Pendidikan: translasi

TUGAS 9

TRANSLASI

SINTESIS PROTEIN: TRANSLASI

Dalam proses sintesis protein, proses yang terjadi adalah translasi kode genetik yang tersimpan dalam urutan asam amino mRNA. Proses itu terjadi di dalam ribosom. Dan untuk melakukan translasi tersebut dibutuhkan banyak makromolekul. Diantaranya adalah, (1) di dalam ribosom harus ada sedikitnya 50 polipeptida dan antara tiga sampai lima molekul RNA, (2) sedikitnya 20 enzim pengaktif asam amino, (3) 40-60 molekul tRNA, dan (4) beberapa protein pelarut yang terkait dengan proses inisiasi, elongasi, dan terminasi dalam polipeptida.

Sudut Pandang Sintesis Protein

Yang harus diketahui terlebih dahulu mengenai sinteis protein adalah bahwa dalam proses ini memerlukan dua tahap. Pertama yaitu transkripsi dan yang kedua adalah translasi. Kedua proses ini merupakan hasil dari ekspresi gen dalam DNA. Transkripsi meliputi perpindahan materi genetik yang tersimpan dalam gen menuju sisi bagian dari polipeptida tempat terjadinya sintesis di sitoplasma. Sedangkan translasi meliputi proses transfer informasi genetik dari molekul mRNA menuju urutan asam amino pada produk gen polipeptida. Berikut adalah gambar dari proses transkripsi dan translasi:

Bila dilihat pada gambar diatas, terdapat tiga macam senyawa hasil dari transkripsi DNA. Senyawa itu adalah tRNA, mRNA, dan prekursor rRNA. Untuk menghasilkan ketiga macam senyawa ini (melakukan transkripsi) dibutuhkan enzim RNA polymerase. Ketiga senyawa ini dihasilkan dari masing-masing potongan DNA yang berbeda. Jadi dapat dikatakan setiap potongan DNA bila ditransripsikan hasilnya adalah tiga molekul RNA yang berbeda. Ketiga molekul ini saling berhubungan fungsinya. Tetapi yang digunakan dalam proses translasi adalah mRNA, sehingga dua molekul yang lain hanya bersifat sebagai pelengkap. Molekul rRNA hanya sebagai bagian dari ribosom, sedangkan tRNA berfungsi sebagai adaptor yang membantu berlangsungnya proses translasi. tRNA ini berikatan dengan aminoacyl yang tepat dengan bantuan enzim aminoacyl-tRNA sintetase. Gabungan dari amino acyl dan tRNA ini akan menghasilkan faktor pemanjang, enzim untuk transfer, dan GTP. Untuk rRNA sendiri akan menghasilkan protein ribosom. Kemudian protein ribosom dan hasil dari ikatan aminoacyl-tRNA tadi akan membentuk suatu urutan yang ditengah-tengahnya terdapat peptida yang baru. Peptida inilah yang merupakan hasil dari translasi. Peptida baru ini mengandung aminoacyl yang berfungsi sebagai sinyal untuk mengirimkan informasi menuju bagian sel yang lain seperti, mitokondria, kloroplas, dll.

Komponen yang Dibutuhkan untuk Sintesis Protein: Ribosom

Tahukah anda bahwa seperti tiga dari masa kering sel hidup berperan dalam proses sintesis protein?

Pada E. coli terdapat sekitar 200.000 ribosom atau 25% dari berat sel. Setelah dilakukan penelitian menggunakan autoradiographi, diketahui ternyata ribosom inilah yang berperan dalam proses sintesis protein. Ribosom pada eukariot terdapat pada sitoplasma, sedangkan pada prokariot tersebar di seluruh bagian sel. Ribosom itu setengah protein dan setengah RNA. Ribosom terdiri dari dua subunit, besar dan kecil. Kedua subunit ini memisah ketiak proses mRNA telah selesai dan kembali menyatu saat permulaan translasi. Setiap subunit mengandung molekul RNA yang besar dan berlipat dimana protein ribosom berkumpul. Sama aseperti molekul mRNA, molekul rRNA juga ditranskripsi dari template DNA. Pada eukariot, sintesis rRNA terjadi di nukleus dan dikatalis oleh emzim RNA polimerase 1. Dalam proses sintesis rRNA dibutuhkan prekursor yang mana pada eukariot dan prokariot adalah berbeda. Berikut gambar dari keduanya:

E. coli Mamalia

Gambar diatas menunjukkan perbedaan sintesis rRNA pada E. coli dan mamalia. Pada E. coli, prekursor yang digunakan adalah 30 S. Kemudian terjadi pembelahan oleh endoribonukleae. Pembelahan pertama menghasilkan tiga macam prekursor untuk pembelahan kedua yaitu 16S rRNa, 23S rRNA, dan 5S rRNA, serta sebuah 4S tRNA. Kemudian pembelahan kedua menghasilkan 16S rRNA, 4S tRNA, 23S rRNA, dan 5S rRNA. Berbeda dengan E. coli, proses sintesis rRNA pada mamalia menggunakan prekursor 45S rRNA. Pada mamalia terjadi proses transkripsi dari gen rRNA yang akan menghasilkan 13.000 nukelotida. Kemudian karena pemrosesan RNA, terjadilah penurunan jumlah nukelotida. Bisa dikatakan pengurangan daerah nukelotida. Sehingga tersisa 1874 nukleotida yang mengandung 18S rRNA, 160 nukleotida yang mengandung 58S rRNA, dan 4718 nukleotia yang mengandung 28S rRNA.

Meskipun ribosom menyediakan banyak komponen yang diperlukan untuk sintesis protein , dan kation spesifik untuk masing-masing polipeptida yang dikodekan dalam molekul mRNA , penerjemahan pesan di mRNA dikodekan menjadi urutan asam amino dalam polipeptida yang membutuhkan tambahan molekul RNA, yakni molekul transfer RNA ( tRNA ). Ditinjau dari segi kimiawi menunjukkan bahwa adanya kemungkinan tidak terjadinya interaksi langsung antara asam amino dan nukleotida triplet atau kodon di mRNA. Pada tahun 1958, Francis Crick mengusulkan bahwa beberapa jenis molekul adaptor harus menengahi kation asam amino spesifik oleh kodon di mRNA selama sintesis protein. Molekul-molekul adaptor tersebut segera diidentifikasi oleh peneliti lain dan menunjukkan adanya molekul RNA kecil (4S, 70-95 panjang nukleotida ). Molekul-molekul ini, awalnya disebut molekul RNA yang ter larut (sRNA) dan kemudian mentransfer Molekul RNA (tRNA), yang berisi urutan triplet nukleotida, antikodon, yang melengkapi dan berbasis -pasangan dengan urutan kodon mRNA di selama terjemahan. Ada 1-4 tRNA untuk masing-masing 20 asam amino.

Asam amino yang melekat pada tRNA dengan ikatan energi tinggi (sangat reaktif) (dilambangkan ~) antara kelompok karboksil dari asam amino dan 3-hidroksil termini dari tRNA. TRNA diaktifkan dengan asam amino dalam dua langkah, dan kedua reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim yang sama, sintetase aminoasil-tRNA . setidaknya ada satu aminoasil-tRNA untuk masing-masing dari 20 asam amino. Langkah awalnya , sintesis aminoasil-tRNA melibatkan aktivasi asam amino yang menggunakan energi dari adenosin trifosfat (ATP):

Asam amino ~ AMP peralihan biasanya tidak dilepaskan dari enzim sebelum menjalani langkah kedua dalam sintetase aminoasiltRNA, yaitu, reaksi dengan tRNA yang sesuai: sintetase aminoasil ~ tRNA adalah substrat untuk sintesis polipeptida pada ribosom, dengan masing-masing tRNA diaktifkan mengenali kodon mRNA yang benar dan penyediaan asam amino dalam kerahasiaan gurasi sterik (struktur tiga dimensi) yang memfasilitasi pembentukan ikatan peptida.

TRNA ditranskripsi dari gen. Seperti dalam kasus rRNA, tRNA
ditranskripsi dalam bentuk molekul prekursor yang lebih besar yang mengalami pengolahan posttranscriptional (pembelahan, pemangkasan, metilasi, dan sebagainya). Molekul-molekul tRNA matang berisi beberapa nukleotida yang tidak hadir dalam transkrip gen tRNA primer. Nuklotida ini bukanlah nukleotida biasa, seperti inosin, pseudouridine, dihydrouridine,1 - metil guanosin dan beberapa orang lain, yang diproduksi oleh posttranscriptional, enzim - dikatalisasi kation modifikasi dari empat nukleosida dimasukkan ke dalam RNA selama transkripsi.

Karena ukurannya yang kecil ( sebagian besar 70-95 nukleotida panjang ), tRNA menunjukkan hasil yg lebih baik ketika digunakan untuk analisis struktural daripada yang lain, yang memiliki molekul yang lebih besar dari RNA yang terlibat dalam sintesis protein. Kok ponene yang harus dipenuhi untu tRNA yang memiliki ukuran kecil namun terdiri dari sejumlah molekul yang besar. Diantaranya, (1) memiliki urutan antikodon, untuk menanggapi kodon yang tepat,dan juga (2) terindentifikasi oleh sintetase aminoasiltRNA, sehingga mereka diaktifkan dengan asam amino, dan (3) mengikat ke situs yang sesuai pada ribosom untuk melaksanakan fungsi adaptor mereka.

Ada tiga tempat pengikatan tRNA pada setiap ribosom.
A atau sintetase aminoasil tempat yang mengikat masuk sintetase aminoasil-tRNA, tRNA membawa asam amino berikutnya yang akan ditambahkan ke rantai polipeptida yang sedang tumbuh. P atau tempat peptidil tRNA mengikat dimana polipeptida yang sedang tumbuh terpasang. E atau keluar dari situs mengikat berangkat bermuatan tRNA.

Pertanyaan:

1. Mengapa proses translasi pada E. coli membutuhkan dua kali pembelahan oleh endoribonukleose?

Karena pada pembelahan pertama hanya menghasilkan prekursor, dan bukan rRNA. Sehingga dibutuhkan pembelahan lagi untuk menghasilkan rRNA dari prekursor yang telah ada.

2. Apa saja yang dibutuhkan untuk melakukan proses translasi?

Untuk melakukan translasi tersebut dibutuhkan banyak makromolekul. Diantaranya adalah, (1) di dalam ribosom harus ada sedikitnya 50 polipeptida dan antara tiga sampai lima molekul RNA, (2) sedikitnya 20 enzim pengaktif asam amino, (3) 40-60 molekul tRNA, dan (4) beberapa protein pelarut yang terkait dengan proses inisiasi, elongasi, dan terminasi dalam polipeptida.