Pengertian Sintesis Protein
Kode genetik diekspresikan ke dalam bentuk sintesis protein. Sintesis protein membutuhkan bahan dasar asam amino dan berlangsung dalam ribosom.Sintesis protein (bahasa inggris: protein synthesis) yang disebut juga biosintesis protein adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasan biologi molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA.Dalam proses sintesis protein, molekul DNA adalah sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein tetapi tidak terlibat secara langsung dalam prosesnya.
Sintesis protein adalah proses pencetakan protein dalam sel. Sifat enzim (protein) sebagai pengendali dan penumbuh karakter makhluk hidup ditentukan oleh jumlah jenis, dan urutan asam amino yang menyusunnya. Sintesis ini melibatkan DNA, RNA, dan ribosom.
 |
| Gambar: Proses transkripsi dan translasi. |
Urutan Tahapan Proses Sintesis Protein
Secara garis besar ekspresi gen berlangsung melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi.1. Transkripsi
Informasi genetik dicetak dalam bentuk kode oleh DNA di dalam inti sel. Pembawa informasi atau kode ini adalah mRNA (messenger RNA) atau RNA duta.Kode-kode tercermin pada susunan atau urutan basa nitrogen yang teratur dalam mRNA. Ini berarti kode atau informasi adalah mRNA sendiri. Pencetakan mRNA (kode) berdasarkan DNA cetakan disebut transkripsi.
Transkripsi adalah pembentukan mRNA dari salah satu pita DNA (DNA cetakan) dengan bantuan enzim RNA polimerase.
 |
| Gambar: Transkripsi dengan enzim RNA polimerase. |
Proses transkripsi adalah sebagai berikut:
- RNA polimerase melekat pada molekul DNA sehingga menyebabkan sebagian dari double helix terbuka.
- Akibat terbukanya pita DNA, basa-basa pada salah satu pita menjadi bebas, sehingga memberi kesempatan pada basa-basa pasangannya menyusun mRNA. Misalnya; Timin (T) dari DNA akan membentuk Adenin (A) pada mRNA, Sitosin (C) dari DNA akan membentuk Guanin (G) pada mRNA, dan seterusnya. Oleh karena enzim RNA polimerase bergerak di sepanjang pita DNA yang menjadi model. DNA yang melakukan transkripsi adalah DNA sense/template.
- mRNA yang sudah selesai dicetak akan meninggalkan inti sel menuju sitoplasma dan melekat pada ribosom. Ribosom adalah granula-granula dalam sitoplasma yang berperan dalam sintesis protein. Biasanya berderet 4 atau 5 dan disebut polisom.
- Transkripsi ini mirip dengan replikasi DNA, hanya bedanya:
- Basa Urasil RNA mengganti Timin DNA.
- mRNA yang terbentuk tidak tinggal berpasangan dengan pita DNA pembuatnya, tetapi melepaskan diri meninggalkan inti sel.
- Replikasi DNA memberikan hasil yang tetap di dalam genom, sedangkan pembentukan molekul RNA berlangsung dan hasilnya digunakan langsung dalam waktu singkat untuk sintesis protein.
2. Translasi
Ribosom akan membaca kode yang ada pada mRNA dengan bantuan RNA lain, yakni RNA transfer (tRNA). Di dalam sitoplasma banyak terdapat tRNA, asam-asam amino dan lebih dari 20 enzim-enzim amino hasil sintetase.Prosesnya adalah sebagai berikut:
- Pemindahan asam amino dari sitoplasma ke ribosom dilakukan oleh tRNA. Asam amino terlebih dahulu diaktipkan dengan ATP (Adenosin Trifosfat), proses ini dipengaruhi oleh enzim amino asil sintetase. Hasilnya berupa Aminoil Adenosin Monofosfat (AA-AMP) dan fosfat organik.
- AA-AMP diikat oleh tRNA untuk dibawa ke ribosom.
- Ujung bebas tRNA mengikat asam amino tertentu yang telah diaktifkan. Di bagian lengkungan terdapat tiga basa nukleotida yang disebut antikodon, yang nantinya berpasangan dengan tiga basa yang disebut kodon pada pita mRNA.
- Dalam ribosom terdapat situs (tempat) melekatnya mRNA dan dan dua situs tRNA (P site dan A site) (lihat Gambar 4.5). Anti kodon pada tRNA harus sesuai dengan pasangan basa dari kodon pada mRNA. Jika asam-asam amino yang terdapat pada P site telah bergabung ke asam amino yang terdapat pada tRNA di A site maka ribosom akan bergerak sepanjang mRNA ketiga basa berikutnya.
- tRNA yang telah melepaskan asam amino kemudian meninggalkan ribosom, bebas dalam sitoplasma untuk selanjutnya mampu mengikat asam amino lain semacam yang telah diaktifkan oleh ATP, sedangkan tRNA dengan rantai asam amino menempati P site, tRNA berikutnya dengan asam amino akan datang ke ribosom ke P site. Demikian seterusnya sehingga dalam polisom terangkai bermacam-macam asam amino dan tersusun menjadi rangkaian polipeptioda yang selanjutnya akan membentuk protein fungsional.
 |
| Gambar: Translasi melibatkan ribosom, mRNA dan tRNA, dan asam amino. |
Translasi meliputi tiga tahapan, yaitu: inisiasi, elongasi dan terminasi. Proses translasi akan berakhir jika sampai ke kodon akhir. Perlu diingat bahwa pada setiap tahap diperlukan enzim dan dua tahap pertama memerlukan energi.
Jadi dalam ribosom berlangsung penerjemahan urutan nukleotida DNA ke protein. Urutan singkat sintesis protein fungsional adalah sebagai berikut:
- DNA membentuk mRNA untuk membawa kode sesuai urutan basa N-nya.
- mRNA meninggalkan inti, pergi ke ribosom dalam sitoplasma.
- tRNA datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA. tRNA ini bergabung dengan mRNA sesuai dengan kode pasangan basa N-nya yang seharusnya.
- Asam–asam amino akan berjajar-jajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga terbentuklah rangkaian polipeptoda yang selanjutnya membentuk protein fungsional
- Protein yang terbentuk merupakan enzim yang mengatur metabolisme sel dan reproduksi.
 |
| Gambar: Urutan asam amino pada protein (polipeptida), ditentukan oleh urutan kodon triplet pada mRNA. |
Baca juga: Penjelasan Kode Genetik
