Sintesis Protein: Pengertian, Tujuan dan Tahapannya
Pengertian Sintesis Protein
Protein merupakan suatu senyawa organik kompleks dengan molekul tinggi, yakni polimer dari monomer asam amino yang saling terhubung membentuk rantai asam amino dengan ikatan peptida. Protein memiliki peran yang amat penting bagi tubuh sebab senyawa ini menjadi pondasi di dalam tubuh manusia.
Akan tetapi protein tersebut harus dibentuk melalui proses bernama sintesis protein yang melibatkan DNA dan RNA.
Sistesis protein atau dikenal juga dengan istilah biosintesis protein merupakan proses pembentukan partikel protein yang melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA. Sistesis protein juga lebih dikenal sebagai proses pencernaan makanan.
Proses sistesis protein adalah proses mengubah asam amino yang terdapat pada linear menjadi protein bagi tubuh. Sedangkan RNA dan DNA menjadi bagian dari proses sintesis protein.
Ada tiga hal penting yang perlu diketahui saat terjadinya proses sistesis protein, yakni:
- Tempat atau lokasi terjadinya sistesis protein pada sel.
- Perpindahan informasi atau hasil transformasi dari DNA ke tempat terjadinya sintesis protein.
- Mekanisme asam amino penyusun protein pada sel yang berpisah dan membentuk protein spesifik.
Proses terjadinya sintesis protein sendiri berada di ribosom yakni salah satu organel kecil dan padat yang berada di dalam sel. Besarnya ribosom sekitar 20 nm, tersusun atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (RNP atau Ribonukleoprotein).
Tujuan Sintesis Protein
Tujuan dari sistesis protein yakni membentuk protein yang dapat dimanfaatkan oleh tubuh. Tidak hanya itu saja, sintesis protein yakni membentuk protein struktural dan protein fungsional.
Protein struktural nantinya akan dimanfaatkan oleh tubuh organisme dalam membentuk massa otot, tulang, gigi, kuku, bahkan rambut yang telah dipotong. Sedangkan protein fungsional membantu pembentukan enzim, sperma, hormon, dan lain sebagainya.
Tahapan-Tahapan Sintesis Protein
Sintesis protein juga dikenal dengan istilah Dogma Sentral, yakni rangkaian proses molekul DNA menjadi RNA, dan dari RNA kemudian menjadi protein.
Tahapan proses sintesis protein pertama kali dimulai saat ikatan hidrogen DNA hasil replikasi dipecah atau diputus dengan enzim RNA polymerase. Lalu pada rantai DNA tersebut dikode oleh mRNA. Di sinilah sitensis protein terjadi menjadi dua tahap yakni tahap transkripsi kemudian translasi.
Transkripsi
Transkripsi merupakan proses penyalinan informasi DNA kepada mRNA. Proses ini berlangsung di dalam nukleus dan dikatalisasi oleh enzim RNA polimerase. Transkripsi hanya terjadi pada satu untai rantai DNA yang di dalamnya terdapat kelompok gen tertentu saja.
Pada transkripsi akan menghasilkan 3 jenis RNA, yakni mRNA, tRNA, dan rRNA.
Adapun tahap dari transkripsi dimulai dari:
- Inisiasi
RNA polimerase terikat pada rangkaian DNA yang disebut promoter, ditemukan dekat awal suatu gen. Masing-masing gen memiliki promoter tersendiri. Promoter berfungsi sebagai tempat dimulainya transkripsi dan menentukan DNA cetakan dari dua rantai yang telah ada.
Jika sudah terikat, RNA polimerase akan memisahkan untaian ganda DNA untuk kemudian membuat template atau cetakan untaian tunggal yang siap untuk ditranskripsi.
Rantai DNA yang dipisahkan terdiri dari rantai cetakan (sense) dan komplemen (antisense). - Elongasi
Pada untaian cetakan DNA yang ada akan bertindak sebagai cetakan untuk digunakan oleh enzim RNA polimerase. Saat membaca cetakan tersebut, enzim RNA polimerase akan membentuk molekul RNA keluar dari nukleotida untuk membuat sebuah rantai tumbuh dari 5’ dan 3’.
RNA transkripsi membawa informasi yang sama dari untaian DNA non-template atau coding. Basa nitrogen yang dibentuk oleh RNA adalah komplemen basa nitrogen di rantai RNA sense, yakni:
Basa T pada DNA, untuk cetakan A pada RNA
Basa C pada DNA, untuk cetakan G pada RNA
Basa A pada DNA, untuk cetakan U pada RNA
Basa G pada DNA, untuk cetakan C pada RNA - Terminasi
Pada bagian ini, urutan yang ada akan memberikan sinyal bahwa transkripsi RNA telah selesai. Jika sudah, RNA polimerase akan melepaskan hasil transkripsi RNA.
Lalu DNA heliks menutup kembali. mRNA yang telah dihasilkan pada tahap transkripsi akan keluar menuju inti sel ke ribosom.
Translasi
Translasi yakni proses urutan dari nukleotida yang berada di dalam mRNA, diterjemahkan ke dalam urutan asam amino dari rantai polipeptida. Pada proses ini, sel akan membaca informasi pada mRNA dan menggunakannya untuk membuat satu buah protein.
Dibutuhkan sekitar 20 jenis asam amino yang dibutuhkan untuk membentuk protein yang berasal dari terjemahan kodon mRNA. Kodon merupakan kelompok tiga nukleotida pada mRNA yang memberikan instruksi untuk membuat polipeptida yaitu RNA nukleotida (Adenine, Cytosine, Guanine, dan Urasil).
Proses translasi terbagi menjadi tiga tahap:
- Inisiasi atau tahap awal
Di tahap ini ribosom merakit di sekitar mRNA untuk dibaca dan tRNA pertama akan membawa asam amino metionin (yang cocok dengan start, AUG). Bagian ini diperlukan sebagai tahap translasi agar dapat dimulai.
Lalu tRNA dengan antikodon UAC (merupakan komplemen dari AUG) yang membawa asam amino metionin melekat pada kodon inisiasi AUG. tRNA berfungsi mengantarkan informasi genetik mRNA dari sitoplasma menuju ribosom untuk disusun menjadi protein. - Elongasi
Pada tahap ini rantai asam amino diperpanjang. Di tahap ini juga mRNA dibaca oleh satu kodon sekali, kemudian asam amino yang sesuai dengan kodon ditambahkan pada rantai protein.
Selama proses elongasi, tRNA bergerak melewati situs A,P, dan E yang berasal dari ribosom. Proses ini terus terjadi secara berulang ketika kodon baru dibaca dan asam amino baru ditambahkan pada rantai.
Gabungan asam amino membentuk rantai polipeptida yang dikatalisasi oleh rRNA. rRNA berfungsi sebagai enzim pembentuk ikatan peptida, menghubungkan polipeptida antar asam amino. - Terminasi
Pada tahap terminasi rantai polipeptida dilepaskan. Proses ini bermula saat stop kodon (UAG, UGA, dan UAA) memasuki ribosom, kemudian membuat rantai polipeptida terpisah dari tRNA dan lepas keluar dari ribosom.
Protein yang telah disintesis mengalami proses post-translasi. Pada tahap ini juga protein berikatan dengan karbohidrat atau dipecah kembali menjadi bentuk polipeptida.
