skenario 2 pbl
Post on 21-Dec-2015
112 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
A. Skenario 2
Tes DNA
Sejak DNA ditemukan pada 1985, kedokteran forensic mengalami
perkembangan pesat. Tes DNA seringkali dipakai untuk menjawab keraguan atas
suatu hal seperti identitas bayi yang dilahirkan, mayat yang hangus terkena
ledakan bom atau korban pembunuhan. DNA, adalah rantai asam amino yang
menjadi cetak biru dan mengatur sintesis protein dalam tubuh manusia. Setiap
orang pasti memiliki DNA yang khas. Dengan kata lain, tak mungkin ada dua atau
lebih orang yang memiliki pola basa purin pirimidin yang sama. Salah satu
kelebihan tes DNA adalah dokter atau petugas lab bisa menggunakan bagian
tubuh mana saja asalkan punya inti sel.
B. Klarifikasi Masalah
1. Sintesis protein = proses pembentukan protein yang terjadi di dalam sel
2. DNA = materi genetic yang membawa substansi penurunan sifat
3. Purin pirimidin = basa nitrogen penyusun DNA dan RNA. Purin (adenine,
guanine) dan pirimidin (sitosis, timin)
4. Kedokteran forensic = ilmu kedokteran kehakiman, merupakan salah satu mata
ajaran wajib dalam rangkaian pendidikan kedokteran
C. Rumusan Daftar Masalah
1. Apa struktur penyusun DNA?
2. Apa perbedaan DNA dan RNA?
3. Apa saja fungsi dari DNA?
4. Sebutkan dan jelaskan macam-macam RNA?
5. Bagaimana proses biosintesis purin pirimidin?
6. Bagaimana proses sintesis protein?
7. Enzim apa saja yang berperan dalam sintesis protein?
8. Apa saja peranan asam nukleat dalam sintesis protein?
2
D. Analisis Masalah
1. DNA tersusun atas nukleutida dan nukleutida tersususun atas deoksiribosa,
gugus asam fosfat dan gugus basa nitrogen.
2. Perbedaan DNA dan RNA
DNA RNA
1Rantai ganda ( double helix) dan
panjang
Rantai tunggal dan pendek
2Letak di mitokondria dan
nucleus
Letak di sitoplasma dan ribosom
3Tempat penyimpanan informasi
genetik
Bahan cetakan informasi genetik
4 Gula = deoksiribosa Gula = ribose
3. Fungsi DNA, yaitu :
a. Mengontrol sifat yang menurun
b. Sintesis protein
c. Sintesis RNA
4. RNA ada 3 macam, yaitu:
a. mRNA
b. tRNA
c. rRNA
5. Dalam proses biosintesis dibagi menjadi 2, yaitu:
a. Biosintesis nukleutida purin
b. Biosintesis nukleutida pirimidin
6. Ada 4 proses, yaitu:
a. Replikasi = menduplikasi DNA
b. Transkripsi = proses pencetakan RNAd dan RNAm dari DNA sense
c. Translasi = penerjemah kode genetic yang dibawa oleh mRNA
d. Sintesis = proses pembentukan protein di ribosom
3
7. Enzim yang berperan adalah:
a. Enzim Aminosilsintase
b. Enzim polymerase
c. Enzim ligase
d. Enzim helicase
8. Peranan asam nukleat, yaitu:
a. Bahan dasar penyusun protein
b. Penyusun informasi genetic
E. Sistematika Masalah
1. 1 Nukleutida 1 basa nitrogen + 1 deoksiribosa + 1 fosfat
DNA terdiri dari:
- purin = guanin
- pirimidin = timin
RNA terdiri dari:
- purin = adenin, guanin
- pirimidin = sitosis, urasil
Adenin dan timin menghasilkan 2 ikatan hydrogen, sedangkan sitosin dan
guanine menghasilkan 3 ikatan hydrogen.
DNA mempunyai 3 struktur, yaitu:
a. Struktur primer
b. Struktur sekunder
c. Struktur sekunder
2. Perbedaan DNA dan RNA
DNA RNA
1. Purin = adenine, guanin Purin = adenine, guanin
2. Pirimidin = sitosin, timin Purimidin = sitosin, urasil
3. Letak : sentriol Letak : sitoplasma
4. Kadarnya tetap Kadarnya berubah-ubah
5. Polimer lebih panjang Polimer lebih pendek
6. Pencetak informasi genetik Pembawa informasi genetik
4
3. Fungsi DNA, yaitu:
a. Sebagai penyusun kromosom
b. Untuk mengontrol dan melakukan sintesis protein
c. Menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel
4. Macam-macam RNA, yaitu:
a. RNA non-genetik, yaitu:
1) mRNA (RNA messenger) = membawa pesan atau kode genetic dari
kromosom yang ada di inti ke sitoplasma
2) tRNA (RNA transfer) = mengikat asam amino yang terdapat dalam
sitoplasma, kemudian membawanya ke ribosom
3) rRNA (RNA ribosom) = untuk mensitesis protein dengan menggunakan
basa asam amino yang menghasilkan polipeptida
b. RNA genetik => tidak mempunyai DNA, contohnya: virus
5. Proses biosintesis purin pirimidin, yaitu:
a. Biosintesis nukleotida purin
1) Sintesis dari zat antara ampibolik (sintesis de novo)
2) Fosforibosilasi
3) Fosforilasi nukleotida purin
b. Biosintesis nukleotida pirimidin
Dibagi menjadi 6 tahapan
6. Sasaran belajar
7. Enzim yang berperan dalam sintesis protein, yaitu:
a. Enzim Aminosilsintase = mengikat asam amino pada bagian sisi asam
amino, mengikat tRNA dengan anti-kodon spesifik untuk asam aminonya.
b. Enzim polymerase = polymerase nukleotida
c. Enzim ligase = penyambung DNA
d. Enzim helicase = membuka jalinan DNA double helix
8. Sasaran belajar
5
Skema
-
F. Sasaran Belajar
1. Jelaskan struktur kromosom!
2. Bagaimana proses sintesis protein?
3. Bagaimana proses biosintesis purin pirimidin?
Belajar Mandiri
G. Penjelasan
1. Kromosom
Struktur kromosom
Struktur kromosom, bila diamati lebih teliti, maka akan dijumpai bagian
– bagiannya yang meliputi:
a. Sentromer
Merupakan bagian kromosom yang terletak pada daerah penyempitan
primer diantara lengan – lengan kromosom. Sentromer ini juga dinamakan
kinetokor yang merupakan pusat gerakan kromosom dalam pembelahan
sel dan bagian inilah yang dihubungkan dengan benang – benang fibril ke
kutub – kutub pembelahan sel.
KROMOSOM
Perbedaan DNA dan RNA
Sintesis Protein
Struktur Fungsi Letak Jenis Proses Enzim
TranslasiTranskripsiReplikasi Sintesis
6
b. Telomer
Merupakan lengan – lengan kromosom yang sering juga mempunyai
penyempitan sekunder yang didalamnya mengandung nucleolar zone atau
nucleolar organizer yang mempunyai fungsi penting dalam pembentukan
nucleolus. Ternyata tidak setiap konstriksi sekunder mempunyai nucleolar
organizer, karena dalam tiap inti sel rata – rata hanya dijumpai dua buah
kromosom yang mempunyai nucleolar organizer.
c. Kromonemata
Merupakan spiral yang saling memutari yang sebenarnya rangkaian
molekul DNA. Molekul DNA yang terdapat pada kromosom manusia
mempunyai ukuran panjang 7,3 cm dan membentuk spiral yang hanya
mempunyai tebal 23 nm dan panjang sekitar 1300 mikrometer.
d. Satelit
Merupakan bagian dari lengan kromosom yang letaknya pada ujung
telomer dengan bentuk bulat dan dihubungkan dengan ujung telomere oleh
adanya bangunan seperti benang yang disebut filament kromosom. Satelit
ini tidak selalu dijumpai pada setiap kromosom tetapi hanya pada beberapa
kromosom tertentu saja dan kromosom yang mempunyai satelit dinamakan
Kromosom SAT. (Juwono dkk, 2003)
Jenis Kromosom
Berdasarkan letak sentromer dalam kromosom, kromosom dibedakan
menjadi beberapa jenis, yaitu:
a. Telosentrik, letak sentromernya di ujung kromosom
b. Akrosentrik, letak sentromernya di dekat ujung
c. Submetasentrik, letak sentromernya di dekat pertengahan
d. Metasentrik, letak sentromernya di tengah – tengah
(Juwono dkk, 2003)
7
Struktur DNA (Deoxyribunucleic Acid)
Struktur DNA
a. Struktur Primer
DNA tersusun dari monomer – monomer nukleotida. Setiap nukleotida
terdiri dari basa nitrogen berupa senyawa purin atau pirimidin. Satu gula
pentose berupa 2’-deoksi-D-ribosa dalam bentuk furanosa, dan satu
molekul fosfat. Penulisan urutan basa dimulai dari kiri, yaitu ujung 5’
bebas (tidak terikat nukleotida lain) menuju ujung dengan gugus 3’
hidroasil bebas atau dengan arah 5’ 3’. (Darnell, etal, dalam T.
Milanda, 1994)
b. Struktur Sekunder
Salah satu sifat biokimia DNA yang menentukan fungsinya sebagai
pembawa informasi genetic adalah komposisi basa penyusun. Pada tahun
1949 – 1953, Edwin Chargaff menggunakan metode kromatografi untuk
pemisahan dan analisis kuantitatif keempat basa DNA, yang diisolasi dari
berbagai organism. Kesimpulan yang diambil dari data yang terkumpul
adalah sebagai berikut:
1. Komposisi basa DNA bervariasi antara spesies yang satu dengan
spesies yang lain.
2. Sampel DNA yang diisolasi dari berbagai jaringan pada spesies yang
sama mempunyai komposisi basa yang sama.
3. Komposisi DNA pada suatu spesies tidak berubah oleh perubahan usia,
keadaan nutrisi maupun perubahan lingkungan.
4. Hampir semua DNA yang diteliti mempunyai jumlah residu adenine
yang sama dengan jumlah residu timin (A=T), dan jumlah residu
guanine yang sama dengan jumlah residu Sitosin (G=C) maka A+G =
C+T yang disebut aturan chargaff.
5. DNA yang di eastraksi dari spesies – spesies dengan hubungan
kekerabatan dekat mempunyai komposisi basa yang hampir sama.
c. Struktur Tersier
Kebanyakan DNA virus dan DNA mitokondria merupakan molekul
lingkar. Konfirmasi ini terjadi karena kedua untai polinukleotida
8
membentuk struktur tertutup yang tidak berujung. Molekul DNA lingkar
tertutup yang diisolasi dari bakteri, virus, mitokondria seringkali berbentuk
superkoil, selain itu DNA dapat berbentuk molekul linier dengan ujung –
ujung rantai yang bebas. (Prentis steve, 1990)
Struktur Primer Struktur Sekunder Struktur Tersier
Struktur RNA
RNA mirip dengan DNA, perbedaannya terletak pada:
a. Basa utama RNA adalah Adenin, Guanin, Sitosin, dan Urasil, dengan
panjang molekul 70 samapi 10.000 pb
b. Unit gula RNA adalah ribose.
c. Molekul RNA berupa untai tunggal, kecuali pada beberapa virus.
Tipe RNA
a. mRNA (messenger RNA) terdapat didalam nucleus, berfungsi membawa
informasi DNA dari inti sel ke ribosom. Pesan-pesan ini berupa triplet basa
yang ada pada mRNA yang disebut kodon. Kodon pada mRNA
merupakan komplemen dari kodogen (agen pengode), yaitu urutan basa-
basa nitrogen pada DNA yang dipakai sebagai pola cetakan. Peristiwa
pembentukan mRNA oleh DNA di dalam inti sel, disebut transkripsi.
b. tRNA (RNA transfer) berfungsi mengenali kodon dan menerjemahkan
menjadi asam amino di ribosom. Peran tRNA ini dikenal dengan nama
translasi (penerjemahan). Urutan basa nitrogen pada tRNA disebut
antikodon. Bentuk tRNA seperti daun semanggi dengan 4 ujung yang
penting, yaitu:
1) Ujung pengenal kodon yang berupa triplet basa yang disebut antikodon.
9
2) Ujung perangkai asam amino yang berfungsi mengikat asam amino.
3) Ujung pengenal enzim yang membantu mengikat asam amino.
4) Ujung pengenal ribosom.
c. rRNA (RNA Ribosom) terdapat di dalam ribosom berfungsi sebagai
tempat pembentukan protein. rRNA terdiri dari 2 sub unit, yaitu:
1) Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat mRNA.
2) Sub unit besar yang berperan untuk mengikat tRNA yang sesuai.
2. Sintesis Protein
Sintesis protein adalah proses dimana asam amino secara linear diatur
menjadi protein melalui keterlibatan RNA ribosom, RNA transfer, RNA, dan
berbagai enzim. Sintesis protein adalah proses dimana sel-sel individual
disusun membentuk protein. Baik asam deoksiribonukleat (DNA) dan semua
jenis asam ribonukleat (RNA) akan terlibat dalam proses ini. Enzim dalam inti
sel memulai proses sintesis protein dengan terlebih dahulu unwinding
(membuka) bagian yang diperlukan dari DNA, sehingga RNA dapat dibuat.
Bentuk RNA sebagai salinan satu sisi untai DNA, dan dikirim ke area lain dari
sel untuk membantu dalam membawa bersama-sama dari asam amino yang
berbeda yang akan membentuk protein. Sintesis protein dinamakan demikian
karena protein “disintesis” melalui proses mekanik dan kimia dalam sel.
sintesis protein mencakup proses tiga tahap yaitu
a. Replikasi DNA
Proses Replikasi DNA. Deoxyribonucleic acid atau DNA adalah
molekul yang menarik yang menyimpan dan melewatkan semua informasi
yang diperlukan dari satu generasi ke generasi lain. Butuh beberapa
eksperimen menarik oleh Frederick Griffith, Avery, MacLeod, McCarty,
Alfred Hershey, Martha Chase dll, menemukan bahwa DNA adalah materi
herediter. Dengan dasar ini, dan penelitian oleh beberapa ilmuwan seperti
Rosalind Franklin, struktur molekul ini akhirnya dipecahkan oleh James
Watson dan Francis Crick. (Neil, dkk : 2002)
10
Kode kimia Sederhana dari molekul DNA menimbulkan
kompleksitas besar dari semua organisme hidup. Tetapi bahkan lebih
memikat adalah kemampuannya dalam mereplikasi diri dan menghasilkan
molekul lain yang serupa dengan dirinya sendiri. Diberikan di bawah ini
adalah penjelasan singkat dari struktur DNA serta langkah-langkah
melalui mana molekul DNA membuat salinan dirinya dengan akurasi yang
luar biasa.
Struktur DNA
Blok bangunan DNA adalah molekul yang disebut nukleotida,
yang terdiri dari gula deoksiribosa (gula 5-karbon), sebuah basa nitrogen
yang melekat pada gula, dan gugus fosfat. Ada empat jenis molekul
nukleotida tergantung pada jenis basa nitrogen terpasang. Keempat
nukleotida (dan basa nitrogen masing-masing) adalah:
a. Adenosine(Adenin)
b. Thymidine(Timin)
c. Guanosine(Guanin)
d. Cytidine (Sitosin)
Sitosin dan timin adalah pirimidin, sejenis molekul heterosiklik
beranggota enam. Di sisi lain, adenin dan guanin adalah purin, yang
merupakan molekul dua cincin yang terdiri dari cincin pirimidin dan
cincin imidazol. Ini nukleotida dihubungkan melalui gugus fosfat dan
gugus gula untuk membentuk untai tunggal dari molekul DNA. Kelompok
fosfat satu nukleotida dan gugus hidroksil dari nukleotida yang berdekatan
terhubung melalui ikatan fosfodiester. gugus Gula dan gugus fosfat
membentuk tulang punggung masing-masing untai DNA. Setiap untai
memiliki ujung 5 ‘fosfat dan 3′ hidroksil akhir.
Helix ganda DNA terdiri dari dua untai komplementer yang
berjalan anti-sejajar satu sama lain. Satu untai berjalan di arah 5′→ 3′,
sedangkan lainnya berjalan ke arah anti-paralel 3 ‘→ 5′. Ini untai melekat
satu sama lain melalui ikatan hidrogen yang terjadi antara purin dan
pirimidin untai berlawanan. Pasangan adenin dengan timin melalui ikatan
11
ganda (A = T), sedangkan pasangan guanin dengan sitosin melalui tiga
ikatan (G ≡ C). DNA berputar pada jarak tertentu karena sudut ikatan dari
molekul tulang punggung DNA. Ini membentuk struktur heliks bukannya
tangga lurus. A = T dan G ≡ C pasangan basa membentuk anak tangga
heliks ini.
Langkah-langkah dalam Replikasi DNA
Proses replikasi DNA merupakan suatu masalah yang kompleks,
dan melibatkan set protein dan enzim yang secara kolektif merakit
nukleotida dalam urutan yang telah ditentukan. Dalam menanggapi isyarat
molekul yang diterima selama pembelahan sel, molekul-molekul ini
melakukan replikasi DNA, dan mensintesis dua untai baru menggunakan
helai yang ada sebagai template atau ‘cetakan’. Masing-masing dua
resultan, molekul DNA yang identik terdiri dari satu untai baru lama dan
salah satu DNA. Oleh karena itu proses replikasi DNA disebut sebagai
semi-konservatif.
Rangkaian peristiwa yang terjadi selama replikasi DNA prokariotik
telah dijelaskan di bawah ini.
❶ Inisiasi
Gb. 1.1. Pelepasan untai DNA
12
Replikasi DNA dimulai pada lokasi spesifik disebut sebagai asal
replikasi, yang memiliki urutan tertentu yang bisa dikenali oleh protein
yang disebut inisiator DnaA. Mereka mengikat molekul DNA di tempat
asal, sehingga mengendur untuk docking protein lain dan enzim penting
untuk replikasi DNA. Sebuah enzim yang disebut helikase direkrut ke
lokasi untuk unwinding (proses penguraian) heliks dalam alur tunggal.
Helikase melepaskan ikatan hidrogen antara pasangan basa, dengan
cara yang tergantung energi. Titik ini atau wilayah DNA yang sekarang
dikenal sebagai garpu replikasi (Garpu replikasi atau cabang replikasi
adalah struktur yang terbentuk ketika DNA bereplikasi). Setelah heliks
yang unwound, protein yang disebut untai tunggal mengikat protein (SSB)
mengikat daerah unwound, dan mencegah mereka untuk annealing
(penempelan). Proses replikasi sehingga dimulai, dan garpu replikasi
dilanjutkan dalam dua arah yang berlawanan sepanjang molekul DNA.
❷ Sintesis Primer
Gb. 2.1. Sintesis DNA Primer
Sintesis baru, untai komplementer DNA menggunakan untai yang
ada sebagai template yang dibawa oleh enzim yang dikenal sebagai DNA
polimerase. Selain replikasi mereka juga memainkan peran penting dalam
perbaikan DNA dan rekombinasi.
Namun, DNA polimerase tidak dapat memulai sintesis DNA secara
independen, dan membutuhkan 3′ gugus hidroksil untuk memulai
penambahan nukleotida komplementer. Ini disediakan oleh enzim yang
disebut DNA primase yang merupakan jenis DNA dependent-RNA
polimerase. Ini mensintesis bentangan pendek RNA ke untai DNA yang
13
ada. Ini segmen pendek disebut primer, dan terdiri dari 9-12 nukleotida.
Hal ini memberikan DNA polimerase platform yang diperlukan untuk
mulai menyalin sebuah untai DNA. Setelah primer terbentuk pada kedua
untai, DNA polimerase dapat memperpanjang primer ini menjadi untai
DNA baru.
Unwinding DNA dapat menyebabkan supercoiling (bentukan
seperti spiral yang mengganggu) di wilayah berikut garpu. Ini superkoil
DNA Unwinding oleh enzim khusus yang disebut topoisomerase yang
mengikat ke bentangan DNA depan garpu replikasi. Ini menciptakan nick
di untai DNA dalam rangka untuk meringankan supercoil tersebut.
❸ Sintesis leading strand
Gb. 3.1. Replikasi DNA untaian pengawal (leading strand)
DNA polimerase dapat menambahkan nukleotida baru hanya untuk
ujung 3 ‘dari untai yang ada, dan karenanya dapat mensintesis DNA dalam
arah 5′ → 3 ‘saja. Tapi untai DNA berjalan di arah yang berlawanan, dan
karenanya sintesis DNA pada satu untai dapat terjadi terus menerus. Hal
ini dikenal sebagai untaian pengawal (leading strand).
Di sini, DNA polimerase III (DNA pol III) mengenali 3 ‘OH akhir
primer RNA, dan menambahkan nukleotida komplementer baru. Seperti
garpu replikasi berlangsung, nukleotida baru ditambahkan secara terus
menerus, sehingga menghasilkan untai baru.
14
❹ Sintesis lagging Strand (untai tertinggal)
Gb. 4.1. Sintesis lagging strand
Pada untai berlawanan, DNA disintesis secara terputus dengan
menghasilkan serangkaian fragmen kecil dari DNA baru dalam arah 5 ‘→
3′. Fragmen ini disebut fragmen Okazaki, yang kemudian bergabung untuk
membentuk sebuah rantai terus menerus nukleotida. Untai ini dikenal
sebagai lagging Strand (untai tertinggal) sejak proses sintesis DNA pada
untai ini hasil pada tingkat yang lebih rendah.
Pada tahap ini, primase menambahkan primer di beberapa tempat
sepanjang untai unwound. DNA pol III memperpanjang primer dengan
menambahkan nukleotida baru, dan jatuh ketika bertemu fragmen yang
terbentuk sebelumnya. Dengan demikian, perlu untuk melepaskan untai
DNA, lalu geser lebih lanjut up-stream untuk memulai perluasan primer
RNA lain. Sebuah penjepit geser memegang DNA di tempatnya ketika
bergerak melalui proses replikasi.
15
❺ Penghapusan Primer
Gb. 5.1. Penghapusan primer RNA
Meskipun untai DNA baru telah disintesis primer RNA hadir pada
untai baru terbentuk harus digantikan oleh DNA. Kegiatan ini dilakukan
oleh enzim DNA polimerase I (DNA pol I). Ini khusus menghilangkan
primer RNA melalui ’5→ 3′ aktivitas eksonuklease nya, dan
menggantikan mereka dengan deoksiribonukleotida baru oleh 5 ‘→ 3′
aktivitas polimerase DNA.
❻ Ligasi
Gb. 6.1. Ligasi
Setelah penghapusan primer selesai untai tertinggal masih
mengandung celah atau nick antara fragmen Okazaki berdekatan. Enzim
ligase mengidentifikasi dan segel nick tersebut dengan menciptakan ikatan
fosfodiester antara 5 ‘fosfat dan 3′ gugus hidroksil fragmen yang
berdekatan.
16
❼ Pemutusan
Gb. 7.1. Pemutusan
Replikasi mesin ini menghentikan di lokasi terminasi khusus yang
terdiri dari urutan nukleotida yang unik. Urutan ini diidentifikasi oleh
protein khusus yang disebut tus yang mengikat ke situs tersebut, sehingga
secara fisik menghalangi jalur helikase. Ketika helikase bertemu protein
tus itu jatuh bersama dengan terdekat untai tunggal protein pengikat.
b. Transkripsi
Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu
rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai komplemennya disebut rantai
antisense. Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut
unit transkripsi. Informasi dari DNA untuk sintesis protein dibawa oleh
mRNA. RNA dihasilkan dari aktifitas enzim RNA polimerase. Enzim
polimerasi membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan
merangkaikan nukleotida RNA. Enzim RNA polimerase merangkai
nukleotida-nukleotida RNA dari arah 5’ ? 3’, saat terjadi perpasangan basa di
sepanjang cetakan DNA. Urutan nukleotida spesifik di sepanjang cetakan
DNA. Urutan nukleotida spesifik di sepanjang DNA menandai dimana
transkripsi suatu gen dimulai dan diakhiri.
17
Transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu:
1. Inisiasi (permulaan)
Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali
transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter menentukan di mana
transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks
DNA yang digunakan sebagai cetakan.
2. Elongasi (pemanjangan)
Saat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA membuka pilinan heliks
ganda DNA, sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas dari
cetakan DNA-nya.
3. Terminasi (pengakhiran)
Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi
urutan DNA yang disebut terminator. Terminator yang ditranskripsi
merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi sebagai sinyal terminasi yang
sesungguhnya. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada
akhir sinyal terminasi; yaitu, polimerase mencapai titik terminasi sambil
melepas RNA dan DNA. Sebaliknya, pada sel eukariotik polimerase terus
melewati sinyal terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA. Pada
titik yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini dipotong
hingga terlepas dari enzim tersebut.
c. Translasi
Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu pesan genetik dan
membentuk protein yang sesuai. Pesan tersebut berupa serangkaian kodon di
sepanjang molekul mRNA, interpreternya adalah RNA transfer. Setiap tipe
molekul tRNA menghubungkan kodon tRNA tertentu dengan asam amino
tertentu. Ketika tiba di ribosom, molekul tRNA membawa asam amino spesifik
pada salah satu ujungnya. Pada ujung lainnya terdapat triplet nukleotida yang
disebut antikodon, yang berdasarkan aturan pemasangan basa, mengikatkan
diri pada kodon komplementer di mRNA. tRNA mentransfer asam amino-asam
amino dari sitoplasma ke ribosom.
18
Gb. c.1. Proses Translasi
Asosiasi kodon dan antikodon harus didahului oleh pelekatan yang benar
antara tRNA dengan asam amino. tRNA yang mengikatkan diri pada kodon
mRNA yang menentukan asam amino tertentu, harus membawa hanya asam
amino tersebut ke ribosom. Tiap asam amino digabungkan dengan tRNA yang
sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut aminoasil-ARNt sintetase
(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.
19
Gb. c.2. Proses Translasi
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.
20
1. Inisiasi
Gb. 1.1. Tahap Inisisasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA, 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 – asam amino
ditambahkan satu per satu pada asam amino pertama (metionin). Lihat
Gambar. 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
21
menggabungkan polipeptida yang memanjang ke asam amino yang baru
tiba.
3. Terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi (gambar). 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. (Cambell, 2002)
3. Biosintesis Purin Pirimidin
a. Biosintesis Purin
Tahap awal biosintesis purin, yaitu pembentukan 5-aminoldidazol
ribonukleotida dari PRPP. Reaksi-reaksi ini pada dasarnya adalah :
1. Penggantian PPi oleh gugus amino pada rantai samping glutamin,
2. Penambahan Glisin,
3. Reaksi formulasi oleh N10 – Formiltetrahidrafolat
4. Transfer suatu atom nitrogen dari glutamin
5. Dehidrasi dan penutupan cincin.
Tahap selanjutnya pembentukan cincin - 6, tiga dari keenam atom cincin
ini telah terdapat pada aminodiazol ribonukleotida, tiga atom lainnya berasal
dari CO2, asparat dan formiltetrahidrofolat. Atom berikutnya dimasukkan
melalui karboksilasi ribonukleotida aminodiazol, menghasilkan ribonukleotida
– 5 – aminodiazol – 4 – karboksilat. Atom terakhir pada cincin purin berasal
dari N10 – formiltetrahidrofolat. Ribonukleotida 5 – formaldoimidazol – 4-
karboksamida yang dihasilkan, seterusnya mengalami dehidrasi dan
penutupan cincin membentuk inosinat ( IMP ), yang mempunyai cincin untuk
purin yang lengkap. (Murray : 2013)
22
Gb. a.1. Tahapan Biosintesis Purin
23
Gb. b.1. Tahap Pembentukan Adenin dan Guanin
a. Biosintesis Pirimidin
De novo sintesa Pirimidin nukleotida :
1. Lebih sederhana dari sintesa purin
2. PRPP ditambahkan setelah cincin pirimidin terbentuk.
3. Cincin pirimidin berasal dari :Bikarbonat ( C-2 ), Amida glutamin ( N-3 ),
aspartat ( C-4, C-5, C-6 dan N-1 )
4. Ada 6 tahapan dalam proses metabolisme
De novo synthesis, ciri-ciri:
1. Sebagian besar enzim terletak pada sitosol,
2. tetapi beberapa enzim ada di mitokondria.
3. Carbamoyl phosphate synthetase (CPS) II
4. Pertama-tama disintesis cincin pirimidin, kemudian menggabungkan
24
dengan PRPP
5. Sintesis UMP, kemudian UMP digunakan untuk sintesis nukleotida
pirimidin lainnya.
Tahapan metabolisme pirimidin :
Tahap pertama : Glutamin + Bikarbonat + 2ATP àKarbamoil fosfat + glutamat
+ 2ADP + Pi
Enzim , karbamoil fosfat sintase II (CPS II),
Berbeda dengan CPS I pada sintesa urea.
-Memakai glutamin
-Tidak perlu N-asetil glutamate
Gb.1. Tahap pertama metabolisme pirimidin
25
Tahap kedua : Gugus karbamoil yg aktif ditransfer ke N dari aspartat à
karbamoil aspartat
(aspartat transkarbamoilase ATCase)
Gb.2. Tahap kedua metabolisme pirimidin
Tahap ketiga : Penutupan cincin (dihidroorotase) (enzim-enzim di sitoplasma)
Gb.3. Tahap ketiga metabolisme pirimidin
26
Tahap keempat : dihidroorotat dioksidasi menjadi orotat (dihidroorotat
dehidrogenase), dipermukaan luar membran dalam mitochondria. Belum banyak
diketahui, suatu enzim kompleks.
Gb.4. Tahap keempat metabolisme pirimidin
Tahap kelima : Orotat + PRPP à Orotidin 5’-monofosfat (OMP) + PPi
(orotatfosforibosil) transferase O-PRT)
Gb.5. Tahap kelima metabolisme pirimidin
27
Tahap keenam : OMP mengalami dekarboksilasi à Uridin 5’-monofosfat (UMP)
(OMP dekarbosilase)
Gb.6. Tahap keenam metabolisme pirimidin
(Murray dkk : 2013)
28
Salvage pathways (daur ulang) pirimidin nukleotida.
Pemecahan asam nukleat (tahap awal) sama dengan purin.
Ada dua tahap:
1.Basa + ribosa 1-fosfat à Nukleosida + Pi (nukleosida fosforilase)
2.Nukleosida + ATP à Nukleotida + ADP(nukleosida kinase)
29
DAFTAR PUSTAKA
https://www.academia.edu/5744272/Tahap_Proses_Replikasi_DNA_7
https://www.academia.edu/4590317/Sintesis_Protein
Juwono, dr. & Juniarto AZ, dr. Biologi Sel. 2003 : EGC. Jakarta
Murray, Robert K. dkk. 2013. Biokimia Harper. Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Jakarta
Neil. A Campbell dkk, Biologi, alih bahasa Rahayu Lestari et, al. Erlangga :
Jakarta. hlm. 302.
Sloane, Ethel. 2004. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula, EGC : Jakarta
top related