Apabila terjadi transkripsi maka mRNA terbentuk adalah

KOMPAS.com - Transkripsi dalam genetika merupakan proses penyalinan sebagian berkas DNA untuk membuat RNA. Dalam rantai asam tertentu bagaimana cara menentukan hasil transkripsi? Berikut akan dibahas di bawah ini.

Soal dan Pembahasan

1. Hasil transkripsi suatu rantai sense DNA: ACG TGG CAG adalah…

Jawaban: UGC-ACC-GUC

Transkripsi berarti DNA membentuk mRNA dengan kode genetik basa nitrogen yang sesuai dengan kode genetiknya sendiri. Maka hasil transkripsi adalah pasangan dari urutan kode genetik DNA.

Ingatlah bahwa basa G (guanin) selalu berpasangan dengan C (sitosin) dan A (adenin) selalu berpasangan dengan T (timin). Maka kodon ACG ditranskripsi menjadi TGC, kodon TGG ditranskripsi menjadi ACC, kodon CAG ditranskripsi menjadi GTC.

Didapatkan bahwa rantai sense DNA: ACG – TGG – CAG, ditranskripsi menjadi mRNA dengan kode genetik: TGC – ACC – GTC.

Baca juga: Perbedaan Virus RNA dan Virus RNA Transkripsi Balik

Namun perlu diingat pada RNA ditidak terdapat basa pririmidin timin, namun memiliki urasil sehingga timin diganti dengan urasil menghasilkan kode genetik hasil transkripsi pada rantai antisense mRNA yaitu UGC-ACC-GUC.

2. Rantai sense DNA memiliki urutan ATG CCC CTT AAC GGC, uturan triplet basa nitrogen trnskripsinya adalah…

Jawaban: rantai antisense UAG GGG GAA UUG CCG.

Pada soal ditanyakan hasil transkripsi, berarti pasangan kode genetik DNA nya. ATG ditranskripsi menjadi TAC, CCC ditranskripsi menjadi GGG, CTT ditranskripsi menjadi GAA.

AAG ditranskripsi menjadi TTC, dan GGC ditranskripsi menjadi CCG. Ingat kembali pada RNA timin diubah menjadi urasil.

Sehingga hasil transkripsi rantai sense ATG CCC CTT AAC GGC adalah rantai anti sense UAG GGG GAA UUG CCG.

Setelah di translasi, rantai antisense ini akan di translasi dimana kodonnya dibaca dan diubah menjadi antikodonnya. UAG ditranslasi menjadi AUG, GGG ditranslasi menjadi CCC, GAA ditranslasi menjadi CUU, UUG ditranslasi menjadi AAC, dan CCG ditranslasi menjadi GGC.

Baca juga: Sintesis Protein: Proses Transkripsi dan Translasi

Sehingga didapatkan rantai sense yang sama dengan semula namun basa timinnya diganti dengan urasil yaitu: AUG CCC CUU AAC GGC. tRNA pun dapat mencocokan asam amino yang harus dibawa untuk membuat protein tersebut.

Untuk mengetahui protein apa saja yang dikodekan rantai sense DNA tersebut, kita dapat melihat tabel kode genetik RNA terhadap asam amino.

AUG CCC CUU AAC GGC mengkode kodon start, sam amino prolin, asam amino serin, asam amino asparagin, dan asam amino glisin.

(Sumber: Kompas.com/[Silmi Nurul Utami] I Editor: [Rigel Raimarda])

Sintesis protein adalah proses pembuatan molekul protein oleh sel yang melibatkan DNA, RNA, dan berbagai enzim. Pada sel prokariotik, proses sintesis protein terjadi di sitoplasma.

Sementara itu, pada sel eukariotik, proses ini berawal di nukleus untuk membuat transkrip (mRNA). Tahapan sintesis protein di sel ini berlanjut saat mRNA menuju ribosom untuk diterjemahkan menjadi molekul protein polipeptida.  

Tahapan sintesis protein

Tahapan sintesis protein terdiri dari dua proses, yakni transkripsi dan translasi. Pada sel eukariotik, transkripsi terjadi di dalam nukleus, sementara translasi terjadi di ribosom yang terdapat pada sitoplasma. Kedua proses ini dapat diringkas menjadi DNA → RNA → Protein.

Asam amino diperlukan untuk melakukan tahapan sintesis protein. Dengan serangkaian proses biokimia, sebagian asam amino dapat diproduksi oleh tubuh dari sumber karbon seperti glukosa. Sebagian asam amino lainnya dapat diperoleh dari makanan yang Anda konsumsi.

1. Proses transkripsi

Urutan sintesis protein yang pertama adalah transkripsi. Proses ini merupakan tahapan sintesis protein di mana informasi dalam untai DNA akan disalin ke dalam molekul baru yang disebut messenger RNA (mRNA).

DNA menyimpan materi genetik sebagai referensi atau cetakan di dalam inti sel. Sementara itu, mRNA dapat dianggap sebagai salinan dari buku referensi karena di dalamnya membawa informasi yang sama dengan DNA.

Akan tetapi, informasi pada mRNA tidak digunakan untuk penyimpanan jangka panjang dan dapat dengan bebas dibawa keluar dari nukleus. Selain itu, meskipun mRNA mengandung informasi yang sama, ini bukanlah salinan identik dari segmen DNA karena urutannya melengkapi template DNA.

Proses transkripsi dilakukan oleh enzim yang disebut dengan RNA polimerase dan sekelompok protein yang disebut faktor transkripsi. Faktor transkripsi dapat mengikat sekuens DNA spesifik yang disebut sekuens enhancer (penambah) dan promoter (promotor), untuk merekrut RNA polimerase ke lokasi transkripsi yang sesuai.

Proses transkripsi dalam sintesis protein terdiri dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan) dan terminasi (pengakhiran) rantai mRNA.

Faktor transkripsi dan RNA polimerase bersama-sama membentuk kompleks inisiasi transkripsi. Kompleks ini akan memulai transkripsi, lalu RNA polimerase memulai sintesis mRNA dengan cara mencocokkan basa komplementer dengan untai DNA asli.

Pada proses elongasi, RNA bergerak di sepanjang DNA dan membuka pilinan heliks ganda DNA sehingga molekul RNA yang memanjang terbentuk.

Proses transkripsi akan berlangsung hingga RNA polimerase mentranskripsi sebuah urutan DNA yang disebut dengan terminator. Ini adalah suatu urutan yang berfungsi sebagai sinyal agar proses transkripsi dihentikan.

Setelah untai mRNA benar-benar selesai disintesis, maka transkripsi dihentikan dan mRNA akan terpisah dari cetakan DNA. Salinan mRNA gen yang baru terbentuk akan meninggalkan nukleus dan berfungsi sebagai cetak biru untuk sintesis protein selama proses translasi.

2. Proses translasi

Urutan sintesis protein selanjutnya adalah translasi, yakni proses sintesis protein dari informasi yang terkandung dalam molekul mRNA.  Selama proses translasi, urutan mRNA dibaca menggunakan kode genetik.

Kode genetik tersebut merupakan seperangkat aturan yang menentukan bagaimana urutan mRNA diterjemahkan ke dalam 20 huruf kode asam amino. Molekul asam amino inilah yang akan menjadi bahan sintesis protein.

Kode genetik terdiri dari dari satu set kombinasi tiga huruf nukleotida yang disebut kodon. Setiap masing-masing kodon akan berkorespondensi dengan jenis asam amino tertentu, atau dengan sinyal stop (berhenti) di akhir proses.

Proses translasi akan terjadi dalam ribosom yang berperan sebagai pabrik untuk sintesis protein. Ribosom memiliki subunit kecil dan besar, serta merupakan molekul kompleks yang terdiri dari beberapa molekul RNA ribosom dan sejumlah protein.

Sama halnya dengan transkripsi, tahapan translasi juga terdiri dari tahap inisiasi, elongasi, dan terminasi.

Saat proses inisiasi, subunit ribosom kecil akan mengikat awal urutan mRNA. Kemudian, molekul RNA transfer (tRNA) yang membawa asam amino metionin berikatan dengan kodon awal dari sekuens mRNA.

Kodon awal di semua molekul mRNA memiliki sekuens AUG dan kode untuk metionin. Selanjutnya, subunit ribosom besar mengikat untuk mulai membentuk kompleks inisiasi lengkap.

Selama tahap pemanjangan, ribosom akan terus-menerus menerjemahkan setiap kodon secara bergantian. Asam amino yang sesuai akan ditambahkan ke rantai yang memanjang dan dihubungkan melalui ikatan peptida. Pemanjangan berlanjut sampai semua kodon terbaca.

Setelah ribosom mencapai kodon terakhir atau kodon stop yang berfungsi sebagai sinyal berhenti (UAA, UAG, dan UGA) maka terjadi terminasi. Hal ini dikarenakan tidak ada molekul tRNA yang dapat mengenali kodon ini, dan ribosom akan menghentikan proses translasi.

Itulah urutan tahapan sintesis protein pada nukleus dan ribosom. Protein baru yang terbentuk setelah proses translasi kemudian dilepaskan dan kompleks translasi terpisah.

Apabila Anda memiliki pertanyaan seputar masalah kesehatan, Anda bisa bertanya langsung dengan dokter di aplikasi kesehatan keluarga SehatQ secara gratis. Unduh aplikasi SehatQ sekarang di App Store atau Google Play.

Foto: freepik.com

Hai Quipperian, bagaimana kabarnya? Semoga selalu sehat dan tetap semangat belajar, ya.

Saat kamu makan, makanan yang masuk ke dalam tubuh akan melalui serangkaian proses metabolisme dengan bantuan enzim-enzim pencernaan. Kira-kira enzim itu apa? 

Enzim memegang peranan penting dalam kehidupan karena bisa membantu proses kimiawi di dalam tubuh manusia. Ternyata, enzim itu merupakan salah satu bentuk protein fungsional di dalam tubuh, lho. 

Protein-protein tersebut disintesis di dalam tubuh manusia, sehingga prosesnya disebut sintesis protein. Seperti apa sih mekanisme sintesis protein? Temukan jawabannya di artikel ini, ya.

Pengertian Sintesis Protein

Foto: pexels.com

Sintesis protein adalah proses pembentukan protein di dalam tubuh yang dilakukan oleh RNA atas perintah atau kode dari DNA. Sintesis protein berlangsung di dalam inti sel dan di dalam ribosom. Masih ingatkah kamu tentang ribosom? Ribosom adalah organel sel yang ukurannya kecil dan padat serta berfungsi sebagai tempat untuk sintesis protein.

Namanya juga sintesis, pasti membutuhkan bahan baku. Nah, bahan baku dalam sintesis protein adalah asam amino. Jumlah asam amino yang terlibat di dalam sintesis protein adalah 20. Namun, urutan asam amino tersebut dikode sepenuhnya oleh DNA. Adapun hasil akhir dari sintesis protein ini adalah terbentuknya protein fungsional, seperti enzim, hormon, keratin, dan haemoglobin. Lalu, seperti apa mekanismenya?

Mekanisme Sintesis Protein

Foto: pixabay.com

Mekanisme sintesis protein terdiri dari dua tahapan, yaitu transkripsi dan translasi.

1. Transkripsi

Transkripsi adalah proses pencetakan RNA oleh DNA. RNA yang terbentuk dibedakan menjadi tiga, yaitu tRNA, mRNA, dan rRNA. Urutan asam amino akan ditentukan oleh basa nitrogen yang menempel di rantai mRNA. Transkripsi terdiri dari tiga tahap, yaitu inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), dan terminasi (pengakhiran).

Adapun urutan proses transkripsi adalah sebagai berikut.

• Ikatan heliks DNA akan dibuka oleh enzim RNA polimerase dan terbentuk salinan informasi genetik dari DNA. Tempat untuk menempelnya RNA polimerase pada DNA disebut sebagai promoter. Promoter berfungsi untuk menunjukkan tempat dimulainya transkripsi dan menentukan DNA cetakan dari dua rantai yang ada. Proses ini disebut sebagai inisiasi.
• Dua rantai DNA yang terdiri dari rantai cetakan (sense) dan komplemen (antisense) mulai terpisah. Untuk promoter menempel di bagian rantai cetakan (sense).
• RNA mulai dibentuk oleh RNA polimerase dari titik awal promoter dan bergerak terus di sepanjang rantai cetakan DNA. Akibatnya, heliks DNA terbuka secara berurutan sepanjang 10 – 20 basa nitrogen. Nukleotida-nukleotida ini dirangkai dari arah 5’ -> 3’. Proses ini disebut sebagai elongasi.
• Basa nitrogen yang dibentuk pada RNA merupakan komplemen basa nitrogen pada rantai DNA sense, yaitu sebagai berikut.
  • Basa T pada DNA untuk cetakan A pada RNA.
  • Basa C pada DNA untuk cetakan G pada RNA
  • Basa A pada DNA untuk cetakan U pada RNA.
  • Basa G pada DNA untuk cetakan C pada RNA.
• Setelah RNA polimerase mentranskripsi DNA terminator, proses transkripsi akan berhenti. Proses ini disebut sebagai terminasi.
• Kemudian, RNA akan lepas dari RNA polimerase. Hal itu mengakibatkan DNA heliks tertutup kembali.
• mRNA yang dihasilkan dari tahap transkripsi akan keluar menuju inti sel ke ribosom.

2. Translasi

Translasi adalah penerjemahan kode genetik RNA menjadi urutan asam amino. Pada tahap ini, akan disintesis polipeptida menggunakan kode genetik dari mRNA di dalam ribosom oleh tRNA dengan bantuan enzim sintetase tRNA-aminoasil. Translasi juga terdiri dari tiga proses seperti transkripsi, yaitu inisiasi, elongasi translasi, dan terminasi translasi. Berikut ini ilustrasinya.

Adapun urutan dalam proses translasi adalah sebagai berikut.

• Molekul mRNA berikatan dengan subunit kecil ribosom di ujung 5’.
• Translasi diawali dari kodon start, yaitu AUG yang ada pada mRNA. Lalu, tRNA sebagai initiator yang memuat antikodon UAC akan membawa asam amino metionin. Asam amino tersebut akan melekat pada kodon AUG. Ingat, metionin merupakan asam amino awal dalam sintesis protein.
• Selanjutnya, asam amino lain akan ditambahkan oleh enzim tRNA-aminoasil hingga dihasilkan rantai polipeptida lengkap.
• Translasi semacam itu akan terus berlangsung sampai muncul kodon stop, yaitu UAA, UGA, atau UAG. Jika muncul salah satu kodon tersebut, proses translasi akan berhenti.
• Polipeptida yang terbentuk akan lepas dari ribosom.

Secara ringkas, sintesis protein bisa dituliskan sebagai berikut.

Jika Quipperian ingin tahu jenis-jenis kode genetik (kodon) untuk menentukan asam amino, cek tabel berikut.

Apakah Quipperian sudah paham dengan materi sintesis protein? Untuk mengecek pemahamanmu, yuk lihat contoh soal berikut.

Contoh Soal 1

Perhatikan diagram sintesis protein berikut.

Pada diagram tersebut, A, B, dan C berturut-turut adalah…

1. RNA duTA, RNA transfer, dan protein
2. DNA, RNA transfer, dan polipeptida
3. RNA transfer, RNA duta, dan RNA ribosom
4. Kodogen, kodon, dan antikodon
5. Kodogen, RNA ribosom, dan asam amino

Pembahasan:

Berdasarkan diagram di atas:

• A: berperan untuk melakukan transkripsi sampai dihasilkannya mRNA(RNA duta) dengan kodon tertentu, yaitu DNA.
• B: berperan bertugas menerjemahkan kodon pada mRNA, yaitu tRNA.
• C: polipeptida atau hasil sintesis protein

Jadi, A, B, dan C berturut-turut adalah DNA, RNA transfer, dan polipeptida.

Jawaban: B

Contoh Soal 2

Perhatikan diagram berikut.

Berdasarkan rantai DNA sense tersebut, rantai tRNA yang terbentuk adalah…

1. AUC CCU AAC GGA
2. ACU GGA CCU AAG
3. UAG CCU GGA UUG
4. AGC UUA GGA CGC
5. CCU GGA UUC GCG

Pembahasan:

Pertama, kamu tentukan terlebih dahulu kodon yang terbentuk pada mRNA, yaitu UCG AAU CCU GCG. Lalu, tentukan kode genetik pada tRNA yang merupakan pasangan dari kodon, yaitu AGC UUA GGA CGC. Di sini, tampak bahwa kode yang terbentuk mirip dengan kode pada rantai DNAnya, hanya saja basa T pada DNA diganti U pada tRNA.

Jadi, rantai tRNA yang terbentuk adalah AGC UUA GGA CGC.

Jawaban: D

Contoh Soal 3

Jika tRNA salah membaca kode genetik pada proses translasi, hal yang akan terjadi adalah…

1. DNA melakukan transkripsi ulang
2. tidak memengaruhi hasil
3. proses translasi berulang
4. timbul mutasi
5. proses translasi berhenti

Pembahasan:

Translasi oleh tRNA merupakan proses penting dalam sintesis protein. Jika tRNA salah dalam menerjemahkan kode-kode genetik, jenis protein yang terbentuk juga akan berubah. Hal ini bisa memicu munculnya mutasi pada makhluk hidup. Contoh kelainan yang timbul akibat kesalahan tRNA dalam menerjemahkan kode genetik adalah anemia sickle cell.

Jadi, jika tRNA salah membaca kode genetik pada proses translasi, hal yang akan terjadi adalah timbulnya mutasi.

Itulah pembahasan Quipper Blog tentang sintesis protein. Semoga bermanfaat buat Quipperian. Untuk pembahasan lengkapnya tentang materi ini bisa kamu lihat di Quipper Video. Jadikan Quipper Video sebagai mitra belajar yang asyik dan menyenangkan. Salam Quipper!

Penulis: Eka Viandari