1. BIOKIMIA
TENTANG
BIOSINTESIS PROTEIN
OLEH :
JOKO HENDRIYANTO
09010173
JURUSAN ; PENDIDIKAN BIOLOGI
SESI ; E
Dosen Pembimbing : DIANA SUSANTI. S.Pd
SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU
PENDIDIKAN (STKIP) PGRI SUMATERA BARAT
PADANG
2011
2. KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat allah yang maha esa yang telah memberikan
kesempatan kepada saya (penulis) untuk dapat menyelesaikan makalah ini
dengan baik pada bidang study BIOKIMIA dengan judul BIOSINTESIS
PROTEIN
Makalah ini disusun dan dibuat untuk kebutuhan belajar dan sebagai
nilai tugas yang akan diduskusian didepan kelas. Dalam pembuatan
makalah ini saya mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah
membantu menyelesaikan makalah ini seperti kepada :
1. Orang tua penulis
2. Teman- teman
3. Dosen pembimbing
Harapan penulis, semoga makalah ini dapat memberikan manfaat
bagi kita semua, serta segala bimbingan dan bantuan yang telah diberikan
dapat menjadi amal ibadah dan mendapat balasan dari ALLAH SWT.
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun,
sehingga makalah ini dapat lebih bermanfaat, amien.
Padang, 27 juni 2011
3. BIOSINTESIS PROTEIN
A.
PROTEIN
Protein (akar kata protos dari bahasa Yunani yang berarti “yang paling utama”)
adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan
polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain
dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen,
nitrogen dan kadang sulfur serta fosfor.
Protein merupakan salah satu bio-makromolekul yang penting perananya dalam
makhluk hidup. Setiap sel dalam tubuh kita mengandung protein, termasuk kulit,
tulang, otot, kuku, rambut, air liur, darah, hormon, dan enzim. Pada sebagian
besar jaringan tubuh, protein merupakan komponen terbesar kedua setelah air.
Diperkirakan 50% berat kering sel dalam jaringan hati dan daging terdiri dari
protein. Sedangkan dalam tenunan daging segar sekitar 20%.
Protein ditemukan dalam berbagai jenis bahan makanan, mulai dari kacangkacangan, biji-bijian, daging unggas, seafood, daging ternak, sampai produk susu.
Buah dan sayuran memberikan sedikit protein. Pemilihan sumber protein ini harus
bijaksana, karena banyak makanan yang tinggi protein juga tinggi lemak dan
kolesterol. Fungsi dari protein itu sendiri secara garis besar dapat dibagi ke dalam
dua kelompok besar, yaitu sebagai bahan struktural dan sebagai mesin yang
bekerja pada tingkat molekular.
Beberapa protein struktural, fibrous protein, berfungsi sebagai pelindung, sebagai
contoh a dan b-keratin yang terdapat pada kulit, rambut, dan kuku. Sedangkan
protein struktural lain ada juga yang berfungsi sebagai perekat, seperti kolagen.
Protein dapat memerankan fungsi sebagai bahan struktural karena seperti halnya
polimer lain, protein memiliki rantai yang panjang dan juga dapat mengalami
cross-linking dan lain-lain. Selain itu protein juga dapat berperan sebagai
biokatalis untuk reaksi-reaksi kimia dalam sistem makhluk hidup. Makromolekul
ini mengendalikan jalur dan waktu metabolisme yang kompleks untuk menjaga
4. kelangsungan hidup suatu organisma. Suatu sistem metabolisme akan terganggu
apabila biokatalis yang berperan di dalamnya mengalami kerusakan.
B.
SINTESIS PROTEIN
Tahap-tahap dalam sintesis protein, secara garis besar dibagi menjadi 2, yaitu
transkripsi dan translasi. Baik transkripsi maupun translasi, masing-masing dibagi
dibagi lagi menjadi 3 tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.
Transkripsi
Transkripsi adalah proses sintesis RNA dengan menggunakan DNA sebagai
cetakan. DNA berlaku sebagai arsitek yang merancang pola penyusunan protein
sedangkan RNA yang akan menjadi duta sebagai pembawa informasi genetik
berupa kode kode genetik atau kodon-kodon.
RNA hasil transkripsi salah satunya adalah m RNA yang akan berperan sebagai
cetakan protein. Basa mRNA akan membetuk rangkaian kodon (adalah rangkaian
3 basa yang berdampingan pada mRNA yang menyandikan satu asam amino).
Pesan genetik mRNA diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino berdasarkan
sandi genetik.
Hal yang perlu diketahui pada proses transkripsi :
o
Promotor site, adalah titik awal proses transkripsi dimana promotor
merupakan rangkaian nukleotida yang dikenali oleh transkriptase
/enzim RNA Polimerase dan tempat melekat dan mulainya proses
transkripsi. Pada promotor ditemui 3 titik penting yang berkaitan
dengan proses transkripsi, yaitu:
-
Titik isyarat awal, merupakan daerah yang menunjukkan faktor sigma. Yang
memberitahukan bahwa dihilir ada utas DNA yang harus ditranskrip sikan
-
Daerah penempelan, dihilir ditemukan suatu tempat daerah pelekatan enzim
transkriptase yang tersusun oleh 7 pasangan basa dengan rangkaian konsensus
5. yang kadang sering disebut kotak pribnow ( pasangan basa AT ) ps bs kaya akan
A-T yang lebih mudah terdenaturasi ( lebih mudah membuka pilinan double
heliks ) dibandingkan ps bs G-C.
-
Titik awal transkripsi, Merupakan nukleotida DNA pertama yang
ditranskripsikan kedalam nukleotida RNA. Pada titik pelekatan ini transkripstase
akan berasosiasi erat dengan DNA dan Ribonuleotide akan masuk untuk
berpasangan dengan utas cetakan. Titik permulaan biasanya (90%) merupakan
suatu basa Purin
Enzim RNA Polimerase, sering disebut dengan RNA Transkriptase untuk
membedakannya
dengan
RNA
yang
bertugas
dalam
proses
Replikasi.Enzim ini sering dijadikan model suatu organisme. Enzim ini
tersusun atas struktur yang kompleks (tersusun atas + 15 subunit –
subunit) aktif yang disebut Holoenzim. Holoenzim terdiri dari enzim inti
dan faktor σ (sigma ).
-
Enzim inti : Mengkatalisis sintesis RNA
-
Faktor σ (sigma ) : Mengenali tanda awal transkripsi yang terdapat pada utas
DNA cetakan.
-
Sub unit – sub unit ini tidak disatukan dengan ikatan kovalen tetapi dengan
ikatan sekunder
Antisense ( – ) strand. DNA adalah double strand pada proses transkripsi
salah satu dari utas DNA akan menjadi cetakan/template. Sedangkan utas
yang satunya akan menjadi utas pendamping (utas antipararel) bagi utas
cetaka. Rangkaian nukleotida RNA yang disintesis merupakan utas anti
pararel terhadap utas cetakan atau sama dengan utas pendamping. Utas
cetakan disebut Antisense strand (-). Utas yang tidak digunakan sebagai
cetakan disebut Antisense strand (+).
6. Terminator. Rangkaian nukleotida pada DNA yang mengisyaratkan bahwa
transkripsi harus berakhir. Semua terminator pada prokariot mengandung
rangkaian polidrom , tepat sebelum titik penutup. Polidrom adalah dua
rangkaian pasangan nukleotida yang terpasang terbalik yang dipisahkan
oleh rangkaian nukleotida dengan jarak kecil. Titik penutup adalah
pasangan basa AT. Terminator akan menghasilkan RNA dengan struktur
pada ujungnya berupa jepitan rambut yang terbentuk akibat adanya
pasangan antipararel antara nukleotida ulang terbalik. Disamping itu
terbentuk juga utas /rangkaian poli U. Utas jepit rambut berfungsi untuk
mengurangi kecepatan atau bahkan menghentikan kerja transkriptase
menjelang proses akhir transkripsi.
Terminologi / Tahap transkripsi
o
Inisiasi
o
Elongasi
o
Terminasi
1. Inisiasi
Proses penempelan kompleks RNA polimerase pada promotor site.
2. Elongasi
Setelah terjadi proses inisiasi subunit σ (faktor sigma) akan melepaskan diri dan
sintesis RNA dilanjutkan oleh Core enzim (enzim yang tidak mengandung faktor
sigma) menggunakan utas cetakan arah 51 – 31 dan membutuhkan 4 macam
nukleosida (ribonukleosida 51trifosfat) yaitu : r-ATP, r-CTP, r-GTP, r-UTP.
3. Terminasi
Transkripsi berlangsung sampai ditemukannya tanda untuk berhenti. Tanda
terminasi yang sederhana adalah bagian DNA yang dengan urutan basa GC
7. disebut palidrome dan diikuti oleh bagian DNA yang kaya akan basa AT. Bila
genom tidak mengandung palidrome maka terminasi menggunakan protein Rho.
Translasi
Translasi adalah proses penerjemahan kode genetik oleh tRNA ke dalam urutan
asam amino. Translasi menjadi tiga tahap, 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.
1. Inisiasi
Tahap inisiasi terjadi jika adanya tiga komponen, yaitu mRNA, sebuah tRNA
yang memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom.
mRNA yang keluar dari nukleus menuju sitoplasma di datangi oleh ribosom,
kemudian mRNA masuk ke dalam “celah” ribosom. Ketika mRNAmasuk ke
ribosom, ribosom “membaca” kodon yang masuk. Pembacaan dilakukan untuk
setiap 3 urutan basa hingga selesai seluruhnya. Sebagai catatan ribosom yang
datang untuk membaca kodon biasanya tidak hanya satu, melainkan beberapa
ribosom yang dikenal sebagai polisom membentuk rangkaian mirip tusuk sate, di
mana tusuknya adalah “mRNA” dan dagingnya adalah “ribosomnya”.
Dengan demikian, proses pembacaan kodon dapat berlangsung secara berurutan.
Ketika kodon I terbaca ribosom (misalnya kodonnya AUG), tRNA yang
membawa antikodon UAC dan asam amino metionin datang. tRNA masuk ke
celah ribosom. Ribosom di sini berfungsi untuk memudahkan perlekatan yang
spesifik antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein.
Sub unit ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA
ribosomal.
8. 2. Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino-asam amino ditambahkan satu per
satu pada asam amino pertama (metionin). Ribosom terus bergeser agar mRNA
lebih masuk, guna membaca kodon II. Misalnya kodon II UCA, yang segera
diterjemahkan oleh tRNA berarti kodon AGU sambil membawa asam amino
serine. Di dalam ribosom, metionin yang pertama kali masuk dirangkaikan dengan
serine membentuk dipeptida.
Ribosom terus bergeser, membaca kodon III. Misalkan kodon III GAG, segera
diterjemahkan oleh antikodon CUC sambil membawa asam amino glisin. tRNA
tersebut masuk ke ribosom. Asam amino glisin dirangkaikan dengan dipeptida
yang telah terbentuk sehingga membentuk tripeptida. Demikian seterusnya proses
pembacaan kode genetika itu berlangsung di dalam ribosom, yang diterjemahkan
ke dalam bentuk asam amino guna dirangkai menjadi polipeptida.
Kodon mRNA pada ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon
molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang tepat. Molekul
mRNA yang telah melepaskan asam amino akan kembali ke sitoplasma untuk
mengulangi kembali pengangkutan asam amino. 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. 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 sinyal untuk
menghentikan translasi. Polipeptida yang dibentuk kemudian “diproses” menjadi
protein.
9. BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
SINTESIS PROTEIN
Tahap-tahap dalam sintesis protein, secara garis besar dibagi menjadi 2, yaitu
transkripsi dan translasi. Baik transkripsi maupun translasi, masing-masing dibagi
dibagi lagi menjadi 3 tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.
