makalah sintesis protein

MAKALAH

SINTESIS PROTEIN

Dosen pengampu:try susanti, M. Si

 di susun oleh;Muhammad alfani

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

IAIN SULTHAN THAHA SAIFUDDIN

JAMBI, 04 JANUARI 2013

KATA PENGANTAR

            Puji syukur kepada Allah S.W.T yang telah memberikan karunia-Nya sehingga,penulis dapat menyusun makalah yang berjudul” SINTESIS PROTEIN  “dengan baik.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pengampu mata kuliah’’BIO SEL’’  yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penyusunan makalah ini.Dengan demikian penulis berharap agar makalah ini dapat menambah khasanah pengetahuan baik bagi kami maupun bagi para pembaca dalam memahami konsep pengetahuan lingkungan secara umum.

Makalah ini masih jauh dari kesempurnaan oleh karena itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun,untuk kesempurnaan makalah di masa yang akan datang.Semoga makalah ini dapat menambah khasanah pengetahuan bagi para pembaca.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............................................................................... i

DAFTAR ISI............................................................................................. ii

PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang ................................................................................ 1

B.   Rumusan  Masalah.......................................................................... 2

C.   Tujuan pembahasan......................................................................... 2

PEMBAHASAN

A.   Organel tempat sintesis protein....................................................... 3

1.     Ribosom................................................................................. 3

2.     Struktur ribosom.................................................................... 6

3.     Fungsi ribosom...................................................................... 8

4.     Sintesis protein dalam ribosom.............................................. 8

B.   Mekanisne sintesis protein/fragmen okazaki.................................... 12

                  A.prangkat pelaksana sintesis protein.................................... 12

                  B.tahap dan proses mekanisme sintesis protein...................... 15

      C.  Fungsi protein ............................................................................... 25

PENUTUP

       I.            Kesimpulan...................................................................................... 28

    II.            Saran .............................................................................................. 28

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

A.   latar belakang

         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 ^translasi Protein!

B.   Rumusan masalah

1.    Apa organel tempat terjadi sintesis protein?

2.    Bagaimana proses mekanisme sisntesis protein/fragmen okazaki?

3.    Apa fungsi protein?

C.   Tujuan pembahasan

1.    Mengetahui organel tempat terjadi sintesis protein!

2.    Mengetahui proses mekanisme sisntesis protein/fragmen okazaki!

3.    Mengetahui fungsi protein!

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Organel tempat sintesis protein

1.ribosom

Gbr. Ribosom melekat pada RE dan ribosom bebas

Ribosom adalah suatu organel sel yang banyak menempel pada reticulum endoplasma kasar (REK). Ribosom telibat dalam proses sintesis protein. Pada ribosom akan terjadi proses penerjamahan kode-kode genetik, kodon yang dibawa oleh mRNA. Selama proses penerjemahan ribosom menempel dan bergeser sepanjang molekul mRNA dari ujung 5’-3’. Dalam penerjemahan tersebut akan terlibat tRNA yang membawa anti kodon, tRNA tersebut menggandeng asam amino.

Ribosom merupakan tempat sel membuat atau mensintesisi protein. Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang sangat banyak. Misal, sel hati manusia memiliki beberapa juta ribosom. Tidak mengejutkan jika sel yang aktif dalam mensintesis protein juga memiliki nukleus yang terlihat jelas.

Ribosom ada yang terdapat bebas di sitoplasma atau melekat pada retikulum endoplasma, yang disebut RE kasar. Tiap ribosom terdiri dari 2 sub unit yang berbeda ukuran. Dua sub unit ini saling berhubungan dalam suatu ikatan yang distabilkan oleh ion magnesum.

Pada saat sintesis protein ribosom mengelompok menjadi poliribosom (polisom). Sebagian besar protein dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol. Sedang ribosom terikat umumnya membuat protein yang dimasukkan ke dalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti lisosom atau dikirim ke luar sel.

Ribosom bebas maupun terikat secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat. Sel dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismenya berubah.

Gambar: ribosom bebas dan ribosom trikat

Jumlah ribosom sendiri sangat banyak, tetapi jumlahnya berfariasi tergantung pada macam organismenya. Ribosom dibangun dari molekul protein dan RNA. Hasil pengamatan dengan mikroskop elektron dalam bentuk 3 dimensi dan teknik-teknik pewarnaan tertentu menunjukkan bahwa ribosom sebenarnya adalah gabungan dari sub unit kecil dan sub unit besar.

gbr. Ribosom, memiliki 2 sub unit besar dan kecil

\

Gbr. Ribosom. Sub Unit Kecil dan besar bersatu

2. Struktur ribosom

Gambar: struktur ribosom

Ribosom terbentuk globular dengan dimeter sekitar 250 sampai 350 nm. Ribosom mampu menyebarkan maupun menyerap electron dengan sangat kuat sehingga mikroskop electron dapat digunakan secara intensif untuk meniliti ribosom lebih dalam.sebenarna selain dengan mikrosof electron, ribosom dapat diteliti dengan berbagai cara antara lain dengan defraksi sinar X, sentrifugasi atau pemusingan, maupun dengan imunositokimia. Analisis biokimia juga bias dilakukan untuk mengetahui jumlah dan mengidentifikasi protein-ptein dalam sub unit ribosom.

Ribosom ditemukan baik pada sel prokariota maupun eukariota. Pada sel prokariota ribosom terdapat bebas di sitosol. Sedangkan pada sel eukariota selain terdapat bebas di sitosol juga terdapat di matriks mitokondria, stroma kloroplas atau menepel pada permukaan membrane REK. Hasil penelitian secara biokimia menunjukkan bahwa ribosom sel-sel prokariota memiliki massa molekul yang lebih kecil jika dibandingkan dengan massa molekul ribisom pada sel eukariota . Hasil ini didapat dengan analisis sedimentasi. Analisis ini mendasarkan pada pengukuran laju pengendapan suatu molekul di dalam larutan kental biasanya larutan sukrosa yang dipusing dalam kecepatan yang sangat tinggi. Koefisien sedimentasi dinyatakan dalam S yaitu unit Svedberg, ribosom sel prokariota memiliki koefisien sedimentasi 70S, sedangkan sel eukariota koefisien sedimentasinya 80S. selain koefisien Svedberg, laju pengendapan juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lain yaitu berat molekul, bentuk makromolekul, atau rakitan, makromolekulnya. Beberapa buah ribosom terkadang berkumpul membentuk lingkaran-lingkaran kecil disebut polisom. Hasil pengamatan dengan teknik pewarnaan negatif dan pengamatan dengan mikroskop elektron menghasilkan petunjuk bahwa ribosom terdiri dari dua bagian yang tidak sama besar.

Ribosom sub unit  kecil, tampilannya mirip embrio yaitu seperti memiliki kepala dan badan yang dihubungkan dengan leher yang pendek. Leher tersebut dibentuk dengan takikan (sedikit lekukan) pada  satu sisi dan lekukan yang dalam paa sisi yang lain. Badannya berbentuk batang yang membengkak. Pada subunit kecil terdapat daerah datar pada satu sisi bagian ini menempel pada sub unit.

Analisis kimia pada sub unit-sub unit ribosom tersebut menunjukkan bahwa sub unit besar ribosom sel-sel prokariotik mengandung dua molekul rRNA masine-masing dengan koefisien seimentasi 23S dan 5S selain rRNA juga terdapat 31 sampai 34 macam protein. Sedangkan pada sub unit kecil ribosom hanya menganung sebuah rRNA dengan koefisien seimentasi 16S dan 21 macam protein.pada eukariota, ribosomnya teriri dari 2 sub unit yaitu sub unit besar dan sub unit kecil. Sub unit besar mempunyai 3 buah rRNA masing-masing dengan koefisien sedimentasi 28S, 5S, 8S, dan 5S serta mengandung 45-49 macam protein. sedangkan  sub unit kecil hanya memiliki satu rRNA dengan koefisien sedimentasi 18S dan 33 macam protein.  

3.fungsi ribosom

Ribosom mempunyai fungsi sebagai berikut :

1.     Sebagai tempat sintesis protein.

2.     Protein yang dihasilkan oleh ribosom pada jalinan endoplasma kasar dirembeskan dalam bentuk enzim atau hormon.

3.     Protein yang dihasilkan oleh ribosom bebas digunakan oleh sel itu untuk pembesaran dan memungkinkan tindak balas yang dijalankan di dalam sel itu.

4.sintesis protein dalam ribosom

Gambar: protein sebagai tempat sintesis protein

ribosom dalam proses sintesis protein atau tepatnya perakitan polipeptida. Ribosom seperti telah kita ketahui mempunyai peranan yang sangat menentukan dalam proses perakitan polipeptida. Untuk perakitan polipeptida memerlukan pemandu yang diperlukan untuk menentukan apakah kodon yang terdapat pada mRNA dapat tepat berpasangan dengan anti kodon yang terdapat pada tRNA, sehingga penerjemahannya tidak meleset. Kejadian ini difasilitasi dan dikatalisis oleh ribosom, rRNA yang terkandung dalam ribosom akan bertindak sebagai katalisator. Dalam proses penerjemahan ini sub unit kecil ribosom berperan mengikat mRNA, sedangkan sub unit besar berpern sebagai tempat masuk dan keluarnya tRNA untuk membentuk ikatan polipeptida.

kodon dan anti kodoon molukul mrna akan mengandung adenine (A).urasil (U).guanin (G)dan cytosine (C). Tiga basa ini akan bergabung membentuk kodon misalnya , UUC, merupakan kodon untuk asam amino fenilalanin (phe).UGC, untuk asam amino triptofan (Try), sebagai contohnya mRNA akan menyusun koon-koon tersebut dalam suatu rangkaian misalnya UGC/UUC/UGC/UUC koon-kodon ini akan dibaca Try-Phe-Try-Phe.

Akan dapat di terjemahkan kodon-kodon tersebut harus berpasangan dengan anti koonya. Misalnya A akan selalu bergabung dengan U anti koonnya, demikian jga sebaliknya, seangkan G akan bergabung dengan C. jadi jika koonnya adalah UUC maka anti koonnya adalah AAG. Kalau kodon dimiliki oleh mRNA maka anti kodon omiliki oleh tRNA. tRNA selain memiliki antikodon juga memiliki asam amino. Jadi misalnya kodon mRNA adalah UUC yang berarti harus dibaca fenilalanin maka antikodonnya AAG yang terdapat pada tRNA, menggandeng asam amino maka fenilalanin (Phe), sehingga kodon dan antikodon bersatu maka asam amino yang dibawa adalah sesuai dengan pesanan dari kodon.

Kita dapat membagi translasi, sintesis rantai polipeptida menjadi tiga tahap : inisiasi, elongasi dan terminasi.

1.           Inisiasi

          tRNA yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom. Pertama, sub unit ribosom kecil mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator khusus. Sub unit ribosom kecil melekat pada segmen leader pada ujung 5’(upstream) dari mRNA. Pada arah downstream dari mRNA terdapat kodon inisiasi, AUG, yang memberikan sinyal dimulainya proses translasi. tRNA inisiator yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi.Penyatuan mRNA, tRNA inisiator, dan sub unit ribosom kecil diikuti oleh perlekatan subunit ribosom besar, menyempurnakan proses inisiasi translasi.

2.           Elongasi

Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino ditambahkan satu peratu pada asam amino pertama.

a.     Pengenalan kodon : kodon mRNA pada tempat A dari ribosom membentuk ikatan hydrogen dengan anti kodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang tepat.

b.     Pembentukan ikatan peptida : molekul rRNA dari subunit ribosom besar, berfungsi sebagai ribozim, mengkatalis pembentukan ikatan peptide yang menggabungkan polipeptida memanjang dari tempat P keasam amino yang baru tiba di tempat A. pada tahap ini polipeptida memisahkan diri dari tRNA tempat perlekatannya semula, dan asam amino pada ujung karboksilnya berikatan pada asam amino yang dibawa oleh tRNA ditempat A.

c.      Translokasi : tRNA itempat A, sekarang terikat pada polipeptida yang sedang tumbuh, di translokasikan ketempat P. saat RNA berpindah tempat, antikodonnya tetap berikatan dengan hydrogen pada kodon mRNA, mRNA bergerak bersama-sama dengan anti kodon ini dan membawa kodon berikutnya untuk ditranslasi di tempat A. sementara itu tRNA yang tadinya berada pada tempat P ke tempat E dan dari tempat ini keluar dari ribosom.

3.      Terminasi

Tahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga kodon stop mencapai tempat A di ribosom. Triplet basa yang istimewa ini yaitu UAA, UAG, UGA, tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan transasi. Suatu protein yang disebut sebagai faktor pelepas langsung mengikatkan diri pada kodon stop ditempat A. faktor pelepas ini menyebabkan penambahan molekul air, bukan asam amino, pada rantai polipeptida. Reaksi ini menghidrolisis polipeptida yang sudah selesai ini dari tRNA yang berada ditempat P, melepaskan polipeptida dari ribosom. Sisa-sisa penyusunan translasi kemudian terpisah-pisah.

B.   Mekanisme sintesis protein/fragmen okazaki

A.      Perangkat Pelaksanaan Sintesis Protein

Bahan baku untuk sintesis protein atau polipeptida adalah asam amino. Ada 20 macam asam amino yang dapat dirangkai membentuk polipeptida.

Proses merangkai asam amino menjadi polipeptida dilakukan didalam ribosom dengan bantuan enzim tertentu. Sintesis protein terdiri dari proses transkripsi dan translasi. Transkripsi meliputi pembentukan RNA-d (RNA duta), RNA-r (RNA ribosom), dan RNA-t (RNA transfer). Untuk membahas proses sintesis protein, berikut di uraikan tentang kode genetika, anti kodon, kodon dan macam amino yang dipesannya.

1. Kode Genetika

Kode genetika terdiri dari 3 urutan basa (3 nukleotida) yang terdapat di sepanjang RNA-d. setiap 3 basa memiliki arti khusus sebagai sandi genetika. Urutan 3 basa atau triplet ini biasa disebut dengan kodon. Misalnya urutan AAU,UCA,GUC dan GUA.

2. Anti Kodon

Anti kodon merupakan komplemen dari kodon, pada bagian ujung RNA-t yang tumpul terdapat urutan basa tertentu yang komplemen terhadap kodon. Jika kodon memiliki urutan CAU maka anti kodon memiliki urutan GUA. Ingat bahwa pada RNA, A akan berpasangan dengan U, sedangkan G berpasangan dengan C.

3. Kodon dan Macam Asam Amino yang dipesannya.

Urutan basa baru bisa terbaca jika terdapat kodon AUG. karenanya, kodon AUG disebut sebagai kodon permulaan atau kodon start. Proses sintesis protein akan berakhir jika terdapat kodon UAA, UAG dan UGA. Karenanya, kodon tersebut disebut sebagi kodon terminasi atau penghenti atau kodon stop.

Kodon yang terbaca pada RNA-d akan di datangi oleh RNA-t yang memiliki anti kodon komplemennya. Karena RNA-t membawa asam amino tertentu, maka kodon tertentu dijawab dengan membawa asam amino tertentu pula. Misalnya, kodon UUU akan menyebabkan RNA-t membawa Fenilalanin datang. Artinya, kodon UUU dibawa oleh asam amino Fenilalanin.

Rangkaian kodon yang terdiri dari 3 nukleotida dibutuhkan untuk informasi pembuatan polipeptida tertentu dinamakan sistrom. Setiap kodon pada DNA ataupun transkripsinya pada mRNA akan menentukan jenis asam amino yang akan menyusun polipeptida atau protein.

4. Ribisom

Ribosom adalah lokasi utama berlangsungnya sintesis protein. Ribosom yang fungsional terdiri dari ribosom sub unit besar dan sub unit kecil. Suatu ribosom memiliki suatu tempat pengukatan RNA-d dan 3 tempat pengukatan RNA-t yaitu sisi P (peptide), A (asam amino) dan E (exit).

 b. tahap dan proses Mekanisme Sintesis Protein

Pada tahun 1950, Paul Zamecnik melakukan percobaan untuk mengetahui tahapan dan tempat terjadinya sintesis protein. Paul menginjeksikan asam amino radioaktif ke tubuh tikus dan berhasil menjelaskan tempat terjadinya sintesis protein, yaitu di dalam ribosom. Selanjutnya, penelitian dilakukan bersama dengan Mahlon dan menyimpulkan bahwa molekul RNA pemindah (RNA t) berperan dalam sintesis protein. Akhirnya, Francis Crick menemukan bahwa RNA pemindah harus mengenali urutan nukleotida untuk disusun sebagai asam amino sesuai pemesanan, yang kemudian dibawa oleh RNA pembawa pesan Sintesis Protein.

Tahapan sintesis protein mengikuti aturan dogma sentral, dimana informasi genetik dipindahkan dari DNA ke DNA melalui tahap replikasi. Dari DNA ke RNA melalui tahap transkripsi. Selanjutnya dari RNA ke protein melalui sintesis protein. Sebelum terjadi sintesis protein, DNA pada struktur nukleosom akan lepas dari protein histon oleh bantuan kerja enzim polimerase.

Secara umum, proses sintesis protein meliputi tiga tahapan utama, antara lain:

a. Replikasi DNA

Setiap sel dapat memperbanyak diri dengan cara membelah. Sebuah sel membelah menjadi 2 sel, 2 sel membelah menjadi 4 sel, 4 sel membelah menjadi 8 sel dan seterusnya. Sebelum sel membelah, terjadi perbanyakan komponen-komponen di dalam sel termasuk DNA. Perbanyakan DNA dilakukan dengan cara replikasi. Dengan demikian, replikasi adalah proses pembuatan (sintesis) DNA baru atau penggandaan DNA di dalam nukleus. Pada saat replikasi berlangsung, DNA induk membentuk kopian DNA anak yang sama persis sehingga DNA induk berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan DNA baru Sintesis Protein.

RNA Virus dapat Membentuk DNA

Menurut Baltimore, Mizushima, dan Temin (1970), beberapa virus dapat mensintesis DNA dari RNA hasil cetakan yang berantai tunggal. Enzim yang berperan disebut DNA polimerase bergantung RNA atau Transkriptase Sebaliknya. (Suryo, Genetika, hlm. 101) Sintesis Protein.Replikasi merupakan tahapan rumit yang mengawali sintesis protein. Oleh karena itu, kalian perlu menyimak dengan saksama.

Gambar . Tahapan replikasi DNA.

Proses replikasi dimulai pada beberapa daerah spesifik dari rantai DNA, disebut pangkal replikasi. Beberapa tahapan dan enzim yang berperan dalam sintesis protein, antara lain:

1.     DNA helikase, berfungsi untuk membuka rantai ganda DNA induk.

2.     Enzim primase, membentuk primer yang merupakan segmen pendek dari RNA sebagai pemula untuk terjadinya sintesis protein.

3.     Dari ujung 3´ RNA primer, DNA polimerase menambahkan pasangan basa nitrogen (dari nukleotida-nukleotida) pada rantai tunggal DNA induk dan terbentuk rantai DNA yang bersambungan secara kontinyu (tanpa terpisah-pisah) yang disebut leading strand.

4.     Pada rantai tunggal DNA induk yang lain, DNA polimerase membentuk lagging strand (merupakan keseluruhan rantai kopian DNA yang pertumbuhannya tidak kontinyu) dengan memperpanjang RNA primer-RNA primer di beberapa tempat sehingga membentuk segmen-segmen DNA baru yang saling terpisah. Segmen-segmen itulah yang disebut fragmen Okazaki.

5.     DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer dengan DNA dan enzim ligase menghubungkan segmen-segmen okazaki, sehingga terbentuk salinan DNA baru. Nah, DNA baru yang telah terbentuk (identik dengan DNA induk) akan melanjutkan tahapan untuk mensintesis protein yaitu tahapan transkripsi dan translasi Sintesis Protein.

b. Transkripsi

AND (gen) mencetak ARN-m hanya salah satu molekul AND yang sepasang itu bekerja, disebut AND-acuan  (AND-template). Tiga- tiga basa AND-acuan disebut kodogen, dan tiga-tiga basa yang di cetak pada nukleotida ARN-m di tentangnya di sebut kodon.ARN-m yang di cetak setangkup dengan  AND—acuan,berarti sama dengan AND sebelah lagi (yang bukan mencetak).bedanya hanya G (gula) dengan ribosa,basa timin diganti urasil.

Enzim ARN-polimerase secara setahap demi setahap bergerak pada molekul AND dalam inti sel.di tempat enzim itu sedang berada pasangan double helix terurai lebas dan berlangsung lah pencetakan

Pada tahapan ini, DNA akan membentuk RNA dengan cara menerjemahkan kode-kode genetik dari DNA. Proses pembentukan RNA ini disebut transkripsi, yang menghasilkan 3 macam RNA seperti yang telah kalian ketahui sebelumnya, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA. Transkripsi terjadi di dalam sitoplasma dan diawali dengan membukanya rantai ganda DNA melalui kerja enzim RNA polimerase. Sebuah rantai tunggal berfungsi sebagai rantai cetakan atau rantai sense, rantai yang lain dari pasangan DNA ini disebut rantai anti sense. Tidak seperti halnya pada replikasi yang terjadi pada semua DNA, transkripsi ini hanya terjadi pada segmen DNA yang mengandung kelompok gen tertentu saja. Oleh karena itu, nukleotida nukleotida pada rantai sense yang akan ditranskripsi menjadi molekul RNA dikenal sebagai unit transkripsi Sintesis Protein.

Transkripsi meliputi 3 tahapan, yaitu tahapan inisiasi, elongasi, dan terminasi.

1) Inisiasi (Permulaan)

Jika pada proses replikasi dikenal daerah pangkal replikasi, pada transkripsi ini dikenal promoter, yaitu daerah DNA sebagai tempat melekatnya RNA polimerase untuk memulai transkripsi. RNA polimerase melekat atau berikatan dengan promoter, setelah promoter berikatan dengan kumpulan protein yang disebut faktor transkripsi. Nah, kumpulan antara promoter, RNA polimerase, dan faktor transkripsi ini disebut kompleks inisiasi transkripsi. Selanjutnya, RNA polimerase membuka rantai ganda DNA Sintesis Protein.

2) Elongasi (Pemanjangan)

Setelah membuka pilinan rantai ganda DNA, RNA polimerase ini kemudian menyusun untaian nukleotida-nukleotida RNA dengan arah 5´ ke 3´. Pada tahap elongasi ini, RNA mengalami pertumbuhan memanjang seiring dengan pembentukan pasangan basa nitrogen DNA. Pembentukan RNA analog dengan pembentukan pasangan basa nitrogen pada replikasi. Pada RNA tidak terdapat basa pirimidin timin (T), melainkan urasil (U). Oleh karena itu, RNA akan membentuk pasangan basa urasil dengan adenin pada rantai DNA. Tiga macam basa yang lain, yaitu adenin, guanin, dan sitosin dari DNA akan berpasangan dengan basa komplemennya masing-masing sesuai dengan pengaturan pemasangan basa. Adenin berpasangan dengan urasil dan guanin dengan sitosin.

Gambar , Tahap elongasi transkripsi.

3) Terminasi (Pengakhiran)

Penyusunan untaian nukleotida RNA yang telah dimulai dari daerah promoter berakhir di daerah terminator. Setelah transkripsi selesai, rantai DNA menyatu kembali seperti semula dan RNA polimerase segera terlepas dari DNA. Akhirnya, RNA terlepas dan terbentuklah RNA m yang baru Sintesis Protein.

Pada sel prokariotik, RNA hasil transkripsi dari DNA, langsung berperan sebagai RNA m. Sementara itu, RNA hasil transkripsi gen pengkode protein pada sel eukariotik, akan menjadi RNA m yang fungsional (aktif) setelah malalui proses tertentu terlebih dahulu. Dengan demikian, pada rantai tunggal RNA m terdapat beberapa urut-urutan basa nitrogen yang merupakan komplemen (pasangan) dari pesan genetik (urutan basa nitrogen) DNA. Setiap tiga macam urutan basa nitrogen pada nukleotida RNA m hasil transkripsi ini disebut sebagai triplet atau kodon Sintesis Protein.

c. Translasi

Setelah replikasi DNA dan transkripsi mRNA di dalam nukleus, mRNA dari nukleus dipindahkan ke sitoplasma sel. Langkah selanjutnya adalah proses translasi RNA m untuk membentuk protein. Translasi merupakan proses penerjemahan beberapa triplet atau kodon dari RNA m menjadi asam amino-asam amino yang akhirnya membentuk protein. Urutan basa nitrogen yang berbeda pada setiap triplet, akan diterjemahkan menjadi asam amino yang berbeda. Misalnya, asam amino fenilalanin diterjemahkan dari triplet UUU (terdiri dari 3 basa urasil), asam amino triptofan (UGG), asam amino glisin (GGC), dan asam amino serin UCA Sintesis Protein.

Sebanyak 20 macam asam amino yang diperlukan untuk pembentukan protein merupakan hasil terjemahan triplet dari mRNA. Selanjutnya, dari beberapa asam amino (puluhan, ratusan, atau ribuan) tersebut dihasilkan rantai polipeptida spesifik dan akan membentuk protein spesifik pula Sintesis Protein.

Gambar . Tahapan transkripsi RNA.

Lalu, bagaimana mekanisme translasi tersebut? Langkah-langkah pada proses translasi adalah sebagai berikut:

1) Inisiasi Translasi

Ribosom sub unit kecil mengikatkan diri pada mRNA yang telah membawa sandi bagi asam amino yang akan dibuat, serta mengikat pada bagian inisiator tRNA. Selanjutnya, molekul besar ribosom juga ikut terikat bersama ketiga molekul tersebut membentuk kompleks inisiasi. Molekul-molekul tRNA mengikat dan memindahkan asam amino dari sitoplasma menuju ribosom dengan menggunakan energi GTP dan enzim. Bagian ujung tRNA yang satu membawa antikodon, berupa triplet basa nitrogen. Sementara, ujung yang lain membawa satu jenis asam amino dari sitoplasma. Kemudian, asam amino tertentu tersebut diaktifkan oleh tRNA tertentu pula dengan menghubungkan antikodon dan kodon (pengkode asam amino) pada mRNA Sintesis Protein.

Gambar . Tahap inisiasi translasi.

Kodon pemula pada proses translasi adalah AUG, yang akan mengkode pembentukan asam amino metionin. Oleh karena itu, antikodon tRNA yang akan berpasangan dengan kodon pemula adalah UAC. tRNA tersebut membawa asam amino metionin pada sisi pembawa asam aminonya.

2) Elongasi

Tahap pengaktifan asam amino terjadi kodon demi kodon sehingga dihasilkan asam amino satu demi satu. Asam-asam amino yang telah diaktifkan oleh kerja tRNA sebelumnya, dihubungkan melalui ikatan peptida membentuk polipeptida pada ujung tRNA pembawa asam amino. Misalnya, tRNA membawa asam amino fenilalanin, maka antikodon berupa AAA kemudian berhubungan dengan kodon mRNA UUU. Fenilalanin tersebut dihubungkan dengan metionin membentuk peptida. Nah, melalui proses elongasi, rantai polipeptida yang sedang tumbuh tersebut semakin panjang akibat penambahan asam amino.

Gambar . Tahap elongasi translasi.

Keterangan :

a.     tRNA membawa antikodon AAA & asam amino (fenilalanin)

b.      antikodon AAA berpasangan dengan kodon Mrna

c.       pembentukan ikatan peptida

d.      pemanjangan rantai polipeptida & ribosom siap menerima tRNA selanjutnya.

3) Terminasi

Proses translasi berhenti setelah antikodon yang dibawa tRNA bertemu dengan kodon UAA, UAG, atau UGA. Dengan demikian, rantai polipeptida yang telah terbentuk akan dilepaskan dari ribosom dan diolah membentuk protein fungsional.

Gambar . Terminasi translasi.

C.   fungsi protein

Protein terdiri atas polimer linear dari asam amino dan  terdapat kurang lebih 17% dari jumlah seluruh polimer yang berada di dalam tubuh. Fungsi molekul protein adalah untuk memelihara struktur tubuh (seperti kolagen), untuk fasilitas pergerakan (seperti actin dan myosin untuk kontraksi otot), dalam transportasi (seperti transportasi oksigen oleh hemoglobin, system transportasi pada membran sel), dalam metabolism (seperti enzim), dalam regulasi (seperti factor-faktor pertumbuhan, dan factor-faktor transkripsi), dan dalam fungsi imun (seperti immunoglobulin). Meskipun bermacam-macam fungsi dari protein tubuh, dapat disimpulkan pada satu nomor besar dari perbedaan jenis-jenis protein, setengah dari protein tubuh berisi hanya empat yaitu struktur protein kolagen, actin, dan myosin, dan juga protein transportasi oksigen yaitu hemoglobin.

Protein tubuh didistribusikan ke berbagai organ, dengan jumlah terbanyak (kurang-lebih 40%) dalam jaringan otot. Dalam penambahan untuk daya penggerak dan bekerja, otot protein juga mengandung asam amino yang dapat dimobilisasi saat terjadi stress. Otot protein tidak memiliki bentuk yang berbeda, seperti glikogen, atau lemak, dan kekurangan otot protein akan berdampak pada fungsi protein.

Fungsi jaringan otot adalah memberikan prioritas yang lebih rendah dari pada terhadap fungsi jaringan perut, seperti hati dan usus, yang kandungan proteinnya kurang lebih 10%. dan Sekitar 30% dari protein tubuh ini terdapat dalam kulit, darah, dan kedua lesi kulit dan dampak anemia berpengaruh terhadap kekurangan protein. Beberapa protein seperti kolagen akan dihancurkan jika terjadi masa kekurangan nutrisi pada tubuh, hal ini terjadi bukan dikarenakan protein kurang penting tetapi jenis protein tersebut sangat mudah rusak.

beberapa fungsi protein tersebut dapat dijabarkan sebagai berikut : (Almatsier, prinsip dasar ilmu gizi,2005)

1.     Pertumbuhan dan pemeliharaan

karena sebagian protein tubuh berbentuk hormon pertumbuhan, maka fungsi protein termasuk dalam pertumbuhan dan pemeliharaan. dengan proses sintesis dan degradasi protein, pertumbuhan dan pemeliharan sel maupun jaringan tubuh yang rusak tetap akan tertangani dengan baik oleh protein tubuh.

2.     Pembentukan ikatan-ikatan esensial tubuh

hormon-hormon tubuh dan enzim merupakan bentukan ikatan-ikatan tubuh yang bertindak sebagai katalisator atau membantu perubahan-perubahan biokimia yang terjadi didalam tubuh. dengan mengonsumsi protein yang cukup maka ikatan-ikatan ini akan berfungsi dengan baik.

3.     Mengatur keseimbangan air

cairan dalam tubuh manusia dipisahkan oleh membran-membaran sel. membran-membran sel ini dneganbantuan protein memiliki funsi untuk menjaga homeostatis dari cairan itu sendiri, salah satu masalah yang timbul jika terjadi kekurangan protein, adalah dengan terjadinya edema pada bagian tubuh tertentu.

4.     Netralitas Tubuh

sebagian besar jarignan tubuh membutuhkan pH netral untuk menjalankan fungsinya, dan protein dapat bereaksi terhadap asam dan basa dalam tubuh untuk menjaga pH pada kondisi konstan.

5.     Pembentukan Antibodi

tinggi-rendahnya daya tahan tubuh sangat bergantung pada pembentukan antibodi dalam tubuh. dan kemampuan tubuh untuk memproduksi antibodi ini sangat bergantung pada tinggi rendahnya protein tubuh. sebab protein tubuhlah yang mampu untuk membentuk enzim-enzim yang berguna dalam pembentukan antibodi ini.

6.     Mengangkut zat gizi

dalam hal transportasi sari-sari makanan dalam tubuh protein juga memiliki andil yang sangat besar, sebab sebagian besar dari zat-zat gizi didalam tubuh hanya bisa diangkut oleh protein.

7.     Juga sebagai Sumber energi

Gambar sumber protein

dengan mengetahui fungsi protein yang sangat penting untuk tubuh kita perlu pula diketahui beberapa sumber makanan yang kaya akan protein. yaitu sumber makanan hewani seperti telur, susu, ikan, daging, unggas, dan kerang. untuk sumber protein nabati antara lain kacang kedelai, dan hasil olahanya seperti tempe dan tahu, serta jenis kacang-kacangan lainnya.

BAB III

PENUTUP

       I.            Kesimpulan

Protein adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.

Protein mempunyai fungsi yang unik bagi tubuh, antara lain: Protein menyediakan bahan-bahan yang penting peranannya untuk pertumbuhan dan memelihara jaringan tubuh, Protein bekerja sebagai pengatur kelangsungan proses di dalam tubuh, Memberikan tenaga, jika keperluannya tidak dapat dipenuhi oleh karbohidrat dan lemak.

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.

    II.            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

Campbell, Neil A. 2010. BIOLOGI Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Kimball, John W. 1992. BIOLOGI. Jakarta: Erlangga

Schumm,Dorothy E..1993.Intisari Biokimia.Jakarta : Binarupa

Marianti, Samadi dan Aditiya, 2006.Biologi Sel, Semarang :Unnes

Dr. juwono, achmad zulfa juniarto, biologi sel.  Jakarta : EGC, 2002

Yatim, widan : biologi sel lanjut . Bandung  : taristo 1996

Yatim, wildan : biologi sel modren. Bandung, 2012

Karmana, oman. Cerdas belajar biologi. Grafindo media pratama. Bandung : 2008

Prof subowo. Biologi sel. Angkasa. Bandung  : 1995