Sintesis polipeptida

4.1.3. Sintesis polipeptida

Kode genetik diekspresikan ke dalam bentuk sintesis protein. Sintesis protein membutuhkan bahan dasar asam amino dan berlangsung dalam ribosom. Sintesis ini melibatkan DNA, RNA, dan ribosom. Secara garis besar ekspresi gen berlangsung melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi (lihat Gambar 4.3)

Gambar 4.3. Proses transkripsi dan translasi.

4.1.3.1. Transkripsi Informasi genetik dicetak dalam bentuk kode oleh DNA di dalam inti sel. Pembawa informasi atau kode ini adalah mRNA (messenger RNA) atau RNA duta. Kode-kode tercermin pada susunan atau urutan basa nitrogen yang teratur dalam mRNA. Ini berarti kode atau informasi adalah mRNA sendiri.

Pencetakan mRNA (kode) berdasarkan DNA cetakan disebut transkripsi. Transkripsi adalah pembentukan mRNA dari salah satu pita DNA (DNA cetakan) dengan bantuan enzim RNA polimerase (Gambar 4.4)

Gambar 4.4. Transkripsi dengan enzim RNA polimerase.

Proses transkripsi adalah sebagai berikut:

a. RNA polimerase melekat pada molekul DNA sehingga menyebabkan sebagian dari double helix terbuka.

c. mRNA yang sudah selesai dicetak akan meninggalkan inti sel menuju sitoplasma dan melekat pada ribosom. Ribosom adalah granula-granula dalam sitoplasma yang berperan dalam sintesis protein. Biasanya berderet 4 atau 5 dan disebut polisom.

d. Transkripsi ini mirip dengan replikasi DNA, hanya bedanya: - Basa Urasil RNA mengganti Timin DNA. - mRNA yang terbentuk tidak tinggal berpasangan dengan pita

DNA pembuatnya, tetapi melepaskan diri meninggalkan inti sel. - Replikasi DNA memberikan hasil yang tetap di dalam genom, sedangkan pembentukan molekul RNA berlangsung dan hasilnya digunakan langsung dalam waktu singkat untuk sintesis protein

4.1.3.2. Translasi Ribosom akan membaca kode yang ada pada mRNA dengan bantuan RNA lain, yakni RNA transfer (tRNA). Di dalam sitoplasma banyak terdapat tRNA, asam-asam amino dan lebih dari 20 enzim- enzim amino hasil sintetase. Prosesnya adalah sebagai berikut:

a. Pemindahan asam amino dari sitoplasma ke ribosom dilakukan oleh tRNA. Asam amino terlebih dahulu diaktipkan dengan ATP (Adenosin Trifosfat), proses ini dipengaruhi oleh enzim amino asil sintetase. Hasilnya berupa Aminoil Adenosin Monofosfat (AA-AMP) dan fosfat organik.

b. AA-AMP diikat oleh tRNA untuk dibawa ke ribosom.

c. Ujung bebas tRNA mengikat asam amino tertentu yang telah diaktifkan. Di bagian lengkungan terdapat tiga basa nukleotida yang disebut antikodon, yang nantinya berpasangan dengan tiga basa yang disebut kodon pada pita mRNA.

d. Dalam ribosom terdapat situs (tempat) melekatnya mRNA dan dan dua situs tRNA (P site dan A site) (lihat Gambar 4.5). Anti kodon pada tRNA harus sesuai dengan pasangan basa dari kodon pada mRNA. Jika asam-asam amino yang terdapat pada P site telah bergabung ke asam amino yang terdapat pada tRNA di A site

e. tRNA yang telah melepaskan asam amino kemudian meninggalkan ribosom, bebas dalam sitoplasma untuk selanjutnya mampu mengikat asam amino lain semacam yang telah diaktifkan oleh ATP, sedangkan tRNA dengan rantai asam amino menempati P site, tRNA berikutnya dengan asam amino akan datang ke ribosom ke P site. Demikian seterusnya sehingga dalam polisom terangkai bermacam-macam asam amino dan tersusun menjadi rangkaian polipeptioda yang selanjutnya akan membentuk protein fungsional.

ribosom

tRNA Asam amino (AA)

mRNA

P site

A site

Gambar 4.5 Translasi melibatkan ribosom, mRNA dan tRNA, dan asam amino.

Translasi meliputi tiga tahapan, yaitu: inisiasi, elongasi dan terminasi. Proses translasi akan berakhir jika sampai ke kodon akhir. Perlu diingat bahwa pada setiap tahap diperlukan enzim dan dua tahap pertama memerlukan energi.

Jadi dalam ribosom berlangsung penerjemahan urutan nukleotida DNA ke protein. Urutan singkat sintesis protein fungsional adalah sebagai berikut:

1. DNA membentuk mRNA untuk membawa kode sesuai urutan basa N-nya.

2. mRNA meninggalkan inti, pergi ke ribosom dalam sitoplasma.

3. tRNA datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA. tRNA ini bergabung dengan mRNA sesuai dengan kode pasangan basa N-nya yang seharusnya.

4. Asam–asam amino akan berjajar-jajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga terbentuklah rangkaian polipeptoda yang selanjutnya membentuk protein fungsional (lihat Gambar 4.6)

5. Protein yang terbentuk merupakan enzim yang mengatur metabolisme sel dan reproduksi.

DNA

mRNA

Gambar 4.6. Urutan asam amino pada protein (polipeptida),

ditentukan oleh urutan kodon triplet pada mRNA.