Pendahuluan
Sintesis protein adalah proses penting dalam sel yang mengubah informasi genetik menjadi protein. Ini melibatkan dua tahap utama: transkripsi dan translasi. Protein yang dihasilkan berperan dalam hampir semua fungsi biologis. Artikel ini akan membahas tahapan sintesis protein dan signifikansinya.
Apa itu
Sintesis protein adalah proses membangun protein dalam sel dari asam amino. Protein penting untuk fungsi sel, jadi sangat penting untuk semua makhluk hidup.
Sintesis protein terdiri dari translasi messenger RNA (mRNA) yang dihasilkan dari DNA. Dengan cara ini, informasi genetik dalam DNA diubah menjadi protein yang bertanggung jawab untuk melakukan aktivitas seluler.
Organel yang bertanggung jawab untuk sintesis protein adalah ribosom. Di sini, mRNA, transfer RNA (tRNA), asam amino dan beberapa protein pembantu juga ikut berpartisipasi.
Sintesis protein adalah proses anabolik, yaitu makromolekul dibangun dari unit yang lebih kecil. Jadi, asam amino adalah unit yang terhubung bersama untuk membentuk protein. Misalnya, kolagen adalah protein dengan lebih dari 4.000 asam amino.
Baik sel eukariotik (hewan, tumbuhan, jamur, dan protozoa) dan sel prokariotik (bakteri dan archaea) mensintesis protein. Namun, ada beberapa perbedaan yang memungkinkan terciptanya antibiotik untuk membasmi bakteri.
Misalnya, aminoglikosida (gentamisin, amikasin, dan streptomisin) dan makrolida (eritromisin dan azitromisin) berikatan dengan ribosom bakteri, mencegah sintesis protein pada bakteri, menyebabkan kehancurannya.
Proses produksi protein penting untuk pembuatan jaringan baru atau perbaikannya. Oleh karena itu, masalah produksinya bisa berarti munculnya penyakit.
Tahapan sintesis protein
Selama sintesis protein, urutan mRNA diterjemahkan menjadi urutan asam amino. Sintesis protein adalah proses siklus yang dapat dibagi menjadi tiga tahap atau fase: inisiasi, perpanjangan, dan terminasi.
Inisiasi
Inisiasi terdiri dari mengidentifikasi situs yang tepat dalam urutan nukleotida dalam mRNA untuk memulai translasi. Pembacaan mRNA dilakukan setiap tiga nukleotida (kodon), yaitu tiga nukleotida mRNA sesuai dengan asam amino.
Inisiasi sintesis protein dimulai dengan perakitan ribosom pada mRNA di kodon AUG yang menentukan asam amino metionin, asam amino pertama dari protein.
RNA transfer terkait-metionin (tRNA) berpasangan dengan AUG mRNA di situs P ribosom (pusat Peptida).
Elongasi
Pemanjangan protein terdiri dari penambahan terus menerus asam amino untuk produksi protein. Ini memastikan bahwa ribosom bergerak di sepanjang mRNA dengan “membaca” kelompok tiga nukleotida yang menentukan setiap asam amino, menumbuhkan rantai asam amino.
Di situs A ribosom (pusat akseptor untuk tRNA baru yang terkait dengan asam amino) tRNA dengan asam amino berikutnya dan molekul energi (GTP) digabungkan. Di ribosom terdapat enzim yang menghubungkan asam amino di situs A dengan asam amino di situs P. tRNA di situs P menjadi bebas dari asam amino dan bergerak ke situs E (untuk keluar ) dari tempat itu meninggalkan ribosom ribosom.
Sekarang situs P dikosongkan dan tRNA-peptida dari situs A dipindahkan ke situs P, mengosongkan situs A. Ini diulang sampai mencapai kodon stop di mRNA.
Pemutusan translasi mRNA terjadi ketika ribosom bertemu dengan kodon stop, dan protein dilepaskan dari ribosom.
Ada tiga kodon stop: UAA (uracil-adenine-adenine), UAG (uracil-adenine-guanine), atau UGA (uracil-guanine-adenine). Ketika salah satu dari ketiga urutan ini muncul, faktor pelepas yang tidak membawa asam amino dimasukkan ke dalam ribosom. Ini memberi sinyal bahwa akhir protein telah tercapai.
Ribosom dan mRNA dapat didaur ulang untuk membuat protein baru lagi. Sebuah mRNA dapat digunakan beberapa kali oleh ribosom yang berbeda untuk mensintesis protein yang sama.
Lihat juga Kode genetik
Peran dan Fungsi Protein
- Enzim: Mempercepat reaksi kimia.
- Struktur: Membentuk struktur sel dan jaringan.
- Transportasi: Mengangkut molekul dan ion.
- Sinyal: Berperan dalam komunikasi seluler.
Signifikansi Sintesis Protein
Sintesis protein adalah dasar kehidupan, mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan, dan respons seluler. Gangguan dalam proses ini dapat menyebabkan penyakit genetik dan kanker.
Kesimpulan
Sintesis protein adalah proses esensial yang memungkinkan ekspresi genetik dalam bentuk protein fungsional. Memahami proses ini penting untuk biologi molekuler dan pengembangan terapi medis.
Referensi
- Alberts, B., et al. (2014). Molecular Biology of the Cell. Garland Science. ISBN: 978-0815344643.
- Lodish, H., et al. (2016). Molecular Cell Biology. W.H. Freeman. ISBN: 978-1464183393.
- Berg, J. M., et al. (2015). Biochemistry. W.H. Freeman. ISBN: 978-1429276352.
