Sintesis Protein

Urutan basa nukleotida yang berada dalam DNA dan RNA yang berfungsi sebagai pengkode rantai asam amino pada protein disebut dengan kode genetika atau kodon. Pada DNA terdapat 4 basa nukleutida, yaitu adenine, timin, guanine, dan sitosin. Pada adenine dan timin terdapat 2 ikatan hydrogen. Sedangkan pada guanine dan sitosine terdapat 3 ikatan hydrogen. Sedangkan pada RNA, timin digantikan oleh urasil.  Berikut merupakan gambar tabel koden.

Sintesis protein merupakan proses pembentukan partikel protein yang dipengaruhi oleh DNA dan RNA. Proses sintesis protein dibagi menjadi dua tahapan yaitu proses transkripsi dan proses translasi. 

Pada proses transkripsi terjadi 3 tahapan yaitu inisisasi, elongasi, dan terminasi. Proses transkiripsi diawali dengan memisahnya kedua untaian DNA dan menggabungkan nukleotida-nukleotida RNA saat membentuk pasangan pasangan basa disepanjang cetakan DNA dengan bantuan enzim RNA Polimerase. Setelah RNA polimerase berikatan dengan promoter, pita DNA membuka, kemudian RNA polimerase menginisiasi sintesis RNA di titik start pada pita cetakan. Begitu enzim polimerase melekat erat ke DNA promoter, kedua  pita DNA mulai membuka dan enzim mulai menyalin pita cetakan. Berikutnya terjadi pemanjangan pita RNA. Ketika RNA polimerase bergerak sepanjang DNA, enzim tersebut terus membuka puntiran heliks ganda, mengekspos sekitar 10 sampai 20 basa DNA untuk berpasangan dengan nukleotida RNA. RNA polimerase menambahkan nukleutida ke ujung 3’ RNA yang sedang tumbuh sambil terus menyusuri double helix. Setelah sintesis RNA maju terus, molekul RNA baru melepaskan diri dari cetakan DNA dan double helix DNA terbentuk kembali. Berikutnya yaitu tahap terminasi transkripsi. Pada tahap ini, terminator yang ditranskripsikan berfungsi sebagai sinyal terminasi, menyebabkan polimerase melepaskan diri dari DNA, dan melepaskan transkrip yang bisa digunakan langsung sebagai mRNA. RNA polimerase mentranskrip sekuens pada DNA yang disebut sekuens sinyal poliadenilasi, yang mengodekan suatu sinyal poliadenilasi pada per-mRNA. Kemudian pada suatu titik nukleotida yang mengarah ke hilir dari sinyal tersebut, protein yang berasosiasi dengan transkrip RNA yang sedang tumbuh memotong bagian itu hingga terlepas dari polimerase dan pre-mRNA pun terlepas. Kemudian pre-mRNA yang terlepas akan mengalami pemrosesan. Enzim-enzim dalam nukleus eukariotik memodifikasi pre-mRNA dengan cara-cara yang spesifik sebelum kode genetika dikirim ke sitoplasma. Selama pemrosesan, kedua ujung transkripsi primer diubah. Selain itu, bagian tertentu dari molekul (intron) akan dipangkas dan bagian yang tersisa (ekson) akan disambungkan. Modifikasi ini menghasilkan moekul mRNA yang siap untuk ditranslasi.

Kemudian merupakan tahap translasi atau tahap penerjemahan.  Sama seperti halnya pada tahap transkripsi, pada tahap ini juga terdriri dari tiga tahapan yaitu inisiasi, elongasi, dan terminasi. Pada tahap inisasi, sub unit ribosom kecil berikatan dengan sebuah molekul mRNA yaitu pada 5’ mRNA. Kemudia tRNA pertama (inisiator) yang membawa asam amino metionin merekat tepat pada kodon start. Setelah itu, ribosom unit besar melekat pada ribosom unit kecil. Kemudian masuk pada tahapan elongasi. Pada tahap ini, terjadi pengenalan kodon, dimana anticodon dari tRNA aminosiasil yang datang akan berpasangang basa dengan kodon mRNA di situs A. Pada langkah ini, terjadi hidrolisis. Selanjutnya merupakan proses pembentukan ikatan peptida. Molekul rNA sub unit ribosom besar mengkatalis pembentukan sebuah ikatan peptida diantara asam amino baru disitus A dan ujung karboksil polipeptida yang sedang tumbuh disitus P. Proses ini dapat memindahakn polipeptida dari tRNA disitus P ke asam amino pada tRNA disitus A. setelah itu merupakan proses translokasi. Pada proses ini ribosom mentranslokasikan tRNA yang ada di situs A ke situs P. tRNA yang kosong yang ada disitus P akan bergerak ke situs E, dan dilepaskan disitus E. kemudian mRNA bergerak terus bersama tRNA yang berikatan dengannya, membawa kodon berikut untuk ditranslasikan ke dalam situs A. tahap terkahir dari translasi ini adalah tahap terminasi. pada tahap ini ketika ribosom mencapai kodon stop dimRNA, situs A ribosom menerima sebuah faktor pelepasan. Protein yang berbentuk seperti tRNA merupakan ganti dari tRNA aminoasil. Kemudian faktor pelepasan menghidrolisis ikatan antara tRNA disitus P dan asam amino terkahir pada rantai polipeptida. Polipeptidapun terlepas dari ribosom. Kemudian terjadi penguraian dari komponen-komponen translasi.