Pengertian Sintesis Protein dan Prosesnya. Setiap hari setiap makhluk hidup membutuhkan makanan untuk kelangsungan hidupnya. Makanan yang mereka makan akan dicerna dalam sistem pencernaan mereka yang akan diolah menjadi energi dalam tubuh. Dalam proses pencernaan, ada istilah yang disebut sintesis protein.
Sintesis protein adalah proses mengubah asam amino yang terkandung dalam linear menjadi protein dalam tubuh. Dalam proses ini membutuhkan peran DNA & RNA dan enzim. Hasil dari proses ini adalah protein yang telah diproses secara mekanis dan kimiawi yang ada dalam sel-sel makhluk hidup. (baca: Peran DNA dan RNA dalam Sintesis Protein)
Proses Sintesis Protein
Tahap atau proses sintesis protein pertama kali dipraktikkan oleh Paul Zamecnik pada tahun 1950 yang lalu. Awalnya Paul menggunakan tikus sebagai bahan percobaan untuk mengamati prosesnya, caranya adalah dengan memasukkan asam amino radioaktif ke dalam tubuh tikus. Hasil percobaan adalah penemuan tempat di mana proses sintesis protein berlangsung. (baca: Sel Organel)
Setelah melakukan percobaan di atas, Paul kemudian melakukan penelitian lain dengan Mahlon dan menyimpulkan bahwa molekul RNA transfer (RNA t) berperan dalam proses sintesis. Namun, pada akhirnya Francis Crick menemukan sesuatu yang penting, yaitu transfer RNA harus terlebih dahulu mengenali urutan nukleotida yang akan diatur sebagai asam amino, yang kemudian dibawa oleh pembawa RNA.
Secara umum, proses sintesis protein dibagi menjadi 3 tahap sebagai berikut:
1. Tahap Replikasi DNA
Tahap Replikasi DN Setiap sel yang terkandung dalam makhluk hidup pasti akan mengalami pembelahan sel, di mana biasanya pembelahan sel ini dapat dibagi berdasarkan kelipatan, misalnya di sini adalah pembagian 4 sel menjadi 8 sel.
Namun, sebelum sel-sel ini melakukan proses pembelahan, ada proses menggandakan komponen yang terkandung dalam sel, salah satunya adalah DNA. Penggandaan DNA ini kemudian disebut replikasi.
Jadi, pengertian replikasi adalah proses mensintesis DNA baru yang terjadi di dalam inti sel. Dalam proses replikasi DNA ini membutuhkan bantuan dari enzim helicase yang bertanggung jawab untuk melepaskan ikatan basa dan hidrogen yang terkandung dalam urutan DNA. Ketika proses replikasi berlangsung, DNA induk akan membentuk anak DNA yang memiliki bentuk yang sama dengan orangtua, sehingga dapat disimpulkan bahwa DNA induk memiliki tugas membentuk DNA baru. Artikel terkait: Jenis-jenis Enzim
Baltimore, Muzushima dan Temin (1970) berpendapat bahwa dari banyak virus, ada beberapa virus yang ternyata mampu mensintesis DNA yang berasal dari RNA dengan hasil rantai tunggal. Enzim yang bertanggung jawab atas proses sintesis disebut DNA polimerase.
2. Tahap Transkripsi
tahap transkripsi Tahap transkripsi adalah tahap di mana DNA akan membentuk RNA dengan menguraikan kode genetik yang berasal dari DNA. Pada tahap ini akan ada 3 jenis RNA, yaitu:
- mRNA
- tRNA
- rRNA
Tahap ini dapat terjadi di sitoplasma dimulai dengan proses pembukaan rantai ganda yang dimiliki oleh DNA dengan bantuan enzim RNA polimerase.
Tahap ini memiliki rantai tunggal yang bertindak sebagai rantai indera, sedangkan rantai lain dari pasangan DNA disebut rantai anti-indera. Tahap transkripsi itu sendiri dibagi menjadi 3 tahap, yaitu tahap inisiasi, perpanjangan dan terminasi.
- Tahap Inisiasi (Awal)
Pada saat proses replikasi terdapat area yang disebut pangkalan replikasi, maka proses transkripsi juga dikenal sebagai nama promotor, yaitu area DNA yang digunakan sebagai tempat untuk menempelkan RNA polimerase ke transkripsi. Ada proses dimana RNA kemudian akan menempel pada promotor, kemudian promotor akan mengikat pada kumpulan protein yang kemudian disebut faktor transkripsi. Dari sini, RNA polimerase, faktor promotor dan transkripsi akan disebut sebagai kompleks inisiasi transkripsi. Dimana selanjutnya RNA polimerase akan bertugas membuka rantai ganda yang dimiliki oleh DNA.
- Tahap Perpanjangan
Ketika RNA polimerase telah membuka rantai ganda DNA, maka RNA akan menyusun deskripsi nukleotida RNA dengan ketentuan arah 5 ′ hingga 3 ′. Pada tahap ini, RNA akan mengalami perluasan sendiri bersamaan dengan proses pembentukan pasangan DNA dengan basa nitrogen.
RNA tidak memiliki nama timidin pirimidin (T), tetapi memiliki urasil (U). Oleh karena itu, RNA kemudian akan membentuk pasangan basa urasil dengan bantuan adenin yang terkandung dalam rantai DNA. Dalam rantai RNA ada 3 jenis basa, yaitu guanin, sitosin dan adenin, di mana nantinya 3 basa ini berpasangan dengan basa pelengkapyang telah ditentukan sesuai dengan aturan pasangan basa. Pada tahap ini, adenin akan berpasangan dengan urasil, sedangkan guanin akan berpasangan dengan sitosin.
- Tahap akhir
Setelah tahap transkripsi selesai, rantai DNA akan bersatu kembali seperti sebelumnya, maka RNA polimerase akan lepas dari rantai DNA. RNA yang dilepaskan dari DNA kemudian akan membentuk RNA baru m.
Dalam sel prokariotik, hasil RNA dari transkripsi akan memainkan peran aktif sebagai RNA m. Namun, RNA yang dihasilkan dari kode transkripsi akan menjadi RNA m yang akan aktif setelah melalui tahap tertentu. Dari sini dapat disimpulkan bahwa dalam rantai tunggal RNA m memiliki beberapa rangkaian basa nitrogen. Masing-masing dari 3 jenis urutan basa nitrogen yang ditemukan dalam nukleotida RNA yang dihasilkan dari transkripsi akan disebut kodon atau kembar tiga. (baca: Teori Abiogenesis)
3. Tahap Terjemahan
Tahap terjemahan translasi adalah proses menerjemahkan kode kodon yang berasal dari RNA m menjadi asam amino yang nantinya akan membentuk protein. Setiap urutan basa nitrogen yang berbeda nantinya akan diterjemahkan menjadi asam amino yang berbeda. Contoh di sini adalah asam amino fenilalanin yang merupakan terjemahan dari kodon UUU (3 basa urasil), asam amino glisin (CGC), asam amino serin (UCA) dan asam amino tryptophan (UGG).
Pada tahap ini setidaknya ada 20 jenis asam amino yang dibutuhkan untuk membentuk protein yang berasal dari penjabaran kodon mRNA. Lebih lanjut, beberapa asam amino ini akan menghasilkan rantai polipeptida spesifik dan nantinya akan membentuk protein spesifik juga. Proses penerjemahan itu sendiri dibagi menjadi 3 tahap:
- Tahap awal
Pada tahap awal penerjemahan, satu unit kecil ribosom akan berikatan dengan mRNA yang sudah membawa kode genetik untuk asam amino yang akan dibuat, juga mengikat bagian inisiator dari tRNA. Kemudian, molekul ribosom akan mengikat 3 molekul bersama dan membentuk kompleks inisiasi. Langkah selanjutnya adalah molekul tRNA akan mengikat dan memindahkan asam amino dari sitoplasma ke ribosom dengan bantuan enzim dan energi GTP. (baca: Fungsi Ribosom)
Setiap ujung tRNA akan membawa 1 antikodon dan 1 asam amino. Langkah selanjutnya adalah asam amino akan diaktifkan oleh tRNA dan menghubungkan antara kodon dan antikodon dalam mRNA.
- Tahap Perpanjangan
Setelah asam amino diaktifkan, itu akan dihubungkan lagi oleh ikatan peptida yang membentuk polipeptida di ujung tRNA yang membawa asam amino. Contohnya adalah tRNA membawa fenilalanin asam amino, sehingga antikodon akan menjadi AAA yang kemudian akan berhubungan dengan kodon UUU mRNA. Dalam proses ini, rantai polipeptida akan meluas, hal ini disebabkan oleh penambahan asam amino.
- Tahap Pengakhiran
Tahap terakhir adalah ketika antikodon yang dibawa oleh tRNA memenuhi kodon UAA, UGA dan UAG. Ini karena rantai polipeptida yang telah terbentuk akan dilepaskan dari ribosom dan diproses menjadi protein fungsional.
Yaitu sintesis protein dan rincian tahapan dalam siklus pembentukan protein dalam tubuh makhluk hidup. Semoga materi ini menambah wawasan Anda.
