SINTESIS PROTEIN

BAB I PENDAHULUAN 

A. Latar Belakang Masalah

   Dalam tubuh mahluk hidup baik prokaryota maupun eukaryota terdiri dari sel. Salah satu kerja sel antara lain dapat menerima asam amino dari usus ke tiap sel dan dapat disintesa dalam sel. Sebagian besar orang mengetahui bahwa sifat-sifat makhluk hidup diwariskan melalui substansi genetik yang ada pada kromosom. Dengan demikian sintesis protein oleh sel diperlukan untuk mencerminkan sifat-sifat sel atau organisme. Protein yang disintesis juga sebagian diperuntukan untuk menunjang kehidupan sel atau jaringan. Demi kelangsungan hidup sel, protein harus disediakan sendiri oleh sel. Maka sintesis protein merupakan kegiatan yang berada dipusat kehidupan, pertumbuhan dan perkembangan. Untuk maksud tersebut, molekul-molekul protein harus memiliki berbagai kemampuan yang mendukungnya. Berbagai kelompok kemampuan diantaranya, protein bertindak sebagai katalisator (enzim), transduser (pengubah bentuk energi kebentuk lain) dalam gerakan, integrator, sinyal, dan sebagai komponen multisubunit dari sebuah “mesin” pritein itu sendiri. Yang dimaksud dengan “mesin” protein yaitu segala komponen yang diperlukan untuk sintesis protein. 

B. Rumusan Masalah
 Berdasarkan latar belakang di atas, penulis merumuskan rumusan masalah sebagai berikut:
 1. Apa yang dimaksud dengan sintesis protein?;
2. bagaimana mekanisme sintesis protein?;
3. bagaimana regulasi sintesa pada dan prokaryota?;
 4. bagaimana kelainan atau kerusakan pada sintesi protein.

C. Tujuan Makalah
 Sejalan dengan rumusan masalah di atas, makalah ini bertujuan untuk mengetahui dan mendeskripsikan:
1. Pengertian Sintesis Protein;
2. tahapan dan mekanisme Sintesis Protein;
3. regulasi sintesa pada dan prokaryote;
4. kelainan atau kerusakan pada sintesi protein.

D. Kegunaan Makalah
  Makalah ini disusun dengan harapan memberikan kegunaan baik secara teoretis maupun secara praktis. Secara teoretis makalah ini berguna sebagai pengembang wawasan tentang Sintesis Protein. Secara praktis makalah ini diharapkan bermanfaat bagi:
1. Penulis, sebagai wahana penambah pengetahuan dan konsep keilmuan khususnya tentang Sintesis Protein;
2. Pembaca/guru, sebagai media informasi tentang Sintesis Protein.

BAB II PEMBAHASAN

 A. Asam Nukleat
Asam nukleat merupakan polimer atau rantai nukleotida. Disebut juga sebagai polinukleotida. Setiap mata rantai asam nukleat adalah sebuah nukleotida dan setiap nukleotida tersusun atas sebuah nukleosida dan gugus fosfat. Nukleotida terdiri dari untaian fosfat, gula dan basa organik-N. Sedangkan nukleosida tersusun atas satu gula pentosa dan satu basa nitrogen (basa N). Ada 2 pilihan untuk gula pentosa yaitu deoksiribosa dan ribosa. Sedangkan untuk basa N ada 5 pilihan yaitu 2 dari derivat purin masingmasing adenin dan guanin dan 3 dari derivat pirimidin yaitu sitosin, timin dan urasil. Terdapat 2 macam asam nukleat, yaitu : 1. DNA (Deoxyribonucleic acid) DNA merupakan sumber informasi genetis untuk aktivitas sel. Kemampuan ini berasal dari struktur molekulnya. DNA juga tersusun atas nukleotida-nukleotida. Gula pentosa yang menyusun DNA adalah deoksiribosa. Sedangkan basa N yang menyusun DNA adalah adenin, guanin, sitosin dan timin.. Dalam perpasangan sejajar itu kedua molekul atau “benang” DNA memiliki perjabatan lewat basa organiknya. Perjabatan antara basa kedua molekul DNA tertentu dan tepat. Purin hanya berjabatan dengan pirimidin, dan tidak bisa antara purin atau antara pirimidin sesamanya. Timin (T) berjabatan dengan Adenin (A), sedangkan guanin (G) berjabatan dengan sitosin (C). Perjabatan tersebut dapat pula di singkat menjadi : A-T dan G-C yang mengandung 2 untai polinukleotida. Setiap ikatan antara 2 basa N ini membentuk struktur menyerupai anak tangga, sedangkan deoksiribosa dan fosfat akan membentuk struktur menyerupai ibu tangga. Jika struktur ini diamati secara utuh akan terlihat struktur seperti tangga tetapi dalam kondisi terpilin, sehingga disebut sebagai struktur pilihan ganda (double helix). Kromatin atau kromosom terdiri dari DNA dan protein (terutama histon). Satu kromatim mengandung ribuan gen, dimana satu gen terdiri dari satu molekul DNA yang sepasang. Satu molekul DNA mungkin terdiri atas puluhan, mungkin pula ratusan nukleosom. Sedangkan 1 nukleosom terdiri dari puluhan sampai ratusan nukleotida. 2. RNA (Ribonucleic acid) Sebagaimana DNA, RNA tersusun atas nukleotida-nukleotida. Polimer nukleotida pada RNA berantai tunggal, tidak berantai ganda seperti pada DNA. Namun pada bagian tengah benang untaian itu ada yang berpilin, melilit atau melengkung. Didaerah pilinan itu terbentuk perjabatan basa purin dan pirimidin antara yang berhadapan. Nukleotida pada RNA tersusun oleh fosfat (P), gula yang berupa Ribosa (G), dan basa (B). Sedangkan basanya terdiri dari adenin (A), urasil (U), guanin (G), dan sitosin (C). Terdapat tiga macam RNA, yaitu : a. mRNA (RNA messenger) mRNA memiliki ukuran dan stabilitas yang paling heterogen. mRNA berfungsi sebagai messenger atau pembawa pesan. Pesan tersebut berupa informasi yang disalin dari DNA yang tentunya berasal dari gen-gen yang ada di dalamnya. Pesan itu pada dasarnya adalah sebuah informasi untuk mencetak protein tertentu (spesifik) yang proses pencetakannya akan berlangsung di dalam ribosom. mRNA merupakan sekumpulan kodon-kodon berupa pesan yang disalin dari DNA tertulis. Setiap pesan atau kodon terdiri dari urutan 3 nukleotida, sehingga disebut sebagai kode triplet. Setiap triplet diidentifikasi dengan menyebut kandungan basa N pada urutan 3 nukleotida. Terdapat 64 macam kodon pada mRNA. Setiap kodon pada dasarnya adalah sebuah pesan untuk memanggil asam amino tertentu sesuai dengan kode untuk dirangkai menjadi protein di dalam ribosom. Tetapi tidak semua kodon dapat diterjemahkan sebagai asam amino. b. tRNA (RNA transfer) tRNA berfungsi memindahkan asam amino menuju mRNA ketika terjadi sintesis protein. tRNA memiliki panjang 74-95 nukleotida. Dalam setiap sel minimal terdapat 20 spesies tRNA yang masingmasing sesuai dengan masing-masing dari 20 jenis asam amino. c. rRNA (RNA ribosom) Ribosom merupakan struktur nukleoprotein sitoplasma yang bertindak sebagai mesin pembentuk protein dari cetakan mRNA. Pada ribosom, mRNA dan tRNA saling berinteraksi untuk menyusun protein spesifik. Sebagai nukleoprotein, ribosom tersusun atas asam nukleat berupa rRNA. B. Perangkat Pelaksana Sintesis Protein Sintesis protein merupakan suatu proses hayati yang sangat kompleks. Mekanismenya memerlukan berbagai macam enzim dan molekul khusus. Pada sel eukaryotaa, dalam sintesis protein diperlukan puluhan ribosom dan sekitar 20 enzim atau lebih untuk mengaktivasi asam amino. Untuk memulai sintesis dan memperpanjang protein diperlukan lebih dari 12 enzim. disamping itu, diperlukan juga puluhan enzim untuk pemrosesan protein lebih lanjut, sehingga secara keseluruhan enzim yang diperlukan untuk sintesis protein sekitar 300 jenis, dan walaupun sintesis protein prosesnya sangat kompleks namun, umumnya berjalan sangat cepat. Bahan yang diperlukan pada sintesis protein adalah gen. Gen dalam bentuk DNA ada di dalam nukleus sedangkan sisntesis protein terjadi di ribosom. Jadi, DNA memerlukan perantara yang dapat membawa pesanya ke ribosom. Perantara tersebut adalah mRNA yang dihasilkan melalui trankripsi. Kemudian pesan yang dibawa oleh mRNA akan diterjemahkan oleh tRNA dalam proses translasi. Gambar 2.1. ribosom sebagai tempat terjadinya sintesis protein Bahan yang diperlukan pada sintesis protein selanjutnya adalah asam amino. Ada 20 macam asam amino penting yang dapat dirangkai membentuk polipeptida. Kedua puluh macam asam amino ini dapat disusun menjadi jutaan macam kemungkinan polipeptida dengan berbagai macam urutan asam amino. Jadi macam molekul polipepetida tergantung pada asam amino penyusunnya dan panjang pendeknya rantai polipeptida. Untuk memudahkan mempelajarinya asam amino ditulis secara singkat dengan mencantumkan tiga huruf pertama dari nama asam amino tersebut. Misalnya, asam amino prolin disingkat Pro, sistein ditulis Cys dan seterusnya. Singkata nama asam amino dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1. Nama 20 asama amino dan singkatannya No. Asam amino Singkatan No. Asam amino Singkatan 1 Glisin Gli 11 Glutamin Gln 2 Alanin Ala 12 Histidin His 3 Valin Val 13 Arginin Arg 4 Leusin Leu 14 Lisin Lys 5 Isoleusin Ile 15 Fenilalanin Phe 6 Serin Ser 16 Tirosin Tyr 7 Treonin Thr 17 Triptofan Try 8 Asam aspartat Asp 18 Sistein Cys 9 Asam glutamat Glu 19 Metionin Met 10 Asparagin Asn 20 Prolin Pro Proses merangkai asam amino menjadi polipeptida dilakukan di ribosom, dengan bantuan enzim tertentu. Sintesis protein terdiri dari proses replikasi, transkripsi dan translasi. Transkripsi meliputi pembentukan mRNA(RNA messenger), rRNA (RNA ribosom) dan tRNA (RNA transfer). Untuk membahas proses sintesis protein berikut akan diuraikan mengenai kode genetika, anti kodon, kodon, dan macam asam amino yang dipesannya serta organel yang berperan. 1. Kode Genetika terdiri dari Tiga Urutan Basa Kode genetika merupakan urutan tiga basa (3 nukleotida) yang terdapat di sepanjang mRNA. Setiap tiga basa memiliki arti khusus sebagai sandi genetika. Urutan tiga basa atau triplet basa pada mRNA ini disebut kodon. Misalnya urutan AAU, UA, GUC, UUA, mempunyai makna tersendiri. Jadi “bahasa” genetia tersusun atas tiga basa nitrogen. 2. Antikodon merupakan Komplemen Kodon Pada bagian ujung tRNA yang tumpul terdapat urutan basa (urutan nukleotida) tertentu yang komplemen terhadap kodon. Urutan basa ini disebut antikodon. Jika kodon memiliki urutan CAU, maka antikodon memiliki urutan GUA. Ingat kembali bahwa pada RNA, A akan berpasangan dengan U, sedangkan G berpasangan dengan C. Sebelumnya telah diuraikan bahwa asam amino berjumlah 20 macam. Setiap asam amino dibawa oleh RNA-t tertentu. Jadi sedikitnya akan ada 20 macam tRNA yang memiliki antikodon berbeda. 3. Kodon dan macam asam amino yang dipesannya Urutan basa itu baru bisa “dibaca” jika terdapat kodon AUG. Karena kodon AUG disebut sebagai kodon permulaan (start). Proses sintesis protein akan berakhir jika terdapat kodon UAA, UAG, dan UGA (pada prokaryotaa) dan UAA (pada eukaryota). Karenya kodon UAA, UAG, dan UGA disebut sebagai kodon terminasi (penghenti) atau kodon stop. Dengan adanya kodon start dan kodon stop, berarti tidak semua urutan nukleotida pada mRNA berfungsi sebagai kodon. Bagaian yang tidak berfungsi sebagai kodon hanyalah urutan nukleotida yang berada di antara kodon start dan kodon stop. Urutan nukleotida yang terletak sebelum kodon start dan setelah kodon stop tidak dibaca sebagai kodon. Kodon yang terbaca oleh mRNA akan didatangi oleh mRNA yang memiliki antikodon komplemennya. Karena tRNA membawa asam amino tertentu, maka berarti bahwa kodon tertentu dijawab dengan membawa asam amino tertentu pula. Jumlah basa ada 4 macam ( A, G, C, U) sedangkan jumlah kodon ada 3 basa, makan seluruhnya ada 4³ kodon=64 kodon. Padahal jumlah asam amino yang dapat dipesan ada 20 macam. Ini berarti, satu macam asam amino dapat dipesan oleh lebih dari satu macam kodon. 4. Organel yang Berperan dalam Sintesis Protein a. Nukleus Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhir. b. Retikulum Endoplasma Retikulum endoplasma adalah suatu kumpulan kantung seperti membran berbentuk pipa, gelembung, dan kantung pipih yang meluas dalam sitoplasma sel eukariot. Retikulum endoplasma dibagi dua kategori, yaitu retikulum endoplasma kasar dan retikulum endoplasma halus. Kedua macam retikulum endoplasma ini menyusun suatu sistem membran yang melingkupi suatu ruang. Dalam R. E Kasar terdapat ribuan Ribosom. Ribosom merupakan tempat dimana proses pembentukan protein terjadi di dalam sel. Bagian ini disebut dengan Retikulum Endoplasma kasar atau Rough Endoplasmic Reticulum. Kegunaan daripada Retikulum Endoplasma kasar adalah untuk mengisolir dan membawa protein tersebut ke bagian-bagian sel lainnya. Kebanyakan protein tersebut tidak diperlukan sel dalam jumlah banyak dan biasanya akan dikeluarkan dari sel. Contoh protein tersebut adalah enzim dan hormon. RE bersama-sama dengan aparatus Golgi dan lisosom membentuk suatu sistem yang disebut sistem membran sitoplasmik atau sistem membran interna. Sekitar 50% protein hasil sintesis yang dilakukan ribosom, ditentukan tetap berada di dalam sitosol. Selain itu, cairan tersebut dipenuhi oleh ribosom, mRNA maupun tRNA, yang aktif mensintesis protein. RE merupakan pusat biosintesis sel. Protein transmembran dan lipid dari selaput RE, aparatus Golgi, lisosom, selaput sel, dan selaput organel yang lain, awal sintesisnya berada di RE. Begitu juga, protein yang disintesis dan direncanakan untuk berada di lumen RE, sisterna Golgi, lumen lisosom, maupun yang akan disekresikan, berasal dari RE. c. Aparatus Golgi Aparatus Golgi berperan sebagai pabrik pengemas. Di Golgi ini senyawa yang disintesis di RE diubah secara kimia. Pengamatan morfologis dan sitokimia insitu, serta kajian biokimiawi menunjukkan bahwa, aparatus Golgi terlibat dalam sejumlah besar kegiatan sel antara lain: perakitan protein dan lipida berkarbohidrat tinggi atau lebih dikenal dengan proses glikosilasi, pemulihan selaput sel, sekresi, dan sebagainya. Gambar 2.2 RE, aparatus golgi, lisosom d. Ribosom Ribosom adalah lokasi utama berlangsungnya proses sintesis protein. Ribosom yang fungsional terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Sub unit tersebut merupakan kumpulan molekul RNA yang disebut rRNA dan protein. Suatu ribosom memiliki satu tempat pengikatan mRNA dan tiga tempat pengikatan tRNA yaitu : 1) Situs P (P-Site, situs peptidil-tRNA), menampung tRNA yang membawa rantai polipeptida yang sedang tumbuh; 2) Situs A (A-Site, situs aminoasil yang ditambahkan berikutnya ke rantai tersebut. tRNA yang telah melepaskan muatannya meninggalkan ribosom melalui situs E; 3) Situs E (E-Site, atau exit yakni tempat keluar. rRNA merupakan penyusun utama antara kedua sub unit sekaligus penyusun situs A dan situs P. C. Mekanisme Sintesis Protein Mekanisme atau proses sintesi protein melalui beberapa tahapan, yaitu replikasi, transkripsi dan replikasi. 1. Tahap Replikasi DNA Replikasi DNA dan sintesis protein adalah dua hal yang dilakukan sebelum pembelahan sel. Replikasi DNA dan sintesis protein bertujuan untuk menghasilkan segala sesuatu dalan sel menjadi dua kali lipat untuk keperluan pembelahan sel. Dalam replikasi DNA dan sintesi protein, istilah penyalinan kode gen diartikan sebagai pembentukan DNA/RNA yang disalin. Replikasi DNA merupkan proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan. Kemungkinan terjadinya replikasi DNA melalui tiga model, diantaranya : a. Semikonservatif Rantai ganda DNA lama berpisah kemudian rantai baru disitesis pada masing-masing DNA lama. Gambar 2.3 model semikonservatif b. Konservatif Rantai ganda DNA lama tidak berubah. Berfungsi sebagai cetakan untuk DNA baru. Gambar 2.4 model konservatif c. Dispersif Beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebagai cetakan DNA baru. Sehingga DNA lama dan baru tersebar. Gambar 2.5 model dispersif Dari ketiga model, model konservatif merupakan model yang paling tepat untuk proses replikasi DNA. Repliksi semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokaryota ataupun eukaryota. Replikasi DNA dimulai dengan adanya sekuen DNA yang disebut titik mula replikasi. Replikasi DNA kemudian menuju kedua arah sampai keseluruhan molekul tersalin. Pada setiap ujung gelembung replikasi terdapat garpu replikasi (replication work), wilayah bebrbentuk Y tempat untai induk sedang dibuka. Beberapa macam protein berupa enzim berpatisipasi dalam tahap ini. Helikase adalah enzim yang berperan membuka uliran heliks ganda pada garpu replikasi, memisahkan dua untai induk menjadi keduanya tersedia sebagai untai cetakan. Setelah pemisahan untai induk, protein pengikat beruntai tunggal berikatan dengan untai-untai DNA tak berpasangan dan menstabilkan untai tersebut. Pembukaan uliran heliks ganda menyebabkan uliran dan tegangan lebih ketat di depan garpu replikasi. Untuk mengurangi tegangan, Topoisomerase berperan dengan cara mematahkan, memuntir dan menggabungkan kembali untai DNA. Bagian-bagian untai induk yang terbuka kini tersedia sebagai cetakan untuk sintesis untai-untai DNA komplementer baru. Akan tetapi, enzim-enzim yang menyintesis DNA tidak dapat menginisiasi sintesis polinukleotida. Enzim semacam itu hanya dapat menambahkan nukleotida-nukleotida ke untai cetakan. Rantai nukleotida awal yang dihasilkan selama sintesi DNA sebenarnya merupkan bentangan pendek RNA, bukan DNA. RantaiRNA ini disebut primer dan disintesi oleh enzim primase. Primase mengawali rantai RNA dari satu nukleotida RNA tunggal, menambahkan nukleotida-nukleotida RNA satu per satu menggunkan DNA induk sebagai cetakan. Selanjutnya, enzim-enzim yang disebut DNA polimerase mengkatalisis sintesis DNA baru dengan cara menambahkan nukleotidanukleotida ke rantai yang telah ada sebelumnya. Sebagian besar DNA polimerase membutuhkan primer ke untai cetakan DNA, selain jejeran nukleotida DNA komplementer. Setiap nukleotida yang ditambahkan ke untai DNA yang sedang tumbuh berasal dari nukleosida trifosfat. Kemudian, kedua ujung untai DNA berbeda satu sama lain, sehingga setiap untai memiliki keterarahannya sendiri. Selain itu, kedua untai DNA dalam suatu heliks ganda bersifat antiparalel yang berarti terorientasi ke arah yang berlawanan. DNA polimerase dapat menambahkan nukleotida-nukleotida hanya ke ujug 3 bebas dari suatu primer atau untai DNA yang sedang tumbuh, dan tidak pernah ke ujung 5´. Dengan demikian, untai DNA baru hanya dapat memanjang ke arah 5´→3´. Di sepanjang salah satu untai cetakan, DNA polimerase III dapat menyintesis suatu untai komplementer secara terus menerus dengan memperpanjang DNA baru ke araha wajib 5´→3´. DNA polimerase III cukup menempel pada garpu replikasi di untai cetakan itu dan terusmenerus menambahkan nukleotida ke untai komplementer baru seiring majunya garpu replikasi. Untai DNA yang di buat melalui mekanisme ini disebut untai maju (leading strand). Sedangkan untai lamban (lagging strand) DNA polimerase III harus bekerja di sepanjang untai cetakan yang satu lagi ke arah ke arah yang menjauhi garpu replikasi. Untai lamban ini di sintesis secara tersendat-sendat sebagai rangkaian dari segmen-segmen. Segmen untai lamban ini disebut fragmen Okazaki. Gambar 2.6 replikasi DNA 2. Tahap Transkripsi Transkripsi adalah sintesis RNA dibawah arahan DNA. Kedua DNA menggunakan bahasa yang sama, dan informasi hanya ditranskripsi atau disalin dari satu molekul menjadi molekul lain. Selain menjadi cetakan untuk untai komplementer baru saat replikasi DNA, untai DNA juga bisa berperan sebagi cetakan untuk merakit sekuens nukleotida RNA komplementer. Untuk gen pengode protein, molekul RNA yang dihasilkan merupakan transkrip akurat dari intruksi pembangun protein yang dikandung oleh gen. mRNA sebagai pembawa informasi dari DNA ke mekanisme penyintesis protein dalam sel, ditranskripsikan dari untai cetakan gen. Enzim yang disebut RNA polymerase memisahkan kedua untai DNA dan menggabungkan nukleotida-nukleotida RNA saat membentuk pasangan basa disepanjang cetakan DNA. Seperti DNA polimerase yang berfungsi dalam replikasi DNA, RNA polimerase dapat merakit polinukleotida hanya pada arah 5´→3´. Akan tetapi, tidak seperti DNA polimerase, RNA polimerase mampu membuat rantai dari nol. Sekuens DNA tempat RNA polimerase melekat dan menginisiasi transkripsi disebut promoter. Para ahli biologi menyebutkan bahwa arah trankripsi ke hilir dan satu lagi ke hulu. Istilah ini juga digunakan untuk mendeskripsikan posisi sekuenssekuens nukleotida dalam DNA atau RNA. Dengan demikian sekuens promoter pada DNA disebut mengarah ke hulu terhadap terminator. Proses transkripsi mengalami tiga tahap, yaitu: a. Inisiasi Promoter suatu gen mencakup titik mulai transkripsi dan umumnya membentang dari beberapa lusin pasangan basa yang menuju ke hilir dari titik mulai. Selain berperan sebagai pengikat untuk RNA polimerase dan menentukan dimana transkripsi dimulai, promoter menentukan manakah di antara kedua helix DNA yang digunakan sebagai cetakan. Beberapa bagian tertentu dari promoter sangat penting untuk pengikatan RNA polimerase. Ketika enzim polimerase terikat pada DNA promoter, kedua untai DNA menyiapkan diri, kemudian proses transkripsi dimulai. Transkripsi hanya terjadi disepanjang rentangan DNA tertentu yang disebut unit transkripsi. Gambar 2.7 tahap inisiasi transkripsi b. Elongasi Ketika RNA polimerase bergerak disepanjang unit transkripsi DNA, enzim tersebut membuka puntiran double helix DNA, dan mengekspos sekitar 10 sampai 20 basa DNA dalam satu waktu untuk berpasangan dengan nukleotida DNA. Selanjutnya, RNA polimerase menambahkan nukleotida ke ujung 3´ RNA yang sedang tumbuh sambil terus menyusuri double helix. Lalu molekul RNA baru akan melepaskan diri dari cetakan DNA nya dan double helix akan terbentuk kembali. Transkripsi berlangsung dengan laju sekitar 40 nukleotida per detik pada eukaryotaa. Gambar 2.8 tahap elongasi transkripsi c. Terminasi RNA mentranskripsikan sekuens pada DNA yang disebut sekuens sinyal poliadenilasi, yang mengodekan suatu sinyal poliadenilasi (AAUAAA) pada pre mRNA. Kemudian pada satu titik kira-kira 10 sampai 35 nukleotida yang mengarah ke hilir dari sinyal AAUAAA, protein-protein yang berasosiasi dengan transkrip RNA yang sedang tumbuh memotong bagian itu hingga terlepas dari polimerase, dan pre mRNA pun terlepas. RNA yang dihasilkan oleh transkripsi yang berkelanjutan ini di pecah oleh sejenis enzim yang bergerak di sepanjang RNA. Data yang diperoleh medndukung gagasan bahwa ketika enzim itu mencapai polimerase, transkripsi diakhiri dan polimerase terlepas dari DNA. 3. Tahap Transalasi Transalasi adalah sintesis polipeptida yang di arahkan oleh RNA. Dalam proses translasi, sel menerjemahkan pesan genetik dan membangun polipeptida sesuai pesan tersebut. Pesan itu merupakan serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA, dan sang penerjemah disebut RNA transfer (tRNA). Fungsi tRNA adalah mentransfer asam amino dari kumpulan asam amino di sitoplasma ke ribosom. Sel menjaga suplai ke 20 asam amino dalam sitoplasmanya, dengan menyintesis sendiri dari senyawa lain atau mengambil dari larutan di sekelilingnya. Ribosom menambahkan setiap asam amino yang di bawa kepadanya oleh tRNA ke ujung rantai polipeptida yang sedang tumbuh. Kunci penerjemahan pesan genetik menjadi sekuens asam amino spesifik adalah setiap tipe molekul tRNA mentranslasi kodon mRNA tertentu menjadi asam amino tertentu. ketika suatu tRNA tiba di ribosom, molekul tersebut membawa suatu asam amino spesifik pada salah satu ujungnya. Pada ujung lain tRNA terdapat suatu triplet nukleotida yang disebut antikodon, yang berpasangan basa dengan kodon komplementer pada mRNA. Molekul tRNA merupakan penerjemah karena dapat membaca kata asam nukleat (kodon mRNA) dan menerjemahkannya menjadi kata protein (asam amino). Proses translasi mengalami tiga tahap yaitu: a. Inisiasi Tahap inisiasi dari translasi menyatukan mRNA, tRNA yang membawa asam amino pertama dari polipeptida, yang kedua sub unit ribosom. Pertama sub unit ribosom kecil berkaitan dengan mRNA sekaligus tRNA inisiator spesifik yang mengangkut asam amino metionin. Penggabungan mRNA, tRNA inisiator dan sub unit ribosom kecil diikuti oleh pelekatan sub unit ribosom besar sehingga kompleks inisiasi translasi pun lengkap. Protein-protein yang disebut faktor inisiasi diperlukan untuk menyatukan semua komponen ini. Sel juga menggunakan energi dalam bentuk molekul GTP untuk membentuk kompleks inisiasi. Saat proses inisiasi selesai, tRNA inisiator berada pada situs P ribosom, dan situs A yang kosong siap untuk tRNA aminoasil berikutnya. Gambar 2.9 tahap inisiasi translasi b. Elongasi Dalam tahap pemanjangan dari translasi, asam amino ditambahkan satu per satu ke asam amino sebelumnya. Setiap penambahan ini melibatkan keikutsertaan beberapa protein yang disebut faktor pemanjangan. Energi digunakan pada langkah pertama dan ketiga. Pengenalan membutuhkan hidrolisis satu molekul GTP, yang meningkatkan akurasi dan efisiensi dari langkah ini. Satu lagi GTP di hidrolisis untuk menyediakan energi bagi langkah translokasi. mRNA digerakkan melalui ribosom ke satu arah saja, ujung 5´ terlebih dahulu. Ini sama dengan ribosom yang bergerak dengan arah 5´→3´ pada mRNA. Pemanjangan berlangsung hingga kodon stop pada mRNA mencapai situs A dari ribosom. Gambar 2.10 tahap elongasi translasi c. Terminasi Tahap akhir dari translasi adalah terminasi. Ketika ribosom mencapai kodon stop di mRNA, situs A ribosom menerima sebuah faktor pelepasan, protein yang berbentuk seperti tRNA sebagai ganti tRNA aminoasil. Faktor pelepasan menghidrolisis ikatan antara tRNA di situs P dan asam amino terakhir pada rantai polipeptida. Polipeptida pun terlepas dari ribosom. Kedua sub unit ribosom dan komponenkomponen rakitan lain memisahkan diri. Gambar 2.11 tahap terminasi translasi D. Sintesis Protein pada Prokaryota Sintesis protein pada sel prokaryota umumnya tidak jauh berbeda dengan sel eukayota. Namun, ada perbedaan penting dalam aliran informasi genetik pada sel. Karena sel prokaryota tidak memiliki selaput nukleus, DNA nya tidak di segregasi dari ribosom dan bahan sintesis yang lain. Ketiadaan segrasi ini memungkinkan translasi mRNA dimulai saat transkripsi masih berlangsung. Sebaliknya, dalam sel eukaryota selaput nukleus memisahkan tempat dan waktu berlangsungnya transkripsi dan translasi. Tanpa adanya selaput nukleus, sel prokaryota dapat mentranskripsi dan mentranslasi gen yang sama secara simultan, dan protein yang baru dibuat, dapat dengan cepat berdifusi ke tempatnya berfungsi. Gambar 2.12. sintesis protein pada prokaryota E. Kelainan/ Kerusakan yang terjadi pada proses sintesis protein Kelainan atau kerusakan pada proses sintesis protein dalam pengkodean DNA umumnya jarang terjadi. Hanya sebagian kecil kemungkinan terjadi kerusakan. Diantaranya adalah Mutasi. Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Jika mutasi titik terjadi dalam gamet atau sel yang menghasilkan gamet, perubahan itu bisa diteruskan ke keturunan atau generasi berikutnya. Jika mutasi memiliki efek buruk pada fenotipe organisme, kondisi mutan disebut sebagai kelainan genetik atau penyakit turunan. Misalnya, kita dapat melacak dasar genetik sel sabit, yaitu mutasi satu pasangan basa dalam gen yang mengodekan polipeptida ß-globulin dari hemoglobin. Perubahan satu nukleotida tunggal dalam untai cetakan DNA menyebabkan produksi protein abnormal. Ada dua jenis mutasi, yaitu : Gambar 2.13 Dasar molekular penyakit sel sabit 1. Mutasi substitusi Mutasi substitusi biasanya merupakan mutasi salah makna, artinya kodon yang diubah tetap mengodekan asam amino sehingga memilki makna, walaupun bukan selalu makna yang benar. Namun, mutasi ini juga dapat mengubah untuk asam amino menjadi kodon stop hal ini biasa disebut mutasi tak bermakna, dan menyebabkan translasi diakhiri secara prematur. Polipeptida yang dihasilkan akan lebih pendek dari pada polpeptida yang dihasilkan oleh gen normal. 2. Insersi (penyisipan) dan Delesi (penghapusan) Insersi dan delesi ini merupakan proses penambahan dan kehilangan pasangan nukleotida pada gen. Mutasi ini merusak pada protein yang akan dihasilkan. Insersi dan delesi ini nukleotida mungkin mengubah pesan genetik, pengugusan triplet basa pada mRNA yang di baca saat translasi. Mutasi akan terjadi bila jumlah nukleotida yang disisipkan atau terhapus bukanlah kelipatan tiga. BAB III PENUTUP A. Simpulan Sintesis protein merupakan proses pembentukan asam amino menjadi protein. Bahan yang diperlukan pada sintesis protein adalah gen. Gen dalam bentuk DNA ada di dalam nukleus sedangkan sisntesis protein terjadi di ribosom. Dalam proses sistesis protein dengan menggunakan pola urutan DNA diperlukan perantara, yang disebut mRNA untuk membawa pesan genetik meuju ribosom. Secara garis besar langkah-langkah yang harus dilalui yaitureplikasi, trankripsi, dan translasi. Sintesis protein pada sel prokaryota umumnya tidak jauh berbeda dengan sel eukaryota. Karena sel prokaryota tidak memiliki selaput nukleus, DNA nya tidak disegregasi dari ribosom dan bahan sintesis yang lain. Tanpa adanya selaput nukleus, sel prokaryota dapat mentranskripsi dan mentranslasi gen yang sama secara simultan, dan protein yang baru dibuat, dapat dengan cepat berdifusi ke tempatnya berfungsi. Kelainan atau kerusakan pada proses sintesis protein dalam pengkodean DNA umumnya jarang terjadi. Hanya sebagian kecil kemungkinan terjadi kerusakan. Diantaranya adalah Mutasi. B. Saran Dengan membaca dan mempelajari makalah ini diharapkan dapat menambah pengetahuan dan pemahaman mengenai sintesis protein serta dapat digunaan untuk pembelajaran di unit kerja masing-masing. DAFTAR PUSTAKA Campbell, et all.(2010). Biologi Ed. 8 Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Issoegianti, et all. Modul 1 Konsep Dasar Sel. [Online] Tersedia: http://repository.ut.ac.id/4287/1/BIOL4115-M1.pdf. [25 Maret 2017] Purnobasuki, Hery. Struktur dan Fungsi Sel. [Online] Tersedia: http://skp.unair.ac.id/repository/GuruIndonesia/StrukturdanFungsi_HeryPur nobasuki_238.pdf. [25 Maret 2017] Santoso, Heru.(2009). Memahami Genetika dengan Mudah. Yogyakarta: Nuha Medika. Yatim, Wildan. (1991). Biologi Modern Biologi Sel. Bandung: Penerbit Tarsito Bandung