File Rahma.docx

MAKALAH SINTESIS PROTEIN

D I S U S U N OLEH :

KELAS XII.IPA 5

GURU PEMBIMBING : HELIYANA ZURIYATI, S.Pd

DINAS PENDIDIKAN SMA NEGERI 1 TANJUNG RAJA TAHUN AJARAN 2018/2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Sintesis Protein”. Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa teratasi. Olehnya itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini, semoga bantuannya mendapat balasan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik konstruktif dari pembaca sangat penulis harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya. Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada kita sekalian.

Tanjung Raja, 08 Maret 2019

Penyusun

Sense 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

M. Damsik Hilda Sri Wahyuni Meilin Mardah Putri Liandri Mia Casmeta Lastri Oktarina Wulan Yuni Ariska Mahmuda Hidayah Belinda Kurnia

: Sense : TCG : TAC : CGT : ATG : GCT : TAG : ACG : ACT

Anti Sense 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Agi Wahyu Siswandi Fitri Athul huda Diana Carolina Nurmala Rizka Apriliani Nurul Hidayah Resi Oktarina Novia Nabila Rini Fadhillah

: Anti Sense : AGC : ATG : GCA : TAC : CGA : ATC : TGC : TGA

Enzim Polimerase dan RNAd 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Maria Cinsista Della Widiana Fitri Alicia Duca Lnily Qodaria Ika Rahma Fitri Yesi Oktarini Yurika Ridwan

: Enzim Polimerase : AUG : GCA : UAC : CGA : AUC : UGC

Putri Liandri Fitriathul Huda Diana Charolina Novia Nabila Nurmala Nurul Hidayah Resi Oktarina

: RNAt : UAC : CGU : GCU : AUG : UAG : ACG

RNAt 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Asam Amino 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Rian Karyadi M. Damsik Alamsyah Dharma Aji Wahyu Siswandi M. Kisar Ramanda Wendy Rifansyah Habib Sultan

: Asam Amino : Metionin : Alanin : Tirosin : Arginin : Soleusin : Sistein

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Protein merupakan bahan yang sangat penting bagi struktur dan fungsi sel-sel makhluk hidup. Contohnya, protein struktural digunakan sebagai penyusun membran sel, sedangkan protein fungsional (misalnya, enzim) digunakan sebagai biokatalisator untuk berbagai proses sintesis dari sel. Protein tersusun atas satu atau lebih rantai polinukleotida. Polinukleotida tersusun atas beberapa peptide. Adapun peptida tersusun atas banyak asam amino. Sintesis protein menggunakan kombinasi berbagai jenis asam amino untuk menghasilkan beragam jenis protein yang berbeda. Diperlukan bahan dasar berupa 20 macam asam amino, pelaksana berupa mRNA, tRNA, dan rRNA; sumber energi berupa ATP; dikatalis oleh enzim polimerase. Ada banyak tahapan antara ekspresi genotip ke fenotip.Gen-gen tidak dapat langsung begitu saja menghasilkan fenotip-fenotip tertentu misalnya warna hijau, bentuk biji yang lonjong, atau celah pada dagu.fenotip suatu individu ditentukan oleh aktivitas enzim.enzim yang berbeda akan menimbulkan fenotip yang berbeda.Perbedaan satu enzim dengan enzim lainnya ditentukan oleh jumlah jenis dan susuna asam amino penyusu protein enzim. Pembentukan asam amino tersebut ditntukan oleh gen atau DNA. Ekspresi gen merupakan proses di mana informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein.Ekspresi gen merupakan sintesis protein yang terdiri dari dua tahap.tahap pertama, urutan rantai nukleotida template ( cetakan) dari suatu DNA untai molekul RNA. Proses ini disebut transkripsi dan berlangsung dalam inti sel. Tahap kedua, merupakan sintesis polipeptida dengan urutan spesifik berdasarkan rantai RNA yang di buat pada tahapan pertama.Proses ini disebut translasi.Proses tersebut membutuhkan pengikat dan pergerakan ribosom di sitoplasma pada sepanjang rantai RNA untuk menterjemah urutan nukleotida rantai RNA tersebut menjadi urutan asam amino untuk membentuk rantai polipeptida. Pada proses ini digunakan istilah penerjemah karena bahasa pada nukleotida RNA diterjemahkan menjadi bahasa baru, yaitu bahasa asam amino suatu protein. Maka dalam makalah ini akan dijelaskan secara lebih terperinci lagi tentang sintesis protein.

1.2 Rumusan Masalah Sintesis protein menggunakan kombinasi berbagai jenis asam amino untuk menghasilkan beragam jenis protein yang berbeda. Dalam sinteisi protein terdapat 3 tahapan sebelum menghasilkan rantai polipeptida. Bagaimana Proses berjalannya tahapan tersebut ? 1.3 Tujuan Tujuan dalam penulisan makalah ini adalah untuk menjelaskan Sintesis Protein, Tahapannya, dan hasil dari sintesis protein tersebut.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Sintesis protein Sintesis protein merupakan reaksi yang menghubungkan fungsi DNA dengan penyusunan molekul tubuh, yaitu protein. Protein yang dibentuk melalui sintesis protein akan mengalami banyak modifikasi, ada yang menjadi protein struktur, proteksi, dan enzim (biokatalisator). Kita tahu bahwa semua proses atau reaksi dalam tubuh kita hampir tidak terjadi tanpa adanya enzim. Hal itu menunjukkan betapa pentingnya enzim dalam tubuh kita, dan proses dasar atau awal pembuatan enzim yang berasal dari proses sintesis protein. Sintesis protein terjadi di ribosom, yang mana bisa berada melekat pada retikulum endoplasma kasar ataupun berada bebas pada sitoplasma. Setelah selesai disintesis, protein pertama kali mengalami modifikasi pada organel badan golgi. Proses pemindahan protein dari RE ke badan golgi melalui suatu struktur gelembung atau sering dinamakan sebagai vesikula. Vesikula yang membawa protein dari RE merupakan hasil pelepasan membran pada RE dan bisa melalukan fusi atau penggabungan membran dengan badan golgi. Oleh karena itu, struktur membran pada RE dan badan golgi memiliki persamaan. Selain itu, secara garis besar, badan golgi dan RE memiliki persamaan model, yaitu membran yang berlipat-lipat. Sintesis protein secara singkat dapat didefinisikan sebagai proses penerjemahan informasi yang ada pada DNA (sumber materi genetik) yang mengkode asam-asam amino sehingga menjadi rantai peptida (rantai protein). Akan tetapi, pengertian yang semacam bisa didapati berbeda, tergantung dari sumber yang digunakan sebagai acuan meskipun isinya sebenarnya sama saja. Dalam Sintesis Protein terdapat beberapa komponenKomponen yang berperan dalam sintesis protein adalah inti sel, RE kasar, Ribosom (rRNA), mRNA, tRNA, RNA polimerase.

a. Inti sel Inti sel merupakan lokasi dimana sumber informasi genetik berada, yaitu DNA. Jadi, informasi yang akan diterjemahkan pada sintesis protein berasal dari inti sel. b. RE Kasar & Ribosom (rRNA) RE kasar merupakan lokasi dimana ribosom melekat. Selain itu, rRNA atau Ribosomal RNA merupakan tempat terjadinya sintesis protein. c. tRNA (RNA transfer) tRNA merupakan salah satu jenis RNA yang bertugas untuk mengikat asam amino dari sitoplasma dan menggabungkannya dengan asam amino lain pada tahapan sintesis protein. d. RNA polymerase

e. RNA polimerase merupakan enzim yang berperan dalam proses perangkaian molekul RNA dari molekul DNA.

Sintesis proteinmerupakan penyusunan amino pada rantai polipeptida. Dalam proses tersebut

melibatkan

DNA

(Timin”T”,Adenine”A”,Sitosin”C”,Guanin”G”)

dan

RNA

(Urasil”U”,Adenin”A”,Sitosin”C”,Guanin”G”) . DNA berfungsi sebagai bahan genetic untuk sel baik prokariot maupun eukariot, karena prokariot tidak memiliki system internal, DNA tidak terpisahkan dari inti sel lainnya. Pada Eukariot DNA terletak di inti dipisahkan dari sitoplasma oleh selubung inti. Proses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi. Seperti kita ketahui DNA sebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon. Saat menjelang proses transkripsi berjalan, biasanya didahului signal dari luar akan kebutuhan suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan, metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel maupun jaringan. Kemudian RNA polymerase II akan mendatangi daerah regulator element dari gen yang akan ditranskripsi. Kemudian RNA polymerase ini akan menempel (binding) di daerah promoter spesifik dari gene yang akan disintesis proteinnya, daerah promoter ini merupakan daerah consesus sequences, pada urutan -10 dan -35 dari titik inisiasi (+1) yang mengandung urutan TATA-Box sebagai basal promoter. Setelah itu, polimerase ini akan membuka titik inisiasi (kodon ATG) dari gene tersebut dan mengkopi semua informasi secara utuh baik daerah exon maupun intron, dalam bentuk molekul immature mRNA (messenger RNA). Kemudian immature mRNA ini diolah pada proses splicing dengan menggunakan smallnuclearRNA (snRNA) complex yang akan memotong hanya daerah intron, dan semua exon akan disambungkan menjadi satu urutan gen utuh tanpa non-coding area dan disebut sebagai mature mRNA. Pada tahap berikutnya, mRNA ini diproses lebih lanjut pada proses translasi di dalam ribosom, dalam tiga tahapan pokok yaitu inisiasi sebagai mengawali sintesis polipeptida dari kodon AUG yang ditranslasi sebagai asam amino metionin. Pertumbuhan karakter menempuh reaksi-reaksi kimia yang kompleks. Reaksi kimia selalu dilancarkan oleh enzim dimana enzim adalah protein. Oleh karena itu sintesa protein menentukan karakter. RNA diperlukan dalam proses sintesa protein untuk membawa informasi yang dibawa oleh gen ke tempat sintesis protein dalam sitoplasma. Replikasi DNA terjadi di dalam sel saat persiapan untuk proses pembelahan sel, baik mitosis maupun miosis. Tanpa replikasi, sel-sel anak tidak akan menerima kumpulan informasi yang dibutuhkan untuk mempertahankan kehidupan. Proses transkripsi membentuk rantai RNA, yaitu salinan dari segmen DNA yang terbentuk. Sebagian molekul RNA yang terbentuk terlibat dalam beragam proses biokimia, sisanya digunakan dalam translasi informasi RNA menjadi protein. Tahapan sintesis protein adalah : 1. Pencetakan RNA-m melalui proses transkripsi.

2. Penterjemahan informasi genetis berupa urutan asam amino melalui proses translasi. prosesnya : 

replikasi : yang terjadi seperti pada sel membelah waktu mitosis



transkripsi :informasi genetic pada DNA, di salin oleh mRNA



translasi : mRNA ke sitoplasma ke reticulum

2.2 Tahapan Sintesis Protein Sebelum sel membelah, DNA harus direplikasi dalam fase S dari siklus sel. Proses replikasi melibatkan enzim polymerase. Proses ini melibatkan pembukaan utas ganda DNA, sehingga memungkinkan terjadinya perpasangan basa untuk membentuk utas baru. Pembentukan utas komplementer terjadi melalui perpasangan basa antara A dengan T dan G dengan C. Dalam replikasi DNA, setiap utas DNA lama berperan sebagai cetakan untuk membentuk DNA baru. Proses penyalinan urutan basa-basa nukleotida purin dan pirimidin dalam untai ganda DNA inang ke sel turunan (replikasi semikonservatif : setengah untai asli setengah sintesis baru). Diawali dari pelepasan untai ganda oleh enzim DNA gyrase Terbentuk garpu repliakasi (replication fork) Garpu bergerak dalam 2 arah berlawanan sampai kedua ujung bertemu menghasilkan DNA baru Masing untai DNA induk berperan sebagai cetakan Untai baru dijamin komplementer dengan untai lama oleh DNA polymerase

Untai baru memiliki polaritas

berlawanan dengan untai induk Model DNA Watson dan Crick menyatakan bahwa saat double heliks bereplikasi, masingmasing dari kedua molekul anak akan mempunyai satu untai lama yang erasal dari satu molekul induk dan satu untai yang baru. Model replikasi ini disebut model semikonservatif. Model lainnya adalah model konservatif dimana molekul induk tetap dan molekul baru disintesis sejak awal. Model ketiga disebut model dispersif yaitu bahwa keempat untai DNA, setelah replikasi double heliks, mempunyai campuran anatara DNA baru dan DNA lama. Pengujian yang dilakukan oleh Meselson dan Stahl menunjukkan bahwa replikasi DNA terjadi secara semikonservatif. Daerah penggandaan bergerak sepanjang DNA induk membentuk replication fork. Pada daerah ini, kedua utas DNA yang baru, disintesis dengan bantuan sekelompok enzim, salah satunya adalah DNA polimerase. Sintesis DNA tidaklah berjalan secara kontinu pada kedua utas cetakan. Hal ini karena kedua utas DNA tersusun sejajar berlawanan arah atau antiparalel. Maka utas DNA baru akan tumbuh dari 5′ - 3′ sedang yang lainnya dari 3′ - 5′ pada cetakan. Sintesis dari 3′ - 5′ tidak mungkin dilakukan karena tidak ada DNA polymerase untuk arah 3′ - 5′. Replikasi DNA pada cetakan 3′ - 5′ terjadi seutas demi seutas dengan arah 5′ - 3′ yang berarti replikasi berjalan meninggalkan replication fork. Utas-utas pendek tersebut kemudian dihubungkan oleh enzim ligase DNA.

Dalam replikasi DNA terdapat utas DNA yang disintesis secara kontinu yang terjadi pada cetakan 5′ - 3′. Utas DNA yang disintesis secara kontinu ini disebut utas utama atau leading strand. Sedangkan utas DNA baru yang disintesis pendek-pendek seutas-demi seutas disebut utas lambat atau lagging strand. Utas-utas pendek atau fragmen-fragmen pendek yang terbentuk disebut fragmen Okazaki. Sintesis pada leading strand memerlukan molekul primer pada permulaan replikasi Setelah replication fork terbentuk, polymerase akan bekerja secara kontinu sampai utas DNA baru selesai direplikasi. Pada sintesis lagging strand, diperlukan enzim lain primase DNA. Setelah utas DNA terbuka untuk melakukan replikasi, dan setelah terbuka pada lagging strand, utas harus dijaga agar tetap terbuka. Jadi dalam proses replikasi DNA melibatkan beberapa protein baik berupa enzim maupun non-enzim yaitu : a. Polimerase DNA : enzim yang berfungsi mempolimerisasi nukleotida-nukleotida b. Ligase DNA: enzim yang berperan menyambung DNA utas lagging c.

Primase DNA: enzim yang digunakan untuk memulai polimerisasi DNA pada lagging strand.

d. Helikase DNA: enzim yang berfungsi membuka jalinan DNA double helix e. Single strand DNA-binding protein : mestabilkan DNA induk yang terbuka Replication fork berasal dari struktur yang disebut replication bubble yaitu daerah menggelembung tempat pilinan DNA induk terpisah untuk berfungsi sebagi cetakan pada sintesis DNA. Hubungan antara DNA (Gen) dengan Protein (Enzim) adalah : •

DNA berada di inti sel (nukleus) dan tidak dijumpai di sitoplasma

•

Protein yang berperan dalam metabolisme ada di sitoplasma dan tidak ada di inti. Perlu adanya penghubung antara DNA dengan Protein, yaitu molekul yang dijumpai di inti

maupun di sitoplasma

a. Tahap Transkripsi Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetic yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA. Transkripsi adalah proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetic yang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul DNA digunakan sebagai cetakan (template) untuk sintesis molekul RNA yang komplementer. Molekul RNA yang disintesis dalam proses transkripsi pada garis besarnya dapat dibedakan menjadi tiga kelompok molekul RNA,yaitu : 1. mRNA (messenger RNA) 2. tRNA (transfer RNA) 3. rRNA (ribosomal RNA) Molekul mrna adalah RNA yang merupakan salinan kode-kode genetic pada DNA yang dalam proses selanjutnya (yaitu proses translasi) akan diterjemahkan menjadi urutan asam-asam

amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein tertentu. Molekul trna adalah RNA yang berperan membawa asam-asam amino spesifik yang akan digabungkan dalam proses sintesa protein (translasi). Molekul rRNA dan RNA yang digunakan untuk menyusun ribosom, yaitu suatu partikel di dalam sel yang digunakan sebagai tempat sintesis protein. Molekul tRNA dan rRNA tidak pernah ditranslasi karena molekul yang digunakan adalah RNA-nya itu sendiri. Salah satu pita DNA tunggal mencetak mRNA. Pita tersebut dinamakan pita sense, sedangkan pita yang tidak mencetak mRNA disebut pita antisense. mRNA yang telah dicetak kemudian keluar dari inti sel melalui pori-pori nukleus masuk ke dalam sitoplasma ,Susunan tiga basa mRNA komplementer dengan susunan tiga buah pita sense DNA. Sintesis RNA ini selalu terjadi menurut arah 5’ ke 3’. Transkripsi akan berakhir jika RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA terminator yang berfungsi sebagai sinyal terminasi. Dalam proses transkripsi, beberapa komponen utama yang terlibat adalah : 1. urutan DNA yang akan ditranskripsi (cetakan/template) 2. enzim RNA polymerase 3. factor-faktor transkripsi 4. precursor untuk sintesis RNA Urutan DNA yang ditranskripsi adalah gen yang diekspresikan. Secara garis besar gen dapat diberi batasan sebagai suatu urutan DNA yang mengkode urutan lengkap asam amino suatu polipeptida atau molekul RNA tertentu. Gen yang lengkap terdiri atas tiga bagian utama, yaitu (1) daerah pengendali (regulatory region) yang secara umum disebut promoter, (2) bagian structural, dan (3)

terminator. promoter adalah bagian gen yang berperanan dalam mengendalikan proses transkripsi dan terletak pada ujung.

b. Tahap Translasi Translasi merupakan pemindahan informasi genetik dari RNA dan membentuk protein yang sesuai. Pada proses ini terjadi penerjemahan informasi genetik yang berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA oleh tRNA menjadi asam amino. Setiap molekul tRNA menghubungkan kodon tRNA tertentu dengan asam amino tertentu. tRNA akan terus datang membawa asam amino ke ribosom dan menyatukan asam aminonya sehingga terbentuk polipeptida yang makin panjang. Setiap molekul tRNA akan dilepaskan dari ribosom setelah memberikan asam aminonya. Peristiwa ini berlanjut hingga kodon “stop” mencapai ribosom. Kodon “stop” berfungsi sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Selanjutnya protein dan ribosom akan pisah dari mRNA. Perlu dipahami bahwa hanya molekul mRNA yang ditranslasi, sedangkan rRNA dan tRNA tidak di translasi. Molekul mRNA merupakan transkripsi (salinan) urutan DNA yang menyusun suatu gen dalam bentuk ORF (open reading frame=kerangka baca terbuka). Molekul

rRNA adalah salah satu molekul penyusun ribosom, yakni organel tempat berlangsungnya sintesis protein, sedangkan tRNA adalah pembawa asam-asam amino yang akan disambungkan menjadi rantai polipeptida. Suatu ORF dicirikan oleh : 1. Kodon inisiasi translasi, yaitu urutan ATG (pada DNA) atau AUG (pada mRNA) 2. Serangkaian urutan nukleotida yang menyusun banyak kodon 3. Kodon terminasi translasi, yaitu TAA (UAA pada mRNA), TAG (UAG pada mRNA), atau TGA (UGA pada mRNA). Translasi berlangsung di dalam ribosom. Ribosom disusun oleh molekul-molekul rRNA dan beberapa macam protein. Ribosom tersusun atas dua subunit, yaitu subunit kecil dan subunit besar. Pada jasad prokaryot, subunit kecil mempunyai koofisien sedimentasi sebesar 30S (unit Svedberg) sedangkan subunit besar berukuran 50S, tetapi pada saat kedua unit tersebut bergabung, koofisien sedimentasinya adalah 70S.pada jasad eukaryote, subunit kecil berukuran 40S, sedangkan subunit besar berukuran 60S, tetapi sebagai suatu kesatuan, ribosom eukaryote mempinyai koofisien sedimentasi sebesar 80S.

Urutan singkat sintesis protein adalah seperti berikut ini : 1. DNA membentuk mRNA untuk membawa kode sesuai urutan basa N-nya.

2. mRNA meninggalkan inti, pergi ke ribosom dalam sitoplasma.

3. tRNA datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA sesuai dengan kode pasangan basa N-nya yang seharusnya.

4. Asam-asam amino akan berjajar-jajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga terbentuklah protein yang diharapkan.

5. Protein yang terbentuk merupakan enzim yang mengatur metabolisme sel dan reproduksi.

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan Sintesis protein merupakan reaksi yang menghubungkan fungsi DNA dengan penyusunan molekul tubuh, yaitu protein. Protein yang dibentuk melalui sintesis protein akan mengalami banyak modifikasi, ada yang menjadi protein struktur, proteksi, dan enzim (biokatalisator). Secara garis besar dikenal empat tipe habitat utama yakni: daratan,perairantawar,perairan payau,dan estuaria serta perairan bahari/laut.Berdasarkan variasi habitat menurut waktu, Berdasarkan variasi kondisi habitat menurut ruang. Sintesis protein terjadi di ribosom, yang mana bisa berada melekat pada retikulum endoplasma kasar ataupun berada bebas pada sitoplasma. Setelah selesai disintesis, protein pertama kali mengalami modifikasi pada organel badan golgi. Proses pemindahan protein dari RE ke badan golgi melalui suatu struktur gelembung atau sering dinamakan sebagai vesikula. Tahapan Sintesis Protein adalah Replikasi, Transkripsi, Dan Translasi.Replikasiadalah Proses Penggandaan DNA yang terjadi sebelum sel membelah waktu mitosis. Transkripsi adalah pencetakan mRNA (kode) oleh DNA (DNA template/ DNA sense) dengan menggunakan enzim RNA polimerase. Kode pada mRNA akan terbaca oleh ribosom dengan dibantu oleh tRNA yang terdapat di dalam sitoplasma. Hasil dari proses sintesis protein adalah rantai primer protein (rantai polipeptida) yang masih belum fungsional. Untuk menjadi fungsional, protein harus dimodifikasi di badan golgi sesuai kebutuhan sel.

3.2 Saran Semoga makalah ini dapat menjadikan tambahan ilmu bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya . Namun , penulis juga membutuhkan kritik yang membangun untuk menjadikan tambahan ilmu bagi penulisnya.