Proses Sintesis Protein

Sebelumya kamu telah mempelajari tentang materi genetik, yaitu DNA dan RNA. Nah, kali ini akan dibahas bagaimana DNA dan RNA tersebut melaksanakan proses dalam pewarisan sifat kepada keturunannya. Proses pewarisan sifat tersebut terjadi melalui proses sintesis protein.

Apakah kamu tahu apa itu sintesis protein? Berikut ini akan dijelaskan mengenai sintesis protein, proses sintesis protein, beserta mekanisme sintesis protein. Yuk, simak dengan baik ya.

Pengertian Sintesis Protein

Sintesis protein adalah proses pencetakan atau penyusunan protein dengan membentuk rangkaian rantai polipeptida. Sintesis protein ini terjadi di organel sel yang disebut ribosom dan pengaturan sintesis protein dilakukan oleh gen (DNA) di dalam inti.

Baca juga: Contoh Bioteknologi dalam Kehidupan

Kode Genetik

Sebelum dijelaskan tentang bagaimana proses sintesis protein beserta tahapan sintesis protein, akan dijelaskan terlebih dahulu mengenai kode genetik. Kode genetik ini sangat berperan dalam mekanisme sintesis protein. Apa itu kode genetik? Kode genetik atau disebut juga dengan kodon, adalah kode yang akan dibawa oleh oleh RNA duta untuk disampaikan kepada RNA transfer.

DNA adalah materi genetik yang akan memberikan informasi dari satu generasi ke generasi berikutnya. Informasi tersebut berupa kode-kode yang terjadi dari dua deretan rantai basa nitrogen yang berpilin.

Apabila pilinan tersebut membuka, maka rantai yang membentuk mRNA disebut rantai bermakna (DNA sense), sedangkan apabila rantai tersebut tidak membentuk mRNA disebut rantai tak bermakna (DNA anti sense).

Adapun basa nitrogen yang menjadi kode-kode ada empat, yaitu Sitosin (S), Timin (T), Adenin (A), dan Guanin (G). Dalam mekanisme sintesis protein terdapat 20 jenis asam amino. Dengan adanya asam amino dalam mekanisme sintesis protein, harus ada aturan yang dapat mengendalikan gen dalam proses pembentukan protein. Satu gen hanya dapat menyandikan satu jenis protein saja.

Berdasarkan hal tersebut, harus banyak faktor pengendali (kodon) sekurang-kurangnya sama dengan yang dikendalikan (asam amino). Hal ini bertujuan untuk mencegah adanya satu kodon mengendalikan lebih dari satu asam amino.

Berikut terdapat beberapa kemungkinan kode genetik (kodon) dalam menyandi asam amino.

Kemungkinan Kode Singlet

Terjadi apabila suatu nukleotida mengkode satu asam amino atau 4¹ = 4 kodon. Untuk mencapai jumlah 20 maka kode ini masih kurang 16, sehingga kode ini tidak memenuhi syarat, karena hanya mengkode 4 asam amino saja.

Kemungkinan Kode Duplet

Terjadi apabila dua nukleotida memberi kode satu asam amino atau 4² = 16 kodon, untuk sampai berjumlah 20 maka kode ini masih kurang 4.

Kemungkinan Kode Triplet

Terjadi apabila tiga nukleotida memberi kode satu asam amino atau 4³ = 64 kodon. Kode ini cukup walaupun satu asam amino harus memiliki 64 : 20 = ± 3 macam kode basa nitrogen.

64 kodon tersebut berfungsi menyandikan asam amino, tetapi akan ada kodon-kodon yang menyandikan satu jenis asam amino yang sama. Jadi ada 3 kodon, yaitu UAA, UAG, dan UGA yang menjadi kodon akhir (stop) dan AUG yang menjadi kodon awal (start). Keempat kodon ini tidak menyandikan asam amino. Sebagian besar asam amino dikendalikan lebih dari 1 kodon.

Pembentukan asam amino akan dilakukan oleh rangkaian kodon RNA duta dimulai dari kodon dan diakhiri oleh salah satu kodon akhir.

Agar kamu lebih memahami mengenai kode tiga basa (triplet) yang membentuk asam amino, yuk perhatikan tabel berikut ini.

Keterangan:

Ala         = alanin                                             Leu         = leusin

 Arg         = arginin                                           Lys          = lisin

Asn        = asparagin                                       Met        = metionin

Asp        = asam aspartat                              Phe        = fenilalanin

 Cys         = sistein                                           Pro         =prolin

Gln         = glutamin                                      Ser          = serin

Glu         = asam glutamat                           Thr         = treonin

Gly         = glisin                                             Try          = triptofan

His          = histidin                                        Tyr          = tirosin

Ile           = isoleusin                                       Val         = valin

Walaupun RNA telah bekerja dengan teliti dalam mekanisme sintesis protein, tetapi kesalahan dalam menerjemahkan mungkin dapat juga terjadi. Sehingga terjadi kesalahan dalam menerjemahkan kode-kode tersebut, maka asam amino yang tersusun akan berbeda dan tidak sesuai dengan yang diharapkan.

Akibatnya jenis protein yang dihasilkan juga akan berbeda. Peristiwa ini disebut dengan mutasi dan bersifat menurun atau diwariskan kepada keturunannya.

Baca juga: Proses Pembelahan Sel

Tahapan Sintesis Protein

Setelah dijelaskan mengenai kode genetik, selanjutnya akan dibahas mengenai bagaimana proses sintesis protein itu terjadi. Di dalam proses sintesis protein terdapat tahapan, skema sintesis protein, dan juga diagram sintesis protein.

Secara garis besar, tahapan sintesis protein terjadi melalui 2 tahap, yaitu transkripsi dan translasi.

Transkripsi

Adalah tahapan sintesis protein dimana terjadi proses pencetakan RNA duta oleh DNA (DNA sense) dengan menggunakan enzim RNA polymerase. Adanya enzim polymerase ini menyebabkan rangkaian double helix sebagian akan membuka, akibatnya basa-basa pasangannya menyusun Adenin (A) pada mRNA dan seterusnya.

Hasil penyusunan mRNA yang sudah jadi akan meninggalkan inti untuk melekat pada ribosom, yang merupakan organela pelaksana sintetis protein.

Translasi

Adalah tahapan sintesis protein dimana terjadi penerjemahan kode-kode oleh RNA transfer, berupa urutan asam amino yang diinginkan. Kode pada mRNA akan terbaca oleh ribosom dengan dibantu oleh RNA transfer yang terdapat di dalam sitoplasma.

tRNA akan datang untuk membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA tersebut. Kemudian tRNA akan bergabung dengan mRNA yang sesuai dengan kode pasangan basa.

Bagian pada tRNA yang terlibat ini disebut antikodon, sedangkan yang berhubungan dengan tiga basa pada pita mRNA disebut kodon.

Skema Sintesis Protein

Setelah sebelumnya dijelaskan mengenai tahapan proses sintesis, berikut akan dijelaskan kembali mengenai proses sintesis protein dengan gambar atau skema sintesis protein. Untuk mengetahui lebih lanjut, yuk perhatikan skema sintesis protein berikut ini.

Berdasarkan skema sintesis protein tersebut, proses sintesis protein dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. DNA mencetak RNA duta untuk membawa kode-kode pembentuk protein, berdasarkan pada urutan basa nitrogennya.
2. RNA duta melepaskan diri dari DNA dan membawa kodon keluar dari nukleus menuju ke ribosom di dalam sitoplasma. RNA duta ini akan bertindak sebagai cetakan.
3. Di ribosom RNA duta melekat pada RNA ribosom.
4. RNA transfer yang ada di dalam sitoplasma datang dengan membawa asam amino yang sesuai dengan kode-kode yang dibawa oleh RNA duta.
5. RNA transfer melekat atau berpasangan dengan RNA duta sesuai pasangan-pasangan basa nitrogennya (dengan triple dari basa nitrogen RNA transfer).
6. RNA transfer membawa asam amino dan akan saling bergandengan dan membentuk rangkaian polipeptida sampai terbentuk protein yang diharapkan di dalam ribosom. Protein yang terbentuk ini merupakan suatu enzim yang mengatur proses metabolisme sel.

Diagram Sintesis Protein

Setelah sebelumnya dijelaskan mengenai skema sintesis protein, berikut ini akan dibahas tentang diagram sintesis protein. Sebenarnya skema sintesis protein dan diagram sintesis protein pada intinya adalah sama, yaitu sama-sama bertujuan untuk menggambarkan tentang proses sintesis protein.

Berikut ini terdapat diagram sintesis protein yang menjelaskan proses sintesis secara lebih ringkas.

Baca juga: Perbedaan Metamorfosis Sempurna dan Metamorfosis Tidak Sempurna

Pemahaman Akhir

Proses sintesis protein merupakan mekanisme yang kompleks dalam pewarisan sifat dan pembentukan protein di dalam sel. Proses ini melibatkan kode genetik yang ada dalam DNA, dan tahapan-tahapan penting yaitu transkripsi dan translasi.

Kode genetik berupa urutan basa nitrogen dalam DNA menyandikan informasi untuk membentuk protein. Kode genetik ditranskripsi menjadi RNA duta oleh enzim RNA polymerase, membentuk rantai mRNA yang kemudian meninggalkan inti sel menuju ribosom di sitoplasma.

Di ribosom, proses translasi berlangsung. RNA transfer (tRNA) membawa asam amino yang sesuai dengan kode-kode pada mRNA dan berpasangan dengan kodon mRNA menggunakan antikodonnya. Asam amino yang dibawa oleh tRNA kemudian digabungkan membentuk rangkaian polipeptida, sehingga terbentuk protein yang diinginkan.

Kesalahan dalam menerjemahkan kode-kode genetik dapat menyebabkan mutasi, yang dapat berpengaruh pada jenis protein yang dihasilkan dan pewarisan sifat. Proses sintesis protein menjadi dasar bagi berbagai proses kehidupan sel dan merupakan salah satu mekanisme krusial dalam biologi yang mengatur karakteristik dan fungsi organisme.

Demikian pembahasan mengenai proses sintesis protein. Semoga bermanfaat dan dapat menambah wawasan dalam mempelajari tentang sintesis protein.

Sumber:

Kistinnah, Idun dan Endang Sri Lestari. (2010). BIOLOGI. Bandung: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Safitri, Ririn. (2016). BIOLOGI. Surakarta: Mediatama.