MAKALAH
SINTESIS
PROTEIN
Makalah Ini Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Biokimia
Dosen pengampu: Dr. Das Salirawati
Oleh:
Agus
Widodo (11670001)
Arum
Pangesti (11670003)
Amanatul
Qudsiyah (11670014)
Bekti
Widiastuti (11670021)
PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SUNAN KALIJAGA YOGYAKARTA
2012/201
2012/201
KATA
PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa
atas limpahan kemudahan dan keluasan pikiran yang diberikanNya atas
terselesaikannya makalah ini tepat pada waktunya.
Kami
menyelesaikan makalah ini dengan tujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah Biokimia. Makalah ini
berisi tentang sintesis protein. Selain itu makalah kami buat lebih ringkas
agar mudah dipelajari.
Dapat
terselesaikannya makalah ini tepat pada waktunya, tentu saja tidak lepas dari
uluran banyak pihak. Kami mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang
membantu dan memberikan dorongan moral di dalam penyelesaian susunan makalah
ini.
Kami
memohon maaf, karena makalah ini masih dirasa kurang sempurna. Sehubungan
dengan itu, saran dan masukan dari pembaca sangat diharapkan untuk membuat
makalah ini semakin sempurna.
Yogyakarta,
30 Maret 2013
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
Protein yang terdapat dalam makanan
kita, dicernakan dalam lambung dan usus menjadi asam amino, yang diabsorbsi dan
dibawa oleh darah ke hati. Sebagian asam amino diambil oleh hati, sebagian lagi
diedarkan ke dalam jaringan-jaringan di luar hati. Protein dalam sel-sel tubuh
dibentuk dari asam amino. Bila ada kelebihan asam amino dari jumlah yang
digunakan untuk biosintesis protein, kelebihan asam amino akan diubah menjadi
asam keto yang dapat masuk ke dalam siklus asam sitrat atau diubah menjadi
urea.
Pada era globalisasi ini, banyak
sekali pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi untuk menyelidiki tentang
zat-zat yang bermanfaat untuk tubuh dan tahapan sintesisnya. Salah satunya
adalah pengetahuan tentang tahapan sintesis protein yang terjadi dalam tubuh
manusia. Dalam makalah ini akan dijelaskan tentang tahapan sintesis protein
yang sangat berguna untuk tubuh manusia. Tahapan-tahapan itu sendiri antara
lain tahap transkripsi dan tahap translasi. Maka dari itu materi tentang
sintesis protein ini akan dibahas dalam makalah ini.
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Penemuan Awal Biosintesa Protein
Ada tiga penemuan utama pada tahun
1950 yang membuka jalan bagi pengetahuan kita saat ini mengenai biosintesa
protein, yaitu:
1. Awal
Tahun 1950
Paul Zamecnik dan koleganya di Rumah
Sakit Umum Massachusetts menanyakan masalah tentang dimana terjadinya proses
biosintesa protein. kemudian, mereka menginjeksikan asam amino radioaktif ke
dalam tikus. Setelah berjam-jam atau berhari-hari setelah diinjeksi, semua
fraksi intraseluler mengandung protein radioaktif. Tetapi, protein berlabel
radioaktif hanya ditemukan pada fraksi yng mengandung partikel
ribonukleoprotein kecil.
2. Penemuan
Kedua
Mahlon Hoagland dan Zamecnik
menemukan bahwa inkubasi ama amino dengan ATP dan fraksi sitosol sel hati
mengaktifkan asam amino tersebut.
3. Penemuan
Ketiga
Berdasarkan pertanyaan Francis Crick
mengenai bagaimana informasi genetik yang disandi dalam bahsa empat huruf asam
nukleat ditranslasikan menjadi 20 huruf pada protein. Crick kemudian
mengemukakan pendapatnya bahwa RNA pemindah harus memainkan peranannya sebagai
suatu adaptor.
Berdasarkan perkembangan itulah,
dijelaskan berbagai tahap-tahap utama dalam biosintesa protein dan akhirnya
membuka pemahaman akan kata-kata sandi genetik bagi asam amino. dan memunculkan
lima tahap utama dalam sintesa protein. Adanya lima tahap utama dalam sintesis
protein masing-masing memerlukan sejumlah komponen. Komponen – komponen
tersebut diperlukan di dalam E. coli dan prokaryota lainnya; sintesis
protein di dalam sel eukaryotik menunjukkan pola yang sama tetapi terdapat
perbedaan secara lebih rincin. Adapun lima tahap utamanya adalah sebagai
berikut: Tahap 1: Aktivasi Asam
Amino
Tahap ini terjadi di dalam sitosol, dan bukan pada ribosom masing-
masing 20 asam amino ini diikat secara kovalen dengan suatu RNA pemindah
spesifik, dengan memanfaatkan energy ATP. Reaksi ini dikatalis oleh enzim
pengaktif yang memerlukan Mg2+ sebagi kofaktor, masing- masing
secara spesifik bagi satu asam amino dan bagi tRNA-nya.
Tahap 2:
Inisiasi Rantai Polipeptida
RNA membawa pesan yang membawa sandi
bagi polipeptida yang akan dibuat diikat oleh subunit ribosom yang berukuran
lebih kecil, diikuti oleh inisiasi asam amino yang diikat oleh tRNA-nya membentuk suatu kompleks
inisiasi. tRNA asam amino pengisiasi ini berpasangan dengan triplet nukleotida
spesifik atau kodon pada mRNA yang menyandi permulaan rantai plipeptida. Proses
ini, yang memerlukan guanosintristofat (GTP), dilangsungkan oleh tiga protein
sitosol spesifik yang dinamakan faktor inisiasi.
Tahap 3:
Pemanjangan
Rantai polipeptida diperpanjang oleh
pengikatan kovalen unit asam amino berturut-turut masing-masing diangkut menuju
ribosom dan diletakkan secara benar ke tempatnya oleh tRNA masing–masing.
Pemanjangan digiatkan oleh protein sitosol yang dinamakan faktor pemanjagan.
Tahap 4:
Terminasi Pembebasan
Penyempurnaan rantai polipeptida,
yang dicirikan oleh suatu kodon terminasi (pengakhir) pada mRNA, diikuti oleh
pembebasannaya dari ribosom, yang dilangsungkan oleh faktor –faktor pembebas.
Tahap 5:
Pelipatan dan Pengolahan
Sebelum atau setelah pelipatan,
polipepetida baru dapat mengalami pengolahan oleh kerja enzimatik untuk
melepaskan asam asam amino penginisaisi, dan mengikat gugus fosfat, metil,
karboksil atau gugus lain pada residu asam amino tertentu, atau untuk mengikat
gugus oligosakarida atau gugus prostetik.
B. Tahap-Tahap Pembentukan Ikatan Asam
Amino dengan tRNA
a.
Tahap pertama
Dalam tahap ini, asam amino dengan
enzim serta AMP membentuk kompleks aminoasil-AMP-enzim.
b.
Tahap Kedua
Dalam Tahap ini terjadi reaksi
antara kompleks aminoasil-AMP-enzim dengan tRNA. Pada reaksi ini terbentuk
kompleks tRNA asam amino, sedangkan AMP dan enzim sintetase dilepaskan kembali.
Di dalam ribosom terdapat sebagian
dari rantai nukleotida mRNA yang telah siap menerima tRNA yang membawa asam
amino. Tiap molekul aminoasil-tRNA masuk ke dalam ribosom sacara berurutan,
membentuk pasangan kodon dan antkodon yang sesuai. Untuk memulai biosintesa protein,
tRNA yang mempunyai antikodon UAC mengikat formil metionin dan masuk ke dalam
ribosom mepati bagian dari mRNA yang mempunyai kodon AUG.
Selanjutnya
tRNA kedua yang telah mengikat asam amino, masuk ke dalam ribosom dan menempati
kodon AUG berikutnya, misalnya pada tRNA metionin. Melalui cara ini, formil
metionin yang menjadi asam amino awal membentuk ikatan peptida dengna metionin.
Kemudian, tRNA yang pertama dilepaskan dan keluar dari ribosom.
Proses biosintesa protein akan
berakhir apabila mRNA terdapat kodon UAA, UAG, atau UGA, karena dalam sel
normal tidak terdapat tRNA yang mempunyai antikodon komplementer terhadap
ketiga kodon tersebut. ketiga kodon tersebut merupakan tanda berhenti pada
proses pembentukan ikatan peptida.
C.
Tahapan Proses yang Berlangsung dalam Sintesa Protein
1)
Transkripsi
Yaitu pembentukan molekul RNA sesuai
pesan ynag diberikan kepada molekul RNA sesuai pesan yang diberikan oleh DNA.
Pada tahap ini informasi genetik diberikan kepada molekul RNA yang terbentuk
selaku perantara dalam sintesis protein. Transkripsi terdiri dari tiga tahap,
yaitu:
a.
Inisiasi (Permulaan)
Daerah DNA, dimana RNA polimerase
melekat dan mengawali transkripsi disebut promoter. Suatu promoter mencakup
titik awal transkripsi dan biasanya membentang beberapa pasangan nukleotida di
depan titik awal tersebut.Selain itu, promoter juga menentukan di mana
transkripsi dimulai, promoter juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks
DNA yang digunakan sebagai cetakan.
b.
Elongasi (Pemanjangan)
Setelah sintesis RNA berlangsung,
DNA heliks ganda terbentuk kembali dan molekul RNA baru akan dilepas dari
cetakan DNA-nya. Pilinan helix ganda DNA akan terbuka secara berurutan
kira-kira 10 hingga 20 basa DNA sekaligus. Transkripsi berlanjut pada laju
kira-kira 60 nukleotida per detik pada sel eukariotik. Berikut ini ialah gambar
dari tahap elongasi:
c.
Terminasi (Pengakhiran)
Transkripsi
berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut
terminator. Terminator merupakan suatu urutan DNA yang berfungsi menghentikan
proses transkripsi. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat
pada saat RNA polimerase mencapai titik terminasi. Sedangkan pada sel
eukariotik, RNA pilomerase terus melawati titik terminasi.RNA yang telah
terbentuk akan terlepas dari enzim tersebut. Pada tahap terminasi, sel akan
menginterpretasikan suatu kode genetik menjadi protein yang sesuai. Berikut ini
ialah gambar dari tahap terminasi:
2. Translasi
Pada tahap translasi, molekul RNA menerjemahkan informasi
genetika ke dalm proses pembentukan protein. Pada tahap ini asam - asam amino
secara berurutan diikat satu dengan lain, sesuai pesan yang diberikan DNA. Pada
proses translasi, terjdadi reaksi antara antikodon dari tRNA dengan kodon dari
mRNA melalui terbentuknya ikatan hidrogen antara basa-basa yang komplementer.
Berikut ini, adalah kemungkinan pasangan basa kesatu antikodon dengan basa
ketiga kodon:
|
Basa
Antikodon
|
Basa
Kodon
|
|
A
|
U
|
|
C
|
G
|
|
U
|
A
atau G
|
|
G
|
U
atau C
|
|
I
|
U,
C, dan A
|
Seperti halnya
transkripsi, translasi juga terdiri dari tiga tahap:
a. Inisiasi
Tahap
inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya RNAd, sebuah RNAt yang memuat
asam amino pertma dari polipeptida, dan dua subunit ribosom.Pertama, subunit ribosom
kecil mengikatkan diri pada RNAd dan RNAt inisiator.Di dekat tempat pelekatan
ribosom subunit kecil pada RNAd terdapat kodon inisiasi AUG, yang memberikan
sinyal dimulainya proses translasi.RNAt inisiator, yang membawa asam amino
metionin,melekat pada kodon inisiasi AUG.
Oleh
karenanya, persyaratan inisiasi adalah kodon RNAd harus mengandung triplet AUG
dan terdapat RNAt inisiator berisi antikodon UAC yang membawa metionin.Jadi
pada setiap proses translasi, metionin selalu menjadi asam amino awal yang
diingat.Triplet AUG dikatakan sebagai start kodon karena berfungsi sebagai
kodon awal translasi.
b. Elongasi
Pada
tahap elongasi dari translasi, asam amino berikutnya ditambahkan satu persatu
pada asam amino pertama (metionin). Pada ribosom membentuk ikatan hidrogen
dengan antikodon molekul RNAt yang komplemen dengannya.Molekul RNAr dari
subunit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan
ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang
baru tiba.
Pada
tahap ini polipeptida memisahkan diri dari RNAt tempat perlekatannya semula,
dan asam amino pada ujung karboksilnya berikatan dengan asam amino yang dibawa
oleh RNAt yang baru masuk.Saat RNAd berpindah tempat, antikodonnya tetap
berikatan dengan kodon RNAt.RNAd bergerak bersama-sama dengan antikodon dan
bergeser ke kodon berikutnya yang akan ditranslasi.Sementara itu, RNAt yang
tanpa asam amino telah diikatkan pada polipeptida yang sedang memanjang dan
selanjutnya RNAt keluar dari ribosom.Langkah ini membutuhkan energi yang
disediakan oleh hirolisis GTP.Kemudian RNAd bergerak melalui ribosom ke satu
arah saja, kodon satu ke kodon lainnya hingga rantai polipeptidanya lengkap.
c. Terminasi
Tahap
akhir translasi adalah terminasi.Elongasi berlanjut hingga ribosom mencapai
kodon stop.Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, atau UGA.Kodon stop tidak
mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan
translasi.
BAB
III
KESIMPULAN
Protein
merupakan suatu polipeptida yang mempunyai bobot molekul yang sangat
bervariasi, dari 5000 hingga lebih dari satu juta. Sintesis protein dibagi
dalam dua tahap, yaitu tahap transkripsi dan translasi. Transkripsi
yaitu pembentukan molekul RNA sesuai pesan ynag diberikan kepada molekul RNA
sesuai pesan yang diberikan oleh DNA. Pada tahap ini informasi genetik
diberikan kepada molekul RNA yang terbentuk selaku perantara dalam sintesis
protein. Translasi yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi genetika ke dalm
proses pembentukan protein. Pada tahap ini asam - asam amino secara berurutan
diikat satu dengan lain, sesuai pesan yang diberikan DNA.
DAFTAR PUSTAKA
Poedjiati, Ana dan F.M Titin
supriyanti. 2009. Dasar-Dasar Biokimia.
Jakarta: UI-Press.
Lechninger, A.L. 1998. Dasar-Dasar Biokimia. Alih Bahasa: Maggy
Thenawijaya. Jakarta: Erlangga.
Anonim. 2013. Proses dan tahapan Sintesa Protein. http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/03/proses-dan-tahapan-sintesis-protein-pengertian-transkripsi-dna-dan-translasi-rna-pembentukan-polipeptida.html.
Diakses Tanggal 31 Maret 2013 Pukul 14.43 WIB.
Anonim.
2013. Kode Genetik. http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/15/kode-genetik/. Diakses Tanggal 31 Maret 2013 Pukul
14.43 WIB.
Posting Komentar