TUGAS MAKALAH SINTESIS PROTEIN
Disususn Oleh JANESCA KRISTIANTO GINTING G1F010010 FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU-ILMU KESEHATAN JURUSAN FARMASI UNIVERSITAS JENDRAL SOEDIRMAN PURWOKERTO
1
KATA PENGANTAR
Pertama tama marilah kita panjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmatNya, saya dapat menyusun makalah ini dengan baik. Dalam makalah ini saya menyajikan bagaimana proses sintesis protein berlangsung. Saya juga berterima kasih kepada dosen pengampu yang telah memberikan tugas terstruktur ini. Tiada gading yang tak retak, demikian juga makalah ini masih banyak kesalahan dan kekurangan. Saya selaku penyusun mohon may yang sebesar-besarnya. Semoga makalah ini dapat membantu meningkatkan harkat dan martabat bangsa kita dalam membangun bangsa Indonesia tercinta ini
Purwokerto, 10 November 2010
Penulis
2
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................................................ 1
KATA PENGANTAR .............................................................................................................. 2
DAFTAR ISI ............................................................................................................................ 3
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG ......................................................................................4
B. RUMUSAN MASALAH ...................................................................................5
C. TUJUAN PEMBAHASAN ...............................................................................5
BAB II
PEMBAHASAN ...................................... .........................................................6
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN ......................................................................................................................11
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................12
3
BAB I PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Era penemuan materi genetik telah dibuka oleh F Miescher dengan menggunakan mikroskop sederhana, dia telah menetapkan bahwa bahan aktif yang ada di dalam nukleus disebut sebagai nuclein. Peneliti ini belum bisa menetapkan apakah nuclein ini kromosom ataukah DNA. Kromosom ditemukan pada awal abad ke 19 merupakan struktur seperti benang pada nukleus sel eukariot yang nampak pada saat sel mulai membelah. Kromosom berjumlah diploid pada setiap selnya, dan pada autosomal maupun seks-kromosom membawa gen-gen yang berpasangan, kecuali pada kromosom-Y. Gena adalah unit heriditas suatu organisme hidup. Gen ini dikode dalam material genetik organisme, yang kita kenal sebagai molekul DNA, atau RNA pada beberapa virus, dan ekspresinya dipengaruhi oleh lingkungan internal atau eksternal seperti perkembangan fisik atau perilaku dari organisme itu. Gena tersusun atas daerah urutan basa nukleotida baik yang mengkode suatu informasi genetik (coding-gene region as exon) dan juga daerah yang tidak mengkode informasi genetik (non-coding-gene region as intron), hal ini penting untuk pembentukan suatu protein yang fungsinya diperlukan di tingkat sel, jaringan, organ atau organisme secara keseluruhan. Molekul DNA membawa informasi hereditas dari sel dan komponen protein (molekul-molekul histon) dari kromosom mempunyai fungsi penting dalam pengemasan dan pengontrolan molekul DNA yang sangat panjang sehingga dapat muat didalam nucleus dan mudah diakses ketika dibutuhkan. Selama reproduksi, Jumlah kromosom yang haploid dan material genetik DNA hanya separoh dari masing-masing parental, dan disebut sebagai genom. Semua aktivitas sel dikendalikan oleh aktivitas nukleus. Cara pengendalian ini
4
berkaitan dengan aktivitas nukleus memproduksi protein, dimana protein ini merupakan penyusun utama dari semua organel sel maupun penggandaan kromosom. Contoh protein yang dapat dihasilkan seperti protein struktural yang digunakan sebagai penyusun membran sel dan protein fungsional (misalnya enzim) yang digunakan sebagai biokatalisator untuk berbagai proses sintesis dalam sel. Protein adalah polipeptida (gabungan dari beberapa asam amino). Maka untuk membentuk suatu protein diperlukan bahan dasar berupa asam amino. Polipeptida dikatakan protein jika paling tidak memiliki berat molekul kira-kira 10.000. Di dalam ribosom, asam amino-asam amino dirangkai menjadi polipeptida dengan bantuan enzim tertentu. Polipeptida dapat terdiri atas 51 asam amino (seperti pada insulin) sampai lebih dari 1000 asam amino (seperti pada fibroin, protein sutera). Macam molekul polipeptida tergantung pada asam amino penyusunnya dan panjang pendeknya rantai polipeptida. Seperti yang telah kita pelajari sebelumnya bahwa ada 20 macam asam amino penting yang dapat dirangkai membentuk jutaan macam kemungkinan polipeptida. B.Rumusan masalah
Bagaimana mekanisme pembentukan protein itu?
C.Tujuan Pembahasan
Ingin mengetahui mekanisme pembentukan protein.
5
BAB II PEMBAHASAN
Tahap-tahap sintesis protein merupakan salah satu pengetahuan dasar untuk mengetahui bagaimana informasi genetik diterjemahkan. Informasi genetik yang ada pada DNA diterjemahkan menjadi protein melaui proses sintesis protein. Inti sel dan ribosom merupakan organel yang berperan penting dalam proses sintesis protein. Inti sel yang mengandung DNA merupakan pusat informasi berupa kode genetik yang akan diterjemahkan. Selain memerlukan DNA, proses sintesis protein juga memerlukan komponenkomponen sebagai berikut: 1. Enzim RNA Polimerase Enzim RNA polymerase merupakan enzim yang berperan penting dalam proses pembuatan mRNA (messenger RNA) di dalam inti sel. 2. Messenger RNA (RNA duta) Messenger RNA atau mRNA merupakan pembawa kode genetik dari DNA menuju protein berupa kode-kode yang terdapat dalam kodon. Kode-kode inilah selanjutnya yang diterjemahkan dalam ribosom. 3. Transfer RNA (RNA transport) Transfer RNA atau sering disingkat tRNA merupakan jenis RNA yang berfungsi untuk membawa asam amino dari sitoplasma menuju ribosom.
6
4. Ribosomal RNA (Ribosom) Ribosom merupakan organel yang berperan dalam pembentukan rantai protein (polipeptida). Ribosom dapat berada menempel pada Retikulum Endoplasma atau terdapat sebagai ribosom bebas di sitoplasma. Setidaknya empat komponen paling utama dan penting dalam proses sintesis protein telah disebutkan di atas. Meskipun begitu, masih banyak lagi berbagai jenis enzim yang diperlukan dalam tiap tahapan reaksi. Contoh tahapan reaksi yang memerlukan banyak enzim adalah proses slicing pre-mRNA pada inti sel. Tahap-Tahap Sintesis Protein
Proses sintesis protein dibagi menjadi dua tahapan besar reaksi, yaitu transkripsi dan translasi. Transkripsi merupakan proses penerjemahan informasi yang ada pada DNA menjadi mRNA. Translasi terjadi di ribosom, yaitu reaksi penerjemahan kode dan pembentukan rantai polipeptida di ribosom. Transkripsi – Transfer informasi genetik ke mRNA
Transkripsi dapat dikatakan sebagai awal mula transfer informasi dari DNA ke sifat tampak pada organisme. Adapun proses-proses yang terjadi selama transkripsi adalah sebagai b erikut. Pada tahapan awal transkripsi, RNA polimerase akan menempel ke rantai ganda DNA. RNA polimerase selanjutnya membuka rantai menjadi terpisah. Rantai DNA dibagi menjadi dua macam, yang pertama adalah rantai sense (DNA template) dan satunya adalah rantai anti-sense. Rantai sense merupakan rantai yang akan dijadikan template mRNA, sedangkan rantai antisense tidak. Proses pembentukan mRNA dilakukan dengan pemasangan basa-basa pada rantai sense, 7
sehingga yang terbentuk adalah rantai tunggal mRNA. Rantai ini akan memisahkan diri dan menjadi rantai mRNA (pre-mRNA). Pada saat pembentukan mRNA selesai dilakukan, RNA polimerase akan meninggalkan DNA sehingga rantai DNA akan kembali seperti semula. Hasil pada proses transkripsi adalah pre-mRNA, artinya mRNA primer yang masih perlu diproses agar diterjemahkan menjadi protein. Splicing mRNA – pembuangan kode tak berguna (intron) – RNA processing
Sejak mRNA selesai dibentuk pada inti sel, proses selanjutnya mengharuskan mRNA dibawa menuju ribosom. Akan tetapi, fakta bahwa DNA mengandung banyak kode tak bisa diterjemahkan (intron) memerlukan proses agar kode yang dibawa mRNA ke ribosom hanya kode yang efisien untuk diterjemahkan. Karena DNA memiliki kode-kode yang tidak bisa diterjemahkan menjadi protein, mRNA yang terbentuk dari transkripsi pun memilikinya. Oleh karena itu, diperlukan proses yang berguna untuk membuang kode-kode yang dalam tanda kutip “tak berguna” ini. Splicing merupakan serangkaian proses yang dilakukan untuk menghilangkan intron. Splicing mRNA terjadi saat mRNA masih berada dalam plasma inti sel. Proses tersebut diawali dengan proses pemisahan rantai mRNA dari DNA, berupa rantai mRNA primer. Proses selanjutnya adalah pembelahan pada ujung 3′ dan penambahan ekor poly-A pada ujung 3′. Bagian mRNA tersusun dari intron dan ekson dilakukan seleksi, intron akan dilepaskan melalui proses eksisi atau pemotongan. Tahapa selanjutnya adalah penyambungan ekson-ekson yang selesai di potong, dan hasil yang terbentuk adalah mRNA siap pakai.
8
Messenger RNA tersusun atas kode-kode yang tersusun triplet. Kode-kode yang terdiri dari tiga huruf tersebut dinamakan dengan kodon. Kodon-kodon inilah yang mengantar info ke ribosom dari DNA. Translasi – Penerjemahan dan pemindahan kodon mRNA menjadi Polipeptida
Setelah selesai dibentuk dan di-splicing, mRNA selanjutnya dibawa menuju ke ribosom. Setelah sampai diribosom, mRNA selanjutnya akan diterjemahkan menjadi polipeptida. Ribosom terdiri dari dua macam subunit, yaitu subunit besar dan subunit kecil. Keduanya bergabung membentuk ribosom yang siap untuk melakukan kerja. Ribosom saat proses sintesis protein dapat membentuk polisom. Polisom bukan mer upakan gabungan ribosom, melainkan beberapa ribosom yang secara berurutan menerjemahkan satu rantai mRNA, sehingga proses translasi akan menjadi lebih cepat. Pada saat translasi, tRNA berperan dalam membawa asam amino bebas dari sitoplasma menuju ribosom. Kode pada tRNA akan berpasangan dengan kode-kode pada mRNA, yang disebut juga sebagai antikodon. RNA transfer memiliki kespesifikan, artinya satu tRNA tidak bisa membawa semua jenis asam amino. Proses penerjemahan dan pembentukan protein dibagi menjadi tiga tahapan utama, yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi. 1. Inisiasi Inisiasi merupakan proses pertama dala translasi. Inisiasi merupakan proses penempelan mRNA dan pembacaan kodon pertama kali hingga tRNA membawa asam amino pertamanya menuju ribosom. Pasangan tiga basa yang pertama kali diterjemahkan adalah Metionin (AUG). Metionin 9
merupakan asam amino yang menjadi awal terbentuknya rantai protein (polipeptida). Oleh karena itu, kodon AUG dinamakan sebagai kodon start. 2. Elongasi Setelah asam amino Metionin menempel pada ribosom dan menjadi asam amino pertama pada rantai polipeptida, proses selanjutnya adalah pemanjangan rantai polipeptida. Kodon-kodon pada mRNA akan terus dibaca oleh ribosom dan tRNA akan terus-menerus membawa asam amino sesuai dengan kodon yang ada pada mRNA. Asam-asam amino akan dirangkai menjadi rantai panjang polipeptida (protein). Dinamakan rantai polipeptida karena susunan asam amino satu dengan yang lain dibentuk oleh ikatan peptida, dan jumlahnya pada protein yang banyak menyebabkan pemberian nama poli yang atinya banyak, polipeptida. 3. Terminasi Selama proses pemanjangan, pembacaan akan mencapai rangkaian tiga kode yang tidak lain adalah kodon stop. Kodon stop merupakan kodon pada mRNA yang berfungsi untuk menghentikan sintesis protein. Kodon stop ada tiga macam, yaitu UAA, UAG dan UGA. Ketika kodon stop terbaca, tidak ada asam amino yang akan terbawa oleh tRNA. Faktor pelepas selanjutnya menyebabkan mRNA dan kompartemen ribosom memisah. Proses sintesis berhenti dan terbentuklah rantai primer protein, yaitu rantai p olipeptida. Protein yang dihasilkan pada sintesis protein merupakan protein yang belum dapat digunakan untuk aktivitas makhluk hidup. Protein rantai primer tersebut perlu diproses di organel badan Golgi untuk mengalami modifikasi sehingga menjadi fungsional. Protein selanjutnya dipakai dalam pembentukan enzim dan komponen struktural lainnya dalam makhluk hidup.
10
BAB III PENUTUP
Kesimpulan 1. 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 didahului signal dari luar akan kebutuhan suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan, metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel maupun jaringan. 2. DNA terdiri dari dua sulur/utas polinukleotida yang b ersifat antiparalel. Antar sulur/utas nukleotida berikatan pada basa N: Ikatan H. 3. Agar dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi, DNA harus melakukan replikasi atau penggandaan DNA. 4. Gen merupakan fragmen DNA yang menyandikan protein/enzim. Ekspresi gen meliputi proses transkripsi dan translasi. 5. Informasi dalam gen dicetak ke dalam molekul messenger Ri bo 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.
11
DAFTAR PUSTAKA
www.2dix.com Sembiring, Langkah, 2007, Biologi untuk SMA dan MA, Klaten: Intan Pariwara. http://substansigenetika.net/wp/category/f-sintesis-protein/
12
