TRANSLASI DAN REGULASI EKSPRESI GEN
Translasi berlangsung di dalam ribosom, suatu struktur organel yang banyak terdapat di dalam sitoplasma. Ribosom terdiri atas dua subunit, besar dan kecil, yang akan menyatu selama inisiasi translasi dan terpisah ketika translasi translasi telah selesai. Tiap ribosom mempunyai mempunyai dua tempat pengikatan tRNA, yang masing-masing dinamakan sisi aminoasil (sisi A) dan sisi peptidil (sisi P). Molekul aminoasil tRNA yang yang baru memasuki ribosom akan terikat di sisi A, sedang sedangkan kan moleku molekull tRNA tRNA yang yang memba membaaa rantai rantai polipe polipepti ptida da yang yang sedang sedang diperpa diperpan!a n!ang ng terikat di sisi P. "ambaran penting sintesis protein adalah baha proses ini berlangsung dengan arah tertentu sebagai berikut. #. Molekul mRNA ditranslasi dengan arah $%& '%, tidak dari u!ung $% hingga u!ung '%. . Polipeptida disintesis dari u!ung amino ke u!ung karboksil dengan menambahkan asam-asam amino satu demi satu ke u!ung karboksil. ebuah molekul mRNA akan terikat pada permukaan ribosom yang kedua subunitnya telah bergabung. Pengikatan ini ter!adi karena pada mRNA prokariot terdapat urutan basa tertentu tertentu yang disebut sebagai tempat pengikatan pengikatan ribosom (ribosom binding site). site) . ementara ementara itu, pada eukariot pengikatan ribosom dilakukan oleh u!ung $% mRNA. elan!utnya, berbagai aminoasil-tRNA akan berdatangan satu demi satu ke kompleks ribosom-mRNA ini dengan urutan sesuai dengan antikodon dan asam amino yang dibaanya. *rutan ini ditentukan oleh urutan triplet kodon pada mRNA. +katan peptida terbentuk di antara asam-asam amino yang terangkai terangkai men!adi men!adi rantai polipeptida polipeptida di sisi P ribosom. ribosom. Penggabung Penggabungan an asam-asam amino ter!adi karena gugus amino pada asam amino yang baru masuk berikatan dengan gugus karboksil pada asam amino yang terdapat pada rantai polipeptida yang sedang diperpan!ang. Proses translasi terdiri atas tiga sub proses, yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi. omponen pada tahap inisiasi organisme prokariot meliputi kodon insiasi (A*"), tiga aktor insiasi (+#, + dan +'), tRNA inisiator (Met-tRNA), ribosom subunit '/ dan $/, dan "TP. etelah diaktiasi oleh aktor inisiasi, tRNA inisiator yang membaa anti kodon 0A* akan menempati situs P pada ribosom. tRNA kedua yang membaa anti kodon untuk kodon kedua memasuki situs A pada ribosom. Asam amino yang dibaa oleh tRNA kedua akan membentuk ikatan peptida dengan asam amino pertama. etelah ikatan peptida terbentuk, tRNA yang membaa kedua asam amino akan bertranslokasi dari situs A ke situs P. 1al ini berlangsung terus menerus sampai mencapai stop kodon (*A". (*A". *AA. *"A).
Tidak ada antikodon yang mengenali kodon terminasi. Translasi berhenti dengan adanya protein yang disebut Release Factor (R) yang mengenali kodon terminasi. Pada prokariot terdapat tiga aktor terminasi yaitu, R# yang mengenali kodon *AA dan *A" dan R yang mengenali kodon *"A dan *AA, sementara R' belum dikatahui ungsinya. Pengikatan R ini memberikan sinyal baha proses translasi telah berhenti. edua subunit ribosom akan berdisosiasi dari mRNA dan polipeptida dibebaskan dari tRNAnya. +nisiasi translasi pada organisme eukariot mirip dengan inisiasi pada organisme prokariot tetapi urutannya berbeda dan melibatkan aktor inisiasi yang lebih banyak. Perbedaan tersebut disebabkan karena perbedaan struktur ribosom dan kedua organisme. aktor inisiasi translasi untuk organisme eukariot dinamai e+s (eukaryote Initiation Factor ). omponen pada tahap inisiasi organisme eukariot adalah kodon inisiasi (A*"), lima aktor inisiasi (e+l, e+, e+', e+2, e+$), tRNA inisiator (met-tRNA), ribosom subunit 2/ dan 3/, "TP dan ATP. Pada eukariot tRNA inisiator aminoasil-tRNA, "TP dan e+ membentuk kompleks terlebih dahulu sebelum berikatan dengan subunit 2/. Pada eukaryote, e+-' mengubah subunit kecil eukaryot (2/) men!adi bentuk yang siap untuk menerima amioasil-tRNA pertama. etelah amino-asil tRNA yang pertama melekat, dengan bantuan e+-, terbentuklah kompleks 2'. elan!utnya, dengan bantuan e+-2, mRNA melekat ke kompleks 2' membentuk kompleks 24. Akhirnya, actor e+-$ membantu subunit besar (3/) untuk melekat pada kompleks 24 sehingga dihasilkan kompleks 4/ yang siap untuk melakukan translasi mRNA. aktor e+-3 adalah suatu actor anti-asosiasi yang mencegah subunit 3/ untuk berasosiasi dengan subunit 2/ sebelum terbentuk kompleks inisiasi. e+-2 adalah suatu actor yang melekat pada struktur tudung pada u!ung $%. aktor ini terdiri atas ' bagian, yaitu e+-25, e+-2A, dan e+-2". 6ersamasama dengan e+-25, e+-', dan poly[A]-binding protein, actor e+-2" menarik subunit 2/ ke mRNA sehingga menstimulasi inisiasi translasi. etelah kompleks inisiasi terbentuk proses translasi dilan!utkan dengan peman!angan rantai polipeptida (tahap elongasi). Mekanisme elongasi pada organisme eukariot mirip dengan mekanisme elongasi pada organisme prokariot. Tahap aal elongasi adalah pengikatan aminoasil-tRNA pada situs A melalui penggabungan dengan kodon kedua mRNA. Aminoasil-tRNA memasuki ribosom dengan bantuan aktor elongasi e5-# membentuk kompleks dengan "TP. aktor elongasi merupakan protein yang berasosiasi terus menerus dengan ribosom selama penambahan asam amino pada rantai polipeptida. Peman!angan
rantai polipeptida berlangsung terus menerus sampai mencapai kodon yang tidak dikenali oleh anti kodon yang dibaa oleh tRNA (stop kodon). Translasi akan nerakhir pada aktu salah satu dari ketiga kodon terminasi (*AA, *"A, *A") yang pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom. 7alam keadaan normal tidak ada aminoasil-tRNA yang membaa asam amino sesuai dengan ketiga kodon tersebut. 8leh karena itu, !ika ribosom mencapai salah satu dari ketiga kodon teraminasi tersebut, maka proses translasi berakhir. Pada 5 coli, ketiga sinyal penghentian proses translasi tersebut dikenali oleh suatu protein, yang disebut release actor (R), misalnya R-# yang mengenali kodon *AA atau *A", atau R mengenali kodon *AA atau *"A. ebaliknya, pada eukariot hanya ada satu release actor, yaitu eR, yang mengenali ketiga kodon teraminasi tersebut. Penempelan protein R pada kodon teraminasi tersebut mengaktikan en9im peptidil transerase yang menghidrolisis ikatan antara polipeptida dengann tRNA pada sisi P dan menyebabkan tRNA yang kosong mengalami translokasi ke sisi 5. Polipeptida yang sudah dipotong dari tRNa tersebut selan!utnya lepas dari ribosom. etelah itu, subnit '/ dan subnit $/ akan terdisosiasi sehingga dapat digunakan untuu proses sintesis protein berikutnya. ecara umum proses translasi pada !asad eukariot berlangsung dengan mekanisme serupa dengan yang ter!adi pada !asad prokariot. Tahap akhir dari sintesis protein adalah pelipatan dan pemrosesan. Polipeptida hasil translasi memerlukan struktur yang tepat untuk berungsinya. Proses pelipatan protein meliputi pembentukan ikatan hidrogen, interaksi :an der ;aals, ikatan ionik, interaksi hidroobik dan !embatan disulida. ehingga polipeptida hasil translasi yang aalnya satu dimensi membentuk struktur tiga dimensi. elain itu beberapa protein prokariot dan eukariot !uga mengalami modiikasi pasca translasi, seperti< pemotongan peptida sinyal, glikosilasi, osorilasi, asetilasi dan metilasi. Regulasi pada translasi
etelah mRNA masuk kedalam sitoplasma akan ter!adi proses translasi menghasilkan protein. Regulasi dapat ter!adi pada tahapan ini yang meliputi berbagai cara termasuk pendegradasian mRNA, inisiasi translasi, pengaktian protein dan degradasi protein. regulasi proses translasi
Proses regulasi dapat ter!adi pada ase inisiasi, yaitu penghambatan aktor inisiasi e+. e+ ini merupakan aktor penting pada proses translasi yaitu membantu menempelkan
amino acil tRNA yang pertama pada ribosom. ehingga bila ker!a dari e+ ini terhambat, maka tidak akan ada proses translasi. Regulasi yang lain yaitu RNA-mikro, disingkat microRNA atau miRNA, adalah segolongan asam ribonukleat (RNA) berkas tunggal berukuran kecil (pan!ang antara # hingga 2 nukleotida) yang menghambat peran (donregulate) gen sasarannya pada tahap pasca-transkripsi dari ekspresi gen. ekuen miRNA harus komplementer dengan sekuen sebagian mRNA. Pada hean, miRNA biasanya komplementari dengan bagian 3’untranslated region ('%-*TR). +katan (annealing) miRNA dengan mRNA ini akhirnya menghambat translasi protein, tetapi terkadang memasilitasi degradasi mRNA. Pembentukan untai ganda RNA melalui ikatan miRNA ini memicu degradasi mRNA, seperti yang ter!adi pada proses RNAi. Namun pada kasus lain kompleks miRNA memblokir mesin translasi protein atau mencegah translasi tanpa degradasi mRNA. "en yang mengkodekan miRNAs !auh lebih pan!ang daripada miRNA yang matang ("ambar '). Transkrip primer atau primiRNA memiliki kepala dan ekor poly-A yang diproses men!adi lebih pendek di dalam nukleus, yaitu men!adi struktur stem-loop dengan pan!ang =/ nukleotida yang dikenal dengan pre-miRNA. Pre-miRNA ini selan!utnya diproses men!adi miRNA yang matang di sitoplasma melalui interaksi dengan 7icer. miRNA kemudian membentuk kompleks dengan RNAinduced silencing comple (R+0). ompleks ini yang akhirnya menghambat ekspresi gen.
DAFTAR PUSTAKA
"abauer, atima and 1ent9e, Matthias.//2. !olecular !ecanism o" #ranslation $ontrol% Nature Published "roup >olume $. "ermany Nahum, onenberg and Alan, ". 1innebusch. //?. Regulation o" #ranslation Initiation in &ukaryotes ' !ecanism and iological #argets% 5ls:ier +nc. ebuary //? <='#=2$ 7aniel, 1. @ackner and urg 6ahler. //4. #ranslational $ontrol o" *enes &pression ' From #ranscript to #ranscriptomes% +nternational Re:ie o 0ell and 6iomolecular 6iology >olumed =# < #??-$#
