0$.$/$+ 6,17(6$3527(,1
Oleh :
Heru Adiantoro Nim : 08 321 090
Prodi S1 Keperawatan Semester IV ( C ) OLAH SEK OLAH
TINGGI ILMU
KESEHATAN
Insan Cendekia Medika
Jombang 2010
i
1
Kata Pengantar
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberi rahmat, hidayah, serta karuniaNya kepada kelompok kami sehingga kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul ³Sintesa ³Sintesa Protein´ Protein´ tepat pada waktunya. wakt unya. Makalah ini ditulis sebagai persyaratan dalam memenuhi tugas kelompok kelompok Biologi Medik program studi D3 Analis Kesehatan. Kelompok kami menyadari bahwa makalah ini masih belum sempurna dan banyak kesalahan, oleh karena itu kelompok kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan makalah ini.
Kediri Kedir i , 24 Oktober 2009
( team Penulis )
2
Daftar
Isi Isi
Halaman judul .................... ............................ ........ ...................... ................................... ................ ... .......................................... .......................................... ................... ..................... i Kata pengantar««««««««««««««««««««««««««« penga ntar««««««««««««««««««««««««««« «..«««.. ii Daftar isi«««««««««««««««««««««««««««««« .«.«..«
iii
Pendahuluan Pendahuluan .................... ............................... ............. ..................... ................................ ........... ...................... ................................ .......... ..................... ..................... .«.« 1 1. Latar belakang .................... ............................... ............. ..................... ................................ ........... ..................... ............................... .......... .««. 1 2. Judul Makalah««««««««««««««««««««««««««« Makala h«««««««««««««««««««««««««««
1
3. Judul makalah««««««««««« ««««««««««.««.««.. ««««««««««.««.««..« «
1
4. Tujuan ...................... ................................ .......... ..................... ................................ ........... ...................... ................................ .......... ........... ........... ««. 1 Pembahasan Pembahasan .............. ......................... .................. ....... ...................... ................................ .......... ..................... ................................ ........... ...................... ...................... ««.. 2 1.
Pengertian Pengertian ...................... ................................ .......... ...................... ................................ .......... ..................... ................................ ........... .... ««.. ««.. 2
2.
Replikasi Replikasi DNA...................... ................................ .......... ..................... ................................ ........... ...................... .............................. ........ ««.. 4
2.1 Hubungan ubungan antara a ntara DNA DN A dengan Protein«««««««««««««« Pr otein«««««««««««««« 6 3.
4.
Tahap Transkripsi«.. Transkrip si«..«««««««««««««««««««««««« ««««««««««««««««««««««««
6
3.1 Mekanisme dasar transkripsi««««« transkripsi««««««««« «««««««««« ««««««««««. ««««.
8
3.2 Tahap pembentukan RNA««««««««« RNA««««««««««««« ««««««««« ««««««« ««
8
Tahap Translasi««««««««« Translasi««««««««««««««.«««««« «««««.«««««««««« «««««« ««
11
4.1 Mekanisme Translasi««««««« Translasi««««««««««« ««««««««« ««««««««« ««««««. ««.
13
Penutup Penutup ..................... ................................ ........... ...................... ................................ .......... ..................... ................................ ........... ...................... ............................ ...... ««.. 15 1.
Kesimpulan Kesimpulan ...................... ................................ .......... ..................... ................................ ........... ...................... ................................ .......... ... «« 15
Daftar Daftar Pustaka ............. ........................ ................... ........ ...................... ................................ .......... ...................... ................................ .......... .................. .................. ««. 16
iii 3
Pendahul Pendahuluan
1. Latar Bel Belakang Protein merupakan komponen penting atau komponen utama sel hewan atau manusia. Oleh karena sel itu merupakan pembentuk tubuh kita, maka protein yang terdapat dalam makanan berfungsi sebagai zat utama dalam pembentukan dan pertumbuhan tubuh. Kita memperoleh protein dari makanan yang berasal dari hewan atau tumbuhan
umusan 2. R umusan
Makal Makalah
1- Pengertian sintesa atau sintesis protein 2- Replikasi DNA 3- Transkripsi ( sintesis RNA) 4- Translasi 3.
Judul Judul Makal Makalah ³SINTESA PROTEIN´
4.
Tujuan 1- Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian pengertian sintesa protein dan tahap-tahap tahap-tahap sintesa protein 2-
Mengetahui Mengetahui maksud dari Replikasi DNA dan proses replikasi DNA
3-
Mengetahui Mengetahui pengertian transkripsi, transkripsi, tahap-tahap transkripsi dan dan proses transkripsi
4-
Mengetahui Mengetahui pengertian Translasi, Translasi, tahap-tahap translasi dan proses proses translasi
4
Pembahasan Sintesa Protei Protein
1. Pengerti Pengertian Sintesa protein adalah penyusunan amino pada rantai polipeptida. Dalam proses tersebut
melibatkan
DNA
(TiminT,AdenineA,SitosinC,GuaninG)
dan
RNA
asil U ,AdeninA,SitosinC,GuaninG ) (Ur asil ) . DNA berfungsi sebagai bahan genetic
untuk sel baik prokariot maupun eukariot, karena prokariot tidak memiliki system internal, DNA tidak terpisahkan dari inti sel lainnya. Pada Eukariot DNA terletak di inti dipisahkan dari sitoplasma oleh selubung inti. Proses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi. Seperti kita ketahui DNA sebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon. Saat menjelang proses transkripsi berjalan, biasanya biasanya didahului signal dari luar akan kebutuhan kebutuhan suatu protein protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan, metabolisme, dan fungsi lain di di tingkat sel maupun maupun jaringan. jaringa n. Kemudian RNA polymerase RNA polymerase II akan mendatangi daerah regulator element dari gen yang akan ditranskripsi. Kemudian RNA polymerase ini akan menempel menempel (binding) di daerah promoter promoter spesifik dari gene yang akan disintesis proteinnya, daerah promoter ini merupakan daerah consesus sequences, pada urutan -10 dan -35 dari titik inisiasi (+1) yang mengandung mengandung urutan TATA-Box TATA-Box sebagai basal promoter basal promoter . Setelah itu, polimerase ini akan membuka titik inisiasi ((kodon kodon ATG) ATG ) dari gene
tersebut
dan
mengkopi semua
informasi secara utuh baik daerah exon maupun maupun intron, intron, dalam bentuk molekul immature RNA ). mRNA (messenger RNA). Kemudian menggunakan
immature immature
mRNA
small smallnuc nucllearRNA
ini diolah
( snRNA) snRNA )
pada
complex
proses
splicing s plicing
yang akan memotong
dengan hanya
daerah intron, dan semua exon akan disambungkan disambungkan menjadi satu urutan urutan gen utuh tanpa non-coding non-codi ng area dan disebut sebagai mature mature mRNA. Pada tahap berikutnya, mRNA ini diproses lebih lanjut pada proses translasi di dalam ribosom, dalam tiga tahapan pokok pokok yaitu inisiasi sebagai mengawali sintesis polipeptida dari kodon AUG yang ditranslasi sebagai asam amino methionine.
5
Per t
kar kar ak ak ter menempuh yang kompl kompleks. R eaksi aks i k imia enempuh reaks reaksii reaks reaksii k imia yang
selalu dila ilanca ncar kan kan oleh enzi enzim diman mana enzi enzim adal ada lah pr otein. Oleh karen karenaa itu itu sint esa pr pr otein menent enentukan uka n kar kar ak ak ter . R membawa
inf or masi masi yang yang
sitop itopllasma. Pe asma. Pel l
di bawa loeh
R N
sint esis
pr otein dal dalam
(pe (pembawa per per intah/i ah/inf or masi masi geneti genetis); s); mer mer upakan upaka n
yang yang ter be b esar sar mol molekul kulnya dal da lam se sel.
2. R N -r ibosom/ ibosom/ R N -r ( r (R 3.
gen k e tempat mpat
i t esa esa prot prot ei adal adal ah ah :
1. R N dut dut a/ a/ R N - essenger/ R N jen jeniis R
di per p er lukan ukan dal dalam pr ose oses sintesa pr otein untuk
yang yang membi mbina se se bag ba gian r i bosom/me bosom/m esin pabr pabr ik pr pr otein)
-t ransfer/ ransfer/ R N -t (peng (pengaa ntar asam ami amino k e r i bosom); bosom); mer mer upakan upakan jen jeniis R
yang yang ter k k ecil ecil mol molekul kulnya dal da lam se sel. T ahapan ahapan
si sint esa esa prot prot ein adal adal ah ah :
1. Pencet Pencetakan aka n R
m me melalui pr ose oses tr ansk r r i psi psi.
2. Pent Penter je jemahan maha n inf or masi masi geneti genetiss ber upa upa ur ur utan asam ami amino melalui pr ose oses tr anslasi as i. prosesnya : 1. replikasi : yang yang ter jad jadii se per per ti ti pada se sel membe mbelah wak tu mit mitos osiis 2. transkripsi :inf or masi masi geneti geneticc pada DNA, di di sali sa lin n oleh mR mR NA 3. translasi : mR mR NA k e sitop itopllasma k e reti reticculum
Endoplasma
Sintesis
(ribosom)
protein
Berbagai fungsi
Motilitas
Biosintesis dll
6
erja K erja
kemiosmotik
2. R EPLIK ASI DNA
Sebelum sel membelah, membelah, DNA harus direplikasi direplikasi dalam fase S dari dari siklus sel. sel. Proses replikasi melibatkan melibatkan enzim polymerase. Proses ini melibatkan pembukaan pembukaan utas ganda DNA, DNA, sehingga memungkinkan terjadinya perpasangan basa untuk membentuk utas baru. Pembentukan utas komplementer terjadi melalui perpasangan basa antara A dengan T dan G dengan C. Dalam replikasi DNA, setiap utas DNA lama berperan sebagai cetakan untuk membentuk DNA baru. Atau Proses penyalinan urutan basa-basa nukleotida purin dan pirimidin dalam untai ganda DNA inang ke sel turunan (replikasi semikonservatif : setengah untai asli setengah sintesis baru). Diawali dari pelepasan untai ganda oleh enzim DNA gyrase Terbentuk garpu repliakasi (replication fork) Garpu bergerak dalam 2 arah berlawanan sampai kedua ujung ujung bertemu menghasilkan DNA baru Masing untai DNA induk berperan sebagai cetakan Untai baru dijamin komplementer komplementer dengan dengan untai lama lama oleh DNA polymerase polymerase Untai baru memiliki polaritas berlawanan dengan untai induk Model DNA Watson dan Crick menyatakan bahwa saat double heliks bereplikasi,
masing-masing dari kedua molekul anak akan mempunyai satu untai lama yang erasal dari satu molekul molekul induk induk dan satu untai yang baru.
Model replikasi ini disebut disebut model
model konservati konservat if dimana molekul induk tetap dan semikonservati f f . Model lainnya adalah model
molekul baru disintesis disintesis sejak awal.
model dispersi spersif yaitu bahwa Model ketiga disebut model
keempat untai DNA, setelah replikasi double heliks, mempunyai campuran anatara DNA baru dan DNA lama. Pengujian yang dilakukan oleh Meselson dan Stahl menunjukkan bahwa replikasi DNA terjadi secara secara semikonservatif. Daerah penggandaan bergerak bergerak sepanjang DNA induk membentuk replication fork. fork. Pada daerah ini, kedua kedua utas DNA yang yang baru, disintesis disintesis dengan bantuan sekelompok enzim, enzim, salah satunya adalah
DNA
poli polimerase merase.
Sintesis DNA tidaklah berjalan secara kontinu pada kedua utas cetakan.
Hal ini
karena kedua utas utas DNA tersusun sejajar berlawanan berlawanan arah atau antiparalel. Maka utas DNA baru akan tumbuh dari 5 - 3 sedang yang lainnya lainnya dari 3 - 5 pada cetakan. Sintesis dari 3 5 tidak mungkin dilakukan karena tidak ada DNA polymerase untuk arah 3 - 5. Replikasi DNA pada cetakan 3 - 5 terjadi seutas demi seutas dengan arah 5 - 3 yang berarti replikasi berjalan meninggalkan replication fork. Utas-utas pendek tersebut kemudian dihubungkan oleh enzim ligase DN A. 7
Dal Dalam re pli plikas kasii DNA ter dapat dapat utas DNA yang ya ng disintesis s eca kontin tinu yang yang ter jad jadii ecar a kon pada cet cetakan aka n 5 - 3. Utas DNA yang ya ng disintesis seca ecar a kon kontin tinu ini dise but but utas uta ma atau leadi ading str and. Sedang dangka kan n utas DNA bar bar u yang ya ng disintesis pen p end dek-pen -p end dek se s eutas-de as-demi seutas dis e but but utas lambat ambat atau laggi gging str and. Utas-ut as-utas pen pend dek at atau fr agmenen-fr agmen pend endek yang yang ter ben benttuk dis e but but fragmen Okazaki. Sint esis pada l ead ead ing st rand rand memer lukan uka n mol molekul kul pr pr imer pada per per mul mulaan aa n re pli plikas kasii Setelah re pli pliccatio tion f or k t k ter ben benttuk, pol polymer ymer ase as e akan akan b ek er er ja ja seca ecar a kon kontin tinu sampai sampa i utas DNA bar bar u selesai sa i dire pli plikas kasii.
Pada si sintesis laggi gging str and,
di per per lukan ukan enzi enzim lain pr imase mase DNA. Se Setelah utas DNA ter buka un untuk melakukan akuka n re pli plikas kasii, dan dan setelah ter buka pada laggi ha r us us dija ijaga agar tetap ter buka. Jad i dal dala m gging str and, utas har pr pr ose oses re pli plikas kasii DNA me meli bat batkan kan be ber ber apa apa pr pr otein bai baik b er upa upa enzi enzim maupun maupu n non -enzi enzi m yait yaitu u: 1) Poli Polimerase merase D N
: enzi enzim yang yang berf ungs ngsi mempol mpolimer isasi sasi nuk leotidatida-
nuk leotida tida 2)
Li gase gase
D N : enzi enzim yang ya ng ber per per an menyambu enyambung ng DNA ut utas laggi gging
3) Pr imase D N : enzi enzim yang ya ng digu nakan aka n untuk memul mulai poli polim mer isasi sasi DNA pada laggi gging str and 4)
H eli
ase D N : enzi enzim yang yang berf ungs ngsi membuka j mbuka jaalin linan DNA doubl double heliks liks
5)
S ing l l e
st st rand rand D N -bind -bind ing prot prot ein : me mestabil abilka kan n DNA induk yang ya ng ter buka
R e pli pliccatio tion f or k ber asal asal dar dar i str uk uk tur yang yang dis e but but re pli pliccatio tion bubbl bubb le yait yaitu u daer da er ah ah menggel enggelembung mbung tempat mpat pilin ilina n DNA induk ter pi pisah un untuk berf ungs ngsi se bag ba gi cet cetakan aka n pada sintesis DNA. emungkinan K emungkinan
P ola Bena enar
8
pola replikasi DNA
2.1. Hubungan antara
en) DNA (G en)
dengan Protei Protein (E nzim) nzim)
DNA berada di inti sel (nukleus ( nukleus)) dan tidak dijumpai di sitoplasma
Protein yang berperan dalam metabolisme ada di sitoplasma dan tidak a da di inti.
Perlu adanya penghubung antara DNA dengan Protein, yaitu molekul yang dijumpai di inti maupun di sitoplasma
Penghubung antara DNA dengan Protei Protein adal adalah RNA
f ungsi ungsi Asam Nukleat dalam sintesa :
DNA sense sebagai pemberi pemberi perintah berupa urutan basa basa nitrogen ( K odogen) odogen )
DNA AntiSense, pasangan dari sense.
dRNA berfungsi menyampaikan perintah dari DNA ( K odon) odon)
tRNA pasangan dari kodon juga bertugas bertugas sebagai pembawa jenis asam amino yang sesuai dengan kodonnya. protein
3.
TAHAP TRANSK R I PSI RIPSI Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetic yang ada pada urutan DNA
menjadi molekul RNA. Transkripsi adalah proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetic yang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul DNA digunakan sebagai cetakan (template (template)) untuk sintesis molekul RNA yang komplementer. Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi pada garis besarnya dapat dibedakan menjadi tiga kelompok molekul RNA,yaitu : 1- mRNA (messenger (messenger RNA) RNA) 2- tRNA (trans (trans f er er RNA) RNA) 3- rRNA (ri (ri osomal RNA) RNA ) molekul mRNA adalah RNA yang merupakan salinan kode-kode genetic pada DNA yang dalam proses selanjutnya ( ( yaitu proses translasi) translasi) akan diterjemahkan menjadi urutan 9
asam-asam ami amino yang yang menyusu suatu poli poli pe p e pti p tida da atau pr otein ter tent kul tR NA enyusun n suat entu. Molekul adal adalah R NA yang b er per per an membawa asam asa m-asam a mino spe spesif ik yang yang akan aka n digabung abu ngka kan n dal dalam pr ose oses sintesa pr ot ein (t ransl ransl asi asi). Molekul kul r R R NA dan R NA yang yang digunakan aka n unt uk menyusu enyusun n r i bosom, bosom, yait yaitu u suat suatu par par tik tik el di dal dalam sel yang yang digunakan aka n se bag ba gai tempat mpat sintesis pr pr otein. Molekul kul tR NA dan dan r R R NA tidak tidak pern pernah ah ditr itr anslasi asi karen karenaa mol molekul kul yang yang digunakan aka n adal adalah R NA-n NA- nya itu itu sen send dir i. GAMBAR TRAN SK RIP RIP SI
Sal Salah sat satu pita ita DNA tungga nggal mencet encetak mR NA. Pita ita ter se but but dinamakan amaka n pit pit a sense, sense, sedang dangka kan n pita ita yang ya ng tidak tidak mence mencettak mR NA di dis e but but pita ita an a ntis tisens ense. mR NA yang yang telah di d icet cetak k emudi mudian k eluar uar dar dar i inti sel melalui por por i-por -por i nuk leus masuk k e dal dalam sitop itopllasma ,Susun ,Susu na n tig tiga basa mR mR NA kompl komplement ent er denga engan susun susunan tig tiga buah pit pitaa sens ens e DNA. Si Sintesis R NA ini selalu ter jad jadii menu enur ut ar ah ah 5¶ k e 3¶. Tr Tr ansk r r i psi psi akan akan b er akhi akhir jika jika R NA polim limer ase as e ment entr ansk r r i psi psi ur utan DNA ter minator yang yang berf ungs ngsi se bag ba gai sinyal yal ter minasi asi. Dal Dalam pr pr ose oses tr ansk r psi, be be ber ber apa apa komponen komponen utama yang ya ng ter li li bat bat adal ada lah : r i psi 1- ur utan DNA yang yang akan aka n ditr itr ansk r r i psi psi (cet akan/ akan/ t t empl empl at e) 2- enzi enzim R NA pol polymer ymer ase as e 3- f actor -f ak ak tor t psi r tr ansk r r i psi 4- prec precu ur sor sor u untuk si sintesis R NA ur utan DNA yang yang ditr itr ansk r r i psi psi adal adalah gen yang yang diekspre kspressikan kan. Sec S ecaar a gar is be b esar sar gen dapat dapat di ber ber i bat batasan asan se bag ba gai suat suatu ur utan DNA yang yang mengkod engkodee ur utan lengkap engkap asam ami amino suat suatu poli poli pe p e pti ptida da atau mol molekul kul R NA ter tent entu. Gen yang yang lengkap engkap ter dir i atas tig tiga bag bagian utama, yait ya itu u (1) daer da er ah ah pengenda engendali li (regul regul at ory ory reg ion) on) yang ya ng seca ecar a umum di dise but but promoter, (2) bag ba gian str uctur al, dan da n (3) ter minator . promoter adal adalah bag ba gian gen yang yang ber per per anan dal dala m mengenda engendali lika kan n pr ose oses tr ansk r r i psi psi dan da n ter letak pada u ju jung 5¶. Bagian structural adal ada lah bag bagian gen yang yang ter letak di se be b elah hilir ilir (downst downst ream) ream) dar dar i pr omot omoter . Bagian inilah ilah yang ya ng 10
erminator mengandung urutan DNA spesifik (kode (kode kode genetic) genetic ) yang akan ditranskripsi. Termi
adalah bagian gen yang terletak di sebelah hilir dari bagian structural yang berperanan dalam pengakhiran (terminasi (terminasi)) proses transkripsi. Model transkripsi Pada prokariota transkripsi transkripsi berlangsung berlangsung secara polisistronik. ( poli poli = anyak ) artinya bisa terjadi lebih dari satu tempat kodon start ( memulai transkripsi ) dan tentu tempat kodon mengakhiri transkripsi (kodon ( kodon stop =kodon terminal ). terminal ). Model transkripsi eukariota Pada Eukariota transkripsi berlangsung secara Monosistronik ( mono=satu) mono=satu) Sistim mengacu pada satu tempat ( site ) start atau kodon kodon memulai (AUG) dan satu kodon kodon terminasi (UGA ,UAG atau UAA).
Mekani Mekanisme dasar transkri transkr ipsi psi ( sintesis R NA)
3.1.
Transkripsi (sintesis RNA) dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu : 1) Faktor-faktor yang mengendalikan transkripsi menempel pada bagian promoter. 2) Penempelan factor-faktor pengendali transkripsi menyebabkan terbentuknya kompleks promoter yang terbuka (open promoter complex). 3) RNA polymerase membaca cetakan (DNA template) dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplementer dengan cetakannya. 4) Setelah terjadi proses pemanjangan untaian RNA hasil sintesis, selanjutnya diikuti dengan proses pengakhiran (terminasi) transkripsi yang ditandai dengan pelepasan RNA polymerase dari DNA yang ditranskripsi.
3.2.
Tahap pembentukan
RNA
Pembentukan RNA dilakukan oleh enzim RNA polymerase. Proses transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu : 1) Ini Inisiasi asi Enzim RNA polymerase menyalin gen, sehingga pengikatan RNA polymerase terjadi pada tempat tertentu yaitu tepat didepan gen yang akan ditranskripsi. Tempat pertemuan antara gen (DNA) dengan dengan RNA polymerase polymerase disebut disebut promoter. Kemudian RNA polymerase polymerase membuka double heliks DNA. Salah satu utas DNA berfungsi berfungsi sebagai cetakan. Nukleotida promoter pada eukariot adalah 5-GNNCAATCT-3 dan 5TATAAAT-3. Simbul N menunjukkan menunjukkan nukleotida (bisa berupa A, T, G, G, C). C). prokariot, urutan pr omotornya adalah 5-TTGACA-3 5-TTGACA-3 dan 5-TATAAT-3. 11
Pada
ongasi 2) Elongasi
Enzim RNA polymerase bergerak sepanjang molekul DNA, membuka double heliks dan merangkai ribonukleotida ke ujung 3 dari RNA yang sedang tumbuh. 3)
Termi erminasi nasi
Terjadi pada tempat tertentu. Proses terminasi transkripsi ditandai ditandai dengan terdisosiasinya enzim RNA polymerase dari DNA dan RNA dilepaskan. mRNA pada eukariota mengalami modifikasi sebelum ditranslasi, sedangkan pada prokariota misalnya pada bakteri, mRNA mRNA merupakan transk tra nskripsi ripsi akhir gen. mRNA yang baru ditranskrip ujung 5nya adalah pppNpN, dimana N adalah komponen basa-gula nukleotida, p adalah fosfat. mRNA yang masak memiliki struktur 7mGpppNpN, dimana 7mG adalah nukleotida yang membawa 7 metil metil guanine guanine yang ditambahkan setelah transkripsi. transkripsi.
Pada
ujung 3 terdapat pNpNpA(pA)npA. Ekor poli A ini ditambahkan ditambahkan berkat bantuan polymerase poli (A). tetapi mRNA yang menyandikan histon, tidak memiliki poli A. Hasil transkripsi merupakan hasil yang memiliki intron (segmen DNA yang tidak menyandikan informasi biologi) dan harus dihilangkan, serta memiliki ekson yaitu ruas yang membawa informasi biologis. Intron dihilangkan melalui proses yang disebut splicing. Proses splicing terjadi di nukleus. Splicing dimulai dengan terjadinya pemutusan pada ujung 5, selanjutnya ujung 5 yang bebas menempelkan diri pada suatu tempat pada intron dan membentuk struktur seperti laso yang terjadi karena ikatan 5-2fosfodies 5-2fosfodiester. ter. Selanjutnya tempat pemotongan pemotongan pada ujung 3 terputus sehingga dua buah ekson eks on menjadi bersatu. rRNA dan tRNA merupakan ha sil akhir dari proses transkrips, sedangkan mRNA akan mengalami translasi. tRNA adalah molekul adaptor yang membaca urutan nukleotida pada mRNA dan mengubahnya menjadi asam amino. Struktur molekul tRNA adalah seperti daun semanggi yang terdiri dari 5 komponen komponen yaitu : 1. Lengan aseptor : merupakan tempat menempelnya asam a mino, 2. Lengan D atau DHU : terdapat dihidrourasil pirimidin, 3. Lengan anti komplementer dengan basa antikodon : memiliki antikodon yang basanya komplementer pada mRNA 4.
Lengan tambahan
5. Lengan TUU : mengandung T, U dan C 12
Proses Transkripsi
Gen merupakan fragmen DNA yg Menyandikan protein/enzim. Dalam proses Transkripsi melibatkan RNA polimerase,DNA promotor, dan DNA terminator.
ode K ode
Genetik
y
Pesan yang disalin ke mRNA Æ Kode Genetik (kodon)
Teridiri atas 3 pasangan basa (kombinasi A,G,C,U)
Kombinasi ini (64) menentukan sintesis asam amino oleh ribosom (e.g. UGG : Triptofan)
Kodon AUG (metionin) selalu merupakan start codon, signal gen yang akan ditranslasi (Formylmethionin pada Archaeobacteria)
Kodon nonsense (UAA, UAG dan UGA) menghentikan proses translasi
Beberapa asam amino ditentukan oleh lebih dari dari satu kodo n (Leusin : UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG)
KODE : AUG-AGA-AAA-UUU-AGU-GGG-ACU-ACU- UAA Æ Met-Arg-Lys-Phe-Ser-Gly-Thr-Ser--STOP
13
4.
Tahap Transl ranslasi asi Translasi merupakan pemindahan informasi genetik dari RNA dan membentuk protein yang sesuai. Pada proses ini terjadi penerjemahan informasi genetik yang berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA oleh tRNA menjadi asam amino. Setiap molekul tRNA menghubungkan kodon tRNA tertentu dengan asam amino tertentu. tRNA akan terus datang membawa asam amino ke ribosom dan menyatukan asam aminonya sehingga terbentuk polipeptida yang makin panjang. Setiap molekul tRNA akan dilepaskan dari ribosom setelah memberikan asam aminonya. Peristiwa ini berlanjut hingga kodon ³ stop´ mencapai ribosom. Kodon ³ stop´ berfungsi sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Selanjutnya protein dan ribosom akan pisah dari mRNA. Perlu dipahami bahwa hanya molekul mRNA yang ditranslasi, sedangkan rRNA dan tRNA tidak di translasi. Molekul mRNA merupakan transkripsi (salinan) urutan DNA yang menyusun suatu gen dalam bentuk ORF (open reading frame=kerangka baca terbuka). Molekul rRNA adalah salah satu molekul penyusun ribosom, yakni organel tempat berlangsungnya sintesis protein, sedangkan tRNA adalah pembawa asam-asam amino yang akan disambungkan menjadi rantai polipeptida. Suatu ORF dicirikan oleh : 1) Kodon inisiasi inisiasi translasi, yaitu urutan ATG (pa da DNA) atau AUG (pada (pa da mRNA) 2) Serangkaian urutan nukleotida yang menyusun banyak kodon 3) Kodon terminasi translasi, yaitu TAA (UAA pada mRNA), TAG (UAG pada mRNA), atau TGA (UGA pada mRNA). Perlu diingat bahwa pada RNA tidak ada basa thymine (T) melainkan dalam bentuk uracil (U)
14
Kodon (kode genetic) adalah urutan nukleotida yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan sehingga (sehingga sering dise ut se agai triplet codon) codon ) yang menyandi suatu asam amino tertentu, misalnya urutan ATG (AUG pada mRNA) mengkode asam amino metionin. Kodon inisiasi translasi merupakan kodon untuk asam amino metionin yang mengawali struktur suatu polipeptida (protein). Pada prokaryot , asam amino awal tidak berupa metionin tetapi formil metionin (fMet). Kodon pertama (kodon inisiasi) pada E coli dapat berupa AUG (90 % kemungkinan), GUG (8%), atau UUG (1%). Meskipun demikian, pada bagian transkripsi sebelah dalam (setelah kodon inisiasi), kodon GUG dan UU G masing-masing masing-masing mengkode mengkode valin dan leusin. Dalam proses translasi, rangkaian nukleotida pada mRNA akan dibaca tiap nukleotida sebagai satu kodon untuk satu asam amino, dan pembacaan dimulai dari urutan kodon metionin metionin (ATG pada pa da DNA atau AUG pada mRNA).
Tabel Kodon (t r i plet mRN A) A) riplet
Huruf kedua U U
Huruf pertama
C
A
G
UUU UUC UUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG
C Phe
Leu
Leu
Ile
Met
Val
UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG
A AUA AUC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG
Ser
Pro
Thr
Ala
G
Tyr
Nonsense H is
Gln Asn
Lys
Asp
Glu
UGU Cys UGC UGA Nonsense UGG Trp CGU CGC Arg CGA CGG AGU Ser AGC AGA Arg AGG GGU GGC Gly GGA GGG
U C A G U C A G
Huruf ketiga
U C A G U C A G
Translasi berlangsung di dalam ribosom. Ribosom disusun oleh molekul-molekul rRNA dan beberapa macam protein. Ribosom tersusun atas dua subunit, yaitu subunit kecil dan subunit besar. Pada jasad prokaryot, subunit kecil mempunyai koofisien sedimentasi sebesar 30S (unit Svedberg) sedangkan subunit besar berukuran 50S, tetapi pada saat kedua unit tersebut bergabung, koofisien sedimentasinya adalah 70S.pada jasad eukaryote, subunit kecil berukuran 40S, sedangkan subunit besar berukuran 60S, tetapi sebagai suatu kesatuan, ribosom eukaryote mempinyai koofisien sedimentasi sebesar 80S. 15
4.1.
Mekani Mekanisme Transl ranslasi asi
Proses translasi terdiri dari tiga tahap yaitu : 1) Ini Inisiasi asi.
Proses ini dimulai dari menempelnya ribosom sub unit kecil ke mRNA. Penempelan terjadi pada tempat tertentu yaitu pada 5-AGGAGGU-3, sedang pada eukariot terjadi pada struktur tudung (7mGpppNpN). (7mGpppNpN). Selanjutnya ribosom ribosom bergeser ke arah 3 sampai bertemu dengan kodon AUG. Kodon ini menjadi kodon awal. Asam amino yang yang dibawa oleh tRNA awal adalah metionin. Metionin adalah asam amino yang yang disandi disandi oleh AUG. metionin.
pada bakteri, metionin metionin diubah diubah menjadi Nformil
Struktur gabungan gabungan antara mRNA, mRNA, ribosom sub unit unit kecil dan tRNA-
Nformil metionin metionin disebut kompleks inisiasi.
Pada eukariot, eukariot, kompleks kompleks inisiasi inisiasi
terbentuk dengan cara yang lebih rumit yang melibatkan banyak protein initiation factor. ongation. 2) Elongati
Tahap selanjutnya adalah penempelan sub unit besar pada sub unit kecil menghasilkan menghasilkan dua tempat yang terpisah . Tempat pertama adalah tempat P (pept (peptidil) idil) yang ditempati oleh tRNA-Nformil metionin.
Tempat kedua adalah tempat A
(aminoasil) yang terletak pada kodon kodon ke dua dan kosong. kosong. Proses elongasi terjadi saat tRNA dengan antikodon antikodon dan asam amino yang tepat masuk ke tempat A. A. Akibatnya kedua tempat di ribosom terisi, lalu terjadi ikatan peptide antara kedua asam amino. Ikatan tRNA dengan Nformil metionin lalu lepas, sehingga kedua asam amino yang berangkai berada berada pada t empat A. Ribosom kemudian kemudian bergeser sehingga asam aminoasam amino-tRNA berada berada pada tempat P dan tempat A menjadi kosong. kosong. Selanjutnya tRNA dengan antikodon yang tepat dengan kodon ketiga akan masuk ke tempat A, dan proses berlanjut seperti sebelumnya. 3)
Termi erminasi nasi.
Proses translasi akan berhenti bila tempat A bertemu kodon akhir yaitu UAA, UAG, UGA.
Kodon-kodon Kodon-kodon ini tidak memiliki tRNA yang membawa membawa antikodon
yang sesuai. sesuai. Selanjutnya masuklah release factor (RF) (RF) ke tempat tempat A dan melepaska rantai polipeptida polipeptida yang terbentuk dari tRNA yang terakhir. berubah menjadi sub unit kecil dan besar.
16
Kemudian ribosom ribosom
Proses Translasi
PROSES SINTESIS PROTEIN
17
Penutup
1. Kesi Kesi mpul mpulan 1. Proses sintesis protein protein terbagi atas transkripsi dan dan translasi. Seperti kita kita ketahui DNA sebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon. Saat menjelang proses proses transkripsi berjalan, biasanya biasanya didahului signal gnal dari luar akan kebutuhan suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, pertumbuhan, perkembangan, metabolisme, metabolisme, dan fungsi lain di tingkat tingkat
sel maupun
jaringan. 2. DNA terdiri dari dua sulur sulur //utas polinukleotida yang bersifat antiparalel. Antar sulur /utas nukleotida berikatan pada basa N: N : Ikatan H. 3. Agar dapat diwariskan diwariskan dari satu generasi ke ke generasi, generasi, DNA harus harus melakukan replikasi replikasi atau penggandaan DNA. 4.
Gen merupakan merupakan fragmen DNA yang menyandikan menyandikan protein protein /enzim. Ekspresi gen meliputi proses transkripsi dan translasi. tra nslasi.
5. Informasi dalam gen gen dicetak ke ke dalam molekul molekul messenger Ri o Nucleic Acid (mRNA ) melalui proses trankripsi, mRNA membawa cetakan informasi ke ribosom dalam sitoplasma, Ribosom kemudian melakukan proses penerjemahan (translation) dengan menggunakan informasi cetakan tersebut untuk mensintesis protein.
18
Daftar
Pustaka
1. Albert, B., D. Bray, J. lewis, M. Raff, K. Roberts, J.D. Watson. 1994. Molecular Biology Biol ogy of the cell. Garland Garla nd Publishing, Publishi ng, Inc, New York. York. 2. Campbell, N.A., Reece, J.B., J.B., Mitchell, Mitchell, L.G. 2002. Biologi. Biologi. Alih bahasa lestari, R. et et al. safitri, A., Simarmata, L., Hardani, H.W. (eds). (eds). Erlangga, Jakarta. 3. Reksoatmodjo, S.M.I. 1993. Biologi Sel. Departemen Pendidikan dan dan kebudayaan, kebudayaan, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Proyek Pembinaan Tenaga Kependidikan, Pendidikan Tinggi. 4. Watson, J.D., T.A. Baker, S.P. Bell, A. Gann, M. Levine, R. Losick. 2008. Molecular Biology of The Gene. Pearson Education, Education, Inc, San Francisco.
19