A. Pendahuluan
Assalaamu alaikum wr wb.
Alhamdulillah wassyukrulillah, Assholaaatu wassalaamu alaa Rosuulillah SAW.
Ananda kelas XII yang ibu banggakan, hari ini kita bertemu kembali dalam pembahasan lanjutan dari Materi Genetika. Hari ini kita akan membahas bagaimana materi genetika sebagai suatu substansi yang terdapat pada inti sel berupa DNA (Genotip) dapat mengendalikan sifat fisik dan sifat tersebut akan muncul sebagai sifat yang tampak (Fenotip), bahkan mewaris pada keturunannya.
B. Tujuan Pembelajaran
Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini diharapkan siswa dapat:
- Menjelaskan tahapan sintesis protein.
- Merumuskan urutan proses sintesis protein dalam kaitannya dengan penyampaian kode genetik (DNA-RNA Protein).
C. Uraian Materi
1. SINTESIS PROTEIN
Sintesis protein yaitu proses penyusunan senyawa protein dengan membentuk rangkaian rantai polipeptida. Sintesis protein ini terjadi di dalam ribosom dan pengaturan sintesis protein dilakukan oleh gen (DNA) di dalam inti. Perubahan struktur gen dapat menyebabkan perubahan struktur protein pada tingkat asam amino, yang selanjutnya akan menyebabkan perubahan dalam proses metabolisme. Ekspresi gen dilakukan melalui dua tahapan yaitu transkripsi dan translasi.
1) Transkripsi
Proses transkripsi berlangsung di dalam inti sel. Transkripsi merupakan proses pengkopian/penyalinan molekul DNA menjadi utas RNA yang komplementer (DNA - mRNA). Pembacaan oleh transkriptase dimulai dari tanda awal (promotor) sampai tanda akhir (terminator). Hanya ruas yang diapit oleh kedua tanda itu yang akan ditranskripsikan. Utas DNA yang digunakan bagi sintesis RNA disebut sebagai utas cetakan (template), sedangkan utas DNA lainnya disebut dengan utas pendamping.
Proses transkripsi menghasilkan tiga jenis RNA, yaitu RNA duta (mRNA), RNA transfer (tRNA), dan RNA ribosomal (rRNA). ketiga jenis RNA ini berperan dalam proses translasi. Hanya mRNA yang akan diterjemahkan kedalam protein.
Proses transkripsi dikatalisis oleh enzim transcriptase atau RNA polymerase. Proses transkripsi dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu inisiasi sintesis RNA, pemanjangan (elongasi) RNA, dan penyelesaian (terminasi) sintesis RNA.
Tahapan Transkripsi:
- Berlangsung dalam inti sel.
- Dimulai dengan membukanya pita "Double Helix" oleh enzim DNA polymerase.
- Pita DNA yang berfungsi sebagai pencetakan RNA disebut pita template atau sense dan pita DNA yang tidak mencetakan RNA disebut dengan pita antisense.
- Pita RNA dibentuk sepanjang pita DNA pencetak dengan urutan basa. Nitrogennya komplementer dengan basa nitrogen yang ada pada pita cetakan DNA.
- Pita RNA yang telah selesai menerima pesan genetik dari pita DNA pencetak segera meninggalkan inti nukleus menuju ke ribosom, tempat sintesis protein dalam sitoplasma. Pita RNA menempatkan diri pada leher ribosom.
- RNA yang ada dalam sitoplasma bersiap-siap untuk berperan dalam proses sintesis protein berikutnya. Setiap satu RNA ini, mengikat satu asam amino yang mengandung ATP.
2) Translasi
Translasi berlangsung di sitoplasma, sehingga RNA harus dikeluarkan dari inti sel menuju sitoplasma. Dalam proses translasi, terjadi penerjemahan urutan kodon pada RNAd menjadi urutan asam amino pada ribosom, artinya asam amino akan dirangkaikan dengan asam amino lainnya untuk membentuk rantai polipeptida atau protein.
Setelah mRNA sampai di ribosom, tRNA mulai mengangkut asam amino ke dalam kompleks translasi (ribosom), serta membaca sandi-sandi (kodon) pada mRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Translasi bermulai dari kodon awal sampai kodon akhir. Hubungan antara kodon dengan asam amino diatur melalui kode genetik.
Dalam proses translasi ini, hanya ada satu kodon awal yaitu AUG yang menyandi asam amino metionin dan tiga kodon akhir UAA, UAG, dan UGA. Seperti pada proses transkripsi, translasi dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu inisiasi, elongasi /pemanjangan, dan terminasi /penyelesaian.
 |
| Gambar 9. Tahapan Sintesis protein Sumber: e-the-I.blogspot.com |
3) Kode Genetik
Kode genetik merupakan instruksi berupa kode-kode yang merumuskan jenis protein yang akan dibuat. Ciri khas protein ditentukan oleh jumlah asam amino. Pada sandi genetic terdapat 20 macam asam amino.
Dalam sintesis protein dapat terjadi kesalahan dalam menerjemahkan kode-kode yang diterima dari DNA. Jika terjadi kesalahan penerjemahan, akibatnya protein yang disusun juga keliru sehingga enzim yang dihasilkan juga salah.
Pada asam nukleat DNA atau RNA-d terdapat 4 jenis nukleotida (basa), yaitu Adenin (A), Timin (T), Guanin (G) dan Cytosin (C). yang menyusun rantainya. Pada polipeptida dikenal 20 jenis asam amino penyusunnya. Dengan adanya 20 jenis asam amino tersebut, harus ada aturan yang dapat menjamin pengendalian gen dalam pembentukan protein, selalu bersifat khas (satu gen hanya menyandikan satu jenis protein).
Untuk menjamin kekhasan tersebut harus banyak factor pengendali (kodon), sekurang -kurangnya sama dengan yang dikendalikan (asam amino). Hal ini bertujuan untuk mencegah adanya satu kodon mengendalikan lebih dari satu asam amino. Berdasarkan persyaratan ini, tidak mungkin satu asam amino dikendalikan hanya oleh satu nukleotida, karena keempat nukleotida yang ada tidak akan mencukupi untuk mengendalikan 20 asam amino.
Sistem pengkodean seharusnya didasarkan pada kombinasi dari nukleotida yang ada. Yang paling mungkin adalah setiap kodon merupakan kombinasi 3 nukleotida DNA sehingga akan diperoleh 64 kodon yang akan mencukupi untuk mengendalikan 20 asam amino.
 |
| Tabel 1. Kode Genetika Asam Amino Contoh proses pembentukan /Sintesis protein dari molekul DNA secara sederhana: Untai pendamping DNA (Sense) : 5’ A T G - G G T - A C C - C A T - G C T -3’ Untai cetakan DNA ( Anti sense) : 3’ T A C - C C A - T G G - G T A - C G A -5’ m-RNA : 5’ A U G - G GU - A C C - C A U - G C U -3’ Protein : Met – Gly – Thr – His – Ser. |
D. Latihan Mandiri
1. Jelaskan perbedaan antara transkripsi dan translasi!
2. Jelaskan 3 tahap dalam proses translasi!
3. Jelaskan pengertian dari:
a. kodogen, kodon dan anti kodon.
b. antisense, sense, komplemen dan DNA cetakan, Coding dan non coding
c. elongasi
4. Jika suatu DNA memiliki untai pengkode (Coding) :
5' ATG-TGC-TAT-ACC-TAA, TENTUKAN :
a. Triplet basa Nitrogen pada untai DNA cetakan template
b. Triplet basa Nitrogen pada untai m RNA kodon)
c. Jenis asam amino penyusun polipeptida yang terbentuk
d. jumlah asam amino yang terbentuk
e. triplet basa nitrogen tRNA antikodon pada t RNA pembawa asam amino.
Hasil pekerjaan tetap dikumpul di Classroom masing-masing. Selamat mengerjakan. Wassalaamu alaikum wr wb.
