Proses dan Tahapan ahapan Sintesis Sintesis Protein, Protein, Pengertian Pengertian Replikasi, Transkripsi Transkripsi DNA dan Translasi RNA, Pembentukan Protein / Polipeptida Proses dan Tahapan ahapan Sinte Sintesis sis Prote Protein in,, Penger Pengertia tian n Replik Replikasi, asi, Trans Transkri kripsi psi DNA dan Translasi RNA, Pembentukan Protein / Polipeptida - Proses sintesis atau pembentukan protein memerlukan adanya molekul RNA yang merupakan materi genetik di dalam kromo kromosom som,, serta serta DNA sebagai sebagai pembaw pembawaa sifat sifat keturu keturunan nan !nform !nformasi asi geneti genetik k pada pada double heli" DNA berupa kode-kode sandi atau kode genetik Nah, kode-kode sandi tersebut nantinya akan dibawa atau di#etak untuk membentuk RNA !nformasi berupa urutan kode-kode sandi pada RNA akan dirangkai men$adi asam- asam amino, peptida, polipeptida, sampai terbentuk protein
Protein-protein yang terbentuk akan menyusun sebagian besar komponen di dalam tubuh tubuh %ontoh %ontoh protei protein n sebaga sebagaii kompon komponen en penyu penyusun sun tubuh tubuh adalah adalah miosin miosin,, aktin, aktin, keratin, kolagen, hemoglobin, dan insulin
&ariasi &ariasi dari '( ma#am asam amino yang ada, dapat membentuk protein yang berbeda beda )leh karena itu, setiap indi*idu akan mempunyai berma#am-ma#am protein yang berbeda pula satu sama lain +alu, bagaimana hubungan sintesis protein dengan sifat-sifat indi*idu
Nah, seperti telah disebutkan sebelumnya, protein akan menyusun komponen tubuh Setiap komponen yang berbeda tentunya akan menghasilkan sifat dan fungsi yang berbeda pula Dengan demikian, protein dikatakan dapat mengekspresikan sifat pada indi*idu Sebagai #ontoh, indi*idu yang mempunyai kadar hemoglobin yang rendah akan akan menun$ menun$ukk ukkan an sifat sifat atau atau #iri yang yang berbed berbedaa dengan dengan indi*i indi*idu du yang yang berkad berkadar ar hemoglobin tinggi Ap Apaa sa$akah tahapan dalam sintesis protein
Ta Tahapan hapan Sintesis Protein
Pada tahun .(, Paul 0ame#nik melakukan per#obaan untuk mengetahui tahapan dan tempat ter$adinya sintesis protein Paul mengin$eksikan asam amino radioaktif ke tubuh tikus dan berhasil men$elaskan tempat ter$adinya sintesis protein, yaitu di dalam ribo riboso som m
Sela Selan$ n$ut utny nya, a,
pene peneli liti tian an
dila dilaku kuka kan n
bers bersam amaa
deng dengan an
1ahl 1ahlon on
dan dan
menyi menyimpu mpulkan lkan bahwa bahwa moleku molekull RNA pemindah pemindah 2RNA 2RNA t3 berper berperan an dalam dalam sintesi sintesiss protein Akhirnya, Akhirnya, 4ran#is %ri#k menemukan bahwa RNA pemindah harus mengenali urut urutan an nukl nukleo eoti tida da untu untuk k disu disusu sun n sebag sebagai ai asam asam amin amino o sesu sesuai ai peme pemesan sanan an,, yang ang kemudian dibawa oleh RNA pembawa pesan
Tahapan sintesis protein mengikuti aturan dogma sentral, dimana informasi genetik dipindahka dipindahkan n dari DNA ke DNA melalui melalui tahap replikasi replikasi Dari DNA ke RNA melalui melalui tahap transkripsi Selan$utnya dari RNA ke protein melalui sintesis protein Sebelum ter$adi sintesis protein, DNA pada struktur struktur nukleosom nukleosom akan lepas dari protein protein histon oleh bantuan ker$a en5im polimerase
Se#ara umum, proses sintesis protein meliputi tiga tahapan utama, antara lain6
a Replikasi DNA
Setiap sel dapat memperbanyak diri dengan #ara membelah Sebuah sel membelah men$adi ' sel, ' sel membelah men$adi 7 sel, 7 sel membelah men$adi 8 sel dan seterusnya seterusnya Sebelum Sebelum sel membelah, membelah, ter$adi perbanyakan perbanyakan komponen komponen-komp -komponen onen di dalam dalam sel termas termasuk uk DNA DNA Perban Perbanyak yakan an DNA dilakuka dilakukan n dengan dengan #ara replik replikasi asi Dengan Dengan demiki demikian, an, replik replikasi asi adalah adalah proses proses pembua pembuatan tan 2sintes 2sintesis3 is3 DNA baru atau atau penggandaan DNA di dalam nukleus Pada saat replikasi berlangsung, DNA induk memben membentuk tuk kopian kopian DNA anak yang yang sama sama persis persis sehing sehingga ga DNA induk induk berfun berfungsi gsi sebagai #etakan untuk pembentukan DNA baru
RNA &irus dapat 1embentuk DNA
1enurut 9altimore, 1i5ushima, dan Temin 2.:(3, beberapa *irus dapat mensintesis DNA dari RNA hasil #etakan yang berantai tunggal ;n5im yang berperan disebut DNA polimerase bergantung RNA atau Transkriptase Sebaliknya 2Suryo,
Replikasi merupakan tahapan rumit yang mengawali sintesis protein )leh karena itu, kalian
perlu
menyimak
dengan
saksama
a3 DNA helikase, berfungsi untuk membuka rantai ganda DNA induk induk b3 ;n5im primase, membentuk primer yang merupakan segmen pendek dari RNA sebagai pemula untuk ter$adinya sintesis protein #3 Dari u$ung => RNA primer, DNA polimerase menambahkan pasangan basa nitrogen 2dari nukleotida-nukle nukleotida-nukleotida otida33 pada rantai tunggal tunggal DNA induk induk dan terbentuk rantai
DNA yang bersambungan se#ara kontinyu 2tanpa terpisah-pisah3 yang disebut leading strand d3 Pada rantai tunggal DNA induk yang lain, DNA polimerase membentuk lagging strand strand 2merup 2merupakan akan keselur keseluruha uhan n rantai rantai kopian kopian DNA yang pertum pertumbuh buhann annya ya tidak tidak kontin kontinyu yu33 dengan dengan memper memperpan pan$an $ang g RNA primer-RN primer-RNA A primer primer di beberap beberapaa tempat tempat sehingg sehinggaa memben membentuk tuk segmen segmen-seg -segmen men DNA baru yang yang saling saling terpisah terpisah Segmen Segmen-segmen itulah yang disebut fragmen )ka5aki e3 DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer dengan DNA dan en5im ligase menghubu menghubungka ngkan n segmen-segm segmen-segmen en oka5aki, oka5aki, sehingga sehingga terbentuk terbentuk salinan DNA baru Nah, DNA baru yang telah terbentuk 2identik dengan DNA induk3 akan melan$utkan tahapan untuk mensintesis protein yaitu tahapan transkripsi dan translasi
b Transkripsi
Pada tahapan ini, DNA akan membentuk RNA dengan #ara mener$emahkan kodekode kode genetik genetik dari dari DNA DNA Proses Proses pemben pembentuk tukan an RNA ini disebu disebutt transkri transkripsi psi,, yang yang menghasilkan = ma#am RNA seperti yang telah kalian ketahui sebelumnya, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA Transkripsi ter$adi di dalam sitoplasma dan diawali dengan membukanya rantai ganda DNA melalui ker$a en5im RNA polimerase Sebuah rantai tungga tunggall berfun berfungsi gsi sebagai sebagai rantai rantai #etaka #etakan n atau atau rantai rantai sense, sense, rantai rantai yang yang lain lain dari dari pasangan DNA ini disebut rantai r antai anti sense s ense Tidak seperti halnya pada replikasi yang ter$adi ter$adi pada pada semua semua DNA, DNA, transkri transkripsi psi ini hanya hanya ter$ad ter$adii pada pada segmen segmen DNA yang yang mengandung kelompok gen tertentu sa$a )leh karena itu, nukleotida nukleotida pada rantai rantai sense sense yang yang akan akan ditran ditranskr skrips ipsii men$ad men$adii moleku molekull RNA dikenal dikenal sebaga sebagaii unit unit transkripsi
Transkripsi meliputi = tahapan, yaitu tahapan inisiasi, elongasi, dan terminasi
3 !nisiasi 2Permulaan3
?ika ?ika pada pada proses proses replik replikasi asi dikena dikenall daerah daerah pangka pangkall replik replikasi, asi, pada pada transkri transkripsi psi ini dikenal promoter, yaitu daerah DNA sebagai tempat melekatnya RNA polimerase untuk memulai transkripsi RNA polimerase melekat atau berikatan dengan promoter, setelah promoter berikatan dengan kumpulan protein yang disebut faktor transkripsi Nah, kumpulan antara promoter, RNA polimerase, dan faktor transkripsi ini disebut kompleks inisiasi transkripsi Selan$utnya, RNA polimerase membuka rantai ganda DNA
'3 ;longasi 2Peman$angan3
Setel Setelah ah memb membuk ukaa pili pilina nan n rant rantai ai gand gandaa DNA, DNA, RNA RNA poli polime meras rasee ini ini kemu kemudi dian an menyu menyusun sun untaia untaian n nukleo nukleotid tida-nu a-nukle kleoti otida da RNA dengan dengan arah arah > ke => Pada Pada tahap tahap elongasi ini, RNA mengalami pertumbuhan meman$ang seiring dengan pembentukan pasangan basa nitrogen DNA Pembentukan RNA analog dengan pembentukan pasangan basa nitrogen pada replikasi Pada RNA tidak terdapat basa pirimidin timin 2T3, melainkan urasil 2@3 )leh karena itu, RNA akan membentuk pasangan basa urasil dengan adenin pada rantai DNA Tiga ma#am basa yang lain, yaitu adenin, guanin, dan sitosin dari DNA akan berpasangan dengan basa komplemennya masingmasing masing sesuai dengan pengaturan pengaturan pemasangan basa Adenin Adenin berpasangan berpasangan dengan urasil
dan
guanin
dengan
sitosin
2
'3
Penyu Penyusun sunan an untaian untaian nukleo nukleotid tidaa RNA yang telah telah dimula dimulaii dari dari daerah daerah promo promoter ter berakhir di daerah terminator Setelah transkripsi selesai, rantai DNA menyatu kembali seperti semula dan RNA polimerase segera terlepas dari DNA Akhirnya, RNA terlepas dan terbentuklah RNA m yang baru
Pada sel prokariotik, RNA hasil transkripsi dari DNA, langsung berperan sebagai RNA RNA m Seme Sement ntara ara itu, itu, RNA RNA hasil hasil tran transk skri rips psii gen gen peng pengko kode de prot protei ein n pada pada sel sel eukari eukarioti otik, k, akan akan men$ad men$adii RNA m yang yang fungsio fungsional nal 2aktif 2aktif33 setelah setelah malalui malalui proses proses tertent tertentu u terlebi terlebih h dahulu dahulu Dengan Dengan demiki demikian, an, pada pada rantai rantai tungga tunggall RNA m terdap terdapat at beberapa urut-urutan basa nitrogen yang merupakan komplemen 2pasangan3 dari pesan genetik 2urutan basa nitrogen3 DNA Setiap tiga ma#am urutan basa nitrogen pada nukleotida RNA m hasil transkripsi ini disebut sebagai triplet atau kodon
# Translasi
Setelah replikasi DNA dan transkripsi mRNA di dalam nukleus, mRNA dari nukleus dipindahkan ke sitoplasma sel +angkah selan$utnya adalah proses translasi RNA m
untuk membentuk protein Translasi merupakan proses pener$emahan beberapa triplet atau kodon dari RNA m men$adi asam amino-asam amino yang akhirnya membentuk protein @rutan basa nitrogen yang berbeda pada setiap triplet, akan diter$emahkan men$adi asam amino yang berbeda 1isalnya, asam amino fenilalanin diter$emahkan dari triplet @@@ 2terdiri dari = basa urasil3, asam amino triptofan 2@<<3, asam amino glisin 2<<%3, dan asam amino serin @%A
Sebany Sebanyak ak '( ma#am ma#am asam amino amino yang yang diperl diperluka ukan n untuk untuk pemben pembentuk tukan an protei protein n merupa merupakan kan hasil hasil ter$em ter$emaha ahan n triple triplett dari dari mRNA mRNA Selan$ Selan$utn utnya, ya, dari dari beberap beberapaa asam amino 2puluhan, ratusan, atau ribuan3 tersebut dihasilkan rantai polipeptida spesifik dan
akan
membentuk
protein
spesifik
pula
3 !nisiasi Translasi
Ribosom sub unit ke#il mengikatkan diri pada mRNA yang telah membawa sandi bagi asam asam amin amino o yang ang akan akan dibu dibuat at,, sert sertaa mengi engika katt pada pada bagi bagian an inis inisia iato torr tRNA tRNA Selan$utnya, molekul besar ribosom $uga ikut terikat bersama ketiga molekul tersebut membentuk membentuk kompleks kompleks inisiasi inisiasi 1olekul-mo 1olekul-molekul lekul tRNA mengikat mengikat dan memindahka memindahkan n asam amino dari sitoplasma menu$u ribosom dengan menggunakan energi
'3 ;longasi
Tahap pengaktifan asam amino ter$adi kodon demi kodon sehingga dihasilkan asam amino amino satu demi satu satu Asam-a Asam-asam sam amino amino yang yang telah telah diakti diaktifka fkan n oleh oleh ker$a ker$a tRNA tRNA sebelumnya, dihubungkan melalui ikatan peptida membentuk polipeptida pada u$ung tRNA pembawa asam amino 1isalnya, tRNA membawa asam amino fenilalanin, maka antikodon berupa AAA kemudian berhubungan dengan kodon mRNA @@@ 4enilalanin tersebut dihubungkan dengan metionin membentuk peptida Nah, melalui proses elongasi, rantai polipeptida yang sedang tumbuh tersebut semakin pan$ang akibat
penambahan
asam
amino
a b
tRNA
6
membawa
antikodon
#
antikodon
AAA pembentukan
AAA
berpasangan
B
asam dengan ikatan
amino kodon
2fenilalanin3 mRNA peptida
d peman$ peman$ang angan an rantai rantai polipe polipepti ptida da B riboso ribosom m siap menerim menerimaa tRNA tRNA selan$u selan$utny tnya a
=3 Terminasi
Proses translasi berhenti setelah antikodon yang dibawa tRNA bertemu dengan kodon @AA, @A<, atau @
dari dari
ribo riboso som m
dan dan
diol diolah ah mem membent bentuk uk prot protei ein n
fung fungsi sion onal al
