Anabolisme Protein A. Pengertian Anabolisme ialah suatu proses pembentukan senyawa kompleks melalui senyawa sederhana dengan bantuan/rangkaian proses yang saling
berhubungan.
Proses
Anabolisme
biasanya
banyak
membutuhkan energi sehingga reaksinya dapat berlangsung cepat dan efisien. Reaksi yang memerlukan energi dalam bentuk panas disebut reaksi endergonik atau reaksi endoterm. B. Tahap Dasar Anabolisme Tahap-tahap dasar anabolisme dimulai dari produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida dan nukleotida. Kemudian aktivasi senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Selanjutnya penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, asam nukleat dan lemak. C. Hasil Anabolisme Hasil anabolisme digunakan dalam fungsi yang esensial. Hasil tersebut misalnya glikogen dan protein sebagai bahan bakar dalam tubuh; asam nukleat untuk pengkopian informasi genetik; protein, lipid, dan karbohidrat untuk menyusun struktur tubuh makhluk hidup baik intraseluler maupun ekstraseluler D. Sintesis Protein Sintesis protein adalah proses penerjemahan gen menjadi urutan amino yang akan disintesis menjadi polipeptida. Proses penerjemahan gen menjadi urutan asam amino terjadi melalui ekspresi gen. Ada dua tahap dalam sintesis protein yaitu transkripsi dan translasi.
Replikasi Menyangkut perangkaian secara linear satuan-satuan monomer DNA untuk membentuk replikat yang tepat
dari rangkaian
struktur DNA yang lama. Proses ini memungkinkan pembentukan dua molekul anak DNA selama pembelahan sel, masing-masing satu kopi yang tepat dari induk DNA. Macam-macam replikasi yaitu : a. Replikasi Konsevatif Molekul DNA untai ganda
induk
tetap
bergabung,
sedangkan kedua untai DNA anakan terdiri atas molekul hasil sintesis baru.
b. Replikasi Semi Konservatif
Setiap molekul untai ganda DNA anakan terdiri atas satu untai tunggal DNA induk dan satu untai tunggal DNA hasil sintesis baru.
c. Replikasi Dispertif Molekul DNA induk mengalami fragmentasi sehingga DNA anakan terdiri atas campuran molekul lama (berasal dari DNA induk) dan molekul hasil sintesis baru.
Transkripsi Proses Transkripsi,
sesuai
namanya
merupakan
proses
pencetakan atau penulisan ulang DNA ke dalam mRNA. Proses in terjadi di dalam nukleus. Pada tahap ini, setiap basa nitrogen
DNA dikodekan ke dalam basa nitrogen RNA. Tahap transkripsi dibagi menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. 1) Inisiasi Tahap ini diawali oleh melekatnya enzim RNA polymerase pada pita DNA pada titik awal. Pita DNA akan terbuka, akibatnya basa nitrogen pada pita tersebut menjadi bebas. Basa nitrogen pada salah satu pita tersebut akan menajdi cetakan mRNA. Pita DNA ini disebut sense. Sedangkan pita yang
tidak
ditranskripsi
disebut
antisense.
Enzim
RNA
polimerase mulai menyintesis RNA dari titik awal pita.
2) Elongasi (pemanjangan) Enzim RNA polimerase akan terus membentuk mRNA hingga terbentuk pita mRNA. Pita mRNA ini akan terus memanjang. Oleh karena itu, tahap ini disebut tahap elongasi.
3) Terminasi Pada saat enzim RNA polimerase sampai pada tempat pemberhentian (terminal site) DNA, transkripsi akan terhenti. Setelah tu, mRNA dibebaskan dan RNA polimerase terlepas dari DNA. DNA akan kembali seperti bentuknya semula. Hasil dari transkripsi, yakni mRNA selanjutnya akan keluar dari inti sel melalui membrane inti menuju sitoplasma. Transkripsi pada Eukariotik Trankripsi pada eukariotik memiliki empat tahap, yaitu pengikatan, inisiasi, elongasi, dan terminasi. Terdapat tiga jenis RNA yang mengkatalisis sintesis untai DNA dari template DNA. Polimerase RNA ini dilambangkan sebagai I, II, III, dan berbeda dari lokasi dan jenis RNA yang mensintesis mereka. Polimerase ini kemudian mengikat
promoter
DNA
dengan
bantuan
factor
transkripsi,
pembukaan heliks DNA menjadi untai tunggal, RNA pollimerase mensinteis untai RNA. Setelah RNA polimerase telah dibatasi
dengan urutan promoter telh dibatasi dengan urutan promoter DNA mengakibatkan pembukaan heliks ganda DNA, inisiasi berlangsung. RNA polimerase mensintesis untai RNA bergerak sepanjang untai heliks DNA yang terbuka. Untai RNA ini tumbuh dari 5’ ke 3’ membentuk hibrida pendek dengan untai DNA dan yang disebut elongasi. Pemanjangan ini berhenti dengan transkripsi urutan khusus yang disebut sinyal terminasi. Pemutusan dikendalikan oleh berbagai sinyal yang berbeda dengan enzim yang terlibat. Transkripsi pada Prokariotik Transripsi
pada
sel
prokariotik
memiliki
empat
tahap,
yaitu
pengikatan, inisiasi, elongasi, dan terminasi. Sintesis untai RNA dikatalisis oleh enzim yang disebut RNA polimerase. Pengikatan RNA poplimerase ke urutan promoter adalah langkah pertama dalam transkripsi. Dalam sel bakteri, hanya ada satu jenis RNA polimerase yang mensintesis semua kelas RNA : mRNA, tRNA, dan rRNA. RNA oplimerase ditemukan pada E-coli terdiri dari dua subunit a dan dua subunit β dan factor sigma. Ketika factor sigma ini mengikat ke urutan promoter DNA mengakibatkan pembukaan untai DNA heliks ganda, inisiasi berlangsung. Menggunakan salah satu untai DNA sebagai template, RNA polimerase mensintesis untai RNA yang bergerak di sepanjang untai DNA heliks yangn terbuka sedikit demi sedikit. Untai RNA ini tumbuh dari 5’ ke 3’ membentuk hibrida pendek dengan untai DNA dan yang disebut elogasi. Pemanjangan ini berhenti degan transkripsi urutan khusus yang disebut sinyal terminasi. Pada prokariota ada dua jenis terminasi, factor terminasi tergantung dan pemutusan intrinsic. Factor terminasi tergantung kebutuhan factor Rho, dan pemutusan intrinsic terjadi ketika template berisi urutan GC pendek dekat ujung 3’ setelah beberapa basa urasil.
Translasi Tahap translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh tRNA ke dalam urutan asam amino. Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma
dengan
bantuan
ribosom.
Translasi
meiputi
perangkaian secara linear monomer asam amino, dengan menggunakan satu jenis khas RNA lain sebagai cetakan dan jenis khas RNA lain sebagai pembawa dan pengubah asam amino. Ini sesuai dengan proses sesungguhnya yang terjadi dalam sintesis protein. Terdapat tiga proses translasi, yaitu : 1. Inisiasi (Permulaan) Molekul mRNA yang dimodifikasi akan masuk ke proses translasi.
Molekul
mRNA
mengikat
ribosom
pada
situs
tertentu. Ribosom terdiri dua unit, satu subunit kecil dan satu subunit besar. Ribosom juga memiliki situs khusus untuk pengikatan mRNA dan dua lokasi untuk mengikat molekul tRNA. Molekul Insiator tRNA mengikat dan berada pada lokasi P ribosom meninggalkan yang lain situs A terikat atau terbuka. Saat molekul tRNA mengenali kodon berikutnya pada molekul mRNA, menempel ke situs A pada ribosom. Ada pembentukan ikatan peptide yang menghubungkan asam amino dari tRNA disitus P dengan asam amino dari tRNA terikat di situs A.
2. Elogasi (Pemanjangan) Saat ribosom bergerak sepanjang urutan molekul mRNA, molekul tRNA terikat di lokasi P tidak terikat atau dilepaskan dan tRNA terikat di situs A akan translokasi ke situs P dari ribosom tersebut. Translokasi ini membuat situs A ribosom kosong, tetap begitu sampai molekul tRNA lain mengenali urutan kodon mRNA yang baru dan mengikat ke posisi terbuka. Proses ini adalah pola yang terus-menerus dengan molekul tRNA yang dilepaskan dari tRNA kompleks dan molekul baru mengikat ribosom dan rantai asam amino tubuh. 3. Terminasi Proses translasi pada ribosom dengan menerjemahkan mRNA sampai mencapai kodon terminasi pada molekul mRNA. Ada pertumbuhan yang berkelanjutan dari rantai protein selama proses
ini,
protein
ini
disebut
rantai
polipeptida
dan
dilepaskan dari molekul tRNA dan ribosom mendapatkan kembali ke subunit besar dan kecil. Rantai polipeptida yang baru terbentuk mengalami beberapa modifikasi sebelum menjadi protein yang berfungsi penuh. Kode Genetik Kode genetik adalah urutan basa nukleotida DNA dan RNA, kode ini untuk rantai asam amino. Tiga basa nukleotida untuk asam amino atau mereka kode
untuk
inisiasi
dan
terminasi
sintesis
protein.
Asam
amino
dihubungkan bersama untuk membentuk protein. Kode genetik adalah informasi yang dikodekan dengan materi genetik dan diterjemahkan menjadi protein oleh sel-sel hidup. Decoding ini dilakukan dengan ribosom yang menghubungkan satu asam amino yang lain menggunakan molekul tRNA. Kode genetik adalah serupa di antara semua organism dan dapat dinyatakan dengan 64 jenis.
