Makalah ini membahas tentang ekspresi gen melalui proses transkripsi dan translasi, dimana DNA ditranskripsikan menjadi mRNA yang kemudian ditranslasi menjadi protein. Proses sintesis protein juga dijelaskan melalui tahapan polimerisasi asam amino."

1. MAKALAH GENETIKA
EKSPRESI GEN
Dosen pengampu : Ika Listiana, M. Si.
Disusun oleh :
Kelompok 3
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI RADEN INTAN LAMPUNG
2023
Heni Oktavia Wulandari 2111060121
Rosi Rosanda 2111060143
Syahnaz Aulia Saqinah 2111060088
Yovita Tri Rezeki 2111060158

2. i
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Segala puji bagi Allah SWT, Tuhan semesta alam yang telah melimpahkan
rahmat nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan
sebaik-baiknya. Shalawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada junjungan
kita nabi Muhammad SAW,yang telah menjadi suritauladan bagi umat
manusia,sehingga sampai detik ini kami masih merasakan indahnya iman dan
islam.
Tak lupa kami ucapkan terimakasih kepada dosen pengampu Ibu Ika
Listiana,M.Si.yang telah memberikan tugas makalah ini dalam rangka melengkapi
tugas dari mata kuliah Genetika Program Studi Pendidikan Biologi dengan materi
“Ekspresi Gen”.
Mungkin makalah ini kurang dari sempurna,penyusun mohon maaf yang
sebesar-besarnya serta kami berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi siapa
saja yang membacanya, sehingga dapat menambah wawasan serta pengetahuan
sesuai dengan bidang studi yang di tekuni.
Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Bandar Lampung, 10 Oktober 2023
Kelompok 3

3. ii
DAFTAR ISI
COVER
KATA PENGANTAR .......................................................................... i
DAFTAR ISI.......................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang...................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah................................................................. 2
1.3 Tujuan ................................................................................... 2
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Ekpresi Gen.......................................................................... 3
2.2 Sintesa Protein...................................................................... 3
2.3 Mekanisme Sintesis Protein .............................................. . 16
BAB III PENUTUP
2.4 Kesimpulan........................................................................ . 21
2.5 Saran ................................................................................. . 21
DAFTAR PUSTAKA

4. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1 Latar belakang
Genetika adalah ilmu yang mempelajari sifat keturunan. Keturunan
adalah proses biologis dimana orangtua atau induk mewariskan gen
kepada anaknya atau keturunannya. Genetika adalah cabang biologiyang
mempelajari pewarisan sifat padaorganismemaupunsub organisme (seperti
virusdan prion). Secara singkat dapat juga dikatakan bahwa
genetikaadalah ilmu tentanggendan segala aspeknya. Dalam biologi, ilmu
genetika mempelajarigen, pewarisan sifat, dan keanekaragaman organisme
hidup. Genetika dapat diaplikasikandalam berbagai studi tentang
kehidupan seperti bacteria, plantae, animalia, dan manusia.
Dalam kaitannya dengan genetika, DNA yang terdapat dalam
kromosom memiliki peran/kontribusi yang amat penting. DNA adalah
bahan genetik mendasar yang mengontrolsifat-sifat makhluk hidup,
terekspresikan dalam bentuk polipeptida, meskipun tidakseluruhnya
adalah protein (dapat diekspresikan sebagai RNA yang memiliki reaksi
katalitik,seperti SNRPs).
Francis Crickmenjelaskan aliran informasi yang dibawa oleh DNA
dalam rangkaian The Central Dogma, yang berbunyi: “Aliran informasi
DNA dapat diterukan ke sel-selmaupun individu lainnya dengan replikasi,
dapat diekspresikan menjadi suatu sinyal perantara dalam bentuk RNA,
yang kemudian dapat ditranslasikan menjadi polipeptida, unit pembangun
suatu fenotipe dari organisme yang ada.”
Berdasarkan informasi tersebut, maka pada makalah ini akan
membahas mengenai bagaimana gen dapat diekspresikan.

5. 2
1. 2 Rumusan Masalah
Di tinjau dari latar belakang di atas, maka rumusan masalah dari
makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Apakah yang dimaksud ekspresi gen?
2. Apa yang di maksud dengan sintesa protein?
3. Bagaimana mekanisme sintesa Protein?
1. 3 Tujuan
Di tinjau dari rumusan masalah di atas, maka tujuan dari makalah ini
adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui ekspresi gen.
2. Mengetahui apa itu sintesa protein.
3. Mengetahui mekanisme sintesa protein.

6. 3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Ekspresi Gen
Informasi genetik suatu organisme tersimpan dalam molekul DNA
yang terdapat di dalam inti sel (nukleus) atau nukleoid. Unit fungsional
dalam molekul DNA yang menyandi sifat keturunan atau sifat genetik
tertentu disebut gen. Keseluruhan informasi sifat genetik yang terdapat
dalam tubuh suatu makhluk hidup disebut genom.
Ekspresi gen adalah proses penggunaan informasi genetik yang
tersimpan di dalam gen untuk mensintesis senyawa-senyawa produk gen.
Senyawa-senyawa produk gen ini umumnya adalah protein, namun ada
juga berupa senyawasenyawa RNA fungsional yang tidak merupakan kode
untuk protein, misalnya tRNA (transfer RNA), rRNA (ribosomal RNA),
dan snRNA (small-nuclear RNA). Untuk mengekspresikan informasi
genetik yang dimilikinya, sel melakukan berbagai proses, antara lain
penyalinan informasi genetik dari DNA ke mRNA (messenger RNA, RNA
pembawa pesan), proses ini disebut transkripsi, dan kemudian diikuti
dengan penerjemahan informasi genetik yang terdapat dalam molekul
mRNA menjadi protein, proses ini disebut translasi. Dengan cara ini sifat
genetik diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya.1
2.2 Sintesa Protein
Protein memiliki peranan yang sangat penting dalam organisasi
struktur dan fungsional dari sel. Protein struktural menghasilkan beberapa
komponen sel dan beberapa bagian di luar sel seperti kutikula, serabut, dan
sebagainya. Protein fungsional (misalnya enzim dan hormon) mengawasi
hampir semua kegiatan metabolisme, biosintesa, pertumbuhan, pernafasan,
dan semua perkembangbiakan dari sel. Namun sebuah sel tidak mungkin
1
Ernawati Sinaga. 2010. Ekspresi Gen. Jakarta : Universitas Nasional. Hal 14.

7. 4
membuat protein yang di butuhkan individu yang ber sel banyak. Berbagai
macam protein di buat oleh berbagai tipe sel.
Proses pembuatan protein menyangkut salah satu dari dogma pusat
dari Biologi Molekuler, yang menyatakan bahwa informasi genetik itu
beralih dari asam nukleat ke protein. Tahap pertama dari dogma itu yang
di kenal sebagai proses transkripsi tidak menimbulkan perubahan dalam
kode, karena ADN dan ARNd adalah komplementer. Tahap kedua yang di
kenal sebagai proses translasi, menimbulkan perubahan dalam kode, yaitu
dari urutan nukleotida ke urutan asam amino. Kejadian itu dapat di
gambarkan sebagai berikut :
transkripsi translasi
ADN ARN Protein
(Sumber: Suryo, 2017)
Pada tahun 1968 Barry Commoner menduga bahwa informasi
genetik beralih secara memutar (sirukuler), yaitu ADN mencetak ARN,
ARN menerjemahkan ke protein, protein membuat ARN dan ARN
membuat ADN.
ADN ARN
ARN Protein
(Sumber: Suryo, 2017)
Akan tetapi pada tahun 1970 Baltimore, Mizushima dan Temin melaporkan adanya
enzim “ADN polimerase bergantung ARN” yang di sebut juga denga “transkiptase
sebaliknya”, yang pada beberapa virus dapat mensintesa ADN dari ARN hasil cetakan
berpeta tunggal. Berdasarkan penemuan itu, di tahun 1970 Spiegelmen, dkk.
berpendapat bahwa ada kemungkinan di bentuknya molekul dihibrid ARN atau ADN.
Dari penemuan tersebut menarik banyak perhatian di bidang Biologi

8. 5
Molekuler sehingga menghasilkan konsep baru, yaitu “dogma pusat
sebaliknya”. Dogma (kepercayaan) ini berpendapat bahwa beralihnya
informasi genetik tidak perlu mengikuti urutan dari ADN ke ARN
kemudian ke protein, akan tetapi dapat juga terjadi dari ARN ke ADN.2
Dengan demikian “dogma pusat sebaliknya” itu dapat di gambarkan
secara skematis sebagai berikut :
transkripsi translasi
ADN ARN Protein
transkripsi sebaliknya
(Sumber: Suryo, 2017)
a. Asam Amino
Asam amino merupakan salah satu dari 20 jenis monomer yang
paling umum digunakan dalam pembentukan protein. Pada umumnya
asam amino larut dalam air dan tidak larut dalam pelarut organik non
polar seperti eter, aseton, dan kloroform. Asam amino ini memiliki
sifat yang berbeda dengan asam karboksilat maupun dengan sifat
amina. Asam karboksilat alifatik maupun aromatik yang terdiri atas
beberapa atom karbon umumnya kurang larut dalam air tetapi larut
dalam pelarut organik. Demikian pula amina umumnya tidak larut
dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik.
Asam amino adalah senyawa dengan satu atau lebih gugus
karboksil (−COOH) dan satu atau lebih gugus amino (−NH2) dalam
molekulnya. Asam-asam amino bergabung melalui ikatan peptida
(ikatan antara gugus karboksil dari asam amino dengan gugus amino
dari asam amino disampingnya). Susunan antar asam amino dan jenis
asam amino yang menyusun protein, sangat spesifik dan khas bagi
setiap jenis protein.Asam amino dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:
1) Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat
disintesa oleh tubuh dan harus tersedia dalam makanan yang
2
Suryo. 2019. Genetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Hal.101.

9. 6
dikonsumsi. Jenis asam amino esensial lisin, leusin, isoleusin,
dan valin.
2) Asam amino non esensial yaitu asam amino yang dapat
disintesa oleh tubuh. Jenis asam amino non esensial adalah
alanin, asparagin, asam aspartat, dan asam glutamat.
a) Struktur asam
Struktur asam α-amino, dengan gugus amina di sebelah kiri
dan gugus karboksil di sebelah kanan. Struktur asam amino
secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus:
gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen
(H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga
gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino
dengan asam amino lainnya. Atom C pusat tersebut dinamai
atom Cα ("C alfa") sesuai dengan penamaan senyawa bergugus
karboksil, yaitu atom C yang berikatan langsung dengan gugus
karboksil. Oleh karena gugus amina juga terikat pada atom Cα
ini, senyawa tersebut merupakan asam α-amino. Asam amino
biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai
samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping
dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah,
hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.
b) Polimerisasi asam amino
Gambar 1. Reaksi kondensasi dua asam amino membentuk ikatan peptida

10. 7
Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino
sebagai monomernya. Monomer-monomer ini tersambung dengan
ikatan peptida, yang mengikat gugus karboksil milik satu monomer
dengan gugus amina milik monomer di sebelahnya. Reaksi
penyambungan ini (Translasi) secara alami terjadi di sitoplasma
dengan bantuan ribosom dan tRNA. Pada polimerisasi asam amino,
gugus -OH yang merupakan bagian gugus karboksil satu asam
amino dan gugus -H yang merupakan bagian gugus amina asam
amino lainnya akan terlepas dan membentuk air. Oleh sebab itu,
reaksi ini termasuk dalam reaksi dehidrasi. Molekul asam amino
yang telah melepaskan molekul air dikatakan disebut dalam bentuk
residu asam amino.
b. ADN
Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan singkatan DNA
(bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah salah satu jenis asam
nukleat yang memiliki kemampuan pewarisan sifat. Keberadaan asam
deoksiribonukleat ditemukan di dalam nukleoprotein yang membentuk inti
sel. 3
. Setiap DNA tersusun dari dua buah rantai polinukleotida. DNA
merupakan sejenis biomolekul yang menyimpan dan menyandi instruksi-
instruksi genetika setiap organisme dan banyak jenis virus. Instruksi-
instruksi genetika ini berperan penting dalam pertumbuhan,
perkembangan, dan fungsi organisme dan virus. DNA merupakan asam
nukleat; bersamaan dengan protein dan karbohidrat, asam nukleat adalah
makromolekul esensial bagi seluruh makhluk hidup yang diketahui.
Kebanyakan molekul DNA terdiri dari dua unting biopolimer yang
berpilin satu sama lainnya membentuk heliks ganda. Dua unting DNA ini
dikenal sebagai polinukleotida karena keduanya terdiri dari satuan-satuan
molekul yang disebut nukleotida. Tiap-tiap nukleotida terdiri atas salah
satu jenis basa nitrogen (guanina (G), adenina (A), timina (T), atau sitosina
3
Rahmadina.2019.Modul Ajar Genetika Dasar.Sumatera Utara: Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Sumatera Utara: 32

11. 8
(C)), gula monosakarida yang disebut deoksiribosa, dan gugus fosfat.
Nukleotida-nukelotida ini kemudian tersambung dalam satu rantai ikatan
kovalen antara gula satu nukleotida dengan fosfat nukelotida lainnya.
Hasilnya adalah rantai punggung gula-fosfat yang berselang-seling.
Menurut kaidah pasangan basa (A dengan T dan C dengan G), ikatan
hidrogen mengikat basa-basa dari kedua unting polinukleotida membentuk
DNA unting gandaDua unting DNA bersifat anti-paralel, yang berarti
bahwa keduanya berpasangan secara berlawanan. Pada setiap gugus gula,
terikat salah satu dari empat jenis nukleobasa. Urutan asam nukleat empat
nukleobasa di sepanjang rantai punggung DNA inilah yang menyimpan
kode informasi biologis. Melalui proses biokimia yang disebut transkripsi,
unting DNA digunakan sebagai templat untuk membuat unting RNA.
Unting RNA ini kemudian ditranslasikan untuk menentukan urutan asam
amino protein yang dibangun.
Struktur kimia DNA yang ada membuatnya sangat cocok untuk
menyimpan informasi biologis setiap makhluk hidup. Rantai punggung
DNA resisten terhadap pembelahan kimia, dan kedua-dua unting dalam
struktur unting ganda DNA menyimpan informasi biologis yang sama.
Karenanya, informasi biologis ini akan direplikasi ketika dua unting DNA
dipisahkan. Sebagian besar DNA (lebih dari 98% pada manusia) bersifat
non-kode, yang berarti bagian ini tidak berfungsi menyandikan protein.
Dalam sel, DNA tersusun dalam kromosom. Semasa pembelahan
sel, kromosom-kromosom ini diduplikasi dalam proses yang disebut
replikasi DNA. Organisme eukariotik (hewan, tumbuhan, fungi, dan
protista) menyimpan kebanyakan DNA-nya dalam inti sel dan sebagian
kecil sisanya dalam organel seperti mitokondria ataupun kloroplas.
Sebaliknya organisme prokariotik (bakteri dan arkaea) menyimpan DNA-
nya hanya dalam sitoplasma. Dalam kromosom, protein kromatin seperti
histon berperan dalam penyusunan DNA menjadi struktur kompak.
Struktur kompak inilah yang kemudian berinteraksi antara DNA dengan
protein lainnya, sehingga membantu kontrol bagian-bagian DNA mana
sajakah yang dapat ditranskripsikan.

12. 9
Para ilmuwan menggunakan DNA sebagai alat molekuler untuk
menyingkap teori-teori dan hukum-hukum fisika, seperti misalnya teorema
ergodik dan teori elastisitas. Sifat-sifat materi DNA yang khas
membuatnya sangat menarik untuk diteliti bagi ilmuwan dan insinyur yang
bekerja di bidang mikrofabrikasi dan nanofabrikasi material. Beberapa
kemajuan di bidang material ini misalnya origami DNA dan material
hibrida berbasis DNA.
Asam deoksiribonukleat atau disingkat ADN merupakan
persenyawaan kimia yang paling penting pada makhluk hidup, yang
membawa keterangan genetik dari sel khususnya atau dari makhluk dalam
keseluruhannya dari satu generasi ke generasi berikutnya. ADN sangat
menarik perhatian para Biologiwan modern dalam abad ini, seperti halnya
ahli kimia serta fisika tertarik pada atom. Oleh karena ADN sangat erat
hubungannya dengan hampir semua aktipitas biologi, maka banyak sekali
penyelidikan telah dilakukan, bahkan kini masih terus berjalan untuk
mengetahui lebih banyak lagi tentang ADN. ADN menempati tempat
utama dalam sitologi (ilmu hal sel), genetika, biologi molekul,
mikrobiologi, biologi perkembangan, biokimia dan evolusi. tetapi ia tidak
dapat mengenal sifat kimianya yang pasti dan menamakannya sebagai
nuklein. Dalam tahun 1880 Fischer dapat mengenal adanya zat-zat
pirimidin dan purin di dalam asam nukleat Kossel menemukan 2 pirimidin
(yaitu sitosin dan timin) dan 2 purin (yaitu adenin dan guanin) di dalam
asam nukleat itu, sehingga ia men dapatkan hadiah Nobel dalam tahun
1910. Levine, seorang ahli biokimia kelahiran Rusia mengenal gula 5
karbon ribose dalam tahun 1910 dan kemudian menemukan gula
deoksiribose di dalam asam nukleat. Ia juga menyatakan adanya asam
pospat dalam asam nukleat Robert Feulgen (1914) menunjukkan suatu tes
warna untuk ADN, yang kemudian dikenal sebagai reaksi Feulgen. Avery,
Macleod dan McCar thy (1944) pertama-tama membuktikan bahwa ADN
mempunyai hubungan langsung dengan keturunan. Chargaff (1947)
membuat studi kimiawi dari ADN. Ia membuktikan bahwa ADN terdiri
dari bagian yang sama dari basa purin dan pirimidin dan bahwa adenin dan

13. 10
timin terdapat dalam proporsi yang sama, begitu pula sitosin dan guanin.
Wilkins dan kawan-kawan (1950) dengan cara diffraksi sinar-X
menemukan, bahwa basa-basa purin dan pirimidin di dalam molekul ADN
terletak dengan jarak 3,4 Å (1 angström € 0,001 mikron = 0,000001 mm).
Mereka juga mengemukakan bahwa molekul ADN itu tidak berbentuk
sebagai sebuah garis lurus, melainkan berpilin sebagai spiral dan setiap 34
Å merupakan satu spiral penuh. Watson dan Crick (1953) menyatakan
bahwa molekul ADN itu berbentuk spiral dobel yang berpilin ("double
helix") dan memperlihatkan berbagai aktipitas dari molekul ADN.
Kornberg (1957) membuktikan kebenaran model "dou- ble helix" dari
ADN yang dikemukakan Watson dan Crick dengan cara membuat molekul
ADN dalam sistem sel bebas. Dalam tahun 1967 Kornberg membuat
molekul ADN dari 6000 nukleotida.
Adapun Struktur ADN (DNA) Pada tahun 1953, James Watson and
Francis Crick telah membuka wawasan baru tentang penemuan model
struktur DNA. Ada dua dasar yang digunakan dalam melakukan deduksi
terhadap model tersebut, yaitu a. Hasil analisis kimia yang dilakukan oleh
E. Chargaff terhadap kandungan basa nitrogen molekul DNA dari berbagai
organisme selalu menunjukkan bahwa konsentrasi adenin sama dengan
timin, sedangkan guanin sama dengan sitosin. Dengan sendirinya,
konsentrasi basa purin total menjadi sama dengan konsentrasi basa
pirimidin total. Akan tetapi, nisbah konsentrasi adenin + timin. terhadap
konsentrasi guanin + sitosin, sangat bervariasi dari spesies ke spesies. b.
Pola difraksi yang diperoleh dari hasil pemotretan molekul DNA
menggunakan sinar X oleh M.H.F. Wilkins, R. Franklin, dan para
koleganya menunjukkan bahwa basabasa nitrogen tersusun vertikal di
sepanjang sumbu molekul dengan interval 3,4 Å. Berdasarkan data kimia
Chargaff serta difraksi sinar X Wilkins dan Franklin tersebut Watson dan
Crick mengusulkan model struktur DNA yang dikenal sebagai model
tangga berpilin/double helix (Gambar 2) Menurut model ini kedua untai
polinukleotida saling memilin di sepanjang sumbu yang sama. Satu sama
lain arahnya sejajar tetapi berlawanan (antiparalel). Basa-basa nitrogen

14. 11
menghadap ke arah dalam sumbu, dan terjadi ikatan hidrogen antara basa
A pada satu untai dan basa T pada untai lainnya. Begitu pula, basa G pada
satu untai selalu berpasangan dengan basa C pada untai lainnya melalui
ikatan hidrogen. Oleh karena itu, begitu urutan basa pada satu untai
polinukleotida diketahui, maka urutan basa pada untai lainnya dapat
ditentukan pula. Adanya perpasangan yang khas di antara basa-basa
nitrogen itu menyebabkan kedua untai polinukleotida komplementer satu
sama lain. Setiap pasangan basa berjarak 3,4 Å dengan pasangan basa
berikutnya. Di dalam satu kali pilinan (360°) terdapat 10 pasangan basa.
Antara basa A dan T yang berpasangan terdapat ikatan hidrogen rangkap
dua, sedangkan antara basa G dan C yang berpasangan terdapat ikatan
hidrogen rangkap tiga. Hal ini menyebabkan nisbah A+T terhadap G+C
mempengaruhi stabilitas molekul DNA. Makin tinggi nisbah tersebut,
makin rendah stabilitas molekul DNAnya, dan begitu pula sebaliknya.
Gambar 2. Struktur DNA
(Sumber : Elya. 2014)
Gugus fosfat dan gula terletak di sebelah luar sumbu. Seperti telah
disebutkan di atas, nukleotida-nukleotida yang berurutan dihubungkan
oleh ikatan fosfodiester. Ikatan ini menghubungkan atom C nomor 3‘
dengan atom C nomor 5‘ pada gula deoksiribosa. Di salah satu ujung untai
polinukleotida, atom C nomor 3‘ tidak lagi dihubungkan oleh ikatan
fosfodiester dengan nukleotida berikutnya, tetapi akan mengikat gugus
OH. Oleh karena itu, ujung ini dinamakan ujung 3‘ atau ujung OH. Di

15. 12
ujung lainnya atom C nomor 5‘ akan mengikat gugus fosfat sehingga
ujung ini dinamakan ujung 5‘ atau ujung P.
c. ARN non-Genetik
Pada makhluk di mana keterangan genetik terdapat dalam ADN maka
ARN disebut juga ARN Non-genetik. Berdasarkan tempat terdapatnya serta
fungsinya dapat dibedakan 3 macam ARN, yaitu:4
1) ARN duta atau disingkat ARNd ("messenger RNA" = mRNA). ARNd
berbentuk pita tunggal terdapat di dalam nukleus dan dibuat (dicetak)
oleh ADN dalam suatu proses yang dinamakan transkripsi. Sebelum
ADN mencetak ARNd, "double helix" molekul ADN terlebih dahulu
membuka spiralnya dengan bantuan enzim ARN polimerase. Proses
pencetakan ARNd oleh salah satu pita ADN. Setelah ARNd selesai
dicetak (artinya telah menerima keterang- an genetik dari ADN) maka
ARNd keluar dari nukleus melalui pori- pori dinding nukleus menuju
ke ribosom. Jadi fungsi ARNd ialah un- tuk membawa keterangan
genetik yang diterimanya dari ADN. Enzim inti sendirian mampu
membuat copy ARN dari ADN, tetapi proses transkripsinya
berlangsung secara acakan (random) sepanjang pita ADN yang akan
mencetak. Jika faktor sigma ditam- bahkan pada enzim inti, transkripsi
dimulai pada letak yang sebenar- nya, lagipula pada pita yang benar.
Dari lima subunit yang menyusun enzim inti itu, kini baru diketahui
bahwa subunit beta sajalah yang melibatkan diri secara langsung pada
pengikatan ARN polimerase ke ADN.
2) ARN pemindah atau disingkat ARNP ("transfer RNA"= tRNA). Akhir-
akhir ini ARNP disebut juga ARN larut atau disingkat ARNI ("soluble
RNA"= SRNA).
R. Holley pada tahun 1965 untuk pertama kali mempelajari dan
memberi keterangan tentang molekul ARNP yang ditemukannya pada
khamir (Saccharomyces cereviciae). Dikatakan bahwa seperti halnya
dengan ARNd, molekul ARNP itu dibuat di dalam nukleus, sebelum
4
Suryo. 2019. Genetika. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Hal 104

16. 13
menempatkan diri di dalam sitoplasma. Selanjutnya dinyata- kan pula
bahwa pada beberapa bagian dari molekul ARNp itu basa- basa
memperlihatkan pasangan yang mengikuti model Watson dan Crick, tetapi
ada bagian-bagian yang basa-basanya tidak memperli- hatkan pasangan.
Bagian di mana basa-basa itu tidak berpasangan dikatakan mempunyai
struktur menukik merupakan suatu bulatan, sehingga Huiley berpendapat
bahwa molekul ARNP mempunyai struktur seperti daun semanggi
Beberapa sifat mengenai molekul ARNP itu ialah:
a) Semua molekul ARNP mengandung urutan terminal yang sama
dari basa 5'-SSA-3' pada akhir 3' dari deretan polinukleotida. Pada
basa A (adenin) itulah molekul ARNP mengikat asam amino.
b) Semua ARNP mempunyai bagian menukik yang merupakan
bulatan, yang disebut lengan T dimana terdapat tujuh basa tak
berpasangan, termasuk pseudouridin. Lengan ini mempunyai
peranan pada pengikatan molekul ARNP dengan ribosom.
c) Semua molekul ARNP mempunyai lengan DHU (= dihidrouridin)
yang mengandung 8-12 basa tak berpasangan.
d) Ada bagian yang mengandung tiga basa, yang pada ARNP tertentu
berbeda susunannya daripada di ARNP lainnya. Tiga basa itu di-
namakan antikodon, yang nantinya akan berpasangan dengan tiga
basa pada molekul ARNd. Tiga basa pada ARNd ini disebut.
kodon.
e) Beberapa ARNp yang berupa pita panjang dapat mempunyai
lengan tambahan pendek.
3) ARN ribosom atau disingkat ARNr (''robosomal RNA" = rRNA). ARNr
terutama terdapat di dalam ribosom, meskipun dibuat di dalam nukleus.
Molekulnya berupa pita tunggal, tak bercabang dan fleksibel. Ada yang
bercabang dan fleksibel. Ada bagian di mana basa-basa komplementer
membentuk pasangan-pasangan

17. 14
d. Ribosom dan Enzim
Kata Ribosom berasal dari bahasa Yunani soma yang artinya “badan”
dan ribonucleic acid (asam ribonukleat).Kata “Ribosom” digunakan pertama
kali oleh seorang ilmuwan yang bernama Richard B. Roberts pada tahun 1958.
5
Ribosom adalah struktur makromolekular di dalam sel yang memimpin
berbagai interaksi yang ada hubungannya dengan sintesa protein. Oleh karena
itu ribosom mengandung faktor-faktor yang berfungsi sebagai enzim. Dalam
menjalankan fungsinya, ribosom-ribosom berderet membentuk kelompok
yang dinamakan poliribosom atau polisom, sedang banyaknya ribosom dalam
suatu polisom berhubungan erat dengan panjangnya protein yang akan dibuat.
Misalnya untuk polipep- tida dari hemoglobin digunakan lima ribosom
(pentamer). 6
Fungsi serta aktivitas lainnya dari ribosom dan subunitnya adalah sebagai
berikut:
a) Bersatunya dan memisahnya subunit ri Kaempfer (1968,1969) dapat
menunjukkan adanya siklus ribo- som-polisom pada bakteri E.coli dan
khamir (Saccharomyces cerevisiase). Dua subunit ribosom (subunit
30S dan subunit 50S) mengadakan penukaran pada ujung-ujung
polisom.
Gambar 3.Siklus Ribosom-polisom selama sintesa protein bakteri E-coli
(Sumber: Suryo, 2017)Subunit ribosom yang lepas akan berkumpul dan
membentuk kumpulan subunit ribosom bebas.
5
Rahmadina, Husnarika Febriani. 2017 Biologi Sel. Surabaya: CV. Selembar Papyrus.
Hal. 42
6
Suryo. 2019. Genetika. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Hal 107

18. 15
b) Fungsi subunit 30S
Subunit 30S menjadi tempat melekatnya ARNd pada ribosom.
ARNd melekat dengan subunit 30S dengan menggunakan kodon yang
pertama (AUG) dan membentuk komplek permulaan. Subunit 30S
mengandung 3 faktor yang disebut IF1, IF2 dan IF3, masing-masing
mempunyai peranan penting selama permulaan sintesa protein.7
c) Fungsi Subunit 50S
Pembentukan rantai polipeptida berlangsung di dalam subunit 50S.
Subunit 50S diperkirakan mempunyai dua sisi untuk mengikat ARNP
yang masuk, yaitu sisi "A" (sisi amino asil ARNP) dan sisi "p" (sisi
peptidil ARNP). ARNP yang membawa asam amino masuk ke dalam
subunit 50S dan melekat pada sisi "A". Setelah asam amino itu
dilepaskan di sisi "P", maka ARNp keluar dari subunit 50S melalui
sisi yang berlawanan. Tetapi W.D. Stansfield (1969) memperkirakan
adanya tiga sisi dalam ribosom, yaitu adanya tambahan sisi "E" (exit).
Melalui sisi ini ARNP melepaskan diri dari polipeptida, ARNd dan
ribosom.
Gambar 4.Letak sisi "A", "P" dan "E" dalam ribosom
(Sumber: Suryo, 2017)
7
Suryo. 2019. Genetika. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Hal 108

19. 16
d) Terbentuknya Poliribosom
Pada makhluk tingkat tinggi biasanya pita tunggal ARNd melalui
beberapa ribosom dan merangkainya menjadi poliribosom atau
polisom.
Gambar 5.Terbentuknya Poliribosom
(Sumber: Suryo, 2017)
3.3 Mekanisme Sintesa Protein
Mekanisme dari sintesa protein telah diselidiki dengan seksama
dalam sel bakteri (yaitu E. coli), yang memiliki ribosom 70S. Ribosom ini
terjadi dari subunit 30S (ringan) dan 50S (berat). Tumbuh-tumbuhan dan
hewan tingkat tinggi kebanyakan memiliki ribosom 80S. Sintesa protein
melibatkan dua peristiwa penting, ialah proses transkripsi (pemindahan
informasi genetik dari ADN ke ARN) dan translasi (pemindahan informasi
genetik dari ARN ke protein).
1) Transkripsi
Pada organisme yang inti selnya berdinding (eukariot)
ADN terdapat di dalam kromosom, artinya di dalam inti sel. ADN

20. 17
akan tetap berada di dalam inti sel, sedangkan protein dibuat di
dalam sitoplasma Berhubung dengan itu ADN tidak mungkin ikut
berperan secara langsung pada sintesa protein. Sebagai pengganti,
sebuah pita dari (double helix) molekul ADN digunakan untuk
mencetak pita tunggal ARN duta (ARNd) proses ini dinamakan
transkripsi. Enzim yang menjadi katalisator untuk proses ini ialah
enzim ARN polimerase bergantung ADN, yang biasanya disingkat
menjadi enzim ARN polimerase. Seperti halnya dengan ADN,
sintesa ARN selalu terjadi menurut arah 5' ke 3'. Pita ADN yang
mencetak ARNd biasanya disebut juga pita sens. sedang pita ADN
komplementernya yang tidak mencetak ARNd dinamakan pita
antisens.
Gambar 6. Proses transkripsi atau sintesa ARN-duta (ARNd)
(Sumber: Suryo, 2017)
ARND yang telah selesai dicetak (artinya selesai menerima
informasi genetik dari ADN) akan meninggalkan ADN, keluar dari
inti sel melalui pori-pori dari membran inti dan menempelkan diri
pada ribosom yang terdapat di dalam sitoplasma.
2) Translasi
Pada proses translasi dapat dibedakan beberapa peristiwa penting:
Menempelnya ARNd pada ribosom 30S dan pembentukan poliribosom.Pada prokariot
(yaitu makhluk yang memiliki inti tanpa dinding) ribosom-ribosom tersebar di dalam
sitoplasma. Tetapi pada cukariot (yaitu makhluk yang inti selnya berdinding) ribosom-
ribosom kerap kali berkumpul 8
8
Triwibowo Iwono. 2005. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga. Hal 212.

21. 18
pada retikulum (rangka) endoplasma. Dalam sel bakteri E.
coli ribosom mempunyai ukuran 70S (= unit Svedberg,
ialah ukuran berdasarkan perbandingan sedimentasi), yang
terdiri dari dua bagian. Bagian yang kecil disebut subunit
30S, sedang yang besar disebut subunit 50S. Pada eukaryot,
ribosom mempunyai ukuran lebih besar, yaitu 80S. Namun
ukuran ini bervariasi dari spesies ke spesies.
Sebelum proses sintesa protein berlangsung di
dalam sel-sel pro- karyot, maka ribosom 30S masih terpisah
dari ribosom 50S. Mula-mula ARNd yang keluar dari
nukleus itu menempel pada ribosom 30S dengan
perantaraan faktor IF1 ('initiation factor), IF2, IF3 dan GTP
(guanosin tripospat). Setelah ARNd menempel pada
ribosom 30S, maka terbentuklah kompleks permulaan.
Gambar 7.Peristiwa melekatnya ARNd pada ribosom 30S
(Sumber: Suryo, 2017)
a. Pengikatan asam amino oleh ARNP (ARN-pemindah).
Sementara itu ARNP akan mengikat asam amino yang
terdapat dalam sitoplasma. Tetapi sebelum asam amino
diikat oleh ARND, terlebih dahulu asam, amino diaktifkan
dengan adenosin tripospat (ATP), yaitu molekul yang kaya
akan energi dan sangat berguna untuk berbagai reaksi.
Gambar 8. pengaktipan asam amino (AA) dengan adenosin tripospat
(ATP).
(Sumber: Suryo, 2017)

22. 19
Pertama-tama N-formilmetionil-ARNP (F-met
ARNpf) menempel pada kodon triplet pertama dari ARNd
(yaitu AUG atau AUA) untuk mulai dengan proses sintesa
protein (Gb. IV-12). Kemudian ribosom 30S bergabung
dengan ribosom 50S untuk membentuk ribosom 70S.
Proses penggabungan dua subunit ribosom ini dipengaruhi
oleh ion-ion Mg++
serta faktor IF2 dan IF3. Kode dari
ARNd tidak hanya dibaca oleh sebuah ribosom saja,
melainkan oleh banyak ribosom yang bergerak dan
semuanya membaca kode dari ARNd. Jika banyak ribo-
som menempel pada ARNd, terbentuklah poliribosom atau
polisom.
b. Permulaan dari sintesa protein.
Permulaan dari sintesa protein pada bakteri E. coli ditandai
dengan terbentuknya ribosom 70S. Di dalamnya, ARNd
selalu mempunyai kodon triplet pertama AUG sebagai
permulaan (yaitu pada ujung 5'). Kodon AUG adalah kode
untuk asam amino metionin. Oleh karena dalam sintesa
protein itu rantai peptida selalu bertambah panjang dalam
urutan dari gugus amino (-NH2) ke karboksil (-COOH),
maka fungsi dari formil metionin-ARNp ialah untuk
menjamin bahwa sintesa protein berlangsung menurut arah
itu.
c. Memanjangnya rantai polipeptida.
Dengan terbentuknya ribosom 70S yang fungsional
(yaitu 70S-ARNd-Fmet ARNP), maka memanjangnya
rantai polipeptida dimungkinkan dengan terjadinya
penambahan asam amino dan mengge- sernya ribosom
serta ARNd dengan hadirnya molekul-molekul GTP. Pada
tiap tahap tersedialah aminoasil ARNP baru pada sisi "A"

23. 20
dari ribosom. Jadi F-metARNp harus bergerak dari sisi "A"
ke sisi "P" (sisi peptidil), sebelum aminoasil-ARNP yang
kedua (AA2ARNP) dapat mengikatkan diri pada triplet
berikutnya. Aminoasil-ARNp (AA2ARNP) mengikatkan
diri dengan kodon dari sisi "A" dengan hadirnya GTP dan
dua protein yang disebut faktor transfer.
Pada tahap berikutnya triplet kodon UUU
mengikatkan diri dengan aminoasil AA2ARNP pada sisi
"P". Enzim yang memperlancar berbagai proses ini disebut
peptidil transferase.
Jadi selama memanjangnya rantai polipeptida, tiap
ARNP yang bermuatan (yaitu aminoasil ARNP) masuk ke
sisi "A", bergerak ke sisi "p", kemudian ke sisi "E" dan
akhirnya ARNP dikeluarkan dari ribosom. Proses ini
berlangsung amat cepat. Pada bakteri E. coli yang hidup
dalam keadaan optimal, rantai polipeptida yang
mengandung 40 asam amino dapat dihasilkan dalam waktu
20 detik saja.

24. 21
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Adapun Kesimpulan dari materi Ekspresi Genetik yaitu sebagai
berikut:
1. Ekspresi gen adalah proses penggunaan informasi genetik yang
tersimpan di dalam gen untuk mensintesis senyawa-senyawa
produk gen.
2. Protein memiliki peranan yang sangat penting dalam organisasi
struktur dan fungsional dari sel. Protein struktural menghasilkan
beberapa komponen sel dan beberapa bagian di luar sel seperti
kutikula, serabut, dan sebagainya.
3. Sintesa protein merupakan proses pembentukan protein yang
melibatkan peran DNA dan RNA.
4. Sintesa protein terdiri dari dua tahap, yakni transkripsi dan
translasi.
3.2 Saran
Makalah ini diharapkan dapat memberikan kontribusi dalam
menambah pengetahuan dan pemahaman dan dapat dijadikan sebagai
sumber referensi tambahan yang dapat memperluas wawasan terkait
materi yang dibahas yaitu “Ekspresi Gen”.

25. DAFTAR RUJUKAN
Nusantari, Elya. 2014. Genetika. Yogyakarta: Deepublish Yogyakarta.
Rahmadina. 2019. Modul Ajar Genetika Dasar. Sumatera Utara: Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Sumatera Utara.
Rahmadina dan Husnarika Febriani. 2017. Biologi Sel. Surabaya: CV. Selembar
Papyrus
Sinaga, Ernawati. 2010. Ekspresi Gen. Jakarta: Universitas Nasional.
Suryo. 2012. Genetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.
Triwibowo, Iwono. 2005. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga.