SINTESIS PROTEIN Syarat sintesis protein : a. Bahan baku : 20 macam asam amino yg ada dalam sitoplasma b. Arsitek : DNA c. Pelaksana : RNA (mRNA, rRNA, tRNA) d.Sumber energi : ATP e. Enzim : RNA polimerase

RNA mRNA = messenger RNA berisi kodon-kodon asam amino yang akan dirangkai tRNA = transfer RNA Berbentuk seperti daun semanggi Mempunyai bagian yang disebut antikodon yang berpasangan dengan kodon asam amino yang dibawa Bertugas membawa a.a yang akan dirangkai rRNA = ribosomal RNA Komponen ribosom

rRNA (ribosome-Ribonucleic Acid) ribosomal adalah molekul utama penyusun ribosom.  rRNA dan protein secara bersama membangun subunit-subunit ribosom yang terdiri dari subunit kecil dan subunit besar untuk kemudian bergabung membentuk ribosom fungsional ketika dua subunit terikat pada mRNA saat translasi.  Pada prokariot, subunit kecil mempunyai koefisien sedimentasi sebesar 30S (unit Svedberg) sedangkan subunit besar berukuran 50S, akan tetapi saat bergabung koefisien sedimentasinya adalah 70S (terdiri dari RNA 16S, 5S dan 23S).  Pada eukariot subunit kecil berukuran 40S sedangkan subunit besar berukuran 60S, akan tetapi sebagai suatu kesatuan, ribosom eukaryot memiliki koefisien sedimentasi sebesar 80S (terdiri dari 18S, 5S, 5,8S, dan 28S).

Transfer RNA (tRNA)

mRNA mRNA mengandung urutan basa yang akan diterjemahkan menjadi protein (asam amino). Kode genetik, yang dibawa di dalamnya (kodon) dibaca dalam urutan tiga basa (triplet) menjadi protein. Proses penerjemahan kodon menjadi protein atau yang disebut dengan translasi.

Sintesis protein terdiri dari 2 tahap : 1. Transkripsi: pencetakan oleh mRNA oleh DNA template/rantai sense DNA terjadi di dalam nukleus Pada tahap ini informasi genetika dari DNA pencetak ditransfer ke mRNA (berupa kode genetik/kodon) untuk dibawa menuju ribosom sbg tempat sintesis protein)

Pada tahap ini terjadi di dalam nukleus. DNA double heliks yang terdiri dari 2 sisi, misal yang sisi bawah adalah DNA sense (pencetak/cetakan) sedangkan sisi atas adalah DNA non sense (bukan cetakan). Pertama, enzim polimerase akan masuk diantara double heliks dan menempel pada sisi DNA sense. Enzim polimerase akan mencetak/ mengkopi kode genetik DNA seperti yang ada pada DNA non sense dengan jalan DNA sense sebagai cetakan. Proses pencetakan ini dimulai dari start kodon pada mRNA yaitu AUG lalu proses pengkopian ini berakhir pada stop kodon yaitu UAG, UAA,atau UGA. Proses transkripsi selesai lalu mRNA keluar dari nukleus.

Transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), terminasi (pengakhiran) rantai mRNA.  a. Inisiasi Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter menentukan di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.  b. Elongasi  Saat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA membuka pilinan heliks ganda DNA, sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas dari cetakan DNA-nya. 

c. Terminasi Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator. Terminator yang ditranskripsi merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi sebagai sinyal terminasi yang sesungguhnya. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada akhir sinyal terminasi; yaitu, polimerase mencapai titik terminasi sambil melepas RNA dan DNA. Sebaliknya, pada sel eukariotik polimerase terus melewati sinyal terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA. Pada titik yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini dipotong hingga terlepas dari enzim tersebut. 

2. Translasi : Proses penerjemahan kode genetika yg dibawa oleh mRNA didalam ribosom oleh tRNA dg jenis asam amino pd sitoplasma yg sesuai dg kode triplet pd mRNA, shg terbentuk rantai polipeptida/protein

Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu pesan genetik dan membentuk protein yang sesuai. Pesan tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA, interpreternya adalah RNA transfer. Setiap tipe molekul tRNA menghubungkan kodon tRNA tertentu dengan asam amino tertentu. Ketika tiba di ribosom, molekul tRNA membawa asam amino spesifik pada salah satu ujungnya. Pada ujung lainnya terdapat triplet nukleotida yang disebut antikodon, yang berdasarkan aturan pemasangan basa, mengikatkan diri pada kodon komplementer di mRNA. tRNA mentransfer asam amino-asam amino dari sitoplasma ke ribosom.  Asosiasi kodon dan antikodon harus didahului oleh pelekatan yang benar antara tRNA dengan asam amino. tRNA yang mengikatkan diri pada kodon mRNA yang menentukan asam amino tertentu, harus membawa hanya asam amino tersebut ke ribosom. Tiap asam amino digabungkan dengan tRNA yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut  aminoasil-ARNt sintetase (aminoacyl-tRNA synthetase).   

Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA yang disebut RNAribosomal Translasi menjadi tiga tahap (sama seperti pada transkripsi) yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu mRNA, tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan ATP. 

Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA, a. Inisiasi Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA, sebuah tRNA yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom. Pertama, sub unit ribosom kecil mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator khusus (lihat gambar). Sub unit ribosom kecil melekat pada tempat tertentu di ujung 5` dari mRNA. Pada arah ke bawah dari tempat pelekatan ribosom sub unit kecil pada mRNA terdapat kodon inisiasi AUG, yang membawa asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi.  b. Elongasi Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino – asam amino ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin). Lihat Gambar. Kodon mRNA pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang tepat. Molekul rRNA dari sub unit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru tiba.   

3. Terminasi Tahap akhir translasi adalah terminasi (gambar). Elongasi berlanjut hingga kodon stop mencapai ribosom. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. 

Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu pesan genetik dan membentuk protein yang sesuai. Pesan tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA, interpreternya adalah RNA transfer. Setiap tipe molekul tRNA menghubungkan kodon tRNA tertentu dengan asam amino tertentu. Ketika tiba di ribosom, molekul tRNA membawa asam amino spesifik pada salah satu ujungnya. Pada ujung lainnya terdapat triplet nukleotida yang disebut antikodon, yang berdasarkan aturan pemasangan basa, mengikatkan diri pada kodon komplementer di mRNA. tRNA mentransfer asam amino-asam amino dari sitoplasma ke ribosom.   

KODE GENETIK Protein yang terbentuk dalam sintesis protein mengikuti kode genetik berdasarkan kode genetik mRNA(kodon). Kode genetik itu berbentuk triplet sehingga terjadi kelimpahan kode untuk protein. 1 protein bisa mempunyai lebih dari 1 triplet genetik. Yang perlu diingat adalah triplet untuk kodon start(awal) untuk sintesis protesin dan stop untuk menghentikan proses sintesis protein. Kodon start: AUG, proteinnya methionine Kodon stop : UAA,UAG, UGA

.

selesai