Secara berurutan tahapan sintesis protein terdiri atas dua tahapan yaitu

Table of Contents Show

Tahapan Penting Berlangsungnya Sintesis Protein
Pengertian Sintesis Protein
Tahapan Sintesis Protein
Perbedaan Struktur DNA dengan RNA
Replikasi DNA
Tahapan Sintesis Protein
A. Transkripsi
B. Translasi
Video yang berhubungan

Ilustrasi Sintesis Protein, Foto: Dok.

Protein adalah suatu polipeptida yang terdiri dari rantai asam amino yang panjang dan hasil dari sintesis kode berupa informasi genetic dari DNA. Protein ini terbentuk melalui sebuah mekanisme yang disebut sebagai sintesis protein.

Melansir dari beberapa sumber, sintesis protein didefinisikan sebagai proses pembentukan protein yang melibatkan DNA sebagai materi genetic pengkode berbagai macam asam amino yang akan diolah menjadi sebuah rantai pelipeptida. Proses yang dikenal sebagai Dogma Sentral ini memerlukan RNA sebagai perantaranya.

Tahapan Penting Berlangsungnya Sintesis Protein

Secara sederhana sintesis protein terbagi ke dalam dua tahapan penting, yakni transkripsi dan translasi. Berikut penjelasan dari kedua tahapan tersebut.

Pada tahapan ini terjadi proses penyalinan sebagian DNA. DNA yang terletak di nukleus akan disalin sebelum memasuki tahapan berikutnya. DNA yang terletak pada nukleus tidak dapat bergerak sendiri menuju ribosom yang terletak disitoplasma, sehingga dibutuhkan fasilitator atau perantara RNA polymerase untuk membuat replikasi DNA. Proses transkripsi yang menghasilkan mRNA ini terdiri dari beberapa tahapan, yakni inisiasi transkripsi, elongasi transkripsi, dan terminasi transkripsi.

Proses translasi ini terjadi ketika mRNA sudah terbentuk. mRNA adalah RNA messenger yang bisa membawa kode hasil salinan DNA ke ribosom. Pada proses translasi terjadi proses penerjemahan kodon sehingga menghasilkan rantai polipeptida penyusun protein. Kodon sendiri adalah tiga nukleotida pada urutan mRNA yang bisa diterjemahkan menjadi urutan asam amino.

Demikianlah dua tahapan penting yang harus dilalui selama sintesis protein berlangsung. Setelah mengatahui tahapan-tahapan sintesis protein yang diulas dalam artikel diatas, apakah kamu masih kesulitan memahami materi ini? Semoga tidak ya! (RDY)

tirto.id - Sintesis protein adalah proses pembentukan protein di dalam tubuh. Sintesis protein terdiri dari dua tahap.Protein merupakan substansi kompleks yang terdiri dari rantai asam amino panjang. Protein sendiri adalah zat penyusun dalam setiap tubuh makhluk hidup. Rambut, kulit, otot, hingga sel darah yang ada di dalam tubuh semuanya tersusun dari protein.
Sebagai zat penyusun, protein tentunya harus diproduksi terlebih dulu di dalam tubuh. Proses inilah yang kemudian disebut dengan sintesis protein.

Pengertian Sintesis Protein

Dilansir laman Kemendikbud, sintesis protein adalah proses di mana kode genetik yang dibawa oleh gen akan diterjemahkan menjadi urutan asam amino. Asam amino ini akan membentuk protein, sedangkan protein nantinya akan berfungsi sebagai zat penyusun dalam tubuh. Sintesis protein juga bisa diartikan sebagai proses pembentukan protein yang melibatkan DNA. DNA sendiri merupakan materi genetik yang terdapat di dalam sel makhluk hidup. DNA terdiri dari kode genetik yang berupa urutan basa nitrogen. Urutan basa nitrogen inilah yang nantinya akan dijadikan acuan dalam pembentukan polipeptida atau protein.

Tahapan Sintesis Protein

Dikutip dari laman ck12, sintesis protein terdiri dari dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi. Secara garis besar, sintesis protein dimulai dari DNA, pembentukan RNA, lalu penyusunan protein. Proses ini (DNA > RNA > protein) sering disebut sebagai central dogma.

1. Transkripsi

Transkripsi merupakan proses pertama dalam central dogma. Transkripsi adalah proses transfer instruksi genetik dari DNA ke mRNA. mRNA sendiri bisa dianggap sebagai 'pembawa pesan'.

DNA terletak di dalam nukleus, sedangkan pembentukan protein terjadi di bagian ribosom. Itulah kenapa DNA membutuhkan mRNA yang berfungsi sebagai 'pembawa pesan' agar kode genetik dari DNA bisa sampai ke ribosom. Jadi, tugas mRNA di sini adalah menyalin kode genetik DNA dan membawanya menuju ribosom untuk proses selanjutnya. Proses transkripsi dibagi menjadi 3 tahapan, yaitu: Di tahap ini, RNA polimerase akan memecah untaian DNA. Seperti yang diketahui, DNA terdiri segmen-segmen yang disebut gen. Gen memiliki bagian-bagian ujung yang dinamakan promoter dan terminator. RNA polimerase bergerak dari bagian terminator ke promoter untuk memecah DNA. Proses inisiasi baru akan selesai ketika RNA polimerase sampai di bagian promoter. Elongasi adalah proses ketika RNA polimerase kembali ke terminator. Di sini terjadi pembentukan mRNA yang menyalin kode-kode genetik DNA. Terminasi adalah tahapan akhir transkripsi. Di tahap ini, untaian mRNA selesai dibentuk dan lepas dari DNA.

2. Translasi

mRNA yang membawa salinan kode genetik DNA akan pergi menuju ribosom. Di ribosom inilah terdapat tahap kedua sintesis protein bernama translasi. Translasi adalah proses penguraian atau penerjemahan kode-kode hasil salinan DNA yang dibawa oleh mRNA. Penerjemahan kode ini nantinya akan menghasilkan polipeptida untuk menyusun protein. Sama seperti transkripsi, translasi juga terbagi menjadi 3 tahap, yaitu: mRNA terdiri dari kodon-kodon DNA. Di tahapan inisiasi, kodon pertama (kodon start) akan bertemu dengan ribosom. Kodon dari mRNA langsung diterjemahkan menjadi asam amino. Rangkaian asam amino ini lalu digabungkan dengan bantuan tRNA untuk membentuk polipeptida. Terminasi adalah tahapan terakhir ketika kodon terakhir (kodon stop) bertemu dengan ribosom. Setelah proses translasi selesai, maka didapatlah sebuah rantai polipeptida yang nantinya akan diproses lagi menjadi protein tertentu. Pada saat inilah proses sintesis protein berakhir.

Protein adalah suatu polipeptida yang terdiri dari rantai panjang asam amino yang merupakan hasil dari sintesis kode berupa informasi genetik dari DNA. Protein di dalam tubuh terbentuk melalui mekanisme yang disebut dengan sintesis protein.

Sintesis protein adalah proses pembentukkan protein yang melibatkan DNA sebagai sumber materi genetik pengkode berbagai asam amino yang akan diolah menjadi rantai polipeptida.

DNA merupakan sumber materi genetik yang terdapat di dalam nukleus, namun untuk melakukan proses sintesis proteinnya dilakukan di ribosom, untuk itu diperlukan perantara, yaitu RNA agar sintesis protein dapat berlangsung.

Sintesis protein dikenal dengan istilah Dogma Sentral, yaitu rangkaian proses molekul DNA menjadi RNA, kemudian RNA menjadi protein.

Sebelum masuk kedalam tahapan sintesis protein, akan dibahas terlebih dahulu mengenai struktur DNA dan RNA yang merupakan sumber materi genetik yang berperan dalam mengkode informasi untuk melakukan sintesis protein.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Virus
Hewan Vertebrata

Perbedaan Struktur DNA dengan RNA

Struktur DNA	Struktur RNA
Kumpulan molekul nukelotida yang mengandung informasi genetik	Berperan dalam penyimpan dan penyalur informasi genetik
Terusun dari gula deoksiribosa, gugus fosfat dan basa nitrogen	Tersusun dari gula ribosa, gugus fosfat dan basa nitrogen
Terdiri dari dua untaian rantai nukleotida	Hanya memiliki satu untaian rantai nukleotida
Memiliki basa purin, yaitu Adenin (A) dan Guanin (G) serta basa pirimidin, yaitu Sitosin (C) dan Timin (T)	RNA memiliki basa purin, yaitu Adenin (A) dan Guanin (G) serta basa pirimidin, yaitu Sitosin (C), dan Urasil (U)

Replikasi DNA

Replikasi DNA adalah proses penggandaan DNA baru dari untaian DNA yang telah ada sebelumnya. Kode genetik (kodon) pada DNA yang dibawa dan dicetak akan membentuk RNA sebagai sumber informasi genetik untuk memulai sintesis protein.

Proses atau tahapan replikasi DNA, yaitu:

Ikatan hidrogen DNA kromosomal diputus oleh enzim helikase dari arah 3’ ke 5’.
DNA polymerase kemudian mulai membentuk salinan DNA baru dari titik P (promotor) ke T (terminator).
Leading strands adalah rantai berarah 3’ ke 5’ dimana replikasi DNA terus berjalan atau tidak terputus. Sedangkan, Lagging strands adalah rantai berarah 5’ ke 3’ dimana replikasi DNA terputus.
Rantai yang mengalami lagging strands menghasilkan fragmen yang terputus-putus. Fragmen ini disebut dengan fragmen okazaki.
Fragmen okazaki kemudian diperbaiki oleh enzim ligase untuk membentuk DNA baru.
Maka terbentuklah DNA baru hasil replikasi dari DNA kromosomal

Replikasi DNA
Sumber Gambar: Campbell, Neil A, & Reece, Jane B. (2008)

Tahapan Sintesis Protein

Proses sintesis protein dimulai ketika ikatan hidrogen DNA hasil replikasi dipecah atau diputus oleh enzim RNA polymerase. Kemudian rantai DNA tersebut dikode oleh mRNA. Sintesis protein terjadi melalui dua tahap, yaitu transkripsi yang dilanjutkan dengan translasi.

Tahapan Sintesis Protein
Sumber Gambar: Campbell, N. (2005)

A. Transkripsi

Transkripsi adalah proses penyalinan informasi DNA kepada mRNA. Proses ini terjadi di dalam nukleus dan dikatalisasi oleh enzim RNA polymerase. Transkripsi hanya terjadi pada satu untai rantai DNA yang mengandung kelompok gen tertentu saja.

Terdapat beberapa tahapan pada proses transkripsi, yaitu:

Tahapan Transkripsi
Sumber Gambar: Purnomo, Sudjno, Trijoko, & S Hadisusanti. (2009)

Inisiasi (Permulaan) Transkripsi
Tahapan inisiasi, yaitu sebagai berikut:

1. RNA polymerase melekat pada daerah promoter atau pangkal transkripsi untuk memulai transkripsi.
2. RNA polymerase kemudian berikatan dengan kumpulan protein sehingga membentuk kompleks inisiasi transkripsi.
3. RNA polymerase membuka untaian rantai ganda DNA.

Elongasi (Pemanjangan) Transkripsi
Tahapan elongasi, yaitu sebagai berikut:

1. Setelah rantai ganda DNA terbuka, RNA polymerase kemudian meyusun untaian nukleotida-nukleotida RNA dari arah 5’ ke 3’ sesuai dengan pasangan basa nitrogennya sehingga terjadi pemanjangan RNA.
2. RNA akan membentuk pasangan basa Adenin (A) dengan Urasil (U).

Terminasi (Pengakhiran) Transkripsi
Tahapan terminasi, yaitu sebagai berikut:

1. Terminasi terjadi pada daerah terminator. Daerah ini memiliki urutan DNA yang berfungsi untuk menghentikan proses transkripsi.
2. Rantai DNA menyatu kembali kemudian RNA polymerase dan mRNA yang telah terbentuk akan terlepas dari DNA. mRNA (Messenger RNA), merupakan RNA yang mengandung kode genetik (kodon) hasil transkripsi basa nitrogen pada DNA yang menjadi cetakan untuk menjadi urutan asam amino polipeptida yang mengkode suatu protein tertentu.
3. Kemudian mRNA akan keluar dari inti sel melalui pori-pori nukleus dan masuk ke dalam sitosol.

B. Translasi

Translasi adalah sintesis polipeptida dari mRNA untuk menentukan urutan-urutan asam amino yang akan membentuk suatu protein. Translasi terjadi di ribosom. Pada tahap ini, sel harus menerjemahkan kode gentik atau kodon. Kodon adalah tiga nukleotida pada urutan mRNA yang dapat diterjemahkan menjadi urutan asam amino. Urutan asam amino akan mengkode suatu protein spesifik.

Terdapat beberapa tahapan pada proses translasi, yaitu:

Inisiasi (Permulaan) Translasi
1. Ujung mRNA yang telah keluar dari nukleus akan berikatan dengan ribosom unit kecil melalui bantuan GTP dan enzim. Peristiwa tersebut disebut dengan kodon inisiasi
2. Kodon inisiasi tersebut adalah AUG. Kodon AUG memberikan sinyal untuk memulai proses translasi.
3. Kemudian, tRNA (transfer RNA) antikodon UAC yang membawa asam amino metionin melekat pada kodon inisiasi AUG. tRNA antikodon UAC merupakan komplementer dari kodon AUG. tRNA sendiri berfungsi untuk mengantarkan informasi genetik mRNA dari sitoplasma menuju ribosom untuk disusun menjadi protein.

Inisiasi Translasi
Sumber Gambar: Campbell, N. (2005)

Elongasi (Pemanjangan) Translasi
1. Kodon yang dibawa oleh mRNA akan diterjemahkan satu persatu menjadi asam amino.
2. asam amino berikutnya akan ditambahkan satu persatu-satu dari asam amino pertama (metionin).
3. Asam amino pertama (metionin) segera lepas dari ribosom, tRNA kembali ke sitoplasma untuk mengulangi fungsinya. tRNA berikutnya datang untuk berpasangan dengan kodon mRNA berikutnya.
4. Setelah itu masing-masing asam amino akan digabungkan oleh tRNA.
5. Gabungan asam amino tersebut akan membentuk rantai polipeptida yang dikatalisasi oleh rRNA. rRNA (ribosomal RNA) terdapat pada ribosom sub unit besar yang berfungsi sebagai enzim pembentuk ikatan peptida yang menyambungkan polipeptida-polipeptida antar asam amino.

Elongasi Translasi
Sumber Gambar: Campbell, Neil A, & Reece, Jane B. (2008)

Terminasi (Pengakhiran) Translasi
1. Proses translasi berakhir ketika salah satu kodon stop mRNA (UAA, UAG, dan UGA) melekat pada ribosom.
2. Polipeptida atau protein yang terbentuk akan terlepas dari ribosom dan terjadi pelepasan sub unit ribosom menjadi sub unit besar dan kecil.
3. Protein yang telah disintesis mengalami proses post-translasi. Pada tahap ini, protein dapat berikatan dengan karbohidrat atau dipecah kembali menjadi beberapa polipeptida.

Terminasi Translasi
Sumber Gambar: Campbell, Neil A, & Reece, Jane B. (2008)

Daftar Pustaka

Campbell, N. (2005). Biology. Ninth Edition. California: The Benjamin/Cimmings Publishing Company, Inc. Campbell, Neil A, & Reece, Jane B. (2008). Biologi Jilid 1 Ed. 8. Jakarta: Erlangga. Mader, S.S. (1998). Biology. 6th Edition. New York: The McGraw-Hill Companies. Raven & Johnson. (1996). Biology. Fourth Edition. New York: WBC/McGraw-Hill Companies, Inc.

Purnomo, Sudjno, Trijoko, & S Hadisusanti. (2009). Biologi : Kelas XI untuk SMA dan MA. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Kontributor: Dinda Muthi Selina, S.Si.
Alumni Biologi FMIPA UI