http://nheyaya.wordpres http://nheyaya.wordpress.com/2011/06/13 s.com/2011/06/13/biosintesis-prot /biosintesis-protein/ ein/
BIOSINTESIS PROTEIN A.
PROTEIN
Protein (akar kata protos kata protos dari bahasa Yunani yang berarti “yang paling utama”) adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama la in dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang sulfur serta fosfor. Protein merupakan salah satu bio-makromolekul yang penting perananya dalam makhluk hidup. Setiap sel dalam tubuh kita mengandung protein, termasuk kulit, tulang, otot, kuku, rambut, air liur, darah, hormon, dan enzim. Pada sebagian besar jaringan tubuh, protein merupakan merupakan komponen terbesar kedua setelah air. Diperkirakan 50% berat kering sel dalam jaringan hati dan daging terdiri dari protein. Sedangkan dalam tenunan daging segar sekitar 20%. Protein ditemukan dalam berbagai jenis bahan makanan, mulai dari kacang-kacangan, biji-bijian, daging unggas, seafood, seafood, daging ternak, sampai produk susu. Buah dan sayuran memberikan sedikit protein. Pemilihan sumber protein ini harus bijaksana, karena banyak makanan yang tinggi protein juga t inggi lemak dan kolesterol. Fungsi dari protein itu sendiri secara garis besar dapat dibagi ke dalam dua kelompok besar, yaitu sebagai bahan struktural dan sebagai mesin yang bekerja pada tingkat molekular. Beberapa protein struktural, fibrous struktural, fibrous protein, protein, berfungsi sebagai pelindung, sebagai contoh a dan b-keratin yang terdapat pada kulit, rambut, dan kuku. Sedangkan protein struktural lain ada juga yang berfungsi sebagai perekat, seperti kolagen. Protein dapat memerankan fungsi sebagai bahan struktural karena seperti halnya polimer lain, protein memiliki rantai yang panjang dan juga dapat mengalami cross-linking dan dan lain-lain. Selain itu protein juga dapat berperan sebagai biokatalis untuk reaksi-reaksi kimia dalam sistem makhluk hidup. Makromolekul ini mengendalikan jalur dan waktu metabolisme yang kompleks untuk menjaga kelangsungan hidup suatu organisma. Suatu sistem metabolisme akan terganggu apabila biokatalis yang berperan di dalamnya mengalami kerusakan.
B.
SINTESIS PROTEIN
Tahap-tahap dalam sintesis protein, secara garis besar dibagi menjadi 2, yaitu transkripsi dan translasi. Baik transkripsi maupun translasi, masing-masing dibagi dibagi lagi menjadi 3 tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.
Transkripsi
Transkripsi adalah proses sintesis RNA dengan menggunakan DNA sebagai cetakan. DNA berlaku sebagai arsitek yang merancang pola penyusunan protein sedangkan RNA yang akan menjadi duta sebagai pembawa informasi genetik berupa kode kode genetik atau kodon-kodon. RNA hasil transkripsi salah satunya adalah m RNA yang akan berperan sebagai cetakan protein. Basa mRNA akan membetuk rangkaian rangkaian kodon (adalah rangkaian 3 basa yang berdampingan pada pada mRNA yang menyandikan satu asam amino). amino). Pesan genetik mRNA diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino berdasarkan sandi genetik.
Hal yang perlu diketahui pada proses transkripsi : Promotor site, adalah titik awal proses transkripsi dimana promotor o merupakan rangkaian nukleotida yang dikenali oleh transkriptase /enzim RNA Polimerase Polimerase dan tempat melekat dan mulainya proses transkripsi. Pada promotor ditemui 3 titik penting yang berkaitan dengan proses transkripsi, yaitu:
Titik isyarat awal, merupakan daerah yang menunjukkan faktor sigma. Yang memberitahukan bahwa dihilir dihilir ada utas DNA yang harus ditranskrip sikan Daerah penempelan, dihilir ditemukan suatu tempat daerah pelekatan enzim transkriptase yang tersusun oleh 7 pasangan basa dengan rangkaian konsensus yang kadang sering disebut kotak pribnow ( pasangan basa AT ) ps bs kaya akan A-T yang lebih mudah terdenaturasi ( lebih mudah membuka pilinan double heliks ) dibandingkan ps bs G-C. Titik awal transkripsi, Merupakan nukleotida DNA pertama yang ditranskripsikan kedalam nukleotida RNA. Pada titik pelekatan ini transkripstase akan berasosiasi erat dengan DNA dan Ribonuleotide Ribonuleotide akan masuk untuk berpasangan dengan utas cetakan. Titik permulaan biasanya (90%) merupakan suatu basa Purin
-
Enzim RNA Polimerase, sering disebut dengan RNA Transkriptase untuk membedakannya dengan RNA yang bertugas dalam proses Replikasi .Enzim ini sering dijadikan model suatu organisme. Enzim ini tersusun atas struktur yang kompleks (tersusun atas + 15 subunit – subunit – subunit) subunit) aktif yang disebut Holoenzim. Holoenzim terdiri dari enzim inti dan d an faktor σ (sigma ). Enzim inti : Mengkatalisis sintesis RNA
Faktor σ (sigma ) : Mengenali tanda awal transkripsi t ranskripsi yang terdapat pada utas DNA cetakan. Sub unit – unit – sub sub unit ini tidak disatukan dengan ikatan kovalen tetapi dengan ikatan sekunder
Antisense ( – ( – ) ) strand. DNA adalah double strand pada proses transkripsi salah satu dari utas DNA akan menjadi cetakan/template. Sedangkan utas yang
Transkripsi
Transkripsi adalah proses sintesis RNA dengan menggunakan DNA sebagai cetakan. DNA berlaku sebagai arsitek yang merancang pola penyusunan protein sedangkan RNA yang akan menjadi duta sebagai pembawa informasi genetik berupa kode kode genetik atau kodon-kodon. RNA hasil transkripsi salah satunya adalah m RNA yang akan berperan sebagai cetakan protein. Basa mRNA akan membetuk rangkaian rangkaian kodon (adalah rangkaian 3 basa yang berdampingan pada pada mRNA yang menyandikan satu asam amino). amino). Pesan genetik mRNA diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino berdasarkan sandi genetik.
Hal yang perlu diketahui pada proses transkripsi : Promotor site, adalah titik awal proses transkripsi dimana promotor o merupakan rangkaian nukleotida yang dikenali oleh transkriptase /enzim RNA Polimerase Polimerase dan tempat melekat dan mulainya proses transkripsi. Pada promotor ditemui 3 titik penting yang berkaitan dengan proses transkripsi, yaitu:
Titik isyarat awal, merupakan daerah yang menunjukkan faktor sigma. Yang memberitahukan bahwa dihilir dihilir ada utas DNA yang harus ditranskrip sikan Daerah penempelan, dihilir ditemukan suatu tempat daerah pelekatan enzim transkriptase yang tersusun oleh 7 pasangan basa dengan rangkaian konsensus yang kadang sering disebut kotak pribnow ( pasangan basa AT ) ps bs kaya akan A-T yang lebih mudah terdenaturasi ( lebih mudah membuka pilinan double heliks ) dibandingkan ps bs G-C. Titik awal transkripsi, Merupakan nukleotida DNA pertama yang ditranskripsikan kedalam nukleotida RNA. Pada titik pelekatan ini transkripstase akan berasosiasi erat dengan DNA dan Ribonuleotide Ribonuleotide akan masuk untuk berpasangan dengan utas cetakan. Titik permulaan biasanya (90%) merupakan suatu basa Purin
-
Enzim RNA Polimerase, sering disebut dengan RNA Transkriptase untuk membedakannya dengan RNA yang bertugas dalam proses Replikasi .Enzim ini sering dijadikan model suatu organisme. Enzim ini tersusun atas struktur yang kompleks (tersusun atas + 15 subunit – subunit – subunit) subunit) aktif yang disebut Holoenzim. Holoenzim terdiri dari enzim inti dan d an faktor σ (sigma ). Enzim inti : Mengkatalisis sintesis RNA
Faktor σ (sigma ) : Mengenali tanda awal transkripsi t ranskripsi yang terdapat pada utas DNA cetakan. Sub unit – unit – sub sub unit ini tidak disatukan dengan ikatan kovalen tetapi dengan ikatan sekunder
Antisense ( – ( – ) ) strand. DNA adalah double strand pada proses transkripsi salah satu dari utas DNA akan menjadi cetakan/template. Sedangkan utas yang
satunya akan menjadi utas pendamping pendamping (utas antipararel) bagi utas utas cetaka. Rangkaian nukleotida RNA yang disintesis merupakan utas anti pararel terhadap utas cetakan atau sama dengan utas pendamping. Utas cetakan disebut Antisense strand (-). Utas yang tidak digunakan sebagai cetakan disebut Antisense strand (+). Terminator. Rangkaian nukleotida pada DNA yang mengisyaratkan bahwa transkripsi harus berakhir. Semua terminator pada prokariot mengandung rangkaian polidrom , tepat sebelum titik penutup. Polidrom adalah dua rangkaian pasangan nukleotida yang terpasang terbalik yang dipisahkan oleh rangkaian nukleotida dengan jarak kecil. Titik penutup adalah pasangan basa AT. Terminator akan menghasilkan RNA dengan str uktur pada ujungnya berupa jepitan rambut yang terbentuk akibat adanya adanya pasangan antipararel antara nukleotida ulang terbalik. Disamping itu terbentuk juga utas /rangkaian poli U. Utas jepit rambut berfungsi untuk mengurangi kecepatan atau bahkan menghentikan kerja transkriptase menjelang proses akhir transkripsi. Terminologi / Tahap transkripsi Inisiasi o Elongasi o Terminasi o
1. Inisiasi Proses penempelan kompleks RNA polimerase pada promotor site. 2. Elongasi Setelah terjadi proses inisiasi subunit σ (faktor sigma) akan melepaskan diri dan sintesis RNA dilanjutkan oleh Core enzim (enzim yang tidak mengandung faktor sigma) menggunakan utas cetakan arah 51 – 3 31 dan membutuhkan 4 macam nukleosida (ribonukleosida 5 1trifosfat) yaitu : r-ATP, r-CTP, r-GTP, r-UTP. 3. Terminasi Transkripsi berlangsung sampai ditemukannya tanda untuk berhenti. Tanda terminasi yang sederhana adalah bagian DNA yang dengan urutan basa GC disebut palidrome dan diikuti oleh bagian DNA yang kaya akan basa AT. Bila genom tidak mengandung palidrome maka terminasi menggunakan protein protein Rho. Translasi
Translasi adalah proses penerjemahan kode genetik oleh tRNA ke dalam urutan asam amino. Translasi menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, e longasi, 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 terjadi jika adanya tiga komponen, yaitu mRNA, sebuah tRNA yang memuat asam amino pertama pertama dari polipeptida, dan dua dua sub unit ribosom. mRNA yang keluar dari nukleus menuju sitoplasma di datangi oleh ribosom, kemudian mRNA masuk ke dalam “celah” ribosom. Ketika mRNAmasuk ke ribosom, ribosom “membaca” kodon yang masuk. 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 mirip tusuk sate, di mana tusuknya adalah “mRNA” dan dagingnya adalah “ribosomnya”. Dengan demikian, proses pembacaan kodon dapat berlangsung secar a berurutan. Ketika kodon I terbaca ribosom ri bosom (misalnya kodonnya AUG), tRNA yang membawa antikodon UAC dan asam amino metionin datang. tRNA mas uk 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 pada asam amino pertama (metionin). Ribosom terus bergeser agar mRNA lebih masuk, guna membaca kodon II. Misalnya kodon II UCA, yang segera diterjemahkan oleh tRNA berarti kodon AGU sambil membawa asam amino serine. Di dalam ribosom, metionin yang pertama kali masuk dirangkaikan dengan serine membentuk dipeptida. Ribosom terus bergeser, membaca kodon III. Misalkan kodon III GAG, segera diterjemahkan oleh antikodon CUC sambil membawa asam amino glisin. tRNA tersebut masuk ke ribosom. Asam amino glisin dirangkaikan dengan dipeptida yang telah terbentuk sehingga membentuk tripeptida. Demikian seterusnya proses pembacaan kode genetika itu berlangsung di dalam ribosom, 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 kodon stop mencapai ribosom. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sinyal untuk menghentikan translasi. Polipeptida yang dibentuk kemudian “diproses” menja di protein.
afrariko.blogspot.com/2011/03/ biosintesis -protein .html biosintesis protein
BIOSINTESIS PROTEIN Protein merupakan polimer yang berfungsi sebagai penyusun protoplasma dan struktur tubuh lainnya. Protein dapat berupa enzim atau hormone, antara lain sebagai penyusun pigmen pada tumbuhan. Penyusun hemoglobin dalam darah manusia dan hewan, serta penyusunan serum dalam plasma darah. Jenis dan rangkaian yang menyusun protein berbeda antara protein yang satu dengan protein yang lainnya. Mekanisme sintesis protein terjadi melalui dua tahap utama yaitu transkripsi dan translasi. Sintesis protein merupakan proses yang sangat kompleks. Informasi genetik yang dikode pada susunan basa DNA diterjemahkan ke dalam 20 macam asam amino. Transkripsi adalah percetakan mRNA oleh DNA, sedangkan translasi adalah penerjemahan kode oleh tRNA berupa urutan yang dikehendaki. Proses transkripsi terjadi selama proses inisiasi, elongasi, dan terminasi. Enzim yang berperan dalam transkripi adalah RNA polymerase. Ada lima tahapan sintesis protein dan masing-masing memerlukan sejumlah komponen. Tahap-tahap sintesis protein yaitu: Aktivitas asam amino Komponen yang diperlukan : 20 asam amino, 20 aminoasil t-RNA sintetase, 20 atau lebih RNA pemindahan, ATP, Mg2+. Ini merupakan tahap pertama, yang terjadi didalam sitosol dan bukan dalam ribosom. Masing-masing dari 20 asam amino ini diikat secara kovalen dengan suatu RNA pemindah spesifik (tRNA), dengan memanfaatkan energy ATP. Reaksi ini dikatalis oleh enzim pengaktifan dan memerlukan Mg2+ sebagai kofaktor, masing-masing spesifik bagi satu asam amino dan bagi tRNAnya. Inisiasi rantai polipeptida Komponen yang berperan : m-RNA, N-formilmetionil-tRNA, kodon inisiasi pada mRNA (AUG), sub-unit 30s ribosom, sub-unit 50s r ibosom, GTP, Mg2+, factor inisiasi (IF-1,IF-2,IF-3). Pada tahap inisiasi, RNA polymerase menempel pada promoter, yakni urutan basa nitrogen khusus pada DNA yang dapat memberikan sinyal inisiasi transkripsi. Rantai DNA yang digunakan pada proses perekaman gen hanya satu buah, dinamakan rantai sense. Sementara rantai lainnya merupakan rantai noncoding atau antisense (t idak digunakan dalam transkripsi). Hal ini dikenali adanya promoter pada rantai sense. Umumnya, promoter mempunyai urutan gen TATAAT dan TTGACA dan rantai anti sense mengandung komplementernya (ATA TTA dan AAC TGT) yang tidak akan dikenali oleh RNA polymerase. Merupakan tahap kedua, pembawa pesan (mRNA) yang membawa sandi bagi polipeptida yang akan dibuat diikat oleh sub-unit ribosom yang berukuran lebih kecil, diikuti oleh inisiasi asam amino yang diikat oleh tRNAnya, membentuk suatu kompleks inisiasi. tRNA asam amino menginisiasi ini berpasangan dengan triplet nukleotida spesifik atau kodon pada mRNA yang menyandi permulaan rantai polipeptida. Proses ini yang memerlukan guanosis triposfat (GTP), dilangsungkan oleh tiga protein sitosol spesifik yang dinamakan factor inisiasi . Pemanjangan (elongasi)
Komponen yang berperan: ribosom 70s fungsional (kompleks inisiasi), t-RNA aminoasil, khususnya kodon, Mg2+, factor pemanjang (Tu, Ts dan G) , GTP, peptidil transferase. Tahap elongasi ditunjukkan oleh aktivitas RNA pol ymerase yang bergerak sepanjang rantai DNA sehingga dihasilkan rantai RNA yang didalamnya mengandung urutan basa nitrogen pertama sebagai hasil perekaman (leader sequence). Rantai polipeptida sekarang diperpanjang oleh pengikatan kovalen unit asam amino berturut-turut, masing-masing diangkut menuju ribosom dan diletakkan ditempatnya secar a benar oleh tRNA masing-masing, yang berpasangan dengan kodonnya pada molekul RNA pembawa pesan. Pemanjangan digiatkan oleh protein sitosol yang dinamakan factor pemnjangan. Energy yang diperlukan untuk mengikat setiap aminoasil t-RNA yang dating dan untuk pergerakan ribosom disepanjang RNA pembawa pesan satu kodon deperoleh dari hidrolisis dua molekul GTP bagi setiap residu yang ditambahkan kepolipepida yang sedang tumbuh. Terminasi dan pembebasan Komponen yang berperan: kodon terminasi pada mRNA, factor pembebas polipeptida (R1, R2 dan S). Ketika memasuki tahap terminasi, proses perekaman (transkripsi) berhenti dan molekul RNA yang baru akan terpisah dari DNA template. Penyempurnaan rantai polipeptida, yang dicirikan oleh suatu kodon terminasi (pengakhir) pada mRNA, diikuti oleh pembebasannya dari ribosom, yang dilangsungkan oleh factor pembebas. Pelipatan dan pengolahan Komponen yang berperan: enzim dan kofator khusus untuk melepaskan r esidu penginisiasi dan pemuka yang member syarat, untuk melakukan modifikasi residu ujung, peningkatan gugus prostetik enzim, dan modifikasi kovalen gugus R asam amino spesifik melalui pengikatan gugus fosfat, metil, karboksil, atau gugus karbohidrat. Untuk memperoleh bentuk aktifnya secara biologis polipeptida harus mengalami pelipatan menjadi konfirmasi tiga dimensi yang benar. Sebelum atau sesudah pelipatan polipeptida baru dapat mengalami pengolahan oleh kerja enzimatik untuk melepaskan asam amino penginisiasi, dan mengikat gugus fosfat, metil, karboksil atau gugus lain pada residu asam amino tertentu, atau untuk mengikat gugus oligosakarida atau gugus prostetik. Kodon-kodon untuk asam amino terdiri dari triplet-triplet nukleotida spesifik. Urutan basa kodon dideduksi dari percobaan dari pertologan RNA pembawa pesan sintetik yang diketahui komposisi dan urutannya. Modifikasi setelah proses translasi meliputi: Pemotongan proteolitik: menghilangkan residu terminal metionin, peptida si gnal, konversi prekursor inaktif menjadi aktif. Glikosilasi: penambahan komponen gula. Hidroksilasi: prolin → hidroksiprolin & lisin → hidroksi lisin (pd Kolagen). Fosforilasi : penembahan ggs fosfar pad peptida/ asam amino. Modifikasi lipofilik: Penambahan komponen lipid pd protein. Metilasi : penambahan ggs metil pada residu asam amino ( misal pd aspartat & lisin). Penambahan ggs prostetik. Pembentukan ikatan sulfida: misal pada insulin
Penjelasan singkat gambar untuk sintesis protein : Aktivasi : asam amino diikat pada tRNA dengan bantuan enzim aminoasil-tRNA ↓ Inisiasi(awal): proses antara kompleks sub-unti ribosom 30s bergabung dengan 50s ↓ (kodon dan anti kodon terikat). Elongasi : perpanjangan rantai, bertemunya asam amino 1, 2, 3 dst, yang terjadi ↓ ikatan peptide sampai terbentuk kodon stop. Terminasi : akhir terbentuknya protein tetapi belum sempurna ↓ Pelepasan dan pelipatan(releasing and folding): modifikasi pasca translasi, bisa juga ada ↓ penambahan gugus fosfat, gula, dll. Targeting : asam amino menuju tempat masing-masing, ada yang masih di sitosol namun ada juga yang kemembran dan tempat lain yang membutuhkan
http://id.wikipedia.org/wiki/Protein Protein Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Belum Diperiksa Langsung ke: navigasi, cari
Segelas susu sapi. Susu sapi merupakan salah satu sumber protein. Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") 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 berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.
Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). 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. Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik . Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom.[1] Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari
asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.[2][3]
Daftar isi
1 Struktur 2 Kekurangan Protein 3 Sintese protein 3.1 Sumber Protein o 3.2 Keuntungan Protein o 4 Methode Pembuktian Protein 5 Bacaan lebih lanjut 6 Referensi
Struktur
Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH). Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tin gkat empat): [4][5]
struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Frederick Sanger merupakan ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik.
struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut: alpha helix (α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam o amino berbentuk seperti spiral; beta-sheet ( β -sheet , "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar o yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H); beta-turn, ( β -turn, "lekukan-beta"); dan o gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").[4] o struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.
Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer , (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa. Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR ).[6] Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah. Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional. Kekurangan Protein
Protein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengonsumsi 1 g protein per kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet-atlet. Kekurangan Protein bisa berakibat fatal:
Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin) Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor , penyakit kekurangan protein.[7] Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar , yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah: hipotonus o gangguan pertumbuhan o hati lemak o Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.
Sintese protein Artikel utama: Proteinbiosynthese
Dari makanan kita memperoleh Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptid peptid yang strukturnya lebih sederhana terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam amino. Artinya kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensiil , sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensiil oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh. Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi. Sumber Protein
Daging Ikan Telur Susu, dan produk sejenis Quark Tumbuhan berbji Suku polong-polongan Kentang
Studi dari Biokimiawan USA Thomas Osborne Lafayete Mendel, Profesor untuk biokimia di Yale, 1914, mengujicobakan protein konsumsi dari daging dan tumbuhan kepada kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan protein hewani, sedangkan grup yang lain diberikan protein nabati. Dari eksperimennya didapati bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat bertambah beratnya dari kelinci yang memperoleh protein nabati. Kemudian studi selanjutnya, oleh McCay dari Universitas Berkeley menunjukkan bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama. Keuntungan Protein
Sumber energi Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi
Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel
http://id.wikipedia.org/wiki/Sintesis_protein Sintesis protein Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Belum Diperiksa Langsung ke: navigasi, cari Sintesis protein adalah proses pencetakan protein dalam sel. [rujukan?] Sifat enzim (protein) sebagai pengendali dan penumbuh karakter makhluk hidup ditentukan oleh jumlah jenis, dan urutan asam amino yang menyusunnya.[1] Jenis dan urutan asam amino ditentukan oleh ADN (Asam Dioksiribose Nukleat). [rujukan?] Sintesis protein meliputi dua langkah, yaitu transkripsi dan translasi. [rujukan?]
http://www.scribd.com/doc/30423267/Biosintesis-Protein
Seperti yang sudah kita ketahui tentang DNA dan RNA, sintese daribiomolekule. polymeric dapat dibedakan menjadi inisiasi, pemanjangan, danpenghentian. Dalam proses sintesis protein tidak ada perkecualian. Pengaktifanprecursor asam amino sebelum penggabungan ke dalam polipeptida dan pengolahanpost-translational polipeptida yang diselesaikan melembagakan dua hal yang pentingdan langkah-langkah terutama tambahan kompleks dalam sintesis protein, dan olehkarena itu memerlukan diskusi terpisah. Komponen selular yang diperlukan untuk masing-masing dari lima langkah-langkah di dalam E.coli dan bakteri lain didaftarkandi Table 26-6. Persyaratan di dalam selsel eukariota hampir sama. Satu ikhtisarlangkah-langkah ini akan memberikan satu garis besar yang bermanfaat diskusi yangsedang berlangsung.Langkah 1: Pengaktifan Asam Amino. Selama langkah ini, yang berlangsung didalam sitosol, bukan di ribosom, masing-masing dari 20 asam amino adalahdihubungkan secara kovalen dengan tRNA yang spesifik dengan memakai energiATP. Reaksi ini dikatalisasi oleh kelompok Mg2+ -enzim pengaktif bergantung yangdisebut aminoasil-tRNA synthetases, masing-masing khusus untuk satu asam aminodan tRNA yang sesuai. Di mana dua atau lebih tRNA ada karena asam amino yangdiuji, satusintetase aminoasil-tRNA secara umum semuanya aminoacylates. tRNAAminoacylated biasanya dikenal sebagai mahluk "yang dibebankan. Variasi Alamidalam Kode Genetik Di dalam biokimia, seperti disiplin ilmu yang lain, perkecualianuntuk aturan-aturan umum dapat menimbulkan permasalahan bagi para pendidik danmembuat frustrasi parasiswa. Pada waktu yand sama hidup mengajar kita bahwahidup adalah kompleks dan mengilhami kita untuk menemukan kejutan yang laintentang hidup. Memahami perkecualian tersebut bahkan dapat menguatkan aturanyang asli dengan cara yang mengejutkan. Hal
tersebut akan menunjukkan bahwa adaruang kecil untuk variasi genetik dalam kode genetik. Ingat dari bab 6 dan 7 bahwapenggantian asam amino tunggal dapat mengganggu struktur protein. Umpamakan bahwa di suatu tempat ada suatu selbakteri di mana salah satu kodonnya menetapkan alanina kemudian tiba-tiba mulaimenetapkan arginina; hasil penggantian arginina untuk alanina pada posisi gandadalam sejumlah protein akan menyebabkan kematikan. Variasi dalam kode terjadipada beberapa organismae, dan variasi ini adalah menarik dan mengandung banyak pelajaran. Sangat jarang terdapat variasi dan jenis variasi yang terjadi bersamaanmemberikan bukti tangguh tentang asal-muasal umum yang evolusiner dari semuamakhluk hidup. Mekanisme untuk mengubah kode tersebut langsung: perubahanharus terjadi dalam satu atau lebih banyak tRNA, dengan target yang nyata untuk merubah antikodon. Hal ini akan menjurus pada insersi yang sistematis asam aminopada kodon yang tidak menetapkan asam amino tersebut dalam kode yang normal(Gb. 26-7). Kode genetik, pada hakekatnya, digambarkan oleh antikodon pada tRNA(yang menentukan di mana asam amino ditempatkan di suatu polipeptida yangtumbuh) dan dengan kekhususan enzymes-amino-acyl-tRNA synthetases-yangdilakukan oleh tRNA (yang menentukan identitas asam amino terkait dengan yRNAyang diuji).Oleh karena perubahan kode katastropik berpengaruh secara mendadak pada proteinselular, dapat diprediksi bahwa perubahan kode akan terjadi jika di mana hanyasedikit protein yang terpengaruh. Hal ini bisa terjadi dalam pengkodean genom kecilpada sedikit protein. Konsekuensi biologi dari suatu perubahan kode dapat dibatasidengan pembatasan pada ketiga kodon penghentian, karena hal tidak secara umumterjadi pada gen (lihat Box 26-1 untuk perkecualian pada aturan ini). Suatu perubahanyang mengkonversi suatu kodon penghentian menjadi penetapan kodon satu asamamino akan mempengaruhi penghentian di dalam produk suatu subset gen, dankadang gen pelengkap karena beberapa gen ganda (berlebih lebihan) kodonpenghentian. Pola ini kenyataannya diamati. Perubahan kode genetik sangat jarang.Variasi kode yang ditandai terjadi di dalam mitokondria, genom yang mengkodehanya10 samapi 20 protein. Mitokondria mempunyai tRNAnya sendiri, variasi kodetidak mempengaruhi banyak genom selualer Perubahan yang paling umum pada mitokondria, dan satu-satunya perubahan-perubahan yang diamati pada genom selualer, melibatkan kodon penghentian. Padamitokondria jenis perubahan bisa dilihat sebagai Streamlining genomik. Hewanbertulang belakang mDNA memiliki gen yang mengkode 13 protein. 2 rRNAs dan 22tRNA (lihat Fig. 18-29). Satu set aturan wobble mengizinkan 22 tRNA memecahkode ke-64 yang mungkin dari triplet kodon, dibanding 32 tRNAdiperlukan kodeyang normal. Empat family kodon (di mana asam amino ditentukan oleh duanukleotida pertama) dikodekan oleh tRNA dengan U (atau wobble) posisi padaantikodon. dengan empat basa pada posisi ketiga atau "dua dari tiga" mekanismeyang digunakan pada kasus (misalnya, tidak ada pemasangan terjadi di posisi ketigakodon). tRNA lain mengenali kodon dengan A atau G di dalam posisi yang ketiga,dan menyadari U atau C, sehingga hampir semua mampu menyadari dua atau empatkodon. Pada kode normal, hanya dua asam amino yang ditetapkan oleh kodontunggal, methiomne dan tryptophan (Tabel 26-4 Jika semua miyokondria tRNA yangmenyadari dua kodon. Kodon tambahan Met dan Trp diharapkan ada di mitokondria.Oleh karena variasi kode tunggal umum yang diamati pada spesifikasi UGA, dari"penghentian" Trp. tRNATrp tunggal dapat digunakan untuk mengenali danmenyisipkan residu Trp di kodon UGA dan kodon Trp yang UGG kodon Trp normal.Mengubah AUA dari satu Ile kodon ke kodon Met mempunyai kesamaan pengaruh;kodon Met normal adalah AUG, dan tRNA digunakan untuk kedua kodon. Hal inimenghasilkan banyak variasi umum kode mitokondria. Variasi kode disusun padatable 1. Kembali pada perubahan yang jarang pada kode selular (berbeda denganmitokondria) genome, kita menemukan bahwa a variasi yang hanydikenal padaprokariota adalah pemakaian UGA untuk mengkode residuTrp dalam sel bakteribebas yang paling sederhana mycoplasma capricolum. Pada eukaryotik extramitochondrial yang dikenal sebagai pengkode terjadi dalam beberapa jenis
ciliaprotista-protista, di mana kodon penghentian UAA dan UAG yang kedua-duanyamenetapkan glutamin. Perubahan di dalam kode harus mutlak- kodon tidak perluselalu menkode asam amino yang sama. Di dalam E.coli ada dua contoh asam amino
http://rochem.wordpress.com/2012/01/20/metabolisme-protein-dan-asam-amino-2/#more-752 1. .Penguraian Protein Dalam Tubuh
Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar hati.asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannya. Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah. Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan – perubahan tertentu dengan kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam dara, hati dan organ tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang terdapat pada jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu : 1) Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel – sel baru. 2) Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru, tanpa ada sel yang mati. 3) Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.
Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti protein dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti nitrogen yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Ada beberapa asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam jumlah yang memadai. Oleh karena itu asam amino tersebut,yang dinamakan asam essensial yang dibutuhkan oleh manusia. Kebutuhan akan asam amino esensial tersebut bagi anak-anak relatiflebih besar daripada orang dewasa. Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai 1,5 gram per kilogram berat badan per hari. 2. Asam Amino Dalam Darah
Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang diterima dan jumlah yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim – enzim yang bersangkutan. Enzimenzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara lain ialah pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, tripeptidase dan dipeptidase. Setelah protein diubah menjadi asam-asam amino, maka dengan proses absorpsi melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai kedalam pembuluh darah. Proses absorpsi ini ialah proses transpor aktif yang memerlukan energi. Asam-asam amino dikarboksilat atau asam diamino diabsorbsi lebih lambat daripada asam amino netral. Dalam keadaan berpuasa, konsentrasi asam amino dalam darah biasanya sekitar 3,5 sampai 5 mg per 100 ml darah. Segera setelah makan makanan sumber protein, konsentrasi asam amino dalam darah akan meningkat sekitar 5 mg sampai 10 mg per 100 mg darah. Perpindahan asam amino dari dalam darah kedalam sel-sel jaringan juga proses tranpor aktif yang membutuhkan energi. 3. Reaksi Metabolisme Asam Amino
Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Dua proses utama pelepasan gugus amino yaitu, transaminasi dan deaminasi. Transaminasi
Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :
Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamatketoglutarat sebagai satu pasang substrak . Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma. Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi metabolisme yang lain. Deamin asi Oksidatif
Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat. Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat dapat mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat dehidrogenase sebagai katalis. Asam glutamat + NAD+
a ketoglutarat + NH4+ + NADH + H+
Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH4+. Selain NAD+ glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP+ sebagai aseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam amino oksidase dan D-asam oksidase. 4. Pembentukan Asetil Koenzim A
Asetil koenzim A merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam amino dengan siklus asam sitrat. ada dua jalur metabolic yang menuju kepada pembentukan asetil koenzim A, yaitu melalui asam piruvat dan melalui asam asetoasetat Asam-asam amino yang menjalani jalur metabolic melalui asam piruvat ialah alanin, sistein, serin dan treonin. alanin menghasilkan asam piruvat dengan langsung pada reaksi transaminasi dengan asam a ketoglutarat. Treonin diubah menjadi gllisin dan asetaldehida oleh enzim treonin aldolase. glisin kemudian diubah menjadi asetil koenzim A melalui pembentukan serin dengan jalan penambahan satu atom karbon, seperti metal, hidroksi metal dan formil. koenzim yang bekerja disini ialah tetrahidrofolat.
5. Siklus Urea
Hans Krebs dan Kurt Heneseleit pada tahun 1932 mengemukakan serangkaian reaksi kimia tentang pembentukan urea. Mereka berpendapat bahwa urea terbentuk dari ammonia dan karbondioksidamelalui serangkaian reaksi kimia yang berupa siklus, yang mereka namakan siklus urea. Pembentukan urea ini terutama berlangsung didalam hati. Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam air, bersifat netral, terdapat dalam urine yang dikeluarkan dari dalam tubuh. Dalam reaksi pembentukan karbamil fosfat ini, satu mol ammonia bereaksi dengan satu mol karbondioksida dengan bantuan enzim karbamilfosfat sintetase. Reaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan dua mol ATP yang diubah menjadi ADP. Disamping itu sebagai kofaktor dibutuhkan mg++ dan N-asetilglutamat. Karbamil fosfat yang terbentuk bereaksi dengan ornitin membentuk sitrulin. Dalam reaksi ini bagian karbomil bergabung dengan ornitin dan memisahkan gugus fosfat. Sebagai katalis pada pembentukan sitrulin adalah ornitin transkarbamilase yang terdapat pada bagian mitokondria sel hati. Selanjutnya sitrulin bereaksi dengan asam aspartat membentuk asam argininosuksinat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinat sintetase. Dalam reaksi tersebut ATP merupakan sumber energi dengan jalan melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP. Dalam reaksi ini asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam fumarat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinase, suatu enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal. Reaksi terakhir ini melengkapi tahap reaksi pada siklus urea. Dalam reaksi ini arginin diuraikan menjadi urea dan ornitin. Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini ialah arginase yang terdapat dalam hati. Ornitin yang terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi dengan karbamilfosfat untuk membentuk sitrulin. 6. Biosintesis Protein
Biosintesis protein yang terjadi dalam sel merupakan reaksi kimia yang kompleks dan melibatkan beberapa senyawa penting, terutama DNA dan RNA.molekuk DNA merupakan rantai polinukleutida yang mempunyai beberapa jenis basapurin dan piramidin, dan berbentuk heliks ganda. Dengan demikian akan terjadi heliks gandayang baru dan proses terbentunya molekul DNA baru ini disebut replikasi, urutan basa purin dan piramidin pada molekul DNA menentukan urutan asam amino dalam pembentukan protein. Peran dari DNA itu sendri sebagai pembawa informasi genetic atau sifat-sifat keturunan pada seseorang . dua tahap pembentukan protein: 1) Tahap pertama disebut transkripsi, yaitu pembentukan molekul RNA sesuai pesan yang diberikan oleh DNA.
2) Tahap kedua disebut translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi genetika kedalam proses pembentukan protein. Biosintesis protein terjadi dalam ribososm, yaitu suatu partikel yang terdapat dalam sitoplasma r RNA bersama dengan protein merupakan komponen yang membentuk ribosom dalam sel, perananya dalam dalam sintesis protein yang berlangsung dalam ribosom belum diketahui. m RNA diproduksi dalam inti sel dan merupakan RNA yang paling sedikit jumlahnya. kode genetika yang berupa urutan basa pada rantai nukleutida dalam molekul DNA. tiap tiga buah basa yang berurutan disebut kodon, sebagai contoh AUG adalah kodon yang terbentuk dalam dari kombinasi adenin-urasil-guanin, GUG adalah kodon yang terbentuk dari kombinasi guanin-urasil-guanin. kodon yang menunjuk asam amino yang sama disebut sinonim, misalnya CAU dan CAC adalah sinonim untuk histidin. perbedaan antara sinonim tersebut pada umumnya adalah basa pada kedudukanketiga misalnya GUU,GUA,GUC,GUG.. bagian molekut t RNA yang penting dalam biosintesis protein ialah lengan asam amino yang mempunyai fungsi mengikat molekul asam amino tertentu dalam lipatan anti kodon. lipatan anti kodon mempunyai fungsi menemukan kodon yang menjadi pasangannya dalam m RNA yang tedapat dalam ribosom. pada prosese biosintesis protein, tiap molekuln t RNA membawa satu molekul asam amino masuk kedalam ribosom. pembentukkan ikatan asam amino dengan t Rna ini berlangsung dengan bantuan enzim amino asli t RNA sintetase dan ATP melalui dua tahap reaksi: 1. Asam aminon dengan enzim dan AMP membentuk kompleks aminosil-AMPenzim. 2. reaksi antara kompleks aminoasil-AMP-enzim dengan t RNA proses biosintesis akan berhenti apabila pada m RNA terdapat kodon UAA,UAG,UGA. karena dalam sel normal tidak terdapat t RNA yang mempunyai antikodon komplementer.
http://www.ad4msan.com/2009/05/protein.html A. Definisi
Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti “yang paling utama”) adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain denga n ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakar ida, 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. Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih “mentah”, hanya tersusun dari
asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi. B.Struktur
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat). Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Sementara itu, struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai b entuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut: alpha helix (?-helix, “puntiran-alfa”), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral; beta-sheet (?-sheet, “lempeng- beta”), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H); beta-turn, (?-turn, “lekukan- beta”); dan gamma-turn, (?-turn, “lekukan-gamma”). Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan struktur tiga dimensi yang dinamakan struktur tersier. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. Contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin. Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri mass a. Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiranalfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah. Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan
struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional. C. Sumber Protein
Daging,Ikan,Telur,Susu, dan produk sejenis Quark,Tumbuhan berbji,Suku polong polongan,Kentang Studi dari Biokimiawan USA Thomas Osborne Lafa yete Mendel, Profesor untuk biokimia di Yale, 1914, mengujicobakan protein konsumsi dari daging dan tumbuhan kepada kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut diberikan makanan protein hewani, sedangkan grup yang lain diberikan protein nabati. Dari eksperimennya didapati bahwa kelinci yang memperoleh protein hewani lebih cepat bertambah beratnya dari kelinci yang memperoleh protein nabati. Kemudian studi selanjutnya, oleh McCay dari Universitas Berkeley menunjukkan bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali lebih lama. D. Sintesis
Protein digabungkan dari asam amino menggunakan informasi dalam gen. Setiap protein memiliki urutan asam amino unik yang ditetapkan oleh nukleotida. Dengan kode genetika maka kumpulan tiga set nukleotida yang disebut kodon dan setiap kombinasi tiga nukleotida membentuk asam amino, misalnya Aug (adenine – urasil – guanin) adalah kode untuk methionine. Karena DNA berisi empat nukleotida, total jumlah kemungkinan kodon adalah 64.Oleh karena itu, ada beberapa kelebihan dalam kode genetik, dan beberapa asam amino dapat ditentukan oleh lebih dari satu codon. Kode gen DNA yang pertama di transkripsi menjadi pra – messenger RNA (mRNA) oleh enzim seperti RNA polymerase. Sebagian besar organisme maka proses pra-mRNA (juga dikenal sebagai dasar transkrip) menggunakan berbagai bentuk pasca transcriptional modifikasi untuk membentuk mRNA matang, yang kemudian digunakan sebagai template untuk sintesis protein oleh ribosome. Dalam prokariotik mRNA yang dibuat bisa digunakan segera, atau diikat oleh ribosome setelah dipindahkan dari inti s el. Sebaliknya, eukariotik membuat mRNA di inti sel dan kemudian memindahkan ke sitoplasma, dimana sintesis protein yang kemudian terjadi. Laju sintesis protein yang lebih tinggi dapat terjadi di prokaryotes maupun eukariotik yang dapat mencapai hingga 20 asam amino per detik. Proses yang sintesis protein dari mRNA template dikenal sebagai translasi/terjemahan. MRNA yang diambil ke ribosome kemudian membaca tiga nukleotida dan mencocokan kodon dengan pasangan antikodonnya yang terletak pada RNA transfer yang membawa asam amino sesuai dengan kode kodon. Enzim aminoacyl tRNA synthetase menyusun molekul tRNA dengan asam amino yang benar. Polipeptida berkembang yang sering disebut rantai peptida. Protein selalu dibiosintesiskan dari N-terminal ke C-terminal. Ukuran panjang sintesis protein dapat diukur dengan melihat jumlah asam amino yang berisi dengan total massa molekul, yang biasanya dilaporkan dalam unit daltons
(identik dengan unit massa atom), atau turunan unit kilodalton (kDa). Yeast protein rata-rata panjangnya adalah 466 asam amino dan 53 kDa di massa. Protein terbesar adalah titins, komponen dari otot sarkomer, dengan massa molekular hampir 3.000 kDa, dan total panjang hampir 27.000 asam amino. E. Manfaat Protein
Sumber energi, Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan, Sebagai sintesis, hormon, enzim, antibodi, dan Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel. F. Akibat Kekurangan Protein
Protein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein pro kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah pada perempuan yang mengandung dan atlet-atlet. Kekurangan Protein bisa berakibat fatal: 1. Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein -Keratin) Yang paling buruk ada yang disebut dengan Kwasiorkor, pen yakit kekurangan protein. Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya busung lapar, yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem. 2. hipotonus (lemah otot) 3. gangguan pertumbuhan 4. hati lemak 5. Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.
http://marwanard.blogspot.com/2011/11/i.html
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kandungan informasi DNA, materi genetik, terdapat dalam bentuk urutan nukleotida yang spesifik di sepanjang untai DNA. Tetapi bagaimana informasi tersebut dihubungkan dengan sifat-sifat yang diwarisi suatu organisme? Atau dengan kata lain, apa yang sebenarnya diutarakan oleh gen? Dan bagaimana pesan tersebut diterjemahkan oleh sel ke dalam sifat yang spesifik, seperti rambut coklat atau tipe golongan darah A? Ingat kembali kacang ercis Mendel. Salah satu karakter yang dipelajari pada kacang ercis adalah panjang batang. Variasi dalam satu gen tunggal menentukan perbedaan antara varietas (tanaman) kacang ercis yang tinggi dan yang kerdil. Mendel tidak mengetahui dasar fisiologis dari perbedaan fenotipik tersebut, namun para ahli tumbuhan menjelaskan sebagai berikut: Kacang yang kerdil kekurangan hormon pertumbuhan yang disebut geberrelin, yang merangsanga pertumbuhan normal pada batang. Kacang yang kerdil jika diberi hormone giberelin akakn menunjukkan perumbuhan yang normal. Apa yang menyebabkan kacang yang kerdil tidak dapat mensintesis hormon giberelin sendiri? Tanaman tersebut ternyata tidak mempunyai suatu protein penting, yaitu suatu enzim yang diperlukan untuk sintesis hormon giberelin. Contoh di atas menggambarkan bahasan utama dari sintesis protein. Oleh karena pentingnya sintesis protein bagi fungsi dan fisiologi tubuh, maka disusunlah makalah sederhana ini untuk membantu memberikan informasi mengenai sintesis protein 1.2 Tujuan
Tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk mengetahui berbagai r angkaian aktivitas sel dalam sintesis protein. II. PEMBAHASAN 1.1 2.1 Sintesis protein.
Protein mempunyai peranan penting dalam organisasi struktural dan fungsional dari sel. Protein struktural menghasilkan beberapa komponen sel dan beberapa bagian diluar sel seperti kutikula,serabut dan sebagainya. Protein fungsional (enzim dan hormon) mengawasi hamper semua kegiatan metabolisme , biosintesis, pertumbuhan, pernapasan dan perkembangbiakan dari sel. Namun demikian sebuah sel tidak mungkin membuat protein yang dibutuhkan oleh individu yang bersel banyak. 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 melibatkan DNA sebagai pembuat rantai polipeptida. Meskipun begitu, DNA tidak dapat secara langsung menyusun rantai polipeptida karena harus melalui RNA. Seperti yang telah kita ketahui bahwa DNA merupakan bahan informasi genetik yang dapat diwariskan dari generasi ke generasi. Informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein. Informasi ditransfer secara akurat dari DNA melalui RNA untuk menghasilkan polipeptida dari urutan asam amino yang spesifik. Menurut (Suryo, 2008:59-61) DNA merupakan susunan kimia makromolekular yang komplek, yang terdiri dari tiga macam molekul yaitu : Gula pentose yang dikenal sebagai deoksiribosa, Asam pospat, dan Basa nitrogen, dibedakan atas dua tipe dasar yaitu : pirimidin {sitosin (S) dan timin (T)} dan purin {adenine (A) dan guanine (G)} Suatu konsep dasar hereditas yang mampu menentukan ciri spesifik suatu jenis makhluk menunjukkan adanya aliran informasi bahan genetik dari DNA ke asam amino (protein). Konsep tersebut dikenal dengan dogma genetik. Tahap pertama dogma genetik dikenal sebagai proses transkripsi DNA menjadi mRNA. Tahap kedua dogma genetik adalah proses translasi atau penerjemahan kode genetik pada RNA menjadi urutan asam amino. Dogma genetik dapat digambarkan secara skematis sebagai berikut. DNA transkripsi RNA translasi Protein 2.2 Pengertian Transkripsi dan Translasi
Gen memberi perintah untuk membuat protein tertentu. Tetapi gen tidak membangun protein secara langsung. Jembatan antara DNA dan sintesis protein adalah RNA. RNA secara kimiawi serupa dengan DNA, terkecuali bahwa RNA mengandung ribose, bukan deoksiribosa, sebagai gulanya dan memiliki basa nitrogen urasil, dan bukan timin.
Transkripsi merupakan sintesis RNA berdasarkan arahan DNA. Kedua asam nukleat menggunakan bahasa yang sama, dan informasinya tinggal ditranskripsika n atau disalin, dari satu molekul ke molekul lain. Molekul RNA yang dihasilkan merupakan transkrip penuh dari instruksi-instruksi pembangun-protein dari gen itu. Jenis molekul RNA ini disebut RNA mesenjer (mRNA), karena molekul ini membawa pesan dari DNA ke peralatan pensintesis-protein dari sel tersebut. Translasi merupakan sintesis polipeptida yang sesungguhnya, yang trejadi berdasarkan arahan mRNA. Selama tahapan ini terdapat perubahan bahasa: Sel tersebut harus menerjemahkan (mentranslasi) urutan basa molekul mRNAke dalam urutan asam amino polipeptida. Tempat-tempat translasi ini ialah ribosom, partikel kompleks yang memfasilitasi perangkaian secara teratur asam amino menjadi rantai polipeprtida. Walaupun mekanisme dasar transkripsi dan translasi serupa untuk prokariota dan eukariota, terdapat suatu perbedaan penting dalam aliran informasi genetik di dalam sel-sel tersebut. Karena bakteri tidak memiliki nukleus, DNA-nya tidak tersegregasi dari ribosom dan perlengkapan pensintasis-protein lainnya. Transkripsi dan translasi dikopel (dipasangkan), dengan ribosom menempel pada ujung depan molekul mRNA sewaktu transkripsi masih terus berlangsung. Sebaliknya, sel eukariotik, selubung nukleus memisahkan transkripsi dan translasi dalam ruang dan waktu. Transkripsi terjadi di nukleus, dan mRNA dikirim ke sitoplasma, di mana translasi terjadi. Tetapi sebelum mRNA itu meninggalkan nukleus, transkrip-transkrip RNA eukariotik dimodifikasi dengan berbagai cara untuk menghasilkan mRNA akhir yang fungsional. Dengan demikian, dalam proses dualangkah ini, transkrip gen eukariotik menghasilkan pra-mRNA, dan pemrosesan RNA menghasilkan mRNA akhir.
Gambar 1. Perbedaan sintesis protein (a) prokariotk dan (b) eukariotik 2.3 Triplet Nukleutida dalam kode genetik
Triplet basa nukleotida merupakan unit terkecil dengan panjang seragam yang dapat mengkode seluruh asam amino. Jika setiap susunan yang terdiri dari tiga basah berurutan menentukan satu asam amino, akan ada 64 kemungkinan kata kode yang lebih dari cukup untuk menentukan semua asam amino tersebut. Aliran informasi dari
gen ke protein didasarkan pada kode triplet :perintah genetic untuk rantai poipeptida ditulis dalam DNA sebagai satu deret yang terdiri dari kata-kata tiga nukleotida. Sel tidak dapat secara langsung mentranslasi gen menjadi a sam amino. Langkahnya adalah transkripsi, dimana selama transkripsi gen tersebut menentukan ururtan triplet basa disepanjang molekul mRNA. Untaian ini disebut untaian cetakan, karena untaian ini memberikan cetakan untuk menata urutan nukleotida dalam transkrip RNA. DNA yang ada dapat menjadi untaian cetakan dibeberapa daerah dalam suatu molekul DNA, sementara di daerah lain di sepanjang heliks ganda untai komplementerlah yang berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis RNA. Molekul mRNA lebih merupakan komplementer daripada identik dengan cetakan DNA nyakarena basa RNA disusun pada cetakan tersebut berdasarkan aturan pemasangan basa. Pasangan ini serupa dengan pasangan yang terbentuk selama replikasi DNA, kecuali bahwa U, RNAuntuk mengganti T, berpasangan dengan A. Dengan demikian, apabiala untai DNA ditranskripsi, triplet basa ACC dalam DNA menyediakan cetakan uintuk UGG dalam molekulmRNA terasebut. Triplet basa mRNA ini disebut kodon.
Gambar 2. Kode triplet
Gambar 3. Kamus kode genetik 2.4 Sintesis dan Pemrosesan RNA
RNA mesenjer, pembawa informasi dari DNA ke peralatan pensintesis -protein sel, ditranskripsi dari untai cetakan suatu gen. enzim yang disebut RNA polimerase membuka pilinan kedua untai DNA sehingga terpisah dan mengaitkannya bersamasama nukleotida pasangan-basa pada saat nukleotida- nukleotida ini membentuk
pasangan-basa di sepanjang cetakan DNA. RNA polimerase dapat menambahkan 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 di mana transkripsi suatu gen dimulai dan diakhiri. Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit traskripsi. Bakteri hanya memiliki satu tipe RNA polimerase yang mensintesis tidak saja mRNA tetapi juga tipe RNA lain yang berfungsi dalam sintesis protein. Sebaliknya, eukariota memiliki tiga tipe RNA polimerase dalam nukleusnya, diberi nomor I, II, dan III. Tipe yang digunakan untuk sintesis mRNA ialah RNA polimerase II. Transkripsi memiliki tiga tahapan sebagai berikut: A. Pengikatan RNA polimerase dan inisiasi transkripsi Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut promoter. Suatu promoter mencakup titik-awal transkripsi dan biasanya membentang beberapa lusin pasangan nukleotida “upstream” dari titik -awal. Promoter ini juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan. Dalam prokariota, RNA polimerase itu sendiri secara khusus mengenali dan mengikatkan dirinya dengan promoternya. Sebaliknya, dalam eukariota, suatu kumpulan protein yang disebut faktor transkripsi menjadi perantara antara pengikatan polimerase dan insiasi transkripsi. Hanya setelah faktor transkripsi tertentu diikat pada promoter barulah RNA polimerase mengikatkan diri pada promoter tersebut. Susunan yang lengkap antara faktor transkripsi dan RNA polimerase yang mengikatkan diri pada promoter disebut kompleks inisiasi transkripsi. Begitu polymerase terikat kuat pada DNA promoter, kedua untai DNA mengulur dan enzim mulai mentranskripsi untai cetakannya.
Gambar 4. Inisial transkripsi pada promoter eukariotik B. Elongasi untai RNA Pada saat Rna bergerak di sepanjang DNA, RNA it uterus membuka pilinan heliksganda tersebut, memperlihatkan kira-kira 10-20 basa DNA sekaligus untuk berpasangan dengan nukleotida RNA. Enzim ini menambahkan nukleotida ke ujung
3’ dari molekul RNA yang sedang tumbuh begitu enzim itu berlanjut di sepanjang heliks-ganda tersebut. Pada saat sintesis RNA berlangsung, heliks-ganda DNA terbentuk kembali dan molekul RNA batu akan lepas dari cetakan DNA-nya. Transkripsi berlanjut pada laju kira-kira 60 nukleotida per detik pada eukariota. C. Terminasi transkripsi Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator. Terminator yang ditranskripsi yakni, suatu urutan RNA berfungsi sebagai sinyal terminasi yang sesungguhnya. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada akhir sinyal terminasi; ketika polimerase mencapai titik tersebut polimerase melepas RNA dan DNA. Sebaliknya, pada sel eukariota polymerase ini terus melewati sinyal terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam pramRNA. Pada titik yang lebih jauh kira-kira 10-35 nukleotida, pra-mRNA ini dipotong hingga terlepas dari enzim tersebut. Tempat pemotongan pada RNA juga merupakan tempat untuk penambahan ekor poli(A)−salah satu langkah pemrosesan RNA.
Gambar 5. Tahapan transkripsi 2.5 Pemrosesan RNA
Enzim-enzim dalam nukleus eukariotik memodifikasi pra-mRNA dalam berbagai cara sebelum pesan genetiknya disampaikan ke sitoplasma. Selama pemrosesan RNA ini, kedua ujung transkrip primer biasanya diganti. Setiap ujung molekul pra-mRNA dimodifikasi dengan cara tertentu. Ujung 5’, ujung yang pertama dibuat selama transkripsi, segera ditutup dengan bentuk nukleotida guanin (G) yang termodifikasi. Ujung 5’ ini memiliki sedikitnya dua fungsi penting. Pertama, ujung unu melindungi mRNA dari perombakan oleh enzim hidrolitik. Kedua, setelah mRNA mencapai sitoplasma, ujung 5’ ini berfungsi sebagai bagia dari tanda “lekatkan di sini” untuk ribosom. Ujung lain molekul mRNA, ujung 3’, juga dimodifikasi sebelum pesannya meninggalkan nukleus. Pada ujung 3’ ini suatu enzim menambahkan ekor poli(A) yang terdiri atas 30 hingga 200 nukleotida adenin. Seperti tutup 5’, Ekor poli(A) ini menghambat (menginhibisi) degradasi RNA dan membantu ribosom melekat padanya. Ekor poli(A) ini juga tampaknya mempermudah ekspor mRNA dari nukleus.
Gambar 6. Penambahan tutup 5’ dan ekor poli(A) RNA Tahap yang paling mengagumkan dari pemrosesn RNA di dal am nucleus eukariotik adalah pemindahan sebagian besar molekul RNA yang mula-mula disintesis−pekerjaan potong dan−tempel yang disebut penyambungan RNA ( RNA splicing ). Panjang rata-rata unit transkripsi di sepanjang moleku DNA eukariotik adalah 8000 nukleotida, sehingga transkrip RNA primer juga di sepanjang itu.
Gambar 7. Penyambungan RNA Tetapi hanya dibutuhkan kira-kira 1200 nukleotida untuk mengkode protein yang ukuran rata0rata asam aminonya 400. Ini berarti bahwa sebagian besar gen eukariotik dan transkrip RNA-nya memiliki rentangan nukleotida bukan-pengkode, disebut intron. Daerah lain disebut ekson, karena daerah ini akhirnya diekspresikan−artinya ditranslasi menjasi asam amino. RNA polymerase mentranskripsi intron maupun ekson dari DNA, yang menciptakan molekul terlalu besar. Intron dipotong dan ekson bergabung menjadi satu untuk membentuk suatu molekul mRNA dengan urutan pengkode yang kontinu. Sinyal-sinyal untuk penyambungan RNA merupakan urutan nukleotida pendek pada ujung-ujung intron. Partikel yang disebut ribonukleoprotein nukleus kecil (snRNP), mengenali tempat-tempat penyambungan ini. RNA dalam partikel snRNP disebut RNA nukleus kecil (snRNA).
Gambar 8. Pemrosesan RNA 2.6 Translasi
Dalam proses translasi suatu sel menginterpretasi suatu pesan genetic dan membentuk protein yang sesuai. Pesan tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang mRNA, interpreternya adalah RNA transfer (tRNA). Fungsi tRNA adalah mentrasfer as am – asam amino dari kolam sitoplasma ke ribosom. Ribosom menambahkan tiap asam amino yang dibawa tRNA keujung rantai polipeptida yang sedang tumbuh. Beriku gambar proses translasi:
Gambar 9. Translasi : konsep dasar a. Struktur dan Fungsi tRNA
Seperti mRNA dan tipe RNA seluler lain, molekun RNA transfer ditranskripsi dari cetakan DNA. Pada sel eukariotik, seperti mRNA, tRNA dibuat di dalam nucleus dan harus diangkut dari nucleus ke sitoplasma, tempat terjadinya translasi. Baik pada sel prokariotik maupun eukariotik, tiap molekul tRNA digunakan berulang kali, mengambil desain asam aminonya dalam sitosol, menyimpan muatan ini di ribosom, dan meningglkan ribosom untuk mengambil muatan lainnya. Molekul tRNA terdiri atas untai tunggal RNA yang panjangnya hanya 80 nukleotida. Untai RNA melipat ke belakang terhadap dirinya sendiri membentuk molekul dengan struktur tiga dimensi yang diperkuat interaksi antara bagian-bagian yang berbeda dari rantai nukleotida. Basa-basa nukleotida di daerah tertentu dari untai tRNA membentuk ikatan hydrogen dengan basa-basa komplementer dari daerah lain. Berikut meru[akan gambar RNA transfer :
a) Struktur dua dimensi dari molekul tRNA yang spesifik untuk asam amino fenilalanin. b) struktur tiga dimensi berbentuk L dari tRNA. c) bentuk yang disederhanakan untuk tRNA . Antikoden secara konvensional ditulis 3’ → 5’ untuk menyesuaikan dengan kodon yang ditulis 5’→ 3’. Untuk pembuatan pasangan basa, untai RNA harus antiparalel, seperti DNA. Contohnya antikodon 3’-AAG-5’ berpasangan dengan kodon mRNA 5’-UUC-3’
Gambar 10. Struktur RNA transfer b. Sintetase tRNA Aminoasil
Pengikatan kodon-antikodon sebenarnya merupakan bagian kedua dari dua tah ap pengenalan yang dibutuhkan untuk translasi suatu pesan genetic yang akurat. Prngikatan ini harus didahului oleh pemasangan yang benar antara tRNA dengan asam amino. tRNA yang mengikatkan diri pada kodon mRNA yang menentukan asam amio tertentu, harus membawa hanya asam amino tersebut ke ribosom. Tiap asam amino digabungkan dengan tRNA yang sesuai oleh suatu enzi m spesifikyang disebut sintetase tRNA-aminoasil. Tempat aktif dari tiap tipe sintetase tRNA aminoasil hanya cocok untuk kombinasi asam amino dan tRNA yang spesifik. Enzim sintetase ini mengkatalisis penempelan kovalen dari asam amino pada tRNA-nya dalam suatu proses yang digerakkan oleh hidrolisis ATP. tRNA aminoasil yang dihasilkan dilepaskan dari enzim tersebut dan membawa asam aminonya ke rantai polipeptida yang sedang tumbuh didalam ribosom.
Berikut merupakan gambar sintetase tRNA-aminoasil menggabungkan asam amino spesifikke tRNA:
Gambar 11. Sintetase tRNA-aminoasil c. Ribosom
Ribosom memudahkan pemasangan yang spesifik antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Ribosom tersusun dari subunit kecil dan subunit besar, subunit tersebut dibangun oleh protein-protein dan molekul RNA yang disebut RNA ribosom. Pada eukariotik, subunit tersebut disintesis di nucleus. Gen RNA ribosom pada DNA kromosomal ditranskripsi, dan RNA tersebut diproses dan disusun dengan protein-protein yang diambil dari s itoplasma. Sub unit ribososm yang dihasilkan kemudian diekspor melaui pori-pori nucleus ke sitoplasma. Baik pada eukariota maupun prokariota, subunit besar dan keci l bergabung untuk membentuk ribosom fungsional hanya ketika kedua subunit tersebut terikat pada molekul mRNA. Karena sebagian 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 tersebut memiliki pengaruh medis yang penting. Obat-obat tertentu dapat melumpuhkan ribosom prokariota tanpa menghambat kemampuan ribosom eukariota membuat protein. Obat ini termasuk tetrasiklin dan streptomisin, digunakan sebagai antibiotic untuk melawan infeksi bakteri. Struktur suatu ribosom mereflesikan fungsinya untuk mengumpulkan mRNA dengan tRNA pembawa asam amino. Selain satu tempat pengikatan pengikatan untuk mRNA, tiap ribosom memiliki tiga tempat pengikatan untuk tRNA. Berikut merupakan gambar anatomi ribosom:
Gambar 12. Anatomi suatu ribosom d. Tiga Pembentukan Polipeptida 1) Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi membawa bersama-sama mRNA, sebuah tRNA yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua subunit ribosom. Pertama subunit ribosom kecil mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator khusus. Berikut merupakan gambar inisiasi transkripsi:
Gambar 13. Inisiasi translasi 2) Elongasi
Pada tahap ini asam amino ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama. Tiap penambahan mengakibatkan partisipasi beberapa protein yang disebut factor elongasi. Berikut merupakan tahapan atau siklus elongasi transkripsi:
Gambar 14. Siklus elongasi translasi 3) Terminasi
Merupakan tahap akhir translasi. Berikut merupakan gambar dari tahapan terminasi: 1. Ketika suatu ribosom mencapai suatu kodon terminasi pada untai mRNA, tempat A pada ribosom itu menerima suatu protein yang disebut factor pelepas sebagai ganti tRNA. 2. Faktor pelepas menghidrolisis ikatan antara tRNA di dalam tempat P dan asam amino terakhir dan rantai polipeptida. Polipeptida ini kemudian dilepaskan dari
ribosom. 3. Kedua subunit ribosom dan komponen penyusun yang lain terdisosiasi.
Gambar 15. Terminasi Mekanisme Sinyal untuk mengarahkan protein ke RE
Suatu polipeptida yang ditujukan untuk endomembran atau untuk sekresi dar i sel dimulai dengan pepptida sinyal, suatu rentangan asam amino yang mengarahkan ke RE. Gambar berikut merupakan sintesis protein secretor dan pengimporannya secara simultan ke RE.
Gambar 16. Mekanisme sinyal untuk mengarahkan protein ke RE Ringkasan dari transkripsi dan translasi di dalam sel digambarkan sebagai berikut:
Gambar 17. Ringkasan transkripsi dan translasi dalam sel eukariotik III. KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Transkripsi memiliki tiga tahapan, yaitu pengikatan RNA polymerase dan inisiasi, elongasi untai RNA, dan terminasi transkripsi. 2. RNA mesenjer, pembawa informasi dari DNA ke peralatan pensintesis-protein sel, ditranskripsi dari untai cetakan suatu gen. enzim yang disebut RNA polimerase membuka pilinan kedua untai DNA sehingga terpisah dan mengaitkannya bersamasama nukleotida pasangan-basa pada saat nukleotida- nukleotida ini membentuk pasangan-basa di sepanjang cetakan DNA. 3. Translasi memiliki tiga tahapan, yaitu inisiasi, e longasi, dan terminasi. 4. Pada tahap elongasi translasi terdapat tiga f aktor elongasi, yaitu pengenalan kodon, pembentukan ikatan peptida, dan translokasi. http://www.scribd.com/doc/24176032/makalah-biologi-q
ii BAB IPENDAHULUAN 1 . 1 L a t a r B e l a k a n g Protein merupakan bahan yang sangat penting bagi struktur dan fungsise l-s el makhluk hidup. Comtohnya, protein struktural digunakan sebagai penyusun membran sel, sedangkan protein fungsional (misalnya, enzim)digunakan sebagai biokatalisator untuk berbagai proses sintesis dari sel.Protein tersusun atas satu atau lebih rantai polinukleotida. Po li nu kl eo ti da tersusun atas beberapa peptide. Adapun peptida tersusun atas banyak asamamino.Sintesis pr otein menggunakan kombinasi berbagai jenis asam ami nou n t u k m e n g h a s i l k a n b e r a g a m j e n i s p r o t e i n y a n g b e r b e d a . Diperlukan bahan dasar berupa 20 macam asam amino, pelaksana b e r u p a m R N A , t R N A , d a n r R N A ; s u m b e r e n e r g i b e r u p a A T P ; d i k a t a l i s o l e h e n z i m polimerase.Dalam makalah ini akan diuraikan
secara terperinci tentang prosessintesis protein di antaranya tahap-tahap sintesis protein. 1 . 2 R u m u s a n M a s a l a h 1.Bagaimanakah dogma sentral biologi itu ?2.Bagaimanakah tahapan dari sintesis protein itu ? 1 . 3 T u j u a n P e n u l i s a n 1.Untuk mendeskripsikan dogma sentral biologi.2.Untuk mendeskripsikan tahapan dari sintesis protein.
ii 1 . 4 D e f i n i s i
O p e r a s i o n a l
➢
Sintesis merupakan penyusunan atau pembentukan . ➢
Protein merupakan bahan dasar dasar bagi struktur dan fungsi sel-selsuatu organism yang tersusun dari beberapa asam amino.
ii BAB IIPEMBAHASAN 2 . 1 D o g m a S e n t r a l B i o l o g i Sintesis protein adalah penyusunan amino pada rangkaian polipeptida.D a l a m p r o s e s t e r s e b u t m e l i b a t k a n D N A s e b a g a i p e m b u a t rantai polinukleotida. Meskipun begitu, DNA tidak dapat secara langsungmenyusun rantai polinukleotida karena h a r u s m e l a l u i R N A . D N A m er up ak an ba ha n i nf or ma si ge ne ti k ya ng dapat diwariskan dari generasike generasi, suatu konsep dasar hereditas yang menentukan ciri spesifik suatu j enis yang menunjukan adanya aliran informasi bahan genetik dariDNA ke asam amino (protein). Konsep tersebut dikenal sebagai dogmasentral biologi atau sumb er sel uru h i nfor mas i biol ogi. Dal am dogma tersebut terlihat dengan jelas peran DNA dan RNA dalam sintesis protein . Bentuk ringkas dogma sentral biologi adalah :DNA replikasi DNA transkripsi RNA translasi ProteinBerdasar kan diagram di atas dapat kit a simpulk an bahwa materiangenetika sel berupa DNA menjadi pusat dogma sentral biologi. Ke arahkiri, DNA mampu bereplikasi menghasilkan DNA baru. Ke arah kananD N A b e r t a n g g u n g j a w a b m e n g a w a s i p e m b u a t a n R N A ( t r a n s k r i p s i ) , sementara RNA senderi terlibat dalam sintesis protein (translasi)R e p l i k a s i D N A t e r j a d i d i d a l a m s e l s a a t p e r s i a p a n u n t u k p r o s e s pembelahan sel, baik mitosis maupun miosis. Tanpa replikasi, sel-
sel anak t i d a k a k a n m e n e r i m a k u m p u l a n i n f o r m a s i y a n g d i b u t u h k a n u n t u k m em pe rt ah an ka n k eh id up an . P ro se s tr an sk ri ps i memb entu k ra nt ai RN A, yaitu salinan dari segmen DNA yang terbentuk.
ii 3 . 2 S a r a n Seperti yang telah kita ketahui bersama bahwa sintesi s p r o t e i n sangat erat kaitannya, dengan pembawaan sifat pada keturunan .Ol eh k ar en a i tu ,m el al ui m ak al ah i ni k am i s eb ag ai p en yu su n m e n g a j a k p a r a p e m b a c a d a n p e n d e n g a r u n t u k d a p a t m e n g a m b i l pengetahuan dari materi yang telah kami sampaikan tadi .
ii KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan R a h m a t , Magfirah dan Hidayah-Nya kepada kita semua dalam menulusuri alur kehidupan pada umumnya, dan dalam penyusunan makalah ini pada khususnya.Penyusunan makalah ini merupakan kerja maksimal kami yang tergabungd a l a m k e l o m p o k 9 d a n l e w a t m a k a l a h i n i k a m i i n g i n menjelaskan tentang“ SINTESIS PROTEIN ”.M a k a l a h y a n g k a m i s u s u n i n i k a m i r a s a k u r a n g d a n m e m b u t u h k a n t a m b a ha n b e r up a k r i ti k d a n s a r an d a r i p i h a k p e m b a c a . U n t u k i t u , k a m i a k a n san ga t sena ng jika men erima uca pa n pe mb ah ar ua n dari pa ra pe mb ac a terut am a dari dosen pembimbing demi penyempurnaan pada penyusunan yang akan datang.A k h i r k a t a , s e m o g a m a k a l a h i n i b e r g u n a b a g i p a r a p e m b a c a p a d a umumnya serta bagi kami pada khususnya.Mataram, September 2009Penyusun,
ii Daftar Pustaka Suryo. 1986. Genetika manusia
