Sintesis Protein

Sintesis protein merupakan prses penyusunan asam-asam amino pada rantai polinukleotida. Kunci utama dalam proses sintesis protein adalah DNA yang merupakan material genetika dari sel. Sintesis protein terjadi melalui2 tahap yaitu tanskripsi dan translasi.

 1.    Transkripsi

Transkripsi yaitu proses penyalinan data yang terdapat pada pita sense DNA yaitu pita pada DNA yang berfungsi sebagai pita cetakan kedalam mRNA. Proses pencetakan mRNA ini berlangsung dalam nukleus dan mRNA inilah yang akan membawa kode genetik dari DNA.

Langkah- langkah transkripsi yaitu :

1)      Sintesis protein dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh enzim helikase

2)      Kemudian, menempelnya enzim RNA polimerase pada bagian yang disebut promotor yaitu titik awal dimulainya peristiwa transkripsi dan sebagai penentu pita DNA yang akan digunakan sebagai cetakan

3)      RNA polimerase akan bergerak sepanjang pita DNA dan memisahkan kedua pita DNA, kemudian menambahkan nukleotida-nukleotida mRNA

4)      Setelah selesai terbentuk untai RNA, pita DNA yang sebelumnya terbuka menjadi tertutup kembali

5)      Proses demikian akan terjadi sampai ezim RNA polimerase berada di ujung pita DNA atau terminator.

6)      Setelah itu RNA polimerase terlepas dari DNA dan pita mRNA yang terbentuk dilepas dari DNA

7)      Kemudian RNA meninggalkan nukleus dan menuju ke ribosom.

Komponen basa nitrogen pada mRNA sama seperti pada pita DNA tetapi basa nitrogen timin diganti oleh urasil. Contohnya : AGS TTS AAS SAG dan SSG maka basa nitrogennya yang terbentuk pada pita RNA adalah USG AAG UUG GUS dan GGS. Molekul mRNA yang terbentuk mempunyai dua ujung yang berbeda yaitu ujung 5’ dan ujung 3’. Ujung 5’ berperan dalam mencegah perombakan mRNA oleh enzim hidrolitik dan memberikan sinyal pada ribosom agar melekatkan diri pada mRNA. Sedangkan ujung 3’ berfungsi utuk menghambat degradasi mRNA dan membantu mempermudah melekatnya ribosom pada mRNA.

2.      Translasi

Translasi adalah tahap penerus dari transkripsi, dalam tahap ini terjadi proses penerjemahan urutan kodon pada mRNA oleh tRNA menjadi urutan asam amino. Proses ini terjadi di sitoplasma oleh ribosom. Ribosom terdiri atas 2 unit yaitu unit besar dan unit kecil. Penerjemahan satu kodon mengahsilkan satu asam amino. Dalam proses translasi terjadi 3 tahap yaitu inisiasi, elongasi, terminasi.

1)      Inisisasi

Yaitu proses menempelnya unit kecil ribosom pada bagian ujung 5’ mRNA. Setelah itu dilanjutkan dengan melekatnya RNAt pertama (inisiator) yang membawa asam amino metionin dengan antikodon UAC pada mRNA tepat pada kodon start yaitu AUG . kodon start itu sendiri adalah suatu triplet basa basa nitrogen yang menandai dimulainya sintesis protein . setelah menempelnya RNAt pertama, terjadi pelekatan ribosom unit besar pada ribosom unit kecil.

Pada ribosom unit besar terdapat 3 tempat khusus yang digunakan untuk masuknya RNAt ke dalam ribosom yang disimbolkan dengan huruf A atau situs A( situs pengikatan Aminoasil-RNAt) berada paling kanan, tempat RNAt melepaskan asam aminonya disebut situs P ( situs pengikatan peptidil-RNAt), tempat keluarnya RNAt dari ribosom disebut situs keluar ( exit ) disimbolkan huruf E berada paling kiri.

2)      Elongasi

Yaitu proses penyusunan polipeptida yang dibawa oleh RNAt.  Proses tersebut terjadi pada saat RNAt  masuk kedalam ribosom pada posisi A kemudian bergeser ke posisi P untuk melepaskan asam amino yang dibawanya . kemudian RNAt bergeser lagi ke posisi E untuk keluar dari ribosom. Setelah satu RNAt keluar dari ribosom maka ribosom bergeser satu rantai kodon ke arah ujung 3’ pada mRNA sehingga RNAt lainnya akan menduduki posisi Apada ribosom yang telah kosong. Proses tersebut akan berlangsung terus sampai pada kodon stop yaitu UGA atau UAA atau UAG. Kodon stop itu sendiri adalah triplet yang menandai berakhirnya proses penyusunan rantai polipeptida. 

3)      Terminasi

Terminasi merupakan tahap akhir dari proses translasi dan merupakan tahap pelepasan rantai polipeptida dari ribosom. Dalam pelepasan rantai polipeptida ada satu protein yang disebut sebagai faktor pelepasan yang akan mengikatkan diri pada kodon stop di situs A dan menambahkan air pada rantai polipepida. Reaksi ini akan memutuskan ( menghidrolisis ) ikatan antara polipeptida yang sudah selesai tRNA disitus P, sehingga polipeptida akan terlepas.

3.      Kode Genetika

Kode genetika merupakan suatu pengkodean urutan triplet basa nitrogen DNA dan RNA pada proses sintesis protein. Suatu kode triplet basa nitrogen akan menghasilkan suatu jenis asam amino. Urutan dan jenis asam amino di dalam sel akan menetukan jenis dan fungsi protein yang dihasilkan.

Kodon merupakan susunan kombinasi dari tiga basa nitrogen yang terdapat pada mRNA. Karena  jumlah basa nitrogen ada 4 jenis, maka kemungkinan jumlah kodon ada sebanyak 4³ atau 64 macam, artinya kemungkinan asam amino yang terbentuk ada sebnayak 64 jenis. Jumlah asam amino yang demikian menjadi belebih mengingat jumlah asam amino di dalam sel adalah 20 jenis. Hal demikian menunjukkan bahwa ada beberapa jenis asam amino yang mempunyai lebih dari satu macam kodon. Contohnya asam amino jenis leusin mempunyai kodon SUU, SUS , SUA, SUG. Artinya asam amino leusin dapat digunakan dengan menggunakan keempat kodon tersebut

SIKLUS SEL

Siklus sel adalah sebuah pergerakan dari satu pembelahan ke pembelahan berikutnya dan dalam proses tersebut adanya periode diantara pembelahan sel yang berurutan. Pada sel eukariotik siklus sel terbagi menjadi 2 fase fungsional yaitu fase S dan M kemudian fase persiapan yaitu fase G1 dan G2. Pada siklus sel ini fase pertama adalah G1 selanjutnya fase S kemudian fase G2 dan barulah fase M. Dlam  Fase G1, S dan G2 termasuk dalam interfase sedangkan M adalah fase mitotik yang didalamnya ada tahap mitosis dan sitokinesis.

1.      Fase G1

Fase G1 ini adalah fase dengan lama waktu yang bervariasi tergantung pada tipe selnya tetapi kebanyakan dari fase ini memiliki waktu yang lebih lama dibandingkan dengan fase lainnya. Dalam fase ini ukuran sel bertambah besar akibat dari pertumbuhan sel dan pada fase ini juga terjadi proses pembentukan organel-organel.

2.      Fase S

Pada fase S terjadi penduplikasian kromosom dan sintesis DNA ( replikasi DNA ). Kromosom yang semula tunggal menjadi ganda, tetapi pada keadaan ini masih belum bisa dibedakan sendiri-sendiri kromosomnya karena masih dalam bentuk serabut kromatin yang terkemas longgar. Pada umumnya fase ini membutuhkan waktu sekitar 8 jam untuk menyelesaikannya. Kemudian hasil dari replikasi kromosom yang telah utuh segera dipilah bersama dengan dua nukleid masing-masing yang berguna untuk proses mitosis pda fase M.

3.      Fase G2

Fase G2 merupakan fase persiapan untuk fase M. Pada fase ini yaitu dilakukan pengumpilan energi sebanyak-banyaknya untuk proses pembelahan sel. Waktu yang diperlukan untuk fase ini sekitar 2 jam. Nukleus masih nyata dibungkus membran inti mengandung satu atau lebih nukleolus. Dua sentrosom muncul di luar inti, terbentuk selama awal interfase melalui proses replikasi dari sentrosom tunggal.

4.      Fase M

Fase ini berlangsung sekitar 1 jam dan merupakan tahap terjadinya pembelahan sel. Untuk fase M dibagi menjadi dua bagian tahap yaitu mitosis dan sitokinesis.

1)      Mitosis

Pada proses mitosis terjadi beberapa tahap yaitu profase, prometafase, metafase, anafase dan telofase.

·    Profase

Selama tahap profase ini perubahan yang terjadi yaitu di dalam nukleus benang-benang kromatin memendek dan menebal membentuk kromosom. Kemudian pada tiap lengan kromosom berduplikasi membentuk dua kromatid  yang diikat yang terika pada sentromer. Didalam sitoplasma juga terbentuk gelendong pembelahan yang kemudian akan berpindah tempat ke kutub sel yang berlawanan.

·    Prometafase

Prometafase adalah tahap akhir dari profase. Pada tahap ini membran nukleus akan hilang dan pada sentromer akan terbentuk kinetokor. Kinetokor adalah bagian kromosom yang merupakan tempat pelekatan benang-benang spindel selama pembelahan inti dan merupakan tempat melekatnya lengan kromosom.

·    Metafase

Pada tahap metafase kromosom akan berada pada kondisi paling padat dan semua berjajar di bidang pembelahan ( ekuator ). Masing-masing kromosom terikat oleh benang gelendong pembelahan di bagian kinetokor.

·    Anafase

Tahap ini terjadi ketika kedua sentromer yang melekat pada kromatid saudara menjadi terpisah. Kromosom anak mulai bergerak kearah yang berlainan menuju ke kutub. Hal tersebut dapat terjadi karena benang gelendong kinetokor mengalami pemendekan.

·    Telofase

Pada tahap telofase, masing-masing kromosom kembali pada keadaan semula, seperti pada tahap interfase. Kromosom sudah terurai kembali menjadi menjadi benang-benang kromatin yang tipis dan panjang. Selanjutnya membaran nukleus juga terbentuk kembali mengelilingi setiap kromosom. Pada tahap akhir ini geendong pembelahan lenyap dan nukleolus kembali terbentuk.

2)      Sitokinesis

Merupakan peristiwa pembelahan sitoplasma yang berlangsung sebelum proses pembelahan inti selesai. Pada sel hewan sitokinesis ditandai dengan pembentukan kerutan pada bagian tengah sel ke arah dalam sehingga akhirnya membagi sel menjaadi dua.

Pembelahan sel terdiri atas mitosis dan meiosis. Mitosis telah dijelaskan lebih awal dan kemudin barulah meiosis. Meiosis terjadi  pada makhluk hidup eukariotik. Meiosis ini merubah sel dari sel yang diploid menjadi sel yang haploid atau menghasilkan 4 sel anakan yang haploid yang masing-masing mengandung separuh materi genetik dari sel induk. Meiosis terjadi pada sel gamet.

Sebelum melakukan meiosis, sel juga mengalami proses interfase. Pada tahap tersebut terjadi sintesis material yang dibutuhkan untuk pertumbuhan sel dan menyiapkan sel untuk melakukan pembelahan sel. Selama tahap ini informasi genetika sel dalam bentuk DNA melakukan replikasi. Pada meiosis ii terjadi 2 tahap pembelahan sel yaitu meiosis I dan meiosis II. 

  1.      Meiosis I
meiosis terdiri atas profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I.

1)      Profase I

Pada awal tahap ini, kromosom akan berduplikasi dan menggulung sehingga terlihat lebih pendek dan tebal. Setiap pasangan kromosom tampak mempunyai lengan ganda atau membentuk pasangan kromatid kembar. Pada tahap ini terjadi pindah silang, merupakan proses saling bersilangnya lengan-lengan kromosom dengan kromosom homolog. Peristiwa tersebut dapat menyebabkan pertukaran gen sehingga menghasilkan rekombinasi genetika. Tempat terjadinya persilangan dari kedua lengan kromosom disebut kiasma. Selanjutnya nukleolus menghilang dalam sitoplasma. Gelendong pembelahan terbentuk diatara dua pasang sentriol pada saat keduanya bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Pada akhit profase membaran nukleus akan menghilang.

2)      Metafase I

Pada tahap ini kedua sentriol akan berada di kutub yang berbeda . pasangan kromosom homolog tersusun pada bidang metafase ( bidang ekuator) dan masing kromosom melekat pada gelendong pembelahan.

3)      Anafase I

Dimulai ketika pasangan kromosom berpisah dan mulai bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Pada kejadian tersebut kromatid kembar masih melekat pada sentromernya dan bergerak bersama-sama menuju kearah kutub.

4)      Telofase I

Pada tahap ini disetiap kutub terdapat satu set kromosom. Masing-masing kromosom masih mempunyai dua kromatid. Selanjutnya membran nukleus terbnetuk mngelilingi setiap set kromosom. Gelendong pembelahan akan hilang dan diikuti dengan sitokinesis.

2.      Meiosis II

1)      Profase II

Pada profase II tidak terjadi duplikasi kromosom seperti yang terjadi pada meiosis I. Pad tahap ini, terjadi duplikasi pada sentriol sehingga terbentu anak sentriol dengan posisi tegak lurus dari sentriol induk.selanjutnya, dua pasangan sentriol berpisah menjadi sentrosom. Membaran nukleus lenyap dan gelendong pembelahan ternbentuk.

2)      Metafase II

Pada tahap ini masing-masing sel anakan telah selesai membentuk gelendong pembelahan. Setiap kromosom mengatir diri dengan berjejer pada bidang ekuator, sama seperti yang terjadi pada mitosis. Masing-masing kinetokor kromatid menghadap ke arah kutub yang berlawanan dan gelendong pembelahan yang berasal dari masing-masing kutub menempel pada masing-masing kinetokor.

3)      Anafase II

Pada tahap ini sentromer pada setiap kromsom terpisah dan dua kromatid dari tiap kromosom bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Kromatid yang sudah terpisah sekarang berfungsi sebagai kromosom untuk setiap sel anakan.

4)      Telofase II

Pada tahap ini membran nukleus terbentuk mengelilingi setiap kromosom dan dilanjutkan dengan sitokinesis. Proses ini menghasilkan anakan yang masing-masing mengandung satu set kromosom haploid.

 Ini lah berbagai kegiatan yang saya lakukan di masa putih abu-abu bersama teman-teman saya. banyak moment-moment indah yang menyertai sampai-sampai banyak sekali foto-foto yang tersimpan dalam laptop saya. apalagi di kelas 11, dengan teman-temannya yang sangat kompak hingga saat ini pun masih saling bertanya untuk mengadakan acara mengingat masa-masa sma dulu. banyak sekali teman-teman yang bercerita dan posting di grup fb HIBRIDA yaitu nama kelas kami saat kelas 11 dulu bahwa mereka rindu akan masa-masa dulu yang kompak dan menyenangkan serta kekonyolan dari warga kelas nya. ini lah beberapa foto mengenai kelas HIBRIDA dan kekonyolannya.
 foto dibawah ini yaitu saat menyiapkan bahan-bahan untuk rujak yang dapat membuat warga kelas makin kompak.

ini lagi foto konyol yang merebutkan uang yang akan diterbangkan akibat angin kencang di parang tritis yogyakarta. kemudian foto salah satu perempuan yang lucu yang lagi nyubit temen sebangkunya. gemes kali yaa sama teman sebangkunya. benar-benar konyol. foto yang paling bawah yaitu foto waktu mau perpisahan kelas yang diadakan di villa, dan itu adalah salah satu permainan yang kami lakukan. seru permainannya dan yang membuat makin seru juga ada kecurangan dari kelompok yang membuat permainan makin heboh. wkwk 

Materi Genetik

            Materi genetik meliputi kromosom, gen, DNA, RNA. Proses pewarisan sifat kepada keturunannya melibatkan materi genetik

1.         Kromosom

Kromosom tersusun dari DNA dan protein. Protein pada kromosom disebut histon. Kromosom terbentuk dari untaian DNA yang dipintal dalam suatu protein histon kemudian menjadi nukleosom. Setelah itu nukleosom satu dengan nukleosom lainnya bergabung membentuk benang yang lebih padat dan menjadi lipatan-lipatan yang disebut solenoid. Kemudian setelah itu solenoid bergabung dengan solenoid lainnya membentuk suatu benang yang disebut kromatin. Kromatin ini bentuknya seperti seperti benang-benang halus seperti jala yang dapat menyerap warna dan berada pada nukleus. Ketika sel akan membelah, kromatin akan menebal dan memendek yang kemudian disebut kromosom.

Kromosom mengandung dua struktur dua struktur utama yaitu sentrosom dan telomer. Sentromer berbentuk bulat dan tidak mengandung gen, berfungsi untuk pergerakan kromosom dari daerah ekuator ke kutub masing-masing pada saat pembelahan terjadi. Sentromer merupakan bagian kromosom yang menghubungkan dua kromatid ( kromosom anak ). Pada sentromer biasanya menempel benang-benang spindel selama pembelahan mitosis dan meiosis. Benang-benang spindel akan menggerakkan sentromer sekaligus kromosom menuju tempat yang sesuai.

Telomer merupakan urutan DNA khusus yang dapat ditemukan pada agian ujung kromoso. Telomer berfungsi menjaga panjang kromosom anak konstan seperti pada sel induk.

Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu :

§  Kromosom metasentrik

Yaitu kromosom yang sentromernya terletak persis ditengah-tengah lengan kromosom.

§  Kromosom submetasentrik

yaitu kromosom yang sentromernya terletak hampir ditengah-tengah lengan kromosom

§  Kromosom akrosentrik

yaitu kromosom yang sentromrnya terletak hampir di ujung lengan kromosom

§  Kromosom telosentrik

Yaitu kromosom yang sentromernya terletak dibagian ujung lengan kromosom.

Tipe dan jumlah kromosom:

Pada sel rubuh manusia terdapat 46 kromosom (2n) yang dibedakan menjadi :

§  Autosom

Yaitu kromosom tubuh yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin. Yang terdiri dari 22 pasang autosom atau 44 buah.

§  Genosom

Yaitu kromosom yang menentukan jenis kelamin yang terdiri atas 1 pasang kromosom kelamin. Dibedakan menjadi 2 macam yaitu kromosom-X dan kromosom-Y.

Suatu pasang kromosom kelamin dapat bertanda XX atau XY. Kombinasi tersebut bisa terjadi ketika sel telur dengan kromosom X dibuahi oleh sel sperma dengan kromosom X atau Y. Nah, jika dibuahi sel sperma dengan kromosom X maka dihasilkan satu pasang kromosom kelamin bertanda X, berjenis kelamin wanita. Jika sel telur dibuahi sel sperma dengan kromosom Y, maka dihasilkan sepasang kromosom kelamin bertanda XY, dan berjenis kelamin laki-laki.

Pada autosom, masing-masing pasangan kromosomnya merupakan pasangan homolog yang artiya kedua pasangan kromosom mempunyai bentuk,ukuran maupun jenis gen yang ada di dalamnya. Pada kromosom kelamin wanita atau kromosom XX merupakan pasangan homolog tetapi tidak untuk pasangan kromosom kelamin X dan Y pada pria karena pada kromosom kelamin pria ada sebagian lengan kromosom yang tidak membawa gen-gen yang sejenis.

           

2.      Gen

Gen merupakan satu seri triplet basa nitrogen yang terdapat pada pita DNA. Seri triplet ini akan mengode satu rantai polipeptida yang kemudian akan menjadi bagian dari satu enzim atau protein lainnya. Gen terdiri atasa materi genetika yang berisi pesan-pesan kimia. Gen tersebut dapat diwariskan dari satu generasi ke generasi berikunya sehingga mempunyai sejumlah ciri individu yang sama dengan induknya.

Gen memiliki beberapa fungsi, antara lain:

§  Sebagai  zarah tersendiri pada kromosom. Zarah adalah zat terkecil dan tidak dapat dibagi-bagi.

§  Menyimpan informasi genetik dari induk kepada keturunannya.

§  Mengatur proses metabolisme dan perkembangan.

Gen terletak didalam kromosom pada lokasi khusu yang disebut dengan lokus. Gen mempunyai bentuk alternatif atau bentuk lain yang dikenal dengan istilah alel. Alel dapat memiliki tugas yang sama atau berlawanan untuk suatu pekerjaan tertentu. Alel yang memiliki tugas yang sama disebut alel homozigot. Sedangkan alel yang mempunyai tugas yang berlawanan disebut alel heterozigot. Gen dan alel dilambangkan dengan huruf  latin besar dan kecil. Jadi, gen juga mempunyai pasangan seperti halnya kromosom.

3.      DNA

DNA ( deoxyribonucleic acid ) atau disebut juga asam deoxyribosa nukleat (ADN). DNA membawa informasi yang diperlukan untuk sintesis protein dan replikasi. Sintesis protein merupakan proses penyusunan protein yang diperlukan oleh sel maupun virus yang akan digunakan untuk aktivitas dan pertumbuhan. Replikasi merupakan proses DNA yang mengopi diri sendiri untuk diberikan pada masing-masing sel anak maupun virus. Sekaligus menyampaikan informasi yang diperlukan untuk sintesis protein. Dari berbagai penelitian mengungkapkan bahwa DNA adalah pembawa sebagian atau seluruh sifat-sifat genetik didalam kromosom. DNA terdapat didalam nukleus, selain didalam nukleus molekul DNA juga terdapat didalam mitokondria, plastid dan sentriol.

Susunan kimia DNA adalah sebuah makromolekul yang kompleks. Molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida yang amat panjang. Satu rantai polinukleotida terdiri atas rangkaian nukleotida. Nukleotida menghubungkan masing-masing pita DNA pada satu molekul DNA. Molekul DNA terdiri atas dua pita atau berpita ganda. Dengan adanya nukleotida yang menghubungkan pita DNA sehingga membentuk struktur rantai ganda yang tersusun seperti tangga berpilin. Struktur demikian dikenal dengan istilah double helix.

Menurut struktur DNA double helix, setiap nukleotida terdiri atas tiga unit yaitu satu molekul gula pentosa deoksiribosa, satu gugus fosfat dan satu dari empat jenis basa nitrogen. Keempat basa nitrogen tersebut adalah kelompok purin : adenin (A) dan uanin (G) serta kelompok pirimidin : timin (T) dan sitosin (S). Nukleotida yang mengandung (A) atau adenin selalu berpasangan dengan timin (T). Sedangkan sitosin (S) selalu berpasangan dengan guanin (G).

4.      RNA

Merupakan materi genetik yang terdapat pada virus tertentu (virus RNA), serta sel dan molekul yang mengarah kepada tahap sintesis protein. Struktur RNA hampir sama dengan DNA, dibangun oleh suatu molekul gula pentosa, satu gugus fosfat dan satu dari empat jenis basa nitrogen. Gula pentosa pada RNA berupa ribosa bukan deoksiribosa. Pada RNA terdapat basa urasil (U) sebagai pengganti timin (T) pada DNA. Kemudian RNA bukan dibangun oleh rantai polinukleotida berpeptida ganda  melainkan polinukleotida berpita tunggal.