DNA berperan dalam menentukan sifat makhluk hidup dan menentukan urutan asam amino pada setiap protein yang disintesis. Proses
sintesis protein merupakan proses yang kompleks, memerlukan
20 macam asam amino; mRNA dan tRNA sebagai pelaksana; ATP sebagai sumber energi;
enzim RNA polimerase. Sintesis protein dilakukan melalui dua
tahap, yaitu tahap transkripsi dan tahap translasi.
Transkripsi
Proses transkripsi/pencetakan/penulisan
ulang DNA ke dalam mRNA. Proses ini terjadi di dalam nukleus. Pada tahap ini,
setiap basa nitrogen DNA dikodekan ke dalam basa nitrogen mRNA.Pada
saat inti sel memerintahkan perlunya sintesis protein, informasi DNA
dialihkan melalui RNA pembawa pesan yang disebut RNA messenger (mRNA).
mRNA berisikan salinan langsung pasangan basa dari DNA.
Urutan basa nitrogen yang dibawa ke luar nukleus
dalam mRNA ini dinamakan sebagai kodon. Dalam proses transkripsi,
banyak proses enzimatik yang terjadi, seperti pemutusan ikatan-ikatan
hidrogen pada rantai DNA serta pembacaan urutan basa nitrogen yang
prosesnya mirip dengan duplikasi DNA.
Tahap inisiasi transkripsi dimulai dengan pengenalan daerah gen di DNA oleh enzim RNA polimerase. Daerah ini dinamakan dengan promoter, yakni tempat dimulainya sintesis pasangan DNA oleh mRNA. Daerah DNA yang disalin hanyalah satu bagian rantai saja yang dinamakan dengan sense (daerah template) dan rantai yang lainnya dinamakan rantai antisense. Pembacaan DNA oleh RNA polimerase ini dimulai dari ujung 3' menuju ujung 5' dan tidak pernah sebaliknya. RNA polimerase akan membuka ikatan double helix pada bagian gen yang dikenali dan kemudian akan menyalin urutan basa yang ada pada DNA sense (template) sehingga terbentuk DNA baru dari arah ujung 5' menuju ujung 3'. Proses ini dinamakan dengan elongasi.
Kode genetik, yang dibawa oleh mRNA (kodon) dibaca dalam urutan tiga basa (triplet) menjadi protein. Proses penerjemahan kodon menjadi protein atau yang disebut dengan translasi.Tahap translasi mirip tahap transkripsi. Keduanya menggunakan enzim untuk membuat rantai polimer polinukleotida pada transkripsi dan polipeptida pada translasi. Pada proses translasi juga terjadi tahap inisiasi, elongasi, dan terminasi. Pada tahap translasi kode genetik atau kodon dari mRNA diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino. Apakah kodon itu? Kodon merupakan urutan tiga basa nitrogen pada mRNA. Setiap urutan tiga basa tersebut memiliki arti khusus yang dapat diterjemahkan dalam proses translasi. Urutan tiga basa tersebut dikenal sebagai triplet. Misalnya, AUG, AAA, UCA, dan UUA.
Tahap inisiasi transkripsi dimulai dengan pengenalan daerah gen di DNA oleh enzim RNA polimerase. Daerah ini dinamakan dengan promoter, yakni tempat dimulainya sintesis pasangan DNA oleh mRNA. Daerah DNA yang disalin hanyalah satu bagian rantai saja yang dinamakan dengan sense (daerah template) dan rantai yang lainnya dinamakan rantai antisense. Pembacaan DNA oleh RNA polimerase ini dimulai dari ujung 3' menuju ujung 5' dan tidak pernah sebaliknya. RNA polimerase akan membuka ikatan double helix pada bagian gen yang dikenali dan kemudian akan menyalin urutan basa yang ada pada DNA sense (template) sehingga terbentuk DNA baru dari arah ujung 5' menuju ujung 3'. Proses ini dinamakan dengan elongasi.
Proses transkripsi diakhiri jika gen di
daerah rantai template telah selesai dibaca (terdapat kodon stop). DNA
memiliki mekanisme agar RNA polimerase dapat mengenali akhir dari gen
dengan kode basa tertentu, daerah ini dikenal dengan nama terminator.
Proses akhir dari transkripsi ini dinamakan dengan terminasi. Setelah
itu, rantai mRNA akan keluar dari DNA menuju ribosom di sitoplasma.
Translasi
Kode genetik, yang dibawa oleh mRNA (kodon) dibaca dalam urutan tiga basa (triplet) menjadi protein. Proses penerjemahan kodon menjadi protein atau yang disebut dengan translasi.Tahap translasi mirip tahap transkripsi. Keduanya menggunakan enzim untuk membuat rantai polimer polinukleotida pada transkripsi dan polipeptida pada translasi. Pada proses translasi juga terjadi tahap inisiasi, elongasi, dan terminasi. Pada tahap translasi kode genetik atau kodon dari mRNA diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino. Apakah kodon itu? Kodon merupakan urutan tiga basa nitrogen pada mRNA. Setiap urutan tiga basa tersebut memiliki arti khusus yang dapat diterjemahkan dalam proses translasi. Urutan tiga basa tersebut dikenal sebagai triplet. Misalnya, AUG, AAA, UCA, dan UUA.
Kodon pada mRNA dikenali oleh antikodon pada tRNA. Jika urutan triplet
pada mRNA adalah AUG AAA UCA UUA maka urutan antikodonya adalah UAC UUU AGU AAU.
Triplet antikodon terletak pada salah satu sisi tRNA. Pada sisi yang lain, tRNA
membawa asam amino yang sesuai dengan pesanan kodon.
Dari 64 macam triplet kodon, terdapat 61 macam yang dapat mengodekan 20 macam
asam amino. Akibatnya, terdapat beberapa asam amino yang dapat dikodekan oleh
lebih dari satu triplet atau disebut juga kodon sinonim. Tiga triplet lainnya
tidak mengodekan asam amino, tetapi berfungsi sebagai kodon stop , triplet yang
memerintahkan penghentian proses translasi. Selain kodon stop, terdapat juga
kodon start yang memerintahkan dimulainya proses translasi, yaitu kodon AUG dan
berfungsi juga sebagai pengode asam amino metionin.
Translasi dimulai ketika mRNA dan tRNA inisiator berikatan dengan ribosom
subunit kecil. Molekul tRNA inisiator merupakan molekul yang membawa asam amino
pertama dan merupakan komplemen kodon AUG (kodon start). Biasanya membawa asam
amino metionin. Antikodon pada tRNA inisiator adalah UAC. Setelah itu, ribosom
subunit besar berikatan dengan ribosom subunit kecil. Fase inisiasi ini sempurna
setelah terbentuknya ribosom yang fungsional.
Elongasi terjadi setelah tRNA kedua berikatan dengan kodon selanjutnya
setelah kodon start. Misalnya, kodon lain setelah kodon start adalah GUC, maka
akan berikatan dengan antikodon tRNA CAG yang membawa asam amino valin. Kedua
asam amino, metionin dan valin, akan berikatan dengan bantuan enzim peptidil
transferase.
Setelah metionin dan valin berikatan, tRNAmet yang awalnya membawa
metionin, dilepaskan dari ribosom. Kemudian, ribosom bergerak pada molekul mRNA
sepanjang satu kodon. Pergerakan ini membuat tRNAval bergerak ke
tempat yang ditinggalkan tRNAmet. Molekul tRNA ketiga, kemudian
berikatan dengan kodon mRNA ketiga dan membawa asam amino lainnya. Proses
elongasi ini terus mengikatkan asam amino hingga terbentuk rantai polipeptida.
Translasi terhenti ketika ribosom mencapai kodon stop pada mRNA. Kodon stop
tidak berikatan dengan tRNA, namun ia berikatan dengan protein khusus yang
disebut release factors (faktor pelepas). Faktor pelepas menghentikan translasi
dan menghidrolisis ikatan antara asam amino terakhir pada rantai polipeptida
baru dan tRNA-nya Pada proses sintesis protein, satu macam gen umumnya hanya
mengatur satu sintesis polipeptida. Polipeptida yang terbentuk terlebih dahulu
dimodifikasi untuk menjadi protein yang fungsional. Misalnya, beberapa
polipeptida harus disatukan untuk membentuk satu protein yang memiliki fungsi
tertentu.
Berikut adalah contoh tahap-tahap penerjemahan kodon pada mRNA terjadi sehingga dapat dihasilkan polipeptida.
- DNA membentuk messenger RNA (membentuk pasangan) (mRNA). mRNA mentranskripsi kode genetik yang terdapat pada DNA menjadi kode genetik yang terdapat mRNA yang dinamakan kodon.
- mRNA keluar dari inti sel (nukleus) melalui retikulum endoplasma menuju ribosom dan menempelkan dirinya pada ribosom.
- Di dalam sitoplasma tRNA mengadakan
translasi kodon pada mRNA menjadi antikodon pada tRNA
- tRNA yang memiliki antikodon SGU akan mengangkut asam amino arginin, tRNA berantikodon ASG mengangkut treonin, dan tRNA berantikodon AAA mengangkut lisin.
- tRNA mengangkut asam amino ke ribosom yang kemudian disusun menjadi polipeptida atau protein
- Dalam pembentukkan polipeptida, asam amino yang satu digabung dengan asam amino yang lain oleh ikatan peptida. Proses ini berjalan terus sampai akhirnya ditemukan kodon, misalnya stop (UAG).
0 comments:
Speak up your mind
Tell us what you're thinking... !