Sintesis Protein

Saat mempelajari materi genetik, kamu akan mengenal istilah dari sintesis protein.

Protein yang ada di dalam tubuh terbentuk dengan mekanisme sintesis protein.

Oleh karena itu, sangat penting bagi kamu untuk mengetahui berbagai hal yang berhubungan dengan sintesis protein.

Salah satu protein yang terbentuk adalah enzim.

Enzim termasuk bentuk protein fungsional di dalam tubuh.

Sintesis protein juga memerlukan bahan baku yang berupa asam amino. Sintesis protein pada akhirnya akan menghasilkan, enzim, keratin, hemoglobin, dan hormon.

Pengertian Sintesis Protein

Sintesis protein merupakan suatu proses perubahan asam amino yang ada pada linear menjadi protein dalam tubuh.

Sintesis protein terdiri dari beberapa proses, yaitu:

  1. proses transkripsi,
  2. translasi, serta
  3. pelipatan protein.

Mungkin kamu pernah dengan istilah lain dari sintesis protein seperti proses pencernaan makanan. sebenarnya sama saja artinya.

Selain itu, sintesis protein juga disebut dengan istilah dogma sentral.

Dogma sentral merupakan rangkaian proses ketika DNA yang diubah menjadi molekul RNA, selanjutnya RNA menjadi protein.

Perbedaan Struktur DNA dan RNA

Dalam proses pewarisan sifat, materi genetik sel ada pada asam nukleat. Pada organisme, terdapat dua jenis asam nukleat yaitu DNA dan RNA.

Keduanya, yakni DNA dan RNA memiliki peran dalam membentuk unit pengendali yang saling bergantung.

DNA atau asam deoksiribonukleat adalah materi genetik yang ada di semua sel makhluk hidup serta virus. DNA membawa informasi yang dibutuhkan dalam proses sintesis protein serta replikasi.

RNA atau asam ribonukleat adalah makromolekul yang memiliki fungsi sebagai penyimpan serta penyalur informasi genetik yang terdapat pada virus.

Terdapat tiga tipe RNA yang digunakan dalam proses sintesis protein, yaitu rRNA, tRNA, dan mRNA.

Struktur DNAStruktur RNA
Merupakan kumpulan nukleotida yang terdapat informasi genetik di dalamnya.Memiliki peran yang menyalurkan informasi genetik.
DNA terdiri dari double helix atau yang berarti dua untaian rantai.RNA hanya terdiri dari satu untai rantai nukleotida.
Tersusun dari gugus fosfat, gula deoksiribosa, serta basa nitrogen.Tersusun dari gugus fosfat, gula ribosa, basa nitrogen.
Memiliki basa purin berupa Adenin (A),  Guanin (G) dan basa pirimidin yaitu Timin (T) dan Sitosin (C).Memiliki basa purin berupa Guanin (G) dan Adenin (A), kemudian terdapat basa pirimidin yang dinamakan Urasil (U) dan Sitosin (C).

Replikasi DNA

Replikasi DNA merupakan suatu proses penduplikasian atau penggandaan DNA yang baru dari untaian DNA yang sudah ada.

Kodon atau kode genetik DNA yang dibawa kemudian dicetak, selanjutnya membentuk RNA yang berfungsi sebagai informasi genetik untuk melakukan sintesis protein. 

Berikut merupakan tahapan atau proses replikasi DNA, yaitu:

  1. Ikatan hidrogen DNA kromosomal diputus oleh enzim helikase dari 3’ ke 5’.
  2. Selanjutnya, DNA polymerase akan membentuk salinan DNA baru dari promotor (P) ke terminator (T).
  3. Leading strands merupakan rantai berarah 3’ ke 5’ di mana replikasi DNA tidak terputus dan terus berjalan. Sementara itu, lagging strand merupakan rantai berarah 5’ ke 3’ saat replikasi DNA terputus.
  4. Rantai yang mengalami lagging strands akan menghasilkan fragmen yang terputus-putus. Fragmen ini dikenal dengan nama fragmen okazaki.
  5. Fragmen okazaki diperbaiki oleh enzim ligase untuk membuat suatu DNA baru.
  6. Akhirnya DNA baru terbentuk yang merupakan hasil dari replikasi DNA kromosomal.

Tahapan Sintesis Protein

Sel adalah informasi genetik yang ada di DNA dan digunakan untuk membuat protein.

Sintesis protein terjadi di dalam ribosom dan nukleus.

Tahapan sintesis protein bisa dikelompokkan menjadi tiga langkah, yaitu transkripsi, translasi, serta pelipatan protein.

1. Transkripsi

Transkripsi adalah proses pembentukan RNA dari salah satu DNA sense atau pita cetakan DNA.

Pada proses transkripsi ada tiga jenis RNA yang dihasilkan, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA. 

Transkripsi terjadi di dalam sitoplasma yang diawali dengan proses pembukaan rantai ganda DNA dengan bantuan dari enzim RNA polimerase.

Pada proses ini terdapat rantai tunggal yang memiliki fungsi sebagai rantai sense. 

Sementara itu, rantai lainnya berasal dari pasangan DNA yang dikenal sebagai rantai antisense.

Tahap transkripsi pada sintesis protein dibagi lagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap inisiasi, elongasi, serta terminasi.

3 Tahapan transkripsi

A. Inisiasi

Terdapat promotor atau RNA polimerase yang terikat pada untaian DNA yang ditemukan di dekat awal dari suatu gen. Setiap gen memiliki promoter masing-masing. 

Setelah terikat, RNA polimerase akan memisahkan rantai ganda DNA dan menyediakan cetakan untaian tunggal untuk proses transkripsi.

B. Elongasi

Satu untaian cetakan DNA memiliki fungsi sebagai cetakan yang dipakai oleh enzim polimerase.

RNA polimerase akan membaca cetakan tersebut sekaligus membantu RNA keluar dari nukleotida untuk membuat suatu rantai yang tumbuh dari 5’ ke 3’. 

Selanjutnya, RNA transkripsi akan membawa informasi yang sama dari untaian DNA coding atau DNA non-template.

C. Terminasi

Tahap terminasi menunjukkan dan memberikan sinyal jika proses transkripsi RNA telah selesai dilakukan.

Setelah berhasil ditranskripsi, RNA polimerase akan melepaskan hasil transkripsi RNA.

2. Translasi

Translasi adalah proses urutan nukleotida yang ada di mRNA untuk menentukan urutan asam amino pada pembentukan protein.

Pada proses translasi, sel akan membaca informasi yang terdapat pada mRNA dan memakai informasi tersebut untuk membentuk protein. 

Dalam pembentukan protein dibutuhkan sebanyak 20 macam amino yang berasal dari terjemahan kodon mRNA.

Di dalam mRNA terdapat kodon atau instruksi untuk membuat polipeptida yaitu RNA nukleotida (adenine, guanine, uracil, dan cytosine). 

Selanjutnya, rantai polipeptida yang lebih spesifik akan terbentuk. Sama seperti proses transkripsi, translasi juga dibagi menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.

3 Tahapan translasi

A. Inisiasi (Tahap Awal)

Setelah keluar dari nukleus, ujung mRNA akan berikatan dengan ribosom menggunakan bantuan enzim dan GTP.

Peristiwa tersebut merupakan kodon inisiasi. Kodon inisiasi tersebut adalah AUG yang memberi sinyal untuk memulai translasi. 

Selanjutnya tRNA antikodon UAC yang membawa asam amino metionin menempel pada kodon inisiasi AUG. tRNA antikodon UAC adalah komplementer dari kodon AUG. 

Fungsi dari tRNA adalah mengantar informasi genetik mRNA dari sitoplasma ke ribosom untuk kemudian disusun menjadi suatu protein.

B. Elongasi (Memperpanjang Rantai)

Kodon yang dibawa mRNA akan diterjemahkan satu per satu menjadi suatu asam amino. Satu per satu asam amino berikutnya akan ditambahkan dari asam amino yang pertama. 

Asam amino pertama atau metionin segera lepas dari ribosom dan tRNA akan kembali ke sitoplasma untuk mengulang fungsinya.

tRNA selanjutnya akan datang untuk berpasangan dengan kodon mRNA yang berikutnya. 

Setiap asam amino selanjutnya akan digabungkan oleh tRNA. Gabungan asam amino kemudian akan membentuk rantai polipeptida yang dikatalasi oleh rRNA. 

Fungsi dari rRNA yaitu menjadi enzim pembentuk ikatan peptida yang nantinya akan menyambungkan beberapa polipeptida di antara asam amino.

C. Terminasi

Proses translasi selesai saat salah satu kodon stop mRNA yaitu UAA, UGA, dan UAG melekat pada ribosom.

Polipeptida yang terbentuk akan terlepas dari ribosom dan terjadi pelepasan sub unit ribosom menjadi sub unit kecil dan besar.

3. Pelipatan Protein

Rantai polipeptida yang sudah disintesis tidak bisa berfungsi sampai mengalami modifikasi struktur.

Modifikasi struktur yang bisa terjadi, misalnya penambahan karbohidrat ekor (glikosilasi), kelompok prostetik, lipid, dan sebagainya. 

Supaya rantai polipeptida bisa berfungsi maka dilakukan modifikasi pasca translasi serta pelipatan protein.

Pelipatan protein dibagi menjadi empat tingkat, yaitu tingkat primer, mengengah, tersier dan kuarter. 

Tingkat primer adalah rantai polipeptida linier dan tingkat menengah adalah α-heliks dan β-lipit lembar.

Sementara itu, tingkat tersier yaitu bentuk berserat dan bundar serta tingkat kuarter yaitu protein kompleks dengan dua atau lebih sub unit.

Kesimpulan

Sintesis protein merupakan proses pembentukan protein yang melibatkan DNA untuk diolah menjadi rantai polipeptida.

Tahapan sintesis protein bisa dibagi menjadi tiga, yaitu tahap transkripsi, translasi, dan pelipatan protein.

Daftar Rujukan
  • https://www.studiobelajar.com/sintesis-protein/
  • https://saintif.com/proses-sintesis-protein/
  • https://www.dosenpendidikan.co.id/dna-dan-rna/

Nilai Kualitas Artikel

Leave a Comment