elongasi) dan 3. pengakhiran (terminasi) translasiProses translasi membutuhkan tRNA (aminoasil tRNA) yg berfungsi membawa asam amino spesifik

Ada sekitar 20 macam tRNA yg membawa sekitar 20 asam aminoProses pengikatan tersebut dikenal sebagai tRNA charging (penambahan muatan berupa asam amino)Semua tRNA mempunyai ujung 3 yaitu CCA, sedangkan penambahan asam amino terjadi pada residu adenosin (A) yang dikatalisa oleh aminoasil tRNA sintetaseSelain pengikatan asam amino, tahapan pra-inisiasi adalah dissosiasi ribosom menjadi 2 subunit, yi subunit besar dan kecil karena pembentukan kompleks inisiasi berlangsung pd subunit kecilDissosiasi dibantu oleh faktor inisiasi (initiation factor = IF) yaitu IF-1; IF-2 dan IF-3). Pd E. coli, hanya IF-1 dan IF-3 yang membantu dissosiasiIF-1 mendorong terjadinya dissosiasi, sedangkan IF-3 mengikat subunit kecil untuk tidak berasosiasi kembali dengan subunit besar

Tahap pertama dlm proses translasi pd prokariot adalah penggabungan mRNA, subunit 30S dan formilmetionil-tRNAf (fMet-tRNA) membentuk kompleks inisiasi 30SPembentukan kompleks tsb. Memerlukan GTP dan beberapa protein yg disebut faktor inisiasiIF-3 berikatan dg 30S dan distabilkan oleh IF-1 dan IF-2Setelah ketiga IF berikatan, maka mRNA dan amino asil tRNA akan bergabung dlm ikatan tsb.Pd prokariot, asam amino pertama yg digabungkan adalah N-formil metionin (fMet)

Proses inisiasi translasi pada prokariot

Tahapan inisiasi pada prokariot secara garis besar adalah :Dissosiasi ribosom 70S menjadi subunit 50S dan 30S dg menggunakan faktor IF-1Pengikatan IF-3 pd subunit 30SPengikatan IF-1, If-2 dan GTP bersama-sama dengan IF-3Pengikatan mRNA dan fMet-tRNAfMet untuk membentuk kompleks inisiasi 30SPengikatan subunit 50S, IF-1 dan IF-3 terlepasIF-2 terlepas dari kompleks bersamaan dg hidrolisis GTP sehingga terbentuk kompleks inisiasi 70S yg siap melakukan proses pemanjangan polipeptidaProses inisiasi pada eukariot berbeda dg prokariot, dlm hal kodon inisiasinyaKodon inisiasi eukariot adalah metionin, demikian pula molekul tRNA inisiatornya yg disebut tRNAiMetSelain itu, tidak ada sekuens Shine-Dalgarno seperti pd prokariot

Sekuens Shine-Dalgarno (SD) berupa AGGAGG yg terdapat dibagian hulu kodon inisiasiSekuens SD merupakan tempat pengikatan ribosom (ribosome-binding site)Pd eukariot, sekuens SD tidak ada namun digantikan oleh struktur tudung (cap) berupa 7metil guanosin, yg mempunyai fungsi sama dengan sekuens SDFungsi tsb adalah menuntun ribosom menemukan kodon inisiasiApabila telah berikatan dengan ujung 5 dari tudung (ditemukan kodon inisiasi) maka dilakukan pelarikan (scanning) transkrip ke arah hilir (dengan arah 5 ke 3) sampai menemukan kodon awal (AUG)Pada eukariot, faktor inisiasi (IF) adalah eIF-1, eIF-2, eIF-3,eIF-5 dan eIF-6 (e : eukariot)Proses pemanjangan terjadi dlm 3 tahapan : 1). pengikatan aminoasil-tRNA pd sisi A yg ada di ribosom; 2). pemindahan rantai polipeptida yg tumbuh dari tRNA yg ada pd sisi P ke arah sisi A dg membentuk ikatan peptida

dan 3). Translokasi ribosom sepanjang mRNA ke posisi kodon selanjutnya yang ada disisi APd saat awal sintesis protein, sisi A (aminoasil) pada ribosom masih kosongSisi P (peptidil) diisi oleh molekul fMet-tRNAfMetMolekul ini berikatan dg kodon AUG atau GUG pd mRNA melalui antikodon-nyaSelanjutnya, terjadi penyisipan aminoasil-tRNA pd sisi A yg dilakukan oleh protein yg disebut faktor pemanjangan Tu (elongation factor Tu, EF-Tu). Dlm penyisipan ini, terjadi hidrolisis GTP menjadi GDPSetelah posisi P dan A terisi, maka dibentuk ikatan peptidil yg dikatalisis oleh peptidil transferaseMolekul fMet-tRNAfMet yg ada pd posisi P dipindahkan ke sisi A sehingga terbentuk dipeptidil-tRNAPd tahap ini, sisi P hanya berisi tRNA kosong

Selanjutnya, terjadi translokasi (pemindahan) dipeptidil-tRNA dari sisi A ke sisi P, sedangkan molekul tRNA pd sisi P dipindahkan ke sisi E (exit)Pd proses translokasi ini, mRNA bergerak sepanjang 3 nukleotida sehingga kodon berikutnya terletak pd posisi A untuk menunggu masuknya aminoasil-tRNA berikutnya.Proses translokasi memerlukan GTP dan faktor pemanjangan G (elongation factor G, EF-G)Proses pemanjangan polipeptida berlangsung sangat cepatPd. E. coli penambahan satu asam amino pd polipeptida memerlukan waktu 0,05 detik sehingga apabila terdiri atas 300 asam amino, maka hanya diperlukan waktu selama 15 detikRibosom membaca kodon-kodon pd mRNA dari ujung 5 ke 3Hasil translasi adalah molekul polipeptida dengan ujung amino dan karboksil

Oleh karena itu, sintesis protein berlangsung dari ujung amino ke ujung karboksilTranslasi akan berakhir pd waktu salah satu dari ketiga kodon terminal (UAA, UGA, UAG) yg ada pd mRNA mencapai posisi A pd ribosomMekanisme translasi mempunyai sistem koreksi jika ada kesalahan (proofreading)Akurasi sistim translasi ditentukan terutama oleh 2 hal, yaitu pd saat penambahan muatan pd tRNA (tRNA charging) dan pd saat aminoasil-tRNA melekat pd sisi A ribosomJika ada kesalahan pengikatan aminoasil-tRNA maka tRNA tsb akan dikeluarkan dari ribosom

Terminasi translasi

Dlm proses translasi, setiap kodon berpasangan dg antikodon yg sesuai yg tdpt pd molekul tRNA Kodon metionin (AUG) mempunyai komplemen dlm bentuk antikodon UAC yg terdapat pd tRNAPd saat tRNA yg membawa asam amino diikat ke dlm sisi A ribosom, maka bagian antikodonnya berpasangan dg kodon yg sesuai yg ada pd sisi A tsb.Oleh karena itu, suatu kodon akan menentukan asam amino yg disambungkan ke dlm polipeptida yg sedang disintesis di dlm ribosomAda beberapa kodon (kode genetik) yg berbeda untuk satu asam amino yg sama.Dikenal 64 macam kodon, 3 diantaranya yaitu TAA (UAA pd mRNA), TAG (UAG pd mRNA) dan TGA (UGA pd mRNA) tidak mengkode asam amino apapun karena ketiga kodon tsb merupakan kodon untuk mengakhiri (terminasi) proses translasi.

Kodon sebanyak 64 macam tsb dikenal sebagai kode genetik universalKode genetik universal harus memenuhi persyaratan :Tidak saling tumpang tindih (non-overlapping)Tidak ada sela (gap) diantara kodon satu dengan kodon yg lainTidak ada koma di antara kodonBersifat degenerate, artinya ada bbrp asam amino yg mempunyai lebih dari 1 kodonSecara umum, kodon bersifat hampir universal karena pada beberapa organel jasad tinggi ada bbrp kodon yg berbeda dari kodon yg digunakan pd sitoplasmaBerdasarkan tabel kode genetik universal, maka setiap kodon akan memerlukan tRNA tersendiri Menurut Francis Crick, tRNA yg diperlukan tidak harus sebanyak jumlah kodon yg ada

Crick mengemukakan hipotesis wobble yaitu dua basa pertama dlm setiap kodon harus berpasangan secara tepat dengan antikodon yg sesuai, namun basa ketiga dpt berpasangan dg basa yg tidak biasaDikemukakan bahwa G dpt berpasangan tidak hanya dg C pd posisi ketiga kodon, tetapi juga dpt berpasangan dg U sehingga menghasilkan pasangan basa wobble G-ULebih jauh dikatakan pula bahwa di dlm struktur tRNA ada satu basa yg tidak biasa yaitu inosine (I) yg mempunyai struktur mirip dg guanosine (G)Basa I dpt berpasangan dg C (pasangan basa Watson-Crick yg biasa) atau dg U (pasangan basa wobble) pd posisi ketiga kodon (posisi wobble)I juga dpt berpasangan dg AJadi, antikodon yg mengandung I dpt berpasangan dg 3 macam kodon yg berbeda (C, U atau A)Fenomena ini yg mengurangi jumlah tRNA yg diperlukan dlm mentranslasi kode-kode genetik