MAKALAH BIOKIMIA ANABOLISME PROTEIN

MAKALAH BIOKIMIA

ANABOLISME PROTEIN

Dosen Pengampu:

Ria Ramadani DA, S.Kep.

Disusun Oleh:

Terry Angria Putri Perdana     (13620091)

Nur Roqi Dunyana A.             (13620092)

Mamluatul Faizah                   (13620101)

Ana Faiqotul M.                      (13620103)

Nanik Nur Agustin                 (13620106)

Ahmad Zainuri                        (13620107)

M. Rizqi Ngadzimul F.           (13620113)

 

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) MAULANA MALIK IBRAHIM

MALANG

2014 

BAB I

PENDAHULUAN

                                                                                     

1.1. Latar Belakang

Protein berasal dari bahasa Yunani yaitu Protos yang berati “yang paling utama”. Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer Asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul Protein mengandung karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N) dan kadang kala sulfur (S) serta fosfor (P). Protein berfungsi sebagai zat utama pembentuk dan pertumbuhan tubuh. Sebagai zat utama pembentuk maksudnya Protein merupakan zat utama pembentuk sel-sel tubuh dan digunakan sebagai sumber energi jika berkurang karbohidrat dan lemak di dalam tubuh. Kebanyakan Protein merupakan enzim atau subunit enzim.

Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi didalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Secara umum, metabolism memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik, yaitu katabolisme dan anabolisme. Kedua arah lintasan metabolisme diperlakukan setiap organism untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat oleh senyawa organik yang disebut sebagai enzim. Pada senyawa organik, penentuan arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.

            Menurut Poedjiadi (1994). Bahwasannya dalam kehidupan protein memegang peranan yang penting pula. Proses kimia dalam tubuh dapat berlangsung dengan baik karena adanya enzim, suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalisator. Disamping itu hemoglobin dalam butir-butir darah merah atau eritrosit yang berfungsi sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh bagian tubuh, adalah salah satu jenis protein. Demikian pula zat-zat yang berperan untuk melawan bakteri penyakit atau yang disebut antigen, juga suatu protein. Peranan protein dalam tubuh akan dibahas dalam bab-bab yang berhubungan dengan hal tersebut.

            Zat protein dapat di temukan di sekeliling kita, Protein juga merupakan asupan gizi bagi tubuh manusia, zat protein dapat didapatkan pada makanan seperti halnya telur, ikan, daging ayam, dan lain-lainnya yang akan dicerna dalam lambung dan usus menjadi asam-asam amino, yang diabsorbsi dan dibawa oleh darah ke hati.

1.2. RumusanMasalah

Rumusan masalah dari makalah yang berjudul “Katabolisme Protein” ini adalah :

1. Bagaimana proses anabolisme protein?

1.3. Tujuan

Tujuan dari makalah yang berjudul “Katabolisme Protein” ini adalah :

1.Untuk mengetahui proses anabolisme

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Anabolisme Protein

Anabolisme protein merupakan pembentukan protein alias sintesis protein. Molekul protein tersusun atas beberapa ratus molekul asam amino yang berikata satu dengan yang lainnya melalui ikatan peptide serta mengikuti suatu urutan tertentu. Oleh karena itu biosintesis protein terjadi dalam sel merupakan reaksi kimia yang kompleks dan melibatkan beberapa senyawa penting terutama DNA dan RNA. Dalam makalah ini akan dijelaskan nantinya secara lebih lanjut anabolisme protein, di mana ada dua tahapan yaitu transkripsi dan translasi.

2.2 Transkripsi

Transkripsi  (transcription) adalah sintesis RNA di bawah arah DNA. Kedua asam nukleat menggunakan bahasa yang sama, dan informasi hanya ditranskripsi, atau disalin, dari satu molekul menjadi molekul lain. Selain menjadi cetakan untuk sintesis untai komplementer baru saat replikasi DNA, untai DNA juga dapat berperan sebagai cetakan utama untuk merakit sekuens nukleotida RNA komplementer. Untuk  gen pengode protein, molekul RNA yang dihasilkan merupakan transkrip akurat dari instruksi pembangunan protein yang dikandung oleh gen, mirip dengan transkripsi kuliah yang merupakan catatan akurat dari nilai-nilai anda. Seperti transkrip anda, molekul RNA transkrip bisa dikirimkan dalam banyak salinan. Tipe molekul Rna ini disebut RNA duta (messenger, RNA,mRNA) karena mengandung pesan genetik dari DNAke mekanisme penyintesis protein sel. (Transkripsi merupakan istilah umum untuk sintesis RNA jenis apapun dengan cetakan DNA.

Transkripsi terjadi di dalam nukleus dan mRNA ditranspor ke sitoplasma, tempat translasi terjadi. Namun sebelum bisa meninggalkan nukleus, transkrip RNA eukariot dari gen pengode protein menghasilkan pre-mRNA,dan pemrosesan lebih lanjut menghasilkan mRNA akhir. Awal transkrip RNA dari gen apa pun, termasuk yang mengodekan RNA yang tidak ditranslasi menjadi protein, secara umum disebut transkrip primer (primary transcript).

Secara umum mekanisme transkripsi pada eukaryot serupa dengan yang terjadi pada prokaryot. Proses transkripsi diawali (diinisiasi) oleh penempelan faktor0faktor transkripsi dan kompleks  RNA polymerase pada daerah promoter.

DNA berisi informasi genetik dalam sel, tetapi protein tidak dibuat langsung dari DNA. Molekul RNA harus dibuat dahulu dari DNA. Proses pembuatan RNA dari DNA disebut transkripsi. Transkripsi membutuhkan RNA polimerase.

                          

Mekanisme dasar sintesis RNA

Transkripsi (sintesis RNA) dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu:

1.      Faktor-faktor pengendali transkripsi menempel dibagian promoter, misalnya RNA polimerase (inisiasi)

2.      Pembentukan kompleks promotor terbuka (open promoter complex). Tidak seperti replikasi di mana DNA benar-benar dibuka, pada transkripsi pilinan Dna dibuka namun masih tetap di dalam RNA polimerase.

3.      RNA polimerase membaca DNA cetakan (template) dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplomenter (elongasi).

4.      Setelah pemanjangan untaian RnA, diikuti dengan terminasi yang ditandai dengan lepasnya RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi( terminasi).

Baik prokariot maupun eukariot, prinsip yang harus dipegang adalah:

1.      Prekursor untuk sintesis RNA ada 4 macam ribonuleotida: 5’-trifosfat ATP, GTP,CTP, dan UTP (tidakada timin pada RNA).

2.      Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama dengan replikasi DNA yaitudengan arah 5’-3’(5’PO4 ke 3’-OH).

3.      Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA templte

4.      Untai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya satu untai.

5.      Hasil transkripsi berupa molekul RNA untai tunggal.

Gambar urutan nukleotida hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA template. RNA polimerase bekerja dengan membaca template dengan arah 3’—5’, namun sintesis mRNA adalah dar 5’—3’.

            Faktor-faktor pengendali transkripsi, salah satunya adalah faktor transkripsi. Terdapat lebih dari 50 protein berbeda dari faktor transkripsi berikatan pada situs promoter, umumnya pada sisi 5’ dari gen yang akan ditranskripsi. Kemudian enzime RNA polimerase berikatan ke komplrksn dari faktor Transkripsi, bekerja sama untuk membuka DNA. RNA polimerase bekerja dengan membaca template dengan arah 3’—5’, namun mRNA dari 5’—3’. RNA polimerase berjalan sepanjang template DNA, membangun ribonukleotida yang disuplai dari bentuk trifosfat dengan prinsip pasangan basa. Ketika bertemu G, maka pada RNA dimasukkan C, G-C, T-A, A-U (U, dari uridine triphosphate, UTP). Tidak ada T pada RNA. Ketika transkripsi selesai, transkrip (mRNA) dilepaskan dari polimerase lepas dari DNA.

A.    Transkripsi prokariot

            Salah satu ciri prokariot adalah adanya struktur operon. Operon adalah organisasi dari beberapa gen yang ekspresinya dikendalikan oleh suatu promotor. Misal operon lac, pada metabolisme laktosa E-coli. Masing-masing gen struktural mempunyai kodon inisiasi dan kodon terminasi, tetapi ekspresinya dikendalikan oleh satu promoter yang sama. Pada waktu ditranskripsi, operon lac akan menghasilkan satu mRNA yang membawa kode genetik untuk 3 polipeptida berbeda, disebut dengan mRNA polisistronik. Masing-masing polipeptida akan ditranslasi secara independen dari satu untaian mRNA yang sama.

           

Struktur Gen prokariot

            Gen prokariot tersusun atas promoter, gen struktural,dan terminator. Promoter adalah urutan DNA spesifik yang berperan dalam mengendalikan transkripsi gen struktural dan terletak di daerah upstream (hulu) dari bagian struktural gen. Fungsi promoter adalah sebgai tempat awal pelekatan enzim RNA polimerase yang nantinya melakukan transkripsi pada bagian gen struktural. Salah satu bagian penting promoter disebut sebagai pribnow box pada urutan nukleotida -10 dan -35 disebut juga Tata box. Print box berperan dalam mengarahkan enzim RNA poymerase sehingga transkripsinya adalah dari ujung 5’-3’. Selain itu, daerah ini merupakan tempat pembukaan heliks DNA untuk membentuk kompleks promoter yang terbuka.

            Operator merupakan urutan nukleotida yang terletak diantara promoter dan bagian struktural dan merupakan tempat pelekatan protein represor (penekan atau penghambat gen). Jika ada represor yang melekat dioperator maka RNA polimerase tidak bisa jalan dan ekspresi gen tidak bisa berlangsung. Selain adanya supresor ada juga enchancer. Jika supersor untuk menghambat, kebalikannya enhancer meningkatkan transkripsi dengan meningkatkan jumlah RNA polimerase. Namun letaknya tidak pada lokasi yang spesifik, ada yang jauh dari upstream atau bahkan down stream dari titik awal transkripsi.

            Codung region (gen struktural) merupakan bagian yang mengkode urutan nukleotida RNA. Transkripsi dimulai dari sekuens inisiasi transkripsi (ATG) sampai kodon stop (TAA/TGA/TAG). Pada prokariot tidak ada sekuens penyisip (intervening sequences atau intron, yang tidak dapat diekspresikan) sehingga semuanya berupa berupa ekson (urutan nukleotida yang mengkode asam amino). Tidak semua gen mengkode asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Gen dibagi menjadi 3 kelompok yaitu gen yang mengkode protein, mengkode ribosom (rRNA) dan gen mengkode transfer-RNA (tRNA). Gen yang mengkode rRNA dan tRNA hanya akan ditranskripsi dan tidak pernah ditranslasi karena diperlukan dalam proseos ekspresi genetic adalah molekul RNA-nya. rNA, digunakan untuk menyusun ribosom (tempat sintesis protein) sedangkan tRNA berfungsi membawa molekul asam amino spesifik yang akan dirangkai menjadi polipeptida dalam sintesis protein.

            Terminator, adalah bagian gen yang terletak disebelah hilir dari gen struktural. Fungsinya adalah memberikan signal pada enzim RNA polimerase agar menghentikan proses transkripsi. Signal terminasi dicirikan oleh struktur jepit rambut/hairpin dan lengkungan yang kaya akan urutan GC yang terbentuk pada molekul RNA hasil transkripsi.

            Rna polymerase, merupakan enzim yang mengkatalisis proses transkripsi.

Mekanisme transkripsi pada eukariot

            Tahapan transkripsi terdiri dari inisiasi, elongasi dan terminasi

Inisiasi. Transkripsi dimulai dengan penempelan RNA polimerase holoenzime pada bagian promoter. RNA polimerase menuju ke promoter atas bantuan faktor σ yang mampu menemukan promoter suatu gen. Bisa diartikan RNA polimerase adalah peasawat, faktor sigma adalah antenanya, promoter adalah bandaranya. Pada prokariot, RNA polimerase menempel secara langsung pada DNA di sdaerah promotertanpa melalui ikatan dengan protein lain (pada eukariot proteindibutuhkn sangat banyak).

            Kemudian bagian DNA yang berikatan dengan RNA polimerase membentuk struktur gelembung transkripsi (transcription bubble yang stabil. Selanjutnya adalah penggabugan beberapa nukleotida awal sekitar 10 nukleotida. Basa-basa RNA yang digabung membentuk ikatan hidrogen dengan basa dNA cetakan. Selanjutnya adalah pelepasan sub unit σ setelah terbentuk molekul RNA sepanjang 8-9 nukleotida. Terjadi perubahan konfirmasi holoenzime jadi core enzym (tanpa faktor σ). Faktor σ selanjutnya dapat digunakan lagi dalam proses inisiasi transkripsi selanjutnya (dapat digunakan oleh enzime inti RNA polimerase lain).

             Pada elongasi, nukleotida ditambahkan secara kovalen pada ujung  3’ molekul RNA yang baruu terbentuk dengan arah 5’-3’ pada ikatan fosfodiester. Nukleotida RNA yang ditambahkan bersifat komplementer dengan nukleotida untai DNA cetakan.

           

 Penghentian transkripsi (terminasi) ada 2 macam yaitu:

1.      Rho-independent yaitu terminasi yang dilakukan tanpa harus melibatkan protein khusus, namun ditentukan oleh adanya urutan nuklotida tertentu pada bagian terminor

2.       Rho-dependent yaitu terminasi memerlukan protein rho. Faktor rho terikat pada RNA transkrip kemudian mengikuti RNA polimerase sampai ke daerah terminator. Faktor rho membentuk destabilisai ikatan RNA-DNA hingga akhirnya RNA terlepas.

B.     Transkripsi Eukariot

Gen-gen pada eukariot bersifat monositronik, artinya satu trinskrip yang dihasilkan hanya mengkode satu macam produk ekspresi. Pada eukariot tidak dikenal namaya operon karena satu gen struktural dikendalikan oleh satu promoter. Secara umum hampir sama prokariot dan eukariot yaitu adanya promotor, bagian struktural dan teminator. Bagian yang membedakan adalah pada struktural gen. Bagian struktural/coding region pada eukariot ada bagian intron dan eksaon.imtron merupakan sekuens yang tidak mengkode asam amino. Bagian ini akan dibuang saat RNA processing. Ekson merupakan sekuen yang dikode menjadi asam amino.

Mekanisme transkripsi pada eukariot

      RNA polimerase pada eukariot bermacam-macam yaitu RNApolmerase I( mentranskrip gen kelas I yaitu rRNA kecuali 5s rrnA), RNA polimerase II (mensintesis mRNA dan small nulear RNA/snRNA yang diperlukan  pada saat RNA spicing) dan polimerase III (mentranskrip gen kelas III yaitu tRNA,5s rRNA) yang terlibat pada transkrip semua gen polimerase II.

      Berbeda dengan prokariot, RNA polimerase tidak menempel secara langsung pada DNA di daerah promoter namun melalui perantara protein-protein lain disebut faktor transkripsi/transcription factor (TF). TF ada 2 macam yaitu ada yang umum dan ada yang khusus.TF umum berfungsi mengarahkan RNA polimerase ke promoter . TF umum meliputi TF II A, B, D, E, F, H, J (transcription factors regulating Rna pol II). Penempelan RNA polimerase ada promoter oleh daktor transkripsi umum hanya menghasilkan transkripsi pada arah dasar (basal level). Pengaturan yang lebih spesifik dilakukan oleh FT yang khusus untuk suatu gen.

Struktur umum dari gen eukariot

Proses pasca transkripsi

      Pre-mRNA yang dihasilkan dari prose transkripsi tidak langsung dikeluarkan ke sitoplasma untuk ditranslasi namun harus dimodifikasi terlebih dahulu

1.      Pemberian topi (Capping) dan ekor (poliadenilasi)

Setiap ujung molekul pre-mRNA dimodifikasi dengan cara tertentu. Ujung 5’ yaitu ujung depan, pertama kali dibuat saat transkripsi segera ditutup dengan nukleotida guanin (G) yang termodifikasi. Fungsi pemberian topi ini :

a.       Ujung ini melindungi mRNA dari degradasi enzim hidrolisis.

b.      Setelah mrNA sampai di sitoplasma, ujung 5’ berfungsi sebagai bagian dari tanda “letakan disini” untuk ribosom

c.       Pada ujung 3’ suatu enzim menambahkan ekor polia (A) yang terdiri dari 30-200 nukleotida adenin. Ekor poli (A) berfungsi mempermudah ekspor mRNa dari nukleus.

Capping dan pemberian ekor pada mRNA

            Poliadenilasi merupakan proses penambahan poliA (rantai AMAP) pada ujung 3’ nukleotida mRNa. Fungsinya untuk meningkatkan stabilitas mRnA dan meningkatkan efisiensi translasi.

2.3 Translasi

Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Rna yang ditranslasi adalah mRNA, sedangkan tRNA dan rRNA tidak di ranslasi. Molekul rRNA adalah suatu molekul penyusun ribosom yaitu organel tempat berlangsungnya sistesis protein, sedangkan tRNA adalah pembawa asam-asam amino yang kan disambungkan menjadi rantai polipeptida.

            Beberapa tipe RNA yang disistesis di nukleus pada sel eukariot, yang menarik sebagia berikut:

1.    Messenger RNA (mRNA). mRNA kemudian bisa ditranslasi menjadi polipeptida

2.    Ribosomal RNA (C). rRNA digunakn untuk membangun ribosom, yaitu mesin untk mensintesis protein pada saat translasi mRNA.

3.    Transfer RNA (tRNA), yaitu molekul RNA yang membawa asama mino selam pembentukan polipeptida

4.    Small nuclear RNA (snRNA). Transkipsi DNA dari gen menjari mRNA, rRNA, dan tRNA perkusor menghasilkan molekul dengan struktur yang besar disebut “primary transcripton”. Molekul ini harus diproses dalam nukleus untuk menghasilkan molekul fungsional untuk di ekspor ke sitosol. Beberapa tahapan proses ini banyak melibatkan snRNA

5.      micro RNA (miRNA). Molekul RNA yang sangat kecil (~22nulkeotida) yang terlihat pada regulasi ekspresi mRNA.

Molekul mRNA merupakan transkrip urutan DNA yang menysusun suatu gen dalam bentuk ORF (open reading frame, kerangka baca terbuka). Ciri-ciri ORF:

a)      Kodon inisasi translasi, yaitu ATG (pada DNA) atau AUG (pada mRNA)

b)      Serangkaian urutan nukleotida yang mneyusn banyak kodon

c)       Kodon terminasi translasi yaitu TAA, TAG, TGA (pada DNA) atau UAA, UAG, UGA (pada RNA).

Kodon (kode genetik) adalah urutan nukloetida yang terdiri dari 3 nukloetida berurutan sehingga sering disebut sebagai triplet codon yang menyandi suatu asam amino tertentu. Kodon inisiasi translasi merupakan kodon untuk asam amino metionin yang mengawali struktur suatu polipeptida (protein). Pada prokariot, asam amino awal tidak berupa metionin tetapi formi metioni (fMet). Dalam proses translasi, rangkaian nukleotida pada mRNA akan dibaca tiap tiga nukleotida sebagai sutu kodon untuk satu asama mino, dan pembacaan dimulai dari urutan kodon metionin

Gambar ilustrasi translasi kodon

Translasi berlangsung di dalam ribosom, ribosom di sususn oleh molekul-molekul rRNA dan beberapa macam protein.  Ribosom tersusun atas dua sub unit yaitu sub unit kecil dan sub unit besar. Pada eukariot, sub unit kecil mempunyai koefisien sedimentasi sebesar 30S (unit Svedrerg) dan sub unit besar 50S, pada eukariot yaitu 50S dan 70S. Pada prokariot, ribosom tersebar di seluruh bagian sel, sedangkan pada eukariot ribosom terletak di sitoplasma khisusnya pada bagian memran retikulum endoplasma.

Gambar ribosom pada eukariot da prokariot

Pada eukariot, translasi sudah mulai sebelum proses transkripsi (sintesis mRNA) selesai dilakukan. Dengan demikian proses transkripsi dan translasi berlangsung hampir serempak. Sebaliknya, pada eukariot proses trnslasi baru dapat berlangsung jika proses transkripsi (sintesis mRNA yang matang) sudah selesai dilakukan. Proses transkripsi pada eukariot berlangsung di dalam inti sel, sedangkan translasi berlangsung dalam ribosom yang ada dalam sitoplasma. Setelah sintesis mRNA selesai, selanjutnya mRNA keluar dari intu sel menuju sitoplasma untuk bergabung dengan ribosom.

Proses Translasi

Proses translasi berlangsung melalui 3 tahapan utama :

1.    Inisiasi (initiation)

2.    Pemanjangan (elongation) poli asam-amino

3.    Pengakiran (termination)

Perangkat translasi yaitu molekul tRNA (aminoasil tRNA) yang berfungsi membawa asama amino spesifik. Terdapat sekitar 20 macam tRNA yang masing-masing membawa asam amino spesifik karena di alam ada sekitar 20 asam amino yang menyusun protein alami. Enzim yang mengikatkan antar-asam amino adalah aminosil tRNA sintetase.

Gambar strukur tRNNA aminosil

Inisiasi

Ada beberapa perbedaan dalam hal proses inisiasi translasi antara prokariot dengan eukariot. Pada eukariot kodon inisiasi adalah metionin, sedangkan pada prokariot adalah formil-metionin/fMet. Molekul tRNA inisiator disebut tRNAiMet. Ribosom bersama-sama dengan tRNAiMet dapat menemukan kodon awal dengan cara berikatan dengan ujung 5’ (tudung) kemudian melakukan scanning transkrip ke arah 3’ (arah 5’         3’) sampai menemukan start kodon (AUG). selama scanning, ribosom memulai translasi pada waktu menjumpai sekuen konsensus CCRCCCAUGG (R adalah purin: A/G).

Gambar perbedaan translasi pada prokariotik dan eukariotik

Elongasi

Proses elongasi terjadi dalam 3 tahapan:

1. Pengikatan aminoasil-tRNA pada sisi A (aminoasil) yang ada di ribosom

2. Pemindahan rantai polipeptida yang tumbuh dari tRNA yang ada pada sisi P

(peptidil) ke arah sisi A dengan membentuk ikatan peptida

3. Translokasi ribosom sepanjang mRNA ke posisi kodon selanjutnya yang ada di

sisi A.

Gambar proses elongasi translasi

Proses pemanjangan polipeptida berlangsung sangat cepat. Pada E. Colisintesis polipeptida yang terdiri dari atas 300 asam amino hanya memelrukan waktuselama 15 detik. Ribosom membaca kodon-kodon pada mRNA dari ujung 5’ 3’.Hasil proses translasi adlah molekul poliptida yang mempunyai ujung amino dan ujungkarboksil. Ujung amino adalaah ujung uang pertama kali disntesis dan merupakanhasil penerjemahan kodon yang terletak pada ujung 5’ pada mRNA, sedangkan ujungyang terakhir disitesis adlah gugus karboksil, hasil terjemahan kodn yang terletak padaujung 3’ pada mRNA.

Terminasi

Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari ketiga kodon terminasi (UAA, UGA, UAG) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom. Dalam keadaan normal, tidak ada aminoasil-tRNA yang membawa asam amino sesuai dengan ketiga kodon tersebut. Oleh karena itu, jika ribosom mencapai salah satu dari ketiga kodon terminasi tersebut, maka proses translasi berakhir.

Proses Pasca-Translasi

Selama proses translasi dan sesudahnya, rantai polipeptida yang terbentuk mulai menggulung dan melipat secara spontan membentuk protein fungsional dengankonformasi yang spesifik. Konformasi ini berupa suatu molekul tiga dimensi dengan struktur skunder dan tersier. Pelipatan protein dibantu oleh suatu protein chaperon. Langkah tambahan yang dilakukan sebelum dikirim ke target adalah memberikan modifikasi secara kimiawi. Pada asam amino tertentu dilakukan penambahan gula, lipid, gugus fosfat atau penambahan penambahan lain. Pada beebrapa kasus, rantai polipetida tunggal dapat membelah secara enzimatik menjadi dua atau lebih potongan, missal insulin. Protein insulin pertama kali disintesis sebagai rantai polipeptida tunggal tetapi menjadi aktif hanya setelah suatu enzim menghilangkan bagian tengah dari rantai tersebut, membentuk protein yang terdiri dari 2 rantai peptida yang terhubung dengan jembatan sulfida.

Polipeptida sinyal mengarahkan beberapa polipeptida eukariotik ke tujuanspesifik di dalam sel. Protein yang akan tetap berada dalam sitosol dibuat pada ribosom bebas. Protein yang ditujukan untuk membrane atau untuk diekspor dari sel , disintesis pada ribosom yang terikat RE. Partikel pengenlan-sinyal mengikatkan diri pada urutan sinyal pada ujung leading dari polipeptida yang sedang tumbuh, yang membuat ribosom dapat mengingkatkan diri pada RE.

Walaupun mekanisme dasar transkripsi dan translasi serupa untuk prokariot dan eukariot, namun terdapat perbedaan penting dalam aliran informasi genetik di dalam sel. Karena bakteri tidak memiliki nukleus, DNA-nya tidak tersegregasi dari ribosom dan perlengkapan pensitesis-protein lainnya. Transkripsi dan translasi dipasangkan dengan ribosom menempel pada ujung depan molekul mRNA swaktu transkripsi masih terus berlangsung. Sebaliknya, dalam sel eukariotik selubung nukleus memisahkan transkripsi dan translasi dalam ruang dan waktu. Transkripsi terjadi di nukleus dan mRNA dikirim ke sitoplasma dimana terjadi translasi. Tetapi sebelum mRNA meninggalkan nukleus, transkripsi RNA dimodifikasi dengan berbagai cara untuk menghasilkan mRNA yang fungsional. Dengan demikian, pada proses 2 langkah ini, transkrip gen eukariotik menghasilkan pre-mRNA, dan pemrosesan RNA menghasilkan mRNA akhir.

Gambar Lokasi terjadinya transkripsi dan translasi pada eukariot

Transkripsi terjadi di nukleus dan mRNA dikirim ke sitoplasma dimana terjadi translasi. Gen memproram sintesis proteinmelalui pesan genetik dalam bentuk mRNA. Dengan kata lain sel diatur oleh rantai perintah molekuler: DNA-RNA-protein.

BAB III

PENUTUP

3.1    Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari penjelasan-penjelasan diatas, antara lain:

1.      Transkripsi adalah sintesis RNA di bawah arah DNA. Transkripsi terjadi di dalam nucleus. Transkripsi dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu:

a)      Faktor-faktor pengendali traskripsi menempel di bagian promoter, misalnya RNA polymerase (inisiasi)

b)      Pembentukan kompleks promoter terbuka (open promoter complex). Tidak seperti replikasi di mana DNA benar-benar dibuka, pada transkripsi pilinan DNA dibuka namun masih tetap di dalam RNA polymerase

c)      RNA polymerase membaca DNA cetakan dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplementer.

d)     Setelah pemanjangan untaian RNA, diikuti dengan terminasi yang ditandai dengan lepasnya RNA polymerase dari DNA yang ditranskripsi.

Baik  prokariot maupun eukariot, prinsip yang harus dipegang adalah:

a)      Prekursor untuk sintesis RNA ada 4 macam ribonuleotida: 5’-trifosfat ATP, GTP,CTP, dan UTP (tidakada timin pada RNA).

b)      Reaksi polimerisasi atau pemanjangan RNA sama dengan replikasi DNA yaitudengan arah 5’-3’(5’PO4 ke 3’-OH).

c)      Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh urutan DNA template

d)     Untai DNA yang berperan sebagai cetakan hanya satu untai

e)      Hasil transkripsi berupa molekul RNA untai tunggal

2.    Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Rna yang ditranslasi adalah mRNA, sedangkan tRNA dan rRNA tidak di ranslasi. Molekul rRNA adalah suatu molekul penyusun ribosom yaitu organel tempat berlangsungnya sistesis protein, sedangkan tRNA adalah pembawa asam-asam amino yang kan disambungkan menjadi rantai polipeptida.

3.    Translasi dibagi tiga, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A. 2002. Biologi Edisi 5 Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Sarmoko. 2011. From Gene to Protein. Yogyakarta: Unsoed Press