`` A. Struktur
Ribosom
Ribosom
merupakan partikel yang padat terdiri dari ribonukleoprotein. Ribosom ada yang tersebar secara bebas di
sitoplasma dan ada yang melekat pada
permukaan external dari membran Retikulum
Endoplasma. Ribosom ini adalah organel yang memungkinkan terjadinya sintesa protein. Strukur dari
ribosom memilki sifat sebagai berikut :
1. Bentuknya
universal, pada potongan longitudinal berbentuk elips.
2. Pada
teknik pewarnaan negatif, tampak adanya satu alur transversal, tegak lurus pada
sumbu, terbagi dalam dua sub unit yang memiliki dimensi berbeda.
3. Setiap
sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit
Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk
keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil).
Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar
dan 40S untuk yang kecil).
4. Dimensi
ribosom serta bentuk menjadi bervariasi. Pada prokariot, panjang ribosom adalah
29 nm dengan besar 21 nm. Dan
eukariot, ukurannya 32 nm dengan besar 22 nm.
5. Pada prokariot sub unitnya kecil, memanjang, bentuk
melengkung dengan 2 ekstremitas, memiliki 3 digitasi, menyerupai kursi. Pada eukariot, bentuk sub unit besar menyerupai ribosom E.
coli.
Berikut skema struktur riosom:
Berikut
adalah bagan perbandingan komposisi ribosom pada eukariotik dan prokariotik :
Komposisi kimia dari ribosom antara lain sebagai berikut :
1.
Asam Nukleat
Ribosom
a. Sub
unit besar dibentuk dari protein dan RNA dalam kuantitas yang seimbang, 2 tipe RNA, yakni:
- Satu rRNA 28S
- Satu rRNA SS
b.
Sub unit kecil mengandung r RNA 18s
Diketahui bahwa, dengan
ketiadaan RNA 185, maka sub unit besar tidak dapat berasosiasi pada sub unit
kecil. Sedangkan RNA 28s memungkinkan asosiasi tersebut. RNA SS melekat pada
sequence asam nukleat ini yaitu tRNA. Bilamana terbaca maka tRNA melekat pada
site yang merupakan bagian RNA 285. Perpindahan dari tRNA yang melekat pada
molekul mRNA menyebabkan pergerakan translasi mRNA masing-masing.
2..Protein Ribosomal
a. Sub
unit kecil (30S prokariot): 21 protein digambarkan berturut-turut dengan huruf
S dan satu angka antara 1 dan 21 (S1, S2, S21). Berat moleku130.000 - 40.000
Dalton. Berada pada permukaan ribosom, mengelilingi rRNA. Protein memainkan
peranan sebagai reseptor pada faktor pemanjangan sedangkan yang lainnya
mengontrol transducti.
b.
Sub unit besar: 33 protein dikenal sebagai Li sampai L33.
Terlibat dalam:
-
Translokasi oleh adanya GTP (melekat pada ribosam) yang
memberikan energi untuk memindahkan inRNA dan pembebasan tRNA asetil.
- Fiksasi (protein L7 dan L1z) dari suatu faktor
pemanjangan (EF-6)
dibentuk dan suatu asetil-NH2
baru.
- Dalam konstruksi suatu alur longitudinal,
menempatkan rantai protein dengan pembentukan dan melindunginya meiawan enzim
proteolitik. Alur ini memiliki panjang sesuai dengan rantai polipeptida 35
asetil-NH2.
B. Translasi
Sebelum pembelahan sel, DNA di
dalam kromosom mengganda sehingga setiap sel anak memiliki kromosom yang sama.
DNA bertanggungjawab untuk mengkode semua protein. Setiap asam amino di kode
oleh satu atau lebih triplet nukleotida. Kode ini dihasilkan dari satu untai
DNA melalui proses yang disebut dengan transkripsi. Proses ini menghasilkan
mRNA yang akan dibawa keluar dari inti untuk selanjutnya diterjemahkan menjadi
protein. Hal ini dapat dilakukan karena pada sitoplasma terdapay kelompok
ribosom yang disebut dengan poliribosom. Atau dapat dilakukan pada ribosom yang
menempel pada reticulum endoplasma.
Kode seperti yang disebut di atas diterjemahkan pada suatu struktur yang
disebut ribosom yang juga dibuat di dalam inti. Ribosom
ini merupakan tempat bagi mRNA di mana mRNA akan terikat. Asam amino untuk
sintesis protein akan di bawa ketempat ini oleh RNA transfer (tRNA). Setiap
tRNA memiliki triplet yang akan berikatan dengan urutan nuklotida yang sesuai
pada mRNA. Sebagai contoh fenil alanin yang terikat pada tRNA yang miliki
tiplet AAA (adenin-adenin-adenin) akan berikatan dengan urutan nukleotida yang
sesuai pada mRNA yaitu UUU (urasil, urasil, urasil).
Inisiasi
Gambar
di bawah memperlihatkan proses inisiasi. Proses tersebut dimulai ketika ribosom
subunit kecil berikatan dengan mRNA. Inisiator tRNA yang membawa metionin
berikatan pada daerah AUG yang mengkode asam amino metionin. Selanjutnya
ribosom sub unit besar akan menempel Pada ribosom subunit kecil. Catatan, sisi A
dan sisi P merupakan tempat pengikatan tRNA.
Elongasi
Pada gambar di di bawah terlihat bahwa kompoleh tRNA bergerak dari sisi A ke sisi
P. Sisi A meruapakan tempat bagi tRNA berikitnya. Pada contoh ini adalah tRNA
yang membawa prolin yang dibawa oleh tRNA yang memiliki kode GGC. tRNA ini akan
berpasangan dengan urutan nukleotida CCG pada mRNA. Setelah menempel pada
sisi A, metionin dan protein akan diikat oleh ikatan peptida. Selanjutnya tRNA
yang pertama (yang membawa metionin) akan meninggalkan ribosom dan tRNA yang
membawa prolin akan berpindah kesisi A. Ribosom selanjunya akan bergerak ke
triplet berikutnya dengan arah 5' - 3' (ditunjukkan oleh arah panah pada mRNA).
Sedangkan tRNA akan bergerak dari arah 3' – 5.
Ribosom
selanjutnya akan membaca kode dengan arah 5' - 3' dan menambahkan asam amino
pada rantai peptide. Pada gambar tRNA yang membawa glisin yang dikode oleh CCA,
berpasangan dengan basa GGU pada mRNA. Proses ini akan berjalan terus sampai
mencapai stop codon. Pada gambar di bawah diperlihatkan dengan tanda merah.
Akhir Translasi (Terminasi)
Ketika
robosom mencapai stopkodon, dan tidak ada tRNA yang menempel maka ribosom sub
uni kecil dan besar akan terpisah dan meninggalkan mRNA.
Kode Genetik
Kode
genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA utnuk
menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein. Informasi pada kode
genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan
susunan asam amino.
Para
peneliti melakukan penelitian pada bakteri E. Coli mula mula digunakan basa
nitrogen singlet maka diper oleh 4 asam amino saja yang dapat diterjemahkan
padahal ke 20 asam amino ini harus diterjemahkan semua agar protein yang
dihasilkan dapat digunakan, kemudian para ilmuwan mencobalagi dengan kodon
duplet dan baru dapat untuk menterjemahlkan 16 asam amino ini pun belum cukup
juga. Kemudian dicoba dengan triplet dan dapat menterjemahkan 64 asam amino hal
ini tidak mengapa sekalipun melebihi 20 asam amino toh dari 64 asam amino yang
diterjemahkan ada yang memilii simbul/fungsi yang sama diantaranya (kodon asam
assparat (GAU dan GAS) sama dengan asam-asam tirosin(UAU, UAS) sama juga dengan
triptopan (UGG) bahkan ini sangat menguntungkan pada proses pembentukkan
protein karena dapat menggantikan asam amino yang kemungkinan rusan selain itu
dari 20 asam amino diantaranya ada yang berfungsi sebagai agen pemotong gen
atau tidak dapat bersambung lagi dengan doubel helix asam amino yang berfungsi
sebagai agen pemotong gen diantaranya (UAA, UAG, UGA) Beberapa sifat dari
kode triplet diantaranya: Kode genetik ini mempunyai banyak sinonim sehingga
hampir setiap asam amino dinyatakan oleh lebih dari sebuah kodon. Contoh semua
kodon yang diawali dengan SS memperinci prolin (SSU, SSS, SSA dan SSG) semua
kodon yang diawali dengan AS memperinci treosin (ASU, ASS, ASA, ASG). Tidak
tumpang tindih, artinya tiada satu basa tungggalpun yang dapat mengambil bagian
dalam pembentukan lebih dari satu kodon, sehingga 64 itu berbeda-beda
nukleotidanya.
Kode genetik dapat mempunyai dua arti yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino.
Kode genetik dapat mempunyai dua arti yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino.
Semenjak
tahun 1960an semakin nyata bahwa ada paling sedikit tiga residu nukleotida DNA
diperlukan untuk mengkode untuk masing-masing asam amino. Empat huruf kode DNA
(A, T, G, dan C) dalam grup dua huruf menghasilkan 42 =16 kombinasi yang
berbeda, tidak cukup untuk mengkode 20 asam amino. Empat basa tiga huruf
menghasilkan 43 =64 kombinasi yang berbeda. Genetik eksperimen awal membuktikan
bahwa tidak hanya kode genetik atau kodon untuk asam amino berupa susunan tiga
huruf (triplet) dari nukleotida tetapi juga bahwa kodon tidak tumpang-tindih
dan tidak ada jeda antara kodon residu asam amino yang berurutan. Susunan asam
amino protein kemudian digambarkan oleh suatu susunan yang linier dari kodon
triplet yang berdekatan. Kodon yang pertama pada susunan metapkan suatu
kerangka pembacaan(reading frame), di mana kodon yang baru memulai pada setiap
tiga residu nukleotida. Pada skema ini, ada tiga kerangka pembacaan yang
mungkin untuk setiap urutan DNA yang diberi, dan masing-masing secara umum akan
memberi suatu urutan berbeda terhadap kodon.
Pada
tahun 1961 Marshall Nirenberg dan Heinrich Matthaei mengumumkan hasil observasi
yang mengusulkan terobosan pertama. Mereka menginkubasi polyribonucleotide
polyuridylate sintetis (poly(U) yang didesign) dengan ekstrasi E. coli, GTP,
dan campuran 20 asam amino dalam 20 tabung berbeda. Pada masing-masing tabung
suatu asam amino yang berbeda diberi label secara radioaktif. Poly(U) dapat
dikatakan sebagai mRNA tiruan yang berisi triplet UUU berurutan, dan triplet
ini harus mempromosikan sintesis polipeptida hanya dari salah satu 20 asam
amino yang berbeda –yang dilabel dengan triplet UUU. Suatu polipeptida radioaktif
dibentuk di dalam salah satu dari 20 tabung, yang berisi fenilalanin
radioaktif. Nirenberg dan Matthaei menyimpulkan bahwa triplet UUUcocok untuk
fenilalanin. Pendekatan yang sama mengungkapkan bahwa polyribonucleotide
polycytidylate atau poly(C) sintetis mengkode formasi.
Polipeptida yang hanya berisi prolina (polyproline), dan ilyadenylate atau poly(A) mengkode polylysine. Dengan demikian triplet CCC mengkode daftar prolina dan triplet AAA untuk lisina. Polinukleotida sintetik yang digunakan dalam eksperimen dibuat sedemikian dengan aksi fosforilase polinukleotida, menganalisis formasi polimer RNA dari ADP, UDP, CDP dan GDP. Enzim ini tidak memerlukan template polimer dan membuat polimer dengan sebuah komposisi basa bahwa secara langsung mencerminkan konsentrasi yang relatif dari precursor nukleotida 5'-diphosphate di dalam medium. Jika fosforilase polynukleotida diperkenalkan dengan UDP, hal ini hanya poly(U). Jika diperkenalkan dengan suatu campuran dari lima bagian ADP dan satu CDP, akan membuat polimer di mana 65 residu adalah adenylate dan 61sytidylate. Polimer acak seperti itu mungkin memiliki banyak triplet urutan AAA, sedikit triplet AAC, ACA, dan CAA, beberapa triplet ACC, CCA, dan CAC, dan sangat sedikit; triplet CCC (Tabel 26-1). Dengan penggunaan mRNA tiruan yang berbeda yang dibuat dari fosforilase polinukleotida dari campuran permulaan ADP, GDP, UDP, dan CDP yang berbeda, komposisi basa triplet yang mengkode hampir semua asam amino diidentifikasi segera.
Polipeptida yang hanya berisi prolina (polyproline), dan ilyadenylate atau poly(A) mengkode polylysine. Dengan demikian triplet CCC mengkode daftar prolina dan triplet AAA untuk lisina. Polinukleotida sintetik yang digunakan dalam eksperimen dibuat sedemikian dengan aksi fosforilase polinukleotida, menganalisis formasi polimer RNA dari ADP, UDP, CDP dan GDP. Enzim ini tidak memerlukan template polimer dan membuat polimer dengan sebuah komposisi basa bahwa secara langsung mencerminkan konsentrasi yang relatif dari precursor nukleotida 5'-diphosphate di dalam medium. Jika fosforilase polynukleotida diperkenalkan dengan UDP, hal ini hanya poly(U). Jika diperkenalkan dengan suatu campuran dari lima bagian ADP dan satu CDP, akan membuat polimer di mana 65 residu adalah adenylate dan 61sytidylate. Polimer acak seperti itu mungkin memiliki banyak triplet urutan AAA, sedikit triplet AAC, ACA, dan CAA, beberapa triplet ACC, CCA, dan CAC, dan sangat sedikit; triplet CCC (Tabel 26-1). Dengan penggunaan mRNA tiruan yang berbeda yang dibuat dari fosforilase polinukleotida dari campuran permulaan ADP, GDP, UDP, dan CDP yang berbeda, komposisi basa triplet yang mengkode hampir semua asam amino diidentifikasi segera.
Ditahun
1964 Nirenberg dan Filipus menemukan terobosan baru. Mereka menemukan bahwa ribosom bakteri E.coli yang terisolasi akan mengikat
suatu aminoasil-tRNA khusus jika polinukleotida sintetik yang sesuai ada.
Sebagai contoh, ribosom yang diinkubasi dengan
poly(U) dan phenylalanyl-tRNAPhe(atau Phti-tRNAPhe) akan mengikat kedua
polimer, tetapi jika ribosomd iinkubasi dengan poly(U) dan beberapa
aminoacyU-tRNA yang lain, aminoasil-tRNA itu tidak akan terikat karena itu
tidak akan mengenali triplet UUU pada poly(U), perlu dicatat bahwa oleh
konvensi, identitas tRNA ditandai superscript dan aminoacylated-tRNA ditandai
dengan nama yang menyambung garis. Sebagai contoh, aminoacylated tRNAALa yang
benar adalah alanyl-tRNA Ala atau Ala-tRNAAla. Jika tRNA tersebut adalah salah
aminoacylated, misalkan dengan valina, akan memiliki Val-tRNAAla.)
Polinukleotida terpendek yang bisa mempromosikan ikatan khusus Phe-tRNAPhe
adalah trinucleotida UUU. Dengan menggunakan trinucleotida sederhana dari
urutan yang dikenal, hal ini mungkin untuk menentukan aminoasil-tRNA yang mana
yang terikat dengan masing-masing dari sekitar 50 dari 64 kodon triplet yang
mungkin. Beberapa kodon, baik tidak ada aminoasil-tRNA akan berikatan, atau
lebih dari satu terikat. Metoda lain diperlukan untuk melengkapi dan
mengkonfirmasikan seluruh kode genetik. Saat ini, suatu pendekatan yang
komplementer diperkenalkan oleh H.Gobind Khorana, yang mengembangkan
metoda-metoda untuk mensintesis polyribonucleotida dengan yang digambarkan,
susunan pengulangan dari dua sampai empat basa. Polipeptida yang dihasilkan
dengan memakai RNAs ini sebagai pengirim pesan (messanger) mempunyai satu atau
beberapa asam amino dengan pola berulang. Pola-pola ini, ketika dikombinasikan
dengan informasi dari polimer acak yang digunakan oleh Nirenberg dan rekan-rekannya,
memunculkan tugas kodon yang tidak jelas. Polipeptida yang disintesis responnya
atas polimer ini ditemukan untuk memiliki jumlah treonina dan histidina yang
sama. Dengan cara yang sama, satu RNA dengan tiga basa pada pola pengulangan
harus menghasilkan tiga jenis polipeptida yang berbeda. Masing-masing
polipeptida berasal dari kerangka pembacaan (reading frame) yang berbeda dan
berisi suatu jenis asam amino. Satu RNA dengan empat basa pada pola pengulangan
harus menghasilkan satu jenis polipeptida dengan pola pengulanga empat asam
amino. Hasil dari semua percobaan dengan polimer ini menghasilkan tugas dari
kodon 61 dan 64 yang mungkin. Dan tiga yang lain diidentifikasi sebagai kodon
penghentian (termination), sebagian karena ketiganya mengacaukan pola
persandian asam amino ketika dimasukkan dalam urutan dari RNA polimer sintetis.
Dengan pendekatan ini, urutan basa dari semua kode triplet masing-masing asam
amino dibentuk tahun 1966. Sejak itu, kode ini telah diuji melalui banyak cara.
"kamus" lengkap kodon untuk asam amino ditunjukan oleh Gambar 26-7.
Urutan kode genetik diakui sebagi penemuan terbesar di tahun 1060an.
Kode
genetik mempunyai beberapa karakteristik penting
Kunci organisasi informasi genetika dalam protein dapat ditemukan pada kodon dan pada susunan kodon pada kerangka pembacaan(reading frame). Perlu diingat bahwa tanpa tanda baca atau isyarat diperlukan untuk menandai ujung kodon dan permulaan kodon berikutnya. Kerangka pembacaan harus ditetapkan dengan benar pada permulaan molekul mRNA dan lalu dipindahkan secara berurutan dari satu triplet ke triplet berikutnya. Jika kerangka pembacaan awal diputus oleh satu atau dua basa, atau jika ribosom tanpa sengaja melompati suatu nukleotida dalam mRNA, semua kodon berikutnya akan berantakan dan akan menjurus kepada pembentukan protein "missense" dengan susunan asam amino yang kacau. Beberapa kodon memiliki fungsi khusus. Kodon inisiasi, AUG, menandakan awal dari rantai polipeptida. AUG tidak hanya adalah kodon inisiasi dari prokaryota dan eukaryot tetapi juga mengkode residu Met pada posisi internal polipeptida. Dari 64 triplet nukleotida yang mungkin, tiga (UAA, UAG, dan UGA) tida mengkode asam amino yang dikenal ketiganya dikenal sebagai kodon penghentian (termination) (juga disebut stop codon atau nonsense codon), yang secara normal menandai akhir sintesis rantai polipeptida. Ketiga kodon penghentian dinamai "nonsense codon" karena kodon-kodon ini pertama kali ditemukan berasal dari mutasi basa tunggal bakteri E.coli di mana rantai polipeptida tertentu diakhiri secara prematur. Mutasi nonsens ini, dinamai amber, ochre, dan opal, membantu identifikasi yang mungkin dari UAA, UAG, dan UGA sebagai kodon penghentian. Pada urutan acak nukleotida, satu dari setiap 20 kodon pada masing-masing kerangka pembacaan, rata-rata, merupakan kodon penghentian. Dimana kerangka pembacaan ada tanpa kodon penghentian dari 50 atau lebih kodon, daerah itu disebut satu kerangka pembacaan terbuka (open reading frame). Kerangka pembacaan terbuka panjang biasanya berhubungan dengan gen yang mengkode protein. Pengkodean gen protein khusus tak terputuskan dengan berat molekular 60,000 akan memerlukan open reading frame dengan 500 atau lebih kodon. Lihat Kotak 26-1 (p. 900) untuk melihat beberapa perkecualian dari pola umum ini.
Kunci organisasi informasi genetika dalam protein dapat ditemukan pada kodon dan pada susunan kodon pada kerangka pembacaan(reading frame). Perlu diingat bahwa tanpa tanda baca atau isyarat diperlukan untuk menandai ujung kodon dan permulaan kodon berikutnya. Kerangka pembacaan harus ditetapkan dengan benar pada permulaan molekul mRNA dan lalu dipindahkan secara berurutan dari satu triplet ke triplet berikutnya. Jika kerangka pembacaan awal diputus oleh satu atau dua basa, atau jika ribosom tanpa sengaja melompati suatu nukleotida dalam mRNA, semua kodon berikutnya akan berantakan dan akan menjurus kepada pembentukan protein "missense" dengan susunan asam amino yang kacau. Beberapa kodon memiliki fungsi khusus. Kodon inisiasi, AUG, menandakan awal dari rantai polipeptida. AUG tidak hanya adalah kodon inisiasi dari prokaryota dan eukaryot tetapi juga mengkode residu Met pada posisi internal polipeptida. Dari 64 triplet nukleotida yang mungkin, tiga (UAA, UAG, dan UGA) tida mengkode asam amino yang dikenal ketiganya dikenal sebagai kodon penghentian (termination) (juga disebut stop codon atau nonsense codon), yang secara normal menandai akhir sintesis rantai polipeptida. Ketiga kodon penghentian dinamai "nonsense codon" karena kodon-kodon ini pertama kali ditemukan berasal dari mutasi basa tunggal bakteri E.coli di mana rantai polipeptida tertentu diakhiri secara prematur. Mutasi nonsens ini, dinamai amber, ochre, dan opal, membantu identifikasi yang mungkin dari UAA, UAG, dan UGA sebagai kodon penghentian. Pada urutan acak nukleotida, satu dari setiap 20 kodon pada masing-masing kerangka pembacaan, rata-rata, merupakan kodon penghentian. Dimana kerangka pembacaan ada tanpa kodon penghentian dari 50 atau lebih kodon, daerah itu disebut satu kerangka pembacaan terbuka (open reading frame). Kerangka pembacaan terbuka panjang biasanya berhubungan dengan gen yang mengkode protein. Pengkodean gen protein khusus tak terputuskan dengan berat molekular 60,000 akan memerlukan open reading frame dengan 500 atau lebih kodon. Lihat Kotak 26-1 (p. 900) untuk melihat beberapa perkecualian dari pola umum ini.
Barangkali
ciri kode genetik yang paling mencolok adalah degenerate (degenerasi),
maksudnya suatu asam amino yang diuji bisa dispesifikasi lebih dari satu kodon.
Hanya metionin dan triptofan yang mempunyai kodon tunggal. Degenerasi tidak
berarti tak sempurna; kode genetik jelas karena tidak ada kodon yang mengkode
asam amino lebih dari satu. Perlu diketahui bahwa degenerasi kode tidaklah
seragam. Sebagai contoh, leusina dan serina mempunyai enam kodon, glisina dan
alanina mempunyai empat kodon, dan glutamat, tirosina, dan histidina mempunyai
dua kodon. Ketika satu asam amino mempunyai kodon ganda, perbedaan antara kodon
biasanya terlihat pada basa yang ketiga (pada ujung 3'). Sebagai contoh,
alanina dikode oleh triplet GCU, GCC, GCA, dan GCG. Kodon tersebut, hampir
semua asam amino disimbolkan dengan XY GA atau XY CU. Dua huruf pertama dari
tiap kodon kemudian faktor penentu yang utama dari kekhususan. Hal ini
memberikan beberapa konsekuensi yang menarik.
Struktur dan Fungsi Ribosom
Sabtu, 28 Agustus 2010
Ribosom merupakan organel sel yang bentuknya kecil berupa butiran nukleoprotein. Pada sel eukariotik, ribosom berbentuk bulat dengan diameter 25 nm, sedangkan pada sel prokariotik lebih kecil lagi.Ribosom tersusun atas subunit besar dan subunit kecil.
Di dalamnya, berisi RNA ribosom (RNAr) dan protein. Fungsi ribosom adalah sebagai tempat sintesis protein. Perhatikan Gambar:
Pada permukaan ribosom, butiran nukleoprotein memiliki dua letak persebaran. Butiran nukleoprotein yang tersebar bebas pada sitoplasma disebut ribosom bebas. Sementara, butiran nukleoprotein yang menempel pada permukaan retikulum endoplasma disebut ribosom terikat. Ribosom bebas berperan dalam proses sintesis enzim. Enzim yang dihasilkan berfungsi menjadi katalisator di dalam cairan sitosol. Adapun ribosom terikat berguna dalam sintesis protein.
Ribosom berupa organel kecil
berdiameter antara 17-20 µm
yang tersusun oleh RNA robosom dan protein. Ribosom
terdapat pada semua sel hidup.
Ribosom merupakan tempat sel
membuat atau mensintesisi protein.
Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki
jumlah ribosom yang sangat banyak. Misal, sel hati manusia memiliki beberapa
juta ribosom. Tidak mengejutkan jika sel yang aktif dalam mensintesis protein
juga memiliki nukleus yang terlihat jelas.
Ribosom ada yang terdapat bebas
di sitoplasma atau melekat pada retikulum endoplasma, yang disebut RE kasar. Tiap ribosom terdiri dari 2 sub unit
yang berbeda ukuran. Dua sub unit ini saling berhubungan dalam suatu ikatan
yang distabilkan oleh ion magnesum.
Pada saat sintesis protein
ribosom mengelompok menjadi poliribosom (polisom). Sebagian besar protein dibuat oleh ribosom bebas akan
berfungsi di dalam sitosol. Sedang ribosom terikat umumnya membuat protein yang
dimasukkan ke dalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti
lisosom atau dikirim ke luar sel.
Ribosom bebas maupun terikat
secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat. Sel dapat menyesuaikan jumlah
relatif dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismenya berubah.
Gbr. Ribosom, memiliki 2 sub unit besar dan kecil
Gbr. Ribosom. Sub Unit Kecil dan besar bersatu
Struktur ribosom
Pengetahuan tentang struktur ribosom telah berkembang lebih dari 50 tahun yang lalu. Semula disebut microsome, ribosom pertama yang teramati pada awal abad ke 20 seperti partikel yang sangat kecil yang sulit diamati dengan mikroskop biasa. Pada tahun 1940 dan 1950, mikrograf elektron pertama memperlihatkan ribosom bakteri berbentuk lonjong (oval), dengan dimensi 29 nm × 21 nm, lebih kecil dari ribosom eukariotic. Pada pertengahan 1950, penemuan ribosom sebagai tempat sintesis protein memacu percobaan‐percobaan untuk menjelaskan struktur partikel ini lebih rinci lagi.
Mikroskop memang sangat membantu dalam memahami struktur ribosom, namun dalam perkembangan selanjutnya justru analisis komponen dengan ultrasentrifugasi yang dapat memahami struktur ribosom secara terperinci. Dengan menggunakan teknik ini, ribosom utuh (Intact) eukariot diketahui mempunyai koefisien sedimentasi (pengendapan) 80S, sedangkan ribosom utuh bakteria mempunyai koefisien sedimentasi 70S, dan masing‐masing ribosom dapat dipisahkan lagi menjadi komponen yang lebih kecil :
• Setiap ribosom terdiri dari dua subunit.
• Pada eukariot terdiri dari 60S dan 40S;
• Pada bakteri terdiri dari 50S and 30S.
Perhatikan bahwa koefisien sedimentasi tidak bersifat aditif sebab koefisien sedimentasi tergantung pada bentuk dan massa molekul.
• Subunit besar ribosom mengandung beberapa rRNA:
• tiga rRNA (28S, 5.8S dan 5S rRNA) pada eukariot
• dua rRNA (23S and 5S rRNA) pada bakteria.
Pada bakteria, rRNA yang ekuivalen dengan 5.8S rRNA eukariotik terkandung dalam 23S rRNA
• Subunit kecil ribosom terdiri dari rRNA tunggal:
• 18S rRNA pada eukariot dan
• 16S rRNA pada bakteria.
• Keuda subunit ribosom mengandung bermacam‐macam protein ribosomal.
• Protein ribosomal subunit kecil disebut S1, S2, dan seterusnya
• Protein ribosomal subunit besar disebut L1, L2, dan seterusnya
Sumber : GENOMES TA BROWN (2002)
Pengetahuan tentang struktur ribosom telah berkembang lebih dari 50 tahun yang lalu. Semula disebut microsome, ribosom pertama yang teramati pada awal abad ke 20 seperti partikel yang sangat kecil yang sulit diamati dengan mikroskop biasa. Pada tahun 1940 dan 1950, mikrograf elektron pertama memperlihatkan ribosom bakteri berbentuk lonjong (oval), dengan dimensi 29 nm × 21 nm, lebih kecil dari ribosom eukariotic. Pada pertengahan 1950, penemuan ribosom sebagai tempat sintesis protein memacu percobaan‐percobaan untuk menjelaskan struktur partikel ini lebih rinci lagi.
Mikroskop memang sangat membantu dalam memahami struktur ribosom, namun dalam perkembangan selanjutnya justru analisis komponen dengan ultrasentrifugasi yang dapat memahami struktur ribosom secara terperinci. Dengan menggunakan teknik ini, ribosom utuh (Intact) eukariot diketahui mempunyai koefisien sedimentasi (pengendapan) 80S, sedangkan ribosom utuh bakteria mempunyai koefisien sedimentasi 70S, dan masing‐masing ribosom dapat dipisahkan lagi menjadi komponen yang lebih kecil :
• Setiap ribosom terdiri dari dua subunit.
• Pada eukariot terdiri dari 60S dan 40S;
• Pada bakteri terdiri dari 50S and 30S.
Perhatikan bahwa koefisien sedimentasi tidak bersifat aditif sebab koefisien sedimentasi tergantung pada bentuk dan massa molekul.
• Subunit besar ribosom mengandung beberapa rRNA:
• tiga rRNA (28S, 5.8S dan 5S rRNA) pada eukariot
• dua rRNA (23S and 5S rRNA) pada bakteria.
Pada bakteria, rRNA yang ekuivalen dengan 5.8S rRNA eukariotik terkandung dalam 23S rRNA
• Subunit kecil ribosom terdiri dari rRNA tunggal:
• 18S rRNA pada eukariot dan
• 16S rRNA pada bakteria.
• Keuda subunit ribosom mengandung bermacam‐macam protein ribosomal.
• Protein ribosomal subunit kecil disebut S1, S2, dan seterusnya
• Protein ribosomal subunit besar disebut L1, L2, dan seterusnya
Sumber : GENOMES TA BROWN (2002)
Fungsi Dari Ribosom Bebas
Struktur Dan Fungsi Sel
Salah satu fungsi dari membran sel adl sebagai lalu lintas molekul dan ion secara Sedangkan polipeptida hasil translasi pada ribosom bebas dikirim ke mitokondriahttp://www.scribd.com/doc/34694368/Struktur-Dan-Fungsi-Sel
SATIVA STRUKTUR DAN FUNGSI RIBOSOM
Ribosom mrpkan partikel yg padat terdiri dari ribonukleoprotein. Ribosom ada yg tersebar secara bebas di sitoplasma dan ada yg melekat pada permukaanhttp://oryza-sativa135rsh.blogspot.com/2010/04/struktur-dan-fungsi-ribosom.html
biologyinmind blogspot com
Biasa ikut menempel pada RE atau tersebar bebas di sitoplasma. Fungsi dari ribosom adl sebagai tempat utk sintesis protein. Sewaktu diamati di bawah mikroskophttp://biologyinmind.blogspot.com/rss.xml
Biologi Anatomi Fisiologi Dan Reproduksi Sel
Fungsi dari ribosom adl : tempat sintesis protein. Struktur ini ha dapat dilihat dengan mikroskop elektron. c. Miitokondria (The Power House)http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0112%20Bio%203-1a.htm
STRUKTUR SEL II
Fungsi : transkripsi,qbahan-bahan genetis dan nukleolus replikasi, sintesis ribosom dan RNA, RNA ruang-ruang sisterna hingga Protein dari ribosom bebasqtujuan akhirhttp://www.fk.uwks.ac.id/elib/Arsip/Departemen/Biomedik/presentasi%20kuliah%20II-Organel,%20sitoskeleton%20_%20pertautan%20sel-MAHASISWA%20%5BCompatibility%20Mode%5D.pdf
STRUKTUR DAN BIOSINTESIS PROTEIN RIBOSOM
Ribosom bisa bebas dalam sitoplasma atau melekat pada retikulum endoplasma. Fungsi dari ribosom adl tempat sintesis protein. Ribosom bebas terlihat dalam sintesishttp://www.scribd.com/doc/31759433/STRUKTUR-DAN-BIOSINTESIS-PROTEIN-RIBOSOM
Retikulum endoplasma Wikipedia bahasa Indonesia ensiklopedia bebas
Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar kecil yg tersebar bebas berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yg terdiri darihttp://id.wikipedia.org/wiki/Retikulum_endoplasma
nemo
Fungsi dari ribosom adl : tempat sintesis protein. Struktur ini ha dapat Konstanta Boltzmann, Entropi, Energi bebas, Panas, Fungsi partisi, Suhuhttp://ipa-ipa-pengetahuanalam.blogspot.com/
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL New Ppt Presentation
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL new - A PowerPoint presentation dan menyimpulkan Tiap Makhluk hidup terdiri dari sel SEL Vakuola Ribosom bebas RE kasar Nukleus Membran intihttp://www.authorstream.com/Presentation/aSGuest56190-446466-struktur-dan-fungsi-sel-new/
Protein Wikipedia bahasa Indonesia ensiklopedia bebas
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yg berarti Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Protein
Fungsi Dari Ribosom Bebas
Struktur Dan Fungsi Sel
Salah satu fungsi dari membran sel adl sebagai lalu lintas molekul dan ion secara Sedangkan polipeptida hasil translasi pada ribosom bebas dikirim ke mitokondriahttp://www.scribd.com/doc/34694368/Struktur-Dan-Fungsi-Sel
SATIVA STRUKTUR DAN FUNGSI RIBOSOM
Ribosom mrpkan partikel yg padat terdiri dari ribonukleoprotein. Ribosom ada yg tersebar secara bebas di sitoplasma dan ada yg melekat pada permukaanhttp://oryza-sativa135rsh.blogspot.com/2010/04/struktur-dan-fungsi-ribosom.html
biologyinmind blogspot com
Biasa ikut menempel pada RE atau tersebar bebas di sitoplasma. Fungsi dari ribosom adl sebagai tempat utk sintesis protein. Sewaktu diamati di bawah mikroskophttp://biologyinmind.blogspot.com/rss.xml
Biologi Anatomi Fisiologi Dan Reproduksi Sel
Fungsi dari ribosom adl : tempat sintesis protein. Struktur ini ha dapat dilihat dengan mikroskop elektron. c. Miitokondria (The Power House)http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0112%20Bio%203-1a.htm
STRUKTUR SEL II
Fungsi : transkripsi,qbahan-bahan genetis dan nukleolus replikasi, sintesis ribosom dan RNA, RNA ruang-ruang sisterna hingga Protein dari ribosom bebasqtujuan akhirhttp://www.fk.uwks.ac.id/elib/Arsip/Departemen/Biomedik/presentasi%20kuliah%20II-Organel,%20sitoskeleton%20_%20pertautan%20sel-MAHASISWA%20%5BCompatibility%20Mode%5D.pdf
STRUKTUR DAN BIOSINTESIS PROTEIN RIBOSOM
Ribosom bisa bebas dalam sitoplasma atau melekat pada retikulum endoplasma. Fungsi dari ribosom adl tempat sintesis protein. Ribosom bebas terlihat dalam sintesishttp://www.scribd.com/doc/31759433/STRUKTUR-DAN-BIOSINTESIS-PROTEIN-RIBOSOM
Retikulum endoplasma Wikipedia bahasa Indonesia ensiklopedia bebas
Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar kecil yg tersebar bebas berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yg terdiri darihttp://id.wikipedia.org/wiki/Retikulum_endoplasma
nemo
Fungsi dari ribosom adl : tempat sintesis protein. Struktur ini ha dapat Konstanta Boltzmann, Entropi, Energi bebas, Panas, Fungsi partisi, Suhuhttp://ipa-ipa-pengetahuanalam.blogspot.com/
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL New Ppt Presentation
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL new - A PowerPoint presentation dan menyimpulkan Tiap Makhluk hidup terdiri dari sel SEL Vakuola Ribosom bebas RE kasar Nukleus Membran intihttp://www.authorstream.com/Presentation/aSGuest56190-446466-struktur-dan-fungsi-sel-new/
Protein Wikipedia bahasa Indonesia ensiklopedia bebas
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yg berarti Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut di ribosomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Protein
Struktur Ribosom
Ribosom merupakan partikel yang padat terdiri dari
ribonukleoprotein. Ribosom ada yang tersebar secara
bebas di sitoplasma dan ada yang melekat pada permukaan external dari membran Retikulum
Endoplasma.
Ribosom ini adalah organel
yang memungkinkan terjadinya sintesa protein. Strukur
dari ribosom memilki sifat sebagai berikut :
1. Bentuknya
universal, pada potongan longitudinal berbentuk elips.
2. Pada
teknik pewarnaan negatif, tampak adanya satu alur transversal, tegak lurus pada
sumbu, terbagi dalam dua sub unit yang memiliki dimensi berbeda.
3. Setiap
sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit
Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk
keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil).
Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar
dan 40S untuk yang kecil).
4. Dimensi
ribosom serta bentuk menjadi bervariasi. Pada prokariot, panjang ribosom adalah
29 nm dengan besar 21 nm. Dan eukariot, ukurannya 32 nm dengan besar 22 nm.
5. Pada
prokariot sub unitnya kecil, memanjang, bentuk melengkung dengan 2 ekstremitas,
memiliki 3 digitasi, menyerupai kursi. Pada eukariot, bentuk sub unit besar
menyerupai ribosom E. coli. Berikut skema struktur ribosom:
Berikut adalah
bagan perbandingan komposisi ribosom pada eukariotik dan prokariotik :
Komposisi kimia
dari ribosom antara lain sebagai berikut :
1. Asam
Nukleat Ribosom
a. Sub
unit besar dibentuk dari protein dan RNA dalam kuantitas yang seimbang,
mengandung 2 tipe rRNA, yakni:
- Satu rRNA 28S
- Satu rRNA SS
b. Sub
unit kecil mengandung r RNA 18s
Diketahui bahwa, dengan ketiadaan RNA 185, maka sub unit besar tidak
dapat berasosiasi pada sub unit kecil. Sedangkan RNA 28s memungkinkan asosiasi
tersebut. RNA SS melekat pada sequence asam nukleat ini yaitu tRNA. Bilamana
terbaca maka tRNA melekat pada site yang merupakan bagian RNA 285. Perpindahan
dari tRNA yang melekat pada molekul mRNA menyebabkan pergerakan translasi mRNA
masing-masing.
Protein Ribosomal
a. Sub
unit kecil (30S prokariot): 21 protein digambarkan berturut-turut dengan huruf
S dan satu angka antara 1 dan 21 (S1, S2, S21). Berat moleku130.000 - 40.000
Dalton. Berada pada permukaan ribosom, mengelilingi rRNA. Protein memainkan
peranan sebagai reseptor pada faktor pemanjangan sedangkan yang lainnya
mengontrol transducti.
b. Sub
unit besar: 33 protein dikenal sebagai Li sampai L33. Terlibat dalam:
-
Translokasi oleh adanya GTP (melekat pada ribosam) yang
memberikan energi untuk memindahkan inRNA dan pembebasan tRNA asetil.
- Fiksasi (protein L7 dan L1z) dari suatu faktor pemanjangan (EF-6)
-
Dalam pembentukan suatu ikatan peptida antar rantai
peptida yang telah dibentuk dan suatu asetil-NH2 baru.
-
Dalam konstruksi suatu alur longitudinal,
menempatkan rantai protein dengan pembentukan dan melindunginya meiawan enzim
proteolitik. Alur ini memiliki panjang sesuai dengan rantai polipeptida 35
asetil-NH2.
Translasi
Sebelum pembelahan sel, DNA di dalam kromosom mengganda
sehingga setiap sel anak memiliki kromosom yang sama. DNA bertanggungjawab
untuk mengkode semua protein. Setiap asam amino di kode oleh satu atau lebih
triplet nukleotida. Kode ini dihasilkan dari satu untai DNA melalui proses yang
disebut dengan transkripsi. Proses ini menghasilkan mRNA yang akan dibawa
keluar dari inti untuk selanjutnya diterjemahkan menjadi protein. Hal ini dapat
dilakukan karena pada sitoplasma terdapay kelompok ribosom yang disebut dengan
poliribosom. Atau dapat dilakukan pada ribosom yang menempel pada reticulum
endoplasma.
Kode seperti yang disebut di atas diterjemahkan pada suatu struktur
yang disebut ribosom yang juga dibuat di dalam inti. Ribosom ini merupakan
tempat bagi mRNA di mana mRNA akan terikat. Asam amino untuk sintesis protein akan
di bawa ketempat ini oleh RNA transfer (tRNA). Setiap tRNA memiliki triplet
yang akan berikatan dengan urutan nuklotida yang sesuai pada mRNA. Sebagai
contoh fenil alanin yang terikat pada tRNA yang miliki tiplet AAA
(adenin-adenin-adenin) akan berikatan dengan urutan nukleotida yang sesuai
pada mRNA yaitu UUU (urasil, urasil, urasil).
Inisiasi
Gambar di bawah memperlihatkan proses inisiasi. Proses tersebut
dimulai ketika ribosom subunit kecil berikatan dengan mRNA. Inisiator tRNA yang
membawa metionin berikatan pada daerah AUG yang mengkode asam amino metionin.
Selanjutnya ribosom sub unit besar akan menempel Pada ribosom subunit kecil. Catatan, sisi A dan sisi P merupakan
tempat pengikatan tRNA.
Elongasi
Pada gambar di di bawah
terlihat bahwa kompoleh tRNA bergerak dari sisi A ke sisi P. Sisi A meruapakan
tempat bagi tRNA berikitnya. Pada contoh ini adalah tRNA yang membawa prolin
yang dibawa oleh tRNA yang memiliki kode GGC. tRNA ini akan berpasangan dengan
urutan nukleotida CCG pada mRNA. Setelah menempel pada sisi A, metionin
dan protein akan diikat oleh ikatan peptida. Selanjutnya tRNA yang pertama
(yang membawa metionin) akan meninggalkan ribosom dan tRNA yang membawa prolin
akan berpindah kesisi A. Ribosom selanjunya akan bergerak ke triplet berikutnya
dengan arah 5' - 3' (ditunjukkan oleh arah panah pada mRNA). Sedangkan tRNA
akan bergerak dari arah 3' – 5.Ribosom selanjutnya akan membaca kode dengan
arah 5' - 3' dan menambahkan asam amino pada rantai peptide. Pada gambar tRNA
yang membawa glisin yang dikode oleh CCA, berpasangan dengan basa GGU pada
mRNA. Proses ini akan
berjalan terus sampai mencapai stop codon. Pada gambar di bawah diperlihatkan
dengan tanda merah.
Akhir Translasi (Terminasi)
Ketika robosom mencapai stopkodon, dan tidak ada tRNA yang menempel maka ribosom sub uni kecil dan besar akan terpisah dan meninggalkan mRNA.
Kode Genetik
Kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida
pada DNA atau RNA utnuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis
protein. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai
DNA yang akan menentukan susunan asam amino.
Para peneliti melakukan penelitian pada bakteri E. Coli
mula mula digunakan basa nitrogen singlet maka diper oleh 4 asam amino saja
yang dapat diterjemahkan padahal ke 20 asam amino ini harus diterjemahkan semua
agar protein yang dihasilkan dapat digunakan, kemudian para ilmuwan mencobalagi
dengan kodon duplet dan baru dapat untuk menterjemahlkan 16 asam amino ini pun
belum cukup juga. Kemudian dicoba dengan triplet dan dapat menterjemahkan 64
asam amino hal ini tidak mengapa sekalipun melebihi 20 asam amino toh dari 64
asam amino yang diterjemahkan ada yang memilii simbul/fungsi yang sama
diantaranya (kodon asam assparat (GAU dan GAS) sama dengan asam-asam
tirosin(UAU, UAS) sama juga dengan triptopan (UGG) bahkan ini sangat
menguntungkan pada proses pembentukkan protein karena dapat menggantikan asam
amino yang kemungkinan rusan selain itu dari 20 asam amino diantaranya ada yang
berfungsi sebagai agen pemotong gen atau tidak dapat bersambung lagi dengan
doubel helix asam amino yang berfungsi sebagai agen pemotong gen diantaranya
(UAA, UAG, UGA) Beberapa sifat dari kode triplet diantaranya: Kode
genetik ini mempunyai banyak sinonim sehingga hampir setiap asam amino
dinyatakan oleh lebih dari sebuah kodon. Contoh semua kodon yang diawali dengan
SS memperinci prolin (SSU, SSS, SSA dan SSG) semua kodon yang diawali dengan AS
memperinci treosin (ASU, ASS, ASA, ASG). Tidak tumpang tindih, artinya tiada
satu basa tungggalpun yang dapat mengambil bagian dalam pembentukan lebih dari
satu kodon, sehingga 64 itu berbeda-beda nukleotidanya.
Kode genetik dapat mempunyai dua arti yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino.
Kode genetik dapat mempunyai dua arti yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino.
Semenjak tahun 1960an semakin nyata bahwa ada paling
sedikit tiga residu nukleotida DNA diperlukan untuk mengkode untuk masing-masing
asam amino. Empat huruf kode DNA (A, T, G, dan C) dalam grup dua huruf
menghasilkan 42 =16 kombinasi yang berbeda, tidak cukup untuk mengkode 20 asam
amino. Empat basa tiga huruf menghasilkan 43 =64 kombinasi yang berbeda.
Genetik eksperimen awal membuktikan bahwa tidak hanya kode genetik atau kodon
untuk asam amino berupa susunan tiga huruf (triplet) dari nukleotida tetapi
juga bahwa kodon tidak tumpang-tindih dan tidak ada jeda antara kodon residu
asam amino yang berurutan. Susunan asam amino protein kemudian digambarkan oleh
suatu susunan yang linier dari kodon triplet yang berdekatan. Kodon yang
pertama pada susunan metapkan suatu kerangka pembacaan(reading frame), di mana
kodon yang baru memulai pada setiap tiga residu nukleotida. Pada skema ini, ada
tiga kerangka pembacaan yang mungkin untuk setiap urutan DNA yang diberi, dan
masing-masing secara umum akan memberi suatu urutan berbeda terhadap kodon.
Pada tahun 1961 Marshall Nirenberg dan Heinrich Matthaei
mengumumkan hasil observasi yang mengusulkan terobosan pertama. Mereka
menginkubasi polyribonucleotide polyuridylate sintetis (poly(U) yang didesign)
dengan ekstrasi E. coli, GTP, dan campuran 20 asam amino dalam 20 tabung
berbeda. Pada masing-masing tabung suatu asam amino yang berbeda diberi label
secara radioaktif. Poly(U) dapat dikatakan sebagai mRNA tiruan yang berisi
triplet UUU berurutan, dan triplet ini harus mempromosikan sintesis polipeptida
hanya dari salah satu 20 asam amino yang berbeda –yang dilabel dengan triplet
UUU. Suatu polipeptida radioaktif dibentuk di dalam salah satu dari 20 tabung,
yang berisi fenilalanin radioaktif. Nirenberg dan Matthaei menyimpulkan bahwa
triplet UUUcocok untuk fenilalanin. Pendekatan yang sama mengungkapkan bahwa
polyribonucleotide polycytidylate atau poly(C) sintetis mengkode formasi.
Polipeptida yang hanya berisi prolina (polyproline), dan ilyadenylate atau poly(A) mengkode polylysine. Dengan demikian triplet CCC mengkode daftar prolina dan triplet AAA untuk lisina. Polinukleotida sintetik yang digunakan dalam eksperimen dibuat sedemikian dengan aksi fosforilase polinukleotida, menganalisis formasi polimer RNA dari ADP, UDP, CDP dan GDP. Enzim ini tidak memerlukan template polimer dan membuat polimer dengan sebuah komposisi basa bahwa secara langsung mencerminkan konsentrasi yang relatif dari precursor nukleotida 5'-diphosphate di dalam medium. Jika fosforilase polynukleotida diperkenalkan dengan UDP, hal ini hanya poly(U). Jika diperkenalkan dengan suatu campuran dari lima bagian ADP dan satu CDP, akan membuat polimer di mana 65 residu adalah adenylate dan 61sytidylate. Polimer acak seperti itu mungkin memiliki banyak triplet urutan AAA, sedikit triplet AAC, ACA, dan CAA, beberapa triplet ACC, CCA, dan CAC, dan sangat sedikit; triplet CCC (Tabel 26-1). Dengan penggunaan mRNA tiruan yang berbeda yang dibuat dari fosforilase polinukleotida dari campuran permulaan ADP, GDP, UDP, dan CDP yang berbeda, komposisi basa triplet yang mengkode hampir semua asam amino diidentifikasi segera.
Polipeptida yang hanya berisi prolina (polyproline), dan ilyadenylate atau poly(A) mengkode polylysine. Dengan demikian triplet CCC mengkode daftar prolina dan triplet AAA untuk lisina. Polinukleotida sintetik yang digunakan dalam eksperimen dibuat sedemikian dengan aksi fosforilase polinukleotida, menganalisis formasi polimer RNA dari ADP, UDP, CDP dan GDP. Enzim ini tidak memerlukan template polimer dan membuat polimer dengan sebuah komposisi basa bahwa secara langsung mencerminkan konsentrasi yang relatif dari precursor nukleotida 5'-diphosphate di dalam medium. Jika fosforilase polynukleotida diperkenalkan dengan UDP, hal ini hanya poly(U). Jika diperkenalkan dengan suatu campuran dari lima bagian ADP dan satu CDP, akan membuat polimer di mana 65 residu adalah adenylate dan 61sytidylate. Polimer acak seperti itu mungkin memiliki banyak triplet urutan AAA, sedikit triplet AAC, ACA, dan CAA, beberapa triplet ACC, CCA, dan CAC, dan sangat sedikit; triplet CCC (Tabel 26-1). Dengan penggunaan mRNA tiruan yang berbeda yang dibuat dari fosforilase polinukleotida dari campuran permulaan ADP, GDP, UDP, dan CDP yang berbeda, komposisi basa triplet yang mengkode hampir semua asam amino diidentifikasi segera.
Ditahun 1964 Nirenberg dan Filipus menemukan terobosan
baru. Mereka menemukan bahwa ribosom bakteri
E.coli yang terisolasi akan mengikat suatu aminoasil-tRNA khusus jika
polinukleotida sintetik yang sesuai ada. Sebagai contoh, ribosom yang diinkubasi dengan poly(U) dan
phenylalanyl-tRNAPhe(atau Phti-tRNAPhe) akan mengikat kedua polimer, tetapi
jika ribosomd iinkubasi dengan poly(U) dan beberapa aminoacyU-tRNA yang lain,
aminoasil-tRNA itu tidak akan terikat karena itu tidak akan mengenali triplet
UUU pada poly(U), perlu dicatat bahwa oleh konvensi, identitas tRNA ditandai
superscript dan aminoacylated-tRNA ditandai dengan nama yang menyambung garis.
Sebagai contoh, aminoacylated tRNAALa yang benar adalah alanyl-tRNA Ala atau
Ala-tRNAAla. Jika tRNA tersebut adalah salah aminoacylated, misalkan dengan
valina, akan memiliki Val-tRNAAla.) Polinukleotida terpendek yang bisa
mempromosikan ikatan khusus Phe-tRNAPhe adalah trinucleotida UUU. Dengan
menggunakan trinucleotida sederhana dari urutan yang dikenal, hal ini mungkin
untuk menentukan aminoasil-tRNA yang mana yang terikat dengan masing-masing
dari sekitar 50 dari 64 kodon triplet yang mungkin. Beberapa kodon, baik tidak
ada aminoasil-tRNA akan berikatan, atau lebih dari satu terikat. Metoda lain
diperlukan untuk melengkapi dan mengkonfirmasikan seluruh kode genetik. Saat
ini, suatu pendekatan yang komplementer diperkenalkan oleh H.Gobind Khorana,
yang mengembangkan metoda-metoda untuk mensintesis polyribonucleotida dengan
yang digambarkan, susunan pengulangan dari dua sampai empat basa. Polipeptida
yang dihasilkan dengan memakai RNAs ini sebagai pengirim pesan (messanger)
mempunyai satu atau beberapa asam amino dengan pola berulang. Pola-pola ini,
ketika dikombinasikan dengan informasi dari polimer acak yang digunakan oleh
Nirenberg dan rekan-rekannya, memunculkan tugas kodon yang tidak jelas.
Polipeptida yang disintesis responnya atas polimer ini ditemukan untuk memiliki
jumlah treonina dan histidina yang sama. Dengan cara yang sama, satu RNA dengan
tiga basa pada pola pengulangan harus menghasilkan tiga jenis polipeptida yang
berbeda. Masing-masing polipeptida berasal dari kerangka pembacaan (reading
frame) yang berbeda dan berisi suatu jenis asam amino. Satu RNA dengan empat
basa pada pola pengulangan harus menghasilkan satu jenis polipeptida dengan
pola pengulanga empat asam amino. Hasil dari semua percobaan dengan polimer ini
menghasilkan tugas dari kodon 61 dan 64 yang mungkin. Dan tiga yang lain
diidentifikasi sebagai kodon penghentian (termination), sebagian karena
ketiganya mengacaukan pola persandian asam amino ketika dimasukkan dalam urutan
dari RNA polimer sintetis. Dengan pendekatan ini, urutan basa dari semua kode
triplet masing-masing asam amino dibentuk tahun 1966. Sejak itu, kode ini telah
diuji melalui banyak cara. "kamus" lengkap kodon untuk asam amino
ditunjukan oleh Gambar 26-7. Urutan kode genetik diakui sebagi penemuan
terbesar di tahun 1060an.
Kode genetik mempunyai beberapa karakteristik penting
Kunci organisasi informasi genetika dalam protein dapat ditemukan pada kodon dan pada susunan kodon pada kerangka pembacaan(reading frame). Perlu diingat bahwa tanpa tanda baca atau isyarat diperlukan untuk menandai ujung kodon dan permulaan kodon berikutnya. Kerangka pembacaan harus ditetapkan dengan benar pada permulaan molekul mRNA dan lalu dipindahkan secara berurutan dari satu triplet ke triplet berikutnya. Jika kerangka pembacaan awal diputus oleh satu atau dua basa, atau jika ribosom tanpa sengaja melompati suatu nukleotida dalam mRNA, semua kodon berikutnya akan berantakan dan akan menjurus kepada pembentukan protein "missense" dengan susunan asam amino yang kacau. Beberapa kodon memiliki fungsi khusus. Kodon inisiasi, AUG, menandakan awal dari rantai polipeptida. AUG tidak hanya adalah kodon inisiasi dari prokaryota dan eukaryot tetapi juga mengkode residu Met pada posisi internal polipeptida. Dari 64 triplet nukleotida yang mungkin, tiga (UAA, UAG, dan UGA) tida mengkode asam amino yang dikenal ketiganya dikenal sebagai kodon penghentian (termination) (juga disebut stop codon atau nonsense codon), yang secara normal menandai akhir sintesis rantai polipeptida. Ketiga kodon penghentian dinamai "nonsense codon" karena kodon-kodon ini pertama kali ditemukan berasal dari mutasi basa tunggal bakteri E.coli di mana rantai polipeptida tertentu diakhiri secara prematur. Mutasi nonsens ini, dinamai amber, ochre, dan opal, membantu identifikasi yang mungkin dari UAA, UAG, dan UGA sebagai kodon penghentian. Pada urutan acak nukleotida, satu dari setiap 20 kodon pada masing-masing kerangka pembacaan, rata-rata, merupakan kodon penghentian. Dimana kerangka pembacaan ada tanpa kodon penghentian dari 50 atau lebih kodon, daerah itu disebut satu kerangka pembacaan terbuka (open reading frame). Kerangka pembacaan terbuka panjang biasanya berhubungan dengan gen yang mengkode protein. Pengkodean gen protein khusus tak terputuskan dengan berat molekular 60,000 akan memerlukan open reading frame dengan 500 atau lebih kodon. Lihat Kotak 26-1 (p. 900) untuk melihat beberapa perkecualian dari pola umum ini.
Kunci organisasi informasi genetika dalam protein dapat ditemukan pada kodon dan pada susunan kodon pada kerangka pembacaan(reading frame). Perlu diingat bahwa tanpa tanda baca atau isyarat diperlukan untuk menandai ujung kodon dan permulaan kodon berikutnya. Kerangka pembacaan harus ditetapkan dengan benar pada permulaan molekul mRNA dan lalu dipindahkan secara berurutan dari satu triplet ke triplet berikutnya. Jika kerangka pembacaan awal diputus oleh satu atau dua basa, atau jika ribosom tanpa sengaja melompati suatu nukleotida dalam mRNA, semua kodon berikutnya akan berantakan dan akan menjurus kepada pembentukan protein "missense" dengan susunan asam amino yang kacau. Beberapa kodon memiliki fungsi khusus. Kodon inisiasi, AUG, menandakan awal dari rantai polipeptida. AUG tidak hanya adalah kodon inisiasi dari prokaryota dan eukaryot tetapi juga mengkode residu Met pada posisi internal polipeptida. Dari 64 triplet nukleotida yang mungkin, tiga (UAA, UAG, dan UGA) tida mengkode asam amino yang dikenal ketiganya dikenal sebagai kodon penghentian (termination) (juga disebut stop codon atau nonsense codon), yang secara normal menandai akhir sintesis rantai polipeptida. Ketiga kodon penghentian dinamai "nonsense codon" karena kodon-kodon ini pertama kali ditemukan berasal dari mutasi basa tunggal bakteri E.coli di mana rantai polipeptida tertentu diakhiri secara prematur. Mutasi nonsens ini, dinamai amber, ochre, dan opal, membantu identifikasi yang mungkin dari UAA, UAG, dan UGA sebagai kodon penghentian. Pada urutan acak nukleotida, satu dari setiap 20 kodon pada masing-masing kerangka pembacaan, rata-rata, merupakan kodon penghentian. Dimana kerangka pembacaan ada tanpa kodon penghentian dari 50 atau lebih kodon, daerah itu disebut satu kerangka pembacaan terbuka (open reading frame). Kerangka pembacaan terbuka panjang biasanya berhubungan dengan gen yang mengkode protein. Pengkodean gen protein khusus tak terputuskan dengan berat molekular 60,000 akan memerlukan open reading frame dengan 500 atau lebih kodon. Lihat Kotak 26-1 (p. 900) untuk melihat beberapa perkecualian dari pola umum ini.
Barangkali ciri kode genetik yang paling mencolok adalah
degenerate (degenerasi), maksudnya suatu asam amino yang diuji bisa
dispesifikasi lebih dari satu kodon. Hanya metionin dan triptofan yang
mempunyai kodon tunggal. Degenerasi tidak berarti tak sempurna; kode genetik
jelas karena tidak ada kodon yang mengkode asam amino lebih dari satu. Perlu
diketahui bahwa degenerasi kode tidaklah seragam. Sebagai contoh, leusina dan
serina mempunyai enam kodon, glisina dan alanina mempunyai empat kodon, dan
glutamat, tirosina, dan histidina mempunyai dua kodon. Ketika satu asam amino
mempunyai kodon ganda, perbedaan antara kodon biasanya terlihat pada basa yang
ketiga (pada ujung 3'). Sebagai contoh, alanina dikode oleh triplet GCU, GCC,
GCA, dan GCG. Kodon tersebut, hampir semua asam amino disimbolkan dengan XY GA
atau XY CU. Dua huruf pertama dari tiap kodon kemudian faktor penentu yang
utama dari kekhususan. Hal ini memberikan beberapa konsekuensi yang menarik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar