Sintesis protein adalah salah satu proses biologis paling mendasar di mana sel individu membangun protein spesifiknya. Dalam proses tersebut terlibat baik DNA (asam deoksiribonukleat) dan berbeda dalam fungsinya asam ribonukleat (RNA). Proses ini dimulai pada nukleus sel, di mana enzim spesifik melepaskan bagian DNA yang dibutuhkan, yang membuat DNA di wilayah ini dapat diakses dan salinan RNA dapat dibuat. Molekul RNA ini kemudian bergerak dari nukleus ke sitoplasma sel, di mana sebenarnya proses sintesis protein berlangsung.
Semua sel berfungsi melalui proteinnya. Fungsi protein didefinisikan oleh fungsi molekulnya, lokalisasi di dalam sel dan keterlibatan dalam proses biologis tertentu. Semua komponen fungsi protein ditentukan oleh komposisi, struktur, dan konformasi protein yang tepat, yang dienkripsi di dalam wilayah DNA (disebut locus) yang menyandikan protein itu. Dengan proses sintesis protein, sel biologis menghasilkan protein baru, yang di sisi lain diimbangi dengan hilangnya protein seluler melalui degradasi atau ekspor.
Tahapan, langkah dan proses sintesis protein
Transkripsi adalah yang pertama dari dua langkah sintesis protein keseluruhan. Selama transkripsi, informasi yang dikodekan dalam DNA disalin ke molekul RNA karena satu untai dari heliks ganda DNA digunakan sebagai templat. Molekul RNA dikirim ke sitoplasma, yang membantu menyatukan semua komponen yang diperlukan untuk sintesis protein aktual – asam amino, mengangkut RNA, ribosom, dll. Dalam sitoplasma, protein polimer sebenarnya “disintesis” melalui reaksi kimia – yaitu mengapa proses ini dikenal sebagai “sintesis protein” atau bahkan lebih tepatnya – “biosintesis protein”.
Salinan RNA dari informasi genetik protein yang dikodekan dalam molekul DNA diproduksi di dalam nukleus dan itu disebut messenger RNA (mRNA). Setiap mRNA mengkodekan informasi untuk protein tunggal dan ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan molekul DNA. Hal ini memungkinkan molekul mRNA untuk keluar dari nukleus melalui lubang kecil yang disebut pori nuklir.
Setelah keluar dari nukleus dan memasuki sitoplasma, mRNA dapat berinteraksi dengan struktur seluler yang dikenal sebagai ribosom, yang berfungsi sebagai assembler sel dalam proses sintesis protein. Ribosom terdiri dari protein dan molekul RNA ribosom (rRNA), yang disusun dalam dua subunit. MRNA awalnya mengikat hanya ke salah satu dari sub-unit ribosom.
Ketika mRNA berinteraksi dengan sub-unit ribosom besar, ini memicu pendekatan molekul RNA lain, yang disebut transfer RNA (tRNA). Molekul tRNA memiliki urutan spesifik 3-basa (anti-kodon), yang harus melengkapi urutan yang sesuai (kodon) dalam urutan mRNA. Ketika menemukannya, ia menempel pada mRNA, karena ujung tRNA yang lain “diisi” dengan asam amino.
Pada titik ini tiba sub-unit lain dari ribosom dan struktur lengkap terbentuk. TRNA pertama berikatan dengan apa yang disebut “start codon”, yang merupakan satu dan sama untuk semua protein. Ketika struktur ribosom lengkap terbentuk, molekul tRNA lain mendekat. TRNA berikutnya berbeda dari yang pertama dan membawa asam amino lain.
Sekali lagi, tRNA harus memiliki anti-kodon yang cocok dengan kodon kedua yang melengkapi mRNA. Dua asam amino yang dibawa oleh dua tRNA pertama terikat bersama dengan bantuan dari ribosom dan menggunakan energi seluler dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP).
Langkah-langkah di atas berulang sampai ada urutan kodon yang tidak terpisahkan pada mRNA – sehingga rantai asam amino tumbuh lebih lama. Setelah urutan asam amino berhasil dirakit dalam protein, dua sub-unit ribosom terpisah satu sama lain, untuk bergabung lagi untuk digunakan nanti.
Urutan sebenarnya dari asam amino membentuk struktur primer yang disebut protein. Bergantung pada komposisi dan urutan asam amino yang tepat dalam urutan protein, rantai terlipat menjadi bentuk tiga dimensi. Ketika ini terjadi protein lengkap.
Proses sintesis protein berlangsung di beberapa ribosom secara simultan dan seluruh sitoplasma sel. Sel hidup dapat mensintesis ratusan protein berbeda setiap detik.
Bagan sintesis protein
