Rabu, 20 Juli 2011

biosel

RIBOSOM

A. Struktur dan Fungsi Ribosom
Strutur ribosom berbentuk bulat terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang RE dan ada pula yang soliter. Ribosom merupakan organel sel terkecil yang tersuspensi di dalam sel. Ribosom merupakan tempat membuat protrein. Sel yang yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang sangat banyak. Misalnya, sel hati manusia memilki beberapa juta ribosom. Tidak mengejutkan jika sel yang aktif dalam mensintesis protein juga memiliki nucleoli yang terlihat jelas.
Ribosom membangun protein dalam dua lokasi sitoplasmik. Ribosom bebas tersuspensi di dalam sitosol, sementara ribosom terikat diletakan pada bagian diluar jalinan membran yang disebut retikulum endoplasmik. Sebagian besar protein yang dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol; contohnya ialah enzim-enzim yang mengkatalisasi proses metabolisme yang bertempat di dalam sitosol. Ribosom terikat umumnya membuat protein dimaksudkan untuk dimasukan ke dalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti lisosom, atau untuk dikirim ke luar sel. Sel yang terspesialisasi dalam sekresi protein; misalnya sel pankreas dan kelenjar lain yang mensekresi enzim-enzim pencernaan, seringkai bagian terbesarnya berupa ribosom terikat. Ribosom bebas dan terikat secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat, dan selnya dapat menyesuaikan jumlah relativ dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismenya berubah.
Fungsi dari ribosom adalah tempat sintesis protein, strutur ini hanya dapat dilihat dengan mikroskop electron.





















Gambar1. Penampang ribosom. http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1999/illpres/signalpep.gif

B. Sintesa Protein
Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida.
Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai “pengatur sintesis protein”. Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
Urutan Sintesis Protein
1. TRANSKRIPSI - ss-ADN membentuk ss-ARN yaitu ARN-duta yang membawa informasi genetik
untuk sintesa protein.
2. FASE INISIASI - ARN-duta sampai di ribosom dan ARN-r mengkode asam amino sesuai dengan informasi genetik yang dibawa ARN-d. ARN-t membawa asam amino yang sesuai ke ribosom.
3. FASE TRANSLASI ~ ARN-d sebagai "cetakan" mulai bekerja menterjemahkan kode triplet (kodon) yang sesuaidengan antikodon pada ARN-t.
4. FASE ELONGASI ~ ARN-d menggabungkan asam amino - asam amino yang sesuai menjadi protein.
5. FASE TERMINASI ~ kodon yang berisi "NONSENSE CODE" akan bertindak sebagai terminator (penghen-tianproses).
Kadang-kadang terjadi kesalahan dalam membaca kodon sehingga salah menterjemah asam amino ~ protein yangdihasilkan salah ~ menimbulkan kelainan.
Misalnya ANEMIA karena hemoglobin mengandung asam amino VALIN atau LISIN, seharusnya hemoglobin yangnormal mengandung ASAM GLUTAMAT.
































Gambar 2. Proses sintesis protein di dalam ribosom
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1999/illpres/signalpep.gif

Sel melakukan sintesa protein dalam ribosom, suatu organel dalam sel yang tidak bisa kelihatan di bawah mikroskop cahaya tapi bisa kelihatan jelas di bawah mikroskop elektron. Ribosom itu banyak bersebar dalam sitoplasma, ada yang melekat ke retikulum endoplasma ada yang bebas dalam sitoplasma.
Pada umumnya ribosom yang melekat ke retikulum mensintesa protein struktur dan yang akan digetahkan. Protein struktur ialah protein yang akan membina bahan dan organel dalam sel sendiri. Termasuk di antaranya protein yang membina berbagai jenis reseptor dan gerbang pada dan organ.
Sel penggetah suatu bahan disebut kelenjar. Kelenjar ada yang sederhana sekali, hanya terdiri dari satu sel. Tetapi pada umumnya terdiri dari banyak sel dan berbentuk organ. Kelenjar ada dua macam, bersaluran dan tidak bersaluran. Yang bersaluran disebut eksokrin, mengeluarkan getahannya lewat saluran khusus ke dalam suatu saluran atau rongga. Bahan getahannya umumnya lendir, dan sesewaktu juga enzim. Yang tidak bersaluran, disebut endokrin atau kelenjar buntu, mengeluarkan getahannya ke dalam darah dan darah mengedarkannya ke seluruh sel. Bahan getahannya terdiri dari hormon.
Hormon itu bekerja untuk mengatur atau memicu suatu aktivitas atau reaksi kimia dalam sel. Kandungan lendir ialah air dan musim, sejenis protein yang membina lendir itu. Enzim sebagian besar terdiri dari protein. Hormon sebagian berupa protein atau peptida, sebagian berupa steroid, sebagian lagi berupa gabungan protein dengan bahan organik lain misalnya derivat karbohidrat.
Ribosom lekat mensintesa hormon non-steroid, lendir, dan enzim. Sedangkan ribosom bebas diutamakan untuk mensintesa lemak dan hormon steroid. Untuk mensintesa bahan organik tertentu dan yang kompleks, kedua jenis ribosom sering bekerja sama dan saling membutuhkan.
Sintesa protein ditentukan oleh gen. Sekitar 99,9 persen gen itu berada dalam kromatin inti, sedangkan sisanya pada orang dan hewan terdapat dalam kromatin mitokondria. Mitokondria itu adalah semiotonom, karena hanya sekitar 40 persen kebutuhan protein atau enzimnya dihasilkan sendiri oleh gennya, selebihnya dihasilkan gen dalam inti. Jumlah gen dalam inti sel orang menurut hasil pengamatan mutakhir mendekati 100.000. Gen-gen itu bersebar dalam 46 atau 23 pasang kromatin. Jadi rata-rata satu kromatin mengandung sekitar 100.000/23, yakni sekitar = 2.000-4.000 gen. Kromatin terpanjang mengandung gen terbanyak.
Pada umumnya satu gen mensintesa sejenis protein. Jika suatu karakter gabungan beberapa protein, misalnya enritrosit atau sel darah merah, berarti karakter itu diatur oleh banyak gen. Kita tahu bahwa eritrosit adalah sel, dan sel itu mengandung puluhan sampai ratusan macam protein. Tiap macam protein itu disintesa oleh gen khusus. Ada gen yang menghasilkan beberapa varian protein, seperti protein miofibril atau mikrovilli otot. Mikrovilli perlu dihasilkan bervariasi pada berbagai bagian tubuh.
Untuk jantung sendiri, untuk usus sendiri, untuk otot di dada lain dengan otot di betis dan paha, dst. Varian itu terbentuk karena variasi pada panjang basa ekson yang menyambung-nyambung waktu proses pematangan. Bisa pula satu gen memiliki beberapa tempat bertranskripsi, sehingga berbeda panjang dan macam basa yang membina RNAm.
Bahan mentah sintesa protein ialah monomer molekul itu, yaitu 20 macam asam amino. Sebagian besar asam amino itu disebut asam amino penting, karena harus didapat dari makanan dan diangkut darah dari saluran cerna, tidak bisa dibikin sendiri oleh sel. Sebagian kecil dapat diubah dari asam amino penting atau dari bahan organik lain dalam sel, yaitu karbohidrat atau lemak. Asam amino itu berada dalam bentuk larutan dalam sitoplasma. Pelaksana sintesa ialah RNA yang tiga macam: RNAm, RNAr, dan RNAt.
Asam amino berikatan dengan RNAt. Tiap asam amino memiliki RNAt sendiri, jadi masing-masing punya alat transpor khusus. Karena, ada 20 macam asam amino maka RNAt pun sekian macam banyaknya.
Pada sederetan ribosom sudah terentang RNAm. Dalam ribosom sendiri terkandung RNAr yang fungsi utamanya ialah untuk berikatan dengan RNAm, sesuai dengan perikatan hidrogen antara basa-basa mereka: A-U dan G-C. Urutan basa pada RNAr itu ibarat pautan atau kait bagi basa-basa RNAm. RNAt pun membina perikatan hidrogen dengan RNAm lewat kodon dan antikodon masing-masing.
Jika pada suatu ribosom misalnya sedang melekat kodon AAU dan UGC (satu ribosom memuat 2 kodon sekaligus), maka RNAt yang pertama datang haruslah yang memiliki antikodon UUA, dan setelah RNAt ini bergeser ke sebelah, baru turun melekat RNAt yang memiliki antikodon ACG. Setelah teruntai dua asam amino dari kedua RNAt itu datang lagi RNAt lain dan antikodonnya berikatan komplemen dengan kodon RNAm.
Kompleks aminoasil-RNAt masuk satu per satu ke dalam ribosom, bergiliran dan sesuai dengan cocoknya perpasangan kodon dengan antikodon. RNAt yang sudah melepaskan asam aminonya keluar pula bergiliran satu per satu dari ribosom. Ribosomlah yang menentukan apakah kodon yang dilingkupnya cocok dengan antikodon RNAt yang datang. Ribosom ibarat membaca dulu kodon RNAm yang dilingkupnya, lalu memanggil RNAt yang antikodonnya sesuai. Jika kompleks RNAt asam amino yang datang tidak cocok pasangannya dengan kodon yang sedang disediakan untuk dipasangi, maka kompleks itu akan terdorong ke luar.
Ribosom di sini bertindak sebagai pegawai telegraf zaman dulu, yang dengan tangkas membaca kodon dan memasukkan kompleks aminoasil RNAt yang antikodonnya cocok. Huruf Morse telegraf zaman lampau terdiri dari gabungan empat garis pendek dan titik Urutan -.-. misalnya dibaca sebagai huruf A. Di sini kodon terdiri dari tiga urutan basa. Jika kodon AUA itu dibaca sebagai isoleusin, salah satu asam amino yang 20 macam.
Sintesa protein memerlukan energi. Energi itu berupa ATP. ATP terurai membentuk AMP dan PP (piroposfat). AMP berikatan dengan asam amino. Oleh enzim peptidil transferase asam amino menyambung ke dalam untaian-untaian peptida, lalu AMP lepas.
Satu molekul protein dibina atas puluhan, ratusan, bahkan ada yang mencapai ribuan asam amino. Asam amino itu beruntai lurus, sesewaktu bercabang ke samping, sehingga terbentuk molekul protein yang tiga dimensi. Beda macam asam amino yang beruntai beda pula protein yang terbentuk. Begitu pula jika beda jumlah untaian asam aminonya. Jika dua protein beda satu asam amino saja dari sekian ratus yang beruntai, itu sudah akan berbeda pekerjaannya atau perilakunya.
Mutasi titik biasanya karena terjadi perubahan pada satu atau beberapa basa DNA satu gen. Berubah satu basa saja, misalnya karena sel kemasukan bahan kimia yang toksik (meracun) dan mutagenik (menyebabkan mutasi), berbeda pula protein yang dihasilkan gen bersangkutan. Bahan kimia yang mutagenik itu ialah seperti pigmen akridin. Ini bahan untuk membuat cat tembok dan celup kain. Misalnya masuk tubuh lewat udara ruangan tempat bekerja mengemas pigmen itu. Bisa juga terkandung dalam minuman sirup, jika pewarna salah digunakan untuk mewarnai sirup. Alasannya karena lebih murah dan membuat warna yang cerah meriah.
Proses sintesis protein dalam sel luar biasa sangat cepat, secepat kedipan mata. Rata-rata satu asam amino teruntaikan tiap 0,05 detik. Berarti dalam satu detik dapat teruntai 20 asam amino, dan satu protein utuh yang besar/panjangnya 600 asam amino, dapat terbentuk hanya dalam tempo 60 detik atau 1 menit. Coba bandingkan dengan membikin protein di laboratorium. Membikinnya itu pun dengan suatu alat yang disebut Protein Synthetizer, dan terkomputerisasi. Dalam alat itu sudah sedia urutan botol yang berisi 20 macam asam amino. Menurut program dalam disket akan naik nanti salah satu botol, lalu dalam media di atasnya terjadi penguntaian asam amino itu, disusul oleh botol lain, demikian seterusnya.
Pekerjaan membikin satu protein itu butuh waktu berhari-hari. Tapi dalam sel cukup hanya satu menit. Alat komputer yang diprogram Tuhan rupanya masih jauh lebih unggul daripada komputer yang dicoba dibikin oleh salah satu jenis makhluknya, yakni manusia.
Sintesa protein diawali sejak tahap transkripsi dalam inti. Transkripsi bisa mulai jika lilitan DNA lepas terentang dari nukleosom. Ini dipicu oleh hormon atau bahan pengaktif gen lain yang merangsang sel pada plasmalema. Disusul dengan lepasnya ikatan lilitan kedua atas yang berpasangan. Lalu transkripsi berlangsung dengan katalisa enzim RNA polimerase. Ada enzim menyambung-nyambungkan ekson dalam proses pematangan RNA, dan dikira digarap oleh intron gen bersangkutan sendiri. Ada pula enzim yang khusus untuk mendorong perikatan asam amino dengan RNAt, disebut aminoasil RNAt sintetase. Lalu ada enzim yang khusus menguntaikan satu asam amino yang diangkut RNAt dengan peptida (untaian asam amino) yang sudah terbentuk, disebut peptidil transferase.
Pada suatu ketika nanti urutan kodon pada RNAm sampai pada kodon stop. Maka kedatangan RNAt membawa asam amino baru tidak diterima lagi.
Satu kelenjar menggetahkan beberapa jenis protein. Misalnya kelenjar ludah di mulut, sel-selnya mensintesa beberapa jenis protein, yaitu musin, lisozim, dan ptialin. Musin untuk membina air ludah sendiri, lisozim adalah enzim yang bekerja untuk menghancurkan kuman yang masuk mulut, atau terbawa dalam makanan atau minuman. Sedangkan ptialin adalah enzim yang bekerja mengurai pati untuk jadi disakarida.
Pankreas juga mensintesa beberapa macam protein. Terutama musin, protease, lipase, dan karbohidrase. Tiga yang belakangan adalah enzim pencernaan yang bekerja dalam usus dua belas jari (duodenum).
Pankreas itu adalah double kelenjar, selain sebagai eksokrin juga endokrin. Sebagai endokrin ia mensintesa hormon insulin dan glukagon, keduanya bekerja untuk mengontrol metabolisme glukosa. Jadi sel-sel pankreas mensintesa banyak macam protein, dan pada umumnya tiap macam zat disintesa oleh jenis sel khusus. Untuk mensintsa protease beda selnya dengan yang untuk mensintesa insulin ataupun glukagon.
Proses sintesa bisa terganggu oleh infeksi kuman atau obat. Kuman yang menginfeksi sel secara intraseluler terutama ialah virus. Gen-gen virus mendorong gen-gen sel inang untuk tidak mensintesa protein secara reguler, tetapi hanya mensintesa protein selaput tubuhnya saja. Ingat, virus ini terdiri dari selaput (kapsid) dan teras. Selaput terdiri dari protein, teras dari asam nukleat (DNA atau RNA).
Sementara itu virus juga memberi keuntungan bagi kehidupan masyarakat modern. Yang menguntungkan itu ialah virus yang menghasilkan enzim reverse transkriptasi yang dapat mendorong sintesa DNA dari RNA. Yang lain ialah virus AIDS (aquired immune defisiency syndrome). Virus ini memiliki gen aktivator sintesa protein yang luar bisa. Oleh zat ini sel inang dapat mensintesa protein 2.000 kali lebih banyak dari biasa, sehingga dapat dimanfaatkan orang untuk memproduksi protein besar-besaran.
Obat yang dapat mengganggu sintesa protein terutama dari golongan antibiotika. Misalnya kloroamfenikol, sikloheksamida, puromisin, rifamisin, streptomisin, eritromisin, dan tetrasiklin. Di antaranya ada yang mengganggu sintesa protein pada bakteri saprofit usus saja, ada pula pada hewan tinggi dan orang. Penisilin dan amfisilin tidak menghambat sintesa protein tetapi hanya menghambat pembentukan dinding sel pada bakteri menyebabkan mikroba itu mati. Padahal bakteri yang hidup saprofit dalam usus besar itu menghasilkan beberapa jenis vitamin (B kompleks dan K). Kalau pasien diberi obat yang menghambat sintesa protein dan pembikinan dinding sel, perlulah dia diberi suplemen vitamin.






DAFTAR PUSTAKA

Campbell. Dkk. Biologi. Jakarta: Erlangga
Wildan, Yatim. Sintesis Protein. http://kompas.com/kompas-cetak/0011/03/ iptek /sint40.htm. [12 Januari 2008].
http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1999/illpres/signalpep.gif
http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping /Praweda/Biologi /0128% 20Bio%203-2i.htm

Tidak ada komentar:

Posting Komentar