A.
Gen,
Kromosom, DNA
Gambar Hubungan gen, DNA, dan kromosom. |
1.
Gen
Gen merupakan
unit fungsional yang diturunkan berkaitan dengan ruas DNA yang mengkode suatu
polipeptida tertentu. Gen tidak sama dengan genom. Genom merupakan keseluruhan
sekuense DNA pada organisme (seluruh material genetik).
2.
Kromosom
Kromosom adalah
material genetik yang dapat dilihat selama pembelahan sel pada fase prometafase
atau metafae. Kromosom merupakan bentukan pengemasan DNA.
Gambar Kromosom. |
3.
DNA
DNA merupakan
tempat penyimpana informasi genetik yang berupa gen. DNA berada di dalam nucleus. Penemuan DNA
diawali oleh Bapak Genetika “Mendel” yang merupakan penemu pertama mengenai
pewarisan sifat. Kemudian muncul penelitian-penelitian mengenai DNA yang dimulai
dari Fred Giffith (1928) dengan menggunakan strain S (viruline) dan strain R
(non-viruline) kemudian ditemukannya adanya transformasi DNA. Adanya
transformasi DNA dikuatkan melalui penelitian yang dilakukan oleh Oswald Avery
(1928). Selanjutnya penelitian Franklin (1951) yang mengunakan pengambilan
gambar melalui sinar X-ray untuk menemukan kristal DNA. Selanjutnya penelitian
DNA yang sudah menjelaskan bahwa DNA adalah double helix adalah Waton &
Crick (1953).
Gambar Struktur DNA Double Helix. |
Rantai molekul
DNA berpilin satu sama lainnya yang disebut dengan double helix. DNA merupakan gabungan
dari nukleotida. Tiap-tiap nukleotida terdiri atas basa nitrogen, gula, dan
fosfat. Nukleotida-nukelotida ini kemudian tersambung dalam satu rantai ikatan phospodiester yang kuat yang menyambungkan phospat dengan gula pentose (C5)
sehingga sulit untuk dipisahkan. Sedangkan untuk menyambungkan basa nitrogen
yang saling berikatan yaitu Adenin dengan Timin dan Guanin dengan Sitosin
menggunakan ikatan hidrogen yang ikatannya sangat lemah sehingga mudah untuk
dipisahkan. Dua strand DNA bersifat anti parallel (arahnya berlawanan). Sesuai
dengan Chargaff’s Rule maka (A=T) dan (G=C) besar A+G = T+C.
B.
Replikasi
DNA
Replikasi
DNA terjadi ketika proses duplikasi kromosom. Rantai DNA baru dibentuk
berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan. Proses replikasi
diperlukan ketika sel akan membelah
diri dan semua sel turunan
memiliki informasi genetik yang sama. Proses
replikasi DNA dimulai dengan memisahkan ikatan hidrogen antar basa nitrogen.
Selanjutnya masing-masing rantai hasil duplikasi berfungsi sebagai template
untuk rantai baru. Nukleotida baru akan bergerak menuju komplementer dengan
bantuan enzim DNA Polymerase. Replikasi
DNA dibagi menjadi 3 jenis yaitu: semi konserfatif, konserfatif, dan
dispersive. Namun yang sesuai hanyalah pada jenis replikasi DNA semi
konserfatif dimana ada randai DNA ganda kemudian rantai tersebut melepas
sehingga terbentuk DNA baru.
Gambar Replikasi DNA. |
C.
Perbedaan
RNA dan DNA
Pembeda
|
DNA
|
RNA
|
Gula
|
Deoxyribusa
(kehilangan 1 oxigen pada C2)
|
Ribusa
|
Rantai
|
Double
stranded
|
Single
stranded
|
Basa
Nitrogen
|
Adenin,
Timin, Guanin, Sitosin
|
Adenin,
Urasil, Guanin, Sitosin
|
Tipe
|
-
|
Terdapat
3 tipe RNA:
- mRNA
(membawa informasi genetik ke ribosom)
- rRNA
(bersama dengan protein membentuk ribosom)
- tRNA
(transfer asam amino ke ribosom)
|
D. Sintesis
Protein
Sintesis
protein merupakan pembentukan rantai popipeptida dari protein-protein yang
saling dihubungkan menggunakan ikatan peptida. Ekspresi gen merupakan proses di
mana informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino
selama sintesis protein. Sintesis protein terdapat dua tahapan yaitu
transkripsi dan translasi.
Gambar Proses Sintesis Protein.
A.
Transkripsi
Transkripsi merupakan tahapan sintesis RNA dari
DNA template, yaitu rantai sense, sedangkan rantai komplemennya disebut rantai
antisense. mRNA merupakan pembawa informasi genetik pada proses sintesis
protein yang akan dibawa ke ribosom. Pembentukan mRNA dengan bantuan enzim RNA
polimerase. Adanya enzim polimerasi dapat memecah ikatan hidrogen sehingga membuka
pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan dibentuklah rantai nukleotida RNA.
Sebelum mRNA masuk pada tahapan translasi maka mRNA akan dikeluarkan dari
nucleus menuju sitoplasma melalui celah inti (nuclease pore).
Gambar Tahapan Transkripsi. |
B. Translasi
Dalam
proses translasi, sel menginterpretasikan informasi genetik dan membentuk
protein yang sesuai dengan yang diterjemahkan. mRNA setelah dikeluarkan dari
inti sel maka setelah berada di sitoplasma sub unit kecil ribosom akan mengikat
mRNA, setelah mRNA menempel pada sub unit kecil ribosom, barulah sub unit besar
ribosom ikut bergabung. Setelah mRNA menempel pada ribosom, molekul tRNA membawa asam amino
spesifik pada salah satu ujungnya dan menerjemahkan molekul mRNA. tRNA
mentransfer asam amino dari sitoplasma ke ribosom.
Gambar Proses Translasi. |
Kodon
dan antikodon harus didahului oleh pelekatan yang benar antara tRNA dengan asam
amino. tRNA yang telah membawa asam amino tertentu sesuai dengan urutan
antikodon yang dibawanya, baru tRNA menterjemahkan kodon mRNA. Tiap asam amino
digabungkan dengan tRNA yang sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut
aminoacyl-tRNA synthetase. Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik
antara antikodon tRNA dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit
ribosom dibangun oleh protein-protein dan molekul-molekul RNA yang disebut RNA
ribosomal.
Kemudian dari asam-asam amino yang terbentuk maka
asam amino tersebut di ikat oleh ikatan peptida sehingga terbentuk rantai
polipeptida.
Translasi
menjadi tiga tahap (sama seperti pada transkripsi) yaitu inisiasi, elongasi,
dan terminasi. Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu
mRNA, tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai
polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini disediakan oleh GTP
(guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan ATP.
1. Inisiasi
Tahap
inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya start mRNA dan sebuah tRNA yang
memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom. Pertama,
sub unit ribosom kecil mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator khusus
(lihat gambar). Sub unit ribosom kecil melekat pada tempat tertentu di ujung 5`
dari mRNA. Pada arah ke bawah dari tempat pelekatan ribosom sub unit kecil pada
mRNA terdapat kodon inisiasi AUG, yang membawa asam amino metionin, melekat
pada kodon inisiasi.
2. Elongasi
Pada
tahap elongasi dari translasi, asam amino ditambahkan satu per satu pada asam
amino pertama (metionin). Kodon mRNA pada ribosom membentuk ikatan hidrogen
dengan antikodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam amino yang
tepat. Molekul rRNA dari sub unit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu
mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang
memanjang ke asam amino yang baru tiba.
3. Terminasi
Tahap
akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga kodon stop mencapai
ribosom. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon stop tidak
mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan
translasi.
E.
Sintesis Protein Pada Sel Eukariotik
Dan Prokariotik
Sel
Eukariotik
|
Sel
prokariotik
|
|
|
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa pada sel prokariotik
seluruh proses sintesis protein berada pada satu ruang yang sama yaitu pada
sitoplasma. Sedangkan pada sel eukariotik sintesis protein terjadi pada inti
sel dan sitoplasma. Hal ini dikarenakan pada sel prokariotik tidak memiliki
inti sel.
DAFTAR PUSTAKA
Rachmadiarti
F, dkk. 2007. Biologi Umum. Surabaya : Unipress.
Diakses
pada tanggal 20 November 2015 pukul 19.42.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar