KODE GENETIK DAN SINTESIS PROTEIN
Pelajari Materi dibawah ini, lalu kerjakan KUIS, jangan lupa mengisi absen.
KODE GENETIK
Kodon (kode genetik) adalah deret nukleotida pada mRNA yang terdiri atas kombinasi tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino tertentu sehingga sering disebut sebagai kodon triplet. Asam amino yang disandikan misalnya metionin oleh urutan nukleotida ATG (AUG pada RNA). Banyak asam amino yang disandikan oleh lebih dari satu jenis kodon. Kodon berada pada molekul mRNA. Penerjemahan mRNA menjadi protein dilakukan pada ruas penyandi yang diapit oleh kodon awal (AUG) dan kodon akhir (UAA, UAG atau UGA), ruas ini disebut gen. Kodon pada molekul mRNA dapat menyandi asam-asam amino dengan bantuan interpretasi kodon oleh tRNA. Setiap tRNA membawa satu jenis asam amino sesuai dengan tiga urutan nukleotida atau triplet yang disebut dengan antikodon yang berada pada simpul antikodon tRNA.
Kodon (kode genetik) adalah deret nukleotida pada mRNA yang terdiri atas kombinasi tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino tertentu sehingga sering disebut sebagai kodon triplet. Asam amino yang disandikan misalnya metionin oleh urutan nukleotida ATG (AUG pada RNA). Banyak asam amino yang disandikan oleh lebih dari satu jenis kodon. Kodon berada pada molekul mRNA. Penerjemahan mRNA menjadi protein dilakukan pada ruas penyandi yang diapit oleh kodon awal (AUG) dan kodon akhir (UAA, UAG atau UGA), ruas ini disebut gen. Kodon pada molekul mRNA dapat menyandi asam-asam amino dengan bantuan interpretasi kodon oleh tRNA. Setiap tRNA membawa satu jenis asam amino sesuai dengan tiga urutan nukleotida atau triplet yang disebut dengan antikodon yang berada pada simpul antikodon tRNA.
Antikodon mengikatkan diri secara komplementer pada kodon di mRNA, sehingga asam amino yang dibawa oleh tRNA sesuai dengan kodon yang ada pada mRNA. Pesan genetik ditransalsi kodon demi kodon dengan cara tRNA membawa asam-asam amino sesuai antikodon yang komplementer dengan kodon dan ribosom menyambungkan asam-asam amino tersebut menjadi suatu rantai polipeptida. Ribosom menambahkan tiap asam amino yang dibawa oleh tRNA ke ujung rantai polipeptida yang sedang tumbuh.
Kodon awal (Kodon Start) merupakan kodon pertama yang diterjemahkan pada saat translasi atau disebut juga kodon inisiasi (AUG yang menyandikan metionin). Selain kodon inisiasi, untuk memulai translasi diperlukan juga sekuen atau situs yang disebut Shine-Dalgarno untuk pengenalan oleh ribosom yang juga dibantu oleh faktor inisiasi (berupa tiga jenis protein).
Kodon akhir (Kodon Stop) merupakan salah satu dari tiga kodon, yaitu UAG, UAA atau UGA. Kodon akhir disebut juga kodon terminal yang tidak menyandikan asam amino. Kodon akhir menyebabkan proses translasi berakhir dengan bantuan faktor pelepasan untuk melepas ribosom.
Perhatikan Gambar Berikut ini, dapatkah kamu menentukan asam amino yang dibentuk oleh setiap kodon ?
SINTESIS PROTEIN
Sintesis protein adalah proses penyusunan asam amino berdasarkan informasi genetik yang terdapat pada DNA menjadi rantai polipeptida (protein). Proses ini merupakan manifestasi dari Dogma Sentral Biologi, di mana aliran informasi genetik berlangsung dari DNA > RNA > Protein.
Proses pembentukan protein ini sangat krusial bagi makhluk hidup karena protein berfungsi sebagai pembentuk struktur sel, enzim, hormon, hingga antibodi tubuh.
1. Komponen Utama Sintesis Protein
Sebelum proses dimulai, ada beberapa komponen seluler penting yang harus tersedia:
- DNA (Deoxyribonucleic Acid): Bertindak sebagai arsitek atau penyimpan informasi genetik berupa kode-kode triplet (kodogen).
- RNA (Ribonucleic Acid): Bertindak sebagai pelaksana, terdiri dari tiga jenis:
- mRNA (messenger RNA / RNA duta): Membawa salinan kode genetik dari DNA keluar dari inti sel.
- tRNA (transfer RNA): Membawa asam amino spesifik dari sitoplasma menuju ribosom dan memiliki triplet basa yang disebut antikodon.
- rRNA (ribosomal RNA): Komponen penyusun ribosom yang membantu merakit asam amino.
- Asam Amino: Bahan baku penyusun protein (total ada 20 jenis asam amino standar).
- Enzim RNA Polimerase: Enzim yang membuka rantai DNA dan merangkai nukleotida RNA selama transkripsi.
- Energi (ATP & GTP): Digunakan untuk mengaktifkan asam amino dan menggerakkan proses translasi.
2. Tahapan Sintesis Protein
Sintesis protein secara garis besar dibagi menjadi dua tahapan utama: Transkripsi (penyalinan kode) dan Translasi (penerjemahan kode).
[ DNA ] --- Transkripsi (di Inti Sel) ---> [ mRNA ] --- Translasi (di Ribosom) ---> [Protein]
[ DNA ] --- Transkripsi (di Inti Sel) ---> [ mRNA ] --- Translasi (di Ribosom) ---> [Protein]
A. Transkripsi (Penyalinan DNA ke mRNA)
Transkripsi adalah proses pembentukan mRNA dengan menggunakan salah satu untai DNA sebagai cetakannya. Proses ini terjadi di nukleus (inti sel) pada organisme eukariotik.
- Rantai DNA yang disalin disebut untai Sense / Cetakan / Template 3' > 5'.
- Rantai DNA pasangannya disebut untai Antisense / Non-template 5' > 3'.
Proses transkripsi terdiri dari 3 langkah dasar:
- Inisiasi (Permulaan): Enzim RNA polimerase menempel pada wilayah spesifik DNA yang disebut promoter. Rantai ganda DNA kemudian membuka.
- Elongasi (Pemanjangan): RNA polimerase bergerak di sepanjang untai DNA template untuk merangkai nukleotida RNA bebas menjadi rantai mRNA yang komplementer (A berpasangan dengan U; G berpasangan dengan C). Rantai mRNA tumbuh dari arah 5'>3'.
- Terminasi (Penghentian): RNA polimerase mencapai urutan DNA yang disebut terminator. Proses penyalinan berhenti, enzim terlepas, dan untai mRNA matang dilepaskan untuk menuju ke sitoplasma melalui pori-pori nukleus.
B. Translasi (Penerjemahan mRNA menjadi Protein)
Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida pada mRNA menjadi urutan asam amino yang membentuk rantai polipeptida (protein). Proses ini terjadi di sitoplasma, tepatnya di organel ribosom.
Kode genetik pada mRNA dibaca per tiga basa nitrogen, yang disebut Kodons. Proses translasi juga melalui 3 langkah:
- Inisiasi:
- Subunit kecil ribosom berikatan dengan mRNA.
- Ribosom mencari Kodon Start, yaitu AUG (mengodekan asam amino Metionin).
- tRNA inisiator yang membawa antikodon UAC dan asam amino metionin akan menempel pada kodon start. Subunit besar ribosom kemudian bergabung untuk melengkapi kompleks inisiasi.
- Elongasi:
- Kodon berikutnya pada mRNA dibaca oleh ribosom.
- tRNA berikutnya yang membawa antikodon yang sesuai masuk ke ribosom membawa asam amino baru.
- Terbentuk ikatan peptida antara asam amino yang lama dengan yang baru dibentuk oleh enzim di ribosom.
- Ribosom bergeser sejauh satu kodon ke arah 3', tRNA yang sudah kosong dikeluarkan, dan proses ini berulang hingga rantai asam amino memanjang.
- Terminasi:
- Proses pemanjangan berhenti ketika ribosom mencapai Kodon Stop pada mRNA. Ada 3 jenis kodon stop: UAA, UAG, atau UGA.
- Kodon stop tidak mengodekan asam amino apa pun, melainkan mengikat protein pelepas (release factor).
- Rantai polipeptida yang terbentuk dilepaskan dari ribosom, dan subunit ribosom terpisah kembali. Rantai polipeptida ini nantinya akan melipat diri menjadi protein fungsional.
3. Ringkasan Aturan Pasangan Basa (Penting untuk Latihan Soal!)
Dalam menyelesaikan soal-soal sintesis protein, ingatlah prinsip komplemen basa nitrogen berikut:
- Pada DNA: Adenin (A) = Timin (T) | Sitosin (C) = Guanin (G)
- Pada RNA: Adenin (A) > Uracil (U) | Timin (T) pada DNA = Adenin (A) pada RNA
Perhatikan tabel ini:
| Dari Untai | Ke Untai | Aturan Perubahan Basa | Keterangan |
|---|---|---|---|
| DNA Sense (Template) | mRNA (Kodon) | A > U, T = A, C = G, G = C | Basa berubah (T jadi A, A jadi U) |
| DNA Antisense | mRNA (Kodon) | Tinggal ganti huruf T menjadi U | Urutannya identik |
| mRNA (Kodon) | tRNA (Antikodon) | A > U, U = A, C = G, G = C | Pasangan komplemen RNA |
| DNA Sense | tRNA (Antikodon) | Tinggal ganti huruf T menjadi U | Urutannya identik |
⚠️ Catatan Penting: Untuk menentukan jenis Asam Amino yang terbentuk di tabel kodon, yang digunakan adalah urutan basa dari mRNA (Kodon), bukan dari DNA atau tRNA.
4. Contoh Soal Rumus Sintesis Protein
Pertanyaan:
Diketahui untai DNA Sense memiliki urutan basa:
(Petunjuk asam amino: AUG = Metionin; CCG = Prolin; UAA = Stop; GUA = Valin)
Diketahui untai DNA Sense memiliki urutan basa:
3' TAC - GGC - ATT - CAT 5'. Tentukan urutan mRNA, tRNA, dan asam aminonya!(Petunjuk asam amino: AUG = Metionin; CCG = Prolin; UAA = Stop; GUA = Valin)
Jawaban & Cara Pengerjaan:
- DNA Sense:
3' TAC - GGC - ATT - CAT 5' - mRNA (Kodon):
5' AUG - CCG - UAA - GUA 3'(Ingat: T jadi A, A jadi U, C = G) - tRNA (Antikodon):
3' UAC - GGC - AUU - CAU 5' - Asam Amino: Lihat kode dari mRNA > Metionin – Prolin – (Stop).
(Karena pada kodon ketiga sudah mencapai UAA/Stop, maka proses translasi berakhir, sehingga asam amino GUA/Valin tidak sempat diterjemahkan).
Kuis Biologi Kelas XII
Materi: Kode Genetik & Sintesis Protein
Persiapan Kuis
Silakan isi identitas Anda sebelum memulai kuis. Terdapat 10 soal Pilihan Ganda dan 5 soal Benar/Salah. Penjelasan akan muncul setelah Anda menjawab.
Riwayat Pengerjaan Memuat data...
| Nama | Kelas | Skor |
|---|
Posting Komentar untuk "KODE GENETIK DAN SINTESIS PROTEIN"
Sudah baca ? Tinggalkan komentar...