Penjelasan Tentang Mekanisme Sintesis Protein - Seperti yang telah Anda ketahui, DNA menentukan sifat makhluk hidup. DNA
menentukan urutan asam amino pada setiap protein yang disintesis. Proses
sintesis protein adalah proses yang kompleks. Dalam proses tersebut diperlukan
20 macam asam amino; mRNA dan tRNA sebagai pelaksana; ATP sebagai sumber energi;
enzim RNA polimerase. Secara garis besar, sintesis protein dilakukan melalui dua
tahap, yaitu tahap transkripsi dan tahap translasi.
Transkripsi
Proses transkripsi, sesuai namanya merupakan proses pencetakan atau penulisan
ulang DNA ke dalam mRNA. Proses ini terjadi di dalam nukleus. Pada tahap ini,
setiap basa nitrogen DNA dikodekan ke dalam basa nitrogen RNA. Misalnya, jika
urutan basa nitrogen DNA adalah ACG TAG CTA, maka urutan mRNA hasil transkripsi
adalah UGC AUC GAU.
 |
| Proses pembentukan mRNA atau transkripsi. |
 |
| Contoh transkripsi urutan basa nitrogen DNA ke dalam mRNA. |
Tahap transkripsi dapat dibagi lagi menjadi tiga tahap, yaitu iniasi,
elongasi, dan terminasi.
Inisiasi
Tahap ini diawali oleh melekatnya enzim RNA polimerase pada pita DNA pada
titik awal. Pita DNA akan terbuka, akibatnya basa nitrogen pada pita tersebut
menjadi bebas. Basa nitrogen pada salah satu pita tersebut akan menjadi cetakan
mRNA. Pita DNA ini disebut juga pita bermakna atau sense. Adapun pita yang tidak
ditranskripsi disebut pita tak bermakna atau antisense. Enzim RNA polimerase
mulai menyintesis RNA dari titik awal pita.
Elongasi (pemanjangan)
Enzim RNA polimerase akan terus membentuk mRNA
hingga terbentuk pita mRNA. Pita mRNA ini akan terus memanjang. Oleh karena itu,
tahap ini disebut tahap elongasi.
Terminasi
Pada saat enzim RNA polimerase sampai pada tempat pemberhentian
(terminal site) DNA, transkripsi akan terhenti. Setelah itu, mRNA dibebaskan dan
RNA polimerase terlepas dari DNA. DNA akan kembali seperti bentuknya semula.
Hasil dari transkripsi, yakni mRNA selanjutnya akan keluar dari inti sel melalui
membran inti menuju sitoplasma.
Translasi
Tahap translasi adalah tahap penerjemahan kode mRNA oleh tRNA ke dalam urutan
asam amino. Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma dengan bantuan ribosom.
Ribosom merupakan salah satu organel dalam sitoplasma yang berperan dalam
sintesis protein. Ribosom terdiri atas dua bagian, yaitu subunit besar dan
subunit kecil. Ribosom mengandung protein dan rRNA.
 |
| Subunit besar dan subunit kecil pada ribosom |
Tahap translasi mirip tahap transkripsi. Keduanya menggunakan enzim untuk
membuat rantai polimer polinukleotida pada transkripsi dan polipeptida pada
translasi. Pada proses translasi juga terjadi tahap inisiasi, elongasi, dan
terminasi. Pada tahap translasi kode genetik atau kodon dari mRNA diterjemahkan
menjadi rangkaian asam amino. Apakah kodon itu? Kodon merupakan urutan tiga basa
nitrogen pada mRNA. Setiap urutan tiga basa tersebut memiliki arti khusus yang
dapat diterjemahkan dalam proses translasi. Urutan tiga basa tersebut dikenal
sebagai triplet. Misalnya, AUG, AAA, UCA, dan UUA.
Kodon pada mRNA dikenali oleh antikodon pada tRNA. Jika urutan triplet
pada mRNA adalah AUG AAA UCA UUA maka urutan antikodonya adalah UAC UUU AGU AAU.
Triplet antikodon terletak pada salah satu sisi tRNA. Pada sisi yang lain, tRNA
membawa asam amino yang sesuai dengan pesanan kodon.
Dari 64 macam triplet kodon, terdapat 61 macam yang dapat mengodekan 20 macam
asam amino. Akibatnya, terdapat beberapa asam amino yang dapat dikodekan oleh
lebih dari satu triplet atau disebut juga kodon sinonim. Tiga triplet lainnya
tidak mengodekan asam amino, tetapi berfungsi sebagai kodon to , triplet yang
memerintahkan penghentian proses translasi. Selain kodon stop, terdapat juga
kodon ta t yang memerintahkan dimulainya proses translasi, yaitu kodon AUG dan
berfungsi juga sebagai pengode asam amino metionin.
Translasi dimulai ketika mRNA dan tRNA inisiator berikatan dengan ribosom
subunit kecil. Molekul tRNA inisiator merupakan molekul yang membawa asam amino
pertama dan merupakan komplemen kodon AUG (kodon start). Biasanya membawa asam
amino metionin. Antikodon pada tRNA inisiator adalah UAC. Setelah itu, ribosom
subunit besar berikatan dengan ribosom subunit kecil. Fase inisiasi ini sempurna
setelah terbentuknya ribosom yang fungsional.
 |
| Tahap inisiasi pada translasi |
Elongasi terjadi setelah tRNA kedua berikatan dengan kodon selanjutnya
setelah kodon start. Misalnya, kodon lain setelah kodon start adalah GUC, maka
akan berikatan dengan antikodon tRNA CAG yang membawa asam amino valin. Kedua
asam amino, metionin dan valin, akan berikatan dengan bantuan enzim peptidil
transferase.
Setelah metionin dan valin berikatan, tRNAmet yang awalnya membawa
metionin, dilepaskan dari ribosom. Kemudian, ribosom bergerak pada molekul mRNA
sepanjang satu kodon. Pergerakan ini membuat tRNAval bergerak ke
tempat yang ditinggalkan tRNAmet. Molekul tRNA ketiga, kemudian
berikatan dengan kodon mRNA ketiga dan membawa asam amino lainnya. Proses
elongasi ini terus mengikatkan asam amino hingga terbentuk rantai polipeptida.
 |
| Langkah elongasi pada translasi |
Translasi terhenti ketika ribosom mencapai kodon stop pada mRNA. Kodon stop
tidak berikatan dengan tRNA, namun ia berikatan dengan protein khusus yang
disebut release factors (faktor pelepas). Faktor pelepas menghentikan translasi
dan menghidrolisis ikatan antara asam amino terakhir pada rantai polipeptida
baru dan tRNA-nya Pada proses sintesis protein, satu macam gen umumnya hanya
mengatur satu sintesis polipeptida. Polipeptida yang terbentuk terlebih dahulu
dimodifikasi untuk menjadi protein yang fungsional. Misalnya, beberapa
polipeptida harus disatukan untuk membentuk satu protein yang memiliki fungsi
tertentu.
 |
| Translasi berakhir ketika ribosom mencapai stop kodon |