Ribosom yang bergerak bebas didalam sitoplasma berperan menghasilkan protein yang berguna untuk

Banyak zat dibutuhkan tubuh agar tetap sehat, salah satunya adalah protein. Protein, atau dalam bahasa Yunani disebut protos (yang paling utama) sendiri merupakan senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain (rantai asam animo) dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan adakalanya sulfur serta fosfor. Perannya? sebagai pondasi suatu bangunan yang bernama tubuh manusia. Karenanya keberadaannya pun menjadi sangat penting. Tapi tentu saja, protein tidak datang begitu saja. Ini perlu dibentuk, dan pembentukan atau sintesis protein berlangsung dengan melibatkan banyak “pihak”, termasuk DNA dan RNA.

Nah, sebelum kita mengenal lebih jauh mengenai kedua hal tersebut (DNA dan RNA), ada baiknya jika kita mengenal arti dari sintesis protein terlebih dahulu.

Sintesis protein sejatinya merupakan proses untuk mengubah asam amino yang terdapat dalam linear menjadi protein dalam tubuh. Disini, peran DNA dan RNA menjadi penting karena memiliki keterlibatan dalam proses. Molekul DNA adalah sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein – tidak terlibat secara langsung dalam proses. Sementara molekul RNA adalah hasil transkripsi dari molekul DNA pada suatu sel. Molekul RNA inilah yang kemudian ditranslasi menjadi asam amino sebagai penyusun protein.

Ada tiga aspek penting dalam mekasnisme sintesis protein, yakni lokasi berlangsungnya sintesis protein pada sel; mekanisme berpindahnya Informasi atau hasil transformasi dari DNA ke tempat terjadinya sintesis protein; dan mekanisme asam amino penyusun protein pada suatu sel berpisah membentuk protein-protein yang spesifik.

Sintesis protein berlangsung di dalam ribosom, salah satu organel yang berukuran kecil dan padat dalam sel (juga nukleus) dengan menghasilkan protein yang non-spesifik atau sesuai dari mRNA yang di translasi. Ribosom sendiri memiliki diameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (disebut Ribonukleoprotein atau RNP).

Proses Pembuatan Protein

Pada dasarnya, sel menggunakan informasi genetik (gen) yang terdapat di DNA untuk membuat protein, proses pembuatan protein atau sintesis protein ini dibagi menjadi tiga langkah, yaitu transkripsi, translasi dan pelipatan protein.

1. Transkripsi

Transkripsi merupakan proses pembentukan RNA dari salah satu pita cetakan DNA (DNA sense). Pada tahap ini, akan menghasilkan 3 jenis RNA, yaitu mRNA, tRNA dan rRNA.

Tahap ini dapat berlangsung di dalam sitoplasma dengan diawali proses pembukaan rantai ganda yang dimiliki oleh DNA dengan bantuan enzim RNA polimerase. Pada tahap ini, ada rantai tunggal yang bertugas sebagai rantai sense, sedangkan rantai lain yang berasal dari pasangan DNA dinamakan rantai anti sense.

Tahap transkripsi sendiri dibagi menjadi 3: tahap inisiasi, elongasi dan terminasi.

Inisiasi
RNA polimerase terikat pada untaian DNA, yang disebut promoter, yang ditemukan didekat awal dari suatu gen. Setiap gen mempunyai promoternya tersendiri. Setelah terikat, RNA polimerase memisahkan untaian ganda DNA, menyediakan template atau cetakan untaian tunggal yang siap untuk ditranskripsi.

Elongasi
Satu untaian DNA, untaian cetakan, bertindak sebagai cetakan untuk digunakan oleh enzim RNA polimerase. Sambil ‘membaca’ cetakan ini, RNA polimerase membentuk molekul RNA keluar dari nukleotida, membuat sebuah rantai yang tumbuh dari 5′ ke 3′. RNA transkripsi membawa informasi yang sama dari untaian DNA non-template (coding).

Terminasi
Urutan ini memberikan sinyal bahwa transkripsi RNA telah selesai. Setelah ditranskripsi, RNA polimerase melepaskan hasil transkripsi RNA.

2. Translasi

Translasi merupakan proses urutan nukleotida dalam mRNA yang diterjemahkan ke dalam urutan asam amino dari rantai polipeptida. Selama proses ini, sel ‘membaca’ informasi pada messenger RNA (mRNA) dan menggunakannya untuk membuat sebuah protein.

Ada setidaknya 20 macam jenis asam amino yang dibutuhkan untuk dapat membentuk protein yang berasal dari terjemahan kodon mRNA. Pada sebuah mRNA, instruksi untuk membuat polipeptida adalah RNA nukleotida (Adenine, Uracil, Cytosine, Guanine) yang dibaca dalam kelompok tiga nukleotida, kelompok tiga ini disebut kodon. Selanjutnya, beberapa dari asam amino tersebut akan menghasilkan rantai polipeptida yang spesifik dan nantinya akan membentuk protein yang spesifik pula.

Proses translasi sendiri terbagi atas 3 tahap:

Tahap awal atau inisiasi
Pada tahap ini ribosom merakit di sekitar mRNA untuk dibaca dan tRNA pertama yang membawa asam amino metionin (yang cocok dengan start kodon, AUG). Bagian ini diperlukan agar tahap translasi bisa dimulai.

Elongasi atau Memperpanjang Rantai
Ini adalah tahap di mana rantai asam amino diperpanjang. Disini mRNA dibaca satu kodon sekali, dan asam amino yang sesuai dengan kodon ditambahkan ke rantai protein. Selama elongasi, tRNA bergerak melewati situs A, P, dan E dari ribosom. Proses ini diulang terus-menerus saat kodon baru dibaca dan asam amino baru ditambahkan ke rantai.

Terminasi
Ini adalah tahap dimana rantai polipeptida dilepaskan. Proses ini dimulai ketika stop kodon (UAG, UAA atau UGA) memasuki ribosom, membuat rantai polipeptida terpisah dari tRNA dan lepas keluar dari ribosom.

3. Pelipatan Protein

Rantai polipeptida yang baru disintesis tidak berfungsi sampai mengalami modifikasi struktur tertentu seperti penambahan karbohidrat ekor (glikosilasi), lipid, kelompok prostetik, dll., Agar menjadi fungsional, dilakukan dengan modifikasi pasca-translasi dan pelipatan protein.

Pelipatan protein dibagi ke dalam empat tingkat, yakni tingkat primer (rantai polipeptida linier); tingkat menengah (α-heliks dan β-lipit lembar); tingkat tersier (bentuk berserat dan bundar); dan tingkat Kuarter (protein kompleks dengan dua atau lebih subunit.

Catatan

Ada 61 kodon yang diketahui untuk asam amino. Setiap kodon itu ‘dibaca’ untuk membangun asam amino tertentu dari 20 asam amino yang biasanya ditemukan di protein.

Satu kodon, yakni AUG, mempunyai fungsi untuk membangun asam amino methionine dan juga bertindak sebagai start codon untuk memberi sinyal mulai pada pembuatan protein.

Tiga kodon yang tidak membuat asam amino, disebut stop codon, meliputi UAA, UAG, dan UGA. Ketiganya  memberitahu sel jika pembuatan polipeptida telah selesai.

Tubuh makhluk hidup tersusun ada banyak sel dan jaringan dengan fungsinya masing-masing. Salah satu organel yang berperan penting bagi makhluk hidup yaitu ribosom. Fungsi ribosom yaitu membuat protein dan melakukan sintesis protein dalam sel.

Apa Itu Ribosom?

Berdasarkan penjelasan di buku “Biologi Jl. 1 Ed. 5”, ribosom adalah tempat untuk sel membuat protein. Sel yang mempunyai laju sintesis protein tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang banyak.

Misalnya sel hati pada manusia diketahui memiliki berjuta-juta ribosom. Sel yang aktif melakukan sintesis protein juga secara otomatis akan mempunyai nukleoli yang terlihat jelas.

Dalam buku “Cerdas Belajar Biologi untuk Kelas XI” diterangkan bahwa, ribosom memiliki ukuran yang kecil dan bentuknya bulat padat. Organel ini bisa ditemukan di sel eukariotik atau sel prokariuok. Pada sel eukariotik, ribosom ada yang bebas dan ada juga yang terikat di membran retikulum endoplasma.

Fungsi dari Ribosom

Mengutip dari sehatq.com, fungsi ribosom pada sel tumbuhan maupun makhluk hidup lain yaitu untuk membuat protein dan melakukan sintesis protein dalam sel. Sel perlu di produksi agar bisa mempercepat proses biologis.

Protein merupakan bagian penting bagi organ tubuh. Dalam tubuh manusia misalnya, fungsi protein diperlukan untuk memelihara jaringan, mempercepat reaksi kimia, menjaga daya tahan tubuh, hingga membentuk struktur tubuh.

Advertising

Advertising

Dalam buku “Biologi Jl. 1 Ed. 5”, juga dijelaskan bahwa ribosom membangun protein di dua lokasi sitoplasmik. Ribosom bebas tersuspensi dalam sitosol. Sedangkan ribosom terikat diletakan di luar jalinan membaran atau yang disebut dengan retikulum endoplasmik.

Sebagian besar protein yang dibuat oleh ribosom bebas nantinya akan berfungsi di sitosol. Misalnya, enzim yang mengkatalis proses metabolisme di dalam sitosol.

Sementara itu, untuk ribosom terikat umumnya akan membuat protein untuk dimasukkan ke dalam membran, untuk pembungkus dalam organel, atau untuk dikirim ke luar sel.

Baca Juga

Selain fungsi ribosom, kita juga perlu mengenal struktur dari organel ini. Menurut keterangan di sehatq.com, setiap ribosom tersusun dari RNA dan protein. Ribosom terdiri dari dua sub unit RNA-protein, yaitu sub unit besar dan kecil.

Kedua sub unit tersebut letaknya saling tindih dengan sub unik besar berada di bagian atas. Di tengah sub unit tersebut ada RNA. Maka dari itu, jika digambarkan, ribosom memiliki bentuk seperti makanan hamburger.

Setiap sub unit ternyata memiliki fungsi yang berbeda. Fungsi ribosom sub unit kecil yaitu untuk membaca pesan yang diberikan mRNA untuk asam amino. Sedangkan fungsi dari sub unit besar yaitu untuk membentuk ikatan peptida.

Mekanisme Kerja Ribosom

Kita kini sudah mengetahui bahwa salah satu fungsi ribosom yaitu untuk melakukan sintesis protein. Lalu, sebenarnya apa yang dimaksud dengan sintesis protein?

Menurut penjelasan dalam jurnal Report of Biological Education 1(2), sintesis protein adalah proses pembentukan protein yang melibatkan sintesis RNA dan dipengaruhi oleh DNA. Mengutip dari sehatq.com, proses sintesis protein ini diawali ketika enzim di dalam nukleus membuka bagian DNA yang spesifik agar dapat diakses oleh salinan RNA.

Molekul RNA yang sudah menyalin informasi genetik tersebut akan bergerak dari nuleus sek ke sitoplasma yang merupakan tempat sintesis protein di mulai. Secara umum, proses ini terjadi melalui tahapan transkripsi dan translasi. Berikut uraiannya.

Baca Juga

Transkripsi adalah proses pencetakan atau penulisan ulang infromasi genetik pembuatan protein dari DNA oleh RNA. Lalu, RNA akan menyalin informasi tersebut kemudian dan memprosesnya menjadi produk akhir yang dikenal dengan nama mRNA.

Produk akhir dari proses ini yaitu mRNA lengkap dengan informasi pembuatan proten yang dibawanya. Proses ini terjadi di nukleus atau inti sel.

2. Translasi

Setelah proses transkripsi selesai, maka tahapan sintesis protein dilanjutkan dengan proses translasi. Pada proses ini, fungsi ribosom berperan besar.

Translasi di awali dengan masukanya mRNA ke sitoplasma yang merupakan cairan pengisi bagian sel di luar nukleus. Di dalam sitoplasma terdapat organel yang mengapung, salah satunya ribosom.

Ketika keluar dari inti sel menuju sitoplasma, mRNA akan langsung membawa informasi pembuatan protein ke ribosom. Lalu, organel tersebut menggunakan informasi dari mRNA untuk membuat rantai asam amino yang merupakan bahan dasar protein.

Proses penerjemahan informasi dari mRNA menjadi asam amino inilah yang kemudian disebut sebagai translasi.

Itulah penjelasan tentang fungsi ribosom lengkap dengan definisi, struktur, hingga mekanisme kerjanya. Organel sel yang satu ini memang memberikan peran besar untuk sel eukariotik maupun prokariotik.