Protein Synthesis: From DNA to Protein

Hallo Sobat..

Makanan yang kita makan tidak langsung diserap dan digunakan  oleh tubuh loh. Nah, makanan terlebih dahulu dicerna secara mekanik dan kimiawi. Tapi, kalian tau ga sih pencernaan secara kimiawi itu membutuhkan enzim. Enzim adalah senyawa atau zat kimia dalam tubuh makhluk hidup yang dibutuhkan untuk mempercepat jalannya reaksi, dan biasanya enzim disebut sebagai Biokatalisator, dimana enzim tersebut dari protein.

Seluruh yang ada ditubuh kita tersusun atas protein. Bentuk dari tubuh kita disebabkan protein, contohnya seperti bentuk dari rambut dan mata. Protein merupakan molekul yang besar dan kompleks yang tersusun dari sub unit yang lebih kecil yang disebut dengan asam amino.

Sobat, sudah tahu bagaimana pembuatan protein di dalam tubuh?

Fyi, proses pembuatan protein di dalam tubuh dikenal dengan sintesis protein. Sintesis protein adalah proses dimana pembentukan protein dengan melibatkan DNA dan RNA. Proses terjadinya sintesis protein terdiri dari dua tahapan yaitu tahap transkripsi dan tahap translasi.

Transkripsi adalah proses pembuatan salinan mRNA yang berasal dari DNA. Sedangkan translasi adalah proses penerjemahan mRNA menjadi protein.

Tahapan pembentukan protein dimulai dari tahap transkripsi dimana, pada sel terdapat nukleus (inti sel) sedangkan nukleus terdapat genom yang merupakan keseluruhan informasi genetik yang terdapat di dalam sel. Genom pada manusia terdiri dari 23 pasang kromosom. Pada setiap kromosom inilah mengandung untaian panjang DNA, di dalam DNA lah terdapat gen yang berisi petunjuk untuk membuat protein. Untuk sintesis protein, gen memiliki daerah promoter region yang disebut juga dengan daerah awal dan terminator region yang disebut dengan daerah akhir.

Untuk tahap transkripsi melibatkan DNA dan RNA polymerase. Terdapat 3 tahap yang terjadi pada transkripsi yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi.

Tahap inisiasi yaitu ketika gen diaktifkan, RNA polymerase menempel pada bagian prometer region. RNA polymerase menjalankan tugasnya yaitu dengan bergerak di sepanjang DNA, RNA polymerase membuka dan memisahkan rantai DNA membentuk untaian mRNA melalui cetakan DNA template. Pergerakan RNA polymerase mengarahkan pembacaan dari arah 5' ke 3', proses ini disebut tahap elongasi. Terbentuknya perpanjangan RNA polymerase atau mRNA sampai pada daerah terminator region inilah disebut dengan tahap terminasi.

Ketika ketiga proses ini selesai, selesailah tahap transkripsi yang kemudia menghasilkan mRNA. Sebelum mRNA digunakan sebagai template untuk sintesis protein, mRNA diproses terlebih dahulu dimana tahapan ini melibatkan penghapusan dan menyambungkan bagian dari mRNA.

mRNA bergerak keluar dari nukleus menuju sitoplasma tempat ditemukannya ribosom. Proses ini awal dimulainya tahapan translasi. Translasi adalah proses penerjemahan mRNA untuk dibuat menjadi protein. mRNA berperan sebagai cetakan untuk pembuatan protein, dimana mRNA mengandung urutan tiga jenis basa nitrogen yang disebut kodon. Kodon adalah kode genetik yang akan diterjemahkan oleh RNA ribosom (lihat gambar dibawah).

Kodon | sumber: exactaedukado.com/

Translasi memiliki tiga tahap seperti transkripsi, yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi.

Terdapat titik start kodon yang mengawali pembentukan atau penerjemahan asam amino. Pada start kodon, ribosom sub unit kecil menempel pada mRNA yang bergerak dari arah 5' ke arah 3', kemudian disusul dengan pemasangan kodon dengan anti kodon yang dibawa oleh tRNA, setelah terjadi peningkatan kodon dan anti kodon ribosom sub unit besar akan datang dan terikat bersama ribosom sub unit kecil, inilah proses inisiasi pada tahap translasi (lihat gambar dibawah). 

Ribosom sub unit kecil dan ribosom sub unit besar yang menyatu pada mRNA |sumber:exactaedukado.com/

Ribosom sub unit besar memiliki tiga daerah yaitu daerah A, daerah P dan daerah E. Pada proses elongasi, asam amino yang lain akan dibawa pada rantai mRNA oleh tRNA dengan membawa anti kodon yang akan dipasangkan dengan pada mRNA. Selanjutnya, asam amino yang baru akan memasuki daerah A, lalu ikatan peptida akan terbentuk diantara kedua asam amino pada daerah P. Saat itu, ribosom akan berpindah ke triplate kodon lain yang ada di mRNA, sehingga tRNA yang sudah melepaskan asam aminonya akan berada di daerah E dan akan bersiap keluar, kemudian daerah A akan siap ditempati tRNA yang baru. Siklus ini akan terus berulang sampai tahap terminasi. Terminasi terjadi ketika salah satu dari tiga stop kodon berada di daerah A, datanglah release faktor (faktor pengakhir) pada daerah A. Secara otomatis polipeptida akan release dari ribosom, hingga semuanya berakhir, tRNA dan ribosom lepas terbentuklah polipeptida yang kita inginkan. Polipeptida yang didapatkan dari proses transkripsi dan translasi akan diproses menjadi protein.

Proses translasi | sumber:exactaedukado.com/

Jadi sobat, kesimpulannya adalah sintesis protein terdiri dari dua tahapan yaitu tahap pertama transkripsi, dimana materi genetik pada DNA di copy menghasilkan mRNA dan proses ini terjadi di dalam nukleus. mRNA kemudian dibawa ke sitoplasma untuk mengalami tahap translasi dimana terjadi penerjemahan mRNA oleh ribosom untuk menghasilkan polipeptida. Proses pembentukan polipeptida ini dibantu oleh tRNA yang bertugas membawa asam amino.