Pengertian dan Proses Sintesis Protein – Protein merupakan senyawa kimia organik yang sangat dibutuhkan semua organisme. Protein memiliki peranan yang cukup vital bagi tubuh. Ditemukan bahwa protein merupakan salah satu senyawa dasar penyusun suatu organisme. Hal ini sesuai dengan teori asal usul makhluk hidup yang dibuktikan oleh percobaan Stanley Miler berdasarkan hipotesis Harold Urey. Dalam percobaannya, menggunakan senyawa – senyawa anorganik (metana, ammoniak, air, dan hidrogen) dengan segala bentuk rangkaian percobaannya dihasilkan asam amino yang merupakan unit dasar penyusun protein. Oleh karena itu, protein merupakan penyusun dasar dari kehidupan. Protein di dalam tubuh memiliki peran struktural dan fungsional. Protein merupakan penyusun dasar membran sel, enzim, hormon, antibodi, dan lainnya. Sementara partikel – partikel di dalam tubuh yang tersusun atas protein tersebut menjalankan fungsi yang berkaitan dengan metabolisme di dalam tubuh organisme.
Sintesis protein adalah suatu metabolisme penyusunan / pembuatan protein (anabolisme) yang terjadi pada semua makhluk hidup. Proses ini berlangsung sepanjang masa dalam siklus hidup suatu organisme. Tubuh organisme akan senantiasa mensintesis protein sesuai dengan kebutuhan tubuh. Kita telah tahu bahwa protein memerankan peran utama sebagai penyusun struktural dan fungsional pada suatu organisme, dan peranan kecil lainnya ialah sebagai energi cadangan. Oleh karena itu, protein sangat penting bagi tubuh. Protein dibuat dengan polimerisasi asam amino. Susunan asam amino pada suatu protein akan menentukan ciri khas dari protein tersebut. Selain itu, proses sintesis protein adalah cerminan cara kerja gen dalam mengatur sifat (fenotip) suatu organisme. Seluruhnya proses sintesis protein berlangsung atas urutan DNA yang mengkode gen tertentu.
Tahapan sintesis protein di dalam sel tubuh:
1. Transkripsi
Transkripsi merupakan proses pencetakan kode genetik asam amino. Tahapan ini berlangsung di dalam inti sel. Yang dimaksud dengan pencetakan ialah kode – kode asam amino dibuat berdasarkan cetakan dari ranta DNA. Kita telah mengetahui bahwa DNA merupakan senyawa rantai ganda polinukleotida. Salah satu rantai dari DNA akan menjadi pola cetakan pembuatan mRNA yang merupakan pembawa pesan untuk sintesis protein. Rantai DNA yang dijadikan pola cetakan disebut DNA sense, sementara yang lainnya ialah anti sense. Inti dari tahapan ini ialah membentuk kode genetik asam amino untuk sintesis protein tertentu berdasarkan urutan basa nitrogen di DNA. mRNA adalah pembawa pesan (messanger RNA / RNA pembawa pesan), yang membawa “pesan” yang akan diterjemahkan untuk membuat protein tertentu.
Tahapan transkripsi:
a. Enzim helikase membuka pilinan rantai ganda DNA
b. RNA transkiptase memulai transkripsi di titik promotor pada rantai DNA
c. Pemanjangan rantai RNA yang terbentuk dikatalisis oleh RNA polimerase yang membawa basa nitrogen daerah pencetakan. Ingat bahwa dalam pencetakan kode genetik ini akan dibentuk mRNA yang urutan basa nitrogennya berlawanan dengan pada rantai DNA sense. Basa purin akan berpasangan dengan basa pirimidin. Remember this that basa pirimidin RNA ialah urasil dan sitosin. Sehingga jika urutan basa nitrogen di rantai DNA ialah adenin (A), sitosin (S), guanin (G), timin (T), dst., maka urutan basa nitrogen pada mRNA ialah urasil (U), guanin (G), adenin (A), dst.
d. Rantai mRNA akan memisahkan diri dari untai DNA setelah menemukan kodon stop. mRNA akan meninggalkan inti menuju sitoplasma untuk tahapan translasi, sementara rantai DNA akan ditutup kembali.
[sc:ads]
2. Translasi
Translasi merupakan tahapan penerjemahan kode genetik yang dibawa oleh mRNA untuk ditranslasikan menjadi asam amino. Tahapan ini berlangsung di ribosom yang terdapat di sitoplasma. Urutan basa nitrogen pada mRNA merupakan urutan kode genetik asam amino. Tiap tiga basa nitrogen pada mRNA merupakan kodon atau kode genetik asam amino tertentu. Kombinasi tiga basa nitrogen (triplet)) ini membentuk 64 kodon. Terdapat 20 jenis asam amino di alam yang dikode oleh lebih dari satu kodon.
Tahapan translasi:
a. mRNA meninggalkan inti membawa kode asam amino menuju sitoplasma
b. mRNA akan berikatan dengan ribosom yang merupakan tempat penerjemahan kode genetik pada mRNA. Ribosom akan berjalan sepanjang mRNA untuk membaca kode genetik pada mRNA dan memberitahukannya kepada tRNA (translasi RNA / RNA penerjemah). tRNA akan membawa asam amino sesuai dengan kode genetik pada tRNA yang telah dibaca oleh ribosom. Tahapan ini disebut dengan inisiasi.
c. tRNA adalah antikodon mRNA. tRNA akan berikatan dengan mRNA dengan menyocokkan asam amino sesuai dengan kode mRNA. Dengan demikian urutan basa nitrogen tRNA akan berlawanan dengan mRNA (purin akan berpasangan dengan pirimidin). Pada proses translasi, kodon mRNA yang telah dibaca oleh ribosom akan direspon oleh tRNA dengan membawa asam amino yang sesuai. tRNA dari sitoplasma masuk ke dalam ribosom untuk berikatan dengan mRNA. Asam amino yang dibawa oleh tRNA akan ditempatkan di sisi translasi ribosom untuk membentuk suatu ikatan protein. tRNA kemudian memisahkan diri dari mRNA dan kembali ke sitoplasma. Ribosom bergeser membaca kodon lain dari mRNA, tRNA lain membawa asam amino yang sesuai dengan kodon dan begitu seterusnya sampai terdapat kodon stop (UAA; UAG; UGA) yang berarti proses translasi berakhir.
d. Terbentuk rantai polipeptida (protein). Asam amino – asam amino yang dibawa oleh tRNA ke ribosom ini akan diikatkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Setelah selesai proses translasi maka akan terbentuk suatu protein yang memiliki ciri khas untuk tujuan tertentu. Misalnya sintesis protein kolagen dengan keratin akan memiliki komposisi asam amino yang berbeda. Dengan demikian, pengaturan sintesis protein di dalam tubuh akan ditentukan berdasarkan kebutuhan tubuh.
e. Pengepakan. Setelah terbentuk protein, maka nasib protein selanjutnya tergantung pada tempat dimana ia diterjemahkan. Protein yang dibentuk di ribosom yang menempel pada retikulum endoplasma umumnya akan didistribusikan ke sel lain maka akan masuk ke retikulum endoplasma untuk dikemas dalam bentuk vesicle, contohnya seperti hormon. Sementara sintesis protein yang berlangsung di ribosom sitoplasma dapat merupakan protein yang akan digunakan langsung oleh sel tersebut, seperti misalnya enzim metabolisme atau struktur membran sel.
