Judul : MAKALAH SINTESIS PROTEIN
link : MAKALAH SINTESIS PROTEIN
MAKALAH SINTESIS PROTEIN
MAKALAH
SINTESIS PROTEIN
 | |||||
 | |||||
 | |||||
DISUSUN OLEH
NAMA : OSKAR PONGARANG
NIM : 914 04 004
JURUSAN AGROTEKNOLOGI
SEKOLAH TINGGI PERTANIAN WUNA RAHA
2015
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sintesis protein terjadi di dalam sel, yaitu di dalam ribosom. Struktur dan aktivitas protein ditentukan oleh urutan asam amino yang menyusunnya. Setiap macam protein mempunyai urutan asam-asam amino yang spesifik.
Emil Fisher merupakan orang yang pertama berhasil menyusun molekul protein dengan cara menggandeng-gandengkan 15 molekul glisin dengan molekul leusin sehingga diperoleh suatu polipeptida. Asam amino yang satu dengan asam amino yang lain dihubungkan dengan suatu ikatan yang disebut ikatan peptida.
Potein adalah bagian dari sel makhluk hidup dan merupakan bagian terbesar tubuh sesudah air. Seperlima bagian tubuh adalah protein, setengahnya ada dalam otot, seperlima ada dalam tulang dan tulang rawan, sepersepuluhnya ada di dalam kulit, selebihnya ada di dalam cairan lain dan cairan tubuh. Semua enzim, berbagai hormon, pengangkut zat –zat gizi dan darah, matriks intraselular dan sebagainya adalah protein. Di samping itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai prekursor (senyawa yang mendahului senyawa laindalam jalur metabolisme) sebagian besar koenzim hormon, asam nukleat, dan molekul-molekul yang esensial untuk kehidupan. Protein memiliki fungsi khas yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain, yaitu pembangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh.
Potein merupakan satu-satunya makronutrien yang mengandung unsur nitrogen (N). Selain itu apabila dibandingkan dengan makronutrien lain seperti lemak dan karbohidrat, protein jauh lebih kompleks karena selain mengandung karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O) adapula sebagian protein yang mengandung S. Bahkan terkadang ada pula yang mengandung P,Fe, dan Cu.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah :
1. Apa pengertian sintesa protein dan tahap-tahap sintesa protein
2. Apa maksud dari Replikasi DNA dan proses replikasi DNA
3. Apa pengertian transkripsi, tahap-tahap transkripsi dan proses transkripsi
4. Apa pengertian Translasi, tahap-tahap translasi dan proses translasi
C. T ujuan Penulisan
Tujuan makalah ini adalah :
1. Mengethui pengertian sintesa protein dan tahap-tahap sintesa protein
2. Mengetahui maksud dari Replikasi DNA dan proses replikasi DNA
3. Mengetahui pengertian transkripsi, tahap-tahap transkripsi dan proses transkripsi.
4. Mengetahui pengertian Translasi, tahap-tahap translasi dan proses translasi.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Sintesis protein
Sebagian besar pada akhirnya diekspresikan sebagai protein. Proses pengerjaannya disebut ekspresi gen. pertama-tama sekuens deoksinukleotida ditranskripsi dari DNA kedalam sekuens ribonukleotida (RNA kurir atau mRNA). Kemudian sekuens ini ditranslasi kedalam sekuens asam amino untuk membentuk polipeptida. Sekuens asam amino menentukan bagaimana cara molekul melipat untuk menghasilkan protein yang aktif secara biologis.
Dalam sel bakteri,tidak ada membrane yang mengelililngi DNA dan proses transkripsimaupun proses translasi berlangsung pada kompartemen sel tunggal. Dalam eukariot,inti sel diselungi dengan membrane. Proses transkripsi berlangsung dalam inti sel, dan mRNA harus masuk kedalam sitoplasma untuk ditraslantasikan. Seringkali,hasil polipeptida yang terbentuk segera termodifikasi setelah proses translasi.
1. Transkripsi
Sebagian besar DNA yang ditranskripsi menghasilkan mRNA,yang kemudian ditranslasi menjadi protein. Namun demikian ,spesi RNA yang paling melimpah adalah RNA ribosom(rRNA)dan RNA transfer(tRNA),yang tidakmengkode protein,tetapi berfungsi dalam proses translasi. Transkripsi semua gen dilakukan oleh RNA polymerase,yang menggunakan keempat ribonukleosida trifosfat (ATP,GTP,UTP,dan CTP)untuk membentuk rantai RNA,yaitu sekuens yang ditentukan oleh untai cetakan pada DNA. Penambahan nukleotida menjadi bertahap,ikatan fosfodiester terbentuk melalui mekanisme yang sama seperti dijelaskan untuk DNA polymerase. Pertumbuhan rantai RNA terjadi pada arah 5’ à 3’. Untuk mentranskripsikan bagian sekuens tertentu ,RNA polymerase terikat pada tapak DNA yang disebut promoter ,tepat dihulu (misalnya,pada sisi 5’) pada tapak awal transkripsi.
Pada eukariot,RNA polymerase memerlukan factor-faktor tambahan untuk melangsungkan transkripsi secara aktif. Beberapa diantara factor-faktor ini diperlukan oleh semua promoter dan disebut factor transkripsi dasar,dan factor lainnya bersifat spesifik untuk gen tertentu atau beberapa jenis sel dan terlibat dalam pengaturan yang tepat dari promoter-promoter itu. Factor-faktor transkripsi harus mengenal dan mengikat sekuens-sekuens DNA target yang spesifik dan juga mengaktifkan proses transkripsi.
2. Perjuangan Hasil Transkripsi
Pada prokariot,hasil trankripsi (transkrip)primer memberikan mRNA fungsional,yang siap untuk melakukan proses translasi. Pada eukariot,hasil transkripsi dimodifikasi secara kimiawi sebelum terbentuk sebagai mRNA fungsional. Hal ini dikarenakan gen eukariotik yang akan diekspresikan sebagai protein mengandung sekuens-sekuens penghalang yang tidak ditranslasi yang disebut intron. Intron tersebut dieksisi,atau dipotong,sehingga tersisa sekuen-sekuen yang berhubungan dengan segmen-segmen yang akan ditranslasi,atau ekson, mRNA.
Selain pemotongan,ujung 5’ pada hasil transkripsi harus diberi tudung dengan nukleotida guanine termetilasi. Poliadenilasi akan menghasilkan penambahan ekor poli(A) yang terdiri dari 40 -200 residu pada ujung 3’ hasil transkripsi.
3. Perlengkapan Translasi
Sekuens nukleotida dalam mRNA diubah melalui perlengkapan translasi menjadi sekuens asam amino yang menyusun suatu polipeptida. Perlengkapan ini antar lain tRNA dari ribosom(yang mengandung tRNA dan kumpulan protein yang unik). Fungsi tRNA adalah sebagai pengadaptasi antara kodon dan asam amino. RNA transfer mengandung kira-kira 80 nukleotida dan mempunyai jenis struktur sekunder yang umum (daun semanggi)dimana rantainya melipat kebelakang untuk menghasilkan jumlah perpasangan basa intramolekularyang maksimal.
Walaupun sedikitnya terdapat satu tRA untuk setiap asam amino,tidak ada pemisahan satu untuk setiap kodon. Hipotensi goyangan (wobble hypothesis) penyebabkan pembentukan pasangan basa yang tidak biasa antara basa pada posisi ketiga kodon (ujung 3’ triplet) dengan posisi pertama antikodon. Kemungkinan terbentuknya lebih dari satu jenis pasangan pada posisi ini menjelaskan fakta bahwa bila terdapat lebih dari satu kodon untuk suatu asam amino tunggal,maka pebedaannya biasanya pada posisi ketiga. Perekatan asam amino ke tRNA yang tepat dikerjakan dengan bantuan aminoasil-tRNA sintetase dan hidrolisis ATP. Setiap asam amino mempunyai enzim yang spesifik yang berbeda dengan enzim untuk asam amino lainnya,dan enzim ini akan mengenali semua tRNA untuk asam amino tersebut. Tahap pertama,yaitu aktivasi asam amino,menghasilkan pembentukan antara zat aminoasil-AMP-enzim. Pada tahap kedua,gugus aminoasil dipindahkan ke tRNAnya yang sesuai,asam amino dihubungkan dengan tRNA ini melalui ikatan ester. RNA kurir dan tRNA teraminoasilasi (bermuatan) berinteraksi dalam ribosom. Ribosom terdiri dari subunit kecil dan besar. Subunit kecilnya mempunyai peranan khusus dalam menginisiasi sintesis polipeptida.
Proses translasi suatu pesan RNA kedalam rantai polipeptida terjadi melalui tiga tahap: inisiasi,elongasi,dan terminasi. Inisiasi melibatkan interaksi dari subunit 30S didaerah terdepan (leader) pada mRNA,yaitu sekitar 20 atau lebih nukleutida sebelum kodon inisiasi,AUG.tRNA inisiator khusus dimuati dengan metionin menempati tapak peptidil (tapak p) pada ribosom. GTP yang terikat kedalam kompleks inisiasi 30S terhidrolisis menjadi terlepas ketika berikatan dengan subunit 50S . pada tahap ini,tapak aminoasil-tRNA (tapak A),yang mampu menampung aminoasil-tRNA,menjadi kosong.
Tahap berikutnya melibatkan elongasi (pemanjangan)rantai polipeptida salah satu komponen dari subunit 50S adalah peptidiltransferase,yang mengirimkan Met pertama (dan pada reaksi selanjutnya,mengirimkan peptide) dari tapak P ke tapak A. untuk melakukan hal ini,ikatan ester menghubungkan Met dengan tRNA –nya terputus dan aminoasil – tRNA yang berdekatan (AA2 –taRNA).
Protein merupakan polimer yang panjang dari asam-asam amino. Suatu protein biasanya mengandung sampai 20 asam amino yang berbeda-beda.asam. asam amino kecuali glycin mengandung satu atom yang tidak simetris yang dihubungkan dengan empat gugusan yang berbeda. Biasanya protein mengandung 100-1000molekul asam amino dan mempunyai berat molekul 16000-1000000,yang masing-masing berikatan kovalen yang disebut peptide. Masing –masing ikatan peptide mengandung gugusan karbosil bebas diujung yang satu dan gugus asam amino d ujung lainnya, sedangkan yang lebih dari dua asam amino di sebut polipeptida.
B. Hubungan antara Kromosom, Gen, dn DNA dengan Sintesis
Dalam setiap tubuh makhluk hidup terdapat berjuta – juta sel. Sel merupakan komponen terkecil penyusun makhluk hidup.Dalam setiap sel terdapat nukleus.Dalam nukleus terdapat benda – benda yang mengatur seluruh kegiatan metabolisme tubuh.Benda – benda tersebut disebut kromosom. Kromosom adlah struktur padat yang terdiri atas dua kompenen molekul , yaitu protein dan asam nukleat. Asam nukleat terdiri atas DNA dan RNA .pada DNA terdapat gen yang mengatur metabolisme dalam tubuh.
1. Kromosom
Kromosom terdiri dari benang – benang kromatin yang mudah menyerap warna. Kromosom mudah diamati menggunakan mikroskop saat sel mengalami pembelahan pad tahap metafase.
Kromatid adalah salah satu dari dua lengan hasil replikasi kromosom.Kromonema merupakan benang – benang spiral kromatid yang terlihat selama profase atau kadang – kadang terlihat pada tahap metafase.Kromer adalah struktur berbentuk manik – manik yang merupakan akumulasi mteri kromatin yang kadang – kadang terlihat saat interfase.
Sentromer adalah bagian yang menyempit atau daerah pelekukan pada kromosom.Pada sentromer terdapat kinetokor.Kinetokor adalah bagian kromosom yang merupakan tempat melekatnya benang – benang spindel selama pembelahan inti.Satelit adalah bagian ujung kromosom yang berbentuk bulat.Tidak semua kromosom memiliki satelit.Telomer adalah bagian terujung kromosom yang berfungsi untuk menjaga agar DNA didaerah tersebut tidak terurai.
Dalam setiap sel tubuh , kromosom selalu berpasangan. Pasangan kromosom itu disebut kromosom homolog. Kromosom homolog bersifat diploid karen terdiri atas dua sel kromosom. Kromosom dalam sel kelamin tidak berpasangan sehingga bersifat haploid ( 1 set kromosom ).
Ada dua tipe kromosom dalam setiap sel tubuh, yaitu autosom dan gonosom.
1. Autosom (kromosom tubuh) : tidak menentukan jenis kelamin dan umumnya disingkat A
2. Gonosom (kromosom kelamin) : menentukan jenis kelamin dan terdiri atas kromosom X dan Y.Gonosom ini berfungsi untuk menentukan jenis kelamin individu yang bersangkutan.
Setiap nukleus manusia mempunyai kromosom berjumlah 46 yang terdiri atas 44 autosom dan 2 gonosom. Penulisan simbol kromosom pada laki – laki = 22 AA + XY, sedangkan pada perempuan = 22 AA + XX atau 44 A + XX, Jumlah kromosom pada sel telur yaitu 22 A + X dan jumlah kromosom pada sperma yaitu 22 A + X atau 22 A + Y. penyusun kromosom berdasarkan panjang , jumlah , dan bentuk kromosom disebut kariotipe.2. Gen dan Alel
Apabila diamati menggunakan mikroskop elektron kromosom terdiri atas substansi genetik yang dapat menentukan sifat individu.Substansi tersebut terdiri atas DNA dan RNA.DNA dan RNA membawa informasi genetik berupa basa – basa nitrogen. Segmen DNA tertentu akan mengkode sifat – sifat tertentu. Segmen – segmen DNA tersebut dinamakan gen.
Gen merupakan satuan terkecil substansi genetik. Gen terletak pada kromosom secara teratur dalam satu deretan , Gen berfungsi :
a. Mengatur proses metabolisme individu
b. Menyampaikan informasi genetik dari suatu generasi ke generasi berikutnya.
Gen terletak dalam lokus kromosom yang tersusun berderet secara linear. Gen – gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian pada pasangan kromosom homolog disebut alel. Setiap gen bertanggung jawab mengontrol satu sifat khusus. Suatu gen biasanya dituiskan dengan simbol huruf. Huruf kapital untuk gen pembawa sifat dominan dan huruf kecil untuk pembawa sifat resesif. Susunan gen dalam suatu individu disebut genotip, sedangkan sifat yang tampak disebut fenotip.
3. Asam Nukleat
Kromosom terdiri atas asam nukleat dan protein.Ada dua macam asam nukleat, yaitu DNA dan RNA.
a. DNA (Deoxyribonucleic Acid)
DNA terdiri dari banyak nukleotida (polinukleotida).Setiap nukleotida terdiri atas tida bagian.
1) Gugusan gula ( gula pentosa yang dikenal sebagai deoksiribosa).
2) Asam fosfat (penghubung dua gugusan gula)
3) Basa nitrogen (adenin dan guanin dari golongan purin serta sitosin dan timin dari olongan pirimidin).
DNA merupakan dua rantai polinukleotida yang saling terpilin membentuk double helix. Dalam rantai DNA tersebut, sitosis (C ) selalu dihubungkan dengan guanin (G) oleh tiga ikatan hidrogen. Adenin (A)selalu dihubungkan dengan tmin (T) oleh dua ikatan hidrogen.
Basa nitrogen membentuk rangkaian persenyawaan kimia dengan deoksiribosa menjadi suatu molekul yang disebut nukleosida atau deoksiribonukleusosida.Nukleosida ini berperan sebagai prekursor elementer untuk sintesis DNA.Akan tetapi, sebelum nukleosida membentuk suatu molekul DNA, nukleosida harus bergabung dengan gugus fosfat untuk membentuk suatu nukleotida atau deoksiribonukleotida.
DNA dapat bersifat heterokatalitik.DNA bersifat heterokatalitik karena mampu membentuk RNA melalui sintesis protein.DNA bersifat autokatalitik karena dapat melakukan replikasi mengasilkan DNA baru.
Beberapa enzim yang berperan dalam replikasi DNA , sebagai berikut :
1. Helikase berfungsi untuk menghidrolisis rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal mononukleotida.
2. Polimerase berfungsi untuk merangkai rantai – rantai mononukleotida untuk membentuk DNA baru.
3. Ligase berfungsi untuk menymbung ulir tunggal DNA yang terbentuk.
b. RNA ( Ribonucleic Acid )
RNA merupakan rantai tunggal yang terdiri dari molekul gula D-ribosa (pentosa), gugus fosfat, dan basa nitrogen.Basa nitrogen dalam RNA terdiri atas basa purin yang meliputi adenin (A) dan guanin (G) serta basa primidin yang meliputi urasil (U) dan sintosin (C). Ada tiga tipe RNA sebagai berikut :
1. rRNA (Ribosoma RNA) atau RNA Ribosom rRNA terdapat dalam sitoplasma dan berfungsi dalam sintesin protein. rRNA dapat mencapai 80% dari jumlh RNA sel. rRNA berfungsi untuk mempermudah perkataan yang spesifik antara antikodon trna dengan kodom Mrna selama sitesis protein.
2. mRNA (Messenger RNA) atau RNA Duta mRNA berupa rantai tunggal yang reatif panjang. mRNA dibentuk dalam nukleus dan berfugsi membawa kode genetik (kodon) dari DNA ke ribosom.
3. tRNA (Transfer RNA ) atau Rantai Terpendek tRNA terdapat dalam sitoplasma dan berfungsi menerjemahkan kodon dari mRNA menjadi asam amino. Asam amino dibawa oleh tRNA ke ribosom.Pada salah satu ujung tRNA terdpat tiga rangkaian basa pendek disebut antikodon. Salah satu asam amino tertentu akan melekat pada ujung tRNA yang berseberangan dengan ujung antikkodon. Pelekatan ini merupakan cara agar tRNA berfungsi. Pengurutan asam amino sesuai dengan urutan kodon pada mRNA.
4. Kode Genetik
Kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA untuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan sususan asam amino. Namun, para ahli Genetika memandang bahwa komponen – komponen kode genetiks berupa molekul – molekul mRNA. Kode genetika bersifat degeneratif karena 18 dari 20 macam asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon yang disebut kodon sinonimus.Hanya metionin dan triptofan saja yang memiliki kodon tunggal.
Ekspresi gen merupakan proses penerjemahan en menjadi urutan asam amino. Peristiwa ini terjadi pada saat sintesis protein.Ada dua tahap dalam sintesis protein.Tahap pertama, kode genetika dalam DNA disalin dan menghasilkan satu rantai molekul RNA. Proses ini disebut transkripsi. Transkripsi berlangsung di dalam inti sel. Tahap kedua merupakan sintesis polipeptida dengan urutan spesifik berdasarkan rantai RNA yang dibuat pada tahap pertama, proses ini disebut translasi.
a. Transkripsi
Sintesis RNA dari salah satu rantai DNA yang disebut sense (rantai cetakan). Adapun rantai DNA komplomennya disebut rantai antisense.Rentangan DNA yang di transkripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi.Transkripsi terdiri atas tiga tahap yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.
1) Inisiasi (Permulaan)
Inisiasi dimulai dari prometer yaitu daerah DNA yang merupakan tempatmelekatnya RNA polimerase. Promoter mencakup titik awal (start point) transkripsi yaitu adanya nukleotida yang menunjukkan dimulainya sintesis protein (kodon start). Promoter berfungsi untuk menentukan tempat dimulainya transkripsi dan menentukan satu rantai DNA yang akan digunakan sebagai cetakan.
2) Elongasi (Pemanjangan)
Elongasi terjadi saat RNA bergerak di sepanjang DNA ,pilinan ganda Dnterbuka secara berurutan. Enzim RNA polimerase menambahkan nukleotida dari molekul RNA yang seddang tumbuh disepanjang rantai DNA, Setelah sintesis RNA selesai, rantai DNA terbentuk kembali dan molekul RNA bru terlepas dari cetakkannya.
3) Terminasi (Pengakhiran)
Proses transkripsi akan berhenti setelah sampai pada terminator. Terminator adalah urutan DNA yang berfungsi menghentikan transkripsi (kodom terminasi)
b. Translasi
Dalam translasi, terjadi pamelekatan antara Trna dengan asam amino. Tiap asam amino digbungnkan dengan trna yang sesuai oleh enzim aminoasl-Trna sintetase. Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara anti kodon trna dengan kodon mrna selama sintesi protein .ada tiga tahap dalam translasi sebagai berikut :
1) Inisiasi
Ribosom kecil mengikatkan diri pada mrna dan trna inisiator. Ribosom melekat pada salah satu ujung mrna. Di dekat pelekatan tersebut terdapat kodon start AUG (yang membawa kode untuk membentuk asam amino metionin). Kodon ini memberikan sinyal dimulainya proses tanslasi.
2) Elongasi
Selanjutnya terbentuk asam – asam amino yang berikatan dengan metionin. Molekul rrna dari ribosom subunit besar berfungsi sebagai ezim. Enzim itu mengkatalis pembentukkan ikatan pepida yang menghubungkan polipeptida ke asam amino yang dibawa trna. Setelah itu, trna keluar dari ribosom. Ribosom dan mrna bergerak dengan arah yang sama, kodon demi kodon. Peristiwa ini belangsung sampai terbentuk polipeptida.
3) Terminasi
Elongasi akan berhenti setelah ribosom mencapai kodon stop. Triplet basa kodon stop yaitu UAA, UAG, atau UGA. Kodon stop bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Selanjutnya , polipeptida yang terbentuk lepas ribosom.
C. Pengertian Kode Genetik
genetik ialah kode yang dibawa oleh ARN duta (ARNd) untuk disampaikan kepada ARN transfer (ARNt). Kode genetik di bentuk sesuai dengan urutan basa dalam rantai ADN.
Peran ADN selain sebagai pengendali faktor-faktor keturunan, juga mengatur penyusunan protein yang kegiatannya di atur oleh enzim-enzim tertentu. Enzim itu sendiri adalah protein yang bekerjanya sangat khas.
Sebagai tempat membangun protein-protein itu dalah didalam ribosom. Selanjutnya ADN menyampaikan informasi kepada ribosom untuk sintesis protein yang di perlukan.
Adapun kode-kode perintah atau informasi yang tercermin pada urutan dan pengulangan basa-basa nitrogen yang teratur dalam ADN dibawa oleh ARN. ARN yang menerima perintah dari ADN segera meninggalkan inti pergi ke ribosom, tempat penyusunan protein.
D. Penemu Kode Genetik
Penemu kode genetik yang pertama adalah Marshall Warren Nirenberg (pakar biokimia Amerika Serikat)dan Heinrich Matthaei pada tahun 1960. Eksperimentnya adalah mengamati proses sintesis protein pada bakteri Escherichia colli. Berdasarkan eksperimen di atas serta diperkuat oleh pendapat G.H. Khorara, diketahui bahwa kode genetik merupakan urutan 3 basa nitrogen yang membentuk suatu triple dan disebut kodogen aau kodon.
Nirenberg dan Matthaei (1960) orang yang pertama kali telah berhasil mengemukakan hubungan antara ADN dengan ARN dan kemudian memberi arah kepada pengkodean dengan sistem 3 huruf, dengan mengadakan percobaan-percobaan.
Caranya adalah sebagai berikut : mereka mencampurkan urasil (salah satu basa nitrogen pada ARN) dengan enzim pembentuk ARN.
Dari percampuran ini dihasilkan ARN yang terdiri dari urasil yang disebut poli-U. Selanjutnya bila poli-U dimasukkan ke dalam campuran berbagai asam amino, akan terbentuklah fenilalanin (sejenis asam amino). Dari kejadian ini dapatah ditarik kesimpulan, bahwa kode Urasil-Urasil-Urasil (UUU) yang dibawa oleh ARN itu berarti; “bentuklah protein dari asam amino fenilalanin.” UUU ini kemudian disebut kodon untuk fenilalanin.
E. Mekanisme Penyampain Kode Genetik
Setiap kode (satu kodon) terdiri atas 3 basa N yang letaknya berurutan pada ARNd. Kodon-kodon pada ARNd tersebut harus diterjemahkan oleh ARNt, agar dapat diketahui macam asam amino yang harus diangkutnya.
Contoh : bila kodon pada ARNd berbunyi Urasil-Urasil-Urasil (UUU) maka ARNt harus mengangkut asam amino fenalalanin.
Apabila ADN membentuk kode genetik AUU-CCU-GAC-AGA maka polipeptida yang dapat dibentuk tersusun dari asam-asam amino isoleusin-prolin-aspartik-arginin. Kode genetik untuk seluruh organisme bersifat universal, artinya kode genetik suatu organisme dapat diterjemahkan oeh organisme lain dan membentuk asam amino yang sama.
Contoh : kodon AAA pada sel tubuh manusi pada sel bakteri sama menghasilkan lisin.
F. Macam Asam Amino
Di dalam tubuh manusia terdapat 20 macam asam amino dengan kode genetik yang berbeda-beda. Didalam ARN tidak dijumpai timin, tetapi berdasarkan pola ADN, asam amino tersebut disusun dan dirangkaikan menjadi protein.
G. Tinjuan Umum 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 translasiProtein
v Mekanisme Sintesis Protein
Sintesis protein merupakan proses terbentuknya protein yang terdiri dari 2 tahap yaitu tahap transkripsi dan tahap translasi.
b. Transkripsi
Transkripsi adalah proses menyalin data yang terdapat pada rantai sense (3′–>5″) DNA. Proses ini terjadi di dalam inti sel dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh enzim helikase. Setelah itu penempelan enzim polimerase pada daerah promotor sekuen gen dan barulah enzim polimerase mulai aktif menyalin kode genetik pada rantai sense DNA hingga bagian triplet basa nitrogen yang mengandung informasi untuk mengehentikan proses menyalin.
Hasil dari proses transkripsi adalah mRNA dengan kode pasangan yang terdapat pada rantai sense DNA. Rantai RNA yang mengandung kode ini disebut pula dengan kodon. Jadi mRNA adalah kodon. Setelah proses transkripsi selesai maka m-RNA akan segera bergerak meningggalkan inti sel menuju sitoplasma untuk melakukan proses selanjutnya(translasi).
Tahap transkripsi adalah tahap dimana pada saat pembentukan mRNA di dalam nukleus dari DNA template dengan dibantu oleh enzim polimerase. Tahap translasi adalah tahap dimana mRNA keluar dari inti sel dan bertemu dengan tRNA lalu dibantu oleh Ribosom yang terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Sekarang kita akan membahas satu persatu proses luar biasa itu yang ada didalam setiap sel tubuh kita.Ada dua langkah utama dalam sintesis protein : Transkripsi dan Translasi. Langkah pertama dalam produksi protein adalah transkripsi DNA menjadi molekul mRNA. Proses tersebut dilaksanakan oleh enzim RNA polimerasi. Enzim itu melekat ke DNA pada sekuens nukleotida spesifik yang disebut promotor. Promotor terletak di depan gen yang hendak ditranslasasikan. Sejumlah enzim menstimulasi penbukaan puntiran DNA lokal, dan hal itu memungkinkan RNA polimerisasi memulai transkripsi dari salah satu untai DNA. Dalam sebuah gen, hanya satu untai DNA yang ditranskripsi menjadi mRNA. Untai DNA tersebut dinamakan untai anticoding atau antisense; untai DNA yang tidak ditranskripsikan disebut untai pengkode atau untai sense. Sejumlah gen lain pada molekul DNA yang sama mungkin menggunakan untai lain sebagai cetakan bagi sintesis RNA. Akan tetapi, dalam sebuah gen, RNA polimerase tidak melompat-lompat dari satu untai DNA ke untai lainnya untuk mentranskripsi molekul RNA. Terminasi atau pengakhiran proses transkripsi trjadi ketika RNA polimerase bertemu dengan “sekuens nukleotida terminator” di ujung sebuah gen struktural. Pada sjumlah gen bakteri, suatu protein ksesoris berikatan dengan sekuens terminator dan karenanya membantu dalam hal melepaskan RNA polimerase dari DNA. Mekanisme terminasi transkripsi pada eukariota masih belum diketahui.
Pada sel-sel eukariotik, transkrip mRNA primer di proses
sebelum dilepaskan dari nukleus sebagai molekul-molekul mRNA matang. Pada awalnya kebanyakan transkrip primer eukariotik (pre-mRNA) adalah mosaik dari daerah daerah pengkode (ekson) dan daerah-daerah bukan pengkode ( intron). Sebelum mRNA meninggalkan nukleus untuk menjadi mRNA sitoplasmik yang matang, daerah-daerah bukan pengkode harus disingkirkan secara tepat, dan ekson-ekson harus disambungkan. Sebagai tambahan, sebuah nukleotida guain yang tidak bisa ( disebut cap atau topi/tudung) dilekatkan ke ujung 5’, sedangkan serangkaian nukleotida adenin ( disebut ekor poli-A) dilekatkan keujung 3’ mRNA. Akan tetapi, pada sel-sek prokariotik, tidak ada membran nukelus, dan tidak terjadi pemrosesan mRNA. Kecuali pada arkaebakteria, gen-gen bakteri tidak mengandung intron. Dengan demikian, bakteri dapat memulai translasi mRNA menjadi protein walaupun mRNA belum selesai ditranskripsikan. ( Susan, 2006 )
Jadi pada intinya Transkripsi adalah proses menyalin data yang terdapat pada rantai sense (3′–>5″) DNA. Proses ini terjadi di dalam inti sel dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh enzim ligase. Setelah itu penempelan enzim polimerase pada daerah promotor sekuen gen dan barulah enzim polimerase mulai aktif menyalin kode genetik pada rantai sense DNA hingga bagian triplet basa nitrogen yang mengandung informasi untuk mengehentikan proses menyalin.
Pemindahan kode dari 3′-5′-DNA ke m RNA
Hasil dari proses transkripsi adalah mRNA dengan kode pasangan yang terdapat pada rantai sense DNA. Rantai RNA yang mengandung kode ini disebut pula dengan kodon. Jadi mRNA adalah kodon. Setelah proses transkripsi selesai maka m-RNA akan segera bergerak meningggalkan inti sel menuju sitoplasma untuk melakukan proses selanjutnya(translasi).
c. Translasi
Translasi adalah proses proses penerjemahan kodon menjadi asam amino dan menyambungkan setiap asam amino yang sesuai kodon dengan ikatan peptida menjadi protein. Organel yang aktif melakukan proses penerjemahan kodon adalah ribosom. Setelah ribosom melekat pada triplet kodon maka t-RNA yang berada di sitoplasma akan membawakan asam amino yang sesuai pada kodon.
Dalam langkah kedua pada sintesis protein, ribosom dan kompleks tRNA-metionin (disebut metionil tRNA “bermuatan”) melekat didekat ujung 5’ molekul mRNA pada kodon start atau kodon inisiasi (AUG) pertama dan mulai mentranslasikan sekuens ribonukleotidanya menjadi sekuens asam amino protein. Ribosom terdiri atas tiga molekul rRNA berbeda dan sekitar 50 protein berbeda. Masing-masing asam amino dikodekan oleh setidaknya satu molekul tRNA. Karena kode genetik berdegenerasi, sebenarnya dalam sintesis protein terlibat jauh lebih banyak dari 20 tRNA. Masing-masing asam amino menjadi dilekatkan atau dimuatkan (pada ujung karboksilnya) ke ujung 3’ jenis tRNA-nya sendiri oleh suatu enzim spesifik (amino-asil sintetase). Dengan demikian, ada setidaknya 20 sintetase berbeda, dan tRNA yang “terisi” disebut teraktivikasi atau bermuatan.
Lengkungan (loop) basa-basa yang tak berpasangan di dekat bagian tengah tRNA mengangkut sebuah triplet basa-basa yang bersebelahan, disebut antikodon. Bagian-bagian lain tRNA diduga membentuk pasangan-pasangan basa komplementer dengan rRNA ribosom selama sintesis proein atau berperan sebagai situs-situs pengenala bagi amino-asil sintetase spesifik.
Translasi kebanyakan protein diawali oleh kodon start 5’ AUG 3’, yang menspesifikasikan asam amino metionin. Terdapat dua situs di ribososm bagi rRNA teraktivasi: situs peptidil (situs P) dan situs amino-asil (situs A). Situs P akan dimasuki oleh tRNA bermuatan metionin yang menjadi penginiasi translasi (barangkali dengan melewati situs A). Antikodon 3’ UAC 5’ tRNA berpasangan dengan kodon 5’ AUG 3’ komplementer pada mRNA. Ribosom memegang semua reaktan dalam urutan yang sesuai selama translasi. Situs A dimasuki oleh tRNA bermuatan yang kedua (misalnya, yang dimuati oleh treonin), lagi-lagi melalui perpasangan basa kodon-antikodon yang spesifik. Sebuah ikatan peptida terbentuk di antara dua asama amino bersebelahan melalui kerja suatu bagian enzimatik ribosom yang disebut peptidil transferase.
Pada bakteri, tampaknya RNA ribosomal-lah yang bertanggung jawab bagi pembentukan ikatan peptida. Ini adalah sebuah contoh aktifitas ribozim. Ikatan amino-asil yang menghubungkan metionin dengan tRNA-nya apatah ketika ikatan peptida terbentuk. Metionil-tRNA yang kini “tak bermuatan” di situs P pun terlepas (biasanya akan teraktivasi lagi). Ribosom bergeser (bertranslokasi) sejauh tiga nukleotida di sepanjang mRNA menuju posisi kodon terbuka baru yang terletak di situs A yang kosong, seraya menggerakkan tRNA bermuatan-thr (yang kini melekat ke sebuah dipeptida) dari situs A ke situs P. Situs A dimasuki oleh tRNA ketiga (misalnya, yang dimuati oleh fenilalanin); terbentuk ikatan peptida di antara asam amino kedua dan ketiga; tRNA kedua dari situs P; translokasi ribosom di sepanjang mRNA menampakkan kodon berikutnya bagi arginin di situs A seraya menggeser tRNA bermuatan-phe (yang kini membawa sebuah tripeptida) dari situs A ke situ P; dan demikian seterusnya. Pada akhirnya, sistem tersebut mencapai satu atau lebih kodon nonsense atau kodon stop (UAA, UAG atau UGA), sehingga rantai polipeptida dilepaskan dari tRNA terakhir, tRNA terakhir dilepaskan dari ribosom, dan ribosom dilepaskan dari mRNA. Dengan demikian, ujung 5’ mRNA sama dengan ujung amino rantai polipeptida; ujung 3’ mRNA sama dengan ujung karboksil rantai polipeptida.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Proses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi. Seperti kita ketahui DNAsebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon. Saat menjelang proses transkripsi berjalan, biasanya didahului signaldari 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 bersifat antiparalel. Antar sulur
- utas nukleotida berikatan pada basa N Ikatan H3.
3. Agar dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi, DNA harus melakukan replikasiatau 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 Rio Nucleic Acid (mRNA ) melalui proses trankripsi, mRNA membawa cetakan informasi ke ribosom dalamsitoplasma, Ribosom kemudian melakukan proses penerjemahan (translation) denganmenggunakan informasi cetakan tersebut untuk mensintesis protein.
5. Sintesa protein adalah penyusunan amino pada rantai polipeptida. Replikasi adalah proses duplikasi DNA secara akurat . Replikasi terjadi dengan proses semikonservatif karena semua DNA double helix. Transkripsi merupakan sintesis RNA berdasarkan arahan DNA. Translasi merupakan sintesis polipeptida yang sesungguhnya, yang trejadi berdasarkan arahan mRNA. Siklus urea merupakan bagian dari siklus nitrogen, yang meliputi reaksi konversi amonia menjadi urea.
B. Saran
Semoga makalah ini dapat menjadikan tambahan ilmu bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya . Namun , penulis juga membutuhkan kritik yang membangun untuk menjadikan tambahan ilmu bagi penulisnya.
DAFTAR PUSTAKA
Almatsier, S..2003. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta : Gramedia
Campbell, Neil A. 2010. BIOLOGI Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Kimball, John W. 1992. BIOLOGI. Jakarta: Erlangga
McGilvery,Robert W., 1996. Biokimia Suatu Pendekatan Fungsional. Surabaya:
Airlangga University Press.
Poedjiadi,Anna.2006.Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta : Universitas Indonesia
Stryyer Lubert ,2000.Biokimia Edisi 4.Jakarta:Penerbit Buku Kedokteran EGC
WWW.en.wikipedia.org/wiki/protein-biosynthesis.
Demikianlah Artikel MAKALAH SINTESIS PROTEIN
Sekianlah artikel MAKALAH SINTESIS PROTEIN kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.
Anda sekarang membaca artikel MAKALAH SINTESIS PROTEIN dengan alamat link https://contoh-definisi-pengertian.blogspot.com/2016/01/makalah-sintesis-protein.html