SINTESIS PROTEIN

Gambaran besar langkah-langkah sintesa protein adalah sebagai berikut :

1. Transkripsi
2. Splicing molekul mRNA
3. Transportasi mRNA keluar inti menuju ribosom
4. Translasi mRNA menjadi polipeptida dalam ribosom
5. Modifikasi polipeptida protein dalam kompleks Golgi

Transkripsi

 Sumber Gambar : biologi-sel.com

Transkripsi merupakan penyalinan DNA menjadi mRNA. mRNA atau messenger RNA berarti molekul RNA sebagai pembawa pesan atau informasi yang dimiliki molekul DNA.  

Gena merupakan penggal untaian DNA yang digunakan sebagai pola untuk sintesis protein. Transkripsi DNA dilakukan untuk setiap gena yang diperlukan untuk pola urutan asam amino dalam protein yang akan disintesis. Gena pada sel eukariot hewan tingkat tinggi bisa mempunyai panjang 100.000 pasangan nukleotid/ pasangan basa. O, mungkin basa nitrogen. Untuk membuat protein berukuran sedang (300-400 asam amino) dibutuhkan gena dengan sekitar 1000 nukleotid.

Mekanisme transkripsi dengan cara menyusun rangkaian nukleotida sesuai dengan jenis basa yg dimiliki DNA yang disalin. Gugus basa T disalin menjadi A, G menjadi C, C menjadi G, tapi A disalin menjadi U (uracil). Maka urutan basa pada mRNA akan sedikit berbeda dengan molekul DNA yang disalin. Replikasi termasuk ke dalam proses transkripsi.

Contoh DNA dengan urutan basa nukleotid TAC-CAA-TTG-GAC-ATT maka akan ditranskripsi menjadi mRNA dengan urutan AUG-GTT-AAC-CUG-UAA. Hasil transkripsi tersebut akan ditransportasikan ke sitoplasma melalui lubang-lubang selubung inti. Selanjutnya mRNA akan diterjemahkan (translasi) menjadi polipeptid atau protein dengan dasar bahwa setiap "kata" nukleotid (kodon) diterjemahkan untuk satu jenis asam amino. Maka setiap satuan 3 nukleotid yang disebut kodon tadi nantinya diterjemahkan dalam satu molekul asam amino.

Dengan singkat, proses sintesis protein melalui tahap transkripsi DNA menjadi mRNA yang disusul translasi mRNA menjadi polipeptida yang berlangsung di ribosom.

mRNA merupakan untaian molekul nukleotid yang bentuknya komplementer dengan molekul DNA yang dipakai sebagai pola dalam transkripsi. RNA berbentuk satu untai, gugus gula ribose, basa A C G U. #kodon = rangkaian 3 nukleotid.

Splicing

 Sumber Gambar : classconection.com

Kodon yang telah ditranskripsi menjadi mRNA mengalami pengurangan jumlah nukleotida atau biasa disebut dengan splicing. Oleh karena itu, jumlah asam amino penyusun polipeptida yang disintesis di ribosom tidak sama dengan jumlah kodon yang ditranskripsi. Penggal molekul DNA (gena) maupun mRNA terdiri atas penggal-penggal yang berbeda fungsi dalam sintesis protein. Dalam satu gena, terdapat penggal rangkaian nukleotida yang menentukan pola susunan asam amino, sedang penggal lain tidak. Jenis penggal tersebut adalah ekson dan intron. #1gena memiliki 4/lebih ekson yang dipisahkan intron (ekson tidak bersambungan, tetapi diselingi intron). Sebelum dibawa keluar inti, penggal tersebut dipotong (ekson disambung, intron dibuang). mRNA baru tersebut disebut mRNA fungsional. mRNA fungsional tersebut dibawa keluar inti menuju ribosom untuk translasi.

#tahap splicing termasuk pengaturan ekspresi gena karena intron tidak diekspresikan sebagai protein.

Transportasi

  Sumber Gambar :wordbiology.files

mRNA fungsional yang dibentuk dalam iti dibawa keluar inti melewati porus nuclearis. Setelah mRNA fungsional keluar melalui porus nuclearis, dalam sitoplasma mRNA diikat oleh protein khusus untuk mengganti protein pengikat ketika di dalam inti.

Translasi menjadi Polipeptid

Kodon (3nukleotid) yang polanya mungkin terbentuk dari 4 jenis nukleotid dengan kemungkinan 4 (U,C,A,G) pangkat 3 atau 64 buah. Kodon awal polipeptid adalah AUG. Kodon penutup yang mengakhiri translasi adalah UAA, UGA, UAG (kodon terminasi).

Translasi dilaksanakan dalam ribosom. Untuk translasi melibatkan 2 jenis RNA (RNAt dan rRNA). Dengan demikian sintesis protein melibatkan 3 jenis RNA (5%mRNA, 20%tRNA, dan 75%rRNA).

Rantai mRNA mengandung banyak kodon dengan urutan AUG. Namun, pada sel eukariotik, hanya salah satu dari sejumlah AUG tersebut yang dikenali tRNA sebagai kodon pendahulu translasi. mRNA eukariotik setelah mengalami transkripsi segera mengalami modifikasi :

1. Penambahan struktur "tudung" yang terdiri dari gugus 7-methyl guanosin pada ujung 5' melalui gugus trifosfat.
2. Mengalami penambahan 200 gugus poli adenil (poli A) pada ujung 3'.

# Sintesis protein dimulai dari ujung 5' dan berakhir pada ujung 3'.

Transfer RNA

Molekul tRNA bertindak sebagai adaptor yang akan menterjemahkan urutan nukleotid mRNA menjadi urutan asam amino dari polipeptida yang disintesis. Disebut adaptor karena setiap tRNA akan mencocokkan asam amino yang telah diikatnya dengan kodon dari mRNA pada saat berada dalam ribosom untuk dibaca. Struktur tRNA dengan 4 ujung, berbentuk daun semanggi :

Sumber Gambar : http://www.wiley.com

1. Ujung aseptor untuk merangkai asam amino menjadi polipeptid.
2. Ujung antikodon yang berhadapan dengan aseptor untuk membaca kodon pada mRNA.
3. Ujung pengenal enzim (aminoacyl-tRNA synthetase) bekerja untuk setiap asam amino yang akan dirangkai.
4. Ujung pengenal ribosom yang sama untuk semua jenis tRNA.

Ribosom

 Sumber Gambar : amazine.co

Sintesis protein dikatalis ribosom yang terdiri dari 60%rRNA dan 40%protein basa (Dowben). Sebuah ribosom mempunyai 3 tempat/ tapak pengikat untuk molekul RNA :

1. Untuk mRNA
2. Untuk tRNA (peptidyl-tRNA-binding site) atau tapak P/ P site yang menambat tRNA yang dihubungkan dengan ujung polipeptida yang sedang tumbuh memanjang.
3. Untuk tRNA (aminoacyl-tRNA-binding site) atau tapak A/ A site yang menambat tRNA dengan asam amino yang baru masuk. 

Daftar Pustaka